专利名称：层叠压电元件以及超声波马达的制作方法
技术领域：
本发明涉及适合利用于例如用作数字照相机的手抖校正单元或AF透镜等传动器 的超声波马达的层叠压电元件。
背景技术：
一般，这种超声波马达构成为对层叠压电元件施加电压而激起纵振动和弯曲振 动，从而产生椭圆振动，并将该椭圆振动经驱动子传到被驱动体，而摩擦驱动该被驱动体。这种层叠压电元件是通过将形成了构成压电活性区域的多个内部电极区域的多 个压电体层叠并烧成来制造的。因此，对于层叠压电元件，提出了用于抑制因烧成时的内部 电极区域与内部电极区域之外的区域的收缩差产生的内部应力而引起的元件破裂、裂缝、 扭曲、层间槽等的发生的各种对策。例如，使各层的电极形成部的电极导出部的电极侧的基端的宽度尺寸形成为比电 极导出部的前端(外面)侧的宽度尺寸窄。通过这种结构，抑制烧成时的收缩差造成的内 部应力的产生。这种技术例如在日本特开JP2007-109754号公报中公开。但是，上述特开JP2007-109754号公报公开的结构中，在其结构上难以消除电极 导出部的外面附近区域的收缩差。因此，内部电极区域的导出面的平面度恶化。由此，在外 部电极面使用导电性粘接剂等来热压接柔性印刷基板等的供电部件时，产生导通不良，或 难以进行周边部件的高精度组合的问题。
发明内容
本发明鉴于上述问题而做出，其目的是提供一种通过简单的结构来实现高质量的 烧成加工，且实现稳定而高质量的组装的层叠压电元件以及超声波马达。为了实现上述目的，本发明的第一方式的层叠压电元件，设有具有供电用导出部 的多个内部电极区域的多个压电体被层叠并烧成，并且形成有多个压电活性区域，其特征 在于，在设置于所述压电体上的多个内部电极区域的导出部之间，设有收缩调整区域。为了实现上述目的，本发明的第二方式的超声波马达，将由层叠压电元件激发的 正交的两个方向的振动作为驱动力来驱动被驱动体，其特征在于，所述层叠压电元件中，具 有包括供电用导出部的多个内部电极区域且在该多个内部电极区域的导出部之间具有收 缩调整区域的多个压电体被层叠并烧成，并且在所述内部电极区域形成有多个压电活性区 域。
图1是为了说明本发明的一个实施方式的层叠压电元件的结构而表示的分解斜 视图。图2是平面表示图1的多个压电体的位置关系的平面图。图3是示意地表示图1的多个压电体的烧成状态的分解斜视图。
图4是从外面看图1的多个压电元件的烧成状态的状态的俯视图。图5是表示了使用热压接机在图1的外部电极上压接柔性印刷基板的状态的俯视 图。图6是为了说明本发明的一个实施方式的超声波马达的主要部分结构而表示的 斜视图。图7是为了说明本发明的另一个实施方式的层叠压电元件的结构而表示的平面。 具体实施例下面，参考附图详细说明本发明的一个实施方式的层叠压电元件以及超声波马 达。图1是表示本发明的一个实施方式的层叠压电元件1的图。多个压电体10通过 锆酸钛酸铅等同样按10 200 μ m左右的厚度尺寸形成，而以大致矩形状层叠形成。在该多个压电体10的一个面上，多个、例如第一及第二内部电极区域11、12这两 个区域以2 2. 5μπι左右的厚度尺寸以规定的间隔形成(参考图2)。这些第一及第二内 部电极区域11、12的两个区域使用可抗锆酸钛酸铅等的烧成温度的银钯等高熔点导电性 材料，通过网板印刷等的方法形成。并且，在该第一及第二内部电极区域11、12中，供电用 导出部111、121设置为延伸到分别作为元件外表面的压电体10的端部。这些第一及第二内部电极区域11、12在层叠所述压电体10时，分别堆积配置在相 同位置上。进一步，第一及第二内部电极区域11、12的各导出部111、121形成为相对于层 叠的其他的第一及第二内部电极区域11、12的导出部111、121，以所谓的交错状定位。此外，在上述压电体10中，在由该第一及第二内部电极区域11、12的导出部111、 121夹着的区域上形成有收缩调整区域13。该收缩调整区域13例如由与第一及第二内部 电极区域11、12的材料相同的材料构成。该收缩调整区域13优选例如比压电体10的端部 更靠内侧0. 2mm以上，与第一及第二内部电极区域11、12的间隔为0. 15mm以上的间隔，且 在0. 2mmX0. 2謹以上的范围内形成。通过这样构成，第一及第二内部电极区域11、12和收缩调整区域13在例如通过网 板印刷等方法形成时产生了污点的情况下，也能够可靠防止彼此间的短路，且能够进行容 易的制作。在上述结构中，多个压电体10在以图1所示那样层叠的状态下，以800度 1500 度左右的烧成温度来烧成而一体烧成为大致矩形状。这时，收缩率调整区域13与第一及第 三内部电极区域11、12大致相同地进行收缩。由此，多个压电体10如图3所示，以设有外 部电极14的外面侧的平坦度高且高质量精度烧成。在该烧成后的多个压电体10中，与第一及第二内部电极区域11、12连通的导出 部111、121在压电体10的以矩形状成形的一个外面上露出。并且，在该外面露出的导出部 111、121中对应的导出部彼此经外部电极14短路。该外部电极14例如使用银钯或银等导电性材料、通过网板印刷以10 μ m以上的厚 度尺寸形成。在这样形成后，外部电极14被分极处理。并且，堆积的多个压电体10的第一 及第二内部电极区域11、12起独立的两个压电活性区域15、16的作用。这时，由于一体烧 成的层叠压电元件1的外面侧的平坦度设定为如上所述的希望的较高的值，因此外部电极
414能够在层叠压电元件1的外面以高精度形成。若对上述外部电极间14施加希望的位相差的交替信号，则由在层叠方向上堆积 的第一及第二内部电极区域11、12构成的两个压电活性区域15、16激发层叠方向之外的正 交的两个方向的振动、例如纵向振动和弯曲振动，并在层叠配置的层叠压电元件1中产生 椭圆振动。这样，在多个压电体10上分离设置具有供电用导出部111、121的第一及第二内部 电极区域11、12，并在这些第一及第二内部电极区域11、12的导出部111、121间分离设置收 缩调整区域13。并且，通过将这多个压电体10层叠烧成，并以矩形状成形，从而构成上述层 叠压电元件1。由此，多个压电体10在层叠烧成时，将各收缩调整区域13与第一及第二内部电极 区域11、12大致相同地收缩，并将设有外部电极14的外面侧以例如图4所示的中央部A中 的平坦度高的高质量精度烧成。结果，能够以高精度地形成向外面侧的外部电极14。因此， 如图5所示，能够高精度且高可靠性地进行用热压接机18将作为供电部件的柔性印刷基板 17经由导电性粘接剂对于外部电极14热压接的粘接操作。进一步，能够进行与周边部件的 高精度的组装。这里，参考图6来说明本发明的一个实施方式的具有上述层叠压电元件1的超声 波马达。在多个压电体10的下面侧、即与由第一及第二内部电极区域11、12构成的两个压 电活性区域15、16对应的下面侧，例如在弯曲振动的内侧位置上使用粘接剂粘接固定有作 为驱动力导出部件的摩擦部件19。并且，该摩擦部件19与被驱动体20接触。层叠压电元 件1和被驱动体20经由球等的转动体能够沿例如图6所示的箭头方向驱动地容纳配置在 未图示的筐体内。并且，在层叠压电元件1的上面，例如与纵向振动的波节对应地配置定位按压机 构21。该定位按压机构21在层叠压电元件1被定位的状态下按压层叠压电元件1，并将摩 擦部件19可驱动地压接到被驱动体20。此外，在层叠压电元件1的外部电极14上，使用导电性粘接剂等来热压接了柔性 印刷基板17。经由该柔性印刷基板17将具有位相差的交替信号施加到多个内部电极区域 11、12的导出部111、121上。由此，层叠压电元件1中，由在层叠方向上堆积的第一及第二 内部电极区域11、12构成的两个压电活性区域15、16激发与层叠方向正交的纵向振动和弯 曲振动而产生椭圆振动，摩擦部件19将该振动作为驱动力将被驱动体20沿箭头方向摩擦 驱动。像这样，在多个压电体10上设置具有供电用导出部111、121的第一及第二内部电 极区域11、12，且在这些第一及第二内部电极区域11、12的导出部111、121之间设置收缩调 整区域13。层叠压电元件1是将这样种结构的多个压电体10层叠并进行烧成而构成的。 通过对由堆积的第一及第二内部电极区域11、12形成的两个压电活性区域15、16施加预定 的交替信号，在层叠压电元件1上激发纵向振动和弯曲振动而产生椭圆振动。在层叠多个压电体10进行烧成时，由于使各个收缩调整区域13与第一及第二内 部电极区域11、12大致相同地收缩，因此设有外部电极14的外面侧被以平坦度高的高质量 精度烧成。
结果，可以高精度地形成层叠压电元件1向外面侧的外部电极14。S卩，能够高精 度且高可靠性地进行使用导电性粘接剂将柔性印刷基板17对外部电极14热压接的粘接操 作。进一步，可进行与周边部件的高精度的组装，能够简单地实现容易的马达组装操作。即， 可以容易实现马达生产性的提高。另外本发明并不限于上述实施方式，除此之外还可例如图7所示那样构成上述压 电体10。其中，在该图7所示的实施方式中，对与上述图1和图2所示的实施方式同一部分 添加同一附图标记，而省略其详细的说明。该图7所示的实施方式中，与上述实施方式同样，在从压电体10的第一及第二内 部电极区域11、12导出的供电用导出部111、121之间形成收缩率调整区域13，且在第一及 第二内部电极区域11、12的导出部111、121与压电体10的侧部之间形成第二收缩率调整 区域131。在该实施方式的情况下，若将多个压电体10层叠并烧成，则收缩率调整区域13和 第二收缩率调整区域131两者分别与第一及第二内部电极区域11、12同样收缩。由此，实 现到多个压电体10的外面侧的角部为止以希望的平坦度层叠形成。因此，能够实现在层叠 压电元件1的设置有外部电极14的外面的角部为止的整体的平坦度高的层叠配置。即，能 够得到更好的效果。此外，在上述实施方式中，以在压电体10上形成第一及第二内部电极区域11、12 两个区域的情形为例进行了说明。但是，并不限于这种方式，当然也可以是形成两个以上的 内部电极区域的结构。进而，在上述实施方式中，以构成为对层叠压电元件激发纵向振动和椭圆振动而 产生椭圆振动的情形为例来进行了说明。但是，并不限于该方式，除此之外，在使层叠压电 元件激发例如纵性振动和扭转振动等正交的两个振动来产生希望的振动而得到驱动力的 结构中，也可适用上述实施方式，且同样能够得到有效的效果。根据上述实施方式的结构，在层叠多个压电体并进行烧成时，通过使各个收缩调 整区域与内部电极区域大致同样地收缩，从而能够以平坦度高的高质量精度烧成设有外部 电极的外面侧。因此，能够以高精度形成层叠压电元件的外面侧的外部电极，并能够容易进 行供电部件对该外部电极的高精度且高可靠性的粘接操作。进一步，可进行层叠压电元件 和周边部件的高精度的组装。根据上述实施方式的结构，在层叠多个压电体来进行烧成时，通过使各个收缩调 整区域与内部电极区域大致同样地收缩，从而能够以平坦度高的高质量精度烧成设有外部 电极的外面侧。因此，能够以高精度形成层叠压电元件的外面侧的外部电极。即，能够容易 进行供电部件对外部电极的高精度且高可靠性的粘接操作。进一步，可进行与周边部件的 高精度地组装，可简便实现容易的马达组装作业。此外，在上述实施方式中，以将层叠压电元件1的外部电极14配置在将压电体10 层叠形成的矩形状的一个外面的结构为例来进行了说明。但是，并不限于该方式，除此之 外，即使在采用将外部电极14分离配置在层叠压电元件1的多个外面的结构的情况下，也 可适用上述实施方式，同样能够得到有效的效果。本发明并不限于上述实施方式，除此之外，在实施阶段中在不脱离其主旨的范围 内能够实施各种变形。进一步，上述实施方式包含各种阶段的发明，可通过所公开的多个构成要件的适当组合来提取各种发明。 例如，即使从实施方式所示的所有构成要件中删除几个构成要件，也能够解决在 发明内容中所述的问题、并且能够得到由发明的效果所描述的效果的情况下，可将删除该 构成要件后的结果提取为发明。
权利要求
一种层叠压电元件，设有具有供电用导出部的多个内部电极区域的多个压电体被层叠并烧成，并且形成有多个压电活性区域，其特征在于，在设置于所述压电体上的多个内部电极区域的导出部之间，设有收缩调整区域。
2.根据权利要求1所述的层叠压电元件，其特征在于，在所述压电体上，在所述导出部和端部之间也设有所述收缩调整区域。
3.根据权利要求1或2所述的层叠压电元件，其特征在于， 所述收缩调整区域由与所述内部电极区域相同的材料形成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的层叠压电元件，其特征在于， 所述收缩调整区域被印刷形成。
5.一种超声波马达，将由层叠压电元件激发的正交的两个方向的振动作为驱动力来驱 动被驱动体，其特征在于，所述层叠压电元件中，具有包括供电用导出部的多个内部电极区域且在该多个内部电 极区域的导出部之间具有收缩调整区域的多个压电体被层叠并烧成，并且在所述内部电极 区域形成有多个压电活性区域。
6.根据权利要求5所述的超声波马达，其特征在于，所述层叠压电元件通过同时激发纵向振动和弯曲振动来产生椭圆振动。
全文摘要
将层叠压电元件如以下这样构成。在多个压电体(10)上彼此分离设置具有供电用导出部(111、121)的第一及第二内部电极区域(11、12)。在该第一及第二内部电极区域(11、12)的导出部(111、121)之间分离设置收缩调整区域(13)。将所述多个压电体(10)层叠并烧成，以矩形状成形而构成层叠压电元件。
文档编号H02N2/00GK101960709SQ200980107152
公开日2011年1月26日 申请日期2009年4月7日 优先权日2008年4月22日
发明者坂井长英 申请人:奥林巴斯株式会社