(実施例1)
 次に、本発明の実施例にかかる積層型圧電� ��子について、図1~図10を用いて説明する。

 図1~図3に示すごとく、本例の積層型圧電� ��子1は、複数の圧電セラミック層10と複数の� ��部電極層13、14とを交互に積層してなるセラ ミック積層体15と、その側面に形成された一� ��の側面電極17、18とを有する。内部電極層13� ��14は、導電性を有する内部電極部131、141と� �その外周端部がセラミック積層体15の外周面 よりも内方に所定の控え距離で控えた控え部 132、142とを有し、内部電極層13、14は、交互� �異なる側面電極17、18に電気的に接続されて� ��る。即ち、内部電極層13、14は、内部電極形 成領域である内部電極部131、141と、内部電極 非形成領域である控え部132、142とを有する。

 セラミック積層体15は、その側面から内� �に凹むスリット状の領域に、圧電セラミッ� �層10よりも形状を容易に変化し得る応力緩和 部11、12を有する。

 本例において、応力緩和部12は、セラミ� �ク積層体15の側面から内方に凹んだスリット 状の溝部(空間)であり、セラミック積層体15� �外周面全周に渡って周方向に形成されてい� �。また、応力緩和部12は、内部電極層13、14� �の圧電セラミック層10内に形成されており、 内部電極部131、141又は控え部132、142とは接触 しない位置に形成されている。

 図2に示すごとく、積層型圧電素子1の積� �方向における断面において、セラミック積� �体15の同じ側面151(152)に露出する全ての応力� ��和部11(12)の深さの平均115(125)は、該応力緩� �部11(12)と同じ側面に形成された全ての上記� �え部142(132)の控え距離の平均145(135)よりも大� ��くなっている。

 また、図2及び図3に示すごとく、積層型� �電素子1の積層方向における断面において、� ��記応力緩和部11(12)を挟む2つの内部電極層13� ��14の控え部132、142のうち、該応力緩和部11(12 )と同じ側面に位置する上記控え部142(132)の上 記控え距離143(133)は、上記応力緩和部11(12)の� ��さ111(121)よりも大きくなっている。

 次に、本例の積層型圧電素子の製造方法� ��つき、図1~図10を用いて説明する。

 本例においては、グリーンシート作製工� ��、電極印刷工程、消失スリット印刷工程、� ��着工程、積層体切断工程、及び焼成工程を� ��うことにより、積層型圧電素子を作製する� ��

 以下、製造方法を各工程ごとに説明する� ��

<グリーンシート作製工程>
 まず、圧電材料となるジルコン酸チタン酸� ��(PZT)等のセラミック原料粉末を準備した。� �体的には、出発原料としてPb3O4、SrCO3、ZrO2、 TiO2、Y2O3、
及びNb2O5を準備し、これらの出発原料を目的� ��成PbZrO3-PbTiO3-Pb(
Y1/2Nb1/2)O3となるような化学量論比で秤量し、 湿式混合し、温度850℃で5時間仮焼した。次� �、仮焼粉をパールミルにより湿式粉砕した� �この仮焼粉粉砕物(粒径(D50値):0.7±0.05μm)を乾 燥した後、溶剤、バインダ、可塑剤、分散剤 等を加えてボールミルにより混合し、得られ たスラリーを真空装置内で撹拌機により撹拌 しながら真空脱泡、粘度調整をした。

 そして、ドクターブレード法により、上� ��スラリーをキャリアフィルム上に塗布し、� ��さ80μmの長尺のグリーンシートを成形した� �このグリーンシートを所定の大きさに切断� �て、幅広のグリーンシート110(図4~図6)を作製 した。

 なお、グリーンシートの成形方法として� ��、本例で用いたドクターブレード法のほか� ��押出成形法やその他種々の方法を採用する� ��とができる。

<電極印刷工程>
 次に、図4及び図5に示すごとく、グリーン� �ート110上に内部電極層となる電極材料130、14 0を印刷し、第1電極印刷シート31及び第2電極� ��刷シート32の2種類のシートを形成した。

 以下に、電極印刷シート31、32の形成につ いてさらに説明する。

 第1電極印刷シート31の形成に当たっては� ��図3に示すごとく、グリーンシート110上の印 刷領域41において、最終的に内部電極層13と� �る部分に電極材料130を印刷して、第1電極印� ��シート31を形成した。

 また、第2電極印刷シート32の形成に当た� ��ては、第1電極印刷シートと同様に、図4に� �すごとく、グリーンシート110上の印刷領域41 において、内部電極層14となる部分に電極材� ��140を印刷した。これにより、第2電極印刷シ ート32を形成した。

 第1電極印刷シート31及び第2電極印刷シー ト32においては、グリーンシート110上に形成� ��れた電極材料130、140がそれぞれ異なる側面� ��露出している。

 なお、本例では、電極材料130、140として� ��ペースト状のAg/Pd合金を用いた。また、上� �以外にも、Ag、Pd、Cu、Ni等の単体、Cu/Ni等の� ��金を用いることができる。

<消失スリット印刷工程>
 また、本例では、製造しようとする積層型� ��電素子1のセラミック積層体15の側面にスリ� ��ト部11、12(図1~図3参照)を設けるため、図6に 示すごとく、消失スリット印刷シート33を形� ��する消失スリット印刷工程を行った。

 同図に示すごとく、上記のグリーンシー� ��110上の印刷領域41において、最終的に応力� �和部11、12となる部分に焼成によって消失す� ��消失材料よりなる消失スリット層120を印刷� ��た。これにより、消失スリット印刷シート3 3を形成した。

 なお、本例では、消失スリット層120を構成� ��る消失材料として、熱変形が小さく、
焼成工程によって形成される溝の形状精度を 高く維持し得るカーボン粒子よりなる材料を 用いた。また、カーボン粒子以外にも、炭化 させたパウダー状の炭化有機物粒子を用いる こともできる。この炭化有機物粒子は、パウ ダー状の有機物粒子を炭化して得ることがで きるほか、炭化させた有機物を粉砕して得る こともできる。さらに、上記有機物としては 、樹脂等の高分子材料や、コーン、大豆、小 麦粉等の穀物を用いることができる。この場 合には、製造コストを抑制することができる 。

 また、電極印刷工程及び消失スリット印� ��工程では、控え距離と応力緩和部との深さ� ��の関係が上述の関係を満足するように電極� ��料及び消失材料を印刷した。また、電極印� ��工程及び消失スリット印刷工程では、図4~� �6に示すごとく、後工程のユニット切断工程� ��おいて切断される部分を避けるように間隙4 2を空けて、電極材料130、140、及び消失スリ� �ト層120の印刷を行う。つまり、グリーンシ� �ト110上の隣接する印刷領域41の間に間隙42を� ��けて印刷を行う。

<圧着工程>
 次に、図7に示すごとく、形成した第1電極� �刷シート31、第2電極印刷シート32、及び消失 スリット印刷シート33を所定の順序で各印刷� ��域41を積層方向に揃えて積層した。このと� �、第1電極印刷シート31及び第2電極印刷シー� ��32を交互に積層し、上記スリット部を形成� �たい位置に消失スリット印刷シート33を挿入 して積層した。

具体的には、本例においては、第1電極印� �シート31と第2電極印刷シート32との積層構造 11層毎に消失スリット印刷シート33を積層し� �第1電極印刷シート31及び第2電極印刷シート3 2とが合計で59枚となるように積層し、さらに 積層方向の両端に電極材料及び消失層が印刷 されていないグリーンシートを積層した。こ のとき、第1電極印刷シート31と第2電極印刷� �ート32とは電極材料130と電極材料140とが交互 に印刷領域の対向する端面に露出するように 積層した。そしてこのようにして積層したシ ートを温度100℃で加熱すると共に、積層方向 に50MPaで加圧し、予備積層体100を作製した。� ��お、図7においては、図面作成の便宜のため 、実際の積層数を省略した形式で予備積層体 100を示してある。

<積層体切断工程>
 次に、図8~図10に示すごとく、形成した予備 積層体100を切断位置43に沿って積層方向に切� ��し、中間積層体10を形成した。

 なお、予備積層体100の切断は、各中間積� ��体10ごとに切断してもよいし、複数の中間� �層体10を含んで切断してもよい。本例におい ては、各中間積層体10ごとに切断し、各電極� ��料130、140及び消失スリット層120が中間積層� ��10の側面に露出するように切断を行った。

 なお、図9及び図10においては、図面作成� ��便宜のため、実際の積層数を省略した形式� ��予備積層体100及び中間積層体10を示してあ� �。

<焼成工程>
 次に、中間積層体10のグリーンシート110に� �有されているバインダ樹脂を加熱除去した(� ��脂)。加熱は、80時間かけて徐々に500℃まで� ��温し、5時間保持することにより行った。

 次に、脱脂した中間積層体10を焼成した� �焼成は、温度1050℃まで12時間かけて徐々に� �温させ、2時間保持後、徐々に冷却すること� ��より行った。

 このようにして、図1~図3に示すごとく、� ��失スリット層120が消失して形成されたスリ� ��ト状の応力緩和部11、12を有するセラミック 積層体15が作製される。応力緩和部11、12は、 セラミック積層体15の側面全周に渡ってスリ� ��ト状の空間を設けてなる。また、同図に示� ��ごとく、作製されたセラミック積層体10は� �グリーンシート110が焼結してなる圧電セラ� �ック層10と電極材料130、140により形成された 内部電極層13、14とを交互に積層してなる。

 そして、焼成後、全面研磨を行って縦6mm� �横6mm×高さ4.4mmのセラミック積層体15を作製� �、さらに、セラミック積層体15の両側面を挟 むように、側面電極17、18を焼き付けた。こ� �とき、各内部電極層13、14は、それぞれ交互� ��異なる側面の側面電極17、18に電気的に接続 される。

 以上のようにして、図1~図3に示すごとく� ��積層型圧電素子1を作製した。

 なお、図1及び図2においては、図面作成� �便宜のため、実際の積層数を省略した形式� �積層型圧電素子1を示してある。

 本例においては、応力緩和部11(12)を挟む2 つの内部電極層13、14の控え部132、142のうち� �該応力緩和部11(12)と同じ側面に位置する上� �控え部142(132)の上記控え距離143(133)と、上記� ��力緩和部11(12)の深さとの差が異なる5種類の 積層型圧電素子(試料E1~試料E3、試料C1、試料C 2)を作製した。

 即ち、試料E1は、上述の「控え距離-応力� ��和部の深さ」が0.2mmの積層型圧電素子であ� �。

 試料E2及び試料E3は、上述の控え距離-応� �緩和部の深さ」が、それぞれ0.4mm、及び0.6mm� ��積層型圧電素子である。

 試料C1及び試料C2は、上述の「控え距離-� �力緩和部の深さ」が、それぞれ0mm、及び-0.2m mの積層型圧電素子である。

 各試料について、正極側の側面電極に接� ��された内部電極層における全ての控え部の� ��え距離を測定した。その平均値と範囲(ばら つき)を後述の表1に示す。同様に、負極側に� ��いても、控え距離を測定し、その平均値と� ��囲(ばらつき)を後述の表1に示す。

 また、セラミック積層体の同じ側面(正極 の側面電極側の側面)に露出する全ての応力� �和部の深さを測定した。その平均値と範囲(� ��らつき)を後述の表1に示す。同様に負極側� �ついても、応力緩和部の深さを測定し、そ� �平均値と範囲(ばらつき)を後述の表1に示す� �

 次に、これらの積層型圧電素子の耐久性� ��調べた。

「耐久性試験」
 温度200℃の条件下で、各試料の積層型圧電� ��子に3.1kV/mmの電界を印加してこれを駆動さ� �た。次いで、各試料を、既知の抵抗値をと� �抵抗Rに直列につないで回路を構築した。そ� ��て、各試料に電界を印加しながら、抵抗Rに かかる電圧(漏れ電流値)をデジタルメータで� ��み取った。算出される素子(試料)の絶縁抵� �が10Mωを下回った場合を素子の寿命とし、そ のときの時間を計測した。その結果を表1に� �す。

 表1より知られるごとく、試料E1~E3、C1、及� �C2いずれの試料においても、正極側及び負極 側ともに、「全ての控え距離の平均値<全� �の応力緩和部深さの平均値」という関係が� �り立っていた。

 また、表1より知られるごとく、本発明の 実施例にかかる試料E1~試料E3は、比較例(試料 C1及び試料C2)に比べて2倍以上の優れた寿命を 示した。

 また、本例においては、応力緩和部をセ� ��ミック積層体の側面全周に渡って形成した� ��、図11に示すごとく、セラミック積層体15の 側面に交互に露出する応力緩和部を、ことな る層に形成することもできる。この場合にお いても、セラミック積層体15の同じ側面151(152 )に露出する全ての応力緩和部11(12)の深さの� �均値115(125)を、該応力緩和部11(12)と同じ側面 151(152)に形成された全ての上記控え部142(141)� �控え距離の平均値145(135)よりも大きくし、か つ応力緩和部11(12)を挟む2つの内部電極層13、 14における上記控え部132、142のうち、該応力� ��和部11(12)と同じ側面に位置する上記控え部1 42(132)の上記控え距離を応力緩和部11(12)の深� �よりも大きくすることにより、試料E1~試料E3 と同様に耐久性に優れた素子にすることがで きる。

 また、本例においては、内部電極部131、1 41とスリット層11、12とを図12に示す組み合わ� ��のパターンで形成した。本発明はこのパタ� ��ンに限定されるものではない。セラミック� ��層体は、該セラミック積層体を積層方向に� ��視した場合に、すべての内部電極部が重合� ��る領域である重合部と、少なくとも一部の� ��部電極部しか重合しない、あるいは全く重� ��しない領域である非重合部とを有するが、� ��力緩和部は、上記非重合部19に形成するこ� �ができる。

 内部電極部131、141とスリット層11、12との 組み合わせパターンを図13(a)~(c)に示す。いず れのパターンで形成しても、本発明の効果は 十分に発揮される。

 本発明において、内部電極部131、141とス� ��ット層11、12との組み合わせパターンが図12� ��び、図13(b)、(c)の場合、即ち、層間に外周� �全周に渡って周方向に応力緩和部を形成し� �上記応力緩和部11(12)を挟む2つの内部電極層1 3、14の控え部132、142のうち、積層型圧電素子 の積層方向における断面において応力緩和部 11(12)と同じ側面に位置する上記控え部142(132)� ��上記控え距離143(133)が上記応力緩和部11(12)� �深さ111(121)よりも大きいという関係を有する 積層型圧電素子の場合、実際にはコーナー部 にて応力緩和部に電界が印加される部位が存 在する。

 図12に示すパターンで内部電極層13、14、� ��力緩和部11(12)を形成した積層型圧電素子1を 上面から積層方向に透視した図を図46に示す� ��図46においては、内部電極部131、141の外周� �置を点線で示してあり、応力緩和部につい� �はその位置の記載を省略してある。また、� �12に示すパターンで内部電極層13、14、応力� �和部11(12)を形成した積層型圧電素子のD-D断� �図(図46参照)、E-E断面図(図46参照)、及びF-F断 面図(図46参照)を、それぞれ図47(a)、図47(b)、� ��び図47(c)に示す。なお、図47(a)~(c)において� �、積層型圧電素子1の応力緩和部11、12の周辺 部の断面を示す。

 図47(a)及び図47(b)に示すごとく、図12に示� ��パターンで内部電極層13、14及び応力緩和部 11(12)を形成した積層型圧電素子1のD-D断面(図4 6参照)、E-E断面図(図46参照)においては、応力 緩和部11、12に電界が印加されていないが、� �47(c)に示すごとく、コーナー部における断面 (F-F断面(図46参照))においては、従来の約1/2の 電界が印加される部位161が存在しており、こ の部位での劣化に至るおそれがある。しかし 、内部電極とスリットとの間を一層分、より 間隔を空けることができるので、応力緩和部 への電界の印加を弱くすることができる。そ のため、耐久性を向上させることができる。 したがって、上記のごとく、スリットに多少 の電界が印加したとしても、従来構造に比し て小なる電界であれば、本願発明の範疇とす る。

(実施例2)
 次に、本発明の積層型圧電素子の他のバリ� ��ーションについて図18~図27を用いて説明す� �。本例の積層型圧電素子は、内部電極層に� �ける内部電極部及び控え部の形成パターン� �実施例1とは若干変えて作製した素子である� ��、実質的には実施例1とほぼ同じ素子である 。

 図18~図20に示すごとく、本例の積層型圧� �素子1は、実施例1と同様に、複数の圧電セラ ミック層10と複数の内部電極層13、14とを交互 に積層してなるセラミック積層体15と、その� ��面に形成された一対の側面電極17、18とを有 する。内部電極層13、14は、導電性を有する� �部電極部131、141と、その外周端部がセラミ� �ク積層体15の外周面よりも内方に所定の控え 距離で控えた控え部132、142とを有し、内部電 極層13、14は、交互に異なる側面電極17、18に� ��気的に接続されている。

 セラミック積層体15は、その側面から内� �に凹むスリット状の領域に、圧電セラミッ� �層10よりも形状を容易に変化し得る応力緩和 部11、12を有する。

 本例において、応力緩和部12は、セラミ� �ク積層体15の側面から内方に凹んだスリット 状の溝部(空間)であり、セラミック積層体15� �外周面全周に渡って周方向に形成されてい� �。また、応力緩和部11、12は、内部電極層13� �14間の圧電セラミック層10内に形成されてお� ��、内部電極部131、141又は控え部132、142とは� ��触しない位置に形成されている。また、応� ��緩和部11、12は、セラミック積層体15の積層� ��向に所定の間隔で複数形成されている。

 図19に示すごとく、積層型圧電素子1の積� ��方向における断面においては、セラミック� ��層体15における側面電極17、18がそれぞれ形� ��された側面151、152において、同じ側面151(152 )に露出する全ての応力緩和部11(12)の深さの� �均115(125)は、該応力緩和部11(12)と同じ側面に 形成された全ての上記控え部142(132)の控え距� ��の平均145(135)よりも大きくなっている。

 また、図19及び図20に示すごとく、積層型 圧電素子1の積層方向における断面において� �上記応力緩和部11、12を挟む2つの内部電極層 13(53)、14(54)の控え部132(53)、142(54)のうち、該� ��力緩和部11、12と同じ側面に位置する上記控 え部142(542)、132(532)の上記控え距離143、133は� �上記応力緩和部11、12の深さ111、121よりも大� ��くなっている。

 また、図31に示すごとく、本例の積層型� �電素子1は、応力緩和部11、12を挟む2つの内� �電極層を隣接電極層53、54とすると、積層型� ��電素子1の積層方向における断面において、 隣接電極層53、54における内部電極部531、541� �外周端部539、549と、この隣接電極層53、54に� ��ける控え部532、542と同じ側面に位置する応� ��緩和部12、11の先端部122、112とが積層方向と 垂直な方向に離間する離間部5を有している� �

 また、図19及び図20に示すごとく、積層型 圧電素子1の積層方向における断面において� �応力緩和部11、12を挟む2つの内部電極層53、5 4を除いて、応力緩和部11、12と、この応力緩� ��部11、12の上記積層方向における最も近くに 形成された他の上記応力緩和部11、12との間� �挟まれる少なくとも1つの内部電極層13、14に おける控え部132、142の控え距離134、144は、応 力緩和部12、11の深さよりも小さくなってい� �。

 次に、本例の積層型圧電素子の製造方法� ��つき、図18~図27を用いて説明する。

 本例においては、実施例1と同様に、グリ ーンシート作製工程、電極印刷工程、消失ス リット印刷工程、圧着工程、積層体切断工程 、及び焼成工程を行うことにより、積層型圧 電素子を作製する。

 以下、製造方法を各工程ごとに説明する� ��

<グリーンシート作製工程>
 まず、圧電材料となるジルコン酸チタン酸� ��(PZT)等のセラミック原料粉末を準備した。� �体的には、出発原料としてPb3O4、SrCO3、ZrO2、 TiO2、Y2O3、
及びNb2O5を準備し、これらの出発原料を目的� ��成PbZrO3-PbTiO3-Pb(Y1/2Nb1/2)O3となるような化学� �論比で秤量し、湿式混合し、温度850℃で5時� ��仮焼した。次に、仮焼粉をパールミルによ� ��湿式粉砕した。この仮焼粉粉砕物(粒径(D50� �):0.7±0.05μm)を乾燥した後、溶剤、バインダ� �可塑剤、分散剤等を加えてボールミルによ� �混合し、得られたスラリーを真空装置内で� �拌機により撹拌しながら真空脱泡、粘度調� �をした。

 そして、ドクターブレード法により、上� ��スラリーをキャリアフィルム上に塗布し、� ��さ80μmの長尺のグリーンシートを成形した� �このグリーンシートを所定の大きさに切断� �て、幅広のグリーンシート110(図21~図23)を作� ��した。

 なお、グリーンシートの成形方法として� ��、本例で用いたドクターブレード法のほか� ��押出成形法やその他種々の方法を採用する� ��とができる。

<電極印刷工程>
 次に、図21及び図22に示すごとく、グリーン シート110上に内部電極層となる電極材料130、 140を印刷し、第1電極印刷シート31及び第2電� �印刷シート32の2種類のシートを形成した。

 以下に、電極印刷シート31、32の形成につ いてさらに説明する。

 第1電極印刷シート31の形成に当たっては� ��図21に示すごとく、グリーンシート110上の� �刷領域41において、最終的に内部電極部131と なる部分に電極材料130を印刷して、第1電極� �刷シート31を形成した。

 また、図22に示すごとく、第2電極印刷シ� ��ト32の形成に当たっては、第1電極印刷シー� ��と同様に、グリーンシート110上の印刷領域4 1において、最終的に内部電極部141となる部� �に電極材料140を印刷した。これにより、第2� ��極印刷シート32を形成した。

 第1電極印刷シート31及び第2電極印刷シー ト32においては、グリーンシート110上に形成� ��れた電極材料130、140がそれぞれ異なる側面� ��露出している。

 なお、本例では、電極材料130、140として� ��ペースト状のAg/Pd合金を用いた。また、上� �以外にも、Ag、Pd、Cu、Ni等の単体、Cu/Ni等の� ��金を用いることができる。

<消失スリット印刷工程>
 また、本例では、製造しようとする積層型� ��電素子1のセラミック積層体15の側面にスリ� ��ト部11、12(図18~図20参照)を設けるため、図23 に示すごとく、消失スリット印刷シート33を� ��成する消失スリット印刷工程を行った。

 同図に示すごとく、上記のグリーンシー� ��110上の印刷領域41において、最終的に応力� �和部11、12となる部分に焼成によって消失す� ��消失材料よりなる消失スリット層120を印刷� ��た。これにより、消失スリット印刷シート3 3を形成した。

 なお、本例では、消失スリット層120を構成� ��る消失材料として、熱変形が小さく、
焼成工程によって形成される溝の形状精度を 高く維持し得るカーボン粒子よりなる材料を 用いた。また、カーボン粒子以外にも、炭化 させたパウダー状の炭化有機物粒子を用いる こともできる。この炭化有機物粒子は、パウ ダー状の有機物粒子を炭化して得ることがで きるほか、炭化させた有機物を粉砕して得る こともできる。さらに、上記有機物としては 、樹脂等の高分子材料や、コーン、大豆、小 麦粉等の穀物を用いることができる。この場 合には、製造コストを抑制することができる 。

 また、電極印刷工程及び消失スリット印� ��工程では、控え距離と応力緩和部との深さ� ��の関係が上述の関係を満足するように電極� ��料及び消失材料を印刷した。また、電極印� ��工程及び消失スリット印刷工程では、図21~� ��23に示すごとく、後工程のユニット切断工� �において切断される部分を避けるように間� �42を空けて、電極材料130、140、及び消失スリ ット層120の印刷を行う。つまり、グリーンシ ート110上の隣接する印刷領域41の間に間隙42� �設けて印刷を行う。

<圧着工程>
 次に、図24に示すごとく、形成した第1電極� ��刷シート31、第2電極印刷シート32、及び消� �スリット印刷シート33を所定の順序で各印刷 領域41を積層方向に揃えて積層した。このと� ��、第1電極印刷シート31及び第2電極印刷シー ト32を交互に積層し、上記スリット部を形成� ��たい位置に消失スリット印刷シート33を挿� �して積層した。具体的には、本例において� �、第1電極印刷シート31と第2電極印刷シート3 2との積層構造11層毎に消失スリット印刷シー ト33を積層し、第1電極印刷シート31及び第2電 極印刷シート32とが合計で59枚となるように� �層し、さらに積層方向の両端に電極材料及� �消失層が印刷されていないグリーンシート� �積層した。このとき、第1電極印刷シート31� �第2電極印刷シート32とは電極材料130と電極� �料140とが交互に印刷領域の対向する端面に� �出するように積層した。そしてこのように� �て積層したシートを温度100℃で加熱すると� �に、積層方向に50MPaで加圧し、予備積層体100 を作製した。なお、図24においては、図面作� ��の便宜のため、実際の積層数を省略した形� ��で予備積層体100を示してある。

<積層体切断工程>
 次に、図25~図27に示すごとく、形成した予� �積層体100を切断位置43に沿って積層方向に切 断し、中間積層体101を形成した。

 なお、予備積層体100の切断は、各中間積� ��体101ごとに切断してもよいし、複数の中間� ��層体101を含んで切断してもよい。本例にお� ��ては、各中間積層体101ごとに切断し、各電� ��材料130、140及び消失スリット層120が中間積� ��体101の側面に露出するように切断を行った� ��

 なお、図26及び図27においては、図面作成 の便宜のため、実際の積層数を省略した形式 で予備積層体100及び中間積層体101を示してあ る。

<焼成工程>
 次に、中間積層体101のグリーンシート110に� ��有されているバインダ樹脂を加熱除去した( 脱脂)。加熱は、80時間かけて徐々に500℃まで 昇温し、5時間保持することにより行った。

 次に、脱脂した中間積層体10を焼成した� �焼成は、温度1050℃まで12時間かけて徐々に� �温させ、2時間保持後、徐々に冷却すること� ��より行った。

 このようにして、図18~図20に示すごとく� �消失スリット層120が消失して形成されたス� �ット状の応力緩和部11、12を有するセラミッ� ��積層体15が作製される。

応力緩和部11、12は、セラミック積層体15の 側面全周に渡ってスリット状の空間を設けて なる。また、同図に示すごとく、作製された セラミック積層体15は、グリーンシート110が� ��結してなる圧電セラミック層10と電極材料13 0、140により形成された内部電極層13、14とを� ��互に積層してなる。

 そして、焼成後、全面研磨を行って縦6mm� �横6mm×高さ4.4mmのセラミック積層体15を作製� �、さらに、セラミック積層体15の両側面を挟 むように、側面電極17、18を焼き付けた。こ� �とき、各内部電極層13、14は、それぞれ交互� ��異なる側面の側面電極17、18に電気的に接続 される。

 以上のようにして、図18~図20に示すごと� �、積層型圧電素子1を作製した。

 なお、図18及び図19においては、図面作成 の便宜のため、実際の積層数を省略した形式 で積層型圧電素子1を示してある。

 本例においては、応力緩和部11、12、を挟 む2つの内部電極層(隣接電極層)13(53)、14(54)の 控え部132(532)、142(542)のうち、この応力緩和� �11、12と同じ側面に位置する控え部142(542)、13 2(532)の控え距離143、133と、応力緩和部11、12� �深さとの差、即ち離間部5の離間距離(図31参� ��)が異なる5種類の積層型圧電素子(試料E4~試� ��E6、試料C3、試料C4)を作製した。

 即ち、試料E4は、実施例1の上記試料E1と� �様に、上述の「控え距離-応力緩和部の深さ� ��、即ち「隣接電極層の控え部の控え距離」- 「この控え部と同じ側面に位置し、この控え 部の積層方向の最も近くに位置する応力緩和 部の深さ」が平均で0.2mmの積層型圧電素子で� ��る。また、試料E1においては、上述の「控� �距離-応力緩和部の深さ」の最小値を調べた� ��ころ0.04mmであった。したがって、試料E1に� �いては、隣接電極層53、54における控え部532� ��542のうち、応力緩和部11、12と同じ側面に位 置する控え部542、532の控え距離143、133は、応 力緩和部11、12の深さよりも少なくとも0.04mm� �上大きくなっている。

 また、試料E5及び試料E6は、上述の「控え 距離-応力緩和部の深さ」が、平均でそれぞ� �0.41mm及び0.62mmであり、最小値でそれぞれ0.25m m及び0.52mmの積層型圧電素子である。

 試料C3及び試料C4は、上述の「控え距離-� �力緩和部の深さ」が、平均でそれぞれ0.03mm� �び-0.22mm、最小値でそれぞれ-0.05mm及び-0.33mm� �積層型圧電素子である。

 各試料について、正極側の側面電極に接� ��された内部電極層における全ての控え部の� ��え距離を測定した。その平均値と範囲(ばら つき)を後述の表2に示す。同様に、負極側に� ��いても、控え距離を測定し、その平均値と� ��囲(ばらつき)を後述の表2に示す。

 また、セラミック積層体の同じ側面(正極 の側面電極側の側面)に露出する全ての応力� �和部の深さを測定した。その平均値と範囲(� ��らつき)を後述の表2に示す。同様に負極側� �ついても、応力緩和部の深さを測定し、そ� �平均値と範囲(ばらつき)を後述の表2に示す� �

 次に、これらの積層型圧電素子(試料E4~試 料E6、試料C3及び試料C4)の耐久性を実施例1と� ��様の耐久性試験により調べた。その結果を� ��2に示す。

 表2より知られるごとく、試料E4~E6、試料C3� �及び試料C4のいずれにおいて
も、正極側及び負極側ともに、「全ての控え 距離の平均値<全ての応力緩和部深さの平� �値」という関係が成り立っていた。

 また、表2より知られるごとく、試料E4~E6� ��おいては、積層型圧電素子の積層方向にお� ��る断面において、任意の位置の応力緩和部1 1、12の深さとこの応力緩和部11、12を挟んで� �接する内部電極層13(53)、14(54)の控え部132(532) 、142(542)の控え距離133、143とを比較すると、� ��力緩和部11、12を挟む2つの内部電極層(隣接� ��極層)13(53)、14(54)の控え部132(532)、142(542)の� �ち、この応力緩和部11、12と同じ側面に位置� ��る控え部142(542)、132(532)の控え距離143、133は 、この応力緩和部11、12の深さ111、121よりも� �均で0.2mm以上、最小でも0.04mm以上大きくなっ ている(図19及び図20参照)。また、試料E4~試料 E6は、隣接電極層53、54における内部電極部531 、541の外周端部539、549と、この隣接電極層53� ��54における控え部532、542と同じ側面に位置� �る応力緩和部12、11の先端部122、112とが積層� ��向と垂直な方向に離間する離間部5を有して いる(図31参照)。そのため、本発明の実施例� �かかる試料E4~試料E6は、応力緩和部11、12を� �む圧電セラミック層10を駆動層としつつも、 応力緩和部11、12に過大な電界がかかること� �抑制又は防止することができ、表2より知ら� ��るごとく、比較例(試料C3及び試料C4)に比べ� ��2倍を越える優れた寿命を示した。

 一方、試料C3においては、表2より知られ� ��ごとく、隣接電極層の控え部の控え距離は� ��応力緩和部の深さよりも平均では0.03mm大き� ��なっているものの、この控え距離が応力緩� ��部の深さよりも0.05mm小さくなっている部分� ��存在していた。

 また、試料C4においては、表2より知られ� ��ごとく、隣接電極層の控え距離は、平均で� ��、最小でも応力緩和部の深さよりも小さく� ��っていた。

 そのため、試料C3及び試料C4においては、 応力緩和部の少なくとも先端に過大な電界が かかるおそれがあり、表2より知られるごと� �、上記試料E4~試料E6に比べて著しく寿命が低 下していた。

 以上のように、本例によれば変位性能を� ��とんど損ねることなく、より確実に絶縁抵� ��の低下を防止し、耐久性に優れた積層型圧� ��素子(試料E4~試料E6)を提供することができる 。

 また、本例においては、応力緩和部11、12 を内部電極層13、14の間の圧電セラミック層10 内に形成した(図19参照)が、例えば図28に示す ごとく、内部電極層13、14と略同じ層に形成� �ることもできる。この場合には、内部電極� �13、14における控え部132、142に応力緩和部11� �12を形成するのではなく、内部電極部131、141 と側面電極17、18とが電気的に接続する側の� �面に露出する応力緩和部を形成することが� �きる。

(実施例3)
 次に、本発明の実施例にかかる積層型圧電� ��子について、図32~図35を用いて説明する。

 図32~34に示すごとく、実施例1と同様に、� ��例の積層型圧電素子1は、複数の圧電セラミ ック層10と複数の内部電極層23、24とを交互に 積層してなるセラミック積層体15と、その側� ��に形成された一対の側面電極17、18とを有す る。内部電極層23、24は、導電性を有する内� �電極部231、241と、その外周端部がセラミッ� �積層体15の外周面152よりも内方に所定の控え 距離で控えた控え部232、242とを有し、内部電 極層23、24は、交互に異なる側面電極17、18に� ��気的に接続されている。

 セラミック積層体15は、その側面から内� �に凹むスリット状の領域に、圧電セラミッ� �層10よりも形状を容易に変化し得る応力緩和 部11、12を有する。

 本例において、応力緩和部11(12)は、セラ� ��ック積層体15の側面から内方に凹んだスリ� �ト状の溝部(空間)であり、セラミック積層体 15の外周面全周に渡って周方向に形成されて� ��る。また、応力緩和部11(12)は、内部電極層2 3と内部電極層24間の圧電セラミック層10内に� ��成されており、内部電極部231、241又は控え� ��232、242とは接触しない位置に形成されてい� ��。

 図34に示すごとく、積層型圧電素子1の積� ��方向における断面において、セラミック積� ��体15の同じ側面151(152)に露出する全ての応力 緩和部11(12)の深さの平均115(125)は、該応力緩� ��部11(12)と同じ側面に形成された全ての上記� ��え部242(232)の控え距離の平均145(135)よりも大 きくなっている。

 また、図33及び図34に示すごとく、上記積 層型圧電素子1の積層方向における断面にお� �て、負極の上記側面電極17側に形成された上 記応力緩和部を負極側緩和部11とし、該負極� ��緩和部11を挟んで隣接する2つの上記内部電� ��層23、24のうち負極側の上記側面電極17に電� ��的に接続された上記内部電極層を基準電極� ��235とすると、上記負極側緩和部11に対して� �層方向に上記基準電極層235を挟んで隣接し� �正極側の側面電極18に接続された内部電極部 241を有する内部電極層24における控え部242の� ��え距離243は、上記負極側緩和部11の深さよ� �も大きくなっている。即ち、上記基準電極� �235の最も近くに形成された、正極側の側面� �極18に電気的に接続する内部電極部241を有す る内部電極層24の控え部242の控え距離243、換� ��すれば、基準電極層235を挟んで該基準電極� ��235に隣接する、正極側の側面電極18に接続� �れた2つの内部電極層のうち、積層方向にお� ��て上記基準電極層235を介して上記負極側応� ��緩和部11とは反対側に位置する内部電極層24 の控え部242の控え距離243は、この基準電極層 235に隣接する負極側緩和部11の深さ111よりも� ��きくなっている。

 また、積層型圧電素子1の積層方向におけ る断面において、正極の側面電極18側に形成� ��れた上記応力緩和部を正極側緩和部12とし� �該正極側緩和部12を挟んでこれに隣接する2� �の内部電極層23、24のうち負極側の側面電極1 7に電気的に接続された内部電極層23の控え部 232の控え距離233は、正極側緩和部12の深さ121� ��りも大きくなっている。即ち、正極側緩和� ��12を挟んで隣接する2つの内部電極層23、24の うち負極側の側面電極17に電気的に接続され� ��内部電極層23の控え部232の控え距離233は、� �の内部電極層23に隣接する正極側緩和部12の� ��さ121よりも大きくなっている。

 次に、本例の積層型圧電素子の製造方法� ��つき、図36~42を用いて説明する。実施例1及� ��2と同様に、本例においては、グリーンシー ト作製工程、電極印刷工程、消失スリット印 刷工程、圧着工程、積層体切断工程、及び焼 成工程を行うことにより、積層型圧電素子を 作製する。

 以下、製造方法を工程ごとに説明する。

<グリーンシート作製工程>
 まず、圧電材料となるジルコン酸チタン酸� ��(PZT)等のセラミック原料粉末を準備した。� �体的には、出発原料としてPb3O4、SrCO3、ZrO2、 TiO2、Y2O3、及びNb2O5を準備し、これらの出発� �料を目的組成PbZrO3-PbTiO3-Pb(Y1/2Nb1/2)O3となるよ うな化学量論比で秤量し、湿式混合し、温度 850℃で5時間仮焼した。次に、仮焼粉をパー� �ミルにより湿式粉砕した。この仮焼粉粉砕� �(粒径(D50値):0.7±0.05μm)を乾燥した後、溶剤、 バインダ、可塑剤、分散剤等を加えてボール ミルにより混合し、得られたスラリーを真空 装置内で撹拌機により撹拌しながら真空脱泡 、粘度調整をした。

 そして、ドクターブレード法により、上� ��スラリーをキャリアフィルム上に塗布し、� ��さ80μmの長尺のグリーンシートを成形した� �このグリーンシートを所定の大きさに切断� �て、幅広のグリーンシート110(図36~図38)を作� ��した。

 なお、グリーンシートの成形方法として� ��、本例で用いたドクターブレード法のほか� ��押出成形法やその他種々の方法を採用する� ��とができる。

<電極印刷工程>
 次に、図36及び図37に示すごとく、グリーン シート110上に内部電極層となる電極材料130、 140を印刷し、第1電極印刷シート31及び第2電� �印刷シート32の2種類のシートを形成した。

 以下に、電極印刷シート31、32の形成につ いてさらに説明する。

 第1電極印刷シート31の形成に当たっては� ��図37に示すごとく、グリーンシート110上の� �刷領域41において、最終的に内部電極部231と なる部分に電極材料130を印刷して、第1電極� �刷シート31を形成した。

 また、第2電極印刷シート32の形成に当た� ��ては、第1電極印刷シートと同様に、図36に� ��すごとく、グリーンシート110上の印刷領域4 1において、内部電極部241となる部分に電極� �料140を印刷した。これにより、第2電極印刷� ��ート32を形成した。

 第1電極印刷シート31及び第2電極印刷シー ト32においては、グリーンシート110上に形成� ��れた電極材料130、140がそれぞれ異なる側面� ��露出している。

 なお、本例では、電極材料130、140として� ��ペースト状のAg/Pd合金を用いた。また、上� �以外にも、Ag、Pd、Cu、Ni等の単体、Cu/Ni等の� ��金を用いることができる。

<消失スリット印刷工程>
 また、本例では、製造しようとする積層型� ��電素子1のセラミック積層体15の側面にスリ� ��ト部11、12(図32~図35参照)を設けるため、図38 に示すごとく、消失スリット印刷シート33を� ��成する消失スリット印刷工程を行った。

 同図に示すごとく、上記のグリーンシー� ��110上の印刷領域41において、最終的に応力� �和部11、12となる部分に焼成によって消失す� ��消失材料よりなる消失スリット層120を印刷� ��た。これにより、消失スリット印刷シート3 3を形成した。

 なお、本例では、消失スリット層120を構成� ��る消失材料として、熱変形が小さく、
焼成工程によって形成される溝の形状精度を 高く維持し得るカーボン粒子よりなる材料を 用いた。また、カーボン粒子以外にも、炭化 させたパウダー状の炭化有機物粒子を用いる こともできる。この炭化有機物粒子は、パウ ダー状の有機物粒子を炭化して得ることがで きるほか、炭化させた有機物を粉砕して得る こともできる。さらに、上記有機物としては 、樹脂等の高分子材料や、コーン、大豆、小 麦粉等の穀物を用いることができる。この場 合には、製造コストを抑制することができる 。

 また、電極印刷工程及び消失スリット印� ��工程では、控え距離と応力緩和部との深さ� ��の関係が上述の関係を満足するように電極� ��料及び消失材料を印刷した。また、電極印� ��工程及び消失スリット印刷工程では、図36~� ��38に示すごとく、後工程のユニット切断工� �において切断される部分を避けるように間� �42を空けて、電極材料130、140、及び消失スリ ット層120の印刷を行う。つまり、グリーンシ ート110上の隣接する印刷領域41の間に間隙42� �設けて印刷を行う。

<圧着工程>
 次に、図39に示すごとく、形成した第1電極� ��刷シート31、第2電極印刷シート32、及び消� �スリット印刷シート33を所定の順序で各印刷 領域41を積層方向に揃えて積層した。このと� ��、第1電極印刷シート31及び第2電極印刷シー ト32を交互に積層し、上記スリット部を形成� ��たい位置に消失スリット印刷シート33を挿� �して積層した。具体的には、本例において� �、第1電極印刷シート31と第2電極印刷シート3 2との積層構造11層毎に消失スリット印刷シー ト33を積層し、第1電極印刷シート31及び第2電 極印刷シート32とが合計で59枚となるように� �層し、さらに積層方向の両端に電極材料及� �消失層が印刷されていないグリーンシート� �積層した。このとき、第1電極印刷シート31� �第2電極印刷シート32とは電極材料130と電極� �料140とが交互に印刷領域の対向する端面に� �出するように積層した。そしてこのように� �て積層したシートを温度100℃で加熱すると� �に、積層方向に50MPaで加圧し、予備積層体100 を作製した。なお、図39においては、図面作� ��の便宜のため、実際の積層数を省略した形� ��で予備積層体100を示してある。

<積層体切断工程>
 次に、図40~図43に示すごとく、形成した予� �積層体100を切断位置43に沿って積層方向に切 断し、中間積層体10を形成した。

 なお、予備積層体100の切断は、各中間積� ��体10ごとに切断してもよいし、複数の中間� �層体10を含んで切断してもよい。本例におい ては、各中間積層体10ごとに切断し、各電極� ��料130、140及び消失スリット層120が中間積層� ��10の側面に露出するように切断を行った。

 なお、図41及び図42においては、図面作成 の便宜のため、実際の積層数を省略した形式 で予備積層体100及び中間積層体10を示してあ� ��。

<焼成工程>
 次に、中間積層体10のグリーンシート110に� �有されているバインダ樹脂を加熱除去した(� ��脂)。加熱は、80時間かけて徐々に500℃まで� ��温し、5時間保持することにより行った。

 次に、脱脂した中間積層体10を焼成した� �焼成は、温度1050℃まで12時間かけて徐々に� �温させ、2時間保持後、徐々に冷却すること� ��より行った。

 このようにして、図32~図34に示すごとく� �消失スリット層120が消失して形成されたス� �ット状の応力緩和部11、12を有するセラミッ� ��積層体15が作製される。応力緩和部11、12は� ��セラミック積層体15の側面全周に渡ってス� �ット状の空間を設けてなる。また、同図に� �すごとく、作製されたセラミック積層体10は 、グリーンシート110が焼結してなる圧電セラ ミック層10と電極材料130、140により形成され� ��内部電極層23、24とを交互に積層してなる。

 そして、焼成後、全面研磨を行って縦6mm� �横6mm×高さ4.4mmのセラミック積層体15を作製� �、さらに、セラミック積層体15の両側面を挟 むように、側面電極17、18を焼き付けた。こ� �とき、各内部電極層13、14は、それぞれ交互� ��異なる側面の側面電極17、18に電気的に接続 される。

 以上のようにして、図32~図34に示すごと� �、積層型圧電素子1を作製した。

 なお、図32~図34においては、図面作成の� �宜のため、実際の積層数を省略した形式で� �層型圧電素子1を示してある。

 本例においては、負極の側面電極17側に� �成された負極側緩和部11に隣接する負極の側 面電極17側に電気的に接続された基準電極層2 35を、負極側緩和部11に対して積層方向に挟� �で隣接し、正極側の側面電極18に接続された 内部電極層241の控え部242の控え距離243と上記 負極側緩和部11の深さとの差、及び、正極の� ��面電極18側に形成された正極側緩和部12に隣 接する、負極側の上記側面電極17に電気的に� ��続された内部電極層23の上記控え部232の控� �距離233の控え距離と正極側応力緩和部12の深 さとの差が異なる5種類の積層型圧電素子(試� ��F1~試料F3、試料G1、試料G2)を作製した。

 即ち、試料F1は、実施例1の上記試料E1と� �様に、上述の「控え距離-応力緩和部の深さ� ��が平均で0.2mmの積層型圧電素子である。ま� �、試料F1においては、上述の「控え距離-応� �緩和部の深さ」の最小値を調べたところ0.04m mであった。したがって、試料F1においては、 負極側に接続される隣接電極235における控え 部232の控え距離233は、正極側応力緩和部12の� ��さ111よりも少なくとも0.04mm以上大きくなっ� ��いる(図33参照)。また、負極側緩和部11に対� ��て積層方向にはさんで隣接し、正極側の側� ��電極18に接続された内部電極層241の控え部24 2の控え距離243は、負極側応力緩和部11の深さ 121よりも少なくとも0.04mm以上大きくなってい る。

 また、試料F2及び試料F3は、上述の「控え 距離-応力緩和部の深さ」が、平均でそれぞ� �0.39mm及び0.58mmであり、最小値でそれぞれ0.28m m及び0.49mmの積層型圧電素子である。

 試料G1及び試料G2は、平均でそれぞれ0.05mm 及び-0.20mm、最小値でそれぞれ-0.03mm及び-0.30mm の積層型圧電素子である。

 各試料について、正極側の側面電極に接� ��された内部電極層における全ての控え部の� ��え距離を測定した。その平均値と範囲(ばら つき)を後述の表3に示す。同様に、負極側に� ��いても、控え距離を測定し、その平均値と� ��囲(ばらつき)を後述の表3に示す。

 また、セラミック積層体の同じ側面(正極 の側面電極側の側面)に露出する全ての応力� �和部の深さを測定した。その平均値と範囲(� ��らつき)を後述の表3に示す。同様に負極側� �ついても、応力緩和部の深さを測定し、そ� �平均値と範囲(ばらつき)を後述の表3に示す� �

 次に、これらの積層型圧電素子(試料F1~試 料F3、試料G1及び試料G2)の耐久性を実施例1と� ��様の耐久性試験により調べた。その結果を� ��3に示す。

 表3より知られるごとく、試料F1~F3、試料G1� �及び試料G2のいずれにおいても、正極側及び 負極側ともに、「全ての控え距離の平均値< ;全ての応力緩和部深さの平均値」という関� �が成り立っていた。

 また、表3より知られるごとく、試料F1~F3� ��おいては、積層型圧電素子の積層方向にお� ��る断面において、負極側に接続される隣接� ��極235における控え部232の控え距離233は、正� ��側応力緩和部12の深さ111よりも平均で0.2mm以 上、最小でも0.04mm以上大きく、負極側緩和部 11に対して積層方向にはさんで隣接し、正極� ��の側面電極18に接続された内部電極層241の� �え部242の控え距離243は、負極側応力緩和部11 の深さ121よりも平均で0.2mm以上、最小でも0.04 mm以上大きくなっている。(図33参照)。また、 試料F1~試料F3は、基準電極層235および、負極� ��緩和部11に対して積層方向にはさんで隣接� �、正極側の側面電極18に接続された内部電極 層54における内部電極部531、541の外周端部539� ��549と、電極層53、54における控え部532、542と 同じ側面に位置する応力緩和部12、11の先端� �122、112とが積層方向と垂直な方向に離間す� �離間部6、7を有している(図35参照)。そのた� �、本発明の実施例にかかる試料F1~試料F3は、 応力緩和部11、12を含む圧電セラミック層10を 駆動層としつつも、絶縁抵抗が低下し易い部 位に電界が印加されないことにより、表3よ� �知られるごとく、比較例(試料G1及び試料G2)� �比べて2倍を越える優れた寿命を示した。

 一方、試料G1においては、表3より知られ� ��ごとく、上述の「控え距離-応力緩和部の深 さ」が平均では0.03mm大きくなっているものの 、この控え距離が応力緩和部の深さよりも0.0 5mm小さくなっている部分が存在していた。

 また、試料G2においては、表2より知られ� ��ごとく、平均でも、最小でも応力緩和部の� ��さよりも小さくなっていた。

 そのため、試料G1及び試料G2においては、 応力緩和部の少なくとも先端に過大な電界が かかるおそれがあり、表2より知られるごと� �、上記試料F1~試料F3に比べて著しく寿命が低 下していた。

 以上のように、本例によれば変位性能を� ��とんど損ねることなく、より確実に絶縁抵� ��の低下を防止し、耐久性に優れた積層型圧� ��素子(試料F1~試料F3)を提供することができる 。

 また、本例においては、内部電極部231、2 41とスリット層11、12とを図43に示す組み合わ� ��のパターンで形成した。本発明はこのパタ� ��ンに限定されるものではない。セラミック� ��層体は、該セラミック積層体を積層方向に� ��視した場合に、すべての内部電極部が重合� ��る領域である重合部と、少なくとも一部の� ��部電極部しか重合しない、あるいは全く重� ��しない領域である非重合部とを有するが、� ��力緩和部は、非重合部19に形成することが� �きる。

 内部電極部231、241とスリット層11、12との 組み合わせパターンを図44(a)~(c)に示す。いず れのパターンで形成しても、本発明の効果は 十分に発揮される。