JPH0548174A - 圧電アクチユエ−タ用圧電板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、全面電極型の圧電板の製造時にお
ける長所を取り入れ、部分電極型の圧電板の製造方法の
短所を解決した圧電アクチュエ−タ用圧電板の製造方法
を提供することを目的とする。 【構成】本発明の圧電アクチュエータ用圧電板の製造方
法は、圧電板１の少なくとも一方の面１０の全領域Ｌに
電極材を焼付けて全面電極２を形成する第１工程と、該
全面電極２を介して該圧電板１を分極処理する第２工程
と、分極処理した後、該全面電極２の外周縁部２０１を
除いた中央領域２００をマスキング材で被覆してマスキ
ング部４を形成する第３工程と、該マスキング材で被覆
されていない該全面電極２の該外周縁部２０１を除去す
る第４工程と、該マスキング部４を除去することにより
該全面電極２より部分電極２Ａを形成する第５工程と、
からなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧電アクチュエ−タ用
圧電板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧電アクチュエータに用られてい
る圧電板としては、図６に示すように表裏の全面１０ａ
の領域Ｌに全面電極２ａを設けた全面電極型の圧電板１
ａと、図７に示すように表裏の円周の中心部１０ｂの領
域Ｌ１のみに部分電極２ｂを形成する部分電極型の圧電
板１ｂとが知られている。

【０００３】前記全面電極型の圧電板１ａは、全面電極
２ａの形成領域Ｌが部分電極型の圧電板１ｂに比べて広
い分、圧電特性、耐久性ともに優れている。そして、製
造工程で圧電材料を分極する場合、その表裏の全面１０
ａの領域Ｌに均一に電界がかかる長所がある反面、製造
後、積層体に組込んだ使用時に外端部での電極間距離Ｌ
３が近く、縁面放電しやすい。

【０００４】また前記部分電極型の圧電板１ｂは、縁面
放電しにくい長所がある。ところが圧電材料を分極する
場合、表裏の両部分電極２ｂにはさまれた円周の中心部
１０ｂの領域Ｌ１のみに電界が作用し分極され、前記両
部分電極２ｂが形成されていない円周の外周部１１ｂの
領域Ｌ２には、電界が作用せず分極されない。そのため
分極された部分と、未分極部分との境界で割れ３ｂが発
生しやすい。

【０００５】そこで前記全面電極型の圧電板１ａと、前
記部分電極型の圧電板１ｂとの両者の短所を除いて長所
を活用した部分電極型の圧電板を製造する方法が望まれ
ている。例えば特開昭６１ー１０２８８号公報には、図
８に示されるように表裏の円周の中心部１０ｂの領域Ｌ
１のみに最終形状の部分電極２ｂを形成した後、その部
分電極２ｂおよび部分電極２ｂが形成されていない表裏
の円周の外周部１１ｂ領域Ｌ２に対し銀ペースト、カー
ボンペースト、パラジウムペースト等よりなる仮電極材
料４ｂ塗布、乾燥により被覆し焼付しないで形成し、次
いで圧電材料の分極処理を行った後、前記仮電極材料４
ｂのみを有機溶剤で洗浄し除去して部分電極型の圧電板
１ｂ（図７参照）を得る製造方法が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開昭６１ー１０２８８号公報に開示された製造方法で
は、前記仮電極材料４ｂは、圧電材料の分極処理を行っ
た後、洗浄等で除去する必要から焼付処理が行われず、
下地（被覆される部分電極２ｂおよび部分電極２ｂが形
成されていない表裏の円周の外周部１１ｂの領域Ｌ２）
に対し、強固に付着していないため、絶縁オイル中での
分極処理時に、仮電極材料４ｂの一部がはがれ落ちて絶
縁オイルに混入し、絶縁オイルの使用寿命を大幅に縮め
ていた。

【０００７】本発明は、前記不具合を解決するととも
に、全面電極型の圧電板の製造時における長所を取り入
れ、部分電極型の圧電板の製造方法の短所を解決した圧
電アクチュエ−タ用圧電板の製造方法を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の圧電アクチュエ
−タ用圧電板の製造方法は、圧電板の少なくとも一方の
面の全領域に電極材を焼付けて全面電極を形成する第１
工程と、該全面電極を介して該圧電板を分極処理する第
２工程と、分極処理した後、該全面電極の外周縁部を除
いた中央領域をマスキング材で被覆してマスキング部を
形成する第３工程と、該マスキング材で被覆されていな
い該全面電極の該外周縁部を除去する第４工程と、該マ
スキング部を除去することにより該全面電極より部分電
極を形成する第５工程と、からなることを特徴とする。

【０００９】第１工程で用いる圧電板は、電圧の印加に
より歪みや応力を生じるものをいい、ペロブスカイト結
晶構造のＢａＴｉＯ₃ と、ＰｂＴｉＯ₃ またはＣａＴｉ
Ｏ₃ との固溶体や、ＰｂＺｒＯ₃ と、ＰｂＴｉＯ₃ の固
溶体（ＰＺＴ）などの圧電体セラミックスから円形板状
に形成された従来と同様のものが用いられる。この圧電
体は、第１工程〜第５工程が施されて表と裏の両表面に
銀ペーストなどの導電ペーストが印刷、焼付された前記
部分電極部が形成される。

【００１０】第２工程で用いるマスキング材は、第４工
程によりマスキング材で被覆されていない全面電極の外
周縁部を電極除去液で溶解し除去するとき、電極除去溶
液に溶解しないものを用いることが重要である。マスキ
ング材としては、例えば、有機系接着剤（酢酸ビニル樹
脂系や、クマロン樹脂系等）を用いることができる。電
極除去溶液としては、例えば、１％ＨＮＯ₃ 水溶液や、
ＨＦ含有ＨＮＯ₃ 水溶液等を用いることができる。

【００１１】第５工程でマスキング材をマスキング材除
去溶液で溶解し除去するとき、マスキング材のみを溶解
し、電極および圧電板の形成材料を溶解しないものを用
いることが重要である。マスキング材のみを溶解するマ
スキング材除去溶液としては、例えば、芳香族系の有機
溶剤（トルエンや、キシレン等）を用いることができ
る。

【００１２】

【作用および効果】本発明の圧電アクチュエ−タ用圧電
板の製造方法では、第１工程、第２工程、第３工程、第
４工程、第５工程の順に実施される。そして、第１工程
では、圧電板の少なくとも一方の面の全領域に電極材を
焼付けて全面電極を形成する。第２工程では、全面電極
を介して圧電板を分極処理する。第３工程では、第２工
程で分極処理した後の全面電極の外周縁部を除いた中央
領域をマスキング材で被覆してマスキング部を形成す
る。第４工程では、マスキング材で被覆されていない全
面電極の外周縁部を除去する。第５工程では、マスキン
グ部を除去することにより全面電極より部分電極を形成
する。

【００１３】本発明の製造方法によると、前記第２工程
により圧電板に部分電極を形成するに際して、圧電板の
全面に均一に電圧が作用した状態で分極できるので、分
極後に、部分電極が形成された領域と、部分電極が形成
されないた領域との間に割れが発生しない。また、第４
工程により圧電板上で、全面電極の外周縁部を除去する
時、全面電極の中央領域はマスキング部により保護され
ているので、損傷や、破損等の影響を受けることがな
く、全面電極の外周縁部を除去して全面電極より部分電
極を形成することができる。

【００１４】従って、圧電板に、部分電極を形成するに
際して、電極形成対象面となる一表面の中央領域のみ
に、確実に電極を形成させることができ、かつ製造され
た後、圧電板には、従来の場合のように、割れを発生さ
せない。また、全面電極形成時に圧電板の側面に余分な
導電ペーストが付着したとしても、第４工程で外周縁部
とともに除去できるので、付着によるショ−トを発生さ
せない。

【００１５】

【実施例】本実施例の圧電アクチュエ−タ用圧電板の製
造方法は、第１工程と、第２工程と、第３工程と、第４
工程と、第５工程と、からなる。そして以下に説明する
ように前記第１工程〜第５工程が順次実施される。すな
わち、第１工程では、予め圧電板１と、図略の導電ペ−
ストが準備される。圧電板１はＰＺＴ製で直径が１５ｍ
ｍ、厚さが０．５ｍｍの円形板状体のものが用いられる
（図１参照）。

【００１６】導電ペ−ストは、電極となるＡｇを含有す
る粘度（２００００ｃｐｓ）の銀ペーストが用いられ
る。そして前記圧電板１の表と裏との両面１０の全領域
Ｌに、導電ペ−ストが印刷された後、乾燥処理させると
ともに焼付け処理がなされ、全面電極２が形成される
（図２参照）。

【００１７】第２工程では、第１工程で圧電板１の両面
１０の全領域Ｌに形成された全面電極２を介して圧電板
１を分極処理する。分極処理は、１００℃に保持したシ
リコン油中に圧電ペレットを浸漬し、３〜５ＫＶ／ｍｍ
の電界を数分間印加する。第３工程では、前記第２工程
で分極処理された後の圧電板１の全面電極２に対し、そ
の外周縁部２０１を除いた中央領域２００に、有機系接
着材（酢酸ビニル樹脂系）よりなるマスキング材で被覆
してマスキング部４を形成する（図３参照）。

【００１８】第４工程では、予め図略の１％ＨＮＯ₃ 水
溶液が準備される。この溶液は、圧電板１を形成する圧
電材料や、被覆したマスキング部４を形成する材料を溶
解することなく、全面電極２を形成する材料のみを溶解
するものである。そして１％ＨＮＯ₃ 水溶液中に、マス
キング部４を形成した圧電板１が数分間浸漬され、マス
キング部４で被覆されていない全面電極２の外周縁部２
０１を除去する（図３および図４参照）。また、この第
４工程では、前記全面電極形成時に圧電板１の側面に余
分な導電ペーストが付着したとしても、外周縁部２０１
の溶解時に、この外周縁部２０１とともに除去できるの
で、付着によるショ−トを発生させない。

【００１９】第５工程では、予め図略の芳香族系の有機
溶剤（トルエン）が準備される。この溶液は、前記マス
キング部４のみを溶解するものである。そしてこの芳香
族系の有機溶剤（トルエン）中に、中央領域２００にマ
スキング部４が被覆された圧電板１が数分間浸漬され、
マスキング部４を除去することにより全面電極２より部
分電極２Ａが形成された最終目的の圧電板１Ａが得られ
た。（図５参照）。

【００２０】比較例 前記本実施例の圧電アクチュエ−タ用圧電板の製造方法
で得た圧電板１Ａの効果を確認するため、従来の製造方
法で図８に示す比較例品としての部分電極型の圧電板１
ｂを得た。すなわち比較例品としての圧電板１ｂはＰＺ
Ｔ製で直径が１５ｍｍ、厚さが０．５ｍｍの円形板状体
のものが用いられる。

【００２１】また、導電ペ−ストは、電極となるＡｇを
含有する粘度（２００００ｃｐｓ）の銀ペーストが用い
られる。そして図８に示されるように表裏の円周の中心
部１０ｂの領域Ｌ１のみに最終形状の部分電極２ｂを形
成した後、その部分電極２ｂおよび部分電極２ｂが形成
されていない表裏の円周の外周部１１ｂの領域Ｌ２に対
し銀ペースト、カーボンペースト、パラジウムペースト
等のひとつよりなる仮電極材料４ｂを塗布、乾燥により
被覆し焼付しないで形成し（図４参照）、次いで圧電材
料の分極処理を行った後、前記仮電極材料４ｂのみを有
機溶剤で洗浄し除去して部分電極型の圧電板１ｂを得、
前記実施例品と、比較例品とを作製し比較検討した。

【００２２】この結果、従来の製造方法で得た比較例品
の圧電板１ｂは、工程途中で用いる仮電極材料４ｂの密
着が悪いため、分極に用いる絶縁オイル中に仮電極材料
４ｂの微粉末が落ち混入するため、絶縁オイルの使用限
度は１０回程度と低く、使用回数が１０回を超過した場
合には、分極工程で、用いた絶縁オイル中に浮遊する仮
電極材料４ｂの金属粉末が圧電板１ｂの側面に付着し、
ショートする頻度が増加する。

【００２３】これに対し本実施例品の圧電板１Ａの場合
には、絶縁オイルの使用限度は１００回以上であること
が確認された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の圧電アクチュエータ用圧電板
の製造方法における第１工程で用いられる圧電板を示す
側面図

【図２】実施例の第１工程および第２工程を示す側面図

【図３】実施例の第２工程および第３工程を示す側面図

【図４】実施例の第４工程を示す側面図

【図５】実施例の第５工程を示す側面図

【図６】従来例の圧電板の製造工程を示す側面図

【図７】従来例の圧電板の製造工程を示す側面図

【図８】比較例の従来（比較例）の圧電板の製造工程を
示す側面図

【符号の説明】

１、１Ａ…圧電板 ２…全面電極、２Ａ…部分電極 ４…マスキング部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電板の少なくとも一方の面の全領域に
   電極材を焼付けて全面電極を形成する第１工程と、該全
   面電極を介して該圧電板を分極処理する第２工程と、分
   極処理した後、該全面電極の外周縁部を除いた中央領域
   をマスキング材で被覆してマスキング部を形成する第３
   工程と、該マスキング材で被覆されていない該全面電極
   の該外周縁部を除去する第４工程と、該マスキング部を
   除去することにより該全面電極より部分電極を形成する
   第５工程と、からなることを特徴とする圧電アクチュエ
   ータ用圧電板の製造方法。