圧電素子及び圧電素子の製造方法
【課題】焼成時の変形による不具合を防止できる圧電素子及び圧電素子の製造方法を提供する。
【解決手段】圧電素子１は、第１〜第４圧電体層４，６，８，１０が積層されると共に、第１〜第４圧電体層４，６，８，１０の積層方向に直交する表面２ａを有する積層体２と、積層体２の表面２ａに配置される複数の個別電極２０と、積層体２の内部に配置され、複数の個別電極２０との間に電圧が印加されるコモン電極３０と、積層体２の表面２ａに配置され、コモン電極３０との間に電圧が印加されないダミー電極２２と、を備え、積層体２の表面２ａは、外周縁部Ｅに沿う外側領域と、外側領域に囲まれる内側領域とを有しており、個別電極２０は、内側領域に配置され、ダミー電極２２は、外側領域に配置されている。
【解決手段】圧電素子１は、第１〜第４圧電体層４，６，８，１０が積層されると共に、第１〜第４圧電体層４，６，８，１０の積層方向に直交する表面２ａを有する積層体２と、積層体２の表面２ａに配置される複数の個別電極２０と、積層体２の内部に配置され、複数の個別電極２０との間に電圧が印加されるコモン電極３０と、積層体２の表面２ａに配置され、コモン電極３０との間に電圧が印加されないダミー電極２２と、を備え、積層体２の表面２ａは、外周縁部Ｅに沿う外側領域と、外側領域に囲まれる内側領域とを有しており、個別電極２０は、内側領域に配置され、ダミー電極２２は、外側領域に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子及び圧電素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の圧電素子として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載の圧電素子は、個別電極のパターンが形成されたセラミックシートと、コモン電極のパターンが形成されたセラミックシートとが積層された部分の上側に、個別電極用の表面電極とコモン電極用の表面電極とが表面に形成されたトップセラミックシートが配置されている。トップセラミックシートの表面には、表面電極の間及び外側に電気的な導通に関与しないダミー電極が配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３２４４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年では、圧電素子が搭載される装置の小型化に伴い、圧電素子の小型化が進められている。圧電素子の小型化としては、変位部位の表面積を縮小し、且つ変位部位の数を増加させることが検討されている。このように、変位部位を小さくした場合、従来の圧電素子と同様の特性（変位）を得るためには、圧電素子の厚みを薄くする必要がある。しかしながら、圧電素子の厚みを薄く（特に、１００μｍ以下）すると、グリーンシートを積層した積層体グリーンを焼成したときに反りやうねりが発生し易くなる。この反りやうねり等の変形は、圧電素子の厚みのばらつき、磁器密度のばらつき、変位部位の特性のばらつき発生などの要因となる。
【０００５】
積層体グリーンの焼成時の反りやうねりは、グリーンシートを積層してプレスした際に、表面のグリーンシートにおいて電極パターンが形成された領域と、電極パターンが形成されていない領域とにおける密度のムラに起因する。特に、個別電極が配置されない周縁部の密度のばらつきの問題は顕著である。この密度のムラが焼成時の収縮のムラとなり、反りやうねりを発生させる。これについて、上記従来の圧電素子は、厚みを有しているため、密度のムラを抑制するためのダミー電極の配置が十分に検討されていない。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、焼成時の変形による不具合を防止できる圧電素子及び圧電素子の製造方法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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る圧電素子は、複数の圧電体層が積層されると共に、圧電体層の積層方向に直交する表面を有する積層体と、積層体の表面に配置される複数の個別電極と、積層体の内部に配置され、複数の個別電極との間に電圧が印加される共通電極と、積層体の表面に配置され、共通電極との間に電圧が印加されないダミー電極とを備え、積層体の表面は、外周縁部に沿う外側領域と、外側領域に囲まれる内側領域とを有しており、個別電極は、内側領域に配置され、ダミー電極は、外側領域に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
この圧電素子では、積層体の表面上に、個別電極とダミー電極とが配置されている。ダミー電極は、外周縁部に沿う外側領域、すなわち個別電極が配置される内側領域の外側で且つ変位部位として使用されない部分に、個別電極を囲うように配置されている。つまり、圧電素子の製造工程では、積層体の表面を構成するグリーンシートにおいて、個別電極に対応する電極パターンを内側領域に形成すると共に、ダミー電極に対応する電極パターンを外側領域に形成している。このように、表面のグリーンシートにおいて、ダミー電極に対応する電極パターンが、密度のばらつきの問題が顕著な外周縁部を含む外側領域に形成されているため、電極パターンの有無に起因するプレス時の密度のムラの抑制できる。したがって、積層体グリーンを焼成した際に、密度のムラによる収縮ムラの発生を防止でき、反りやうねりを抑制できる。その結果、圧電素子の変形や密度のばらつき発生を防止できる。
【０００９】
複数の圧電体層は、表面を構成する第１の圧電体層と、表面とは反対側の裏面を構成する第２の圧電体層とを少なくとも含んでおり、第１の圧電体層上には、複数の個別電極及びダミー電極が配置され、第２の圧電体層上には、共通電極が配置されている。
【００１０】
積層体の厚みは、１００μｍ以下である。１００μｍ以下といった厚みの薄い圧電素子は、焼成による反りがより顕著となる。そこで、１００μｍ以下の圧電素子の場合には、上記のようにダミー電極を設けることが特に有効である。
【００１１】
第２の圧電体層の厚みは、他の圧電体層の厚みよりも薄いことが好ましい。このように、積層体の裏面を構成する第２の圧電体層の厚みを他の圧電体層の厚みより薄くすることで、焼成時における反りやうねりをより抑制できる。
【００１２】
第２の圧電体層に配置される共通電極の厚みは、他の圧電体層に配置される電極の厚みよりも厚いことが好ましい。このように、積層体の裏面を構成する第２の圧電体層に形成さえる共通電極の厚みを、他の圧電体層に形成される電極の厚みよりも厚くすることで、焼成時における反りやうねりをより抑制できる。
【００１３】
ダミー電極は、個別電極と略同一形状を呈していることが好ましい。このような構成によれば、積層体グリーンをプレスする際、圧力がグリーンにより均一に加わる。これにより、密度のムラがより抑制され、その結果、圧電素子の変形をより防止できる。
【００１４】
第１の圧電体層において、個別電極とダミー電極とは同一工程で形成される。
【００１５】
本発明に係る圧電素子の製造方法は、複数の圧電体層が積層されると共に、圧電体層の積層方向に直交する表面を有する積層体と、積層体の表面に配置される複数の個別電極と、積層体の内部に配置され、複数の個別電極との間に電圧が印加される共通電極と、積層体の表面に配置され、共通電極との間に電圧が印加されないダミー電極とを備える圧電素子の製造方法であって、圧電体層となるグリーンシートを準備するグリーン準備工程と、グリーンシートに個別電極、ダミー電極及び共通電極に対応する電極パターンをそれぞれ形成するパターン形成工程と、グリーンシートを積層してプレスし、積層体グリーンを作製するプレス工程と、積層体グリーンを焼成する焼成工程とを有し、パターン形成工程では、ダミー電極に対応する電極パターンをグリーンシートの外周縁部に沿う外側領域に形成し、個別電極に対応する電極パターンを外側領域に囲まれる内側領域に形成することを特徴とする。
【００１６】
この圧電素子の製造方法では、積層体の表面を構成するグリーンシートにおいて、個別電極に対応する電極パターンを内側領域に形成すると共に、ダミー電極に対応する電極パターンを外側領域に形成している。このように、表面のグリーンシートにおいて、ダミー電極に対応する電極パターンが、密度のばらつきの問題が顕著な外周縁部を含む外側領域に形成されているため、電極パターンの有無に起因するプレス時の密度のムラの抑制できる。したがって、積層体グリーンを焼成した際に、密度のムラによる収縮ムラの発生を防止でき、反りやうねりを抑制できる。その結果、圧電素子の変形や密度のばらつき発生を防止できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、圧電素子の焼成時の変形による不具合を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る圧電素子を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す圧電素子の積層体を構成する第１圧電体層を示す平面図である。
【図３】図１に示す圧電素子の積層体を構成する第２圧電体層を示す平面図である。
【図４】図１に示す圧電素子の積層体を構成する第３圧電体層を示す平面図である。
【図５】図１に示す圧電素子の積層体を構成する第４圧電体層を示す平面図である。
【図６】圧電素子の断面構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、説明中、「上」及び「下」なる語を使用することがあるが、これは図１あるいは図６の上下方向に対応したものである。
【００２０】
図１〜６に基づいて、本実施形態に係る圧電素子の構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る圧電素子を示す分解斜視図である。図２は、図１に示す圧電素子の積層体を構成する第１圧電体層を示す平面図である。図３は、図１に示す圧電素子の積層体を構成する第２圧電体層を示す平面図である。図４は、図１に示す圧電素子の積層体を構成する第３圧電体層を示す平面図である。図５は、図１に示す圧電素子の積層体を構成する第４圧電体層を示す平面図である。図５は、圧電素子の断面構成を示す図である。
【００２１】
各図に示すように、圧電素子１は、直方体形状の積層体２を備えており、いわゆる積層型圧電素子である。積層体２は、第１圧電体層（第１の圧電体層）４と、第２圧電体層６と、第３圧電体層８と、第４圧電体層（第２の圧電体層）１０とがこの順序で上側から積層されて構成されている。つまり、第１圧電体層４は、最上層であり、積層体２における積層方向（以下、単に積層方向と称する）での一方の端面（積層体２の表面２ａ）を構成する。第４圧電体層１０は、最下層であり、積層方向での他方の端面（積層体２の裏面２ｂ）を構成する。圧電素子１は、長さが２０ｍｍ程度、幅が２５ｍｍ程度、高さが１００μｍ程度である。なお、圧電素子１の厚みは、１００μｍ以下に設定される。
【００２２】
第１圧電体層４には、個別電極２０、ダミー電極２２及び接続用電極２３が配置されている。第２圧電体層６には、コモン電極（共通電極）３０及び中間電極３２が配置されている。第３圧電体層８には、個別電極４０及び接続用電極４１が配置されている。第４圧電体層１０には、コモン電極（共通電極）５０が配置されている。
【００２３】
第１〜第３圧電体層４，６，８は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電性セラミック材料からなり、「２０ｍｍ×２５ｍｍ×２５μｍ」の長方形薄板状に形成されている。第４圧電体層１０は、上記セラミック材料からなり、「２０ｍｍ×２５ｍｍ×２０μｍ」の長方形薄板状に形成されている。すなわち、第４圧電体層１０の厚みは、第１〜第３圧電体層４，６，８の厚みよりも薄く設定されている。個別電極２０，４０、ダミー電極２２、コモン電極３０，５０、中間電極３２及び接続用電極２３，４１は、銀及びパラジウムを主成分とし、スクリーン印刷によりパターン形成されるものである。
【００２４】
続いて、各圧電体層４，６，８，１０について、図２〜図６を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
第１圧電体層４は、積層体２の表面２ａを構成している。図２に示されるように、第１圧電体層４（積層体２）の表面２ａは、個別電極２０が配置される内側領域Ａ１と、この内側領域Ａ１を取り囲み、ダミー電極２２が配置される外側領域Ａ２とを有している。外側領域Ａ２は、第１圧電体層４の外周縁部Ｅに沿った領域であり、内側領域Ａ１は、第１圧電体層４の内側の領域である。
【００２６】
第１圧電体層４の上面には、内側領域Ａ１に個別電極２０がマトリックス状に配置されている。各個別電極２０は、互いに所定の間隔を有して配置されることで、表面２ａ上での電気的な独立が達成され、且つ互いの振動による影響が防止されている。個別電極２０は、積層体２の表面２ａに配置される表面電極である。
【００２７】
ここで、第１圧電体層４の長手方向を行方向、当該長手方向に直交する方向を列方向とすると、個別電極２０は、例えば７５行８列（＝６００個）というように配置されている。具体的には、個別電極２０は、第１圧電体層４の長手方向に直交する方向において２つの個別電極２０が近接してそれぞれ配置されており、この２つの個別電極２０の組が所定の間隔を有して４列配置されている。また、近接して配置された２つの個別電極２０の組では、第１圧電体層４の長手方向において、個別電極２０が互いに１個分だけずれて配置されている。
【００２８】
個別電極２０は、例えば０．４ｍｍ×０．２ｍｍの長方形状に形成され、その長手方向が第１圧電体層４の長手方向に直交するように配置されている。個別電極２０は、その直下において第１圧電体層４に形成されたスルーホール２１内の導電部材に接続されている。
【００２９】
また、第１圧電体層４の上面には、外側領域Ａ２（個別電極２０の非配置領域）に、ダミー電極２２が形成されている。ダミー電極２２は、第１圧電体層４の外周縁部Ｅ、つまり第１圧電体層４の長手方向の縁部、及び長手方向に直交する方向の縁部に沿って個別電極２０を囲うように、所定の間隔を有して配置されている。ダミー電極２２は、個別電極２０と略同形状を有している。ダミー電極２２には、コモン電極３０との間に電圧が印加されない。
【００３０】
第１圧電体層４における長手方向の縁部には、接続用電極２３が形成されている。接続用電極２３は、外側領域Ａ２に配置されており、第１圧電体層４の長手方向に直交する方向において対向するダミー電極２２の間に配置されている。接続用電極２３は、その直下において第１圧電体層４に形成されたスルーホール２４内の導電部材に接続されている。
【００３１】
第２圧電体層６の上面には、図３に示されるように、コモン電極３０が形成されている。コモン電極３０は、第２圧電体層６上において、１行目と２行目の中間電極３２の集合、３行目と４行目の中間電極３２の集合、５行目と６行目の中間電極３２の集合、及び７行目と８行目の中間電極３２の集合をそれぞれ包囲すると共に、厚み方向から見て、各個別電極２０の端部（スルーホール２１の直上の部分）を除く部分と重なっている。つまり、コモン電極３０は、複数（ここでは４つ）の非形成領域を除く部分にベタ状に形成されている。第２圧電体層６における長手方向の縁部には、スルーホール３１が形成されている。コモン電極３０は、スルーホール３１内の導電部材に接続されている。
【００３２】
中間電極３２が配置されるコモン電極３０の非形成領域は、上面視において長尺の矩形状を呈しており、第２圧電体層６の長手方向に直交する方向に所定の間隔を有して形成されている。
【００３３】
中間電極３２は、積層方向において第１圧電体層４に形成されたスルーホール２１に対向する位置に形成されている。中間電極３２は、その直下において第２圧電体層６に形成されたスルーホール３３内の導電部材に接続されている。すなわち、中間電極３２は、第１圧電体層４のスルーホール２１内の導電部材と、第２圧電体層６のスルーホール３３内の導電部材とに電気的に接続し、上に位置する第１圧電体層４の個別電極２０と、下に位置する第３圧電体層８の個別電極４０とを電気的に接続するための電極である。
【００３４】
第３圧電体層８の上面には、図４に示されるように、個別電極４０が形成されている。個別電極４０は、積層方向において第１圧電体層４に配置された個別電極２０に対向する位置に形成されている。第３圧電体層８における長手方向の縁部には、接続用電極４１が形成されている。接続用電極４１は、その直下において第３圧電体層８に形成されたスルーホール４２内の導電部材に接続されている。すなわち、接続用電極４１は、第２圧電体層６のスルーホール３１内の導電部材と、第３圧電体層８のスルーホール４２内の導電部材とに電気的に接続し、上に位置する第２圧電体層６のコモン電極３０と、下に位置する第４圧電体層１０のコモン電極５０とを電気的に接続するための電極である。
【００３５】
第４圧電体層１０は、積層体２の裏面２ｂを構成している。第４圧電体層１０の上面には、図５に示されるように、コモン電極５０が形成されている。第４圧電体層１０の厚みは、図６に示されるように、第１〜第３圧電体層４，６，８の厚みよりも薄く設定されている。コモン電極５０の厚みは、第１〜第３圧電体層４，６，８に形成された各電極２０，２２，３０，３３，４０，４１よりも厚みよりも厚く設定されている。コモン電極５０は、積層方向から見て第４圧電体層１０と同一形状に形成されている。すなわち、第４圧電体層１０におけるコモン電極５０に隣接する面（コモン電極５０が形成される面）全体がコモン電極５０に覆われるように、ベタ状に形成されている。
【００３６】
以上のような第１〜第４圧電体層４，６，８，１０を積層することにより、スルーホール２１及びスルーホール３３内の導電部材により、個別電極２０と個別電極４０とが電気的に接続されることになる。また、スルーホール３１及びスルーホール４２内の導電部材により、コモン電極３０とコモン電極５０とが電気的に接続されることになる。
【００３７】
以上の構成を有する圧電素子１における電気的接続により、所定の個別電極２０と接続用電極２３との間に電圧（例えば、個別電極２０を正の電位、接続用電極２３を負の電気）を印加すると、所定の個別電極２０、及びこの個別電極２０の下に整列する個別電極４０とコモン電極３０，５０との間に電圧が印加されることとなる。これにより、第１〜第３圧電体層４，６，８においては、個別電極２０，４０とコモン電極３０，５０とで挟まれる領域に電界が生じ、当該部分が活性部６０（図６参照）として変位することになる。
【００３８】
次に、上述した圧電素子１の製造方法（作製手順）について説明する。まず、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とし、Ｎｂ（ニオブ）やＳｒ（ストロンチウム）を添加した圧電セラミクス材料粉体に、有機バインダや有機溶剤等を混合して基体ペーストを作製する。次いで、作製した基体ペーストを用いて、各圧電体層４，６，８，１０となる所定の厚みのグリーンシートを例えばドクターブレード法により成形する（グリーン準備工程）。このとき、第４圧電体層１０となるグリーンシートの厚みを、第１〜第３圧電体層４，６，８となるグリーンシートの厚みよりも薄く設定しておく。
【００３９】
また、所定比率のパラジウム（Ｐｄ）と銀（Ａｇ）とからなる金属材料（例えば、Ｐｄ：Ａｇ＝３：７）に有機バインダや有機溶剤等を混合することにより、電極パターン用の導電ペーストを作製する。なお、金属材料は、Ｐｄの代わりにＰｔ（白金）を用いたり、Ａｇの代わりにＡｕ（金）を用いたりすることができる。また、金属材料としては、Ｃｕ（銅）を用いることもできる。
【００４０】
続いて、第１〜第３圧電体層４，６，８となるグリーンシートの所定の位置に、レーザ光を照射してスルーホール２１，２４，３１，３３，４２を形成する。このとき用いるレーザは、ＹＡＧの３次高周波レーザである。スルーホールの孔径は、例えば４０〜５０μｍとする。
【００４１】
次に、第１圧電体層４となるグリーンシートに対して、個別電極２０、ダミー電極２２及び接続用電極２３に対応する電極パターンを形成する（パターン形成工程）。具体的には、内側領域Ａ１に対応する部分に個別電極２０に対応する電極パターンを形成し、外側領域Ａ２に対応する部分にダミー電極２２及び接続用電極２３を形成する。第２圧電体層６となるグリーンシートに対して、コモン電極３０及び中間電極３２に対応する電極パターンを形成する。第３圧電体層８となるグリーンシートに対して、個別電極４０及び接続用電極４１に対応する電極パターンを形成する。第４圧電体層１０となるグリーンシートに対して、コモン電極５０に対応する電極パターンを形成する。各電極パターンの形成により、スルーホール２１，２４，３１，３３，４２内に導電ペーストが充填され、導電部材が形成される。各電極パターンの形成は、上述した導電ペーストを用いたスクリーン印刷にて行う。
【００４２】
次に、各電極パターンが形成されたグリーンシートを上述した順序となるように積層する。その後、積層された４枚のグリーンシートを積層方向にプレスして、積層体グリーンを作製する（プレス工程）。作製した積層体グリーンを安定化ジルコニアで構成されたセッターに載置し、４００℃前後で脱脂（脱バインダ）する。その後、積層体グリーンが載置されたセッターをマグネシア質の匣鉢（さや）に入れ、１１００℃程度で焼成して焼結体を得る（焼成工程）。そして、１００℃程度で３分間に渡って電界強度２ｋＶ／ｍｍになるように分極処理を行い、圧電素子１を得る。
【００４３】
続いて、本実施形態に係る圧電素子１の作用・効果について説明する。従来の圧電素子では、グリーンシートを積層してプレスした際、その表面のグリーンシートにおいて、個別電極が配置されている配置領域と、個別電極が配置されていない非配置領域とにおいて密度にムラが生じることがある。積層体グリーンにおいて発生した密度のムラは、焼成時の収縮ムラを発生させる原因となる。これは、圧電素子の厚みが１００μｍ以下である場合、顕著な問題となっている。焼成時の収縮のムラにより、反りやうねりが発生し、その結果、圧電素子の変形や密度のばらつきが生じるおそれがある。したがって、圧電素子の特性を十分に得ることができず、信頼性が低下するおそれがあった。
【００４４】
これに対して、本実施形態の圧電素子１では、積層体２の表面２ａ上に、個別電極２０とダミー電極２２とが配置されている。ダミー電極２２は、外周縁部Ｅに沿う外側領域Ａ２、すなわち個別電極２０が配置される内側領域Ａ１の外側で且つ変位部位として使用されない部分に、個別電極２０を囲うように配置されている。
【００４５】
つまり、圧電素子１の製造工程では、積層体２の表面２ａを構成するグリーンシートにおいて、個別電極２０に対応する電極パターンを内側領域Ａ１に形成すると共に、ダミー電極２２に対応する電極パターンを外側領域Ａ２に形成している。このように、表面のグリーンシートにおいて、ダミー電極２２に対応する電極パターンが、密度のばらつきの問題が顕著な外周縁部Ｅを含む外側領域Ａ２に形成されているため、電極パターンの有無に起因するプレス時の密度のムラの抑制できる。したがって、積層体グリーンを焼成した際に、密度のムラによる収縮ムラの発生を防止でき、反りやうねりを抑制できる。その結果、圧電素子１の変形や密度のばらつき発生を防止できる。
【００４６】
また、ダミー電極２２は、個別電極２０と略同形状を呈している。そのため、プレスの際の圧力がグリーンにより均一に加わり、密度のムラがより抑制される。その結果、焼結体の変形を防止でき、圧電素子１の特性を十分に得ることができる。
【００４７】
また、第４圧電体層１０の厚みを第１〜第３圧電体層４，６，８の厚みよりも薄く設定すると共に、コモン電極５０の厚みを他の電極の厚みよりも厚く設定している。このような構成により、焼成時における反りをより抑制できる。
【００４８】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、第１〜第４圧電体層４，６，８，１０を積層して積層体２を構成しているが、積層体２を構成する圧電体層の枚数はこれに限定されない。積層体は、個別電極及びダミー電極が配置された圧電体層と、共通電極が配置された圧電体層とを少なくとも含んで構成されていればよい。
【００４９】
また、上記実施形態では、個別電極２０とダミー電極２２とを略同一形状としているが、ダミー電極２２の形状はこれに限定されない。例えば、ダミー電極２２は、第１圧電体層４の各縁部に沿って延びる長尺形状であってもよいし、第１圧電体層４の外側領域Ａ２（外周縁部Ｅ）に沿って環状に形成されていてもよい。要は、個別電極２０が配置されない第１圧電体層４の外周縁部Ｅにダミー電極が形成されていればよい。
【符号の説明】
【００５０】
１…圧電素子、２…積層体、２ａ…表面、２ｂ…裏面、４…第１圧電体層（第１の圧電体層）、６…第２圧電体層、８…第３圧電体層、１０…第４圧電体層（第２の圧電体層）、２０，４０…個別電極、２２…ダミー電極、３０，５０…コモン電極（共通電極）、Ａ１…内側領域、Ａ２…外側領域、Ｅ…外周縁部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子及び圧電素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の圧電素子として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載の圧電素子は、個別電極のパターンが形成されたセラミックシートと、コモン電極のパターンが形成されたセラミックシートとが積層された部分の上側に、個別電極用の表面電極とコモン電極用の表面電極とが表面に形成されたトップセラミックシートが配置されている。トップセラミックシートの表面には、表面電極の間及び外側に電気的な導通に関与しないダミー電極が配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３２４４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年では、圧電素子が搭載される装置の小型化に伴い、圧電素子の小型化が進められている。圧電素子の小型化としては、変位部位の表面積を縮小し、且つ変位部位の数を増加させることが検討されている。このように、変位部位を小さくした場合、従来の圧電素子と同様の特性（変位）を得るためには、圧電素子の厚みを薄くする必要がある。しかしながら、圧電素子の厚みを薄く（特に、１００μｍ以下）すると、グリーンシートを積層した積層体グリーンを焼成したときに反りやうねりが発生し易くなる。この反りやうねり等の変形は、圧電素子の厚みのばらつき、磁器密度のばらつき、変位部位の特性のばらつき発生などの要因となる。
【０００５】
積層体グリーンの焼成時の反りやうねりは、グリーンシートを積層してプレスした際に、表面のグリーンシートにおいて電極パターンが形成された領域と、電極パターンが形成されていない領域とにおける密度のムラに起因する。特に、個別電極が配置されない周縁部の密度のばらつきの問題は顕著である。この密度のムラが焼成時の収縮のムラとなり、反りやうねりを発生させる。これについて、上記従来の圧電素子は、厚みを有しているため、密度のムラを抑制するためのダミー電極の配置が十分に検討されていない。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、焼成時の変形による不具合を防止できる圧電素子及び圧電素子の製造方法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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る圧電素子は、複数の圧電体層が積層されると共に、圧電体層の積層方向に直交する表面を有する積層体と、積層体の表面に配置される複数の個別電極と、積層体の内部に配置され、複数の個別電極との間に電圧が印加される共通電極と、積層体の表面に配置され、共通電極との間に電圧が印加されないダミー電極とを備え、積層体の表面は、外周縁部に沿う外側領域と、外側領域に囲まれる内側領域とを有しており、個別電極は、内側領域に配置され、ダミー電極は、外側領域に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
この圧電素子では、積層体の表面上に、個別電極とダミー電極とが配置されている。ダミー電極は、外周縁部に沿う外側領域、すなわち個別電極が配置される内側領域の外側で且つ変位部位として使用されない部分に、個別電極を囲うように配置されている。つまり、圧電素子の製造工程では、積層体の表面を構成するグリーンシートにおいて、個別電極に対応する電極パターンを内側領域に形成すると共に、ダミー電極に対応する電極パターンを外側領域に形成している。このように、表面のグリーンシートにおいて、ダミー電極に対応する電極パターンが、密度のばらつきの問題が顕著な外周縁部を含む外側領域に形成されているため、電極パターンの有無に起因するプレス時の密度のムラの抑制できる。したがって、積層体グリーンを焼成した際に、密度のムラによる収縮ムラの発生を防止でき、反りやうねりを抑制できる。その結果、圧電素子の変形や密度のばらつき発生を防止できる。
【０００９】
複数の圧電体層は、表面を構成する第１の圧電体層と、表面とは反対側の裏面を構成する第２の圧電体層とを少なくとも含んでおり、第１の圧電体層上には、複数の個別電極及びダミー電極が配置され、第２の圧電体層上には、共通電極が配置されている。
【００１０】
積層体の厚みは、１００μｍ以下である。１００μｍ以下といった厚みの薄い圧電素子は、焼成による反りがより顕著となる。そこで、１００μｍ以下の圧電素子の場合には、上記のようにダミー電極を設けることが特に有効である。
【００１１】
第２の圧電体層の厚みは、他の圧電体層の厚みよりも薄いことが好ましい。このように、積層体の裏面を構成する第２の圧電体層の厚みを他の圧電体層の厚みより薄くすることで、焼成時における反りやうねりをより抑制できる。
【００１２】
第２の圧電体層に配置される共通電極の厚みは、他の圧電体層に配置される電極の厚みよりも厚いことが好ましい。このように、積層体の裏面を構成する第２の圧電体層に形成さえる共通電極の厚みを、他の圧電体層に形成される電極の厚みよりも厚くすることで、焼成時における反りやうねりをより抑制できる。
【００１３】
ダミー電極は、個別電極と略同一形状を呈していることが好ましい。このような構成によれば、積層体グリーンをプレスする際、圧力がグリーンにより均一に加わる。これにより、密度のムラがより抑制され、その結果、圧電素子の変形をより防止できる。
【００１４】
第１の圧電体層において、個別電極とダミー電極とは同一工程で形成される。
【００１５】
本発明に係る圧電素子の製造方法は、複数の圧電体層が積層されると共に、圧電体層の積層方向に直交する表面を有する積層体と、積層体の表面に配置される複数の個別電極と、積層体の内部に配置され、複数の個別電極との間に電圧が印加される共通電極と、積層体の表面に配置され、共通電極との間に電圧が印加されないダミー電極とを備える圧電素子の製造方法であって、圧電体層となるグリーンシートを準備するグリーン準備工程と、グリーンシートに個別電極、ダミー電極及び共通電極に対応する電極パターンをそれぞれ形成するパターン形成工程と、グリーンシートを積層してプレスし、積層体グリーンを作製するプレス工程と、積層体グリーンを焼成する焼成工程とを有し、パターン形成工程では、ダミー電極に対応する電極パターンをグリーンシートの外周縁部に沿う外側領域に形成し、個別電極に対応する電極パターンを外側領域に囲まれる内側領域に形成することを特徴とする。
【００１６】
この圧電素子の製造方法では、積層体の表面を構成するグリーンシートにおいて、個別電極に対応する電極パターンを内側領域に形成すると共に、ダミー電極に対応する電極パターンを外側領域に形成している。このように、表面のグリーンシートにおいて、ダミー電極に対応する電極パターンが、密度のばらつきの問題が顕著な外周縁部を含む外側領域に形成されているため、電極パターンの有無に起因するプレス時の密度のムラの抑制できる。したがって、積層体グリーンを焼成した際に、密度のムラによる収縮ムラの発生を防止でき、反りやうねりを抑制できる。その結果、圧電素子の変形や密度のばらつき発生を防止できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、圧電素子の焼成時の変形による不具合を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る圧電素子を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す圧電素子の積層体を構成する第１圧電体層を示す平面図である。
【図３】図１に示す圧電素子の積層体を構成する第２圧電体層を示す平面図である。
【図４】図１に示す圧電素子の積層体を構成する第３圧電体層を示す平面図である。
【図５】図１に示す圧電素子の積層体を構成する第４圧電体層を示す平面図である。
【図６】圧電素子の断面構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、説明中、「上」及び「下」なる語を使用することがあるが、これは図１あるいは図６の上下方向に対応したものである。
【００２０】
図１〜６に基づいて、本実施形態に係る圧電素子の構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る圧電素子を示す分解斜視図である。図２は、図１に示す圧電素子の積層体を構成する第１圧電体層を示す平面図である。図３は、図１に示す圧電素子の積層体を構成する第２圧電体層を示す平面図である。図４は、図１に示す圧電素子の積層体を構成する第３圧電体層を示す平面図である。図５は、図１に示す圧電素子の積層体を構成する第４圧電体層を示す平面図である。図５は、圧電素子の断面構成を示す図である。
【００２１】
各図に示すように、圧電素子１は、直方体形状の積層体２を備えており、いわゆる積層型圧電素子である。積層体２は、第１圧電体層（第１の圧電体層）４と、第２圧電体層６と、第３圧電体層８と、第４圧電体層（第２の圧電体層）１０とがこの順序で上側から積層されて構成されている。つまり、第１圧電体層４は、最上層であり、積層体２における積層方向（以下、単に積層方向と称する）での一方の端面（積層体２の表面２ａ）を構成する。第４圧電体層１０は、最下層であり、積層方向での他方の端面（積層体２の裏面２ｂ）を構成する。圧電素子１は、長さが２０ｍｍ程度、幅が２５ｍｍ程度、高さが１００μｍ程度である。なお、圧電素子１の厚みは、１００μｍ以下に設定される。
【００２２】
第１圧電体層４には、個別電極２０、ダミー電極２２及び接続用電極２３が配置されている。第２圧電体層６には、コモン電極（共通電極）３０及び中間電極３２が配置されている。第３圧電体層８には、個別電極４０及び接続用電極４１が配置されている。第４圧電体層１０には、コモン電極（共通電極）５０が配置されている。
【００２３】
第１〜第３圧電体層４，６，８は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電性セラミック材料からなり、「２０ｍｍ×２５ｍｍ×２５μｍ」の長方形薄板状に形成されている。第４圧電体層１０は、上記セラミック材料からなり、「２０ｍｍ×２５ｍｍ×２０μｍ」の長方形薄板状に形成されている。すなわち、第４圧電体層１０の厚みは、第１〜第３圧電体層４，６，８の厚みよりも薄く設定されている。個別電極２０，４０、ダミー電極２２、コモン電極３０，５０、中間電極３２及び接続用電極２３，４１は、銀及びパラジウムを主成分とし、スクリーン印刷によりパターン形成されるものである。
【００２４】
続いて、各圧電体層４，６，８，１０について、図２〜図６を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
第１圧電体層４は、積層体２の表面２ａを構成している。図２に示されるように、第１圧電体層４（積層体２）の表面２ａは、個別電極２０が配置される内側領域Ａ１と、この内側領域Ａ１を取り囲み、ダミー電極２２が配置される外側領域Ａ２とを有している。外側領域Ａ２は、第１圧電体層４の外周縁部Ｅに沿った領域であり、内側領域Ａ１は、第１圧電体層４の内側の領域である。
【００２６】
第１圧電体層４の上面には、内側領域Ａ１に個別電極２０がマトリックス状に配置されている。各個別電極２０は、互いに所定の間隔を有して配置されることで、表面２ａ上での電気的な独立が達成され、且つ互いの振動による影響が防止されている。個別電極２０は、積層体２の表面２ａに配置される表面電極である。
【００２７】
ここで、第１圧電体層４の長手方向を行方向、当該長手方向に直交する方向を列方向とすると、個別電極２０は、例えば７５行８列（＝６００個）というように配置されている。具体的には、個別電極２０は、第１圧電体層４の長手方向に直交する方向において２つの個別電極２０が近接してそれぞれ配置されており、この２つの個別電極２０の組が所定の間隔を有して４列配置されている。また、近接して配置された２つの個別電極２０の組では、第１圧電体層４の長手方向において、個別電極２０が互いに１個分だけずれて配置されている。
【００２８】
個別電極２０は、例えば０．４ｍｍ×０．２ｍｍの長方形状に形成され、その長手方向が第１圧電体層４の長手方向に直交するように配置されている。個別電極２０は、その直下において第１圧電体層４に形成されたスルーホール２１内の導電部材に接続されている。
【００２９】
また、第１圧電体層４の上面には、外側領域Ａ２（個別電極２０の非配置領域）に、ダミー電極２２が形成されている。ダミー電極２２は、第１圧電体層４の外周縁部Ｅ、つまり第１圧電体層４の長手方向の縁部、及び長手方向に直交する方向の縁部に沿って個別電極２０を囲うように、所定の間隔を有して配置されている。ダミー電極２２は、個別電極２０と略同形状を有している。ダミー電極２２には、コモン電極３０との間に電圧が印加されない。
【００３０】
第１圧電体層４における長手方向の縁部には、接続用電極２３が形成されている。接続用電極２３は、外側領域Ａ２に配置されており、第１圧電体層４の長手方向に直交する方向において対向するダミー電極２２の間に配置されている。接続用電極２３は、その直下において第１圧電体層４に形成されたスルーホール２４内の導電部材に接続されている。
【００３１】
第２圧電体層６の上面には、図３に示されるように、コモン電極３０が形成されている。コモン電極３０は、第２圧電体層６上において、１行目と２行目の中間電極３２の集合、３行目と４行目の中間電極３２の集合、５行目と６行目の中間電極３２の集合、及び７行目と８行目の中間電極３２の集合をそれぞれ包囲すると共に、厚み方向から見て、各個別電極２０の端部（スルーホール２１の直上の部分）を除く部分と重なっている。つまり、コモン電極３０は、複数（ここでは４つ）の非形成領域を除く部分にベタ状に形成されている。第２圧電体層６における長手方向の縁部には、スルーホール３１が形成されている。コモン電極３０は、スルーホール３１内の導電部材に接続されている。
【００３２】
中間電極３２が配置されるコモン電極３０の非形成領域は、上面視において長尺の矩形状を呈しており、第２圧電体層６の長手方向に直交する方向に所定の間隔を有して形成されている。
【００３３】
中間電極３２は、積層方向において第１圧電体層４に形成されたスルーホール２１に対向する位置に形成されている。中間電極３２は、その直下において第２圧電体層６に形成されたスルーホール３３内の導電部材に接続されている。すなわち、中間電極３２は、第１圧電体層４のスルーホール２１内の導電部材と、第２圧電体層６のスルーホール３３内の導電部材とに電気的に接続し、上に位置する第１圧電体層４の個別電極２０と、下に位置する第３圧電体層８の個別電極４０とを電気的に接続するための電極である。
【００３４】
第３圧電体層８の上面には、図４に示されるように、個別電極４０が形成されている。個別電極４０は、積層方向において第１圧電体層４に配置された個別電極２０に対向する位置に形成されている。第３圧電体層８における長手方向の縁部には、接続用電極４１が形成されている。接続用電極４１は、その直下において第３圧電体層８に形成されたスルーホール４２内の導電部材に接続されている。すなわち、接続用電極４１は、第２圧電体層６のスルーホール３１内の導電部材と、第３圧電体層８のスルーホール４２内の導電部材とに電気的に接続し、上に位置する第２圧電体層６のコモン電極３０と、下に位置する第４圧電体層１０のコモン電極５０とを電気的に接続するための電極である。
【００３５】
第４圧電体層１０は、積層体２の裏面２ｂを構成している。第４圧電体層１０の上面には、図５に示されるように、コモン電極５０が形成されている。第４圧電体層１０の厚みは、図６に示されるように、第１〜第３圧電体層４，６，８の厚みよりも薄く設定されている。コモン電極５０の厚みは、第１〜第３圧電体層４，６，８に形成された各電極２０，２２，３０，３３，４０，４１よりも厚みよりも厚く設定されている。コモン電極５０は、積層方向から見て第４圧電体層１０と同一形状に形成されている。すなわち、第４圧電体層１０におけるコモン電極５０に隣接する面（コモン電極５０が形成される面）全体がコモン電極５０に覆われるように、ベタ状に形成されている。
【００３６】
以上のような第１〜第４圧電体層４，６，８，１０を積層することにより、スルーホール２１及びスルーホール３３内の導電部材により、個別電極２０と個別電極４０とが電気的に接続されることになる。また、スルーホール３１及びスルーホール４２内の導電部材により、コモン電極３０とコモン電極５０とが電気的に接続されることになる。
【００３７】
以上の構成を有する圧電素子１における電気的接続により、所定の個別電極２０と接続用電極２３との間に電圧（例えば、個別電極２０を正の電位、接続用電極２３を負の電気）を印加すると、所定の個別電極２０、及びこの個別電極２０の下に整列する個別電極４０とコモン電極３０，５０との間に電圧が印加されることとなる。これにより、第１〜第３圧電体層４，６，８においては、個別電極２０，４０とコモン電極３０，５０とで挟まれる領域に電界が生じ、当該部分が活性部６０（図６参照）として変位することになる。
【００３８】
次に、上述した圧電素子１の製造方法（作製手順）について説明する。まず、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とし、Ｎｂ（ニオブ）やＳｒ（ストロンチウム）を添加した圧電セラミクス材料粉体に、有機バインダや有機溶剤等を混合して基体ペーストを作製する。次いで、作製した基体ペーストを用いて、各圧電体層４，６，８，１０となる所定の厚みのグリーンシートを例えばドクターブレード法により成形する（グリーン準備工程）。このとき、第４圧電体層１０となるグリーンシートの厚みを、第１〜第３圧電体層４，６，８となるグリーンシートの厚みよりも薄く設定しておく。
【００３９】
また、所定比率のパラジウム（Ｐｄ）と銀（Ａｇ）とからなる金属材料（例えば、Ｐｄ：Ａｇ＝３：７）に有機バインダや有機溶剤等を混合することにより、電極パターン用の導電ペーストを作製する。なお、金属材料は、Ｐｄの代わりにＰｔ（白金）を用いたり、Ａｇの代わりにＡｕ（金）を用いたりすることができる。また、金属材料としては、Ｃｕ（銅）を用いることもできる。
【００４０】
続いて、第１〜第３圧電体層４，６，８となるグリーンシートの所定の位置に、レーザ光を照射してスルーホール２１，２４，３１，３３，４２を形成する。このとき用いるレーザは、ＹＡＧの３次高周波レーザである。スルーホールの孔径は、例えば４０〜５０μｍとする。
【００４１】
次に、第１圧電体層４となるグリーンシートに対して、個別電極２０、ダミー電極２２及び接続用電極２３に対応する電極パターンを形成する（パターン形成工程）。具体的には、内側領域Ａ１に対応する部分に個別電極２０に対応する電極パターンを形成し、外側領域Ａ２に対応する部分にダミー電極２２及び接続用電極２３を形成する。第２圧電体層６となるグリーンシートに対して、コモン電極３０及び中間電極３２に対応する電極パターンを形成する。第３圧電体層８となるグリーンシートに対して、個別電極４０及び接続用電極４１に対応する電極パターンを形成する。第４圧電体層１０となるグリーンシートに対して、コモン電極５０に対応する電極パターンを形成する。各電極パターンの形成により、スルーホール２１，２４，３１，３３，４２内に導電ペーストが充填され、導電部材が形成される。各電極パターンの形成は、上述した導電ペーストを用いたスクリーン印刷にて行う。
【００４２】
次に、各電極パターンが形成されたグリーンシートを上述した順序となるように積層する。その後、積層された４枚のグリーンシートを積層方向にプレスして、積層体グリーンを作製する（プレス工程）。作製した積層体グリーンを安定化ジルコニアで構成されたセッターに載置し、４００℃前後で脱脂（脱バインダ）する。その後、積層体グリーンが載置されたセッターをマグネシア質の匣鉢（さや）に入れ、１１００℃程度で焼成して焼結体を得る（焼成工程）。そして、１００℃程度で３分間に渡って電界強度２ｋＶ／ｍｍになるように分極処理を行い、圧電素子１を得る。
【００４３】
続いて、本実施形態に係る圧電素子１の作用・効果について説明する。従来の圧電素子では、グリーンシートを積層してプレスした際、その表面のグリーンシートにおいて、個別電極が配置されている配置領域と、個別電極が配置されていない非配置領域とにおいて密度にムラが生じることがある。積層体グリーンにおいて発生した密度のムラは、焼成時の収縮ムラを発生させる原因となる。これは、圧電素子の厚みが１００μｍ以下である場合、顕著な問題となっている。焼成時の収縮のムラにより、反りやうねりが発生し、その結果、圧電素子の変形や密度のばらつきが生じるおそれがある。したがって、圧電素子の特性を十分に得ることができず、信頼性が低下するおそれがあった。
【００４４】
これに対して、本実施形態の圧電素子１では、積層体２の表面２ａ上に、個別電極２０とダミー電極２２とが配置されている。ダミー電極２２は、外周縁部Ｅに沿う外側領域Ａ２、すなわち個別電極２０が配置される内側領域Ａ１の外側で且つ変位部位として使用されない部分に、個別電極２０を囲うように配置されている。
【００４５】
つまり、圧電素子１の製造工程では、積層体２の表面２ａを構成するグリーンシートにおいて、個別電極２０に対応する電極パターンを内側領域Ａ１に形成すると共に、ダミー電極２２に対応する電極パターンを外側領域Ａ２に形成している。このように、表面のグリーンシートにおいて、ダミー電極２２に対応する電極パターンが、密度のばらつきの問題が顕著な外周縁部Ｅを含む外側領域Ａ２に形成されているため、電極パターンの有無に起因するプレス時の密度のムラの抑制できる。したがって、積層体グリーンを焼成した際に、密度のムラによる収縮ムラの発生を防止でき、反りやうねりを抑制できる。その結果、圧電素子１の変形や密度のばらつき発生を防止できる。
【００４６】
また、ダミー電極２２は、個別電極２０と略同形状を呈している。そのため、プレスの際の圧力がグリーンにより均一に加わり、密度のムラがより抑制される。その結果、焼結体の変形を防止でき、圧電素子１の特性を十分に得ることができる。
【００４７】
また、第４圧電体層１０の厚みを第１〜第３圧電体層４，６，８の厚みよりも薄く設定すると共に、コモン電極５０の厚みを他の電極の厚みよりも厚く設定している。このような構成により、焼成時における反りをより抑制できる。
【００４８】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、第１〜第４圧電体層４，６，８，１０を積層して積層体２を構成しているが、積層体２を構成する圧電体層の枚数はこれに限定されない。積層体は、個別電極及びダミー電極が配置された圧電体層と、共通電極が配置された圧電体層とを少なくとも含んで構成されていればよい。
【００４９】
また、上記実施形態では、個別電極２０とダミー電極２２とを略同一形状としているが、ダミー電極２２の形状はこれに限定されない。例えば、ダミー電極２２は、第１圧電体層４の各縁部に沿って延びる長尺形状であってもよいし、第１圧電体層４の外側領域Ａ２（外周縁部Ｅ）に沿って環状に形成されていてもよい。要は、個別電極２０が配置されない第１圧電体層４の外周縁部Ｅにダミー電極が形成されていればよい。
【符号の説明】
【００５０】
１…圧電素子、２…積層体、２ａ…表面、２ｂ…裏面、４…第１圧電体層（第１の圧電体層）、６…第２圧電体層、８…第３圧電体層、１０…第４圧電体層（第２の圧電体層）、２０，４０…個別電極、２２…ダミー電極、３０，５０…コモン電極（共通電極）、Ａ１…内側領域、Ａ２…外側領域、Ｅ…外周縁部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧電体層が積層されると共に、前記圧電体層の積層方向に直交する表面を有する積層体と、
前記積層体の前記表面に配置される複数の個別電極と、
前記積層体の内部に配置され、前記複数の個別電極との間に電圧が印加される共通電極と、
前記積層体の前記表面に配置され、前記共通電極との間に電圧が印加されないダミー電極とを備え、
前記積層体の前記表面は、外周縁部に沿う外側領域と、前記外側領域に囲まれる内側領域とを有しており、
前記個別電極は、前記内側領域に配置され、
前記ダミー電極は、前記外側領域に配置されていることを特徴とする圧電素子。
【請求項２】
前記複数の圧電体層は、前記表面を構成する第１の圧電体層と、前記表面とは反対側の裏面を構成する第２の圧電体層とを少なくとも含んでおり、
前記第１の圧電体層上には、前記複数の個別電極及び前記ダミー電極が配置され、
前記第２の圧電体層上には、前記共通電極が配置されていることを特徴とする請求項１記載の圧電素子。
【請求項３】
前記積層体の厚みは、１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の圧電素子。
【請求項４】
前記第２の圧電体層の厚みは、他の圧電体層の厚みよりも薄いことを特徴とする請求項２又は３記載の圧電素子。
【請求項５】
前記第２の圧電体層に配置される前記共通電極の厚みは、他の圧電体層に配置される電極の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項記載の圧電素子。
【請求項６】
前記ダミー電極は、前記個別電極と略同一形状を呈していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の圧電素子。
【請求項７】
前記ダミー電極は、前記個別電極と同一工程で形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の圧電素子。
【請求項８】
複数の圧電体層が積層されると共に、前記圧電体層の積層方向に直交する表面を有する積層体と、
前記積層体の前記表面に配置される複数の個別電極と、
前記積層体の内部に配置され、前記複数の個別電極との間に電圧が印加される共通電極と、
前記積層体の前記表面に配置され、前記共通電極との間に電圧が印加されないダミー電極とを備える圧電素子の製造方法であって、
前記圧電体層となるグリーンシートを準備するグリーン準備工程と、
前記グリーンシートに前記個別電極、前記ダミー電極及び前記共通電極に対応する電極パターンをそれぞれ形成するパターン形成工程と、
前記グリーンシートを積層してプレスし、積層体グリーンを作製するプレス工程と、
前記積層体グリーンを焼成する焼成工程とを有し、
前記パターン形成工程では、前記ダミー電極に対応する電極パターンを前記グリーンシートの外周縁部に沿う外側領域に形成し、前記個別電極に対応する電極パターンを前記外側領域に囲まれる内側領域に形成することを特徴とする圧電素子の製造方法。
【請求項１】
複数の圧電体層が積層されると共に、前記圧電体層の積層方向に直交する表面を有する積層体と、
前記積層体の前記表面に配置される複数の個別電極と、
前記積層体の内部に配置され、前記複数の個別電極との間に電圧が印加される共通電極と、
前記積層体の前記表面に配置され、前記共通電極との間に電圧が印加されないダミー電極とを備え、
前記積層体の前記表面は、外周縁部に沿う外側領域と、前記外側領域に囲まれる内側領域とを有しており、
前記個別電極は、前記内側領域に配置され、
前記ダミー電極は、前記外側領域に配置されていることを特徴とする圧電素子。
【請求項２】
前記複数の圧電体層は、前記表面を構成する第１の圧電体層と、前記表面とは反対側の裏面を構成する第２の圧電体層とを少なくとも含んでおり、
前記第１の圧電体層上には、前記複数の個別電極及び前記ダミー電極が配置され、
前記第２の圧電体層上には、前記共通電極が配置されていることを特徴とする請求項１記載の圧電素子。
【請求項３】
前記積層体の厚みは、１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の圧電素子。
【請求項４】
前記第２の圧電体層の厚みは、他の圧電体層の厚みよりも薄いことを特徴とする請求項２又は３記載の圧電素子。
【請求項５】
前記第２の圧電体層に配置される前記共通電極の厚みは、他の圧電体層に配置される電極の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項記載の圧電素子。
【請求項６】
前記ダミー電極は、前記個別電極と略同一形状を呈していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の圧電素子。
【請求項７】
前記ダミー電極は、前記個別電極と同一工程で形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の圧電素子。
【請求項８】
複数の圧電体層が積層されると共に、前記圧電体層の積層方向に直交する表面を有する積層体と、
前記積層体の前記表面に配置される複数の個別電極と、
前記積層体の内部に配置され、前記複数の個別電極との間に電圧が印加される共通電極と、
前記積層体の前記表面に配置され、前記共通電極との間に電圧が印加されないダミー電極とを備える圧電素子の製造方法であって、
前記圧電体層となるグリーンシートを準備するグリーン準備工程と、
前記グリーンシートに前記個別電極、前記ダミー電極及び前記共通電極に対応する電極パターンをそれぞれ形成するパターン形成工程と、
前記グリーンシートを積層してプレスし、積層体グリーンを作製するプレス工程と、
前記積層体グリーンを焼成する焼成工程とを有し、
前記パターン形成工程では、前記ダミー電極に対応する電極パターンを前記グリーンシートの外周縁部に沿う外側領域に形成し、前記個別電極に対応する電極パターンを前記外側領域に囲まれる内側領域に形成することを特徴とする圧電素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２５６７９１（Ｐ２０１２−２５６７９１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３０２０５（Ｐ２０１１−１３０２０５）
【出願日】平成２３年６月１０日（２０１１．６．１０）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１０日（２０１１．６．１０）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
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