JP4397320B2 - ワイヤーソー加工装置、及びワイヤーソー加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、直線状に張られたワイヤを同直線方向に往復運動させながら同ワイヤを被切断物に食い込ませていくことで同被切断物を切断するワイヤーソー加工装置、及びワイヤーソー加工方法に関する。

近年、固定部と、固定部に支持された薄板部と、層状の電極及び圧電／電歪層からなる圧電／電歪素子とを備えた圧電／電歪デバイスが、精密加工を行うためのアクチュエータ、光学的情報や磁気的情報等の読取り及び／又は書込み用素子（ヘッド）の位置を制御するアクチュエータ、或いは機械的振動を電気信号に変換するセンサ等として活発に開発されてきている。

一例として、例えば、下記特許文献１に記載されている図３８に示したこの種の圧電／電歪デバイスは、固定部１００と、固定部１００に支持された薄板部１１０と、前記薄板部１１０の先端に設けられた対象物を保持するための保持部（可動部）１２０と、少なくとも前記薄板部１１０の平面上に形成されるとともに複数の電極と複数の圧電／電歪層とが交互に積層された圧電／電歪素子１３０とを備え、圧電／電歪素子１３０の電極間に電界を形成して同圧電／電歪素子１３０の圧電／電歪層を伸縮させることで薄板部１１０を変形させ、これにより、保持部１２０（従って、同保持部１２０に保持される対象物）を変位させるようになっている。
特開２００１−３２０１０３号公報

また、図３８に示した圧電／電歪デバイスは、先ず、図３９に示したように、複数のセラミックグリーンシート（及び／又は、セラミックグリーンシート積層体）を準備し、図４０に示したように、これらのセラミックグリーンシートを積層して一体焼成することでセラミックの積層体２００を形成し、図４１に示したように、その外表面に複数の電極と複数の圧電／電歪層とが交互に積層された圧電／電歪層積層体２１０を形成し、このセラミック積層体２００及び圧電／電歪層積層体２１０からなるもの（被切断物）を図４２に示した切断線Ｃ１〜Ｃ４にて切断することにより製造され得るものである。

かかる切断は、上記ワイヤーソー加工やダイシング加工等の機械加工のほか、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ等のレーザ加工や、電子ビーム加工により行うことが可能である。しかしながら、切断線Ｃ３及びＣ４に沿うセラミック積層体２００と圧電／電歪層積層体２１０との切断は、比較的強度が小さく脆い圧電／電歪層と粘り易い延性を有する金属とからなる圧電／電歪層積層体２１０の切断を含むので、切断時に被切断物に対して大きな加工負荷が加わる加工（例えば、ダイシング加工等）によることは望ましくなく、被切断物に対する加工負荷が小さい加工（例えば、ワイヤーソー加工）によることが望ましい。

ところで、上述のような圧電／電歪デバイスにおいては、保持部１２０に保持される対象物の変位量と上記電極間に形成される電界の大きさとの関係（即ち、圧電／電歪デバイスの作動特性）において非常に高い精度が要求される。また、かかる対象物の変位量と電界の大きさとの関係は、圧電／電歪デバイスそのもの（特に、薄板部１１０そのもの）の形状（形状精度）に大きく依存する。従って、切断線Ｃ３及びＣ４に沿った切断をワイヤーソー加工により行う場合、同ワイヤーソー加工において非常に高い加工精度が要求されることになる。

そこで、本発明に係る発明者らは、種々の工夫を施すことにより、上記のような高い加工精度が要求されるワイヤーソー加工を実現可能なワイヤーソー加工装置、及びワイヤーソー加工方法を見出した。

本発明に係るワイヤーソー加工装置は、各回転軸が互いに平行となるように配設されるとともに、各円筒状の外表面において回転軸方向における複数の同一位置に互いに対となる切断位置決め用環状溝がそれぞれ設けられた２本の基本ローラーと、回転軸が、前記２本の基本ローラーの各回転軸を共に含む平面上に存在せず、且つ同各回転軸に対して平行となるように配設されるとともに、回転軸方向において、前記複数対の切断位置決め用環状溝のうち隣接する何れの２対の間の略中央位置においても対応する中間環状溝が存在するように、円筒状の外表面において複数の中間環状溝が設けられた１本のワイヤ送り用ローラーと、を少なくとも備える。そして、この加工装置においては、少なくとも前記２本の基本ローラーと前記１本のワイヤ送り用ローラーからなる３本のローラーの周囲を前記回転軸方向の一方側から他方側に向けて略螺旋状に囲むように、ワイヤを、隣接する任意の２対の前記切断位置決め用環状溝のうち同回転軸方向の一方側の１対に係合させた後、同任意の２対の切断位置決め用環状溝に対応する前記中間環状溝に係合させ、その後、同任意の２対の切断位置決め用環状溝のうち同回転軸方向の他方側の１対に係合させることを同回転軸方向の一方側から他方側に向けて順に繰り返すことで、同３本のローラーの周囲に同ワイヤが複数回巻きつけられていている。そして、この加工装置は、前記２本の基本ローラーの間であって前記回転軸方向において前記複数対の切断位置決め用環状溝に対応する各位置に張られた互いに平行となる複数の前記ワイヤの直線部分を前記３本のローラーの回転を伴って同直線方向に往復運動させながら被切断物に食い込ませていくことで同被切断物の複数箇所を同一工程で切断するようになっている。

一般に、上記のように、ワイヤを巻きつけるための２本の基本ローラーと１本のワイヤ送り用ローラーからなる、各回転軸が互いに平行となる３本のローラーを備えたワイヤーソー加工装置においては、同２本の基本ローラーの各外表面において、回転軸方向における複数の同一位置に互いに対となる切断位置決め用環状溝がそれぞれ設けられているとともに、同１本のワイヤ送り用ローラーの外表面においても、回転軸方向において、前記複数対の切断位置決め用環状溝と同一の位置にてそれぞれ対応するワイヤ送り用環状溝が設けられている。

そして、かかる装置においては、例えば、ワイヤを、任意の１対の切断位置決め用環状溝に係合させた後、同任意の１対の切断位置決め用環状溝に隣接する切断位置決め用環状溝の一対と同一の回転軸方向位置に設けられているワイヤ送り用環状溝に係合させ、その後、同隣接する切断位置決め用環状溝の１対に係合させることを同回転軸方向の一方側から他方側に向けて順に繰り返すことで、同３本のローラーの周囲に同ワイヤが複数回巻きつけられている。

このような装置においては、ワイヤ送り用ローラーと２本の基本ローラーのうちの一方との間に張られているワイヤの各直線部分は、その両端部の回転軸方向位置が互いに等しくなるため回転軸方向と垂直方向に張られることになる。従って、上記一方の基本ローラーの各切断位置決め用環状溝にはワイヤの張力に基づく回転軸方向の力が働かない。

一方、ワイヤ送り用ローラーと２本の基本ローラーのうちの他方との間に張られているワイヤの各直線部分は、その両端部の回転軸方向位置が隣接する切断位置決め用環状溝同士の間隔分だけ異なるから回転軸方向と垂直の方向から同間隔に応じた所定角度だけ傾いた方向に張られることになる。従って、上記他方の基本ローラーの各切断位置決め用環状溝には、同間隔に応じたワイヤの張力に基づく回転軸方向の力が働くことになる。

かかるワイヤ張力に基づく回転軸方向の力は、上記他方の基本ローラーの切断位置決め用環状溝（の側面）とワイヤとの磨耗等を促進し、２本の基本ローラーの間に張られたワイヤの直線部分の軸方向位置の精度（従って、被切断物の加工精度）を低下させる原因となり得る。従って、このような装置においては、切断位置決め用環状溝同士の回転軸方向における間隔が大きくなると、同間隔そのものに応じたワイヤ張力に基づく回転軸方向の大きな力が上記他方の基本ローラーの切断位置決め用環状溝に働くことになって、この結果、装置の延べ使用時間の増大に応じて被切断物の加工精度が大きく低下していく可能性があった。

これに対し、上記本発明に係るワイヤーソー加工装置においては、ワイヤを、隣接する任意の２対の切断位置決め用環状溝のうち回転軸方向の一方側の１対に係合させた後、同任意の２対の切断位置決め用環状溝の回転軸方向における略中央位置に存在する前記中間環状溝に係合させ、その後、同任意の２対の切断位置決め用環状溝のうち同回転軸方向の他方側の１対に係合させることを同回転軸方向の一方側から他方側に向けて順に繰り返すことで、同３本のローラーの周囲に同ワイヤが複数回巻きつけられる。これによれば、２本の基本ローラーの切断位置決め用環状溝には、隣接する切断位置決め用環状溝同士の回転軸方向における間隔そのものに応じたワイヤ張力に基づく回転軸方向の力よりも小さい、同間隔の略半分の間隔に応じたワイヤ張力に基づく回転軸方向の力しか働かない。従って、装置の延べ使用時間の増大に応じて被切断物の加工精度が低下していく程度を少なくすることができ、この結果、高い加工精度が要求されるワイヤーソー加工が実現され得る。

上記本発明に係るワイヤーソー加工装置を使用して前記被切断物を切断するワイヤーソー加工方法としては、前記被切断物を台の上に配設し、前記複数のワイヤの直線部分を同直線方向に往復運動させながら、同被切断物の切断進行方向における前記台の同複数のワイヤの直線部分に対する相対位置を移動させることにより、同複数のワイヤの直線部分を同被切断物に食い込ませていくことで同被切断物を切断する方法を採用することが好適である。

また、本発明に係る他のワイヤーソー加工方法は、被切断物を台の上に配設し、直線状に張られたワイヤを同直線方向に往復運動させるとともに砥粒を含んだスラリーを同被切断物に供給しながら、同被切断物の切断進行方向における前記台の前記ワイヤに対する相対位置を移動させることにより、同ワイヤを同被切断物に食い込ませていくことで同被切断物を切断するワイヤーソー加工方法であって、前記ワイヤを前記被切断物の切断位置に案内するための案内部を有するとともに、同案内部により案内されたワイヤを同被切断物よりも先に同案内部から食い込ませ、同被切断物とともに切断していくための少なくとも一対のガイドを前記台の上に同被切断物を挟むように配設し、前記少なくとも一対のガイドは、前記ワイヤの同ガイド内への進入深さに応じて前記直線方向における同ガイドの切断長さが所定のパターンをもって変化する形状を呈していることを特徴とする方法である。

これによれば、台の上に配設された被切断物の切断が開始される前に、先ず、直線方向に往復運動しているワイヤが上記台の上に被切断物を挟むように配設された一対のガイドの案内部（例えば、溝）により被切断物の切断位置に正確に案内され、次いで、ワイヤが同切断位置に正確に案内された状態のまま同被切断物よりも先に同ガイドの案内部に食い込む。この結果、ワイヤはその往復運動が安定化し、ぶれることなく（上記直線方向と垂直方向に振動することなく）被切断物の切断位置に沿って正確に同往復運動する状態となり、この状態にて被切断物の切断が開始される。従って、高い加工精度が要求されるワイヤーソー加工が実現され得る。

また、この一対のガイドは、ワイヤの同ガイド内への進入深さに応じて前記直線方向における同ガイドの切断長さが所定のパターンをもって変化する形状を呈している。これによる作用は以下のようである。

即ち、上記のように、ワイヤーソー加工は、砥粒を含んだスラリーを被切断物（より具体的には、ワイヤと被切断物の切断面との隙間）に供給しながら行われる。その際、ワイヤの送り速度（切断進行方向の速度）が比較的大きい一定値に設定されていると、ワイヤの被切断物への進入深さの増大に応じてスラリーの前記隙間への供給の遅れが増大していき、円滑な切断が達成され得なくなるという問題があった。これを回避するため、従来では、例えば、複雑、且つ大柄な油圧サーボ機器等を利用して、ワイヤの送り速度を周期的に小さくする（或いはゼロにする）等のワイヤ送り速度の油圧サーボ制御等が実行されていた。

これに対し、被切断物とともに切断されていく一対のガイド形状を上記のようにすれば、ワイヤの被切断物への進入深さ（従って、ワイヤのガイド内への進入深さ）に応じて、ワイヤの加工面積が所定のパターンをもって変化し、この結果、同ワイヤの加工負荷も所定のパターンをもって変化する。従って、例えば、ワイヤの被切断物への送り荷重（ワイヤが被切断物へ接触する荷重）を適当な一定値に設定しておくのみで、上記油圧サーボ機器等を利用することなく、ワイヤの送り速度を上記所定のパターンをもって変化させることができる。ワイヤの被切断物への送り荷重を適当な一定値に設定するためには、例えば、所定の質量を有する錘と滑車等を利用して、同錘に働く重力（或いは、重力の一部）をワイヤが被切断物へ接触する荷重として作用するように構成すればよい。

従って、これによれば、上記所定のパターンに応じて、例えば、ワイヤの送り速度を周期的に小さくする等のワイヤ送り速度制御を達成することができ、その結果、上記スラリーの供給の遅れの増大を簡易な構成で確実に防止することができる。

また、本発明に係る他のワイヤーソー加工方法は、被切断物を台の上に配設し、直線状に張られたワイヤを同直線方向に往復運動させるとともに砥粒を含んだスラリーを同被切断物に供給しながら、同被切断物の切断進行方向における前記台の前記ワイヤに対する相対位置を移動させることにより、同ワイヤを同被切断物に食い込ませていくことで同被切断物を切断するワイヤーソー加工方法であって、前記被切断物には予め、切断開始時点での切断部分における前記直線方向の両端部近傍に前記ワイヤを同被切断物の切断位置に案内するための案内部がそれぞれ設けられ、且つ、前記供給されたスラリーを貯留するとともに同貯留されたスラリーを同ワイヤと同被切断物の切断面との隙間に供給するためのスラリーポケットが設けられていることを特徴とする方法である。

これによれば、被切断物には予め、切断開始時点での切断部分における前記直線方向（ワイヤの往復運動方向）の両端部近傍に前記ワイヤを同被切断物の切断位置に案内するための案内部（例えば、溝）がそれぞれ設けられている。従って、直線方向に往復運動しているワイヤが被切断物に接触して切断が開始される際、ワイヤは上記切断部分の両端部近傍において被切断物の案内部に案内されながら（例えば、溝にはまりながら）切断進行方向に向けて若干屈曲する。この結果、上記と同様、ワイヤは被切断物の切断位置に正確に案内されるとともに、この状態のまま同被切断物の切断が進行していく。従って、高い加工精度が要求されるワイヤーソー加工が実現され得る。

また、被切断物には予め、前記供給されたスラリーを貯留するとともに同貯留されたスラリーを同ワイヤと同被切断物の切断面との隙間に供給するためのスラリーポケットが設けられている。従って、十分な量のスラリーが上記隙間に向けて供給され続けられ得、その結果、スラリーの供給の遅れの増大を確実に防止できる。

上記本発明に係るワイヤーソー加工装置、及びワイヤーソー加工方法において切断される前記被切断物は、前記ワイヤーソー加工による切断後において、薄板部と、前記薄板部を支持する固定部と、少なくとも前記薄板部の平面上に形成されるとともに複数の電極と複数の圧電／電歪層とが交互に積層されてなり、同複数の電極の各側端面と同複数の圧電／電歪層の各側端面とにより形成された外部に露呈する側端面を有する圧電／電歪素子と、を備えた圧電／電歪デバイスであって、少なくとも前記圧電／電歪素子の外部に露呈した側端面が前記ワイヤーソー加工により形成される圧電／電歪デバイスを構成するものであることが好適である。

上述したように、かかる圧電／電歪デバイスの作動特性の精度を高くするためには、同圧電／電歪デバイス（特に、圧電／電歪素子がその平面上に形成された薄板部）の形状において高い加工精度が要求される。従って、後に上記のような圧電／電歪デバイスを構成するものを被切断物として選択すれば、精度の高い作動特性を発揮し得る圧電／電歪デバイスを安定して提供することができる。

発明の実施するための最良の形態

以下、図面を参照しながらこの種の圧電／電歪デバイスを切断するために使用されるワイヤーソー加工装置、及びワイヤーソー加工方向の実施形態について説明する。以下、その前に、先ず、この種の圧電／電歪デバイスの一例について説明する。

図１に斜視図を示した圧電／電歪デバイス１０は、直方体の固定部１１と、固定部から立設するように同固定部１１に支持されるとともに互いに対向する一対の薄板部１２，１２と、前記薄板部１２，１２の先端に設けられるとともに同薄板部１２,１２の肉厚よりも厚い肉厚を有する保持部（可動部）１３，１３と、少なくとも前記薄板部１２，１２の各外側の平面上に形成された層状の電極と圧電／電歪層とが交互に積層された圧電／電歪素子１４,１４とを備えている。これらの構成の概略は、例えば、上記特許文献１に開示されている。

この圧電／電歪デバイス１０は、例えば、図２に示したように、一対の保持部１３，１３の間に対象物Ｓを保持し、圧電／電歪素子１４，１４が発生する力によって薄板部１２，１２を変形せしめ、これにより保持部１３,１３を変位させて対象物Ｓの位置を制御し得るアクチュエータとして使用されるようになっている。この対象物Ｓは、磁気ヘッド、光ヘッド、或いは、センサとしての感度調整用重り等である。

固定部１１、薄板部１２，１２、及び保持部１３，１３から構成された部分（これらは「基体部」とも総称される。）は、後に詳述するようにセラミックグリーンシートの積層体を焼成により一体化したセラミック積層体により構成されている。このようなセラミックスの一体化物は、各部の接合部に接着剤が介在しないことから、経時的な状態変化が殆ど生じないので、接合部位の信頼性が高く、かつ、剛性確保に有利である。また、セラミック積層体は、後述するセラミックグリーンシート積層法により、容易に製造することができる。

なお、基体部は、全体をセラミックス又は金属により構成してもよく、セラミックスと金属とを組合せたハイブリッド構造とすることもできる。また、基体部は、セラミックスを有機樹脂やガラス等の接着剤で接着して構成したり、金属をロウ付け、半田付け、共晶接合、拡散接合、或いは溶接等で接合して構成することもできる。

圧電／電歪素子１４は、図３に拡大して示したように、固定部１１（の一部）と薄板部１２（の一部）がなす外側壁面（外側平面）上に形成されるとともに、複数の層状電極と複数の圧電／電歪層を有し、層状の電極と圧電／電歪層とが交互に積層された積層体である。電極と圧電／電歪層の各層は薄板部１２の平面と平行な層を形成している。より具体的に述べると、圧電／電歪素子１４は、薄板部１２の外側平面上に、電極１４ａ１、圧電／電歪層１４ｂ１、電極１４ａ２、圧電／電歪層１４ｂ２、電極１４ａ３、圧電／電歪層１４ｂ３、電極１４ａ４、圧電／電歪層１４ｂ４、及び電極１４ａ５が順に積層されてなる積層体である。電極１４ａ１，１４ａ３，１４ａ５は互いに電気的に接続され、互いに電気的に接続された電極１４ａ２，１４ａ４と、絶縁状態を維持するように形成されている。換言すると、互いに電気的に接続された電極１４ａ１，１４ａ３，１４ａ５と、互いに電気的に接続された電極１４ａ２，１４ａ４とは、櫛歯状の電極を構成している。

この圧電／電歪素子１４は、後述するように、膜形成方法により基体部に一体的に形成される。また、圧電／電歪素子１４を基体部とは別体として製造しておき、有機樹脂等の接着剤を用いて、或いは、ガラス、ロウ付け、半田付け、共晶接合等により基体部に貼り付けてもよい。

なお、ここでは、電極が全部で５層である多層構造を有する例を示したが、層の数は特に限定されない。一般には、層の数を多くすることにより、薄板部１２，１２を変形する力（駆動力）が増大する一方、消費電力も増大する。従って、実施にあたっては、用途及び使用状態等に応じて層の数を適宜選定すればよい。

以下、上記圧電／電歪デバイス１０の各構成要素について追加的な説明を行う。

保持部１３，１３は、薄板部１２，１２の変位に基づいて作動する部分であり、同保持部１３，１３には圧電／電歪デバイス１０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、圧電／電歪デバイス１０を物体を変位させる素子（変位素子）として使用する場合、特に、ハードディスクドライブの磁気ヘッドの位置決めやリンギング抑制のために使用するのであれば、磁気ヘッドを有するスライダ、磁気ヘッドそのもの、及びスライダを有するサスペンション等の部材（即ち、位置決めを必要とする部材）が取り付けられてもよい。また、光シャッタの遮蔽板等が取り付けられてもよい。

固定部１１は、上述したように、薄板部１２，１２並びに保持部１３，１３を支持する部分である。この圧電／電歪デバイス１０を、例えば、前記ハードディスクドライブの磁気ヘッドの位置決めに利用する場合には、固定部１１はＶＣＭ（ボイスコイルモータ）に取り付けられたキャリッジアーム、同キャリッジアームに取り付けられた固定プレート、又はサスペンション等に支持固定される。また、この固定部１１には、圧電／電歪素子１４，１４を駆動するための図示しない端子及びその他の部材が配置される場合もある。端子の構造は電極と同様な幅であっても良いし、電極より狭いもの、或いは、一部が狭いものであっても良い。

保持部１３，１３及び固定部１１を構成する材料は、保持部１３，１３及び固定部１１が剛性を有するように構成される限りにおいて特に限定されない。一般には、これらの材料として、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スを用いることが好適である。より具体的には、この材料として、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、又は酸化チタンを主成分とする材料等が挙げられるほか、これらの混合物を主成分とした材料が挙げられる。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は、機械的強度や靱性が高い点において圧電／電歪デバイス１０にとって好適である。また、保持部１３，１３及び固定部１１を金属材料により製造する場合、その金属材料としては、ステンレス鋼、ニッケル等が好適である。

薄板部１２，１２は、上述したように、圧電／電歪素子１４，１４により駆動される部分である。薄板部１２，１２は、可撓性を有する薄板状の部材であって、表面に配設された圧電／電歪素子１４，１４の伸縮変位を屈曲変位に変換し、保持部１３，１３に伝達する機能を有する。従って、薄板部１２，１２の形状や材質は、可撓性を有し、屈曲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、保持部１３，１３の応答性、操作性等を考慮して選択される。

薄板部１２の厚みＤｄ（図１を参照）は、２μｍ〜１００μｍ程度とすることが好ましく、薄板部１２と圧電／電歪素子１４とを合わせた厚みは７μｍ〜５００μｍとすることが好ましい。電極１４ａ１〜１４ａ５の各厚みは０．１μｍ〜５０μｍ、圧電／電歪層１４ｂ１〜１５ｂ５の各厚みは３μｍ〜３００μｍとすることが好ましい。

薄板部１２，１２を構成する材料には、保持部１３，１３や固定部１１と同様のセラミックスを用いることが好適であり、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、薄肉であっても機械的強度が大きいこと、靱性が高いこと、圧電／電歪素子１４の電極１４ａ１を構成する電極材や圧電／電歪層１４ｂ１との反応性が小さいことから更に好適である。

また、薄板部１２，１２は、可撓性を有し、屈曲変形が可能な金属材料で形成することもできる。薄板部１２，１２に好適な金属材料のうち鉄系材料としては、各種ステンレス鋼、各種バネ鋼鋼材を挙げることができ、非鉄系材料としては、ベリリウム銅、リン青銅、ニッケル、ニッケル鉄合金を挙げることができる。

この圧電／電歪デバイス１０に使用する前述した安定化ジルコニア並びに部分安定化ジルコニアは、次のように安定化並びに部分安定化されたものが好ましい。即ち、ジルコニアに、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、及び酸化マグネシウムのうち少なくとも１つの化合物、又はこれらのうち二つ以上の化合物を、同ジルコニアを安定化並びに部分安定化させる化合物として添加・含有させる。

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％とすることが望ましい。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％、（機械的強度を特に重視するときには更に好ましくは２〜４モル％、耐久信頼性を特に重視するときには更に好ましくは５〜７モル％）とすることが望ましい。

また、ジルコニアに、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が可能である。圧電／電歪素子１４，１４の形成手法として、膜形成法による焼成一体化を採用する場合は、アルミナ、マグネシア、遷移金属酸化物等を添加物として添加することも好ましい。

なお、固定部１１、薄板部１２、及び保持部１３の少なくとも一つをセラミックスで構成する場合、そのセラミックスの機械的強度が高く且つ安定した結晶相が得られるように、ジルコニアの平均結晶粒子径を０．０５〜３μｍとすることが好ましく、０．０５〜１μｍとすることが更に望ましい。また、上述のように、薄板部１２，１２は、保持部１３，１３並びに固定部１１と同様（同様であるが異種）のセラミックスにより形成することができるが、好ましくは、保持部１３，１３並びに固定部１１と実質的に同一の材料を用いて形成することが、接合部分の信頼性の向上、圧電／電歪デバイス１０の強度の向上、及び同デバイス１０の製造の煩雑さの低減を図る上で有利である。

圧電／電歪デバイスには、ユニモルフ型、バイモルフ型等の圧電／電歪素子を用いることができるが、薄板部１２，１２と組み合わせたユニモルフ型の方が、発生する変位量の安定性に優れ、軽量化に有利であり、且つ、圧電／電歪素子の発生応力の力の向きとデバイスの変形に伴う歪の向きとが相反することがないように保つことが容易に設計可能であることから、このような圧電／電歪デバイス１０に適している。

前記圧電／電歪素子１４，１４は、図１に示したように、その一端を固定部１１（又は保持部１３でも良い。）上に位置させ、他端を薄板部１２，１２の側面の平面上に形成すると、薄板部１２，１２をより大きく駆動させることができる。

圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４は、圧電セラミックスにより構成されることが好適である。その一方、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４は、電歪セラミックス、強誘電体セラミックス、或いは反強誘電体セラミックスにより構成することも可能である。また、このような圧電／電歪デバイス１０において、保持部１３，１３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場合、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４は歪み履歴の小さい材料で形成されることが好ましく、従って、それらの抗電界が１０ｋＶ／ｍｍ以下の材料で形成されることが好ましい。

圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４の具体的な材料としては、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あるいは混合物として含有するセラミックスが挙げられる。

圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４の材料には、特に、高い電気機械結合係数と圧電定数を有し、同圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４の焼結時における薄板部（セラミックス）１２との反応性が小さく、且つ、安定した組成のものが得られる点において、ジルコン酸鉛、チタン酸鉛、及びマグネシウムニオブ酸鉛を主成分とする材料、も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である。

更に、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４の材料に、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混合したセラミックスを用いてもよい。この場合、例えば、主成分であるジルコン酸鉛、チタン酸鉛、及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、抗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。

なお、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４の材料にシリカ等のガラス化し易い材料を添加することは避けることが望ましい。なぜならば、シリカ等の材料は、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４の熱処理時に、圧電／電歪材料と反応し易く、その組成を変動させ、圧電特性を劣化させるからである。

一方、圧電／電歪素子１４，１４の電極１４ａ１〜１４ａ５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、もしくはこれらの合金で構成され得る。更に、これらの金属に圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４、或いは薄板部１２，１２と同じ材料を分散させたサーメット材料を電極材として用いてもよい。

圧電／電歪素子１４における電極材の選定は、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４の形成方法に依存して決定される。例えば、薄板部１２の上に一つの電極１４ａ１を形成した後、この電極１４ａ１の上に圧電／電歪層１４ｂ１を焼成により形成する場合、電極１４ａ１を、圧電／電歪層１４ｂ１の焼成温度においても変化しない白金、パラジウム、白金−パラジウム合金、銀−パラジウム合金等の高融点金属で形成しておく必要がある。このことは、形成後に圧電／電歪層が焼成される電極（電極１４ａ２〜電極１４ａ４）についても同様である。

これに対し、圧電／電歪層１４ｂ４の上に形成される最外層の電極１４ａ５は、同電極１４ａ５の形成後に圧電／電歪層の焼成がなされないので、アルミニウム、金、銀等の低融点金属を主成分とした材料で形成することができる。

また、層状の電極１４ａ１〜１４ａ５は、圧電／電歪素子１４の変位を低下させる要因ともなるため、各層は薄いことが望ましい。特に圧電／電歪層１４ｂ４の焼成後に形成される電極１４ａ５には、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、例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。

図１に示した圧電／電歪デバイス１０においては、薄板部１２，１２の先端部分に一体的に形成される保持部１３，１３の厚みが、同薄板部１２，１２の厚みＤｄよりも大きくされていたが、図４に示したように、保持部１３，１３の厚みを薄板部１２，１２の厚みとほぼ同じにしてもよい。これにより、保持部１３，１３に物品を取り付ける場合に、保持部１３，１３間に薄板部１２，１２間の距離に相当する大きさの物品を挟み込むように取り付けることが可能となる。この場合、物品を取り付けるための接着剤が使用される領域が実質的に保持部１３，１３を構成することになる。更に、この場合、図４に破線にて示したように、接着剤を使用する領域を規定するための突起部１５，１５を設けてもよい。かかる突起部１５，１５は、薄板部１２と同一の材料で一体焼結、或いは、一体成形されることが望ましい。

上述した圧電／電歪デバイス１０は、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としても利用することもできる。また、かかる圧電／電歪デバイス１０を各種センサとして利用する場合には、同圧電／電歪デバイス１０は、対向する保持部１３，１３間、或いは薄板部１２，１２間に取り付けられる物体のサイズを適宜調整することにより、センサの感度調整を容易に行い得るという更なる長所を有する。

次に、上記圧電／電歪デバイス１０の製造方法について説明する。圧電／電歪デバイス１０の圧電／電歪素子１４，１４を除く基体部（即ち、固定部１１、薄板部１２，１２、並びに保持部１３，１３）は、セラミックグリーンシート積層法を用いて製造されることが好ましい。一方、圧電／電歪素子１４，１４は、薄膜や厚膜等の膜形成手法を用いて製造されることが好ましい。

圧電／電歪デバイス１０の基体部における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、接合部位の信頼性を高くすることができ、かつ、剛性を確保することができる。また、基体部を金属板を積層して形成する場合、金属の拡散接合法によれば、各部材の接合部の経時的な状態変化がほとんど生じず、接合部位の信頼性と剛性とを確保することができる。

この実施の形態に係る図１に示した圧電／電歪デバイス１０においては、薄板部１２，１２と固定部１１との境界部分（接合部分）並びに薄板部１２，１２と保持部１３，１３との境界部分（接合部分）は、変位発現の支点となるため、これらの接合部分の信頼性は圧電／電歪デバイス１０の特性を左右する重要なポイントである。

また、以下において説明する製造方法は、生産性が高く成形性にも優れるため、所定形状の圧電／電歪デバイス１０を短時間に、かつ、再現性よく得ることができる。なお、以下において、複数のセラミックグリーンシートを積層して得られた積層体をセラミックグリーンシート積層体２２（図６を参照。）と定義し、このセラミックグリーンシート積層体２２を焼成して一体化したものをセラミック積層体２３（図７を参照。）と定義する。

また、かかる製造方法の実施にあたっては、図７のセラミック積層体を縦横に複数個並べたものと同等の１枚のワークシートを準備し、このワークシートの表面（上面）に後に圧電／電歪素子１４となる積層体２４（図８を参照。）を所定の部位に複数個分だけ連続させたものを形成し、このワークシートを切断することで、同一工程で多数個の圧電／電歪デバイス１０を製造することが望ましい。更には、一つの窓（図５に示したＷｄ１等）から２個以上の複数の圧電／電歪デバイス１０が取り出されるように製造することが望ましい。但し、以下においては、説明を簡単にするため、セラミック積層体２３の切断により圧電／電歪デバイス１０を１個だけ取り出す方法について説明する。

まず、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長方形のセラミックグリーンシートを作製する。

次に、図５に示したように、必要に応じて金型を用いた打抜加工やレーザ加工等の方法によりセラミックグリーンシートを種々の形状に加工し、複数枚のセラミックグリーンシート２１ａ〜２１ｆを得る。

図５に示した例においては、セラミックグリーンシート２１ｂ〜２１ｅに対して、長方形の窓Ｗｄ１〜Ｗｄ４をそれぞれ形成する。窓Ｗｄ１と窓Ｗｄ４は略同一形状であり、窓Ｗｄ２と窓Ｗｄ３は略同一形状である。セラミックグリーンシート２１ａ,２１ｆは、後に薄板部１２,１２を構成する部分を含む。セラミックグリーンシート２１ｂ,２１ｅは、後に保持部１３,１３を構成する部分を含む。なお、セラミックグリーンシートの枚数は、あくまでも一例である。また、図示された例では、セラミックグリーンシート２１ｃ,２１ｄは、所定の厚みを有する一枚のグリーンシートでもよく、或いは、同所定の厚みを得るために複数枚のセラミックグリーンシートを積層する又は積層したものであってもよい。

その後、図６に示したように、セラミックグリーンシート２１ａ〜２１ｆを積層・圧着してセラミックグリーンシート積層体２２を形成する。次いで、そのセラミックグリーンシート積層体を焼成して図７に示したセラミック積層体２３を形成する。

なお、セラミックグリーンシート積層体２２を形成するための（積層一体化のための）圧着回数や順序は限定されない。なお、一軸加圧（一方向への加圧）によっては圧力が十分に伝達されない箇所が存在する場合、複数回圧着を繰り返すか、或いは圧力伝達物を充填して圧着を行うことが望ましい。また、製造する圧電／電歪デバイス１０の構造や機能に応じて、例えば窓Ｗｄ１〜Ｗｄ４の各形状、セラミックグリーンシートの枚数や厚み等は適宜決定され得る。

上記積層一体化のための圧着を加熱しながら行うようにすると、より確実な積層状態を得ることができる。また、セラミック粉末、バインダを主体としたペースト、又はスラリー等を接合補助層としてセラミックグリーンシート上に塗布、又は印刷して圧着を行えば、セラミックグリーンシート界面の接合状態をより良好な状態とすることができる。この場合、接合補助剤として使用されるセラミック粉末は、セラミックグリーンシート２１ａ〜２１ｆに使用されたセラミックスと同一又は類似した組成を有していることが、接合の信頼性確保の点で好ましい。更に、セラミックグリーンシート２１ａ,２１ｆが薄い場合、プラスチックフィルム（特に、表面にシリコーン系の離型剤をコーティングしたポリエチレンテレフタレートフィルム）を用いて同セラミックグリーンシート２１ａ,２１ｆを取り扱うことが好ましい。また、セラミックグリーンシート２１ｂ，２１ｅ等の比較的薄いシートに窓Ｗｄ１，Ｗｄ４等を形成する際、これらのシートを前記プラスチックフィルムに取り付けた状態で同窓Ｗｄ１，Ｗｄ４等を形成するための加工を行ってもよい。

次に、図８に示すように、前記セラミック積層体２３の両表面、即ち、積層されたセラミックグリーンシート２１ａ,２１ｆの焼成後の表面にそれぞれ圧電／電歪層積層体２４，２４を形成する。圧電／電歪層積層体２４，２４の形成法としては、スクリーン印刷法、ディッピング法、塗布法、及び電気泳動法等の厚膜形成法や、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、化学気相成長法（ＣＶＤ）、及びめっき等の薄膜形成法を用いることができる。

このような膜形成法を用いて圧電／電歪層積層体２４，２４を形成することにより、接着剤を用いることなく、圧電／電歪層積層体２４，２４と薄板部１２，１２とを一体的に接合（配設）することができ、信頼性、再現性を確保できると共に、集積化を容易にすることができる。

この場合、厚膜形成法により圧電／電歪層積層体２４，２４を形成することがより好ましい。厚膜形成法を用いれば、平均粒径０．０１〜５μｍ、好ましくは０．０５〜３μｍの圧電セラミックスの粒子や粉末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ジョン、ゾル等を用いて膜化することができ、それを焼成することによって良好な圧電／電歪特性を得ることができるからである。

なお、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を有する。また、スクリーン印刷法によれば、膜厚の制御とパターン形成とを同時に行うことができるので、製造工程を簡略化することが可能である。

ここで、セラミック積層体２３及び圧電／電歪層積層体２４，２４の形成方法の一例について詳述する。まず、セラミックグリーンシート積層体２２を１２００〜１６００℃の温度で焼成して一体化し、図７に示したセラミック積層体２３を得た後、図３に示したように、同セラミック積層体２３の両表面の所定位置に最下層の電極１４ａ１，１４ａ１を印刷して焼成し、次いで、その上に圧電／電歪層１４ｂ１，１４ｂ１と電極１４ａ２，１４ａ２とをこの順に印刷してから同時に焼成する。その後、同様に、一つの圧電／電歪層と一つの電極とをこの順に印刷してから同時に焼成する工程を２回だけ繰り返す。その後、圧電／電歪層１４ｂ４，１４ｂ４を印刷して焼成し、次いで、最上層の電極１４ａ５，１４ａ５を印刷して焼成することで圧電／電歪層積層体２４，２４を形成する。その後、電極１４ａ１，１４ａ３，１４ａ５、及び電極１４ａ２，１４ａ４を駆動回路にそれぞれ電気的に接続するための端子（図示省略）を印刷、焼成する。

なお、最下層の電極１４ａ１,１４ａ１を印刷して焼成し、次いで、圧電／電歪層１４ｂ１,１４ｂ１を印刷して焼成し、その上に電極１４ａ２，１４ａ２を印刷して焼成し、その後、同様に、各圧電／電歪層と各電極とを交互に印刷・焼成する処理を３回繰り返して圧電／電歪層積層体２４，２４を形成してもよい。

この場合、例えば、電極１４ａ１,１４ａ２,１４ａ３,１４ａ４を白金（Ｐｔ）を主体とした材料、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４をジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）を主体とした材料、他の電極１４ａ５を金（Ａｕ）、更に、端子を銀（Ａｇ）でそれぞれ構成するように、各部材の焼成温度が積層順に従って低くなるように材料を選定すると、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できる。

なお、適当な材料を選択することにより、圧電／電歪層積層体２４，２４の各部材と端子とを逐次印刷して、１回で一体焼成することも可能である。また、最外層の圧電／電歪層１４ｂ４の焼成温度を圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ３の焼成温度より高くして、これらの圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４の最終的な焼結状態を同一にするように圧電／電歪積層体２４を形成してもよい。

また、圧電／電歪層積層体２４，２４の各部材と端子は、スパッタ法や蒸着法等の薄膜形成法によって形成してもよく、この場合には、必ずしも熱処理を必要としない。

圧電／電歪層積層体２４，２４の形成においては、セラミックグリーンシート積層体２２の両表面、即ち、セラミックグリーンシート２１ａ及び２１ｆの各表面に予め圧電／電歪層積層体２４，２４を形成しておき、そのセラミックグリーンシート積層体２２と圧電／電歪層積層体２４，２４とを同時に焼成してもよい。

圧電／電歪層積層体２４，２４とセラミックグリーンシート積層体２２とを同時焼成する方法としては、スラリー原料を用いたテープ成形法等によって圧電／電歪層積層体２４，２４の前駆体を成形し、この焼成前の圧電／電歪層積層体２４，２４の前駆体をセラミックグリーンシート積層体２２の表面上に熱圧着等で積層し、その後、これらを同時に焼成する方法が挙げられる。但し、この方法では、上述した膜形成法を用いて、セラミックグリーンシート積層体２２の表面及び／又は圧電／電歪層積層体２４，２４に予め電極１４ａ１，１４ａ１を形成しておく必要がある。

その他の方法としては、セラミックグリーンシート積層体２２の少なくとも最終的に薄板部１２，１２となる部分にスクリーン印刷により圧電／電歪層積層体２４，２４の各構成層である電極１４ａ１〜１４ａ５、及び圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４を形成し、これらを同時に焼成する方法が挙げられる。

圧電／電歪層積層体２４，２４の構成膜の焼成温度は、これを構成する材料によって適宜決定されるが、一般には、５００〜１５００℃であり、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４に対しては、１０００〜１４００℃が好適な焼成温度である。この場合、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４の組成を制御するためには、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４の材料の蒸発が制御される状態（例えば、蒸発源の存在下）で焼結することが好ましい。なお、圧電／電歪層１４ｂ１〜１４ｂ４とセラミックグリーンシート積層体２２を同時焼成する場合には、両者の焼成条件を合わせることが必要である。圧電／電歪層積層体２４，２４は、必ずしもセラミック積層体２３もしくはセラミックグリーンシート積層体２２の両面に形成される必要はなく、セラミック積層体２３もしくはセラミックグリーンシート積層体２２の片面のみに形成されてもよい。

次に、上述のようにして、圧電／電歪層積層体２４，２４が形成されたセラミック積層体２３のうちの不要な部分を切除する。具体的に述べると、図９に示した切断線（破線）Ｃ１〜Ｃ４に沿ってセラミック積層体２３、及び圧電／電歪層積層体２４，２４を切断する。切断は、ワイヤーソー加工やダイシング加工等の機械加工のほか、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ等のレーザ加工や、電子ビーム加工により切断を行うことが可能である。

この切断のうち、図９に示した切断線（破線）Ｃ３及びＣ４に沿うセラミック積層体２３と圧電／電歪層積層体２４，２４との切断は、前述のごとく、比較的強度が小さく脆い圧電／電歪層と粘り易い延性を有する金属とからなる圧電／電歪層積層体２４，２４の切断を含むので、切断時に被切断物（後に、圧電／電歪デバイス１０を構成する「セラミック積層体２３及び圧電／電歪層積層体２４からなるもの」を以下、「被切断物」とも言う。）に対する加工負荷が小さい加工によることが望ましい。中でも複数個の圧電／電歪デバイス１０を同時に形成するための同時切断に適し、加工負荷が小さいワイヤーソー加工が、かかる切断に適している。また、図９に示した切断線（破線）Ｃ１及びＣ２に沿うセラミック積層体２３の切断には、ダイシング加工を採用することが望ましい。

また、かかる被切断物をワイヤーソー加工やダイシング加工の台（ステージ）に直接取りつけるのではなく、一般に被切断物をワックスや接着材等を用いて治具に接着し、この治具をワイヤーソー加工やダイシング加工のステージに取り付けて加工を行う。このとき、被切断物と治具の間に、ガラスやシリコンウェハーからなる板、或いは有機樹脂材料（ＰＥＴ，ＰＣ，ＰＥ，ＰＰ等）からなる板又はフィルムなどの薄板のカットベース（ベースプレート。被切断物とともに切断されるもの）を介在させることが望ましい。更に、この場合、被切断物とカットベースと治具との接着に、それぞれの所定溶媒に対して溶解性が異なる接着材を使用することが望ましい。

このように接着材を選択すれば、カットベースと治具とを分離する溶媒がカットベースと被切断物との接着に影響を与えることがないようにできるので、カットベースと治具との分離後においても、被切断物をカットベースに取りつけた状態で取り扱うことができるからである。例えば、ワイヤーソー加工の際に被切断物に当然に付着する砥粒を洗浄する場合、被切断物をカットベースに取りつけたままの状態で洗浄治具の所定の位置に載置して洗浄を行い、その後、洗浄治具内でカットベースと被切断物を取り外せば、同洗浄治具への被切断物の装填（載置）が容易になる。以上のように、図９に示した切断線Ｃ１〜Ｃ４に沿ってセラミック積層体２３、及び圧電／電歪層積層体２４，２４を切断することで図１に示した圧電／電歪デバイス１０が製造される。

次に、上述のようにして製造された圧電／電歪デバイス１０が良品であるか否かを検査するための工程の例について簡単に説明する。圧電／電歪デバイス１０が良品であるか否かを検査するためには、圧電／電歪素子１４の電極間に付与される電圧と保持部１３の変位量との間の関係（圧電／電歪デバイス１０の静特性）、及び振動特性（圧電／電歪デバイス１０の動特性）がそれぞれ所定の各規格範囲内にあるか否かを判定する必要がある。しかしながら、保持部１３の変位量を直接測定することは困難である。

ここで、圧電／電歪デバイス１０は、電極間に付与される電圧が同一である場合において同圧電／電歪素子１４が有する静電容量が大きいほど保持部１３の変位量が大きくなる特性を有する。換言すれば、圧電／電歪素子１４の静電容量の大きさが所定の規格内にあるか否かを判定することは、圧電／電歪デバイス１０の静特性が所定の規格範囲内にあるか否かを判定することに相当し得る。

また、圧電／電歪素子デバイス１０の共振周波数は同圧電／電歪デバイス１０の動特性と密接な関係があるから同動特性を判定する有力な指標値となり得る。換言すれば、圧電／電歪デバイス１０の共振周波数が所定の規格内にあるか否かを判定することは、圧電／電歪デバイス１０の動特性が所定の規格範囲内にあるか否かを判定することに相当し得る。

以上のことから、本例では、先ず、所定の公知の分極処理を圧電／電歪素子１４，１４に施した後、圧電／電歪素子１４，１４の静電容量、及び、圧電／電歪デバイス１０の共振周波数をそれぞれ測定する。圧電／電歪素子１４，１４の静電容量は、例えば、電極間に付与される電圧を「０」から所定値に変更することにより電極に流れこむ電流値を測定していき、これを時間積分すること等により推定され得る同電極に溜まっている電荷量に基づいて測定され得る。

また、圧電／電歪デバイス１０の共振周波数は、例えば、圧電／電歪素子１４，１４に対して一定の振幅を有する電圧を周波数を徐々に高くしながら印加していった場合における電極に溜まっている電荷量の周期的変化をＦＦＴ等を用いて分析していき、同電荷量についての共振が発生した時点での電圧の周波数に基づいて測定され得る。

そして、測定された圧電／電歪素子１４，１４の静電容量、及び測定された圧電／電歪デバイス１０の共振周波数に基づいて、圧電／電歪デバイス１０の静特性、及び動特性がそれぞれ所定の各規格範囲内にあるか否かを判定し、静特性及び動特性がともに規格範囲内にあると判定された場合にのみ、圧電／電歪デバイス１０が良品であると判定する。以上が、圧電／電歪デバイス１０が良品であるか否かを検査するための工程の例である。

次に、上記被切断物と同種の被切断物（以下、「被切断物ＨＳ」と総称する。）を縦横に複数個並べたものと同等の１枚のワークシート（以下、「ワークシートＷＳ」と総称する。）を準備し、このワークシートＷＳ（各被切断物ＨＳ）を切断することで、同一工程で多数個の圧電／電歪デバイス１０と同種の圧電／電歪デバイスを製造する場合の一例について説明する。

図１０は、縦に３つ、横に９つ並べられた２７個の被切断物ＨＳにて構成されるブロックを縦に３つ、横に３つ並べたワークシートＷＳの上面図である。この例におけるワークシートＷＳは、上述した（圧電／電歪層積層体２４，２４が印刷・形成される前の）セラミック積層体２３（焼結体）を縦横に複数個並べたものに相当する。

このワークシートＷＳには、圧電／電歪デバイスの全長（圧電／電歪デバイス１０の保持部１３の端部から固定部１１の端部までの長さに相当する長さ）を規定するための窓ＷＬ（貫通孔）が各被切断物ＨＳの縦方向における両端部にそれぞれ形成されている。窓ＷＬは、後にワークシートＷＳを構成する各セラミックグリーンシートの加工の段階にて同各セラミックグリーンシートに形成された同一形状の穴が積層されてなるものである。

かかる窓ＷＳの形成により、圧電／電歪デバイスの全長の規定は、ダイシング加工等による被切断物ＨＳの横方向における切断によらず、セラミックグリーンシートの加工により行うことができ、厚い焼結体（ワークシートＷＳ）を切断する場合に比して同全長を製品毎に均一にする（全長を精度良く規定する）ことができる。

また、このワークシートＷＳには、上記各セラミックグリーンシートを積層する際に使用する積層用基準穴Ｈ１、圧電／電歪層積層体を構成する各構成要素（各電極、及び各圧電／電歪層）を印刷する際の印刷位置を規定するための印刷用基準穴Ｈ２、ダイシング加工による横方向の加工、或いはワイヤーソー加工による縦方向の加工を行う際の加工位置を規定するための加工用基準穴Ｈ３、及び、ワイヤーソー加工による縦方向の加工を行う際の加工位置を規定するための加工用基準穴Ｈ４が、所定箇所に所定個数ずつ形成されている。加工用基準穴Ｈ３と加工用基準穴Ｈ４との相違点については後述する。

かかる積層用基準穴Ｈ１、印刷用基準穴Ｈ２、加工用基準穴Ｈ３、及び、加工用基準穴Ｈ４も、上記窓ＷＬと同様、後にワークシートＷＳを構成する各セラミックグリーンシートの加工の段階にて同各セラミックグリーンシートに形成された同一形状の穴が積層されてなるものである。基準穴Ｈ１〜Ｈ４は全て円筒状を呈した貫通孔であって、各作業段階において同作業段階に対応する基準穴に作業台（ステージ）の上面から鉛直方向に立設する同作業段階に対応する円柱状の基準ピンを差し込むことで同基準穴の上記各機能がそれぞれ達成される。

ただし、後に印刷用基準穴Ｈ２を構成する穴については、後に薄板部１２に相当する薄板部を構成する部分を含むセラミックグリーンシート（図５における２１ａ、２１ｆに相当するグリーンシート）に形成された穴のみが他のセラミックグリーンシートに形成された穴よりも（直径において）若干小さめに形成されている。これは、以下の理由に基づく。

即ち、圧電／電歪デバイスにおいては、薄板部に対する圧電／電歪素子の印刷位置が、同圧電／電歪デバイスの作動特性に大きな影響を与える。従って、圧電／電歪素子の薄板部に対する印刷位置を精度良く規定する必要がある。このためには、基準ピンが同印刷用基準穴Ｈ２に挿入された状態にあるとき、同基準ピンが、後に薄板部を構成する部分を含むセラミックグリーンシートに形成された穴の内壁面（の一部）に確実に接触し得る必要がある。

一方、複数枚のセラミックグリーンシートに対して完全に同一形状の穴を完全に同一位置に形成することは実際には不可能である。従って、各セラミックグリーンシートに形成された、後に印刷用基準穴Ｈ２を構成する各穴の径、位置等にも、実際にはばらつきが発生し、この結果、印刷用基準穴Ｈ２の内壁面には実際には凹凸が発生する。従って、各セラミックグリーンシートに形成された、後に印刷用基準穴Ｈ２を構成する各穴の径（の加工上の目標値）を同一とすると、印刷用基準穴Ｈ２に挿入された上記基準ピンが、後に薄板部を構成する部分を含むセラミックグリーンシートに形成された穴の内壁面に接触し得ず、同グリーンシート以外のグリーンシートに形成された穴の内壁面にのみ接触し、この結果、圧電／電歪素子の薄板部に対する印刷位置の精度が低下するという事態が発生し得る。

従って、これを回避し、印刷用基準穴Ｈ２に挿入された基準ピンが、後に薄板部を構成する部分を含むセラミックグリーンシートに形成された穴の内壁面に接触し得ることを保証するため、本例では、後に印刷用基準穴Ｈ２を構成する穴について、後に薄板部を構成する部分を含むセラミックグリーンシートに形成された穴のみが他のセラミックグリーンシートに形成された穴よりも若干小さめに形成されている。

また、薄板部に対して前述した図４に破線にて示した突起部１５に相当する突起部が設けられる場合には、突起部は上記対象物Ｓの位置を規定し得るものであるから、薄板部に対する同突起部の位置も圧電／電歪デバイスの作動特性に大きな影響を与える。従って、突起部が印刷により設けられる場合、同突起部の薄板部に対する印刷位置も精度良く規定する必要がある。

図１１は、図１０に示したワークシートＷＳを後に構成する複数枚のセラミックグリーンシートのうち上記後に薄板部を構成する部分を含むセラミックグリーンシート（図５における２１ａ、２１ｆに相当するグリーンシート）の上面図である。このセラミックグリーンシート上には、積層・焼成前の段階において、複数個の突起部ＨＰがそれぞれ所定の位置に縦横に並んで印刷されている。このグリーンシートにかかる突起部ＨＰを印刷する際にも、同グリーンシートに形成されている、後に印刷用基準穴Ｈ２の一部を構成する（上記若干小さめの）穴に基準ピンを挿入することにより突起部ＨＰの印刷位置を規定すれば、同突起部ＨＰの薄板部に対する印刷位置も精度良く規定され得る。

再び、図１０を参照すると、図１０に示したワークシートＷＳから多数個の圧電／電歪デバイスを取り出すためには、先ず、同ワークシートＷＳ上の（各被切断物ＨＳ上の）所定の位置に上記圧電／電歪層積層体２４，２４に相当する圧電／電歪層積層体を複数個縦横に並べて印刷し、焼成する。そして、例えば、横方向に並んだ複数列の窓ＷＬを通過する各平面にてダイシング加工にてワークシートＷＳを横方向に切断し、その後、縦方向に並んだ複数列の被切断物ＨＳにおける図９の切断線Ｃ３，Ｃ４に対応する各平面にてワイヤーソー加工にてワークシートＷＳを縦方向に切断する。この場合、１つの被切断物ＨＳから２個以上の複数の圧電／電歪デバイスが取り出されるようにワイヤーソー加工を行うことが望ましい。以上により、多数個の圧電／電歪デバイスが取り出される。

次に、上記加工用基準穴Ｈ３と加工用基準穴Ｈ４との相違点について説明する。図１２は、ワークシートＷＳに複数個縦横に並べて形成された被切断物ＨＳから圧電／電歪デバイスを取り出すためのワイヤーソー加工をワークシートＷＳ全体に対して行う場合の同ワイヤーソー加工の様子を示した図である。図１２に示したように、この例では、１つの被切断物ＨＳから２個の圧電／電歪デバイスが取り出される。このように、ワークシートＷＳ全体に対してワイヤーソー加工が行われる場合、図１０に示した加工用基準穴Ｈ３に相当する基準穴を基準ピンに挿入することで同ワイヤーソー加工による切断位置が規定される。

一方、図１３は、ワークシートＷＳに複数個縦横に並べて形成された被切断物ＨＳから圧電／電歪デバイスを取り出すためのワイヤーソー加工を、予めワークシートＷＳから切断された同ワークシートの所定部分（以下、この種の部分を「ワークｗｓ」と総称する。）に対して行う場合の作業手順を示した図である。

即ち、先ず、図１３（ａ）に示したように、ワークシートＷＳの切断後に形成される複数のワークｗｓがそれぞれ図１０に示した加工用基準穴Ｈ４に相当する基準穴を含むように、切断線ＣＬに沿った複数の平面にて同ワークシートＷＳをダイシング加工等により切断する。次いで、かかる切断により形成されたワークｗｓのうち被切断物ＨＳを含まないものを取り除き、被切断物ＨＳを含むもののみを取り出す。続いて、図１３（ｂ）に示すように、被切断物ＨＳを含むワークｗｓにおける図１０に示した加工用基準穴Ｈ４に相当する基準穴をそれぞれ基準ピンに挿入し、複数のワークｗｓを互いに隣接するように一列に配置する。そして、かかる状態にてワイヤーソー加工を各ワークｗｓに対して行う。この例においても、１つの被切断物ＨＳから２個の圧電／電歪デバイスが取り出される。このように、ワークシートＷＳから切断された各ワークｗｓに対してワイヤーソー加工が行われる場合、図１０に示した加工用基準穴Ｈ４に相当する基準穴（ワークｗｓ毎に設けられている基準穴）を基準ピンに挿入することで同ワイヤーソー加工による切断位置が規定される。以上が、図１０に示した加工用基準穴Ｈ３と加工用基準穴Ｈ４との相違点である。

次に、上述したワイヤーソー加工を行う際に使用されるワイヤーソー加工装置（加工方法）の実施形態について図１４〜図１６を参照しながら説明する。このワイヤーソー加工装置の主要構成部品を示した概略斜視図である図１４に示したように、この装置は、１本のワイヤ送り用ローラーＲＦと、一対の（２本）の基本ローラーＲＢ１，ＲＢ２とからなる同一外径を有する３本のローラーを備えている。

３本のローラーは、各回転軸が互いに平行になるように、且つ、正面視にて各回転軸がそれぞれ正三角形の頂点に位置するように配置構成されている。また、一対の基本ローラーＲＢ１，ＲＢ２の外表面には、回転軸方向における複数の同一位置に互いに対となる環状溝（切断位置決め用環状溝）がそれぞれ形成されていて、ワイヤ送り用ローラーＲＦの外表面にも回転軸方向における所定の複数位置にワイヤ送り用環状溝が形成されている。

そして、３本のローラーの周囲には、少なくとも上記対となる切断位置決め用環状溝同士をそれぞれ結ぶように、１本のワイヤＷが、各ローラーに設けられた環状溝に順に係合されながら螺旋状に複数回巻きつけられている。従って、一対の基本ローラーＲＢ１，ＲＢ２の間に張られた複数本のワイヤの直線部分Ｙは互いに平行となっている。

このワイヤーソー加工装置を使用してワークシートＷＳ（被切断物）のワイヤーソー加工を行う際には、先ず、ワークシートＷＳを加工ステージ（台）の上に配設する。次いで、図示しない駆動装置を使用してワイヤＷの両端を図１４に示した細い矢印の方向に往復運動させて、３本のローラーを往復回転させながら上記複数の直線部分Ｙを細い矢印方向（即ち、水平方向）に往復運動させる。そして、３本のローラーの位置を固定した状態で図示しない駆動装置を使用して加工ステージを太い矢印方向（鉛直方向、上方向）に移動させる。これにより、上記複数の直線部分ＹをワークシートＷＳに食い込ませていくことで同ワークシートＷＳの複数箇所を同一工程で切断する。この場合、加工ステージの位置を固定した状態で３本のローラーの位置を下方向に移動させるように構成してもよい。

次に、ワイヤ送り用ローラーＲＦに形成されているワイヤ送り用環状溝の回転軸方向における位置とワイヤーソー加工の加工精度の低下との関係について説明する。図１５は、回転軸方向において、基本ローラーＲＢ１，ＲＢ２に形成されている複数対の切断位置決め用環状溝ｇ１〜ｇ９と同一の位置にてそれぞれ対応するワイヤ送り用環状溝ｈ１〜ｈ９がワイヤ送り用ローラーＲＦに設けられている場合のワイヤＷの巻きつけ状態の詳細を示した図（（ａ）はその正面図、（ｂ）はその右側面図）である。

図１５（ｂ）に示したように、この場合、ワイヤＷは、ワイヤ送り用環状溝ｈ１に係合し、次に、一対の切断位置決め用環状溝ｇ１，ｇ１に係合し、次に、ワイヤ送り用環状溝ｈ２に係合し、次に一対の切断位置決め用環状溝ｇ２，ｇ２に係合する、ということを順に回転軸方向（図１５（ｂ）において左方向）に繰り返すことで３本のローラーの周囲に螺旋状に巻きつけられる。なお、隣接する切断位置決め用環状溝同士の回転軸方向の間隔は、環状溝ｇ３と環状溝ｇ４、及び環状溝ｇ６と環状溝ｇ７については距離ｍ、残りの環状溝同士については距離ｌ（ｍ＞ｌ）となっている。

この場合、ワイヤ送り用ローラーＲＦと基本ローラーＲＢ１との間に張られているワイヤＷの各直線部分は、その両端部の回転軸方向位置が互いに等しくなるため回転軸方向と垂直方向に張られることになる。従って、基本ローラーＲＢ１の切断位置決め用環状溝ｇ１〜ｇ９にはワイヤＷの張力に基づく回転軸方向の力が働かない。

一方、ワイヤ送り用ローラーＲＦと基本ローラーＲＢ２との間に張られているワイヤＷの各直線部分は、その両端部の回転軸方向位置が隣接する切断位置決め用環状溝同士の間隔分だけ異なるから回転軸方向と垂直の方向から同間隔に応じた所定角度だけ傾いた方向に張られることになる。従って、基本ローラーＲＢ２の切断位置決め用環状溝ｇ１〜ｇ９には、同間隔に応じたワイヤの張力に基づく回転軸方向の力（以下、「スラスト力」と称呼する。）が働くことになる。具体的には、環状溝ｇ１，ｇ２，ｇ４，ｇ５，ｇ７，ｇ８には距離ｌに応じたスラスト力Ｆ１（図１５（ｂ）において左向きの力）が発生し、環状溝ｇ３，ｇ６には距離ｍに応じたスラスト力Ｆ２（図１５（ｂ）において左向きの力。Ｆ２＞Ｆ１）が発生する。

先に述べたように、かかるスラスト力Ｆ１，Ｆ２は、基本ローラーＲＢ２の切断位置決め用環状溝ｇ１〜ｇ９（の側面）とワイヤＷとの磨耗等を促進し、上記直線部分Ｙの軸方向位置の精度（従って、ワークシートＷＳの加工精度）を低下させる原因となり得る。従って、かかるスラスト力は小さいほど好ましい。

これに対し、図１６は、本発明に係る実施形態であって、回転軸方向において、基本ローラーＲＢ１，ＲＢ２に形成されている複数対の切断位置決め用環状溝ｇ１〜ｇ９のうち隣接する２対の切断位置決め用環状溝の間の各中央位置においてそれぞれ対応するワイヤ送り用環状溝（特に、「中間環状溝」と称呼する。）がワイヤ送り用ローラーＲＦに設けられている場合のワイヤＷの巻きつけ状態の詳細を示した図（（ａ）はその正面図、（ｂ）はその右側面図）である。具体的には、例えば、回転軸方向において、切断位置決め用環状溝ｇ１とｇ２との間の中央位置に中間環状溝ｉ２が、環状溝ｇ２とｇ３との間の中央位置に中間環状溝ｉ３が設けられている。

図１６（ｂ）に示したように、この場合、ワイヤＷは、中間環状溝ｉ１に係合し、次に、一対の切断位置決め用環状溝ｇ１，ｇ１に係合し、次に、中間環状溝ｉ２に係合し、次に一対の切断位置決め用環状溝ｇ２，ｇ２に係合する、ということを順に回転軸方向（図１６（ｂ）において左方向）に繰り返すことで３本のローラーの周囲に螺旋状に巻きつけられる。なお、隣接する切断位置決め用環状溝同士の回転軸方向の間隔は、図１５（ｂ）における場合と同様である。

この場合、基本ローラーＲＢ１，ＲＢ２の切断位置決め用環状溝には、隣接する切断位置決め用環状溝同士の回転軸方向における間隔そのものに応じたスラスト力よりも小さい、同間隔の半分の間隔に応じたスラスト力しか働かない。具体的には、基本ローラーＲＢ１については、環状溝ｇ１，ｇ２，ｇ４，ｇ５，ｇ７，ｇ８には距離（ｌ／２）に応じたスラスト力Ｆ３（図１６（ｂ）において左向きの力。Ｆ３＜Ｆ１）が発生し、環状溝ｇ３，ｇ６には距離（ｍ／２）に応じたスラスト力Ｆ４（図１６（ｂ）において左向きの力。Ｆ４＜Ｆ２）が発生する。基本ローラーＲＢ２については、環状溝ｇ２，ｇ３，ｇ５，ｇ６，ｇ８，ｇ９には距離（ｌ／２）に応じたスラスト力Ｆ５（図１６（ｂ）において右向きの力。Ｆ５＝Ｆ３）が発生し、環状溝ｇ４，ｇ７には距離（ｍ／２）に応じたスラスト力Ｆ６（図１６（ｂ）において右向きの力。Ｆ６＝Ｆ４）が発生する。

即ち、図１６（ｂ）に示す本発明の実施形態によれば、図１５（ｂ）に示す場合に比して、スラスト力の大きさを低減することができ、この結果、切断位置決め用環状溝ｇ１〜ｇ９の磨耗の程度が少なくなり、装置の延べ使用時間の増大に応じてワークシートＷＳの加工精度が低下していく程度を少なくすることができる。

以上、説明したワイヤーソー加工は、図１７に示すように、ワイヤＷ（の上記複数の直線部分Ｙ）を、ワークシートＷＳを構成する焼成されたセラミックグリーンシートの積層平面に平行な方向内において往復運動させながら、同ワイヤＷを積層方向に進行（移動）せしめることにより実行されるものであった。一方、図１８に示すように、ワイヤＷ（の上記複数の直線部分Ｙ）を、セラミックグリーンシートの積層平面に垂直な方向内において往復運動させながら、同ワイヤＷを積層方向と垂直な方向に進行（移動）せしめることにより実行してもよい。

この場合、以下のような工程を経ることが好ましい。即ち、図１９（ａ）に示すように、先ず、ステージ上に配置されたワークシートＷＳを切断線ＣＬに沿った平面にてダイシング加工等により切断して複数のワークｗｓを作成する。次いで、図１９（ｂ）に示すように、これら複数のワークｗｓの各々をステージ上にて矢印方向に９０°回転させる。そして、図１９（ｃ）に示すように、各ワークｗｓをステージ上にて再配置し、この状態にてワイヤＷによりワイヤーソー加工を行う。

図１９（ｃ）に示した各ワークｗｓの実際の配置状態を図２０に示す。図２０に示したように、各ワークｗｓは、ワイヤＷによるワイヤーソー加工後に完成する圧電／電歪デバイスの開口部分（図１において、互いに対向する保持部１３，１３（薄板部１２，１２の端部）の間に挟まれる空間部分）に相当する部分が上を向いた状態にてステージに配置されている。

図２１は、図２０に示した各ワークｗｓを、ステージに対して図中に示した角度θに対応する向きになるように所定の治具を用いて配置した状態を示す図である。このようにすると、ワークｗｓのうち後に薄板部となる硬度が比較的高い部分に先ずワイヤＷが食い込み、ワイヤＷの往復運動が安定化した状態で、ワークｗｓのうち後に圧電／電歪素子となる硬度が比較的低い部分の切断が開始される。従って、後に圧電／電歪素子となるワークｗｓの部分の切断状態が良好となる。また、切断開始時点での切断長さ（切断面積、加工負荷）が短くなってワイヤＷがワークｗｓに食い込みやすくなるから、ワイヤＷの往復運動がより安定化しやすくなる。

また、図２０に示したようにステージ上に配置された開口部分が上を向いた各ワークｗｓの内側空間内に、図２２、及び図２２のＡ部の拡大図である図２３に示すように、ワックス、樹脂等のようなワークｗｓよりも硬度が低い充填物ＲＥを挿入した状態でワイヤーソー加工を開始することが好ましい。

これによれば、ワークｗｓよりも充填物ＲＥの方が硬度が低いことから、充填物ＲＥに対するワイヤーソー加工の進行速度がワークｗｓに対するワイヤーソー加工の進行速度よりも速くなる。この結果、図２３に示すように、ワークｗｓの内側空間内における或る時点での切断面を表す切断線Ｚは下に凸の曲線となって、同内側空間内に、ワイヤーソー加工時にワークｗｓに向けて供給される砥粒を含むスラリーが溜まるスラリーポケットＰが形成される。従って、ワイヤーソー加工において十分な量のスラリーがワイヤＷと切断面との隙間に安定して供給され得るようになって、円滑な切断が達成される。

また、図２４に示したように、図２０に示したように配置された複数の（図２０では３個の）ワークｗｓの一部（図２４では１つ。ワークｗｓ２のみ）を、１８０°回転させた状態（上記開口部分が下を向いた状態）に配置すると好適である。これによると、ワイヤーソー加工の進行に伴う加工長さ（従って、加工面積、加工負荷）の変化の程度を少なくすることができ、安定したワイヤーソー加工を行うことができる。

また、図２４に示したようにステージ上に配置された２つのワークｗｓ１に対して、図２５、及び図２５のＢ部の拡大図である図２６に示したように、ワイヤＷにより切断が開始される時点での切断部分に相当する位置（圧電／電歪デバイスにおける薄板部の先端の所定位置）に同ワイヤＷを案内するための溝ｇｒを設けるとよい。これによれば、切断開始時点において、ワイヤＷが溝ｇｒにより所定の切断位置に正確に案内され、且つ、同ワイヤＷの往復運動が安定化する。そして、この状態にてワイヤーソー加工が開始されるから、高い加工精度が要求されるワイヤーソー加工が実現され得る。

なお、図２４に示したワークｗｓ２に対して、ワイヤＷにより切断が開始される時点での切断部分に相当する位置（圧電／電歪デバイスにおける固定部の端面の所定位置）に同ワイヤＷを案内するための溝ｇｒを更に設けると、よりワイヤＷの往復運動が安定化して更に好適である。また、これらの溝ｇｒは、セラミックグリーンシートの加工の段階にて形成しておくことが好ましい。

また、図２７〜図２９に示したように、ワークシートＷＳに対して予め、切断開始時点での切断部分における両端部にワイヤＷを同ワークシートＷＳの切断位置に案内するための溝ｇｒ１をそれぞれ設けておくとよい。これによると、切断が開始される際、ワイヤＷはワークシートＷＳの両端部にて、図２９に示すように、上記溝ｇｒ１にはまりながら切断進行方向（下方向）に向けて若干屈曲する。

この結果、ワイヤＷはワークシートＷＳの切断位置に正確に案内されるとともに、ワイやＷの往復運動が安定化する。そして、この状態のままワークシートＷＳの切断が進行していくから、高い加工精度が要求されるワイヤーソー加工が実現され得る。この場合、図２７〜図２９に示したように、ワークシートＷＳに対して予め、切断部分における（ワイヤＷの往復運動方向の）中央位置に貫通窓ｇｒ２を設けておくと、よりワイヤＷの往復運動が安定化しやすくなる。

また、図２７〜図２９に示したように、ワークシートＷＳに対して予め、被切断物ＨＳの全長を規定するための図１０、及び図１１の窓ＷＬに相当する貫通窓を設けておくと更に好適である。これによると、貫通窓が、ワークシートＷＳに供給されたスラリーを貯留するとともに同貯留されたスラリーをワイヤＷと切断面との隙間に供給するためのスラリーポケットの機能を達成し得る。従って、十分な量のスラリーが上記隙間に向けて供給され続けられ得、その結果、スラリーの供給の遅れの増大を確実に防止できる。

これらの溝ｇｒ１、貫通窓ｇｒ２、及び窓ＷＬは、セラミックグリーンシートの加工の段階にて作成しておくことが好ましい。なお、溝ｇｒ１（、或いは貫通窓ｇｒ２）とワイヤＷとの隙間は、スラリー内の砥粒の平均粒径の２倍〜４倍に設定するとよい。かかる図２７〜図２９に示した実施形態は、本発明の実施例に対応する。

また、図３０に示したように、ステージ上に配置されたワークｗｓよりも高さが高く、且つ、その上面にワイヤＷを所定の切断位置に案内するための溝ｇｒを形成した一対のガイドＧＤ１，ＧＤ１を、ワークｗｓを挟むようにステージ上に配置することが好ましい。これによると、ワークｗｓの切断が開始される前に、先ず、ワイヤＷが一対のガイドＧＤ１，ＧＤ１の溝ｇｒによりワークｗｓの切断位置に正確に案内され（図３０（ａ）を参照）、次いで、ワイヤＷが同切断位置に正確に案内された状態のまま同ワークｗｓよりも先に同一対のガイドＧＤ１，ＧＤ１の溝ｇｒに食い込む。この結果、ワイヤＷはその往復運動が安定化し、ぶれることなくワークｗｓの切断位置に沿って正確に同往復運動する状態となり、この状態にてワークｗｓの切断が開始される（図３０（ｂ）を参照）。従って、高い加工精度が要求されるワイヤーソー加工が実現され得る。

この場合、図３０に示したように、ステージ上における一対のガイドＧＤ１，ＧＤ１の間の中央位置に、同ステージ上に配置されたワークｗｓよりも高さが高く、且つ、その上面にワイヤＷを所定の切断位置に案内するための溝ｇｒを形成したガイドＧＤ２を更に配置することが好ましい。これにより、より一層、ワイヤＷの往復運動が安定化して加工精度が向上し得る。

また、この場合、図３１に示したように、一対のガイドＧＤ１，ＧＤ１、及びガイドＧＤ２は、ワイヤＷによるガイドの切断位置（ステージの上面からの高さ。ワイヤＷのガイドへの進入深さ）に応じて切断長さが交互に長さｐと長さｑ（＞ｐ）とに変化するような形状を有することが好ましい。これによると、ワイヤＷのワークｗｓへの進入深さ（従って、ワイヤＷのガイドＧＤ１，ＧＤ２内への進入深さ）に応じて、ワイヤＷの加工面積が周期的に変化し、この結果、同ワイヤＷの加工負荷も周期的に変化する。

従って、例えば、ワイヤＷのワークｗｓへの送り荷重（ワイヤが被切断物へ接触する荷重）を適当な一定値に設定しておくのみで、複雑な構成を有する油圧サーボ機器等を利用することなく、ワイヤＷの送り速度を周期的に変化させることができる。従って、先に説明したように、スラリーのワイヤＷと切断面との隙間への供給の遅れの増大を簡易な構成で確実に防止することができる。なお、一対のガイドＧＤ１，ＧＤ１、及びガイドＧＤ２のうちの何れか一方のみを、ワイヤＷのガイドへの進入深さに応じて切断長さが交互に長さｐと長さｑ（＞ｐ）とに変化するような形状としてもよい。

また、図３２に示したように、一対のガイドＧＤ１，ＧＤ１において、ワイヤＷによるガイドの切断面が通過する位置に、且つ、ステージの上面からの高さが所定高さとなる毎に（ワイヤＷの進入深さが所定深さとなる毎に）、貫通孔ｐｄをそれぞれ設けてもよい。これによっても、ワイヤＷのワークｗｓへの進入深さ（従って、ワイヤＷのガイドＧＤ１，ＧＤ２内への進入深さ）に応じて、ワイヤＷの加工面積が周期的に変化するから、図３１に示した実施形態と同一の効果を奏する。この場合、ガイドＧＤ２には、ワイヤＷを案内する溝としての上方に開口するＵ字状の溝ｐｕを設けることが好適である。

また、図３２に示した実施形態において、図３３に示したように、一対のガイドＧＤ１，ＧＤ１の各々に設けられた貫通孔ｐｄの高さを互いに異ならせても良い。この場合におけるワイヤーソー加工の進行の様子の一例を図３４（ａ）〜（ｄ）に時系列的に示す。図３４（ａ）〜（ｄ）に示したように、この場合、ワイヤＷの送り速度が一対のガイドＧＤ１，ＧＤ１の間で互いに異なることになるから、ワイヤＷが水平方向に対して或る角度をもってワークｗｓ内に食い込んでいく。従って、スラリーのワイヤＷと切断面との隙間への供給がより確実となって、より一層円滑な切断を達成することができる。かかる図３１〜図３３に示した実施形態は、本発明の実施例に対応する。

ところで、かかるスラリーをワークｗｓに供給するスラリー供給装置は、一般に、図３５に示したように、スラリーを攪拌するためのスラリー攪拌用タンク３１と、スラリー攪拌用タンク３１から吐出されたスラリーの流路となる吐出管３２と、吐出管３２から流出するスラリーを一時的に蓄えるとともにワークｗｓにスラリーを供給するためのスラリーだめ３３とから構成されている。

このようなスラリー供給装置を使用するにあたっては、スラリー攪拌用タンク３１、吐出管３２、及びスラリーだめ３３の少なくとも１つに対して超音波発生装置を配設し、スラリーだめ３３からワークｗｓに供給されるスラリーに対して超音波による高周波の振動を付与することが好ましい。このようにすると、スラリー中に不可避的に発生する凝集粒子が均一な砥粒に強制的に分散せしめられ、この結果、粗い砥粒がワークｗｓに当たることによる同ワークｗｓの欠け等の不具合の発生が効果的に防止され得る。

また、加工ステージ上に、ワークｗｓが上記開口部分が上を向くように配設されている場合においては、上記超音波発生装置を同加工ステージに配設し、同加工ステージに超音波による高周波の振動を付与することが好ましい。この場合、超音波による加工ステージの振幅方向はワイヤＷの往復運動の方向に一致させ、且つ、振幅（変動幅の半分）の大きさは、図３６に示したように、ワークｗｓの上記開口部分の幅ｒ（一対の保持部の間の距離）を自然数で除した値とすることが好ましい。図３６（ａ）は、振幅が上記幅ｒの二分の一の場合、図３６（ｂ）は、振幅が上記幅ｒの四分の一の場合をそれぞれ示している。

これによると、スラリーがワークｗｓの内側空間に進入しやすくなり、同内側空間が上記スラリーポケットの機能を発揮することになって、より円滑なワイヤーソー加工が達成され得る。また、図３７に示したように、加工ステージの振幅方向とワイヤＷの往復運動方向とが一致しているから、スラリー中の砥粒ＴＲがワイヤＷとワークｗｓの切断面との隙間内で図中に示す方向に回転しやすくなって、より一層、同隙間へのスラリーの供給が達成され易くなる。

一般的な圧電／電歪デバイスの斜視図である。 図１に示した圧電／電歪デバイスと同圧電／電歪デバイスに保持された対象物の斜視図である。 図１に示した圧電／電歪デバイスの部分拡大正面図である。 図１に示した圧電／電歪デバイスの変形例の斜視図である。 後に圧電／電歪デバイスを構成する互いに積層されるセラミックグリーンシートの斜視図である。 図５に示したセラミックグリーンシートを積層・圧着したセラミックグリーンシート積層体の斜視図である。 図６に示したセラミックグリーンシートが一体焼成されて形成されたセラミック積層体の斜視図である。 圧電／電歪層積層体が形成された図７に示したセラミック積層体の斜視図である。 図８に示したセラミック積層体及び圧電／電歪層積層体の切断工程を示した図である。 被切断物を縦横に複数個並べたワークシートの上面図である。 図１０に示したワークシートを後に構成する複数枚のセラミックグリーンシートのうち、後に薄板部を構成する部分を含むセラミックグリーンシートの上面図である。 ワークシートに複数個縦横に並べて形成された被切断物から圧電／電歪デバイスを取り出すためのワイヤーソー加工をワークシート全体に対して行う場合の同ワイヤーソー加工の様子を示した図である。 ワークシートに複数個縦横に並べて形成された被切断物から圧電／電歪デバイスを取り出すためのワイヤーソー加工を、予めワークシートから切断されたワークに対して行う場合の作業手順を示した図である。 一般的なワイヤーソー加工装置の主要構成部品を示した概略斜視図である。 一般的なワイヤーソー加工装置における３本のローラーに対するワイヤの巻きつけ状態を示した図である。 本発明の実施形態に係るワイヤーソー加工装置（方法）における３本のローラーに対するワイヤの巻きつけ状態を示した図である。 ワイヤを、ワークシートを構成する焼成されたセラミックグリーンシートの積層平面に平行な方向内において往復運動させながら、同ワイヤを積層方向に進行（移動）せしめることによりワイヤーソー加工が実行される様子を示す図である。 ワイヤを、ワークシートを構成する焼成されたセラミックグリーンシートの積層平面に垂直な方向内において往復運動させながら、同ワイヤを積層方向と垂直な方向に進行（移動）せしめることによりワイヤーソー加工が実行される様子を示す図である。 図１８に示したワイヤーソー加工を実際に行う際の工程を示す図である。 図１９（ｃ）に示したワークの実際の配置状態を示す図である。 図２０に示したワークを、所定角度だけ傾けて配置した状態を示す図である。 ワークの内部空間内に樹脂を挿入した状態でワイヤーソー加工を行う場合の切断状態を示す図である。 図２２の部分拡大図である。 図２０に示したワークの一部を、１８０°回転させた状態（開口部分が下を向いた状態）に配置した場合のワークの配置状態を示す図である。 図２４に示したワークに対して、ワイヤにより切断が開始される時点での切断部分に相当する位置に同ワイヤを案内するための溝を設けた場合の同ワークの側面図である。 図２５の部分拡大図である。 本発明の他の実施形態に係るワイヤーソー加工方法にて切断される被切断物の斜視図である。 図２７に示した被切断物とワイヤとの位置関係を示す図である。 図２８のＣ−Ｃ線に沿った平面にて被切断物を切断した断面図である。 ワークを挟むように一対のガイドを配置してワイヤーソー加工を行う場合のワイヤの進行状態を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係るワイヤーソー加工方法において使用されるガイドの形状を示す図である。 本発明の他の実施形態に係るワイヤーソー加工方法において使用されるガイドの形状の変形例を示す図である。 本発明の他の実施形態に係るワイヤーソー加工方法において使用されるガイドの形状の他の変形例を示す図である。 図３３に示したガイドを使用して行ったワイヤーソー加工の進行の様子を時系列的に示した図である。 一般的なスラリー供給装置を示す斜視図である。 ワークを配置する加工ステージに超音波による振動を付与する場合における、ワークの開口部分の幅と同振動の適切な振幅との関係を示す図である。 超音波による加工ステージの振幅方向とワイヤの往復運動の方向とを一致させた場合におけるスラリー中の砥粒の回転状態を示す図である。 従来の圧電／電歪デバイスの斜視図である。 図３８に示した圧電／電歪デバイスの製造過程において積層されるセラミックグリーンシートの斜視図である。 図３９に示したセラミックグリーンシートが積層・圧着された後に一体焼成されて形成されたセラミック積層体の斜視図である。 圧電／電歪層積層体が形成された図４０に示したセラミック積層体の斜視図である。 図４１に示したセラミック積層体及び圧電／電歪層積層体の切断工程を示した図である。

符号の説明

１１…固定部、１２…薄板部、１３…保持部、１４…圧電／電歪素子、１４ａ１〜１４ａ５…電極（層状の電極、電極層）、１４ｂ１〜１４ｂ４…圧電／電歪層、２１ａ〜２１ｆ…セラミックグリーンシート、２２…セラミックグリーンシート積層体、２３…セラミック積層体、２４…圧電／電歪層積層体、Ｗ…ワイヤ、ＲＢ１，ＲＢ２…基本ローラー、ＲＦ…ワイヤ送り用ローラー、ｇ１〜ｇ９…切断位置決め用環状溝、ｉ２〜ｉ９…中間環状溝、ＧＤ１，ＧＤ１…一対のガイド

Claims (6)

1. 各回転軸が互いに平行となるように配設されるとともに、各円筒状の外表面において回転軸方向における複数の同一位置に互いに対となる切断位置決め用環状溝がそれぞれ設けられた２本の基本ローラーと、
   回転軸が、前記２本の基本ローラーの各回転軸を共に含む平面上に存在せず、且つ同各回転軸に対して平行となるように配設されるとともに、回転軸方向において、前記複数対の切断位置決め用環状溝のうち隣接する何れの２対の間の略中央位置においても対応する中間環状溝が存在するように、円筒状の外表面において複数の中間環状溝が設けられた１本のワイヤ送り用ローラーと、を少なくとも備え、
   少なくとも前記２本の基本ローラーと前記１本のワイヤ送り用ローラーからなる３本のローラーの周囲を前記回転軸方向の一方側から他方側に向けて略螺旋状に囲むように、ワイヤを、隣接する任意の２対の前記切断位置決め用環状溝のうち同回転軸方向の一方側の１対に係合させた後、同任意の２対の切断位置決め用環状溝に対応する前記中間環状溝に係合させ、その後、同任意の２対の切断位置決め用環状溝のうち同回転軸方向の他方側の１対に係合させることを同回転軸方向の一方側から他方側に向けて順に繰り返すことで、同３本のローラーの周囲に同ワイヤが複数回巻きつけられていて、
   前記２本の基本ローラーの間であって前記回転軸方向において前記複数対の切断位置決め用環状溝に対応する各位置に張られた互いに平行となる複数の前記ワイヤの直線部分を前記３本のローラーの回転を伴って同直線方向に往復運動させながら被切断物に食い込ませていくことで同被切断物の複数箇所を同一工程で切断するワイヤーソー加工装置。
2. 請求項１に記載のワイヤーソー加工装置を使用して前記被切断物を切断するワイヤーソー加工方法であって、
   前記被切断物を台の上に配設し、前記複数のワイヤの直線部分を同直線方向に往復運動させながら、同被切断物の切断進行方向における前記台の同複数のワイヤの直線部分に対する相対位置を移動させることにより、同複数のワイヤの直線部分を同被切断物に食い込ませていくことで同被切断物を切断するワイヤーソー加工方法。
3. 被切断物を台の上に配設し、直線状に張られたワイヤを同直線方向に往復運動させるとともに砥粒を含んだスラリーを同被切断物に供給しながら、同被切断物の切断進行方向における前記台の前記ワイヤに対する相対位置を移動させることにより、同ワイヤを同被切断物に食い込ませていくことで同被切断物を切断するワイヤーソー加工方法であって、
   前記ワイヤを前記被切断物の切断位置に案内するための案内部を有するとともに、同案内部により案内されたワイヤを同被切断物よりも先に同案内部から食い込ませ、同被切断物とともに切断していくための少なくとも一対のガイドを前記台の上に同被切断物を挟むように配設し、
   前記少なくとも一対のガイドは、前記ワイヤの同ガイド内への進入深さに応じて前記直線方向における同ガイドの切断長さが所定のパターンをもって変化する形状を呈していることを特徴とするワイヤーソー加工方法。
4. 被切断物を台の上に配設し、直線状に張られたワイヤを同直線方向に往復運動させるとともに砥粒を含んだスラリーを同被切断物に供給しながら、同被切断物の切断進行方向における前記台の前記ワイヤに対する相対位置を移動させることにより、同ワイヤを同被切断物に食い込ませていくことで同被切断物を切断するワイヤーソー加工方法であって、
   前記被切断物には予め、
   切断開始時点での切断部分における前記直線方向の両端部近傍に前記ワイヤを同被切断物の切断位置に案内するための案内部がそれぞれ設けられ、且つ、前記供給されたスラリーを貯留するとともに同貯留されたスラリーを同ワイヤと同被切断物の切断面との隙間に供給するためのスラリーポケットが設けられていることを特徴とするワイヤーソー加工方法。
5. 請求項１に記載のワイヤーソー加工装置において、
   前記被切断物は、前記ワイヤーソー加工による切断後において、
   薄板部と、
   前記薄板部を支持する固定部と、
   少なくとも前記薄板部の平面上に形成されるとともに複数の電極と複数の圧電／電歪層とが交互に積層されてなり、同複数の電極の各側端面と同複数の圧電／電歪層の各側端面とにより形成された外部に露呈する側端面を有する圧電／電歪素子と、
   を備えた圧電／電歪デバイスであって、少なくとも前記圧電／電歪素子の外部に露呈した側端面が前記ワイヤーソー加工により形成される圧電／電歪デバイスを構成するものであることを特徴とするワイヤーソー加工装置。
6. 請求項２乃至請求項４の何れか一項に記載のワイヤーソー加工方法において、
   前記被切断物は、前記ワイヤーソー加工による切断後において、
   薄板部と、
   前記薄板部を支持する固定部と、
   少なくとも前記薄板部の平面上に形成されるとともに複数の電極と複数の圧電／電歪層とが交互に積層されてなり、同複数の電極の各側端面と同複数の圧電／電歪層の各側端面とにより形成された外部に露呈する側端面を有する圧電／電歪素子と、
   を備えた圧電／電歪デバイスであって、少なくとも前記圧電／電歪素子の外部に露呈した側端面が前記ワイヤーソー加工により形成される圧電／電歪デバイスを構成するものであることを特徴とするワイヤーソー加工方法。