JPH0597437A - 圧電／電歪膜型素子 - Google Patents
圧電／電歪膜型素子Info
- Publication number
- JPH0597437A JPH0597437A JP3283494A JP28349491A JPH0597437A JP H0597437 A JPH0597437 A JP H0597437A JP 3283494 A JP3283494 A JP 3283494A JP 28349491 A JP28349491 A JP 28349491A JP H0597437 A JPH0597437 A JP H0597437A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- electrostrictive
- ceramic substrate
- crystal
- oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 103
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 95
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 73
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 54
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims abstract description 9
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims abstract description 6
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 41
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 16
- ZBSCCQXBYNSKPV-UHFFFAOYSA-N oxolead;oxomagnesium;2,4,5-trioxa-1$l^{5},3$l^{5}-diniobabicyclo[1.1.1]pentane 1,3-dioxide Chemical compound [Mg]=O.[Pb]=O.[Pb]=O.[Pb]=O.O1[Nb]2(=O)O[Nb]1(=O)O2 ZBSCCQXBYNSKPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 claims description 9
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 26
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 6
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 97
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 15
- 230000008859 change Effects 0.000 description 13
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 11
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 10
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 6
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 6
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 4
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 3
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IHWJXGQYRBHUIF-UHFFFAOYSA-N [Ag].[Pt] Chemical compound [Ag].[Pt] IHWJXGQYRBHUIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 2
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEPLMSKRHVKCAQ-UHFFFAOYSA-N lead nickel Chemical compound [Ni].[Pb] HEPLMSKRHVKCAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JQJCSZOEVBFDKO-UHFFFAOYSA-N lead zinc Chemical compound [Zn].[Pb] JQJCSZOEVBFDKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N palladium silver Chemical compound [Pd].[Ag] SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 2
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 2
- 229940071182 stannate Drugs 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- -1 etc. Substances 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 229910002112 ferroelectric ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 低作動電圧で大変位が得られ、また信頼性が
高く、応答速度が早く、且つ発生力が大きい、更に高集
積化が可能である、インクジェットプリントヘッド、マ
イクロホン、発音体（スピーカー等）、各種振動子等の
アクチュエータやセンサー等に好適に用いられる、強度
に優れた圧電／電歪膜型素子を提供する。 【構成】 薄肉のセラミック基板２と、該セラミック基
板上に設けられた、電極４，８など及び圧電／電歪層６
からなる圧電／電歪作動部とを備えた圧電／電歪素子に
おいて、前記圧電／電歪作動部を膜形成する一方、前記
セラミック基板を、酸化イットリウム、酸化セリウム、
酸化カルシウム及び酸化マグネシウムからなる群より選
ばれた少なくとも一つの化合物の含有によって結晶相が
部分安定化され、且つその結晶相が、主として正方晶、
若しくは立方晶と正方晶の混晶からなる酸化ジルコニウ
ムを主成分とする材料にて構成する。
高く、応答速度が早く、且つ発生力が大きい、更に高集
積化が可能である、インクジェットプリントヘッド、マ
イクロホン、発音体（スピーカー等）、各種振動子等の
アクチュエータやセンサー等に好適に用いられる、強度
に優れた圧電／電歪膜型素子を提供する。 【構成】 薄肉のセラミック基板２と、該セラミック基
板上に設けられた、電極４，８など及び圧電／電歪層６
からなる圧電／電歪作動部とを備えた圧電／電歪素子に
おいて、前記圧電／電歪作動部を膜形成する一方、前記
セラミック基板を、酸化イットリウム、酸化セリウム、
酸化カルシウム及び酸化マグネシウムからなる群より選
ばれた少なくとも一つの化合物の含有によって結晶相が
部分安定化され、且つその結晶相が、主として正方晶、
若しくは立方晶と正方晶の混晶からなる酸化ジルコニウ
ムを主成分とする材料にて構成する。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、圧電／電歪膜型素子、中でも主
にインクジェットプリントヘッド、マイクロホン、発音
体（スピーカー等）、各種振動子や発振子、更にはセン
サー等に用いられるユニモルフ型やバイモルフ型等の、
屈曲変位を発生させるタイプの圧電／電歪膜型素子に関
するものである。なお、ここで呼称される素子とは、電
気エネルギーを機械エネルギーに変換、即ち機械的な変
位または応力または振動に変換する素子の他、その逆の
変換を行なう素子をも意味するものである。
にインクジェットプリントヘッド、マイクロホン、発音
体（スピーカー等）、各種振動子や発振子、更にはセン
サー等に用いられるユニモルフ型やバイモルフ型等の、
屈曲変位を発生させるタイプの圧電／電歪膜型素子に関
するものである。なお、ここで呼称される素子とは、電
気エネルギーを機械エネルギーに変換、即ち機械的な変
位または応力または振動に変換する素子の他、その逆の
変換を行なう素子をも意味するものである。
【０００２】
【背景技術】近年、光学や精密加工等の分野において、
サブミクロンのオーダーで光路長や位置を調整する変位
素子や微小変位を電気的変化として検知する検出素子が
所望されるようになってきており、これに応えるものと
して、強誘電体等の圧電／電歪材料に電界を加えた時に
起こる逆圧電効果や電歪効果に基づくところの変位或い
はその逆の現象を利用した素子である、アクチュエータ
やセンサの如き圧電／電歪素子の開発が進められてい
る。
サブミクロンのオーダーで光路長や位置を調整する変位
素子や微小変位を電気的変化として検知する検出素子が
所望されるようになってきており、これに応えるものと
して、強誘電体等の圧電／電歪材料に電界を加えた時に
起こる逆圧電効果や電歪効果に基づくところの変位或い
はその逆の現象を利用した素子である、アクチュエータ
やセンサの如き圧電／電歪素子の開発が進められてい
る。
【０００３】ところで、インクジェットプリントヘッド
等においては、そのような圧電／電歪素子構造として、
従来から知られているユニモルフ型やバイモルフ型が、
好適に採用されている。そして、そこでは、そのような
素子を用いたプリンタの印字品質・印字速度等の向上が
要求されており、それに応えるべく、かかる圧電／電歪
膜型素子の小型高密度化、低電圧作動化、高速応答化を
図るための開発が進められている。
等においては、そのような圧電／電歪素子構造として、
従来から知られているユニモルフ型やバイモルフ型が、
好適に採用されている。そして、そこでは、そのような
素子を用いたプリンタの印字品質・印字速度等の向上が
要求されており、それに応えるべく、かかる圧電／電歪
膜型素子の小型高密度化、低電圧作動化、高速応答化を
図るための開発が進められている。
【０００４】また、それらユニモルフ型やバイモルフ型
の圧電／電歪素子においては、大きな屈曲変位や発生力
或いは発生電位を得るために、振動板となる基板の厚さ
を薄くすることが重要とされるが、かかる基板の厚さを
減少させると、強度が低下するという欠点があった。し
かも、従来のユニモルフ型やバイモルフ型の圧電／電歪
素子においては、何れも、圧電／電歪板等の板状の構成
部材を接着剤等を用いて貼り付けてなる構造を採用する
ものであるために、素子としての作動の信頼性にも問題
があるものであった。
の圧電／電歪素子においては、大きな屈曲変位や発生力
或いは発生電位を得るために、振動板となる基板の厚さ
を薄くすることが重要とされるが、かかる基板の厚さを
減少させると、強度が低下するという欠点があった。し
かも、従来のユニモルフ型やバイモルフ型の圧電／電歪
素子においては、何れも、圧電／電歪板等の板状の構成
部材を接着剤等を用いて貼り付けてなる構造を採用する
ものであるために、素子としての作動の信頼性にも問題
があるものであった。
【０００５】
【解決課題】ここにおいて、本発明は、かかる事情を背
景にして為されたものであって、その課題とするところ
は、相対的に低作動電圧で大変位が得られ、また信頼性
が高く、応答速度が早く、且つ発生力が大きい、更に高
集積化が可能である、インクジェットプリントヘッド、
マイクロホン、発音体（スピーカー等）、各種振動子や
発振子、更には加速度センサー、圧力センサー、振動セ
ンサー、角速度センサー等に好適に用いられる、強度に
優れた圧電／電歪膜型素子を提供することにある。
景にして為されたものであって、その課題とするところ
は、相対的に低作動電圧で大変位が得られ、また信頼性
が高く、応答速度が早く、且つ発生力が大きい、更に高
集積化が可能である、インクジェットプリントヘッド、
マイクロホン、発音体（スピーカー等）、各種振動子や
発振子、更には加速度センサー、圧力センサー、振動セ
ンサー、角速度センサー等に好適に用いられる、強度に
優れた圧電／電歪膜型素子を提供することにある。
【０００６】
【解決手段】そして、本発明にあっては、上記の如き課
題を解決するために、薄肉のセラミック基板と、該セラ
ミック基板上に設けられた、電極及び圧電／電歪層から
なる圧電／電歪作動部とを備えた圧電／電歪素子におい
て、前記圧電／電歪作動部を膜形成法によって形成する
一方、前記セラミック基板を、酸化イットリウム、酸化
セリウム、酸化カルシウム及び酸化マグネシウムからな
る群より選ばれた少なくとも一つの化合物の含有によっ
て結晶相が部分安定化され、且つその結晶相が、主とし
て正方晶、若しくは主として立方晶と正方晶の混晶から
なる酸化ジルコニウムを主成分とする材料にて構成する
ことを、その要旨とするものである。
題を解決するために、薄肉のセラミック基板と、該セラ
ミック基板上に設けられた、電極及び圧電／電歪層から
なる圧電／電歪作動部とを備えた圧電／電歪素子におい
て、前記圧電／電歪作動部を膜形成法によって形成する
一方、前記セラミック基板を、酸化イットリウム、酸化
セリウム、酸化カルシウム及び酸化マグネシウムからな
る群より選ばれた少なくとも一つの化合物の含有によっ
て結晶相が部分安定化され、且つその結晶相が、主とし
て正方晶、若しくは主として立方晶と正方晶の混晶から
なる酸化ジルコニウムを主成分とする材料にて構成する
ことを、その要旨とするものである。
【０００７】なお、かかる本発明において、圧電／電歪
作動部は、好ましくは、マグネシウムニオブ酸鉛を第三
成分としたジルコン酸チタン酸鉛を主成分とする圧電／
電歪材料を用いて形成されていることが望ましい。
作動部は、好ましくは、マグネシウムニオブ酸鉛を第三
成分としたジルコン酸チタン酸鉛を主成分とする圧電／
電歪材料を用いて形成されていることが望ましい。
【０００８】
【作用・効果】このような本発明に従う圧電／電歪膜型
素子にあっては、薄肉のセラミック基板と、その基板面
上に形成された膜状の圧電／電歪作動部（二つの電極膜
とそれら電極膜の間に形成された膜状の圧電／電歪層か
ら構成される）とからなるものであるところから、相対
的に低作動電圧にて大変位が得られ、また応答速度が早
く、且つ発生力或いは発生電位も大きい特徴が得られる
他に、厚膜形成法の如き膜形成プロセスが得意とすると
ころの、同一基板面上に多数個の圧電／電歪作動部を有
する素子を接着材を用いずに同時に且つ容易に形成する
ことが出来る特徴があり、更には、かかる圧電／電歪作
動部の高集積化が可能となる特徴をも有している。
素子にあっては、薄肉のセラミック基板と、その基板面
上に形成された膜状の圧電／電歪作動部（二つの電極膜
とそれら電極膜の間に形成された膜状の圧電／電歪層か
ら構成される）とからなるものであるところから、相対
的に低作動電圧にて大変位が得られ、また応答速度が早
く、且つ発生力或いは発生電位も大きい特徴が得られる
他に、厚膜形成法の如き膜形成プロセスが得意とすると
ころの、同一基板面上に多数個の圧電／電歪作動部を有
する素子を接着材を用いずに同時に且つ容易に形成する
ことが出来る特徴があり、更には、かかる圧電／電歪作
動部の高集積化が可能となる特徴をも有している。
【０００９】しかも、本発明にあっては、そのような圧
電／電歪作動部が形成される基板として用いられるセラ
ミック基板は、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化
カルシウム及び酸化マグネシウムからなる群より選ばれ
た少なくとも一つの化合物の含有によって、その結晶相
が部分安定化された酸化ジルコニウムを主成分とする材
料であるところから、薄い板厚においても機械的強度が
大きい、高靭性である、また圧電／電歪材料との熱処理
時の応力が小さい、更にその圧電／電歪材料との化学的
な反応性が小さい等の特徴が得られ、以て優れた特性を
有する素子の提供が可能となったのである。
電／電歪作動部が形成される基板として用いられるセラ
ミック基板は、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化
カルシウム及び酸化マグネシウムからなる群より選ばれ
た少なくとも一つの化合物の含有によって、その結晶相
が部分安定化された酸化ジルコニウムを主成分とする材
料であるところから、薄い板厚においても機械的強度が
大きい、高靭性である、また圧電／電歪材料との熱処理
時の応力が小さい、更にその圧電／電歪材料との化学的
な反応性が小さい等の特徴が得られ、以て優れた特性を
有する素子の提供が可能となったのである。
【００１０】すなはち、酸化ジルコニウムは、公知のよ
うに、添加物のない純粋な状態では、１０００℃近辺で
の単斜晶・正方晶間の相変態により、磁器破壊が生じ、
薄肉の基板としては製造することが困難となるが、上記
の如き化合物を添加することにより、そのような結晶変
態が起こらないように、結晶相を完全に若しくは部分的
に安定化することが出来るのである。ここで、部分的に
安定化するとは部分的に結晶変態が起こり得るように材
料を調整することである。そして、本発明においては、
その結晶相が主として正方晶若しくは主として立方晶と
正方晶の混晶からなる部分安定化された酸化ジルコニウ
ムは、応力によって結晶変態が生じる、即ち応力誘起相
変態強化メカニズム等により、高い機械強度、靭性を示
し、圧電／電歪層と電極膜と基板とが接着剤なしに一体
として構成され、変位または、力或いは電位を発生する
圧電／電歪膜型素子における基板材料として、非常に好
適に用いられ得るものであり、そのような材料特性を利
用して、膜型素子を有利に構成し得たものである。
うに、添加物のない純粋な状態では、１０００℃近辺で
の単斜晶・正方晶間の相変態により、磁器破壊が生じ、
薄肉の基板としては製造することが困難となるが、上記
の如き化合物を添加することにより、そのような結晶変
態が起こらないように、結晶相を完全に若しくは部分的
に安定化することが出来るのである。ここで、部分的に
安定化するとは部分的に結晶変態が起こり得るように材
料を調整することである。そして、本発明においては、
その結晶相が主として正方晶若しくは主として立方晶と
正方晶の混晶からなる部分安定化された酸化ジルコニウ
ムは、応力によって結晶変態が生じる、即ち応力誘起相
変態強化メカニズム等により、高い機械強度、靭性を示
し、圧電／電歪層と電極膜と基板とが接着剤なしに一体
として構成され、変位または、力或いは電位を発生する
圧電／電歪膜型素子における基板材料として、非常に好
適に用いられ得るものであり、そのような材料特性を利
用して、膜型素子を有利に構成し得たものである。
【００１１】また、本発明において、マグネシウムニオ
ブ酸鉛を第三成分としたジルコン酸チタン酸鉛を圧電／
電歪材料の主成分として用い、前記部分安定化した酸化
ジルコニウム基板と組み合わせることにより、厚膜手法
等によって膜形成した圧電／電歪層の熱処理時、基板と
の反応等による膜状の圧電／電歪層の組成変動或いはパ
イロクロア等の結晶相を惹起させることが非常に少な
く、目的とする組成及び結晶構造の圧電／電歪層を有利
に形成することが出来る特徴を発揮する。
ブ酸鉛を第三成分としたジルコン酸チタン酸鉛を圧電／
電歪材料の主成分として用い、前記部分安定化した酸化
ジルコニウム基板と組み合わせることにより、厚膜手法
等によって膜形成した圧電／電歪層の熱処理時、基板と
の反応等による膜状の圧電／電歪層の組成変動或いはパ
イロクロア等の結晶相を惹起させることが非常に少な
く、目的とする組成及び結晶構造の圧電／電歪層を有利
に形成することが出来る特徴を発揮する。
【００１２】なお、本発明に従う圧電／電歪膜型素子で
は、低電圧作動が可能で、しかも大きな屈曲変位・発生
力或いは発生電位を得るために、有利には、厚さとして
１００μm 以下、好ましくは５０μm 以下である圧電／
電歪作動部と、厚さとして５０μm 以下、好ましくは３
０μm 以下、更に好ましくは１０μm 以下のセラミック
基板とから構成されることとなる。また、そのような薄
い板厚においても高い機械強度を得るために、部分安定
化酸化ジルコニウムとしては、好ましくは、酸化イット
リウムで安定化された酸化ジルコニウムが基板材料とし
て採用され、且つそのような酸化イットリウムの含有量
は、２モル％以上７モル％以下、好ましくは２モル％以
上４モル％以下とされ、且つその部分安定化された酸化
ジルコニウムの結晶相は、主として正方晶若しくは主と
して立方晶と正方晶の混晶からなることとなる。更に、
基板の結晶粒子径としても、基板の機械強度の点から、
平均粒子径として、０．０５μm 〜２μm であることが
好ましく、更に好ましくは１μm 以下であることが望ま
しい。このような範囲の結晶粒子径は、前記した正方晶
を安定に存在させるためにも重要である。
は、低電圧作動が可能で、しかも大きな屈曲変位・発生
力或いは発生電位を得るために、有利には、厚さとして
１００μm 以下、好ましくは５０μm 以下である圧電／
電歪作動部と、厚さとして５０μm 以下、好ましくは３
０μm 以下、更に好ましくは１０μm 以下のセラミック
基板とから構成されることとなる。また、そのような薄
い板厚においても高い機械強度を得るために、部分安定
化酸化ジルコニウムとしては、好ましくは、酸化イット
リウムで安定化された酸化ジルコニウムが基板材料とし
て採用され、且つそのような酸化イットリウムの含有量
は、２モル％以上７モル％以下、好ましくは２モル％以
上４モル％以下とされ、且つその部分安定化された酸化
ジルコニウムの結晶相は、主として正方晶若しくは主と
して立方晶と正方晶の混晶からなることとなる。更に、
基板の結晶粒子径としても、基板の機械強度の点から、
平均粒子径として、０．０５μm 〜２μm であることが
好ましく、更に好ましくは１μm 以下であることが望ま
しい。このような範囲の結晶粒子径は、前記した正方晶
を安定に存在させるためにも重要である。
【００１３】
【具体的構成・実施例】以下に、本発明に従う圧電／電
歪膜型素子の具体的構造を示す図面を参照しつつ、本発
明を更に具体的に明らかにすることとする。なお、理解
を容易にするために、各図面を通して、同様の構造乃至
は機能を有するものには、同一の符号を付すものとす
る。
歪膜型素子の具体的構造を示す図面を参照しつつ、本発
明を更に具体的に明らかにすることとする。なお、理解
を容易にするために、各図面を通して、同様の構造乃至
は機能を有するものには、同一の符号を付すものとす
る。
【００１４】先ず、図１に示される圧電／電歪膜型素子
（アクチュエータ）は、薄肉の平板状のセラミック基板
２の一方の面上に、第一の電極膜４、膜状の圧電／電歪
層６及び第二の電極膜８が、通常の膜形成手法によって
順次積層形成されて、多層の一体構造とされている。な
お、第一及び第二の電極膜４，８は、それぞれ、圧電／
電歪層６の端部より延び出させられて、リード部４ａ，
８ａを形成しており、それらリード部４ａ，８ａを通じ
て、それぞれの電極膜４，８に電圧印加が行なわれるよ
うになっている。また、セラミック基板２は、本発明に
従う部分安定化された酸化ジルコニウムから構成されて
いる。従って、このような構造の圧電／電歪膜型素子に
おいては、その圧電／電歪層６に電界が作用せしめられ
ると、電界誘起歪の横効果により、セラミック基板２の
板面に垂直な方向の屈曲変位乃至は発生力が発現せしめ
られるのである。
（アクチュエータ）は、薄肉の平板状のセラミック基板
２の一方の面上に、第一の電極膜４、膜状の圧電／電歪
層６及び第二の電極膜８が、通常の膜形成手法によって
順次積層形成されて、多層の一体構造とされている。な
お、第一及び第二の電極膜４，８は、それぞれ、圧電／
電歪層６の端部より延び出させられて、リード部４ａ，
８ａを形成しており、それらリード部４ａ，８ａを通じ
て、それぞれの電極膜４，８に電圧印加が行なわれるよ
うになっている。また、セラミック基板２は、本発明に
従う部分安定化された酸化ジルコニウムから構成されて
いる。従って、このような構造の圧電／電歪膜型素子に
おいては、その圧電／電歪層６に電界が作用せしめられ
ると、電界誘起歪の横効果により、セラミック基板２の
板面に垂直な方向の屈曲変位乃至は発生力が発現せしめ
られるのである。
【００１５】また、図２においては、セラミック基板２
の一面上に複数の帯状電極１０とそれらを接続する帯状
の電極接続部１２とからなる櫛型の電極膜１４ａ及びそ
れと同形状の電極膜１４ｂが、図示の如き配置形態にお
いて、それぞれ設けられると共に、更にそれらの電極膜
１４ａ，１４ｂ間に、それら電極膜１４ａ，１４ｂと接
するように、圧電／電歪層６が形成され、一体構造とさ
れている。そして、かかる構造の圧電／電歪膜型素子に
おいては、その圧電／電歪層６に電界が作用せしめられ
ると、電界誘起歪の縦効果により、セラミック基板２の
板面に垂直な方向の屈曲変位乃至は発生力が発現せしめ
られるのである。
の一面上に複数の帯状電極１０とそれらを接続する帯状
の電極接続部１２とからなる櫛型の電極膜１４ａ及びそ
れと同形状の電極膜１４ｂが、図示の如き配置形態にお
いて、それぞれ設けられると共に、更にそれらの電極膜
１４ａ，１４ｂ間に、それら電極膜１４ａ，１４ｂと接
するように、圧電／電歪層６が形成され、一体構造とさ
れている。そして、かかる構造の圧電／電歪膜型素子に
おいては、その圧電／電歪層６に電界が作用せしめられ
ると、電界誘起歪の縦効果により、セラミック基板２の
板面に垂直な方向の屈曲変位乃至は発生力が発現せしめ
られるのである。
【００１６】さらに、図３及び図４には、それぞれ、図
１及び図２に示される如き素子において、そのセラミッ
ク基板２の形状を変えた例が示されている。即ち、図３
及び図４においては、外縁部が厚肉とされる一方、内側
部位が薄肉厚部１６ａとされたセラミック基板１６が用
いられており、そして、その薄肉厚部１６ａの面上に
は、二つの電極膜４，８；１４ａ，１４ｂと圧電／電歪
層６とからなる圧電／電歪作動部が、一体的に設けられ
ている。
１及び図２に示される如き素子において、そのセラミッ
ク基板２の形状を変えた例が示されている。即ち、図３
及び図４においては、外縁部が厚肉とされる一方、内側
部位が薄肉厚部１６ａとされたセラミック基板１６が用
いられており、そして、その薄肉厚部１６ａの面上に
は、二つの電極膜４，８；１４ａ，１４ｂと圧電／電歪
層６とからなる圧電／電歪作動部が、一体的に設けられ
ている。
【００１７】さらにまた、図５に示される素子は、セラ
ミック基板１６の薄肉厚部１６ａの両面に、圧電／電歪
作動部（４，６，８）がそれぞれ設けられたバイモルフ
型の圧電／電歪膜型素子の例である。
ミック基板１６の薄肉厚部１６ａの両面に、圧電／電歪
作動部（４，６，８）がそれぞれ設けられたバイモルフ
型の圧電／電歪膜型素子の例である。
【００１８】図６に示される素子においては、セラミッ
ク基板２の一方の面上に、二つの帯状電極膜１８，１８
が渦巻状に相対向して位置するように設けられ、またこ
れら帯状電極膜１８，１８を埋め込むように、圧電／電
歪層６が設けられることによって、それら帯状電極膜１
８，１８と圧電／電歪層６とによって、圧電／電歪作動
部が構成されている。
ク基板２の一方の面上に、二つの帯状電極膜１８，１８
が渦巻状に相対向して位置するように設けられ、またこ
れら帯状電極膜１８，１８を埋め込むように、圧電／電
歪層６が設けられることによって、それら帯状電極膜１
８，１８と圧電／電歪層６とによって、圧電／電歪作動
部が構成されている。
【００１９】また、図７〜図１１は、それぞれ、複数の
圧電／電歪作動部がセラミック基板上に設けられてな
る、本発明に従う素子の異なる例を示すものであって、
それら複数の圧電／電歪作動部は、積層形態において、
或いは並設形態において、セラミック基板上に設けられ
ている。
圧電／電歪作動部がセラミック基板上に設けられてな
る、本発明に従う素子の異なる例を示すものであって、
それら複数の圧電／電歪作動部は、積層形態において、
或いは並設形態において、セラミック基板上に設けられ
ている。
【００２０】例えば、図７では、セラミック基板２の一
方の面上に、一定の間隔で複数の帯状電極膜１８が配列
され、そして、それら帯状電極膜１８を埋め込んだ状態
において、所定厚さの圧電／電歪層６が設けられること
によって、圧電／電歪作動部が形成された例が示されて
おり、更にその圧電／電歪作動部（６，１８）上には、
電極膜２０、膜状の圧電／電歪層２２及び電極膜２０が
順次積層一体化せしめられた構造とされている。かかる
二つの電極膜２０，２０と圧電／電歪層２２によって、
他の一つの圧電／電歪作動部が形成されているのであ
る。
方の面上に、一定の間隔で複数の帯状電極膜１８が配列
され、そして、それら帯状電極膜１８を埋め込んだ状態
において、所定厚さの圧電／電歪層６が設けられること
によって、圧電／電歪作動部が形成された例が示されて
おり、更にその圧電／電歪作動部（６，１８）上には、
電極膜２０、膜状の圧電／電歪層２２及び電極膜２０が
順次積層一体化せしめられた構造とされている。かかる
二つの電極膜２０，２０と圧電／電歪層２２によって、
他の一つの圧電／電歪作動部が形成されているのであ
る。
【００２１】また、図８〜図１０に示される例において
は、複数の圧電／電歪作動部（４，６，８）がセラミッ
ク基板２上に並設形態において設けられており、特に図
８及び図９に示される素子においては、それら複数の圧
電／電歪作動部（４，６，８）の間に位置するセラミッ
ク基板２に、スリット２４が入れられて、それぞれの圧
電／電歪作動部が互いに独立した形態とされている。ま
た、図１０の素子においは、セラミック基板２に長手の
矩形孔２６が所定ピッチで設けられ、梯子状のセラミッ
ク基板２とされており、そして、この梯子状のセラミッ
ク基板２の矩形孔２６，２６に挟まれた接続部２ａ上に
第一の電極膜４と膜状の圧電／電歪層６と第二の電極膜
８とからなる圧電／電歪作動部が、それぞれ形成されて
いる。なお、図８において、２８は、圧電／電歪層６の
背部で、第一の電極膜４と第二の電極膜８とを電気的に
絶縁する絶縁膜である。
は、複数の圧電／電歪作動部（４，６，８）がセラミッ
ク基板２上に並設形態において設けられており、特に図
８及び図９に示される素子においては、それら複数の圧
電／電歪作動部（４，６，８）の間に位置するセラミッ
ク基板２に、スリット２４が入れられて、それぞれの圧
電／電歪作動部が互いに独立した形態とされている。ま
た、図１０の素子においは、セラミック基板２に長手の
矩形孔２６が所定ピッチで設けられ、梯子状のセラミッ
ク基板２とされており、そして、この梯子状のセラミッ
ク基板２の矩形孔２６，２６に挟まれた接続部２ａ上に
第一の電極膜４と膜状の圧電／電歪層６と第二の電極膜
８とからなる圧電／電歪作動部が、それぞれ形成されて
いる。なお、図８において、２８は、圧電／電歪層６の
背部で、第一の電極膜４と第二の電極膜８とを電気的に
絶縁する絶縁膜である。
【００２２】さらに、図１１に示される素子の例におい
ては、１枚の大きなセラミック基板２上に、第一の電極
膜４と膜状の圧電／電歪層６と第二の電極膜８とからな
る圧電／電歪作動部の複数が、所定ピッチにて一体的に
並設された構造において設けられている。
ては、１枚の大きなセラミック基板２上に、第一の電極
膜４と膜状の圧電／電歪層６と第二の電極膜８とからな
る圧電／電歪作動部の複数が、所定ピッチにて一体的に
並設された構造において設けられている。
【００２３】更にまた、図１２及び図１３には、図１１
に示される素子において、そのセラミック基板２の形状
及び圧電／電歪作動部（４，６，８）の配設形態を変え
た例が示されている。即ち、基板裏面形態を示す図１２
から明らかなように、厚肉のセラミック基板１６の裏面
に、所定の大きさのキャビティ３０が所定ピッチで千鳥
状に設けられており、以てこのキャビティ３０の底部に
よって与えられる薄肉厚部１６ａが千鳥状に配置された
基板構成となっている。そして、このセラミック基板１
６の表面には、図１３に示されるように、前記薄肉厚部
１６ａ上に位置するように、圧電／電歪作動部（４，
６，８）が一体的に形成されて、千鳥状に配置せしめら
れている。
に示される素子において、そのセラミック基板２の形状
及び圧電／電歪作動部（４，６，８）の配設形態を変え
た例が示されている。即ち、基板裏面形態を示す図１２
から明らかなように、厚肉のセラミック基板１６の裏面
に、所定の大きさのキャビティ３０が所定ピッチで千鳥
状に設けられており、以てこのキャビティ３０の底部に
よって与えられる薄肉厚部１６ａが千鳥状に配置された
基板構成となっている。そして、このセラミック基板１
６の表面には、図１３に示されるように、前記薄肉厚部
１６ａ上に位置するように、圧電／電歪作動部（４，
６，８）が一体的に形成されて、千鳥状に配置せしめら
れている。
【００２４】そして、このような各種の構造の素子にお
いては、何れも、アクチュエータとして機能させるべ
く、その圧電／電歪作動部を構成する二つの電極膜の間
に、従来と同様にして通電が行なわれ、それによって圧
電／電歪層に電界が作用せしめられると、そのような電
界に基づくところの圧電／電歪層の電界誘起歪が誘起さ
れ、以てセラミック基板の板面に垂直な方向の屈曲変位
乃至は発生力が発現せしめられるのである。
いては、何れも、アクチュエータとして機能させるべ
く、その圧電／電歪作動部を構成する二つの電極膜の間
に、従来と同様にして通電が行なわれ、それによって圧
電／電歪層に電界が作用せしめられると、そのような電
界に基づくところの圧電／電歪層の電界誘起歪が誘起さ
れ、以てセラミック基板の板面に垂直な方向の屈曲変位
乃至は発生力が発現せしめられるのである。
【００２５】ところで、これら本発明に従う圧電／電歪
膜型素子において、その圧電／電歪作動部が形成される
セラミック基板（２，１６）に関して、それを与える材
料としては、所定の化合物で結晶相が主として正方晶若
しくは主として立方晶と正方晶の混晶とされた部分安定
化酸化ジルコニウムを主成分とする材料が用いられるこ
ととなる。本発明に従う膜型素子は、後述するように、
一般に、基板と共に、高い温度で熱処理され、その際の
耐熱性、また圧電／電歪材料との電極膜を介した反応
性、更には熱処理時の応力に対する強度等、基板の材料
特性によって、得られる膜型素子の特性、例えば発生力
や変位が影響を受けることを見い出したことに基づくも
のであるが、その中で部分的に安定化された酸化ジルコ
ニウムは素子の変位発生力等の特性に優れ、基板材料と
して極めて有効なものである。
膜型素子において、その圧電／電歪作動部が形成される
セラミック基板（２，１６）に関して、それを与える材
料としては、所定の化合物で結晶相が主として正方晶若
しくは主として立方晶と正方晶の混晶とされた部分安定
化酸化ジルコニウムを主成分とする材料が用いられるこ
ととなる。本発明に従う膜型素子は、後述するように、
一般に、基板と共に、高い温度で熱処理され、その際の
耐熱性、また圧電／電歪材料との電極膜を介した反応
性、更には熱処理時の応力に対する強度等、基板の材料
特性によって、得られる膜型素子の特性、例えば発生力
や変位が影響を受けることを見い出したことに基づくも
のであるが、その中で部分的に安定化された酸化ジルコ
ニウムは素子の変位発生力等の特性に優れ、基板材料と
して極めて有効なものである。
【００２６】この酸化ジルコニウムを部分安定化せし
め、且つその結晶相を主として正方晶若しくは主として
立方晶と正方晶の混晶にするための化合物としては、酸
化イットリウム、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸
化カルシウムのうちの少なくとも一つの化合物を添加、
含有せしめることにより、酸化ジルコニウムは部分安定
化されることとなるが、その部分安定化は、一種類の化
合物の添加のみならず、それらの化合物を組み合わせて
添加することによっても、目的とする酸化ジルコニウム
の部分安定化は可能である。なお、それら部分安定化剤
の添加含有量としては、酸化イットリウムに関しては２
モル％〜７モル％、酸化セリウムに関しては６モル％〜
１５モル％、酸化マグネシウム、酸化カルシウムに関し
ては５モル％〜１２モル％とすることが好ましいが、そ
の中でも、特に酸化イットリウムを部分安定化剤として
用いることが好ましく、その場合においては２モル％〜
７モル％、更に好ましくは２モル％〜４モル％とするこ
とが望ましい。そのような範囲で酸化イットリウムを添
加・含有せしめてなる酸化ジルコニウムは、その主たる
結晶相が正方晶若しくは主として立方晶と正方晶からな
る混晶において部分安定化され、優れた基板特性を与え
ることとなる。また、その正方晶を安定に存在させ、大
きな基板強度が得られる為には、基板の平均結晶粒子径
も重要となる。即ち、平均粒子径として、０．０５μm
〜２μm であることが好ましく、更に好ましくは１μm
以下であることが望ましい。
め、且つその結晶相を主として正方晶若しくは主として
立方晶と正方晶の混晶にするための化合物としては、酸
化イットリウム、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸
化カルシウムのうちの少なくとも一つの化合物を添加、
含有せしめることにより、酸化ジルコニウムは部分安定
化されることとなるが、その部分安定化は、一種類の化
合物の添加のみならず、それらの化合物を組み合わせて
添加することによっても、目的とする酸化ジルコニウム
の部分安定化は可能である。なお、それら部分安定化剤
の添加含有量としては、酸化イットリウムに関しては２
モル％〜７モル％、酸化セリウムに関しては６モル％〜
１５モル％、酸化マグネシウム、酸化カルシウムに関し
ては５モル％〜１２モル％とすることが好ましいが、そ
の中でも、特に酸化イットリウムを部分安定化剤として
用いることが好ましく、その場合においては２モル％〜
７モル％、更に好ましくは２モル％〜４モル％とするこ
とが望ましい。そのような範囲で酸化イットリウムを添
加・含有せしめてなる酸化ジルコニウムは、その主たる
結晶相が正方晶若しくは主として立方晶と正方晶からな
る混晶において部分安定化され、優れた基板特性を与え
ることとなる。また、その正方晶を安定に存在させ、大
きな基板強度が得られる為には、基板の平均結晶粒子径
も重要となる。即ち、平均粒子径として、０．０５μm
〜２μm であることが好ましく、更に好ましくは１μm
以下であることが望ましい。
【００２７】なお、酸化ジルコニウム基板の安定化に用
いられる化合物としては、一般に、酸化イットリウム、
酸化マグネシウム等が知られているが、そのような化合
物の添加量によって、安定化される結晶相は異なるもの
となる。しかし、結晶相は、そのような化合物の添加量
だけで決定されるものではなく、原料粉末の結晶粒子径
によっても異なることとなり、更には焼成によって作製
された酸化ジルコニウム磁器の結晶粒子径、それに関連
して焼成温度・時間も因子となるのである。例えば、酸
化イットリウムを安定化剤として用いた場合には、結晶
相を主として正方晶にするためには、安定化剤の添加量
として２〜４モル％、原料粉末の粒子径として０．１μ
m 以下、作製される磁器の結晶粒子径として１μm 以
下、焼成温度は原料によって異なるため、一概に言えな
いところであるが、粒成長の起こらない温度・時間が必
要となるのである。即ち、これらの条件を同時に満足し
てはじめて、正方晶が安定に存在した結晶相を主とする
酸化ジルコニウム基板の調製が可能となるのである。一
方、結晶相を主として立方晶と正方晶の混晶とするため
には、安定化剤の添加量の上限を７モル％程度までと
し、作製した磁器の結晶粒子径も２μm 以下という条件
が採用される。これらの条件の範囲外では、例えば、安
定化剤の添加量が２モル％より小さくなると単斜晶が主
となり、また原料粉末や磁器の結晶粒子径も大きくなる
と、正方晶が安定して出来難くなるのである。なお、そ
れが出来たとしても、時間と共に単斜晶や立方晶に変態
するようになる。一般には、それは単斜晶と立方晶から
なる部分安定化酸化ジルコニウムとなり、正方晶若しく
は正方晶と立方晶の混晶からなる部分安定化酸化ジルコ
ニウムと比較して、同じ部分安定化されているにも拘わ
らず、基板強度は劣るものである。
いられる化合物としては、一般に、酸化イットリウム、
酸化マグネシウム等が知られているが、そのような化合
物の添加量によって、安定化される結晶相は異なるもの
となる。しかし、結晶相は、そのような化合物の添加量
だけで決定されるものではなく、原料粉末の結晶粒子径
によっても異なることとなり、更には焼成によって作製
された酸化ジルコニウム磁器の結晶粒子径、それに関連
して焼成温度・時間も因子となるのである。例えば、酸
化イットリウムを安定化剤として用いた場合には、結晶
相を主として正方晶にするためには、安定化剤の添加量
として２〜４モル％、原料粉末の粒子径として０．１μ
m 以下、作製される磁器の結晶粒子径として１μm 以
下、焼成温度は原料によって異なるため、一概に言えな
いところであるが、粒成長の起こらない温度・時間が必
要となるのである。即ち、これらの条件を同時に満足し
てはじめて、正方晶が安定に存在した結晶相を主とする
酸化ジルコニウム基板の調製が可能となるのである。一
方、結晶相を主として立方晶と正方晶の混晶とするため
には、安定化剤の添加量の上限を７モル％程度までと
し、作製した磁器の結晶粒子径も２μm 以下という条件
が採用される。これらの条件の範囲外では、例えば、安
定化剤の添加量が２モル％より小さくなると単斜晶が主
となり、また原料粉末や磁器の結晶粒子径も大きくなる
と、正方晶が安定して出来難くなるのである。なお、そ
れが出来たとしても、時間と共に単斜晶や立方晶に変態
するようになる。一般には、それは単斜晶と立方晶から
なる部分安定化酸化ジルコニウムとなり、正方晶若しく
は正方晶と立方晶の混晶からなる部分安定化酸化ジルコ
ニウムと比較して、同じ部分安定化されているにも拘わ
らず、基板強度は劣るものである。
【００２８】かかる状況下、本発明に従う部分安定化酸
化ジルコニウム基板を作製するためには、一般に、前述
の如き化合物の所定量を用いると共に、原料粉末の結晶
平均粒子径が０．１μm 以下の原料を使用し、焼成温度
を１３００℃〜１６００℃に設定する条件が採用される
こととなる。
化ジルコニウム基板を作製するためには、一般に、前述
の如き化合物の所定量を用いると共に、原料粉末の結晶
平均粒子径が０．１μm 以下の原料を使用し、焼成温度
を１３００℃〜１６００℃に設定する条件が採用される
こととなる。
【００２９】また、セラミック基板の形態としては、先
に、図１や図２等に示した単板状の物（２）でも、また
図３や図４等に示される如き、凹所の底部が薄肉厚部
（１６ａ）とされ、その薄肉厚部の面上に圧電／電歪作
動部が形成されるキャビティ構造を有している基板（１
６）でも良いが、後者のキャビティ構造を有する基板の
方が、当該部位の基板厚さを薄くすることが出来、以て
素子基板の強度を低下させることなく、また並設形態に
おいて隣接する圧電／電歪作動部同士が変位或いは振動
時に薄肉厚部と薄肉厚部の間にある厚肉部によって互い
に干渉することが少ないために、好ましく用いられる。
なお、このようなキャビティ構造を有している基板（１
６）のキャビティの寸法に関し、そのようなキャビティ
の長さは、その幅の２倍から２０倍であることが好まし
く、一方キャビティ基板（１６）の薄肉厚部（１６ａ）
に形成される圧電／電歪作動部は、素子の変位・発生力
の点から、該キャビティの幅に対して５０％〜９０％と
することが好ましい。
に、図１や図２等に示した単板状の物（２）でも、また
図３や図４等に示される如き、凹所の底部が薄肉厚部
（１６ａ）とされ、その薄肉厚部の面上に圧電／電歪作
動部が形成されるキャビティ構造を有している基板（１
６）でも良いが、後者のキャビティ構造を有する基板の
方が、当該部位の基板厚さを薄くすることが出来、以て
素子基板の強度を低下させることなく、また並設形態に
おいて隣接する圧電／電歪作動部同士が変位或いは振動
時に薄肉厚部と薄肉厚部の間にある厚肉部によって互い
に干渉することが少ないために、好ましく用いられる。
なお、このようなキャビティ構造を有している基板（１
６）のキャビティの寸法に関し、そのようなキャビティ
の長さは、その幅の２倍から２０倍であることが好まし
く、一方キャビティ基板（１６）の薄肉厚部（１６ａ）
に形成される圧電／電歪作動部は、素子の変位・発生力
の点から、該キャビティの幅に対して５０％〜９０％と
することが好ましい。
【００３０】さらに、薄肉のセラミック基板の厚さに関
しては、素子の高速応答性と大きな変位を得るために、
一般に５０μm 以下、好ましくは３０μm 以下、更に好
ましくは１０μm 以下とされる。
しては、素子の高速応答性と大きな変位を得るために、
一般に５０μm 以下、好ましくは３０μm 以下、更に好
ましくは１０μm 以下とされる。
【００３１】更にまた、かかるセラミック基板は、最終
的には、焼結せしめられた形態とされるが、圧電／電歪
作動部の形成に先立って、予め焼結した基板としておく
ことが出来、また基板材料のグリーンシートを用い、後
述の膜形成による圧電／電歪作動部の形成を行なった後
に焼結させても良いが、その中では、予め焼結した基板
が、素子の反りを小さくすることが出来、またパターン
寸法精度が得られることから、有利に用いられることと
なる。なお、キャビティ構造を有するセラミック基板
（１６）は、金型や超音波加工等の機械加工法を用いて
空孔部を設けたグリーンシートに、薄肉厚部となる薄い
グリーンシートを積層・熱圧着した後、焼成・一体化す
ることによって作製することが、高い信頼性の点から好
ましい。また、本発明に従う部分安定化された酸化ジル
コニウムを主成分とする基板材料中に、酸化アルミニウ
ムや酸化チタン、更には粘土等の焼結助剤を添加しても
良いが、焼成した基板に酸化珪素（ＳｉＯ2 ，ＳｉＯ）
が１％以上含有されないように、助剤の組成や添加量を
調整することが望ましい。過剰に酸化珪素が基板に含有
されていると、圧電／電歪材料との熱処理時に反応が生
じ易く、組成の制御が困難となる。
的には、焼結せしめられた形態とされるが、圧電／電歪
作動部の形成に先立って、予め焼結した基板としておく
ことが出来、また基板材料のグリーンシートを用い、後
述の膜形成による圧電／電歪作動部の形成を行なった後
に焼結させても良いが、その中では、予め焼結した基板
が、素子の反りを小さくすることが出来、またパターン
寸法精度が得られることから、有利に用いられることと
なる。なお、キャビティ構造を有するセラミック基板
（１６）は、金型や超音波加工等の機械加工法を用いて
空孔部を設けたグリーンシートに、薄肉厚部となる薄い
グリーンシートを積層・熱圧着した後、焼成・一体化す
ることによって作製することが、高い信頼性の点から好
ましい。また、本発明に従う部分安定化された酸化ジル
コニウムを主成分とする基板材料中に、酸化アルミニウ
ムや酸化チタン、更には粘土等の焼結助剤を添加しても
良いが、焼成した基板に酸化珪素（ＳｉＯ2 ，ＳｉＯ）
が１％以上含有されないように、助剤の組成や添加量を
調整することが望ましい。過剰に酸化珪素が基板に含有
されていると、圧電／電歪材料との熱処理時に反応が生
じ易く、組成の制御が困難となる。
【００３２】そして、このようなセラミック基板上に所
定の電極膜（４，８）及び圧電／電歪層６を設けて圧電
／電歪作動部を形成するには、公知の各種の膜形成法が
適宜に採用され、例えばスクリーン印刷、スプレー、デ
ィッピング、塗布等の厚膜形成手法、イオンビーム、ス
パッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング、ＣＶ
Ｄ、メッキ等の薄膜形成手法が適宜に選択される。特
に、膜状の圧電／電歪層（６）を形成するには、スクリ
ーン印刷、スプレー、ディッピング、塗布等による厚膜
形成手法が好適に採用されることとなる。この厚膜形成
手法によれば、圧電／電歪材料のセラミック粒子を主成
分とするペーストやスラリーを用いてセラミック基板上
に膜形成することが出来、良好な素子特性が得られるか
らである。また、そのような膜の形状としては、スクリ
ーン印刷法やフォトリソグラフィ法等を用いてパターン
形成する他、レーザー加工法や、スライシング、超音波
加工等の機械加工法を用い、不必要な部分を除去して、
パターン形成しても良い。
定の電極膜（４，８）及び圧電／電歪層６を設けて圧電
／電歪作動部を形成するには、公知の各種の膜形成法が
適宜に採用され、例えばスクリーン印刷、スプレー、デ
ィッピング、塗布等の厚膜形成手法、イオンビーム、ス
パッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング、ＣＶ
Ｄ、メッキ等の薄膜形成手法が適宜に選択される。特
に、膜状の圧電／電歪層（６）を形成するには、スクリ
ーン印刷、スプレー、ディッピング、塗布等による厚膜
形成手法が好適に採用されることとなる。この厚膜形成
手法によれば、圧電／電歪材料のセラミック粒子を主成
分とするペーストやスラリーを用いてセラミック基板上
に膜形成することが出来、良好な素子特性が得られるか
らである。また、そのような膜の形状としては、スクリ
ーン印刷法やフォトリソグラフィ法等を用いてパターン
形成する他、レーザー加工法や、スライシング、超音波
加工等の機械加工法を用い、不必要な部分を除去して、
パターン形成しても良い。
【００３３】なお、ここで作製される素子の構造や膜状
の圧電／電歪作動部の形状は、何等限定されるものでは
なく、用途に応じて、如何なる形状でも採用可能であ
り、例えば三角形、四角形等の多角形、円、楕円、円環
等の円形、櫛状、格子状又はこれらを組み合わせた特殊
形状であっても、何等差し支えない。
の圧電／電歪作動部の形状は、何等限定されるものでは
なく、用途に応じて、如何なる形状でも採用可能であ
り、例えば三角形、四角形等の多角形、円、楕円、円環
等の円形、櫛状、格子状又はこれらを組み合わせた特殊
形状であっても、何等差し支えない。
【００３４】また、このようにしてセラミック基板上に
上記方法で膜形成されたそれぞれの膜（４，６，８）
は、それぞれの膜の形成の都度、熱処理されて、基板と
一体構造となるようにされても良く、また全部の膜を形
成した後、同時に熱処理して、各膜が同時に基板に一体
的に結合せしめられるようにしても良い。なお、このよ
うな膜形成手法により電極膜を形成する場合には、一体
化するために必ずしも熱処理を必要としないことがあ
る。
上記方法で膜形成されたそれぞれの膜（４，６，８）
は、それぞれの膜の形成の都度、熱処理されて、基板と
一体構造となるようにされても良く、また全部の膜を形
成した後、同時に熱処理して、各膜が同時に基板に一体
的に結合せしめられるようにしても良い。なお、このよ
うな膜形成手法により電極膜を形成する場合には、一体
化するために必ずしも熱処理を必要としないことがあ
る。
【００３５】さらに、このように形成された膜と基板と
を一体化するための熱処理温度としては、一般に９００
℃〜１４００℃程度の温度が採用され、好ましくは１０
００℃〜１４００℃の範囲の温度が有利に選択される。
また、膜状の圧電／電歪層（６）を熱処理する場合に
は、高温時に圧電／電歪層の組成が不安定とならないよ
うに、そのような圧電／電歪材料の蒸発源と共に雰囲気
制御を行ないながら、熱処理することが好ましい。
を一体化するための熱処理温度としては、一般に９００
℃〜１４００℃程度の温度が採用され、好ましくは１０
００℃〜１４００℃の範囲の温度が有利に選択される。
また、膜状の圧電／電歪層（６）を熱処理する場合に
は、高温時に圧電／電歪層の組成が不安定とならないよ
うに、そのような圧電／電歪材料の蒸発源と共に雰囲気
制御を行ないながら、熱処理することが好ましい。
【００３６】なお、上記の方法にて作製される圧電／電
歪作動部を構成する電極膜（４，８等）の材料として
は、前記熱処理温度並びに焼成温度程度の高温酸化雰囲
気に耐えられる導体であれば、特に規制されるものでは
なく、例えば金属単体であっても、合金であっても良
く、また絶縁性セラミックスやガラス等と、金属や合金
との混合物であっても、更には導電性セラミックスであ
っても、何等差し支えない。尤も、より好ましくは、白
金、パラジウム、ロジウム等の高融点貴金属類、或いは
銀−パラジウム、銀−白金、白金−パラジウム等の合金
を主成分とする電極材料が好適に用いられ、その中でも
更に好ましくは、白金とセラミック基板材料とのサーメ
ット材料が好ましく、さらに好ましくは白金と基板材料
と圧電材料とのサーメット材料が好ましい。なお、電極
中に添加せしめる基板材料としては、５〜３０体積％程
度、一方圧電材料としては５〜２０体積％程度であるこ
とが好ましい。
歪作動部を構成する電極膜（４，８等）の材料として
は、前記熱処理温度並びに焼成温度程度の高温酸化雰囲
気に耐えられる導体であれば、特に規制されるものでは
なく、例えば金属単体であっても、合金であっても良
く、また絶縁性セラミックスやガラス等と、金属や合金
との混合物であっても、更には導電性セラミックスであ
っても、何等差し支えない。尤も、より好ましくは、白
金、パラジウム、ロジウム等の高融点貴金属類、或いは
銀−パラジウム、銀−白金、白金−パラジウム等の合金
を主成分とする電極材料が好適に用いられ、その中でも
更に好ましくは、白金とセラミック基板材料とのサーメ
ット材料が好ましく、さらに好ましくは白金と基板材料
と圧電材料とのサーメット材料が好ましい。なお、電極
中に添加せしめる基板材料としては、５〜３０体積％程
度、一方圧電材料としては５〜２０体積％程度であるこ
とが好ましい。
【００３７】そして、このような導体材料を用いて形成
される電極は用途に応じて適宜の厚さとされることとな
るが、電界誘起歪の横効果を用いるタイプにおいては、
一般に２０μm 以下、好ましくは５μm 以下の厚さにお
いて形成されることとなる。一方、電界誘起歪の縦効果
を用いるタイプにおいては、電極厚さは３μm 以上が望
ましく、好ましくは１０μm 以上であり、更に好ましく
は２０μm 以上の厚さにおいて、電極形成されることと
なる。
される電極は用途に応じて適宜の厚さとされることとな
るが、電界誘起歪の横効果を用いるタイプにおいては、
一般に２０μm 以下、好ましくは５μm 以下の厚さにお
いて形成されることとなる。一方、電界誘起歪の縦効果
を用いるタイプにおいては、電極厚さは３μm 以上が望
ましく、好ましくは１０μm 以上であり、更に好ましく
は２０μm 以上の厚さにおいて、電極形成されることと
なる。
【００３８】また、圧電／電歪作動部を構成する圧電／
電歪材料としては、圧電或いは電歪効果等の電界誘起歪
を示す材料であれば、何れの材料であっても採用され得
るものであり、結晶質の材料であっても、非晶質の材料
であっても良く、また半導体材料であっても、誘電体セ
ラミックス材料や強誘電体セラミックス材料であって
も、何等差し支えなく、更には分極処理が必要な材料で
あっても、またそれが不必要な材料であっても良いので
ある。
電歪材料としては、圧電或いは電歪効果等の電界誘起歪
を示す材料であれば、何れの材料であっても採用され得
るものであり、結晶質の材料であっても、非晶質の材料
であっても良く、また半導体材料であっても、誘電体セ
ラミックス材料や強誘電体セラミックス材料であって
も、何等差し支えなく、更には分極処理が必要な材料で
あっても、またそれが不必要な材料であっても良いので
ある。
【００３９】尤も、本発明に用いられる圧電／電歪材料
としては、好ましくは、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ
系）を主成分とする材料、マグネシウムニオブ酸鉛（Ｐ
ＭＮ系）を主成分とする材料、ニッケルニオブ酸鉛（Ｐ
ＮＮ系）を主成分とする材料、マンガンニオブ酸鉛を主
成分とする材料、アンチモンスズ酸鉛を主成分とする材
料、亜鉛ニオブ酸鉛を主成分とする材料、チタン酸鉛を
主成分とする材料、更にはこれらの複合材料等が用いら
れる。なお、ＰＺＴ系を主成分とする材料に、ランタ
ン、バリウム、ニオブ、亜鉛、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、タングステン、ニッケル、マンガン等の酸化物
やそれらの他の化合物を添加物として含有せしめた材
料、例えばＰＬＺＴ系となるように、前記材料に所定の
添加物を適宜に加えても、何等差し支えない。
としては、好ましくは、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ
系）を主成分とする材料、マグネシウムニオブ酸鉛（Ｐ
ＭＮ系）を主成分とする材料、ニッケルニオブ酸鉛（Ｐ
ＮＮ系）を主成分とする材料、マンガンニオブ酸鉛を主
成分とする材料、アンチモンスズ酸鉛を主成分とする材
料、亜鉛ニオブ酸鉛を主成分とする材料、チタン酸鉛を
主成分とする材料、更にはこれらの複合材料等が用いら
れる。なお、ＰＺＴ系を主成分とする材料に、ランタ
ン、バリウム、ニオブ、亜鉛、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、タングステン、ニッケル、マンガン等の酸化物
やそれらの他の化合物を添加物として含有せしめた材
料、例えばＰＬＺＴ系となるように、前記材料に所定の
添加物を適宜に加えても、何等差し支えない。
【００４０】これら圧電／電歪材料の中でも、特に、マ
グネシウムニオブ酸鉛を第三成分としたジルコン酸チタ
ン酸鉛を主成分とする材料が、その熱処理中における基
板材料との反応が少ないことから成分の偏析が起きにく
く、組成を保つための処理が好適に行なわれ得、目的と
する組成及び結晶構造が得られ易い等、高い圧電定数を
有することと併せて有利に用いられ、スクリーン印刷、
スプレー、ディッピング、塗布等の厚膜形成手法で圧電
／電歪膜を形成する場合の材料として推奨される。な
お、多成分系圧電／電歪材料の場合、成分の組成によっ
て圧電特性が変化するが、本発明で好適に採用されるマ
グネシウムニオブ酸鉛−ジルコン酸鉛−チタン酸鉛の３
成分系材料では、擬立方晶−正方晶−菱面体晶の相境界
付近の組成が好ましく、特にマグネシウムニオブ酸鉛：
１５モル％〜５０モル％、ジルコン酸鉛：１０モル％〜
４５モル％、チタン酸鉛：３０モル％〜４５モル％の組
成が、高い圧電定数と電気機械結合係数を有することか
ら、有利に採用される。
グネシウムニオブ酸鉛を第三成分としたジルコン酸チタ
ン酸鉛を主成分とする材料が、その熱処理中における基
板材料との反応が少ないことから成分の偏析が起きにく
く、組成を保つための処理が好適に行なわれ得、目的と
する組成及び結晶構造が得られ易い等、高い圧電定数を
有することと併せて有利に用いられ、スクリーン印刷、
スプレー、ディッピング、塗布等の厚膜形成手法で圧電
／電歪膜を形成する場合の材料として推奨される。な
お、多成分系圧電／電歪材料の場合、成分の組成によっ
て圧電特性が変化するが、本発明で好適に採用されるマ
グネシウムニオブ酸鉛−ジルコン酸鉛−チタン酸鉛の３
成分系材料では、擬立方晶−正方晶−菱面体晶の相境界
付近の組成が好ましく、特にマグネシウムニオブ酸鉛：
１５モル％〜５０モル％、ジルコン酸鉛：１０モル％〜
４５モル％、チタン酸鉛：３０モル％〜４５モル％の組
成が、高い圧電定数と電気機械結合係数を有することか
ら、有利に採用される。
【００４１】なお、上記の如くして形成される電極膜と
圧電／電歪膜（層）から構成される圧電／電歪作動部の
厚さとしては、一般に１００μm 以下とされ、また圧電
／電歪膜の厚さとしては、低作動電圧で大きな変位等を
得るために、好ましくは５０μm 以下、更に好ましくは
３μm 以上４０μm以下とされることが望ましい。
圧電／電歪膜（層）から構成される圧電／電歪作動部の
厚さとしては、一般に１００μm 以下とされ、また圧電
／電歪膜の厚さとしては、低作動電圧で大きな変位等を
得るために、好ましくは５０μm 以下、更に好ましくは
３μm 以上４０μm以下とされることが望ましい。
【００４２】以下の表に、各種の材料からなる基板を用
いて作製された素子の諸特性を示した。なお、素子の作
製に際しては、基板形状としては、図３に示される如き
薄肉厚部（１６ａ）を有するキャビティ形状とし、その
薄肉厚部（１６ａ）厚さは１０μm とした。また、圧電
／電歪作動部には、マグネシウムニオブ酸鉛を第三成分
として添加してなるジルコン酸チタン酸鉛からなる圧電
／電歪材料を用い、それを３０μm 厚になるようにスク
リーン印刷し、１０００℃以上の熱処理を行なって、形
成した。薄肉厚部の大きさは０．８ｍｍ×３ｍｍであ
る。破壊強度の測定は、０．３ｍｍφの面積を有する測
定子を薄肉厚部の中心部に垂直に当て、荷重をかけるこ
とにより、行なった。素子の変位は、ＤＣ３０Ｖ印加時
の数値である。
いて作製された素子の諸特性を示した。なお、素子の作
製に際しては、基板形状としては、図３に示される如き
薄肉厚部（１６ａ）を有するキャビティ形状とし、その
薄肉厚部（１６ａ）厚さは１０μm とした。また、圧電
／電歪作動部には、マグネシウムニオブ酸鉛を第三成分
として添加してなるジルコン酸チタン酸鉛からなる圧電
／電歪材料を用い、それを３０μm 厚になるようにスク
リーン印刷し、１０００℃以上の熱処理を行なって、形
成した。薄肉厚部の大きさは０．８ｍｍ×３ｍｍであ
る。破壊強度の測定は、０．３ｍｍφの面積を有する測
定子を薄肉厚部の中心部に垂直に当て、荷重をかけるこ
とにより、行なった。素子の変位は、ＤＣ３０Ｖ印加時
の数値である。
【００４３】 破壊強度（Ｋｇｆ／ 圧電／電歪材料 素子の変位 基 板 材 料 ｃｍ2 ：１０μm ） との反応性 （μm ） ガラス ＜１ ─ ＜０．１ アルミナ ５ 小 ０．５ Ｙ2 Ｏ3 部分安定化ＺｒＯ2 ２０ 無 ２．０ （主な結晶相：正方晶） Ｙ2 Ｏ3 完全安定化ＺｒＯ2 ５ 無 ０．８ （主な結晶相：立方晶） ＭｇＯ部分安定化ＺｒＯ2 １０ 無 １．０ （主な結晶相：立方晶＋正方晶） ＣｅＯ2 部分安定化ＺｒＯ2 １０ 無 １．０ （主な結晶相：立方晶＋正方晶） （注）・ガラスについては、基板厚さは５０μm であ
る。且つ膜形成法ではなく、１０００℃以上の熱処理を
行わず、圧電／電歪板を基板にはりつけたアクチュエー
タである。 ・ＺｒＯ2 の部分安定化に用いるＹ2 Ｏ3 の量は３モル
％、完全安定化には８モル％。また、ＺｒＯ2 の部分安
定化に用いるＭｇＯの量は９モル％。更に、また、Ｚｒ
Ｏ2 の部分安定化に用いるＣｅＯ2 の量は１２モル％で
ある。
る。且つ膜形成法ではなく、１０００℃以上の熱処理を
行わず、圧電／電歪板を基板にはりつけたアクチュエー
タである。 ・ＺｒＯ2 の部分安定化に用いるＹ2 Ｏ3 の量は３モル
％、完全安定化には８モル％。また、ＺｒＯ2 の部分安
定化に用いるＭｇＯの量は９モル％。更に、また、Ｚｒ
Ｏ2 の部分安定化に用いるＣｅＯ2 の量は１２モル％で
ある。
【００４４】かかる表の結果から明らかなように、部分
安定化された酸化ジルコニウムは、他の基板材料に比べ
て、圧電／電歪材料との反応がなく、且つ素子としての
変位が大きく、更に薄い板厚においても高い機械強度を
示している。
安定化された酸化ジルコニウムは、他の基板材料に比べ
て、圧電／電歪材料との反応がなく、且つ素子としての
変位が大きく、更に薄い板厚においても高い機械強度を
示している。
【００４５】以上、本発明を幾つかの実施例に基づいて
具体的に説明してきたが、本発明は、上記の実施例によ
って限定的に解釈されるものでは決してなく、本発明の
範囲を逸脱しない限りにおいて、種々なる変更、修正、
改良等を加え得るものであることが理解されるべきであ
る。
具体的に説明してきたが、本発明は、上記の実施例によ
って限定的に解釈されるものでは決してなく、本発明の
範囲を逸脱しない限りにおいて、種々なる変更、修正、
改良等を加え得るものであることが理解されるべきであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧電／電歪膜型素子の一実施例を
示す斜視部分説明図である。
示す斜視部分説明図である。
【図２】本発明に係る圧電／電歪膜型素子の異なる一実
施例を示す斜視部分説明図である。
施例を示す斜視部分説明図である。
【図３】本発明に係る圧電／電歪膜型素子の更に異なる
実施例を示す斜視部分説明図である。
実施例を示す斜視部分説明図である。
【図４】本発明に係る圧電／電歪膜型素子の更に異なる
実施例を示す斜視部分説明図である。
実施例を示す斜視部分説明図である。
【図５】本発明に係る圧電／電歪膜型素子の他の一つの
実施例を示す斜視部分説明図である。
実施例を示す斜視部分説明図である。
【図６】本発明に係る圧電／電歪膜型素子の他の異なる
実施例を示す斜視部分説明図である。
実施例を示す斜視部分説明図である。
【図７】本発明に係る圧電／電歪膜型素子の他の更に異
なる実施例を示す斜視部分説明図である。
なる実施例を示す斜視部分説明図である。
【図８】本発明に係る圧電／電歪膜型素子の異なる実施
例の一つを示す斜視部分説明図である。
例の一つを示す斜視部分説明図である。
【図９】本発明に係る圧電／電歪膜型素子の更に異なる
実施例の一つを示す斜視部分説明図である。
実施例の一つを示す斜視部分説明図である。
【図１０】本発明に係る圧電／電歪膜型素子の他の更に
異なる実施例を示す斜視部分説明図である。
異なる実施例を示す斜視部分説明図である。
【図１１】本発明に係る圧電／電歪膜型素子の他の更に
異なる実施例の一つを示す斜視部分説明図である。
異なる実施例の一つを示す斜視部分説明図である。
【図１２】図１１に示される圧電／電歪膜型素子の変形
例の素子裏面を示す斜視部分説明図である。
例の素子裏面を示す斜視部分説明図である。
【図１３】図１２に示される圧電／電歪膜型素子の図１
１に相当する斜視部分説明図である。
１に相当する斜視部分説明図である。
２，１６ セラミック基板 ４ 第一の電極膜 ６，２２ 圧電／電歪層 ８ 第二の電極膜 １０，１８ 帯状電極膜 １２ 電極接続部 １４ａ，１４ｂ 櫛状電極膜 １６ａ 薄肉厚部 ２０ 電極膜 ２４ スリット ２６ 矩形孔
【手続補正書】
【提出日】平成４年１１月２６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】
【解決課題】ここにおいて、本発明は、かかる事情を背
景にして為されたものであって、その課題とするところ
は、相対的に低作動電圧で大変位が得られ、また信頼性
が高く、応答速度が早く、且つ発生力が大きい、更に高
集積化が可能である、インクジェットプリントヘッド、
ポンプ、マイクロホン、発音体（スピーカー等）、アク
チュエ−タ、各種振動子や発振子、更には加速度センサ
ー、圧力センサー、振動センサー、角速度センサー等に
好適に用いられる、強度に優れた圧電／電歪膜型素子を
提供することにある。
景にして為されたものであって、その課題とするところ
は、相対的に低作動電圧で大変位が得られ、また信頼性
が高く、応答速度が早く、且つ発生力が大きい、更に高
集積化が可能である、インクジェットプリントヘッド、
ポンプ、マイクロホン、発音体（スピーカー等）、アク
チュエ−タ、各種振動子や発振子、更には加速度センサ
ー、圧力センサー、振動センサー、角速度センサー等に
好適に用いられる、強度に優れた圧電／電歪膜型素子を
提供することにある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】なお、かかる本発明において、圧電／電歪
作動部は、好ましくは、マグネシウムニオブ酸鉛とジル
コン酸鉛とチタン酸鉛とからなる成分を主成分とする圧
電／電歪材料を用いて形成されていることが望ましい。
作動部は、好ましくは、マグネシウムニオブ酸鉛とジル
コン酸鉛とチタン酸鉛とからなる成分を主成分とする圧
電／電歪材料を用いて形成されていることが望ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】すなわち、酸化ジルコニウムは、公知のよ
うに、添加物のない純粋な状態では、１０００℃近辺で
の単斜晶・正方晶間の相変態により、磁器破壊が生じ、
薄肉の基板としては製造することが困難となるが、上記
の如き化合物を添加することにより、そのような結晶変
態が起こらないように、結晶相を完全に若しくは部分的
に安定化することが出来るのである。ここで、部分的に
安定化するとは部分的に結晶変態が起こり得るように材
料を調整することである。そして、本発明においては、
その結晶相が主として正方晶若しくは主として立方晶と
正方晶の混晶からなる部分安定化された酸化ジルコニウ
ムは、応力によって結晶変態が生じる、即ち応力誘起相
変態強化メカニズム等により、高い機械強度、靭性を示
し、圧電／電歪層と電極膜と基板とが接着剤なしに一体
として構成され、変位または、力或いは電位を発生する
圧電／電歪膜型素子における基板材料として、非常に好
適に用いられ得るものであり、そのような材料特性を利
用して、膜型素子を有利に構成し得たものである。
うに、添加物のない純粋な状態では、１０００℃近辺で
の単斜晶・正方晶間の相変態により、磁器破壊が生じ、
薄肉の基板としては製造することが困難となるが、上記
の如き化合物を添加することにより、そのような結晶変
態が起こらないように、結晶相を完全に若しくは部分的
に安定化することが出来るのである。ここで、部分的に
安定化するとは部分的に結晶変態が起こり得るように材
料を調整することである。そして、本発明においては、
その結晶相が主として正方晶若しくは主として立方晶と
正方晶の混晶からなる部分安定化された酸化ジルコニウ
ムは、応力によって結晶変態が生じる、即ち応力誘起相
変態強化メカニズム等により、高い機械強度、靭性を示
し、圧電／電歪層と電極膜と基板とが接着剤なしに一体
として構成され、変位または、力或いは電位を発生する
圧電／電歪膜型素子における基板材料として、非常に好
適に用いられ得るものであり、そのような材料特性を利
用して、膜型素子を有利に構成し得たものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】また、本発明において、マグネシウムニオ
ブ酸鉛とジルコン酸鉛とチタン酸鉛とからなる成分を圧
電／電歪材料の主成分として用い、前記部分安定化した
酸化ジルコニウム基板と組み合わせることにより、厚膜
手法等によって膜形成した圧電／電歪層の熱処理時、基
板との反応等による膜状の圧電／電歪層の組成変動或い
はパイロクロア等の結晶相を惹起させることが非常に少
なく、目的とする組成及び結晶構造の圧電／電歪層を有
利に形成することが出来る特徴を発揮する。
ブ酸鉛とジルコン酸鉛とチタン酸鉛とからなる成分を圧
電／電歪材料の主成分として用い、前記部分安定化した
酸化ジルコニウム基板と組み合わせることにより、厚膜
手法等によって膜形成した圧電／電歪層の熱処理時、基
板との反応等による膜状の圧電／電歪層の組成変動或い
はパイロクロア等の結晶相を惹起させることが非常に少
なく、目的とする組成及び結晶構造の圧電／電歪層を有
利に形成することが出来る特徴を発揮する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３６】なお、上記の方法にて作製される圧電／電
歪作動部を構成する電極膜（４，８等）の材料として
は、前記熱処理温度並びに焼成温度程度の高温酸化雰囲
気に耐えられる導体であれば、特に規制されるものでは
なく、例えば金属単体であっても、合金であっても良
く、また絶縁性セラミックス等と、金属や合金との混合
物であっても、更には導電性セラミックスであっても、
何等差し支えない。尤も、より好ましくは、白金、パラ
ジウム、ロジウム等の高融点貴金属類、或いは銀−パラ
ジウム、銀−白金、白金−パラジウム等の合金を主成分
とする電極材料が好適に用いられ、その中でも更に好ま
しくは、白金とセラミック基板材料とのサーメット材料
が好ましく、さらに好ましくは白金と基板材料と圧電材
料とのサーメット材料が好ましい。なお、電極中に添加
せしめる基板材料としては、５〜３０体積％程度、一方
圧電材料としては５〜２０体積％程度であることが好ま
しい。
歪作動部を構成する電極膜（４，８等）の材料として
は、前記熱処理温度並びに焼成温度程度の高温酸化雰囲
気に耐えられる導体であれば、特に規制されるものでは
なく、例えば金属単体であっても、合金であっても良
く、また絶縁性セラミックス等と、金属や合金との混合
物であっても、更には導電性セラミックスであっても、
何等差し支えない。尤も、より好ましくは、白金、パラ
ジウム、ロジウム等の高融点貴金属類、或いは銀−パラ
ジウム、銀−白金、白金−パラジウム等の合金を主成分
とする電極材料が好適に用いられ、その中でも更に好ま
しくは、白金とセラミック基板材料とのサーメット材料
が好ましく、さらに好ましくは白金と基板材料と圧電材
料とのサーメット材料が好ましい。なお、電極中に添加
せしめる基板材料としては、５〜３０体積％程度、一方
圧電材料としては５〜２０体積％程度であることが好ま
しい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３９】尤も、本発明に用いられる圧電／電歪材料
としては、好ましくは、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ
系）を主成分とする材料、マグネシウムニオブ酸鉛（Ｐ
ＭＮ系）を主成分とする材料、ニッケルニオブ酸鉛（Ｐ
ＮＮ系）を主成分とする材料、マンガンニオブ酸鉛を主
成分とする材料、アンチモンスズ酸鉛を主成分とする材
料、亜鉛ニオブ酸鉛を主成分とする材料、チタン酸鉛を
主成分とする材料、更にはこれらの複合材料等が用いら
れる。また、このような圧電／電歪材料に、ランタン、
バリウム、ニオブ、亜鉛、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、タングステン、ニッケル、マンガン等の酸化物やそ
れらの他の化合物を添加物として含有せしめた材料、例
えば、ＰＬＺＴ系となるように、前記ＰＺＴ系を主成分
とする材料に上記の如き所定の添加物を適宜加えたもの
であっても、何等差し支えない。
としては、好ましくは、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ
系）を主成分とする材料、マグネシウムニオブ酸鉛（Ｐ
ＭＮ系）を主成分とする材料、ニッケルニオブ酸鉛（Ｐ
ＮＮ系）を主成分とする材料、マンガンニオブ酸鉛を主
成分とする材料、アンチモンスズ酸鉛を主成分とする材
料、亜鉛ニオブ酸鉛を主成分とする材料、チタン酸鉛を
主成分とする材料、更にはこれらの複合材料等が用いら
れる。また、このような圧電／電歪材料に、ランタン、
バリウム、ニオブ、亜鉛、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、タングステン、ニッケル、マンガン等の酸化物やそ
れらの他の化合物を添加物として含有せしめた材料、例
えば、ＰＬＺＴ系となるように、前記ＰＺＴ系を主成分
とする材料に上記の如き所定の添加物を適宜加えたもの
であっても、何等差し支えない。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４０】これら圧電／電歪材料の中でも、特に、マ
グネシウムニオブ酸鉛とジルコン酸鉛とチタン酸鉛とか
らなる成分を主成分とする材料が、その熱処理中におけ
る基板材料との反応が少ないことから成分の偏析が起き
にくく、組成を保つための処理が好適に行なわれ得、目
的とする組成及び結晶構造が得られ易い等、高い圧電定
数を有することと併せて有利に用いられ、スクリーン印
刷、スプレー、ディッピング、塗布等の厚膜形成手法で
圧電／電歪膜を形成する場合の材料として推奨される。
なお、多成分系圧電／電歪材料の場合、成分の組成によ
って圧電特性が変化するが、本発明で好適に採用される
マグネシウムニオブ酸鉛−ジルコン酸鉛−チタン酸鉛の
３成分系材料では、擬立方晶−正方晶−菱面体晶の相境
界付近の組成が好ましく、特にマグネシウムニオブ酸
鉛：１５モル％〜５０モル％、ジルコン酸鉛：１０モル
％〜４５モル％、チタン酸鉛：３０モル％〜４５モル％
の組成が、高い圧電定数と電気機械結合係数を有するこ
とから、有利に採用される。
グネシウムニオブ酸鉛とジルコン酸鉛とチタン酸鉛とか
らなる成分を主成分とする材料が、その熱処理中におけ
る基板材料との反応が少ないことから成分の偏析が起き
にくく、組成を保つための処理が好適に行なわれ得、目
的とする組成及び結晶構造が得られ易い等、高い圧電定
数を有することと併せて有利に用いられ、スクリーン印
刷、スプレー、ディッピング、塗布等の厚膜形成手法で
圧電／電歪膜を形成する場合の材料として推奨される。
なお、多成分系圧電／電歪材料の場合、成分の組成によ
って圧電特性が変化するが、本発明で好適に採用される
マグネシウムニオブ酸鉛−ジルコン酸鉛−チタン酸鉛の
３成分系材料では、擬立方晶−正方晶−菱面体晶の相境
界付近の組成が好ましく、特にマグネシウムニオブ酸
鉛：１５モル％〜５０モル％、ジルコン酸鉛：１０モル
％〜４５モル％、チタン酸鉛：３０モル％〜４５モル％
の組成が、高い圧電定数と電気機械結合係数を有するこ
とから、有利に採用される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４２】以下の表に、各種の材料からなる基板を用
いて作製された素子の諸特性を示した。なお、素子の作
製に際しては、基板形状としては、図３に示される如き
薄肉厚部（１６ａ）を有するキャビティ形状とし、その
薄肉厚部（１６ａ）厚さは１０μm とした。また、圧電
／電歪作動部には、マグネシウムニオブ酸鉛とジルコン
酸鉛とチタン酸鉛を主成分とする材料からなる圧電／電
歪材料を用い、それを３０μm 厚になるようにスクリー
ン印刷し、１０００℃以上の熱処理を行なって、形成し
た。薄肉厚部の大きさは０．８ｍｍ×３ｍｍである。破
壊強度の測定は、０．３ｍｍφの面積を有する測定子を
薄肉厚部の中心部に垂直に当て、荷重をかけることによ
り、行なった。素子の変位は、ＤＣ３０Ｖ印加時の数値
である。
いて作製された素子の諸特性を示した。なお、素子の作
製に際しては、基板形状としては、図３に示される如き
薄肉厚部（１６ａ）を有するキャビティ形状とし、その
薄肉厚部（１６ａ）厚さは１０μm とした。また、圧電
／電歪作動部には、マグネシウムニオブ酸鉛とジルコン
酸鉛とチタン酸鉛を主成分とする材料からなる圧電／電
歪材料を用い、それを３０μm 厚になるようにスクリー
ン印刷し、１０００℃以上の熱処理を行なって、形成し
た。薄肉厚部の大きさは０．８ｍｍ×３ｍｍである。破
壊強度の測定は、０．３ｍｍφの面積を有する測定子を
薄肉厚部の中心部に垂直に当て、荷重をかけることによ
り、行なった。素子の変位は、ＤＣ３０Ｖ印加時の数値
である。
Claims (6)
- 【請求項１】 薄肉のセラミック基板と、該セラミック
基板上に設けられた、電極及び圧電／電歪層からなる圧
電／電歪作動部とを備えた圧電／電歪素子にして、前記
圧電／電歪作動部が膜形成法によって形成されている一
方、前記セラミック基板が、酸化イットリウム、酸化セ
リウム、酸化マグネシウム及び酸化カルシウムからなる
群より選ばれた少なくとも一つの化合物の含有によって
結晶相が部分安定化され、且つその結晶相が、主として
正方晶、若しくは主として立方晶と正方晶の混晶からな
る酸化ジルコニウムを主成分とする材料から構成されて
いることを特徴とする圧電／電歪膜型素子。 - 【請求項２】 前記圧電／電歪作動部が、マグネシウム
ニオブ酸鉛を第三成分としたジルコン酸チタン酸鉛を主
成分とする圧電／電歪材料を用いて形成されていること
を特徴とする請求項１に記載の圧電／電歪膜型素子。 - 【請求項３】 前記セラミック基板が、前記酸化イット
リウムで部分安定化された酸化ジルコニウムを主成分と
する材料からなり、且つかかる酸化イットリウムの含有
量が２モル％以上７モル％以下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／電歪膜型素子。 - 【請求項４】 前記セラミック基板面上に、二つ以上の
圧電／電歪作動部を、積層形態において、若しくは並設
形態において設けた請求項１乃至３の何れかに記載の圧
電／電歪膜型素子。 - 【請求項５】 前記セラミック基板の板厚が、５０μm
以下である請求項１乃至４の何れかに記載の圧電／電歪
膜型素子。 - 【請求項６】 前記圧電／電歪作動部の厚さが、１００
μm 以下である請求項１乃至５の何れかに記載の圧電／
電歪膜型素子。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28349491A JP3272004B2 (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | 圧電／電歪膜型素子 |
| EP92306517A EP0526048B1 (en) | 1991-07-18 | 1992-07-16 | Piezoelectric/electrostrictive element having ceramic substrate formed essentially of stabilized zirconia |
| DE69223096T DE69223096T2 (de) | 1991-07-18 | 1992-07-16 | Piezoelektrischer/elektrostriktiver Element mit einem keramischen Substrat aus stabilisiertem Zirkoniumdioxid |
| US08/239,856 US5430344A (en) | 1991-07-18 | 1994-05-09 | Piezoelectric/electrostrictive element having ceramic substrate formed essentially of stabilized zirconia |
| US08/444,930 US5691594A (en) | 1991-07-18 | 1995-05-19 | Piezoelectric/electrostricitve element having ceramic substrate formed essentially of stabilized zirconia |
| HK98102649A HK1003608A1 (en) | 1991-07-18 | 1998-03-27 | Piezoelectric/electrostrictive element having ceramic substrate formed essentially of stabilized zirconia |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28349491A JP3272004B2 (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | 圧電／電歪膜型素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0597437A true JPH0597437A (ja) | 1993-04-20 |
| JP3272004B2 JP3272004B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=17666281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28349491A Expired - Lifetime JP3272004B2 (ja) | 1991-07-18 | 1991-10-03 | 圧電／電歪膜型素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3272004B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0698490A2 (en) | 1994-08-25 | 1996-02-28 | Seiko Epson Corporation | Liquid jet head |
| US5856837A (en) * | 1993-08-23 | 1999-01-05 | Seiko Epson Corporation | Ink jet recording head with vibrating element having greater width than drive electrode |
| US6246156B1 (en) | 1998-03-27 | 2001-06-12 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive element |
| US6518690B2 (en) | 2000-04-19 | 2003-02-11 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive film type elements and process for producing the same |
| JP2016040985A (ja) * | 2014-08-13 | 2016-03-24 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電駆動装置及びその駆動方法、ロボット及びその駆動方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4167462A4 (en) * | 2019-11-26 | 2024-05-01 | Cascatachuva, Lda | CHEMIO-ELECTRONIC CONVERTER BASED ON ZRO2 NANOPOWDERS - 3% IN MOLES OF Y2O3 |
-
1991
- 1991-10-03 JP JP28349491A patent/JP3272004B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5856837A (en) * | 1993-08-23 | 1999-01-05 | Seiko Epson Corporation | Ink jet recording head with vibrating element having greater width than drive electrode |
| US5956829A (en) * | 1993-08-23 | 1999-09-28 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing an ink jet recording head |
| US6334673B1 (en) | 1993-08-23 | 2002-01-01 | Seiko Epson Corporation | Ink jet print head with plural electrodes |
| EP0698490A2 (en) | 1994-08-25 | 1996-02-28 | Seiko Epson Corporation | Liquid jet head |
| US6246156B1 (en) | 1998-03-27 | 2001-06-12 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive element |
| US6518690B2 (en) | 2000-04-19 | 2003-02-11 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive film type elements and process for producing the same |
| US6703257B2 (en) | 2000-04-19 | 2004-03-09 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive film type elements and process for producing the same |
| JP2016040985A (ja) * | 2014-08-13 | 2016-03-24 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電駆動装置及びその駆動方法、ロボット及びその駆動方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3272004B2 (ja) | 2002-04-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5430344A (en) | Piezoelectric/electrostrictive element having ceramic substrate formed essentially of stabilized zirconia | |
| JP3120260B2 (ja) | 圧電／電歪膜型素子 | |
| US5852337A (en) | Piezoelectric film-type element | |
| US6518690B2 (en) | Piezoelectric/electrostrictive film type elements and process for producing the same | |
| JP5118294B2 (ja) | 圧電／電歪磁器組成物、圧電／電歪体、及び圧電／電歪膜型素子 | |
| JP2842448B2 (ja) | 圧電／電歪膜型アクチュエータ | |
| JP2693291B2 (ja) | 圧電／電歪アクチュエータ | |
| US7345405B2 (en) | Piezoelectric/electrostrictive device and method of manufacturing same | |
| KR20030085538A (ko) | 압전소자, 잉크젯헤드, 각속도센서 및 이들의 제조방법,그리고 잉크젯방식 기록장치 | |
| JPH06260694A (ja) | 圧電／電歪膜型素子 | |
| EP1796183A1 (en) | Piezoelectric/electrostriction film type element and production method therefor | |
| US6882089B2 (en) | Piezoelectric/electrostrictive device | |
| JP4782412B2 (ja) | 圧電／電歪体、圧電／電歪積層体、及び圧電／電歪膜型アクチュエータ | |
| JP3126212B2 (ja) | 圧電／電歪膜型素子 | |
| US6455981B1 (en) | Piezoelectric/electrostrictive device and method of manufacturing same | |
| US20020190609A1 (en) | Piezoelectric/electrostrictive device | |
| JP3009945B2 (ja) | 圧電／電歪膜型素子 | |
| JP3482101B2 (ja) | 圧電膜型素子 | |
| JP3999156B2 (ja) | 圧電／電歪膜型素子及び圧電／電歪磁器組成物 | |
| JP4777605B2 (ja) | 多層型圧電／電歪素子 | |
| JP3999473B2 (ja) | 耐久性に優れた一体型圧電／電歪膜型素子およびその製造方法 | |
| JP3272004B2 (ja) | 圧電／電歪膜型素子 | |
| JP2004186436A (ja) | 圧電／電歪膜型素子 | |
| JP4782413B2 (ja) | 圧電／電歪体、圧電／電歪積層体、及び圧電／電歪膜型アクチュエータ | |
| JP2019121702A (ja) | 圧電薄膜、圧電薄膜素子、圧電アクチュエータ、圧電センサ、ヘッドアセンブリ、ヘッドスタックアセンブリ、ハードディスクドライブ、プリンタヘッド、及びインクジェットプリンタ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090125 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090125 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100125 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110125 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120125 Year of fee payment: 10 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120125 Year of fee payment: 10 |