積層型圧電素子
【課題】共通外部電極における抵抗値を低下させることができる積層型圧電素子を提供する。
【解決手段】積層型圧電素子１は、複数の圧電体層３０が積層された積層体２と、積層体２の第１部分２０に圧電体層３０を介して交互に配置される第１内部電極３１及び第２内部電極３２と、積層体２の第２部分２１ａに配置される第３内部電極３３と、第１側面２ｅに設けられ、第１内部電極３１と接続された第１外部電極３と、第２側面２ｆに設けられ、第２内部電極３２及び第３内部電極３３に接続された第２外部電極４と、第１側面２ｅに設けられ、第３内部電極３３に接続された第３外部電極５ａと、第２主面２ｄに設けられ、第２外部電極３と第３外部電極５ａとを接続する第４外部電極６とを備え、第１外部電極３と第３外部電極５ａとは、第１側面２ｅにおいて互いに電気的に絶縁されている。
【解決手段】積層型圧電素子１は、複数の圧電体層３０が積層された積層体２と、積層体２の第１部分２０に圧電体層３０を介して交互に配置される第１内部電極３１及び第２内部電極３２と、積層体２の第２部分２１ａに配置される第３内部電極３３と、第１側面２ｅに設けられ、第１内部電極３１と接続された第１外部電極３と、第２側面２ｆに設けられ、第２内部電極３２及び第３内部電極３３に接続された第２外部電極４と、第１側面２ｅに設けられ、第３内部電極３３に接続された第３外部電極５ａと、第２主面２ｄに設けられ、第２外部電極３と第３外部電極５ａとを接続する第４外部電極６とを備え、第１外部電極３と第３外部電極５ａとは、第１側面２ｅにおいて互いに電気的に絶縁されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型圧電素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の積層型圧電素子として、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。特許文献１に記載の積層型圧電素子は、圧電体層と第１及び第２の駆動用内部電極とが交互に積層された駆動部、及び圧電体層と接続用内部電極とが積層された接続部とを有する積層体と、当該積層体の一方の側面に形成され、第１駆動用内部電極と導通する駆動用外部電極と、積層体の一方の側面に形成され、接続用内部電極と導通する接続用外部電極と、積層体の他方の側面に形成され、第２駆動用内部電極及び接続用内部電極のそれぞれと導通する共通外部電極とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３７３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の積層型圧電素子では、接続用内部電極によって接続用外部電極と共通外部電極とが電気的に接続されている。このような積層型圧電素子から構成される圧電アクチュエータでは、この圧電アクチュエータが実装された際、接続用外部電極から共通外部電極に至る導通経路が長い位置に配置されたアクチュエータ部（駆動部）の共通外部電極の抵抗値が、導通経路が短い位置に配置されたアクチュエータ部に比べて大きくなる。これにより、導通経路が長い位置のアクチュエータ部の立ち上がりが導通経路が短い位置のアクチュエータ部よりも遅くなるため、アクチュエータ部において応答にばらつきが生じるといった問題がある。
【０００５】
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、共通外部電極における抵抗値を低下させることができる積層型圧電素子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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る積層型圧電素子は、複数の圧電体層が積層されると共に、互いに対向する一対の第１及び第２端面と、一対の第１及び第２端面を連結するように伸び且つ複数の圧電体層の積層方向において互いに対向する一対の第１及び第２主面と、一対の第１及び第２主面を連結するように伸び且つ互いに対向する一対の第１及び第２側面とを有する積層体と、積層体の第１及び第２端面の間に位置する第１部分に複数の圧電体層を介して交互に配置される第１内部電極及び第２内部電極と、積層体の第１端面側に位置する第２部分に配置される第３内部電極と、第１側面に設けられ、第１内部電極と接続された第１外部電極と、第２側面に設けられ、第２内部電極及び第３内部電極に接続された第２外部電極と、第１側面に設けられ、第３内部電極に接続された第３外部電極と、第１主面に設けられ、第２外部電極と第３外部電極とを接続する第４外部電極とを備え、第１外部電極と第３外部電極とは、第１側面において互いに電気的に絶縁されていることを特徴とする。
【０００７】
この積層型圧電素子では、第２外部電極及び第３外部電極が第３内部電極及び第４外部電極によって電気的に接続されている。これにより、第３内部電極の抵抗成分と第４外部電極の抵抗成分とが第２外部電極及び第３外部電極に対して並列に接続されることになる。このように、第１主面に設けた第４外部電極を接続用の電極として機能させることにより、共通外部電極における抵抗値を低下させることができる。その結果、積層型圧電素子から構成される圧電アクチュエータにおいて、抵抗値に起因する応答性のばらつきを抑制することができる。
【０００８】
積層体には、第１部分における第１側面と第１主面との角部分に切欠部が形成されており、第１内部電極と第４外部電極とは、切欠部によって互いに電気的に絶縁されていることが好ましい。このような構成によれば、第１側面の全面に第１外部電極を形成すると共に、第１主面の全面に第４外部電極を形成した後に切欠部を形成することにより、第１外部電極と第４外部電極とが物理的且つ電気的に絶縁される。そのため、第１外部電極及び第４外部電極を形成する際に、互いに電気的に絶縁されるようにマスキングを行うといった作業を省略することができる。したがって、積層型圧電素子を容易に作製することが可能となる。
【０００９】
積層体には、第１部分における第１側面と第１主面との角部分に切欠部が形成されており、第１内部電極と第４外部電極とは、切欠部によって互いに電気的に絶縁されていることが好ましい。このような構成によれば、第１側面の全面に外部電極を形成した後に溝を形成することにより、第１外部電極と第３外部電極とが物理的且つ電気的に絶縁されて形成される。そのため、第１外部電極及び第３外部電極を形成する際に、互いに電気的に絶縁されるようにマスキングを行うといった作業を省略することができる。したがって、積層型圧電素子を容易に作製することが可能となる。
【００１０】
積層体の第２端面側に位置する第３部分に配置される第４内部電極と、第１側面に設けられ、第４内部電極に接続された第５外部電極とを更に備え、第４外部電極は、第２外部電極と第３外部電極及び第５外部電極とを接続しており、第１外部電極と第５外部電極とは、第１側面において互いに電気的に絶縁されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、共通外部電極における抵抗値を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る積層型圧電素子の斜視図である。
【図２】（ａ）は図１におけるａ−ａ線断面図、（ｂ）は図１におけるｂ−ｂ線断面図である。
【図３】図１に示す積層型圧電素子から構成された圧電アクチュエータの斜視図である。
【図４】（ａ）は従来の積層型圧電素子を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるａ−ａ線断面図である。
【図５】図４に示す積層型圧電素子から構成される圧電アクチュエータを含む等価回路図である。
【図６】図３に示す圧電アクチュエータを含む等価回路図である。
【図７】本実施形態に係る積層型圧電素子と従来の積層型圧電素子との共通外部電極における抵抗値を示すグラフである。
【図８】本実施形態に係る積層型圧電素子と従来の積層型圧電素子との共通外部電極における抵抗値を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
図１は、本発発明の一実施形態に係る積層型圧電素子を示す斜視図である。図２（ａ）は、図１におけるａ−ａ線断面図であり、図２（ｂ）は、図１におけるｂ−ｂ線断面図である。
【００１５】
各図に示すように、積層型圧電素子１は、積層体２と、第１内部電極３１と、第２内部電極３２と、第３内部電極（第４内部電極）３３と、第１外部電極３と、第２外部電極４と、第３外部電極（第５外部電極）５ａ，５ｂと、第４外部電極６とを備えている。積層型圧電素子１は、例えば、長さが３６．９５ｍｍ〜３７．０５ｍｍ程度に設定され、幅が１．８５ｍｍ〜１．９５ｍｍ程度に設定され、厚みが０．９５ｍｍ〜１．０５ｍｍ程度に設定されている。
【００１６】
積層体２は、積層体２の長手方向に向かい合って互いに平行をなす一対の第１及び第２端面２ａ，２ｂと、一対の第１及び第２端面２ａ，２ｂ間を連結するように伸び且つ圧電体層３０（後述）の積層方向において互いに対向する一対の第１及び第２主面２ｃ，２ｄと、一対の第１及び第２主面２ｃ，２ｄを連結するように伸び且つ互いに対向する一対の第１及び第２側面２ｅ，２ｆとを有している。積層体２は、長尺の直方体形状を呈している。
【００１７】
積層体２は、複数の圧電体層３０が積層されており、第１部分２０と、第２部分２１ａと、第３部分２１ｂとを含んでいる。第１部分２０は、圧電的に活性な活性部（活性領域）を含む部分であり、積層体２において第１及び第２端面２ａ，２ｂの間に位置している。具体的には、第１部分２０は、積層体２の中央部分に位置している。第１部分２０は、第１内部電極３１と第２内部電極３２とが複数の圧電体層３０を介して交互に積層されている。各圧電体層３０は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒｘ，Ｔｉ１−ｘ）Ｏ３）を主成分とする圧電セラミックス材料からなる。実際の積層型圧電素子１では、各圧電体層３０は、視認できない程度に一体化されている。本実施形態では、各圧電体層３０の厚みは、１０μｍ〜５０μｍ程度である。
【００１８】
第１内部電極３１は、圧電体層３０の積層方向において所定の間隔をあけて複数（ここでは４層）配置されている。第１内部電極３１は、一端が第１側面２ｅに引き出されており、第１側面２ｅに露出している。第２内部電極３２は、圧電体層３０の積層方向において所定の間隔をあけて複数（ここでは５層）配置されている。第２内部電極３２は、一端が第２側面２ｆに引き出されており、第２側面２ｆに露出している。第１内部電極３１及び第２内部電極３２は、銀（Ａｇ）及びパラジウム（Ｐｄ）を主成分とする導電材料からなる。本実施形態では、第１内部電極３１及び第２内部電極３２の厚みは、０．５μｍ〜３μｍ程度である。
【００１９】
第１内部電極３１と第２内部電極３２とは、圧電体層３０を挟んで互いに対向するように、圧電体層３０の対向方向に沿って交互に配置されている。積層方向で見て、第１主面２ｃ側及び第２主面２ｄ側には、第２内部電極３２が位置している。
【００２０】
第２部分２１ａ及び第３部分２１ｂは、圧電的に不活性な不活性部（不活性領域）を含む部分であり、積層体２の第１端面２ａ側、第２端面２ｂ側にそれぞれ位置している。すなわち、第２部分２１ａ及び第３部分２１ｂは、積層体２の長手方向（第１及び第２端面２ａ，２ｂの対向方向）において、第１部分２０を挟むように一対設けられている。第２部分２１ａ及び第３部分２１ｂは、複数の圧電体層３０と第３内部電極３３とが交互に積層されている。第２部分２１ａと第３部分２１ｂとは、同様の構成を有している。
【００２１】
第３内部電極３３は、圧電体層３０の積層方向において所定の間隔をあけて複数（ここでは９層）配置されている。第３内部電極３３は、一端が第１側面２ｅに引き出されていると共に、他端が第２側面２ｆに引き出されており、第１側面２ｅ及び第２側面２ｆに露出している。第３内部電極３３は、第１内部電極３１及び第２内部電極３２と物理的且つ電気的に絶縁されている。第３内部電極３３は、第２外部電極４と第３外部電極５ａ，５ｂとを接続する接続用電極である。第３内部電極３３は、銀（Ａｇ）及びパラジウム（Ｐｄ）を主成分とする導電材料からなる。本実施形態では、第３内部電極３３の厚みは、０．５μｍ〜３μｍ程度である。
【００２２】
第１外部電極３は、第１側面２ｅに設けられている。第１外部電極３は、第１側面２ｅにおいて第１部分２０に対応する位置に形成されており、第１内部電極３１の一端に物理的且つ電気的に接続されている。第１外部電極３は、Ｃｒ，Ｃｕ／Ｎｉ，Ａｕの３層の金属膜からなる。第１外部電極３の厚みは、０．３μｍ〜５．０μｍ程度である。以下、第２〜第４外部電極４〜６についても同様である。
【００２３】
第２外部電極４は、第２側面２ｆに設けられている。第２外部電極４は、第２側面２ｆの全面に亘って形成されており、第２内部電極３２及び第３内部電極３３の一端に物理的且つ電気的に接続されている。第２外部電極４は、第２内部電極３２及び第３内部電極３３のいずれにも接続される共通外部電極である。
【００２４】
第３外部電極５ａ，５ｂは、第１側面２ｅに設けられている。第３外部電極５ａ，５ｂは、第１側面２ｅにおいて第２部分２１ａ及び第３部分２１ｂに対応する位置、すなわち第１側面２ｅの長手方向の両端側に形成されており、第３内部電極３３の一端に物理的且つ電気的に接続されている。第３外部電極５ａ，５ｂと第１外部電極３とは、第１側面２ｅ上において互いに電気的に絶縁されている。
【００２５】
第４外部電極６は、第２主面２ｄに設けられている。第４外部電極６は、第２主面２ｄの全面に亘って形成されており、第２外部電極４及び第３外部電極５ａ，５ｂに物理的且つ電気的に接続されている。すなわち、第４外部電極６は、第２外部電極４及び第３外部電極５ａ，５ｂを電気的に接続している。第４外部電極６は、第１外部電極３と電気的に絶縁されている。第４外部電極６は、第２外部電極４と第３外部電極５ａ，５ｂとを接続する接続用電極である。また、第４外部電極６は、基板（支持体）等に導電性接着剤にて接続される際の接続面となる。
【００２６】
第１外部電極３と第３外部電極５ａ，５ｂとの間には、溝３４，３５がそれぞれ形成されている。すなわち、溝３４，３５は、第１部分２０と第２部分２１ａ及び第３部分２１ｂとの境界部分に形成されている。溝３４，３５は、積層体２の第１側面２ｅにおいて、圧電体層３０の積層方向に沿って形成されている。この溝３４，３５により、第１外部電極３と第３外部電極５ａ，５ｂとは、物理的且つ電気的に絶縁されている。
【００２７】
積層体２の第１部分２０において、側面２ｅと主面２ｄとの角部分には、切欠部３６が設けられている。切欠部３６は、側面２ｅと主面２ｄとの角部分において積層体２の長手方向に沿って形成されており、溝３４と溝３５との間に設けられている。切欠部３６は、側面２ｅ及び主面２ｄに対して傾斜する傾斜面となっている。この切欠部３６により、第１外部電極３と第４外部電極６とは、物理的且つ電気的に絶縁されている。
【００２８】
続いて、以上のように構成された積層型圧電素子１から構成される圧電アクチュエータについて説明する。図３は、図１に示す積層型圧電素子から構成された圧電アクチュエータを示す斜視図である。図３に示すように、圧電アクチュエータ５０は、積層型圧電素子１の第１部分２０が溝３４，３５と平行に延びるスリットＳにより複数（ここでは８つ）のアクチュエータ部５１ａ〜５１ｈに分割されている。圧電アクチュエータ５０は、例えばインクジェットプリンタの液体吐出ヘッドとして用いられる。
【００２９】
圧電アクチュエータ５０では、第１外部電極３と第２外部電極４との間に電圧を印加すると、第１内部電極３１と第２内部電極３２との間にも電圧が印加される。そして、アクチュエータ部５１ａ〜５１ｈ（第１部分２０）では、圧電体層３０において、第１内部電極３１と第２内部電極３２との間の領域に電界が生じ、当該領域が変位する。このとき、第２部分２１ａ及び第３部分２１ｂでは、圧電体層３０において第３内部電極３３の間に電界が生じないため、変位が生じない。
【００３０】
続いて、積層型圧電素子１の製造方法について説明する。
【００３１】
まず、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電セラミックス材料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し、その基体ペーストを用いて圧電体層３０となるグリーンシートをドクターブレード法により成形する。また、所定比率の銀とパラジウムとからなる金属材料に有機バインダや有機溶剤等を混合して電極パターン形成用の導電ペーストを作製する。
【００３２】
次に、導電ペーストを用いて、第１〜第３内部電極３１〜３３に対応する電極パターンのそれぞれをグリーンシート上にスクリーン印刷法により形成する。そして、第１内部電極３１及び第３内部電極３３に対応する電極パターンが形成されたグリーンシート、第２内部電極３２及び第３内部電極３３に対応する電極パターンが形成されたグリーンシート、及び圧電体層３０となるグリーンシートを積層して、積層体グリーンを作製する。
【００３３】
続いて、積層体グリーンを所定の温度（例えば、６０℃程度）で加熱しながら、積層方向に所定の圧力でプレスした後、積層体グリーンを所定の大きさに切断する。そして、積層体グリーンを所定の温度（例えば、４００℃程度）で脱脂した後、所定の温度（例えば、１１００℃程度）で所定時間焼成して、積層体２を得る。
【００３４】
続いて、積層体２の側面２ｅ，２ｆ及び主面２ｄに対応する面に、Ｃｒ，Ｃｕ／Ｎｉ，Ａｕの順に３層の金属膜をスパッタリング法により形成して外部電極を形成する。そして、積層体２において側面２ｅに対応する面において積層方向に沿って溝３４，３５を形成することにより、外部電極を分断して第１外部電極３及び第３外部電極５ａ，５ｂを形成する。また、積層体２の側面２ｅと主面２ｄとの角部分に切欠部３６を形成することにより、外部電極を分断して第１外部電極３と第４外部電極６とを形成する。以上により、積層型圧電素子１が得られる。
【００３５】
続いて、上述した積層型圧電素子１の作用効果について説明する。
【００３６】
図４（ａ）は、従来の積層型圧電素子を示す斜視図であり、図４（ｂ）は、（ａ）におけるａ−ａ線断面図である。図４に示すように、従来の積層型圧電素子６０は、積層体２Ａの第１部分２０Ａと第２部分２１Ａａ及び第３部分２１Ａｂとにわたって第１側面２ｅと第１主面２ｄとの角部分に切欠部３６Ａが形成されている。すなわち、積層型圧電素子６０では、第１外部電極３及び第３外部電極５Ａａ，５Ａｂと第４外部電極６Ａとが物理的且つ電気的に絶縁されている。そのため、積層型圧電素子６０では、第３内部電極３３により第２外部電極４と第３外部電極５Ａａ，５Ａｂとが電気的に接続されている。このような積層型圧電素子６０から構成される圧電アクチュエータには、以下のような問題がある。
【００３７】
図５は、積層型圧電素子から構成される圧電アクチュエータを含む等価回路を示す図である。図５に示すように、積層型圧電素子６０から構成される圧電アクチュエータ６１では、各アクチュエータ部６１ａ，６１ｂ，６１ｅ，６１ｆ，６１ｈに電源Ｄ１，Ｄ２から電力が供給され、スイッチの切り替えを行うことでアクチュエータ部６１ａ，６１ｂ，６１ｅ，６１ｆ，６１ｈの駆動が制御される。このような構成においては、電源Ｄ１，Ｄ２からの線路長（導通経路）が長い部分、つまり積層体２Ａの中央部分に位置する例えばアクチュエータ部６１ｅは、電源Ｄ１，Ｄ２からの線路長が短い部分、つまり積層体２Ａの両端側に位置する例えばアクチュエータ部６１ａ，６１ｈに比べて抵抗成分が直列に接続されている（Ｒ１＋Ｒ２＋…＋Ｒ３，Ｒ４＋…＋Ｒ５＋Ｒ６）分だけ抵抗値が大きくなるため、立ち上がりが遅くなることで応答が遅くなる。そのため、従来の積層型圧電素子６０から構成される圧電アクチュエータ６１では、応答にばらつきが生じるといった問題があった。
【００３８】
これに対して、本実施形態に係る積層型圧電素子１では、第２外部電極４と第３外部電極５ａ，５ｂとが第３内部電極３３及び第４外部電極６によって電気的に接続されている。したがって、第３内部電極３３と共に第４外部電極６が接続用の電極として機能する。そのため、積層型圧電素子１から構成される圧電アクチュエータ５０では、図６に示すように、第３内部電極３３の抵抗成分Ｒ２〜Ｒ５と第４外部電極６の抵抗成分Ｒ１１〜Ｒ１４とが第２外部電極４及び第３外部電極５ａ，５ｂに対して並列に接続される構成となる。これにより、例えば積層体２の中央部分に位置する例えばアクチュエータ部５１ｅにおける共通外部電極の抵抗値（コモン抵抗）を小さくすることができる。したがって、立ち上がりの遅れを解消でき、その結果、応答のばらつきを抑制することができる。
【００３９】
図７は、本実施形態に係る積層型圧電素子と従来の積層型圧電素子との共通外部電極における抵抗値を示すグラフであり、図８は、本実施形態に係る積層型圧電素子と従来の積層型圧電素子との共通外部電極における抵抗値を示す表である。図７及び図８に示すように、積層型圧電素子１では、図４に示す従来の積層型圧電素子６０に比べて、Ａｕ膜厚（外部電極の厚み）を変えたいずれの場合であっても、抵抗値が小さくなっている。具体的には、積層型圧電素子１では、従来の積層型圧電素子６０に比べて、Ａｕ膜厚が０．７４μｍでは抵抗値が−８．８％、Ａｕ膜厚が０．９４μｍでは抵抗値が−１０．４％、Ａｕ膜厚が１．１５μｍでは抵抗値が−１５．３％低減している。したがって、Ａｕ膜厚が厚くなるにつれて、効果が顕著となっている。
【００４０】
ここで、共通外部電極における抵抗値を低下させるために、積層体２の第１及び第２端面２ａ，２ｂに外部電極を設けることが考えられる。しかしながら、そのような構成の場合には以下のような問題が生じる。すなわち、積層体２の第１及び第２端面２ａ，２ｂに外部電極が形成されている場合では、積層型圧電素子から構成された圧電アクチュエータを実装基板等にはんだによって実装する際、端面に形成された外部電極側にはんだが回り込んで端面側に凹凸が生じることがある。積層体の端面は、実装する際の位置決めに用いられている。そのため、圧電アクチュエータを実装するときに端面に凹凸が生じていると、位置決めが不確実になるおそれがある。
【００４１】
また、圧電アクチュエータを実装する際、端面側に外部電極が形成されていると、隣接する金属製の部材等との間で短絡が発生するおそれがある。そのため、金属製の部材等を積層体の端面側において近接して配置することができない。したがって、限られたスペースにおいて圧電アクチュエータを実装しなければならない場合、スペースを有効に活用できないといった問題が発生する。
【００４２】
これに対して、積層型圧電素子１では、積層体２の端面２ａ，２ｂに外部電極が形成されていないため、はんだが第１及び第２端面２ａ，２ｂ側に回り込むことがなく、はんだの回り込みによる位置決めの不具合を防止できる。また、積層型圧電素子１の長手方向の両側に金属製の部品、部材を配置することができるため、限られたスペースにおいて効率よく部品を配置することが可能となり、スペースを有効活用することができる。
【００４３】
また、第４外部電極６によって導通経路が確保されることで共通外部電極の抵抗値を低下させることができるため、第２部分２１ａ及び第３部分２１ｂにおいて第３内部電極３３の幅を狭くすることができる。これにより、第２部分２１ａ及び第３部分２１ｂの長さ寸法を小さくすることができる。したがって、第１部分２０の長さ寸法を維持しつつ、積層型圧電素子１の長さ寸法を小さくすることができる。その結果、積層型圧電素子１の小型を図ることができる。
【００４４】
また、積層体２の側面２ｅ及び主面２ｄの角部分に切欠部３６を形成するため、第１外部電極３及び第４外部電極６を形成する際に、第１外部電極３と第４外部電極６とを電気的に絶縁するためのマスキング等を必要としない。つまり、第１外部電極３を第１側面２ｅの全面に形成すると共に、第４外部電極６を第２主面２ｄの全面に形成した後に、切欠部３６を形成することにより、第１外部電極３と第４外部電極６とを物理的且つ電気的に絶縁することができる。したがって、積層型圧電素子１を容易に作製することができる。
【００４５】
更には、積層型圧電素子１では、従来の積層型圧電素子６０のように第２部分２１Ａａ及び第３部分２１Ａｂにおいて切欠部３６Ａが形成されていないため、従来の積層型圧電素子６０に比べて基板と第４外部電極６との接触面積を大きくすることができる。これにより、基板（支持体）との接着をより確実なものとすることができる。
【００４６】
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部分２０を挟むように第２部分２１ａ及び第３部分２１ｂが設けられた積層体２としているが、積層体２は、第１部分２０と第２部分２１ａ又は第３部分２１ｂとを少なくとも一つ備えていればよい。
【符号の説明】
【００４７】
１…積層型圧電素子、２…積層体、２ａ，２ｂ…端面、２ｃ，２ｄ…側面、２ｅ，２ｆ…主面、３…第１外部電極、４…第２外部電極、５ａ，５ｂ…第３外部電極（第５外部電極）、６…第４外部電極、２０…第１部分、２１ａ…第２部分、２１ｂ…第３部分、３１…第１内部電極、３２…第２内部電極、３３…第３内部電極（第４内部電極）、３４，３５…溝、３６…切欠部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型圧電素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の積層型圧電素子として、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。特許文献１に記載の積層型圧電素子は、圧電体層と第１及び第２の駆動用内部電極とが交互に積層された駆動部、及び圧電体層と接続用内部電極とが積層された接続部とを有する積層体と、当該積層体の一方の側面に形成され、第１駆動用内部電極と導通する駆動用外部電極と、積層体の一方の側面に形成され、接続用内部電極と導通する接続用外部電極と、積層体の他方の側面に形成され、第２駆動用内部電極及び接続用内部電極のそれぞれと導通する共通外部電極とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３７３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の積層型圧電素子では、接続用内部電極によって接続用外部電極と共通外部電極とが電気的に接続されている。このような積層型圧電素子から構成される圧電アクチュエータでは、この圧電アクチュエータが実装された際、接続用外部電極から共通外部電極に至る導通経路が長い位置に配置されたアクチュエータ部（駆動部）の共通外部電極の抵抗値が、導通経路が短い位置に配置されたアクチュエータ部に比べて大きくなる。これにより、導通経路が長い位置のアクチュエータ部の立ち上がりが導通経路が短い位置のアクチュエータ部よりも遅くなるため、アクチュエータ部において応答にばらつきが生じるといった問題がある。
【０００５】
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、共通外部電極における抵抗値を低下させることができる積層型圧電素子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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る積層型圧電素子は、複数の圧電体層が積層されると共に、互いに対向する一対の第１及び第２端面と、一対の第１及び第２端面を連結するように伸び且つ複数の圧電体層の積層方向において互いに対向する一対の第１及び第２主面と、一対の第１及び第２主面を連結するように伸び且つ互いに対向する一対の第１及び第２側面とを有する積層体と、積層体の第１及び第２端面の間に位置する第１部分に複数の圧電体層を介して交互に配置される第１内部電極及び第２内部電極と、積層体の第１端面側に位置する第２部分に配置される第３内部電極と、第１側面に設けられ、第１内部電極と接続された第１外部電極と、第２側面に設けられ、第２内部電極及び第３内部電極に接続された第２外部電極と、第１側面に設けられ、第３内部電極に接続された第３外部電極と、第１主面に設けられ、第２外部電極と第３外部電極とを接続する第４外部電極とを備え、第１外部電極と第３外部電極とは、第１側面において互いに電気的に絶縁されていることを特徴とする。
【０００７】
この積層型圧電素子では、第２外部電極及び第３外部電極が第３内部電極及び第４外部電極によって電気的に接続されている。これにより、第３内部電極の抵抗成分と第４外部電極の抵抗成分とが第２外部電極及び第３外部電極に対して並列に接続されることになる。このように、第１主面に設けた第４外部電極を接続用の電極として機能させることにより、共通外部電極における抵抗値を低下させることができる。その結果、積層型圧電素子から構成される圧電アクチュエータにおいて、抵抗値に起因する応答性のばらつきを抑制することができる。
【０００８】
積層体には、第１部分における第１側面と第１主面との角部分に切欠部が形成されており、第１内部電極と第４外部電極とは、切欠部によって互いに電気的に絶縁されていることが好ましい。このような構成によれば、第１側面の全面に第１外部電極を形成すると共に、第１主面の全面に第４外部電極を形成した後に切欠部を形成することにより、第１外部電極と第４外部電極とが物理的且つ電気的に絶縁される。そのため、第１外部電極及び第４外部電極を形成する際に、互いに電気的に絶縁されるようにマスキングを行うといった作業を省略することができる。したがって、積層型圧電素子を容易に作製することが可能となる。
【０００９】
積層体には、第１部分における第１側面と第１主面との角部分に切欠部が形成されており、第１内部電極と第４外部電極とは、切欠部によって互いに電気的に絶縁されていることが好ましい。このような構成によれば、第１側面の全面に外部電極を形成した後に溝を形成することにより、第１外部電極と第３外部電極とが物理的且つ電気的に絶縁されて形成される。そのため、第１外部電極及び第３外部電極を形成する際に、互いに電気的に絶縁されるようにマスキングを行うといった作業を省略することができる。したがって、積層型圧電素子を容易に作製することが可能となる。
【００１０】
積層体の第２端面側に位置する第３部分に配置される第４内部電極と、第１側面に設けられ、第４内部電極に接続された第５外部電極とを更に備え、第４外部電極は、第２外部電極と第３外部電極及び第５外部電極とを接続しており、第１外部電極と第５外部電極とは、第１側面において互いに電気的に絶縁されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、共通外部電極における抵抗値を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る積層型圧電素子の斜視図である。
【図２】（ａ）は図１におけるａ−ａ線断面図、（ｂ）は図１におけるｂ−ｂ線断面図である。
【図３】図１に示す積層型圧電素子から構成された圧電アクチュエータの斜視図である。
【図４】（ａ）は従来の積層型圧電素子を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるａ−ａ線断面図である。
【図５】図４に示す積層型圧電素子から構成される圧電アクチュエータを含む等価回路図である。
【図６】図３に示す圧電アクチュエータを含む等価回路図である。
【図７】本実施形態に係る積層型圧電素子と従来の積層型圧電素子との共通外部電極における抵抗値を示すグラフである。
【図８】本実施形態に係る積層型圧電素子と従来の積層型圧電素子との共通外部電極における抵抗値を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
図１は、本発発明の一実施形態に係る積層型圧電素子を示す斜視図である。図２（ａ）は、図１におけるａ−ａ線断面図であり、図２（ｂ）は、図１におけるｂ−ｂ線断面図である。
【００１５】
各図に示すように、積層型圧電素子１は、積層体２と、第１内部電極３１と、第２内部電極３２と、第３内部電極（第４内部電極）３３と、第１外部電極３と、第２外部電極４と、第３外部電極（第５外部電極）５ａ，５ｂと、第４外部電極６とを備えている。積層型圧電素子１は、例えば、長さが３６．９５ｍｍ〜３７．０５ｍｍ程度に設定され、幅が１．８５ｍｍ〜１．９５ｍｍ程度に設定され、厚みが０．９５ｍｍ〜１．０５ｍｍ程度に設定されている。
【００１６】
積層体２は、積層体２の長手方向に向かい合って互いに平行をなす一対の第１及び第２端面２ａ，２ｂと、一対の第１及び第２端面２ａ，２ｂ間を連結するように伸び且つ圧電体層３０（後述）の積層方向において互いに対向する一対の第１及び第２主面２ｃ，２ｄと、一対の第１及び第２主面２ｃ，２ｄを連結するように伸び且つ互いに対向する一対の第１及び第２側面２ｅ，２ｆとを有している。積層体２は、長尺の直方体形状を呈している。
【００１７】
積層体２は、複数の圧電体層３０が積層されており、第１部分２０と、第２部分２１ａと、第３部分２１ｂとを含んでいる。第１部分２０は、圧電的に活性な活性部（活性領域）を含む部分であり、積層体２において第１及び第２端面２ａ，２ｂの間に位置している。具体的には、第１部分２０は、積層体２の中央部分に位置している。第１部分２０は、第１内部電極３１と第２内部電極３２とが複数の圧電体層３０を介して交互に積層されている。各圧電体層３０は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒｘ，Ｔｉ１−ｘ）Ｏ３）を主成分とする圧電セラミックス材料からなる。実際の積層型圧電素子１では、各圧電体層３０は、視認できない程度に一体化されている。本実施形態では、各圧電体層３０の厚みは、１０μｍ〜５０μｍ程度である。
【００１８】
第１内部電極３１は、圧電体層３０の積層方向において所定の間隔をあけて複数（ここでは４層）配置されている。第１内部電極３１は、一端が第１側面２ｅに引き出されており、第１側面２ｅに露出している。第２内部電極３２は、圧電体層３０の積層方向において所定の間隔をあけて複数（ここでは５層）配置されている。第２内部電極３２は、一端が第２側面２ｆに引き出されており、第２側面２ｆに露出している。第１内部電極３１及び第２内部電極３２は、銀（Ａｇ）及びパラジウム（Ｐｄ）を主成分とする導電材料からなる。本実施形態では、第１内部電極３１及び第２内部電極３２の厚みは、０．５μｍ〜３μｍ程度である。
【００１９】
第１内部電極３１と第２内部電極３２とは、圧電体層３０を挟んで互いに対向するように、圧電体層３０の対向方向に沿って交互に配置されている。積層方向で見て、第１主面２ｃ側及び第２主面２ｄ側には、第２内部電極３２が位置している。
【００２０】
第２部分２１ａ及び第３部分２１ｂは、圧電的に不活性な不活性部（不活性領域）を含む部分であり、積層体２の第１端面２ａ側、第２端面２ｂ側にそれぞれ位置している。すなわち、第２部分２１ａ及び第３部分２１ｂは、積層体２の長手方向（第１及び第２端面２ａ，２ｂの対向方向）において、第１部分２０を挟むように一対設けられている。第２部分２１ａ及び第３部分２１ｂは、複数の圧電体層３０と第３内部電極３３とが交互に積層されている。第２部分２１ａと第３部分２１ｂとは、同様の構成を有している。
【００２１】
第３内部電極３３は、圧電体層３０の積層方向において所定の間隔をあけて複数（ここでは９層）配置されている。第３内部電極３３は、一端が第１側面２ｅに引き出されていると共に、他端が第２側面２ｆに引き出されており、第１側面２ｅ及び第２側面２ｆに露出している。第３内部電極３３は、第１内部電極３１及び第２内部電極３２と物理的且つ電気的に絶縁されている。第３内部電極３３は、第２外部電極４と第３外部電極５ａ，５ｂとを接続する接続用電極である。第３内部電極３３は、銀（Ａｇ）及びパラジウム（Ｐｄ）を主成分とする導電材料からなる。本実施形態では、第３内部電極３３の厚みは、０．５μｍ〜３μｍ程度である。
【００２２】
第１外部電極３は、第１側面２ｅに設けられている。第１外部電極３は、第１側面２ｅにおいて第１部分２０に対応する位置に形成されており、第１内部電極３１の一端に物理的且つ電気的に接続されている。第１外部電極３は、Ｃｒ，Ｃｕ／Ｎｉ，Ａｕの３層の金属膜からなる。第１外部電極３の厚みは、０．３μｍ〜５．０μｍ程度である。以下、第２〜第４外部電極４〜６についても同様である。
【００２３】
第２外部電極４は、第２側面２ｆに設けられている。第２外部電極４は、第２側面２ｆの全面に亘って形成されており、第２内部電極３２及び第３内部電極３３の一端に物理的且つ電気的に接続されている。第２外部電極４は、第２内部電極３２及び第３内部電極３３のいずれにも接続される共通外部電極である。
【００２４】
第３外部電極５ａ，５ｂは、第１側面２ｅに設けられている。第３外部電極５ａ，５ｂは、第１側面２ｅにおいて第２部分２１ａ及び第３部分２１ｂに対応する位置、すなわち第１側面２ｅの長手方向の両端側に形成されており、第３内部電極３３の一端に物理的且つ電気的に接続されている。第３外部電極５ａ，５ｂと第１外部電極３とは、第１側面２ｅ上において互いに電気的に絶縁されている。
【００２５】
第４外部電極６は、第２主面２ｄに設けられている。第４外部電極６は、第２主面２ｄの全面に亘って形成されており、第２外部電極４及び第３外部電極５ａ，５ｂに物理的且つ電気的に接続されている。すなわち、第４外部電極６は、第２外部電極４及び第３外部電極５ａ，５ｂを電気的に接続している。第４外部電極６は、第１外部電極３と電気的に絶縁されている。第４外部電極６は、第２外部電極４と第３外部電極５ａ，５ｂとを接続する接続用電極である。また、第４外部電極６は、基板（支持体）等に導電性接着剤にて接続される際の接続面となる。
【００２６】
第１外部電極３と第３外部電極５ａ，５ｂとの間には、溝３４，３５がそれぞれ形成されている。すなわち、溝３４，３５は、第１部分２０と第２部分２１ａ及び第３部分２１ｂとの境界部分に形成されている。溝３４，３５は、積層体２の第１側面２ｅにおいて、圧電体層３０の積層方向に沿って形成されている。この溝３４，３５により、第１外部電極３と第３外部電極５ａ，５ｂとは、物理的且つ電気的に絶縁されている。
【００２７】
積層体２の第１部分２０において、側面２ｅと主面２ｄとの角部分には、切欠部３６が設けられている。切欠部３６は、側面２ｅと主面２ｄとの角部分において積層体２の長手方向に沿って形成されており、溝３４と溝３５との間に設けられている。切欠部３６は、側面２ｅ及び主面２ｄに対して傾斜する傾斜面となっている。この切欠部３６により、第１外部電極３と第４外部電極６とは、物理的且つ電気的に絶縁されている。
【００２８】
続いて、以上のように構成された積層型圧電素子１から構成される圧電アクチュエータについて説明する。図３は、図１に示す積層型圧電素子から構成された圧電アクチュエータを示す斜視図である。図３に示すように、圧電アクチュエータ５０は、積層型圧電素子１の第１部分２０が溝３４，３５と平行に延びるスリットＳにより複数（ここでは８つ）のアクチュエータ部５１ａ〜５１ｈに分割されている。圧電アクチュエータ５０は、例えばインクジェットプリンタの液体吐出ヘッドとして用いられる。
【００２９】
圧電アクチュエータ５０では、第１外部電極３と第２外部電極４との間に電圧を印加すると、第１内部電極３１と第２内部電極３２との間にも電圧が印加される。そして、アクチュエータ部５１ａ〜５１ｈ（第１部分２０）では、圧電体層３０において、第１内部電極３１と第２内部電極３２との間の領域に電界が生じ、当該領域が変位する。このとき、第２部分２１ａ及び第３部分２１ｂでは、圧電体層３０において第３内部電極３３の間に電界が生じないため、変位が生じない。
【００３０】
続いて、積層型圧電素子１の製造方法について説明する。
【００３１】
まず、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電セラミックス材料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し、その基体ペーストを用いて圧電体層３０となるグリーンシートをドクターブレード法により成形する。また、所定比率の銀とパラジウムとからなる金属材料に有機バインダや有機溶剤等を混合して電極パターン形成用の導電ペーストを作製する。
【００３２】
次に、導電ペーストを用いて、第１〜第３内部電極３１〜３３に対応する電極パターンのそれぞれをグリーンシート上にスクリーン印刷法により形成する。そして、第１内部電極３１及び第３内部電極３３に対応する電極パターンが形成されたグリーンシート、第２内部電極３２及び第３内部電極３３に対応する電極パターンが形成されたグリーンシート、及び圧電体層３０となるグリーンシートを積層して、積層体グリーンを作製する。
【００３３】
続いて、積層体グリーンを所定の温度（例えば、６０℃程度）で加熱しながら、積層方向に所定の圧力でプレスした後、積層体グリーンを所定の大きさに切断する。そして、積層体グリーンを所定の温度（例えば、４００℃程度）で脱脂した後、所定の温度（例えば、１１００℃程度）で所定時間焼成して、積層体２を得る。
【００３４】
続いて、積層体２の側面２ｅ，２ｆ及び主面２ｄに対応する面に、Ｃｒ，Ｃｕ／Ｎｉ，Ａｕの順に３層の金属膜をスパッタリング法により形成して外部電極を形成する。そして、積層体２において側面２ｅに対応する面において積層方向に沿って溝３４，３５を形成することにより、外部電極を分断して第１外部電極３及び第３外部電極５ａ，５ｂを形成する。また、積層体２の側面２ｅと主面２ｄとの角部分に切欠部３６を形成することにより、外部電極を分断して第１外部電極３と第４外部電極６とを形成する。以上により、積層型圧電素子１が得られる。
【００３５】
続いて、上述した積層型圧電素子１の作用効果について説明する。
【００３６】
図４（ａ）は、従来の積層型圧電素子を示す斜視図であり、図４（ｂ）は、（ａ）におけるａ−ａ線断面図である。図４に示すように、従来の積層型圧電素子６０は、積層体２Ａの第１部分２０Ａと第２部分２１Ａａ及び第３部分２１Ａｂとにわたって第１側面２ｅと第１主面２ｄとの角部分に切欠部３６Ａが形成されている。すなわち、積層型圧電素子６０では、第１外部電極３及び第３外部電極５Ａａ，５Ａｂと第４外部電極６Ａとが物理的且つ電気的に絶縁されている。そのため、積層型圧電素子６０では、第３内部電極３３により第２外部電極４と第３外部電極５Ａａ，５Ａｂとが電気的に接続されている。このような積層型圧電素子６０から構成される圧電アクチュエータには、以下のような問題がある。
【００３７】
図５は、積層型圧電素子から構成される圧電アクチュエータを含む等価回路を示す図である。図５に示すように、積層型圧電素子６０から構成される圧電アクチュエータ６１では、各アクチュエータ部６１ａ，６１ｂ，６１ｅ，６１ｆ，６１ｈに電源Ｄ１，Ｄ２から電力が供給され、スイッチの切り替えを行うことでアクチュエータ部６１ａ，６１ｂ，６１ｅ，６１ｆ，６１ｈの駆動が制御される。このような構成においては、電源Ｄ１，Ｄ２からの線路長（導通経路）が長い部分、つまり積層体２Ａの中央部分に位置する例えばアクチュエータ部６１ｅは、電源Ｄ１，Ｄ２からの線路長が短い部分、つまり積層体２Ａの両端側に位置する例えばアクチュエータ部６１ａ，６１ｈに比べて抵抗成分が直列に接続されている（Ｒ１＋Ｒ２＋…＋Ｒ３，Ｒ４＋…＋Ｒ５＋Ｒ６）分だけ抵抗値が大きくなるため、立ち上がりが遅くなることで応答が遅くなる。そのため、従来の積層型圧電素子６０から構成される圧電アクチュエータ６１では、応答にばらつきが生じるといった問題があった。
【００３８】
これに対して、本実施形態に係る積層型圧電素子１では、第２外部電極４と第３外部電極５ａ，５ｂとが第３内部電極３３及び第４外部電極６によって電気的に接続されている。したがって、第３内部電極３３と共に第４外部電極６が接続用の電極として機能する。そのため、積層型圧電素子１から構成される圧電アクチュエータ５０では、図６に示すように、第３内部電極３３の抵抗成分Ｒ２〜Ｒ５と第４外部電極６の抵抗成分Ｒ１１〜Ｒ１４とが第２外部電極４及び第３外部電極５ａ，５ｂに対して並列に接続される構成となる。これにより、例えば積層体２の中央部分に位置する例えばアクチュエータ部５１ｅにおける共通外部電極の抵抗値（コモン抵抗）を小さくすることができる。したがって、立ち上がりの遅れを解消でき、その結果、応答のばらつきを抑制することができる。
【００３９】
図７は、本実施形態に係る積層型圧電素子と従来の積層型圧電素子との共通外部電極における抵抗値を示すグラフであり、図８は、本実施形態に係る積層型圧電素子と従来の積層型圧電素子との共通外部電極における抵抗値を示す表である。図７及び図８に示すように、積層型圧電素子１では、図４に示す従来の積層型圧電素子６０に比べて、Ａｕ膜厚（外部電極の厚み）を変えたいずれの場合であっても、抵抗値が小さくなっている。具体的には、積層型圧電素子１では、従来の積層型圧電素子６０に比べて、Ａｕ膜厚が０．７４μｍでは抵抗値が−８．８％、Ａｕ膜厚が０．９４μｍでは抵抗値が−１０．４％、Ａｕ膜厚が１．１５μｍでは抵抗値が−１５．３％低減している。したがって、Ａｕ膜厚が厚くなるにつれて、効果が顕著となっている。
【００４０】
ここで、共通外部電極における抵抗値を低下させるために、積層体２の第１及び第２端面２ａ，２ｂに外部電極を設けることが考えられる。しかしながら、そのような構成の場合には以下のような問題が生じる。すなわち、積層体２の第１及び第２端面２ａ，２ｂに外部電極が形成されている場合では、積層型圧電素子から構成された圧電アクチュエータを実装基板等にはんだによって実装する際、端面に形成された外部電極側にはんだが回り込んで端面側に凹凸が生じることがある。積層体の端面は、実装する際の位置決めに用いられている。そのため、圧電アクチュエータを実装するときに端面に凹凸が生じていると、位置決めが不確実になるおそれがある。
【００４１】
また、圧電アクチュエータを実装する際、端面側に外部電極が形成されていると、隣接する金属製の部材等との間で短絡が発生するおそれがある。そのため、金属製の部材等を積層体の端面側において近接して配置することができない。したがって、限られたスペースにおいて圧電アクチュエータを実装しなければならない場合、スペースを有効に活用できないといった問題が発生する。
【００４２】
これに対して、積層型圧電素子１では、積層体２の端面２ａ，２ｂに外部電極が形成されていないため、はんだが第１及び第２端面２ａ，２ｂ側に回り込むことがなく、はんだの回り込みによる位置決めの不具合を防止できる。また、積層型圧電素子１の長手方向の両側に金属製の部品、部材を配置することができるため、限られたスペースにおいて効率よく部品を配置することが可能となり、スペースを有効活用することができる。
【００４３】
また、第４外部電極６によって導通経路が確保されることで共通外部電極の抵抗値を低下させることができるため、第２部分２１ａ及び第３部分２１ｂにおいて第３内部電極３３の幅を狭くすることができる。これにより、第２部分２１ａ及び第３部分２１ｂの長さ寸法を小さくすることができる。したがって、第１部分２０の長さ寸法を維持しつつ、積層型圧電素子１の長さ寸法を小さくすることができる。その結果、積層型圧電素子１の小型を図ることができる。
【００４４】
また、積層体２の側面２ｅ及び主面２ｄの角部分に切欠部３６を形成するため、第１外部電極３及び第４外部電極６を形成する際に、第１外部電極３と第４外部電極６とを電気的に絶縁するためのマスキング等を必要としない。つまり、第１外部電極３を第１側面２ｅの全面に形成すると共に、第４外部電極６を第２主面２ｄの全面に形成した後に、切欠部３６を形成することにより、第１外部電極３と第４外部電極６とを物理的且つ電気的に絶縁することができる。したがって、積層型圧電素子１を容易に作製することができる。
【００４５】
更には、積層型圧電素子１では、従来の積層型圧電素子６０のように第２部分２１Ａａ及び第３部分２１Ａｂにおいて切欠部３６Ａが形成されていないため、従来の積層型圧電素子６０に比べて基板と第４外部電極６との接触面積を大きくすることができる。これにより、基板（支持体）との接着をより確実なものとすることができる。
【００４６】
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部分２０を挟むように第２部分２１ａ及び第３部分２１ｂが設けられた積層体２としているが、積層体２は、第１部分２０と第２部分２１ａ又は第３部分２１ｂとを少なくとも一つ備えていればよい。
【符号の説明】
【００４７】
１…積層型圧電素子、２…積層体、２ａ，２ｂ…端面、２ｃ，２ｄ…側面、２ｅ，２ｆ…主面、３…第１外部電極、４…第２外部電極、５ａ，５ｂ…第３外部電極（第５外部電極）、６…第４外部電極、２０…第１部分、２１ａ…第２部分、２１ｂ…第３部分、３１…第１内部電極、３２…第２内部電極、３３…第３内部電極（第４内部電極）、３４，３５…溝、３６…切欠部。
【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、互いに対向する一対の第１及び第２端面と、前記一対の第１及び第２端面を連結するように伸び且つ前記複数の圧電体層の積層方向において互いに対向する一対の第１及び第２主面と、前記一対の第１及び第２主面を連結するように伸び且つ互いに対向する一対の第１及び第２側面とを有する積層体と、
前記積層体の前記第１及び第２端面の間に位置する第１部分に前記複数の圧電体層を介して交互に配置される第１内部電極及び第２内部電極と、
前記積層体の前記第１端面側に位置する第２部分に配置される第３内部電極と、
前記第１側面に設けられ、前記第１内部電極と接続された第１外部電極と、
前記第２側面に設けられ、前記第２内部電極及び前記第３内部電極に接続された第２外部電極と、
前記第１側面に設けられ、前記第３内部電極に接続された第３外部電極と、
前記第１主面に設けられ、前記第２外部電極と前記第３外部電極とを接続する第４外部電極とを備え、
前記第１外部電極と前記第３外部電極とは、前記第１側面において互いに電気的に絶縁されていることを特徴とする積層型圧電素子。
【請求項２】
前記積層体には、前記第１部分における前記第１側面と前記第１主面との角部分に切欠部が形成されており、
前記第１内部電極と前記第４外部電極とは、前記切欠部によって互いに電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１記載の積層型圧電素子。
【請求項３】
前記積層体には、前記第１側面において前記第１外部電極と前記第３外部電極との間に溝が形成されており、
前記第１外部電極と前記第３外部電極とは、前記溝によって互いに電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１又は２記載の積層型圧電素子。
【請求項４】
前記積層体の前記第２端面側に位置する第３部分に配置される第４内部電極と、
前記第１側面に設けられ、前記第４内部電極に接続された第５外部電極とを更に備え、
前記第４外部電極は、前記第２外部電極と前記第３外部電極及び前記第５外部電極とを接続しており、
前記第１外部電極と前記第５外部電極とは、前記第１側面において互いに電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の積層型圧電素子。
【請求項１】
複数の圧電体層が積層されると共に、互いに対向する一対の第１及び第２端面と、前記一対の第１及び第２端面を連結するように伸び且つ前記複数の圧電体層の積層方向において互いに対向する一対の第１及び第２主面と、前記一対の第１及び第２主面を連結するように伸び且つ互いに対向する一対の第１及び第２側面とを有する積層体と、
前記積層体の前記第１及び第２端面の間に位置する第１部分に前記複数の圧電体層を介して交互に配置される第１内部電極及び第２内部電極と、
前記積層体の前記第１端面側に位置する第２部分に配置される第３内部電極と、
前記第１側面に設けられ、前記第１内部電極と接続された第１外部電極と、
前記第２側面に設けられ、前記第２内部電極及び前記第３内部電極に接続された第２外部電極と、
前記第１側面に設けられ、前記第３内部電極に接続された第３外部電極と、
前記第１主面に設けられ、前記第２外部電極と前記第３外部電極とを接続する第４外部電極とを備え、
前記第１外部電極と前記第３外部電極とは、前記第１側面において互いに電気的に絶縁されていることを特徴とする積層型圧電素子。
【請求項２】
前記積層体には、前記第１部分における前記第１側面と前記第１主面との角部分に切欠部が形成されており、
前記第１内部電極と前記第４外部電極とは、前記切欠部によって互いに電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１記載の積層型圧電素子。
【請求項３】
前記積層体には、前記第１側面において前記第１外部電極と前記第３外部電極との間に溝が形成されており、
前記第１外部電極と前記第３外部電極とは、前記溝によって互いに電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１又は２記載の積層型圧電素子。
【請求項４】
前記積層体の前記第２端面側に位置する第３部分に配置される第４内部電極と、
前記第１側面に設けられ、前記第４内部電極に接続された第５外部電極とを更に備え、
前記第４外部電極は、前記第２外部電極と前記第３外部電極及び前記第５外部電極とを接続しており、
前記第１外部電極と前記第５外部電極とは、前記第１側面において互いに電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の積層型圧電素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１７８４６２（Ｐ２０１２−１７８４６２Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４０６０７（Ｐ２０１１−４０６０７）
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]