JP4901165B2 - Multilayer piezoelectric body - Google Patents

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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

本発明は、積層圧電体に関し、例えば、燃料噴射用インジェクタ、インクジェットプリンタ、あるいは圧電共振子、発振器、超音波モータ、超音波振動子、フィルタあるいは加速度センサ、ノッキングセンサ、およびAEセンサ等の圧電センサなどに適し、特に、広がり振動、伸び振動、厚みたて振動を利用した印刷ヘッドとして好適に用いられる積層圧電体に関するものである。   The present invention relates to a laminated piezoelectric material, for example, a fuel injection injector, an inkjet printer, or a piezoelectric sensor such as a piezoelectric resonator, an oscillator, an ultrasonic motor, an ultrasonic vibrator, a filter or acceleration sensor, a knocking sensor, and an AE sensor. In particular, the present invention relates to a laminated piezoelectric material suitably used as a print head using spreading vibration, stretching vibration, and thickness vibration.

従来から、圧電磁器を利用した製品としては、例えば、アクチュエータ、フィルタ、圧電共振子(以下、発振子を含む概念である)、超音波振動子、超音波モータ、圧電センサ等がある。   Conventionally, products using a piezoelectric ceramic include, for example, an actuator, a filter, a piezoelectric resonator (hereinafter, a concept including an oscillator), an ultrasonic vibrator, an ultrasonic motor, a piezoelectric sensor, and the like.

これらの中で、例えばアクチュエータは、電気信号に対する応答速度がμsecオーダーと非常に高速であるため、半導体製造装置のXYステージの位置決め用アクチュエータやインクジェットプリンタの印刷ヘッドに用いられるアクチュエータ等に応用されている。特に、最近のカラープリンタの高速化、低価格化により、インクジェットプリンタ等のインク吐出用アクチュエータへの使用要求が高まっている。   Among these, for example, actuators have a very high response speed to electrical signals on the order of μsec, so they are applied to XY stage positioning actuators in semiconductor manufacturing equipment, actuators used in inkjet printer print heads, and the like. Yes. In particular, due to the recent increase in speed and cost of color printers, there is an increasing demand for use in ink ejection actuators such as inkjet printers.

このようなアクチュエータは圧電変位素子が使用されており、例えば、振動板として作用するセラミックス基板と、その上に設けられた第1の電極膜、圧電膜、および第二の電極膜からなる膜型の圧電作動部から構成されるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Such an actuator uses a piezoelectric displacement element. For example, a film type comprising a ceramic substrate acting as a vibration plate and a first electrode film, a piezoelectric film, and a second electrode film provided thereon. There has been proposed one composed of a piezoelectric actuating part (see, for example, Patent Document 1).

このようなアクチュエータの振動板として用いられているセラミックス基板は酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などが用いられているが、この様なセラミック基板に圧電変位素子を、100℃以上の高い温度で硬化する接着剤を用いて接着する際には、セラミックス基板と圧電変位素子の線熱膨張係数が異なるために、圧電変位素子に圧縮応力が発生する。圧縮応力により、圧電変位素子の圧電特性が著しく低下するという課題があった。これを解決するために、振動板として用いるセラミックス基板を同一組成の圧電セラミックスで構成することが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
W02002/073710公報 特開2004−165650公報
The ceramic substrate used as the diaphragm of such an actuator is made of zirconium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, aluminum nitride, silicon nitride or the like. A piezoelectric displacement element is placed on such a ceramic substrate at 100 ° C. When bonding using an adhesive that cures at a high temperature as described above, the linear displacement coefficient of the ceramic substrate and that of the piezoelectric displacement element are different, so that compressive stress is generated in the piezoelectric displacement element. There has been a problem that the piezoelectric characteristics of the piezoelectric displacement element are significantly deteriorated by the compressive stress. In order to solve this, it has been proposed that a ceramic substrate used as a diaphragm is made of piezoelectric ceramics having the same composition (see, for example, Patent Document 2).
W02002 / 073710 JP 2004-165650 A

しかしながら、特許文献1や特許文献2に記載されている圧電セラミックスをアクチュエータとして用いる場合、同一平面に設けられた複数の圧電変位素子における変位特性がばらつくという問題があった。例えば、振動板上に複数の圧電変位素子を形成した圧電アクチュエータにおいて、前記複数の圧電変位素子間で変位量がばらついていた。   However, when the piezoelectric ceramics described in Patent Document 1 and Patent Document 2 are used as actuators, there is a problem in that the displacement characteristics of a plurality of piezoelectric displacement elements provided on the same plane vary. For example, in a piezoelectric actuator in which a plurality of piezoelectric displacement elements are formed on a diaphragm, the amount of displacement varies between the plurality of piezoelectric displacement elements.

また、圧電変位素子の個別表面電極と共通電極層との間に電界の印加と除去とを繰り返して圧電変位素子の駆動を続けると、複数の圧電変位素子のうち、ある素子の変位量は変わらないが、別の素子の変位量は大きく低下するといった駆動特性の劣化具合がばらつくという問題もあった。   Further, when the driving of the piezoelectric displacement element is continued by repeatedly applying and removing the electric field between the individual surface electrode and the common electrode layer of the piezoelectric displacement element, the displacement amount of a certain element among the plurality of piezoelectric displacement elements changes. However, there is a problem that the degree of deterioration of driving characteristics varies such that the amount of displacement of another element is greatly reduced.

そこで、本発明は、表面に設けられた複数の変位領域または複数の変位素子の変位量ばらつき及び駆動特性の劣化ばらつきを抑制した積層圧電体を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a laminated piezoelectric body that suppresses variation in displacement amount and variation in driving characteristics of a plurality of displacement regions or a plurality of displacement elements provided on the surface.

本発明の積層圧電体は、圧電セラミック層と内部電極層とを積層した積層体の表面に複数の表面電極を備え、前記積層体表面に前記表面電極のそれぞれに対応する変位領域と該変位領域を取り囲むように形成された非変位領域とを具備し、前記圧電セラミック層を構成する圧電セラミック結晶粒子の平均結晶粒径が1.2〜1.8μmであり、且つ前記圧電セラミック結晶粒子の80%以上が前記平均結晶粒径の±15%の範囲内の結晶粒径を有することを特徴とするものである。   The multilayer piezoelectric body of the present invention includes a plurality of surface electrodes on a surface of a multilayer body in which a piezoelectric ceramic layer and an internal electrode layer are stacked, and a displacement region corresponding to each of the surface electrodes and the displacement region on the surface of the multilayer body. The piezoelectric ceramic crystal particles constituting the piezoelectric ceramic layer have an average crystal grain size of 1.2 to 1.8 μm and 80 of the piezoelectric ceramic crystal particles. % Or more has a crystal grain size within a range of ± 15% of the average crystal grain size.

また、本発明の他の積層圧電体は、圧電セラミックスからなる振動板の上に共通電極層、圧電セラミック層をこの順に形成し、さらに前記圧電セラミック層の表面に複数の個別表面電極を形成し、該個別表面電極と、該個別表面電極に対向する共通電極層と、これらに挟持された前記圧電セラミック層とで形成される圧電変位素子が、前記振動板の上に複数形成されてなり、前記圧電セラミック層を構成する圧電セラミック結晶粒子の平均結晶粒径が1.2〜1.8μmであり、且つ前記圧電セラミック結晶粒子の80%以上が前記平均結晶粒径の±15%の範囲内の結晶粒径を有することを特徴とするものである。   In another laminated piezoelectric material of the present invention, a common electrode layer and a piezoelectric ceramic layer are formed in this order on a diaphragm made of piezoelectric ceramic, and a plurality of individual surface electrodes are formed on the surface of the piezoelectric ceramic layer. A plurality of piezoelectric displacement elements formed by the individual surface electrode, the common electrode layer facing the individual surface electrode, and the piezoelectric ceramic layer sandwiched between the individual surface electrodes, are formed on the diaphragm. The piezoelectric ceramic crystal particles constituting the piezoelectric ceramic layer have an average crystal grain size of 1.2 to 1.8 μm, and 80% or more of the piezoelectric ceramic crystal particles are within a range of ± 15% of the average crystal grain size. It is characterized by having a crystal grain size of

前記内部電極層および前記共通電極層の少なくとも一方が銀を80体積%以上の割合で含有する銀−パラジウム合金からなることが好ましい。   It is preferable that at least one of the internal electrode layer and the common electrode layer is made of a silver-palladium alloy containing silver in a proportion of 80% by volume or more.

圧電セラミックスの結晶粒子の粒径を大きくすると、分域回転歪が大きくなり、大きな変位が得られるものの圧電定数がばらつくが、圧電セラミック層を構成する圧電セラミック結晶粒子の平均結晶粒径を1.2〜1.8μmであり、且つ前記圧電セラミック結晶粒子の80%以上が前記平均結晶粒径の±15%の範囲内に設定することによって、同一面内に設けられた変位領域または変位素子の圧電特性およびその駆動特性の劣化ばらつきを抑制した積層圧電体を得ることができる。   When the grain size of the piezoelectric ceramic crystal particles is increased, the domain rotational strain increases and a large displacement is obtained, but the piezoelectric constant varies, but the average crystal grain size of the piezoelectric ceramic crystal grains constituting the piezoelectric ceramic layer is 1. 2 to 1.8 μm, and 80% or more of the piezoelectric ceramic crystal particles are set within a range of ± 15% of the average crystal grain size, whereby a displacement region or a displacement element provided in the same plane It is possible to obtain a laminated piezoelectric body that suppresses deterioration variation in piezoelectric characteristics and driving characteristics thereof.

本発明の積層圧電体は、圧電セラミック層と内部電極層とを積層した積層体の表面に複数の表面電極を備え、前記積層体表面に前記表面電極のそれぞれに対応する変位領域と該変位領域を取り囲むように形成された非変位領域とを具備し、前記圧電セラミック層を構成する圧電セラミック結晶粒子の平均結晶粒径が1.2〜1.8μmであり、且つ前記圧電セラミック結晶粒子の80%以上が前記平均結晶粒径の±15%の範囲内の結晶粒径を有することを特徴とするものである。   The multilayer piezoelectric body of the present invention includes a plurality of surface electrodes on a surface of a multilayer body in which a piezoelectric ceramic layer and an internal electrode layer are stacked, and a displacement region corresponding to each of the surface electrodes and the displacement region on the surface of the multilayer body. The piezoelectric ceramic crystal particles constituting the piezoelectric ceramic layer have an average crystal grain size of 1.2 to 1.8 μm and 80 of the piezoelectric ceramic crystal particles. % Or more has a crystal grain size within a range of ± 15% of the average crystal grain size.

図1は、本発明の積層圧電体の一実施例を示す断面図である。以下、本発明を、図1の構造を有する積層圧電体を例として用いて説明する。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the laminated piezoelectric material of the present invention. Hereinafter, the present invention will be described using a laminated piezoelectric material having the structure of FIG. 1 as an example.

図1によれば、積層圧電体1は、振動板3の上に内部電極層4、圧電セラミック層5をこの順に形成し、さらに圧電セラミック層5の表面に複数の表面電極6を形成する。そして、表面電極6と対向する内部電極層4の対向部位と、表面電極6と、これらの電極4、6に挟まれた領域に存在する圧電セラミック層5とで変位素子7が構成される。   According to FIG. 1, the laminated piezoelectric body 1 has an internal electrode layer 4 and a piezoelectric ceramic layer 5 formed in this order on a diaphragm 3, and a plurality of surface electrodes 6 are formed on the surface of the piezoelectric ceramic layer 5. The displacement element 7 is configured by the facing portion of the internal electrode layer 4 facing the surface electrode 6, the surface electrode 6, and the piezoelectric ceramic layer 5 existing in a region sandwiched between these electrodes 4 and 6.

このように、振動板3の表面に複数の変位素子7が形成されており、変位素子7と、その変位素子7に当接する振動板3の部位とで振動部8が形成され、表面電極6と内部電極層4との間に電圧を印加することによって変位素子7が変位するため、変位素子7に当接している振動部もそれに伴って変位し、結果として振動部8全体が変位する。   In this way, a plurality of displacement elements 7 are formed on the surface of the vibration plate 3, and the vibration portion 8 is formed by the displacement element 7 and a portion of the vibration plate 3 that contacts the displacement element 7. Since the displacement element 7 is displaced by applying a voltage between the internal electrode layer 4 and the internal electrode layer 4, the vibration part in contact with the displacement element 7 is also displaced accordingly, and as a result, the entire vibration part 8 is displaced.

なお、複数の振動部8は、それぞれの内部電極層4や表面電極6に外部の駆動回路から電圧を印加できるように電気配線を施すことは言うまでもない。   Needless to say, the plurality of vibrating portions 8 are provided with electric wiring so that a voltage can be applied to the internal electrode layer 4 and the surface electrode 6 from an external drive circuit.

本発明によれば、圧電セラミック層5を構成する圧電セラミック結晶粒子の平均結晶粒径が1.2〜1.8μmの範囲内にあり、且つ圧電セラミック層5を構成する圧電セラミック結晶粒子の80%以上が平均結晶粒径の±15%の範囲内の結晶粒径を有するように構成することが重要である。   According to the present invention, the average crystal grain size of the piezoelectric ceramic crystal particles constituting the piezoelectric ceramic layer 5 is in the range of 1.2 to 1.8 μm, and 80 of the piezoelectric ceramic crystal particles constituting the piezoelectric ceramic layer 5. It is important that the composition has a crystal grain size in the range of ± 15% of the average crystal grain size.

例えば、圧電セラミック層5を構成する圧電セラミック結晶粒子の平均結晶粒径が1.5μmであるとすれば、平均結晶粒径1.5μmの「−15%」の値が1.275μmで「+15%」の値が1.725μmであるから、圧電セラミック層5を構成する圧電セラミック結晶粒子の80%以上が1.275〜1.725μmの範囲に入ることが必要となる。   For example, if the average crystal grain size of the piezoelectric ceramic crystal particles constituting the piezoelectric ceramic layer 5 is 1.5 μm, the value of “−15%” of the average crystal grain size of 1.5 μm is 1.275 μm and “+15 Since the value of “%” is 1.725 μm, it is necessary that 80% or more of the piezoelectric ceramic crystal particles constituting the piezoelectric ceramic layer 5 fall within the range of 1.275 to 1.725 μm.

このように、平均結晶粒径および粒径分布を上記の範囲に制御することにより、圧電素子毎の分域回転歪のばらつきを低減し、積層圧電体の面内における圧電特性およびその駆動特性の劣化ばらつきを抑えた積層圧電体を実現することができる。   In this way, by controlling the average crystal grain size and grain size distribution within the above ranges, it is possible to reduce the variation in domain rotational strain for each piezoelectric element, and to improve the piezoelectric characteristics in the plane of the laminated piezoelectric body and its driving characteristics. It is possible to realize a laminated piezoelectric body that suppresses deterioration variation.

圧電セラミックスの変位特性は結晶粒子が大きいほど大きくなるが、結晶粒子が大きくなると分域回転歪のばらつきが大きくなるため、平均結晶粒径を上記の範囲に設定することで、圧電定数のばらつきを低減することができる。特に、平均結晶粒径を1.3〜1.7μm、1.4〜1.6μmとすることがばらつきをさらに小さくする点で好ましい。   The displacement characteristics of piezoelectric ceramics increase as crystal grains increase. However, as crystal grains increase, the variation in domain rotational strain increases. Therefore, by setting the average crystal grain size within the above range, the variation in piezoelectric constant can be reduced. Can be reduced. In particular, the average crystal grain size is preferably 1.3 to 1.7 μm and 1.4 to 1.6 μm from the viewpoint of further reducing the variation.

圧電セラミックスからなる基板を振動板とする圧電アクチュエータや変位素子の周囲に拘束領域を有する構造の圧電アクチュエータでは、変位を繰り返し行うと、振動板や素子周囲の拘束領域である非変位領域から応力が付与されることにより、結晶の配向状態が変化する。その結果、変位領域または圧電変位素子の拘束状態が変化することにより、変位が大きく劣化するが、粒径分布を上記範囲に設定することで結晶配向性の変化を生じにくくでき、基板面内における駆動劣化性のばらつきを低減することができる。   In a piezoelectric actuator using a substrate made of piezoelectric ceramics as a vibration plate or a piezoelectric actuator having a constrained region around a displacement element, stress is applied from the non-displacement region, which is a constrained region around the vibration plate or element. By being applied, the orientation state of the crystal changes. As a result, the displacement is greatly deteriorated due to the change of the restraint state of the displacement region or the piezoelectric displacement element, but the crystal orientation can be hardly changed by setting the particle size distribution in the above range. Variations in drive deterioration can be reduced.

特に、面内における駆動劣化ばらつき抑制のために、平均結晶粒径の±15%の範囲に分布する結晶粒子数を、全粒子数の85%以上、さらには90%以上、より好適には95%以上であることが好ましい。   In particular, in order to suppress in-plane drive deterioration variation, the number of crystal grains distributed in a range of ± 15% of the average crystal grain size is 85% or more, further 90% or more, more preferably 95% of the total number of grains. % Or more is preferable.

なお、平均結晶粒径の測定は、電子顕微鏡や光学顕微鏡による観察によりインターセプト法を用いて行うことができる。   The average crystal grain size can be measured using the intercept method by observation with an electron microscope or an optical microscope.

圧電セラミック層5は圧電セラミックスからなるものであり、本発明における圧電セラミックスとは、圧電性を示すセラミックスを意味し、Bi層状化合物やタングステンブロンズ構造物質、Nb酸アルカリ化合物のペロブスカイト構造化合物、Pbを含有するジルコン酸チタン酸鉛(PZT)やチタン酸鉛等を含有するペロブスカイト構造化合物を例示できるが、これら中でもPbを含むジルコン酸チタン酸鉛やチタン酸鉛が、Ag含有電極との濡れ性を高め、Ag含有電極との密着強度を高める点で好ましい。   The piezoelectric ceramic layer 5 is made of piezoelectric ceramic. The piezoelectric ceramic in the present invention means a ceramic exhibiting piezoelectricity, and includes a Bi layer compound, a tungsten bronze structure material, a perovskite structure compound of Nb acid alkali compound, Pb. Perovskite structure compounds containing lead zirconate titanate (PZT), lead titanate, etc. can be exemplified, but among these, lead zirconate titanate and lead titanate containing Pb have wettability with Ag-containing electrodes. It is preferable at the point which raises and raises the adhesive strength with an Ag containing electrode.

特に、チタン酸鉛およびチタン酸バリウムが大きな変位を得ることができる点で、また、特に、チタン酸ジルコン酸鉛系化合物であることが、より高いd定数を有する安定な圧電焼結体を得る点で好ましい。   In particular, lead titanate and barium titanate can obtain a large displacement, and in particular, a lead zirconate titanate-based compound provides a stable piezoelectric sintered body having a higher d constant. This is preferable.

圧電セラミックス層5が、Sr、Ba、Ni、Sb、Nb、Zn、YbおよびTeのうち少なくとも1種を含むことが好ましい。これによって、より安定した圧電焼結体を得ることができ、例えば副成分としてPb(Zn1/3Sb2/3)OおよびPb(Ni1/2Te1/2)Oとを固溶してなるものを例示できる。 The piezoelectric ceramic layer 5 preferably contains at least one of Sr, Ba, Ni, Sb, Nb, Zn, Yb and Te. As a result, a more stable piezoelectric sintered body can be obtained. For example, Pb (Zn 1/3 Sb 2/3 ) O 3 and Pb (Ni 1/2 Te 1/2 ) O 3 are solidified as subcomponents. What melt | dissolves can be illustrated.

特に、Aサイト構成元素として、さらにアルカリ土類元素を含有することが望ましい。アルカリ土類元素としては特にBa、Srが高い変位を得られる点で好ましく、Baを0.02〜0.08モル、Srを0.02〜0.12モル含むことが特に正方晶組成が主体の組成の場合に大きな変位を得るのに有利である。   In particular, it is desirable to further contain an alkaline earth element as the A site constituent element. As the alkaline earth element, Ba and Sr are particularly preferable in that a high displacement can be obtained, and the inclusion of 0.02 to 0.08 mol of Ba and 0.02 to 0.12 mol of Sr is particularly mainly tetragonal composition. It is advantageous to obtain a large displacement in the case of the following composition.

例えば、Pb1−x―ySrBa(Zn1/3Sb2/3(Ni1/2Te1/2Zr1−a−b−cTi+αwt%Pb1/2NbO(0≦x≦0.14、0≦y≦0.14、0.05≦a≦0.1、0.002≦b≦0.01、0.44≦c≦0.50、α=0.1〜1.0)で表されものである。 For example, Pb 1-x-y Sr x Ba y (Zn 1/3 Sb 2/3) a (Ni 1/2 Te 1/2) b Zr 1-a-b-c Ti c O 3 + αwt% Pb 1 / 2 NbO 3 (0 ≦ x ≦ 0.14, 0 ≦ y ≦ 0.14, 0.05 ≦ a ≦ 0.1, 0.002 ≦ b ≦ 0.01, 0.44 ≦ c ≦ 0.50 , Α = 0.1 to 1.0).

また、本発明によれば、圧電セラミック層5と同時焼成で作製した内部電極層4が、銀を80%以上、特に85体積%以上、さらに90体積%以上、より好適には93体積%以上含む銀−パラジウム合金からなり、これにより電極の収縮による圧縮応力を低減する効果が期待できる。   Further, according to the present invention, the internal electrode layer 4 produced by co-firing with the piezoelectric ceramic layer 5 has a silver content of 80% or more, particularly 85% by volume or more, more preferably 90% by volume or more, and more preferably 93% by volume or more. It is made of a silver-palladium alloy containing, and thereby, an effect of reducing compressive stress due to contraction of the electrode can be expected.

さらに、焼成後の積層圧電体の内部に発生する残留応力の大きさを100MPa以下に制御することが好ましい。残留応力を低減するための手段としては、内部電極厚みを薄くする方法、内部電極中にセラミックスフィラーを含有させる方法を用いることができる。   Furthermore, it is preferable to control the magnitude of residual stress generated in the laminated piezoelectric body after firing to 100 MPa or less. As a means for reducing the residual stress, a method of reducing the thickness of the internal electrode and a method of containing a ceramic filler in the internal electrode can be used.

また、内部電極層4の凝集を抑制するために、内部電極層の平均粒子径は0.1〜5.0μm、特に0.5〜3μm、さらには1〜2μmが好ましく、また、さらに密着強度を高め、残留応力を低減して圧電特性d31をより安定化させるため、電極の少なくとも一部、特に内部電極層2は圧電セラミックスを含むことが好ましい。 Moreover, in order to suppress aggregation of the internal electrode layer 4, the average particle diameter of the internal electrode layer is preferably 0.1 to 5.0 μm, particularly preferably 0.5 to 3 μm, more preferably 1 to 2 μm, and further the adhesion strength. enhanced, in order to further stabilize piezoelectric properties d 31 to reduce the residual stress, at least some of the electrodes, in particular the internal electrode layer 2 preferably comprises a piezoelectric ceramic.

この圧電セラミックスは、銀パラジウム合金の総量を100体積%とした時に10〜60体積%、特に18〜50体積%、更には20〜30体積%の割合で含まれるのが、圧電セラミック層1と電極間の密着強度を高めながら残留応力を低減させるために好ましい。さらに、内部電極層4に存在する圧電セラミックスが圧電セラミック層5と略同一の組成であることが密着性をより高め、より安定した駆動のために好ましい。   This piezoelectric ceramic is contained in a proportion of 10 to 60% by volume, particularly 18 to 50% by volume, and more preferably 20 to 30% by volume when the total amount of the silver-palladium alloy is 100% by volume. This is preferable for reducing the residual stress while increasing the adhesion strength between the electrodes. Furthermore, it is preferable for the piezoelectric ceramics present in the internal electrode layer 4 to have substantially the same composition as the piezoelectric ceramic layer 5 in order to further improve the adhesion and more stable driving.

次に、本発明の積層圧電体の製造方法について、チタン酸ジルコン酸鉛(以下、PZTと言う)を圧電セラミックスとして用いた場合について説明する。   Next, the manufacturing method of the laminated piezoelectric material of the present invention will be described in the case where lead zirconate titanate (hereinafter referred to as PZT) is used as the piezoelectric ceramic.

まず、原料として、純度99%以上、平均粒子径1.2μm以下のPZT粉末を、圧電セラミックス粉末として準備する。焼成後に圧電セラミック層を構成する圧電セラミック結晶粒子の平均粒子径を1.2〜1.8μmに制御するためには、平均粒子径を1.2μm以下、特に1μm以下、さらには0.8μm以下の原料粉末を用いることが好ましい。   First, PZT powder having a purity of 99% or more and an average particle diameter of 1.2 μm or less is prepared as a piezoelectric ceramic powder as a raw material. In order to control the average particle size of the piezoelectric ceramic crystal particles constituting the piezoelectric ceramic layer after firing to 1.2 to 1.8 μm, the average particle size is 1.2 μm or less, particularly 1 μm or less, further 0.8 μm or less. It is preferable to use this raw material powder.

また、原料粉末の粒径ばらつきは小さい方が好ましい。特に最大粒径を2μm以下、特に1.8μm以下、さらには1.6μm以下とすること、粒径ばらつきが平均粒径の±20%以内にすることが好ましい。±20%以内であれば焼成中に小さい粒子は消失し、平均結晶粒径を±15%以内にすることが可能であるが、そのためには焼成条件を精密制御する必要がある。より簡単に粒径分布を制御するためには、原料粉末の粒径ばらつきを±15%以内、特に±10%以内に設定することが好ましい。   Further, it is preferable that the particle size variation of the raw material powder is small. In particular, the maximum particle size is preferably 2 μm or less, particularly 1.8 μm or less, and more preferably 1.6 μm or less, and the particle size variation is preferably within ± 20% of the average particle size. If it is within ± 20%, small particles disappear during firing, and it is possible to make the average crystal grain size within ± 15%. For this purpose, it is necessary to precisely control the firing conditions. In order to control the particle size distribution more easily, it is preferable to set the particle size variation of the raw material powder within ± 15%, particularly within ± 10%.

この圧電セラミックス粉末に適当な有機バインダーを添加してテープ状に成形し、作製したグリーンシートの一部に内部電極層としてAg−Pdペーストを塗布して積層し、さらに、10〜50MPaの圧力で加圧して積層体を作製した後、所望の形状にカットする。   An appropriate organic binder is added to the piezoelectric ceramic powder and formed into a tape shape. An Ag-Pd paste is applied and laminated as a part of the produced green sheet as an internal electrode layer, and further at a pressure of 10 to 50 MPa. After pressing to produce a laminate, it is cut into a desired shape.

なお、グリーンシートの焼結前の生密度が4.5g/cm以上であることが好ましい、焼結体密度を4.5g/cm以上に上げることにより、より低温での焼成が可能であり、さらに生密度を上げると、Pbの蒸発を抑制することが可能である。 It is preferable raw density before sintering of a green sheet is 4.5 g / cm 2 or more, by increasing the sintered density 4.5 g / cm 2 or more, and more can be fired at a low temperature If the green density is further increased, it is possible to suppress the evaporation of Pb.

得られたグリーンシートを、400℃程度で脱バインダーを行いその後焼成する。   The obtained green sheet is debindered at about 400 ° C. and then fired.

焼成条件は、原料粉末の粒径によって異なるが、圧電セラミック層を構成する圧電セラミック結晶粒子の平均粒子径が1.2〜1.8μmとなるように設定する。例えば、平均粒径が1.6μmのPZT粉末を用いた場合、焼成温度を800〜1100℃、特に850〜1050℃、さらには870〜970℃、焼成時間を0.5〜3時間、特に1〜2.5時間に設定すれば良い。   The firing conditions vary depending on the particle size of the raw material powder, but are set so that the average particle size of the piezoelectric ceramic crystal particles constituting the piezoelectric ceramic layer is 1.2 to 1.8 μm. For example, when a PZT powder having an average particle size of 1.6 μm is used, the firing temperature is 800 to 1100 ° C., particularly 850 to 1050 ° C., further 870 to 970 ° C., and the firing time is 0.5 to 3 hours, particularly 1 It may be set to ~ 2.5 hours.

また、Pbのような揮発性の高い元素を含む原料を採用する場合、Pb分圧の高い焼成雰囲気を用いること、または密閉容器にて焼成することが好ましい。   Moreover, when employ | adopting the raw material containing a highly volatile element like Pb, it is preferable to use the baking atmosphere with a high Pb partial pressure, or to bake in an airtight container.

さらに、焼成雰囲気ガスとして酸素を用い、酸素濃度を大きくすることによって、結晶粒径の粒成長を抑制できる。   Furthermore, by using oxygen as the firing atmosphere gas and increasing the oxygen concentration, grain growth of the crystal grain size can be suppressed.

このように焼成を行って表面に形成した複数の電極を分極して本発明の積層圧電体を完成することができる。   The laminated piezoelectric material of the present invention can be completed by polarizing the plurality of electrodes formed on the surface by firing in this way.

なお、PZT以外の圧電セラミックスを用いた場合でも、PZTの場合と同様にして本発明を実施することができる。   Even when a piezoelectric ceramic other than PZT is used, the present invention can be carried out in the same manner as in the case of PZT.

本発明の積層圧電体は、面内における圧電特性およびその駆動特性の劣化ばらつきを抑制しているため、液体噴射用インジェクタ、インクジェットプリンタ、あるいは圧電共振子、発振器、超音波モータ、超音波振動子、フィルタあるいは加速度センサ、ノッキングセンサ、およびAEセンサ等の圧電センサなどに用いることができる。また、電気信号に対する応答速度が10−6秒台と非常に高速であるため、半導体製造装置のXYステージの位置決め用圧電アクチュエータやインクジェットプリンタの印刷ヘッドに用いられる圧電アクチュエータ等に応用されている。 The laminated piezoelectric material of the present invention suppresses variations in deterioration of piezoelectric characteristics and driving characteristics in the surface, so that it is a liquid ejecting injector, an ink jet printer, or a piezoelectric resonator, an oscillator, an ultrasonic motor, and an ultrasonic vibrator. It can be used for filters, acceleration sensors, knocking sensors, piezoelectric sensors such as AE sensors, and the like. In addition, since the response speed with respect to electrical signals is as high as 10 −6 seconds, it is applied to a piezoelectric actuator for positioning an XY stage of a semiconductor manufacturing apparatus, a piezoelectric actuator used for a print head of an ink jet printer, or the like.

特に、広がり振動、伸び振動、厚みたて振動を利用した圧電アクチュエータとして印刷ヘッドに採用すれば、ノズル間でインク吐出特性ばらつきが小さく、高精細で色むらの少ない印刷を実現することができる。例えば図2に記載の印刷ヘッドとして本発明の積層圧電体を使用することができる。   In particular, when a piezoelectric actuator that uses spreading vibration, elongation vibration, and thickness vibration is employed in a print head, high-definition printing with little color unevenness can be realized with small variations in ink ejection characteristics between nozzles. For example, the laminated piezoelectric material of the present invention can be used as the print head shown in FIG.

図2(a)によれば、圧電アクチュエータ1が、流路部材13の上に設けられた構造を有する。流路部材13は、複数の液体加圧室13aが隔壁13bによって仕切られ、液体加圧室13aは圧電アクチュエータ1に当接するように並設されている。   According to FIG. 2A, the piezoelectric actuator 1 has a structure provided on the flow path member 13. In the flow path member 13, a plurality of liquid pressurizing chambers 13 a are partitioned by partition walls 13 b, and the liquid pressurizing chambers 13 a are arranged side by side so as to contact the piezoelectric actuator 1.

圧電アクチュエータ1は、振動板3上に共通電極4、圧電セラミック層5をこの順に形成し、さらに圧電セラミック層5の表面に表面電極6を複数設けている。表面電極6は、図2(b)に示したように、圧電セラミック層5の表面に複数配列されることにより、表面電極6とその表面電極6に対向する領域の共通電極4とこれらに挟まれた圧電セラミック層5とで構成される圧電変位部7が複数形成されたものである。   In the piezoelectric actuator 1, the common electrode 4 and the piezoelectric ceramic layer 5 are formed in this order on the diaphragm 3, and a plurality of surface electrodes 6 are provided on the surface of the piezoelectric ceramic layer 5. As shown in FIG. 2B, a plurality of the surface electrodes 6 are arranged on the surface of the piezoelectric ceramic layer 5 so that the surface electrode 6 and the common electrode 4 in a region facing the surface electrode 6 are sandwiched between them. A plurality of piezoelectric displacement portions 7 composed of the piezoelectric ceramic layer 5 thus formed are formed.

この圧電アクチュエータ1は、液体加圧室13aの直上に表面電極6が位置するようにして流路部材13上に配置している。   The piezoelectric actuator 1 is disposed on the flow path member 13 so that the surface electrode 6 is positioned immediately above the liquid pressurizing chamber 13a.

このような印刷ヘッドは、共通電極4と所定の表面電極6との間に電圧を印加して表面電極6直下の圧電セラミック層5を変位させることにより、圧電変位部7とそれに当接する振動板で構成される変位領域が液体加圧室13aの体積を変化させるように変形し、液体加圧室13a内のインクを加圧して、流路部材13の底面に開口したインク吐出口18よりインク滴を吐出することができる。   Such a print head applies a voltage between the common electrode 4 and the predetermined surface electrode 6 to displace the piezoelectric ceramic layer 5 immediately below the surface electrode 6, thereby causing the piezoelectric displacement portion 7 and the diaphragm to be in contact therewith. The displacement region constituted by the above is deformed so as to change the volume of the liquid pressurizing chamber 13 a, pressurizes the ink in the liquid pressurizing chamber 13 a, and the ink is ejected from the ink discharge port 18 opened at the bottom of the flow path member 13. Drops can be ejected.

このような印刷ヘッドを用いることによって、高精細で色むらの少ない印刷を容易に実現することができる。   By using such a print head, high-definition printing with little color unevenness can be easily realized.

本発明の積層圧電体を作製し、これを圧電アクチュエータとして図3に示すインクジェット印刷ヘッドに応用した。   The laminated piezoelectric material of the present invention was produced and applied to the ink jet print head shown in FIG. 3 as a piezoelectric actuator.

まず、原料として、純度99.5%で平均粒径および粒径分布を表1に示したチタン酸ジルコン酸鉛を含有する圧電セラミックス粉末を準備した。その組成は、Pb0.8Sr0.1Ba0.1(Zn1/3Sb2/30.08(Ni1/2Te1/20.07Zr0.4Ti0.45を99.5質量%と、Pb1/2NbOを0.5質量%であった。 First, a piezoelectric ceramic powder containing lead zirconate titanate whose purity was 99.5% and whose average particle size and particle size distribution are shown in Table 1 was prepared. Its composition is Pb 0.8 Sr 0.1 Ba 0.1 (Zn 1/3 Sb 2/3 ) 0.08 (Ni 1/2 Te 1/2 ) 0.07 Zr 0.4 Ti 0.45 O 3 was 99.5% by mass and Pb 1/2 NbO 3 was 0.5% by mass.

なお、原料粉末の平均粒径の測定はレーザ回折散乱法によって、散乱光の強度と散乱角度から求めた。また、粒径のばらつきは平均粒径を中心にして±何%に入っているかで評価した。表中の数値が20の場合は±20%以内であることを示している。   The average particle size of the raw material powder was determined from the intensity of scattered light and the scattering angle by a laser diffraction scattering method. Further, the variation in particle size was evaluated according to ±% of the average particle size. A numerical value of 20 in the table indicates that it is within ± 20%.

また、電極の平均粒径測定も同様にして行った。   The average particle diameter of the electrode was measured in the same manner.

グリーンシートは、上記圧電用セラミック粉末に、水系バインダーとしてブチルメタクリレート、分散剤にポリカルポン酸アンモニウム塩、溶剤にイソプロビルアルコールと純水を各々添加して混合し、このスラリーをドクタープレード法によりキャリアフィルム上に、厚さ30μmのシート形状に作製した。   The green sheet is prepared by adding butyl methacrylate as a water-based binder, ammonium polycarboxylate as a dispersant, and isopropyl alcohol and pure water as a solvent to the piezoelectric ceramic powder, and mixing the slurry with a carrier film by a doctor blade method. A sheet having a thickness of 30 μm was prepared.

グリーンシートの生密度は、寸法を測定して体積を寸法から算出するとともに、重量を測定して生密度を測定した。   The green density of the green sheets was measured by measuring the dimensions and calculating the volume from the dimensions, and by measuring the weight and measuring the green density.

得られたグリーンシートを矩形形状に切断し、一部のグリーンシートには内部電極層ペーストを、振動板用のグリーンシートの表面に厚さ4μmで印刷し、内部電極層を形成した。内部電極層ペーストは、表1に示した材質、平均粒径およびAg含有割合を示す原料粉末を使用した。   The obtained green sheet was cut into a rectangular shape, and an internal electrode layer paste was printed on a part of the green sheet at a thickness of 4 μm on the surface of the green sheet for the vibration plate to form an internal electrode layer. As the internal electrode layer paste, the raw material powder showing the material, average particle diameter and Ag content shown in Table 1 was used.

さらに、内部電極層が印刷された面を上向きにして振動板グリーンシートの上に圧電セラミックス層用グリーンシートを積層し、加圧して積層成形体を得た。   Furthermore, a green sheet for a piezoelectric ceramic layer was laminated on the diaphragm green sheet with the surface on which the internal electrode layer was printed facing upward, and pressed to obtain a laminated molded body.

この積層成形体を400℃、10時間脱脂処理した後に、温度制御精度±2%の精度を有する焼成炉にて表1に示す焼成条件にて積層成形体を焼成し、圧電セラミック層と振動板と内部電極層とからなる積層圧電体を作製した。   After degreasing the laminated molded body at 400 ° C. for 10 hours, the laminated molded body was fired under the firing conditions shown in Table 1 in a firing furnace having a temperature control accuracy of ± 2%, and the piezoelectric ceramic layer and the diaphragm And a laminated piezoelectric body made of internal electrode layers.

なお、酸素濃度は、窒素ガスとのガスの流量比から換算した。   The oxygen concentration was converted from the gas flow ratio with nitrogen gas.

得られた積層圧電体の表面に設けられた圧電セラミック層の格子定数比c/a、残留応力、気孔率、結晶粒径を測定した。   The lattice constant ratio c / a, residual stress, porosity, and crystal grain size of the piezoelectric ceramic layer provided on the surface of the obtained laminated piezoelectric material were measured.

格子定数比c/aの測定は、X線回折による回折ピークから格子定数を算出し、c軸の格子定数をa軸の格子定数で割ってc/aを算出した。   For the measurement of the lattice constant ratio c / a, the lattice constant was calculated from the diffraction peak by X-ray diffraction, and c / a was calculated by dividing the c-axis lattice constant by the a-axis lattice constant.

気孔率はアルキメデス法により測定した。   The porosity was measured by Archimedes method.

銀の含有量は、予め作製しておいた検量線を用いて、蛍光X線分析により定量分析を行った。   The silver content was quantitatively analyzed by fluorescent X-ray analysis using a calibration curve prepared in advance.

圧電セラミック層の結晶粒子の結晶粒径は光学顕微鏡2000倍にて基板面内10箇所の写真撮影を行い、各箇所においてインターセプト法によって10個の粒子の結晶粒径を測定し、合計100個の結晶粒子の結晶粒径を測定した。そして、最小値、最大値および平均値を算出した。   The crystal grain size of the piezoelectric ceramic layer was photographed at 10 locations within the substrate surface with an optical microscope of 2000 times, and the crystal size of 10 particles was measured by the intercept method at each location. The crystal grain size of the crystal particles was measured. And the minimum value, the maximum value, and the average value were calculated.

次に、積層体表面片側に表面電極3を縦横それぞれ10列ずつ、合計100個形成した。表面電極は、スクリーン印刷にてAuペーストを塗布した後、これを700℃、30分間大気雰囲気中で焼付けて形成した。得られた積層圧電体の厚みは表面電極を含めて約50μmであった。   Next, a total of 100 surface electrodes 3 were formed on one side of the laminate body, 10 rows each in length and width. The surface electrode was formed by applying Au paste by screen printing and baking it in an air atmosphere at 700 ° C. for 30 minutes. The thickness of the obtained multilayer piezoelectric body including the surface electrode was about 50 μm.

最後に、図3に示した変位測定用の印刷ヘッドを作製した。すなわち、表面電極6のそれぞれに対して外部配線を接続し、各表面電極6に対して独立して電圧を供給できるようにした。また、積層圧電体の振動板3側に、流路部材13を各表面電極6と液体加圧室13aとが対応する位置に配置するように貼り付けた。   Finally, the displacement measuring print head shown in FIG. 3 was produced. That is, external wiring is connected to each of the surface electrodes 6 so that a voltage can be supplied to each surface electrode 6 independently. Further, the flow path member 13 was attached to the laminated piezoelectric body on the vibration plate 3 side so that each surface electrode 6 and the liquid pressurizing chamber 13a were arranged at corresponding positions.

得られた印刷ヘッドの内部電極層と表面電極間の厚み方向に3kV/mmの直流電圧を5分間印加して全ての変位素子7を分極した。その後、変位素子を矩形波2kHz、1kV/mmの電界強度で駆動させ、その時の変位量を初期値としてレーザードップラー変位計で開口部28から測定し、圧電変位素子のうち20個の変位素子の変位を評価した。次に、100時間連続で駆動させて耐久試験を行い、試験終了後に再度変位を測定し、初期値に対する耐久後の変位の劣化率を求めた。劣化率は、初期値をYa、耐久後の値をYbとしたとき、(Yb−Ya)/Yaで定義される。また、ばらつきは平均値を中心に最も大きく平均値からそれた値と平均値との差を平均値に対する百分率で表示した。   All displacement elements 7 were polarized by applying a DC voltage of 3 kV / mm for 5 minutes in the thickness direction between the internal electrode layer and the surface electrode of the obtained print head. Thereafter, the displacement element is driven with a rectangular wave of 2 kHz and an electric field strength of 1 kV / mm, and the amount of displacement at that time is measured as an initial value from the opening 28 with a laser Doppler displacement meter. The displacement was evaluated. Next, the durability test was performed by driving continuously for 100 hours, and the displacement was measured again after the test was completed, and the deterioration rate of the displacement after the durability with respect to the initial value was obtained. The deterioration rate is defined as (Yb−Ya) / Ya, where Ya is the initial value and Yb is the value after endurance. In addition, the variation was the largest with respect to the average value, and the difference between the average value and the average value was displayed as a percentage of the average value.

結果を表1に示した。

Figure 0004901165
The results are shown in Table 1.
Figure 0004901165

本発明の試料No.2〜7、9〜11および13〜24は、変位初期値が70nm以上、そのばらつきが10%以内、劣化率の平均値が5%以内、劣化率の分布が5%以内であった。   Sample No. of the present invention. As for 2-7, 9-11, and 13-24, the displacement initial value was 70 nm or more, the dispersion | variation was less than 10%, the average value of deterioration rate was less than 5%, and the distribution of deterioration rate was less than 5%.

一方、圧電セラミック層の結晶粒子の結晶粒径が1μmと小さい本発明の範囲外の試料No.1は変位初期値が70nm未満であった。   On the other hand, the sample No. 1 outside the scope of the present invention has a crystal grain size of 1 μm as the crystal grain size of the piezoelectric ceramic layer. 1 had an initial displacement of less than 70 nm.

また、圧電セラミック層の結晶粒子の結晶粒径が2μmと大きい本発明の範囲外の試料No.8は劣化率の平均値が5%より大きかった。   In addition, the sample No. 2 outside the scope of the present invention has a crystal grain size of 2 μm as the crystal grain size of the piezoelectric ceramic layer. No. 8 had an average deterioration rate greater than 5%.

また、結晶粒径の分布が15%を越える本発明の範囲外の試料No.8は劣化率の分布が5%より大きかった。   In addition, the sample no. No. 8 had a deterioration rate distribution larger than 5%.

本発明の積層圧電体の構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the laminated piezoelectric material of this invention. 本発明の積層圧電体を圧電アクチュエータとして用いた印刷ヘッドの構造を示すもので、(a)は概略断面図、(b)は平面図である。The structure of the print head which used the laminated piezoelectric material of this invention as a piezoelectric actuator is shown, (a) is a schematic sectional drawing, (b) is a top view. 実施例で用いた本発明の積層圧電体の、測定用流路部材に積層圧電体を接合した構造を示すもので、(a)は概略断面図、(b)は平面図である。The laminated piezoelectric material of the present invention used in the examples shows a structure in which the laminated piezoelectric material is joined to the measurement flow path member, where (a) is a schematic sectional view and (b) is a plan view.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・積層圧電体
2・・・変位素子
3・・・振動板
4・・・内部電極層
5・・・圧電セラミック層
6・・・表面電極
7・・・変位素子
8・・・変位部
13・・・流路部材
13a・・・液体加圧室
13b・・・隔壁
18・・・インク吐出口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laminated piezoelectric body 2 ... Displacement element 3 ... Diaphragm 4 ... Internal electrode layer 5 ... Piezoceramic layer 6 ... Surface electrode 7 ... Displacement element 8 ... Displacement Part 13: Channel member 13a ... Liquid pressurizing chamber 13b ... Partition 18 ... Ink ejection port

Claims (3)

圧電セラミック層と内部電極層とを積層した積層体の表面に複数の表面電極を備え、前記積層体表面に前記表面電極のそれぞれに対応する変位領域と該変位領域を取り囲むように形成された非変位領域とを具備し、前記圧電セラミック層を構成する圧電セラミック結晶粒子の平均結晶粒径が1.2〜1.8μmであり、且つ前記圧電セラミック結晶粒子の80%以上が前記平均結晶粒径の±15%の範囲内の結晶粒径を有することを特徴とする積層圧電体。 A plurality of surface electrodes are provided on the surface of a laminate in which a piezoelectric ceramic layer and an internal electrode layer are laminated, and a displacement region corresponding to each of the surface electrodes is formed on the surface of the laminate and a non-layer formed so as to surround the displacement region. An average crystal grain size of the piezoelectric ceramic crystal grains constituting the piezoelectric ceramic layer is 1.2 to 1.8 μm, and 80% or more of the piezoelectric ceramic crystal grains are the average crystal grain size A laminated piezoelectric material having a crystal grain size within a range of ± 15% of the above. 圧電セラミックスからなる振動板の上に共通電極層、圧電セラミック層をこの順に形成し、さらに前記圧電セラミック層の表面に複数の個別表面電極を形成し、該個別表面電極と、該個別表面電極に対向する共通電極層と、これらに挟持された前記圧電セラミック層とで形成される圧電変位素子が、前記振動板の上に複数形成されてなり、前記圧電セラミック層を構成する圧電セラミック結晶粒子の平均結晶粒径が1.2〜1.8μmであり、且つ前記圧電セラミック結晶粒子の80%以上が平均結晶粒径の±15%以内の結晶粒径を有することを特徴とする積層圧電体。 A common electrode layer and a piezoelectric ceramic layer are formed in this order on a diaphragm made of piezoelectric ceramic, and a plurality of individual surface electrodes are formed on the surface of the piezoelectric ceramic layer. The individual surface electrode and the individual surface electrode A plurality of piezoelectric displacement elements formed by opposing common electrode layers and the piezoelectric ceramic layer sandwiched between them are formed on the diaphragm, and the piezoelectric ceramic crystal particles constituting the piezoelectric ceramic layer are formed. An average crystal grain size is 1.2 to 1.8 μm, and 80% or more of the piezoelectric ceramic crystal particles have a crystal grain size within ± 15% of the average crystal grain size. 前記内部電極層および前記共通電極層の少なくとも一方が銀を80体積%以上の割合で含有する銀−パラジウム合金からなることを特徴とする請求項1または2記載の積層圧電体。


3. The multilayer piezoelectric body according to claim 1, wherein at least one of the internal electrode layer and the common electrode layer is made of a silver-palladium alloy containing silver in a proportion of 80% by volume or more.


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Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0769722A (en) * 1993-09-01 1995-03-14 Toyota Motor Corp Production of piezoelectric material for actuator
JPH08104568A (en) * 1994-09-30 1996-04-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Piezoelectric ceramic and its production
JPH10279354A (en) * 1997-03-31 1998-10-20 Hitachi Metals Ltd Piezoelectric ceramic mateal and piezoelectric transformer
JP4582835B2 (en) * 1999-08-30 2010-11-17 京セラ株式会社 Method for manufacturing piezoelectric member for actuator
JP3767386B2 (en) * 2000-01-31 2006-04-19 株式会社村田製作所 Piezoelectric ceramics and manufacturing method thereof
JP2003095751A (en) * 2001-09-25 2003-04-03 Sumitomo Chem Co Ltd Leadless piezoelectric ceramic powder
JP2004002069A (en) * 2002-05-30 2004-01-08 Tdk Corp Processes for manufacturing piezoelectric ceramic and piezoelectric element
JP4422973B2 (en) * 2002-08-27 2010-03-03 京セラ株式会社 Multilayer piezoelectric body, actuator, and print head
JP4356552B2 (en) * 2003-08-13 2009-11-04 堺化学工業株式会社 Method for producing perovskite compound powder
JP2005159042A (en) * 2003-11-26 2005-06-16 Kyocera Corp Piezoelectric actuator and liquid injector

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