JPH03270943A - 積層型圧電アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術（第６図） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（第１図） 作用 実施例 （ａ）　　一実施例の説明（第１図） （ｂ）　　他の実施例の説明（第２図、第３図）（Ｃ１
別の実施例の説明（第４図、第５図）発明の効果 〔概要〕 内部電極を設けた圧電板を積層してなる積層型圧電アク
チュエータに関し。

反対極性の外部電極と内部電極との間の絶縁特性を向上
するととも；二、コストの低減を図ることを目的とし。

内部電極を設けた圧電板を積層した素子の周囲に積層方
向に沿って一対の外部電極を設け、積層方向の奇数番目
の内部電極を素子の外周で一方の外部電極に、積層方向
の偶数番目の内部電極を素子の外周で他方の外部電極に
接続した積層型圧電アクチュエータにおいて、該奇数番
目の内部電極を、該一方の外部電極との接合部のみを該
素子外周に露出したパターンとし、該偶数番目の内部電
極を、該他方の外部電極との接合部のみを該素子外周に
露出したパターンとした。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、内部電極を設けた圧電板を積層してなる積層
型圧電アクチュエータに関する。

圧電板の両面に電極を設け、電極に電圧を印加すると、
圧電板に伸びが発生する。

この伸びは微小なため、電極を設けた圧電板を積層した
素子を用いることにより、所定の変位量を得ることがで
き、エクチュエータとして利用できる。

この上うな積層型圧電アクチュエータは、電磁マグネッ
ト等に比較して、高速動作が可能であり。

例えば、プリンタの印字ヘッド用アクチュエータとして
用いられつつある。

このような積層型圧電アクチ５エータでは、信頼性の高
いものが望まれている。

〔従来の技術〕

第６図は従来技術の説明図であり、第６図（４）は斜視
図、第６図（５）は横面図である。

積層型圧電アクチュエータは、基板５上に、下面に内部
電極２を設けた圧電セラミック板１を所定数積層して構
成する。

そして、各圧電セラミック板１の両面の内部電極２に高
電位差を印加するため、内部電極２に接続する一対の外
部電極３ａ　、３ｂが素子の外周に積層方向に設けられ
、リード線６に接続される。

外部電極は、陽極側外部電極３ａと陰極側外部電極３ｂ
で構成され、陽極側外部電極３ａは２例えば、積層方向
の奇数番目の内部電極２（＋）と。

素子外周で接続し、陰極側外部電極３ｂは、積層方向の
偶数番目の内部電極２（−）と、素子外周で接続されて
いる。

この外部電極３ａ　、３ｂは、素子の外周に設けられ、
且つ内部電極２は圧電セラミック板１の一面全面に設け
られるので、陽極側外部電極３ａは。

陰極側の偶数番目の内部電極２（−）の端面と接続しな
いように、また陰極側外部電極３ｂは、陽極側の奇数番
目の内部電極２（＋）の端面と接続しないように、外部
電極３ａと内部電極２（−）の端面との間に、及び外部
電極３ｂと内部電極２（＋）の端面との間に、電気絶縁
層４を設けている。

この電気絶縁層４は、−枚の圧電セラ□ツク板１が１０
０〜２００ミクロンであり、微小な絶縁層であること及
び圧電セラミックスとの接着力を確保するためガラスが
用いられていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、外部電極３ａ、３ｂには、一般（＝銀ペース
トを用いているが、接合力を高めるために。

電気絶縁Ｍ４のガラスとの親和性を高くする必要がある
。そのため電気絶縁性が低下するものがあり２反対極性
の内部電極と外部電極との間にリーク電流が流れ易くな
って、電極間でシ璽　）Ｌ。

圧電素子自体が破壊するおそれがあるという問題があっ
た。

又、数１０ミクロンの電気絶縁層４を積層数分設けねば
ならず、コストアップの原因となるという問題も生じて
いた。

従って１本発明は２反対極性の外部電極と内部電極との
間の絶縁特性を向上するとともに、コストの低減を図る
ことのできる積層型圧電アクチュエータを提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理図兼−実施例構成図である０ 本発明は、第１図に示すように、内部電極２ａ。

２ｂを設けた圧電板１を積層した素子の周囲に積層方向
に沿って一対の外部電極３ａ、３ｂを設け。

積属方向の奇数番目の内部電極２ａを素子の外周で一方
の外部電極３ａに、積層方向の偶数番目の内部電極２ｂ
を素子の外周で他方の外部電極３ａに接続した積層型圧
電アクチュエータにおいて。

該奇数番目の内部電極２ａを、該一方の外部電極３ａと
の接合部のみを該素子外周に露出したパターンとし、該
偶数番目の内部電極２ｂを、該他方の外部電極３ｂとの
接合部のみを該素子外周に露出したパターンとしたもの
である０ 〔作用〕 本発明は、圧電板１上の内部電極２ａ、２ｂの一部分の
みを素子外周に露出させたパターンにし。

露出部分で外部電極３ａ、３ｂに接合するようにした。

外部電極３ａ、３ｂとの接合部以外では、内部電極２ａ
、２ｂが素子外周（＝露出していないため。

反対極性の外部電極３ａ　、３ｂと接触するおそれがな
く、新たに電気絶縁層を設ける必要はない０このため、
圧電素子の外周面に電気絶縁層を設ける作業が削除でき
、コストを大幅に低減できる。

又、内部電極２ａ　、　２ｂが素子の外周に露出してい
ないので、異なる極性の電極間のリーク電流を防止でき
、電気絶縁耐圧特性が向上する。

〔実施例〕

（ａ）　　一実施例の説明 本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図（４）は素子断面図、第１図（ハ）は陰極側内部
電極２ｂの上面図、第１図（Ｑは陽極側内部電極２ａの
上面図である。

内部電極２ａ　、２ｂは、第１図（ロ）、０に示すよう
に、一部分２０．２１を除き、圧電セラミックス板１側
面より０．０５■以上内側に小さく形成される。

陰極側内部電極２ｂは、第１図（ロ）のように、陰極外
部電極３ｂ側（図の右側）に、端面まで達する突出部２
１を有し、陽極側内部電極２ａは、第１図０のように、
陽極外部電極３３側（図の左ＩＩ）に、端面まで達する
突出部２０を有している。

この素子を作成するには、第１図囚のように。

圧電セラミックスグリーンシート基板５にスクリーン印
刷により先づ銀−パラジウム合金のペーストで第１図（
Ｑの陽極内部電極２ａを形威し、その上に圧電セラミッ
クスグリーンシート１を重ね。

該シート１上にスクリーン印刷で第１図ＣＢ）の陰極内
部電極２ｂを形成する。

これを交互に繰返して、必１！屑数積層する。

これを圧力をかけて、焼成すると、各圧電セラミックス
板１の両面に陽極内部電極２ａと陰極内部電極２ｂが設
けられた積層圧電上う□ツクス板素子が構成される。

次に、素子の外周面に露出している内部電極２ａ、２ｂ
を銀ペーストで接合し、焼付けて外部電極３ａ、３ｂと
する。

即ち、第１図囚、　（Ｃ）のように、素子の図の左側に
陽極内部電極２ａの突出部２０を接合するよう電極ペー
ストを設けて、陽極外部電極３ａを形成し、第１図囚、
（ロ）のように９図の右側に陰極内部電極２ｂの突出部
２１を接合するよう電極ベーストを設けて、陰極外部電
極３ｂを形成する。

そして、各外部電極３ａ、３ｂにリード端子６を接合し
て、積層圧電アクチュエータを完成する。

このように構成された積層圧電アクチエエータは、各陽
極内部電極２ａは、陰極外部電極３ｂ側で、各陰極内部
電極２ｂは、陽極外部電極３ａ側で、圧電セラミックス
板１の側面より引っ込んでいるので、圧電セラミックス
板１自体が絶縁部分を構成する。

このため、絶縁耐圧特性を向上させることができるとと
もに、従来のように電気絶縁層４を設ける必要がないの
で、コストも低減する。

尚、外部電極３ａ　、３ｂに導電性接着剤を用いること
もできる。

（ｂ）　　他の実施例の説明 第２図は本発明の他の実施例構成図、第３図はその内部
電極パターン図である。

図中、第１図で示したものと同一のものは同一の記号で
示しである。

この実施例は、第１図の積層型圧電アクチュエ−夕７−
１〜７−１２を圧電セラミックス基板５上に円盤状に１
２ケ配置し、ワイヤドツトプリントヘッドのアクチエエ
ータ７を構成したものである。

即ち２円盤状に１２ケ設けた積層型圧電アクチエエータ
７−１〜７−１２の第２図の上面にワイヤドツトピンを
立てて設け、１２ドツトのワイヤドツトヘッドを構成す
るものである。

このようなアクチエエータ７においても、陽極内部電極
２ａは、第３図面のように、圧電セラ□ックス板１の何
面より一部分を除き内側に引っ込んで構成されており９
円の外側の外部電極３ａと接合する部分で端面に突出し
、外部電極３ａと接合する。

同様（＝、陰極内部電極２ｂは、第３図（Ｂ）のように
、圧電セラミックス板１の側面より一部分を除き内側に
引っ込んで構成されており１円の内側の外部電極３ｂと
接合する部分で端面に突出し、外部電極３ｂと接合する
。

このアクチエエータ７は２円盤形状の圧電セラミックス
グリーンシートに陰極内部電極２ｂ、陽極内部電極２ａ
をスクリーン印刷し、積層して焼成後、外部電極３ａ　
、３ｂを設けて焼付けし、その後１２ケの積層型圧電ア
クチュエータ７−１〜７−１２に切断して形成すればよ
い。

この実施例では、外部電極３ａ　、３ｂを円盤の内外に
設けているので、アクチュエータ７が小さくても、十分
外部電極３ａ　、３ｂの設置領域をとれる利点がある。

（Ｃ１別の実施例の説明 第４図は本発明の別の実施例斜視図、第５図はその内部
電極パターン構成図である。

この実施例も第３図と同様２円盤状に１２ケの積層圧電
アクチエエータ７−１〜７−１２を設け。

ワイヤドツトプリントヘッドのアクチエエータ７を構成
したものである。

但し、この実施例では２両外部電極３ａ、３ｂを円盤の
外側面に設けた点で第３図のものと異なる０ このため、陽極内部電極２ａは、第５図面のように、外
側の右端部を除き、圧電セラミックス板１の何面より内
側に引っ込んで構成されており。

外部電極３ａと接合する右端部で端面に突出し。

外部電極３ａと接合する。

同様に、陰極内部電極２ｂは、第５図ＣＢ）のように、
外側の左端部を除き、圧電セラミックス板１の側面より
内側に引っ込んで構成されており、外部電極３ｂと接合
する左端部で端面に突出し、外部電極３ｂと接合する。

このアクチュエータ７は、第３図のものと同一の製造工
程で形成される。

又、この実施例では２両外部電極３ａ　、３ｂを円盤の
外側に設けているので１面倒な内側での外部電極の形成
な行なわなくて済み２作業性が良い。

上述の実施例では、１２ピンのワイヤドツトプリントヘ
ッドについて説明したが、１２ビンに限らない。

又、ワイヤドツトプリントヘッドのアクチュエータに限
らず、他のアクチュエータにも適用できる０ 以上本発明を実施例により説明したが２本発明は本発明
の主旨に従い種々の変形が可能であり。

本発明からこれらを排除するものではない。

〔発明の効果〕

以上説明した様に２本発明（二よれば２次の効果を奏す
る。

■　内部電極を外部電極との接合部を除き、素子外周面
より引っ込ませて形成しているので、電気絶縁耐圧特性
が向上するという効果を奏する。

■　電気絶縁層な別個に設けなくてもよいので。

面倒な作業を省くことができ、コストの低減が実現でき
るという効果を奏する。

これらによって、低コストで高信頼性の積層型圧電アク
チュエータの提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図兼−実施例構成図。 第２図は本発明の他の実施例斜視図。 第３図は第２図における内部電極パターン構成図。 第４図は本発明の別の実施例斜視図。 第５図は第４図ζ二おける内部電極パターン構成図。 第６図は従来技術の説明図である。 図中、１・・・圧電板（圧電セラミックス板）。 ２．２ａ、２ｂ・・・内部電極。 ３ａ、３ｂ・・・外部電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内部電極（２ａ，２ｂ）を設けた圧電板（１）を積層し
   た素子の周囲に積層方向に沿って一対の外部電極（３ａ
   ，３ｂ）を設け、 積層方向の奇数番目の内部電極（２ａ）を素子の外周で
   一方の外部電極（３ａ）に、積層方向の偶数番目の内部
   電極（２ｂ）を素子の外周で他方の外部電極（３ｂ）に
   接続した積層量圧電アクチュエータにおいて、 該奇数番目の内部電極（２ａ）を、該一方の外部電極（
   ３ａ）との接合部のみを該素子外周に露出したパターン
   とし、 該偶数番目の内部電極（２ｂ）を、該他方の外部電極（
   ３ｂ）との接合部のみを該素子外周に露出したパターン
   としたことを 特徴とする積層型圧電アクチュエータ。