(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電体層および内部電極層が交互に積層されているとともに前記圧電体層間の一部に応力緩和層が配置されている積層体と、該積層体の側面に接合されて前記内部電極層に電気的に接続された外部電極とを含む積層型圧電体素子であって、
前記内部電極層は前記積層体の側面に露出しておらず、前記応力緩和層は前記積層体の側面に露出しており、
前記外部電極は、前記応力緩和層が配置されている前記圧電体層間に対応する部位にスリットが形成されていることを特徴とする積層型圧電素子。
【請求項２】
前記応力緩和層は、前記内部電極層よりも空孔を多く含んでいることを特徴とする請求項１に記載の積層型圧電素子。
【請求項３】
前記応力緩和層は、互いに独立した金属部分を含んでいることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の積層型圧電素子。
【請求項４】
前記応力緩和層は、前記積層体の積層方向に所定の間隔をおいて複数配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の積層型圧電素子。
【請求項５】
前記応力緩和層は、前記圧電体層間において非形成領域を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の積層型圧電素子。
【請求項６】
前記応力緩和層は、前記圧電体層間において前記非形成領域によって分割されていることを特徴とする請求項５に記載の積層型圧電素子。
【請求項７】
前記外部電極の表面に導電性接合材を介して外部リード部材が接合されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の積層型圧電素子。
【請求項８】
噴射孔を有する容器と、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の積層型圧電素子とを備え、前記容器内に蓄えられた流体が前記積層型圧電素子の駆動により前記噴射孔から吐出されることを特徴とする噴射装置。
【請求項９】
高圧燃料を蓄えるコモンレールと、該コモンレールに蓄えられた前記高圧燃料を噴射する請求項８に記載の噴射装置と、前記コモンレールに前記高圧燃料を供給する圧力ポンプと、前記噴射装置に駆動信号を与える噴射制御ユニットとを備えたことを特徴とする燃料
噴射システム。
【請求項１０】
第１の圧電セラミックグリーンシートの主面の中央領域に内部電極層となる第１の導電性ペーストを塗布するとともに、外周領域に前記第１の導電性ペーストを所定の間隔をあけて取り囲んでダミー内部電極層となる第２の導電性ペーストを塗布する工程と、
第２の圧電セラミックグリーンシートの主面の全面に、応力緩和層となる第３の導電性ペーストを塗布する工程と、
前記第１および第２の圧電セラミックグリーンシートを所定の枚数積層することによって積層成形体を作製する工程と、
該積層成形体を焼成することによって、前記圧電体層および前記ダミー内部電極層に取り囲まれた前記内部電極層が交互に積層されているとともに前記圧電体層間の一部に前記応力緩和層が配置されている積層体を作製する工程と、
該積層体の側面を研削することによって前記圧電体層の外周領域とともに前記ダミー内部電極層を除去する工程とを具備していることを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、圧電駆動素子（圧電アクチュエータ），圧力センサ素子および圧電回路素子等として用いられる積層型圧電素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の積層型圧電素子は、例えば、圧電体層および内部電極層が交互に積層された積層体と、その積層体の側面に接合されて、交互に異なる極性となるように設定されてそれぞれ側面に導出された内部電極層に電気的に接続された、一対の外部電極とを有している。【０００３】
外部電極を形成しない積層体の側面には、圧電体層を挟んでできるだけ面積を大きくとるように設定された内部電極層が露出している場合があり、その場合には側面での放電を防ぐために、積層体の側面には露出している内部電極層の端部を覆って絶縁性の樹脂がコーティングされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第3900918号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、積層型圧電素子が圧電アクチュエータとして自動車の内燃機関等の燃料噴射装置（インジェクタ）に用いられる場合、すなわち高温で連続駆動されるような過酷な条件下での使用の場合には、樹脂でのコーティングでは耐熱性が必ずしも十分とはいえず、積層体の側面において内部電極層間で放電するおそれがあるという問題点があった。【０００６】
また、積層型圧電素子を水中や薬品中で使用することを考えた場合には、樹脂では水や薬品の侵入を確実に防ぐことが難しく、同様に積層体の側面において内部電極層間で放電するおそれがあるという問題点があった。【０００７】
一方で、これらの問題点を回避するために、内部電極層を積層体の側面に露出させないようにすることが考えられるが、その場合には、積層型圧電素子の積層体が伸長した際に、内部電極層を介していない圧電体層の部分である圧電的に不活性な部分にかかる応力によって積層体の圧電体層間にクラックが生じ、そのクラックが内部電極層間にまで進展して、正極および負極の内部電極層間でショートすることがあるという問題点があった。【０００８】
本発明は上記従来の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、過酷な環境下でも積層体の内部にクラックが進展することがなく、高耐久性を備えている積層型圧電素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の積層型圧電素子は、圧電体層および内部電極層が交互に積層されているとともに前記圧電体層間の一部に応力緩和層が配置されている積層体と、該積層体の側面に接合されて前記内部電極層に電気的に接続された外部電極とを含む積層型圧電体素子であって、前記内部電極層は前記積層体の側面に露出しておらず、前記応力緩和層は前記積層体の側面に露出しており、前記外部電極は、前記応力緩和層が配置されている前記圧電体層間に対応する部位にスリットが形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の噴射装置は、噴射孔を有する容器と、上記いずれかの本発明の積層型圧電素子とを備え、前記容器内に蓄えられた流体が前記積層型圧電素子の駆動により前記噴射孔から吐出されることを特徴とするものである。【００１１】
本発明の燃料噴射システムは、高圧燃料を蓄えるコモンレールと、該コモンレールに蓄えられた前記高圧燃料を噴射する上記本発明の噴射装置と、前記コモンレールに前記高圧燃料を供給する圧力ポンプと、前記噴射装置に駆動信号を与える噴射制御ユニットとを備えたことを特徴とするものである。【００１２】
本発明の積層型圧電素子の製造方法は、第１の圧電セラミックグリーンシートの主面の中央領域に内部電極層となる第１の導電性ペーストを塗布するとともに、外周領域に前記第１の導電性ペーストを所定の間隔をあけて取り囲んでダミー内部電極層となる第２の導電性ペーストを塗布する工程と、第２の圧電セラミックグリーンシートの主面の全面に、応力緩和層となる第３の導電性ペーストを塗布する工程と、前記第１および第２の圧電セラミックグリーンシートを所定の枚数積層することによって積層成形体を作製する工程と、該積層成形体を焼成することによって、前記圧電体層および前記ダミー内部電極層に取り囲まれた前記内部電極層が交互に積層されているとともに前記圧電体層間の一部に前記応力緩和層が配置されている積層体を作製する工程と、該積層体の側面を研削することによって前記圧電体層の外周領域とともに前記ダミー内部電極層を除去する工程とを具備していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の積層型圧電素子によれば、圧電体層および内部電極層が交互に積層されているとともに圧電体層間の一部に応力緩和層が配置されている積層体と、この積層体の側面に接合されて内部電極層に電気的に接続された外部電極とを含む積層型圧電体素子であって、内部電極層は積層体の側面に露出しておらず、応力緩和層は積層体の側面に露出していることから、応力緩和層が積層体の側面に露出しているので、自動車の内燃機関の燃料噴射装置（インジェクタ）等における使用、すなわち高電界および高圧力が長時間加わった状態で連続駆動されるような過酷な条件下での使用において、積層体の伸長および収縮によって繰り返し生じる応力によって発生するクラックを、積層体の側面に露出している応力緩和層から選択的に発生させることができるので、積層体の内部に内部電極層間をまたがるクラックが生じて内部電極層間がショートするような危険はないものとすることができる。また、外部電極は、応力緩和層が配置されている圧電体層間に対応する部位にスリットが形成されていることから、積層体が伸長および収縮したときに繰り返し生じて外部電極に加わる応力を外部電極においてスリットによって分散させることができるので、長期間にわたる駆動によって外部電極が積層体の側面から剥離するのを効果的に防止することができる。
【００１４】
また、応力緩和層に発生するクラックが、積層体の伸長によって生じる応力を低減するので、積層体の変位が拘束されることがなく、高変位が達成できる。【００１５】
さらに、内部電極層は積層体の側面に露出していないので、自動車の内燃機関の燃料噴射装置（インジェクタ）等における使用、すなわち高温下での使用においても、積層体の側面で内部電極層間において放電するようなことはない。また同様に、水中や薬品中での使用においても、積層体の側面で内部電極層間において放電するようなことはない。【００１６】
従って、本発明の積層型圧電素子によれば、過酷な環境下でも積層体の内部にクラックが進展することがなく、高耐久性を備えている積層型圧電素子となる。【００１７】
本発明の噴射装置によれば、噴射孔を有する容器と、本発明の積層型圧電素子とを備え、容器内に蓄えられた流体が積層型圧電素子の駆動により噴射孔から吐出されることから、積層型圧電素子における積層体の内部に内部電極層間をまたがるクラックが生じて内部電極層間がショートするようなことが防止され、また積層体の変位が拘束されることが防止されるので、流体の所望の噴射を長期にわたって安定して行なうことができる。【００１８】
本発明の燃料噴射システムによれば、高圧燃料を蓄えるコモンレールと、コモンレールに蓄えられた高圧燃料を噴射する本発明の噴射装置と、コモンレールに高圧燃料を供給する圧力ポンプと、噴射装置に駆動信号を与える噴射制御ユニットとを備えたことから、高圧燃料の所望の噴射を長期にわたって安定して行なうことができる。【００１９】
本発明の積層型圧電素子の製造方法によれば、上記各工程を具備していることから、上記本発明の積層型圧電素子を確実に安定して製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の積層型圧電素子の実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す積層型圧電素子の積層体の積層方向に平行なＡ−Ａ’断面における断面図である。
【図３】図１に示す積層型圧電素子の積層体の積層方向に垂直な断面における、内部電極を含む部位の断面図である。
【図４】図１に示す積層型圧電素子の積層体の積層方向に垂直な断面における、応力緩和層を含む部位の断面図である。
【図５】それぞれ図１に示す積層型圧電素子における外部電極にスリットを形成した例を示す、（ａ）は側面図および平面図であり、（ｂ）〜（ｄ）は平面図である。
【図６】図１に示す積層型圧電素子の積層体の積層方向に垂直な断面における、（ａ）は他の例の応力緩和層を含む部位の断面図であり、（ｂ）はさらに他の例の応力緩和層を含む部位の断面図である。
【図７】図１に示す積層型圧電素子の積層体の積層方向に垂直な断面における、（ａ）は他の例の応力緩和層を含む部位の断面図であり、（ｂ）はさらに他の例の応力緩和層を含む部位の断面図である。
【図８】本発明の積層型圧電素子の実施の形態の他の例を示す斜視図である。
【図９】図８に示す積層型圧電素子の積層体の積層方向に平行なＡ−Ａ’断面における断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ本発明の積層型圧電素子における外部リード部材の例を示す平面図である。
【図１１】本発明の噴射装置の実施の形態の一例を示す概略的な断面図である。
【図１２】本発明の燃料噴射システムの実施の形態の一例を示す概略的なブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の積層型圧電素子の実施の形態の例について図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明の積層型圧電素子の実施の形態の一例を示す斜視図であり、図２は図１に示す積層型圧電素子の積層体の積層方向に平行な断面であるＡ−Ａ’断面における断面図である。図３は図１に示す積層体圧電素子の積層体の積層方向に垂直な断面における、内部電極を含む部位の断面図であり、図４は図３と同様の応力緩和層を含む部位の断面図である。図１〜図４に示すように、本例の積層型圧電素子１においては、圧電体層２および内部電極層３が交互に積層されているとともに圧電体層２間の一部に、内部電極層３よりも強度が低く、応力によってクラックが発生しやすい応力緩和層４が配置されている積層体５と、この積層体５の側面に接合されて内部電極層３に電気的に接続された外部電極６とを含み、内部電極層３は積層体５の側面に露出しておらず、応力緩和層４は積層体５の側面に露出している。
【００２３】
積層体５を構成する圧電体層２は、圧電特性を有する圧電セラミックスからなるものであり、例えばＰｂＺｒＯ３−ＰｂＴｉＯ３等からなるペロブスカイト型酸化物等からなるものである。また、内部電極層３は、圧電体層２と交互に積層されて圧電体層２を上下から挟んでおり、積層順に正極および負極が配置されることにより、それらの間に挟まれた圧電体層２に駆動電圧を印加するものである。内部電極層３は、例えば銀パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）等の金属からなるものであり、本例では正極および負極（もしくはグランド極）がそれぞれ積層体５の対向する側面に接合された一対の外部電極６と電極引出部３Ａを介して電気的に接続されている。すなわち、内部電極層３は積層体５の側面に露出しておらず、電極引出部３Ａにより積層体５の側面に導出されている。
【００２４】
また、積層体５の圧電体層２間の一部には、内部電極層３に代えて応力緩和層４が配置されている。この応力緩和層４は、内部電極層３よりも強度が低く、応力によってクラックが発生しやすいことから、駆動に伴って積層体５に発生する応力によって内部電極層３よりも先にクラック等の破壊が生じるものであり、積層体５内において応力緩和層として機能するものである。そして、本発明の積層型圧電素子においては、図１〜図４に示す本例の積層型圧電素子１におけるように、内部電極層３は積層体５の側面に露出しておらず、応力緩和層４は積層体５の側面に露出していることを特徴とするものである。
【００２５】
このように、応力緩和機能を有する応力緩和層４が積層体５の側面に露出していることによって、この積層型圧電素子１についての自動車の内燃機関の燃料噴射装置（インジェクタ）等における使用、すなわち高電界および高圧力が長時間加わった状態で連続駆動されるような過酷な条件下での使用において、積層体５の伸長および収縮によって繰り返し生じる応力によって積層体５に生じるクラックを側面に露出している応力緩和層４から優先して選択的に生じさせることができるので、内部電極層３間をまたがるようなクラックが圧電体層２に生じて、正極の内部電極層３と負極の内部電極層３とがショートする危険がないと言えるものになる。
【００２６】
また、そのように応力緩和層４に選択的に生じるクラックは、積層体５の伸長および収縮によって生じる応力を低減するものとなるので、長期間にわたって積層体５の変位が拘束されることがなく、高変位の長期間にわたる維持が達成できる。
【００２７】
また、本例の積層型圧電素子１によれば、内部電極層３は積層体５の側面に露出していないので、自動車の内燃機関の燃料噴射装置（インジェクタ）等における使用のように高温下で使用した場合においても、積層体５の側面で内部電極層３間にわたって放電が起きるようなことはない。さらに、水中や薬品中での使用においても、積層体５の側面で放電が起きることはない。
【００２８】
また、一般に内部電極層が積層体の側面に露出していないタイプの積層型圧電素子の場合には、内部電極層を積層体の側面に露出させないために、内部電極層の外縁を積層体の側面から積層体の内部方向に後退させている（すなわち内部電極層の周囲（積層体の側面に当たる圧電体層の外縁との間）に内部電極層の非形成部を設けている）ので、その部分は圧電体層に駆動電圧が印加されず積層体が伸縮しない部分となって積層体の変位を拘束する部分として機能することとなる。そして、内部電極層の積層体の側面からの後退距離が積層体の積層方向に垂直な（圧電体層および内部電極層に平行な）方向において全周にわたって均等でない場合には、後退距離が大きな方の側面側には積層体の変位を拘束する拘束力が大きく働き、後退距離が小さな方の側面側には拘束力が小さく働くこととなるため、積層体が積層方向に真っ直ぐに伸長しなくなり、積層方向に対して傾いて伸長してしまうという不具合が生じてしまうことがある。この不具合は、積層体の全長が長くなればなるほど、積層精度の維持が困難になっていく（すなわち後退距離のばらつきが大きくなってしまう）ために、大きな問題となってくる。さらに、このように積層体が積層方向に対して真っ直ぐに伸長・収縮しないことによって生じる応力により、積層体にクラックが生じて破損に至る場合がある。
【００２９】
これに対して、本例の積層型圧電素子１では、内部電極層３が積層体５の側面に露出していないが、応力緩和層４は積層体５の側面に露出しているため、万一、内部電極層３の後退距離が内部電極層３の周囲で内部電極層３に平行な方向において均等でなかった場合でも、この後退距離が大きいために積層体５の変位を拘束する拘束力が大きく働く側面側、すなわち後退距離が大きい方の側面側から優先して応力緩和層４にクラックが生じることとなるので、拘束力が大きい側の側面側においてより大きな応力緩和効果が得られるため、結果として本例の積層型圧電素子１では、応力緩和層４を有していることによって、積層体５の積層方向に対して真っ直ぐに変位することができる。
【００３０】
従って、本例の積層型圧電素子１によれば、過酷な環境下でも積層体５の内部にクラックが進展することがなく、高耐久性を備えている、長期間にわたって高い信頼性を有するものとなる。
【００３１】
本例の積層型圧電素子１において、積層体５の側面に露出していない内部電極層３について、図３に示す積層体５の側面から内部電極層３の端部までの後退距離ｔは、高変位の駆動を確保しつつ積層体５の側面における放電を確実に起きないようにするには、５μｍ以上500μｍ以下としておくことが好ましい。この後退距離ｔが５μｍ未満では、隣接する内部電極層３間の積層体５の側面を経た絶縁距離が放電を起きないようにするには短いものとなるので、積層体５の側面において、または積層体５と外部との間で放電してしまう危険がある。他方、この後退距離ｔが500μｍを超える大きさでは、積層体５の内部において圧電体層２に駆動電圧がかからない圧電的に不活性部の面積が増えることとなるので、積層体５の側面における放電および積層体５と外部との間での放電は起きないようになるものの、変位量が低下することとなってしまう。また、積層体５において圧電的に不活性な部分の面積が増えるので、積層体５が伸長したときの応力が大きくなってしまうことにもなる。なお、内部電極層３の端部と外部電極６とを電気的に接続する電極引出部３Ａの長さは、後退距離ｔと同じ長さであり、上記の範囲であるのが好ましい。
【００３２】
積層体５において応力緩和機能を有する応力緩和層４は、内部電極層３よりも強度が低く、応力によってクラックが発生しやすい層として形成されている。このような応力緩和層４は、例えば、焼結が不十分な圧電体層、空孔の多い圧電体層もしくは金属層、または圧電体粒子や金属粒子が独立して分布している層などからなり、積層体５が伸長して積層体５の積層方向に引っ張り応力が加わったときに、応力緩和層４に優先して選択的にクラックが生じるので、内部電極層３や圧電体層２にクラックが入るのを防ぐものである。
【００３３】
そして、応力緩和層４は、内部電極層３よりも剛性が低く、従って圧電体層２よりも剛性が低いので、応力緩和層４において積層体５の側面から生じたクラックは、圧電体層２や内部電極層３に向けて曲がって進展することはない。従って、応力緩和層４に生じたクラックはその応力緩和層４に沿って進展するので、その応力緩和層４を挟む圧電体層２を通って近接する内部電極層３にクラックが進展して、内部電極層３がショートすることはない。
【００３４】
なお、応力緩和層４の上下に隣り合う内部電極層３は、同極（正極同士または負極同士）であることが好ましい。これは、応力緩和層４の上下に隣り合う圧電体層３間に電界を生じさせない（その圧電体層３を歪ませない）ためである。
【００３５】
本発明の積層型圧電素子において、応力緩和層４は、内部電極層３よりも空孔を多く含んでいることが好ましい。応力緩和層４を内部電極層３よりも空孔を多く含んでいるものとしておくことにより、応力緩和層４の強度が内部電極層３の強度よりも低くなり、安定して優先的にかつ選択的に応力緩和層４にクラックを発生させることができる。
【００３６】
応力緩和層４が内部電極層３よりも空孔を多く含んでいるものである場合に、応力緩和層４の空孔率（応力緩和層４の体積中に空孔が占める体積の割合）は、内部電極層３の空孔率に対して２倍以上の空孔率であることが好ましい。応力緩和層４における空孔率を内部電極層３における空孔率の２倍以上にすることにより、応力緩和層４の強度を内部電極層３の強度に対して確実に低下させることができるので、伸長および収縮に伴って積層体５の内部に応力が生じたときに、内部電極層３よりも先に応力緩和層４にクラックを生じさせることができ、それによって積層体５の内部に生じる応力を緩和することができる。
【００３７】
応力緩和層４における空孔は、円形状や、円形状のものが複数つながった形状となるのが通常である。応力緩和層４の強度を選択的にクラックが発生するように効果的に下げるには、応力緩和層４の空孔は、複数の空孔が互いにつながった形状のものであることが好ましい。
【００３８】
また、本発明の積層型圧電素子において、応力緩和層４は、互いに独立した金属部分を含んでいることが好ましい。圧電体層２を構成する圧電体よりも柔らかい金属部分を互いに独立した状態で分布させておくことにより、応力緩和層４の剛性を低くすることができるため、積層体５における応力緩和層として良好に機能するものとすることができ、積層体５の内部にクラックが進展することがないものとすることができる。これら金属部分は応力緩和層４において互いに独立した状態で、いわゆる島状に分布している。もちろん、これら金属部分は空孔とともに存在していてもよく、その場合には両者による効果を相乗的に得ることができる。なお、金属部分は応力緩和層４の中に互いに独立しているので、それら金属部分による電気的な導通はない。
【００３９】
また、応力緩和層４が含んでいる互いに独立した金属部分は、隣接する圧電体層２と部分的に接合していることが好ましい。この場合には、金属部分と圧電体層２との接合面積をさらに小さくすることができるため、応力緩和層４の強度をより低く保つことができるので、積層体５における応力緩和層としてさらに有効に機能することができるものとなる。
【００４０】
また、本発明の積層型圧電素子において、応力緩和層４は、積層体５の積層方向に所定の間隔をおいて複数配置されていることが好ましい。この場合、換言すれば周期的に複数配置されている場合には、積層体５の積層方向にわたってほぼ均等に積層体５の全体に応力を緩和することができるので、積層体５の全体にわたって多数形成されている内部電極層３や積層体５の内部にクラックが生じるのを効果的に防ぐことができる。
【００４１】
応力緩和層４を複数配置する場合には、多数形成されている内部電極層３の層数の１／２以下の層数毎に、好ましくは内部電極層３の層数の１／８以下の層数毎に、より好ましくは全層数の１／15以下の層数毎に、それぞれその層数に応じた間隔をおいて設けられているのがよい。なお、応力緩和層４の配置される間隔が内部電極層３の全層数の１／２を超える層数であると、積層体５中における応力緩和層４の数が少なくなるので、積層体５の積層方向の全体にわたって良好に応力を緩和することは困難になることとなる。ただし、積層体５の積層方向の両端部付近は、圧電体層２が内部電極層３に挟まれていない不活性部となっていて、圧電体層２が伸長したり収縮したりせず、応力が発生しない部分となっているので、応力緩和層４の配置に関して積層体５の中央付近での配置の規則性から外れていても構わない。
【００４２】
ここで、積層体５における応力緩和層４の配置に関して「所定の間隔をおいて」とは、応力緩和層４間の間隔が一定である場合はもちろんのこと、間隔にばらつきがあっても積層体５の積層方向の全域にわたって略均一に応力を緩和できる程度に間隔が近似している場合も含む。具体的には、応力緩和層４間の間隔の平均値に対して±20％の範囲内、好ましくは±15％の範囲内の間隔であればよい。
【００４３】
また、本発明の積層型圧電素子において、外部電極６には、積層型圧電素子１における外部電極６の他の例を図５（ａ）に側面図および平面図で、図５（ｂ）〜（ｄ）にそれぞれ平面図で示すように、応力緩和層４が配置されている圧電体層２間に対応する部位にスリット７を形成しておく。外部電極６にスリット７を形成してあることにより、積層体５が伸長および収縮したときに繰り返し生じて外部電極６に加わる応力を外部電極６においてスリット７によって分散させることができるので、長期間にわたる駆動によって外部電極６が積層体５の側面から剥離するのを効果的に防止することができる。
【００４４】
外部電極６に形成するスリット７は、例えば外部電極６が積層体５の側面に導電性ペーストを印刷して焼き付けることによって形成されるものであるときには、外部電極６となる導電性ペーストを印刷して焼き付けた後に、ダイシング装置などで応力緩和層４に対応する部分に切り込みを加工することによって形成できる。また、外部電極６が金属板で形成されたものであるときには、応力緩和層４に対応する部分に切り込みを加工することによってスリット７を形成することができ、この金属板をスリット７の位置を応力緩和層４の位置に合わせて外部電極６を積層体５の側面に接合すればよい。なお、図５においては積層体５および内部電極層３の図示は省略している。
【００４５】
外部電極６に形成されるスリット７は、外部電極６の幅方向（積層体５の積層方向に垂直な方向、すなわち内部電極層３に沿った方向）の全域にわたって、外部電極６の幅全体に連続して外部電極６を上下に分断しない状態で形成されていることが好ましい。この場合は、具体的には図５（ａ）に積層型圧電素子１における外部電極６の他の例を側面図および平面図で示すように、外部電極６において幅方向にわたってはいるが厚み方向に貫通していないスリット７を形成することが好ましい。また、別の構造としては、図５（ｂ）に平面図で示すように、外部電極６の左右の辺の片方にいわゆる櫛歯状に形成されていてもよいし、図５（ｃ）に示すように、左右の辺から交互に形成されていてもよいし、図５（ｄ）に示すように、対応する内部電極層３に沿って短いスリット７が複数並べて形成されていてもよい。
【００４６】
また、スリット７の幅は、外部電極６の強度を大きく低下させたり抵抗を高くしたりすることがないように、対応する内部電極層３の厚みに応じて、30μｍ以下としておくことが好ましい。また、スリット７の深さは、図５（ｂ）〜（ｄ）に示す例のようにスリット７によって外部電極６が分断されない場合には外部電極６の厚み全部にわたって外部電極６を貫通しているものとするのが応力緩和の点から好ましいが、厚み全部にわたっていなくても、半分の深さまでは形成しておくことが好ましい。
【００４７】
本発明の積層型圧電素子において、応力緩和層４は、圧電体層２間において非形成領域を有していることが好ましい。すなわち、図６（ａ）および（ｂ）にそれぞれ図４と同様の応力緩和層４を含む部位の断面図で示すように、図６（ａ）に示す例では応力緩和層４の中央部に円形状の非形成領域４Ａが、図６（ｂ）に示す例では応力緩和層４の中央部に外部電極６間に直交する方向が長軸であるような楕円形状の非形成領域４Ａが設けてある。このように応力緩和層４が圧電体層２間において非形成領域４Ａを有していることで、この非形成領域４Ａにおいて上下の圧電体層２同士を接合させておくことができるので、積層体５の駆動時に積層体５の伸長および収縮によって生じる発生力を強度の低い応力緩和層４を介さずに確実に積層体５の積層方向へ伝達することができる。また、積層型圧電素子１の駆動に伴って応力緩和層４にクラックが発生して進展した場合でも、その応力緩和層４が有している非形成領域４Ａを通して上下の圧電体層２同士を接合させておくことができるので、上下の圧電体層２同士が完全に分離してしまうことがなく、積層体５が応力緩和層４の部分でバラバラに分割されてしまうのを防止することができる。
【００４８】
応力緩和層４に設ける非形成領域４Ａの形状は、図６に示すような円形状および楕円形状の他にも、矩形状等の種々の形状とすることができる。また、非形成領域４Ａの個数も、図６に示すように中央部に１つ設ける他にも、複数であっても構わない。なお、非形成領域４Ａの位置は、応力緩和層４に生じるクラックは基本的に積層体５の側面に露出している外周から発生するので、周辺部を避けて配置しておくことが好ましい。
【００４９】
また、本発明の積層型圧電素子において、応力緩和層４が非形成領域４Ａを有している場合には、図７（ａ）および（ｂ）にそれぞれ図６（ａ）および（ｂ）と同様の応力緩和層４を含む部位の断面図で示すように、応力緩和層４は、圧電体層２間において非形成領域４Ａによって分割されていることが好ましい。さらに、応力緩和層４が非形成領域４Ａによって分割されている場合は、正極および負極の外部電極６間で非形成領域４Ａによって分割されていることが好ましい。応力緩和層４が非形成領域４Ａによって分割されているときは、積層体５の対向する側面間あるいは隣り合う側面間にわたってその非形成領域４Ａに対応して上下の圧電体層２が接合している領域を形成することができるので、前述の効果をより確実に得ることができる。すなわち、内部応力によって積層体５が応力緩和層４の部分でバラバラに分割されてしまうのを防止することができ、積層型圧電素子の駆動の際に発生力を確実に伝えることができる。また、非形成領域４Ａによって正極および負極の外部電極６間で分割されているときには、この積層型圧電素子１を液中で使用した場合でも、正極の外部電極６と負極の外部電極６との間でショートが発生することを確実に防止することができるものとなる。
【００５０】
本発明の積層型圧電素子において、図８に図１と同様の斜視図で、および図９に図２と同様のＡ−Ａ’断面における断面図で実施の形態の他の例を示すように、外部電極６の表面には導電性接合材８を介して、外部リード部材９が接合されていることが好ましい。これによれば、外部電極６に大電流を流して積層型圧電素子１を高速で駆動する場合でも、外部電極への電流供給を分散させ、導電性接合部材８および外部リード部材９に大電流を流すことができるので、外部電極６が局所発熱するのを抑制することができる。また、外部リード部材９が後述するように積層体５の伸縮方向に対してフレキシブルな構造であるので、外部電極６にスリット７を設けていても、外部リード部材９がスリット７で隔てられたそれぞれの外部電極６に電流を供給することができるので、一部の圧電体層２に電力が供給されなくなるようなおそれはない。また、外部リード部材９は外部電極６の動きに追従させることができるので、外部電極６にスリットを設けている場合であっても、外部電極６が断線することがない。なお、図８および図９に示す例において、10はリード線であり、11はリード線接続材である。リード線10は、リード線接続材11を用いて外部リード部材９に接続されている。これらリード線10およびリード線接続材11は、図１および図２に示す例における外部リード部材９および導電性接合部材８に代わるものである。
【００５１】
導電性接合材８は、導電性樹脂や半田などからなる。中でも導電性樹脂は、材質がフレキシブルなので、積層体５の変位に伴う外部電極６の変形に良好に追従できる点で好ましいものである。そのような導電性樹脂としては、導電材料として銀（Ａｇ），金（Ａｕ），ニッケル（Ｎｉ）または銅（Ｃｕ）などの金属やその合金を用いることが好ましい。特に、耐酸化性に優れ、低抵抗であり、比較的安価な銀粉末を用いるのが良い。導電性樹脂からなる導電性接合材８における導電材料は粉末として使用されるが、その形状は、抵抗値を下げ、かつ強度を上げるために、針状やフレーク状などの非球形としておくのがよい。また、導電性樹脂を構成する樹脂としては、シリコーン，エポキシ，ポリイミドまたはポリアミド等が使用できるが、高温での使用を考えると、ポリイミドを用いるのが好ましい。
【００５２】
外部リード部材９は、図１および図２に示す例におけるような線材の他にも、図10（ａ）〜（ｄ）にそれぞれその例を平面図に示すような、積層体５の伸縮に追従するような形状が好ましい。すなわち、図10（ａ）に示すような線材を積層体５の積層方向と垂直な方向に並べたものや、図10（ｂ）に示すような金属製のメッシュや、図10（ｃ）に示すような積層体５の伸縮に追従するように金属板を加工してスリットを設けたものや、図10（ｄ）に示すような積層体５の伸縮に追従するように金属板を加工して貫通孔を設けたものなどが使用可能である。これらのような外部リード部材９を用いた例が、図８および図９に示す例である。
【００５３】
外部リード部材９は、導線性接合材８によって外部電極６に接続固定されているが、外部リード部材９の一部は、導電性接合材８に埋設されていることが好ましい。これは、外部電極６への外部リード部材９の取付けの強度を高めるためである。
【００５４】
次に、本例の積層型圧電素子１の製造方法について説明する。
【００５５】
まず、圧電体層２となる圧電セラミックグリーンシートを作製する。具体的には、圧電セラミックスの仮焼粉末と、アクリル系またはブチラール系等の有機高分子からなるバインダーと、可塑剤とを混合して、セラミックスラリーを作製する。そして、ドクターブレード法あるいはカレンダーロール法等のテープ成型法を用いることにより、このセラミックスラリーを用いて圧電セラミックグリーンシートを作製する。圧電セラミックスとしては圧電特性を有するものであればよく、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：ＰｂＺｒＯ３−ＰｂＴｉＯ３）からなるペロブスカイト型酸化物等を用いることができる。また、可塑剤としては、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）またはフタル酸ジオチル（ＤＯＰ）等を用いることができる。
【００５６】
次に、内部電極層３となる内部電極層用導電性ペーストを作製する。具体的には、銀−パラジウム合金の金属粉末にバインダーおよび可塑剤を添加混合することによって、内部電極層用要導電性ペーストを作製する。この内部電極層用導電性ペーストは、内部電極層３の形成に加えて電極引出部３Ａの形成にも用いられる。なお、銀−パラジウム合金に代えて銀粉末とパラジウム粉末とを混合しても良い。
【００５７】
次に、応力緩和層４となる応力緩和層用ペーストを作製する。具体的には、例えば内部電極層用導電性ペーストよりも銀比率が高くなるように作製した金属粉末にバインダーおよび可塑剤を添加混合することによって、応力緩和層用ペーストを作製する。このとき、銀粉末とパラジウム粉末とを混合しても良いし、銀パラジウム合金の粉末を用いても良いし、内部電極層用導電性ペーストにさらに銀粉末を添加したものとしても良い。また、応力緩和層４は、内部電極層３よりも強度が低く、応力によってクラックが発生しやすい層として、多数の空孔を有するものや、粒子状のものが比較的緩く結合しているようなものや、いわゆる脆い材料で形成されているものであってもよい。この場合には、応力緩和層用ペーストとしては、後述するようなアクリルビーズ等を混合したものなど、種々のものを用いることができる。
【００５８】
次に、内部電極層用導電性ペーストを、上記の圧電セラミックグリーンシート上に、内部電極層３のパターンで、例えばスクリーン印刷法にて塗布する。なお、内部電極層用導電性ペーストを内部電極層３のパターンに塗布すると同時に、この内部電極層用導電性ペーストを用いて電極引出部３Ａのパターンにも塗布する。
【００５９】
さらに、別の圧電セラミックグリーンシート上に、応力緩和層用ペーストを応力緩和層４のパターンでスクリーン印刷法にて塗布する。この応力緩和層４のパターンは、積層体５の積層方向に垂直な断面に対して全面となるように形成しても良いし、その内部において部分的に非形成領域４Ａとなる非形成部（応力緩和層ペーストを印刷しない部分）を形成しても良い。好ましくは、非形成部を設けた方がよい。さらに、正極および負極の外部電極６間が非形成領域４Ａによって分割されているパターンで形成することが好ましい。
【００６０】
次に、内部電極層用導電性ペーストが塗布された圧電セラミックグリーンシートを所定枚数積層する。このとき、所定の間隔（圧電セラミックグリーンシートの枚数）をおいて、応力緩和層用ペーストが塗布された圧電セラミックグリーンシートを積層しておく。
【００６１】
そして、これに所定の温度で脱バインダー処理を行なった後、900〜1200℃の温度で焼成することによって、交互に積層された圧電体層２および内部電極層３と、一部の圧電体層２間に配置された応力緩和層４とを備えた積層体５を作製する。
【００６２】
この焼成過程において、応力緩和層用ペーストと内部電極層用導電性ペーストとの間で銀の濃度勾配があるため、応力緩和層用ペースト中の銀成分が内部電極層用導電性ペーストへと圧電セラミックグリーンシートを通って拡散していくため、焼成後の応力緩和層４には、金属成分が互いに独立した金属部分として残り、島状に分布しているものとなって、内部電極層３よりも剛性の低い層となる。また、このような応力緩和層４ではボイド（空孔）も多いものとなる。
【００６３】
また、圧電セラミックグリーンシートを挟んで内部電極層用導電性ペーストが塗布されていない部分に相当する応力緩和層用ペーストでは、銀の濃度勾配による銀の拡散量が減るため、後述するように、その部分であって焼成後の形状加工で除去される部分に、焼成後にダミー内部電極層となる第２の導電性ペーストを予め塗布しておくことが好ましい。
【００６４】
すなわち、第１の圧電セラミックグリーンシート上に内部電極層３および電極引出部３Ａのパターンで焼成後に内部電極層３および電極引出部３Ａとなる第１の導電性ペーストとして内部電極層用導電性ペーストをスクリーン印刷法にて塗布し、この内部電極層用導電性ペースト（第１の導電性ペースト）と所定の間隔をおいて内部電極層用導電性ペースト（第１の導電性ペースト）を取り囲んで、同じ第１の圧電セラミックグリーンシート上に焼結後にダミー内部電極層となる第２の導電性ペーストをスクリーン印刷法にて塗布する。
【００６５】
なお、第１の圧電セラミックグリーンシート上に、焼成して分割した後に複数の積層型圧電素子となるように多数個取りの内部電極層３および電極引出部３Ａのパターンで内部電極層用導電性ペースト（第１の導電性ペースト）を印刷した場合は、それぞれの内部電極層用導電性ペースト（第１の導電性ペースト）のパターンに対して、所定の間隔をおいてそれらパターンの間に配置されるように第２の導電性ペーストを印刷すればよい。
【００６６】
その後、前述したのと同様に、内部電極層用導電性ペースト（第１の導電性ペースト）および第２の導電性ペーストが塗布された第１の圧電セラミックグリーンシートを所定枚数積層する。このとき、所定の間隔（圧電セラミックグリーンシートの枚数）をおいて、応力緩和層用ペーストとしての第３の導電性ペーストが塗布された第２の圧電セラミックグリーンシートを積層しておく。
【００６７】
そして、これに所定の温度で脱バインダー処理を行なった後、900〜1200℃の温度で焼成することによって、交互に積層された圧電体層２およびダミー内部電極層に取り囲まれた内部電極層３と、一部の圧電体層２間に配置された応力緩和層４とを備えた積層体５を作製する。
【００６８】
この場合には、第１または第２の圧電セラミックグリーンシートを挟んで内部電極層用導電性ペースト（第１の導電性ペースト）が塗布されていない部分に相当する応力緩和層用ペースト（第３の導電性ペースト）では、内部電極層用導電性ペースト（第１の導電性ペースト）と並べて所定の間隔をおいて塗布された第２の導電性ペーストに対する濃度勾配によっても銀の拡散が促進されるので、焼成後の応力緩和層４には、金属成分が互いに独立した金属部分として残り、島状に分布しているものとなって、内部電極層３よりも剛性が低く、ボイド（空孔）も多い応力緩和層４が形成できる。なお、上記の第２の導電性ペーストには、内部電極層用導電性ペースト（第１の導電性ペースト）と同じペーストか、内部電極層用導電性ペースト（第１の導電性ペースト）よりも銀比率の低い（いずれの場合も応力緩和層用ペースト（第３の導電性ペースト）よりも銀比率が低い）銀パラジウムからなるペーストを用いればよい。好ましくは、内部電極層用導電性ペースト（第１の導電性ペースト）と同じペーストを用いて、所定の間隔をおいて内部電極層のパターンとダミー内部電極層のパターンとを同時に塗布することが、ペーストのパターンの精度やペースト塗布の生産性の点で良好である。
【００６９】
なお、応力緩和層４の形成は、上記の製造方法によるものに限定されるものではない。例えば、応力緩和層用ペーストとしては、焼成中に飛散消失する物質（例えば、アクリルビーズ）と銀パラジウム粉末、バインダーおよび可塑剤とを混合したものや、焼成中に飛散消失する物質（例えば、アクリルビーズ）と圧電セラミックスの仮焼粉末，バインダーおよび可塑剤とを混合したものを用いることができる。
【００７０】
アクリルビーズは、焼成中に飛散消失することからその部分が空孔となって残るので、空孔の多い応力緩和層４を形成することができる。応力緩和層４における空孔の量は、応力緩和層用ペーストに含有させるアクリルビーズの量によって調整できる。
【００７１】
次に、焼成して得られた積層体５に、平面研削盤等を用いて所定の形状になるよう側面に研削加工処理を施す。前述の第２の導電性ペーストを塗布したことによってダミー内部電極層が形成された部分は、この形状加工（側面への研削加工）によって、圧電体層２の外周部分とともに除去される。これにより、圧電体層２および内部電極層３が交互に積層されているとともに圧電体層２間の一部に応力緩和層４が配置されている積層体５を作製する。
【００７２】
その後、銀を主成分とし、ガラスを含む銀ガラス導電性ペーストを、外部電極６のパターンで、積層体５の内部電極層３と電気的に接続された電極引出部３Ａが導出された側面に印刷し、650〜750℃で焼き付けを行ない、外部電極６を形成する。
【００７３】
その後、必要に応じて、応力緩和層４に対応する部分の外部電極６にダイシング装置などを用いてスリット７を形成する。
【００７４】
次に、導電性接合材（半田）８を介して外部リード部材９を外部電極６の表面に接続し固定する。ここで、大電流を流して高速で駆動する用途に用いる積層型圧電素子１の場合は、外部電極６にスリット７を形成した後に、導電性接合材８にて、外部リード部材９を接続固定する。
【００７５】
その後、一対の外部電極６にそれぞれ接続した外部リード部材９から0.1〜３ｋＶ／ｍｍの直流電界を印加し、積層体５を構成する圧電体層２を分極することによって、積層型圧電素子１が完成する。この積層型圧電素子１は、外部リード部材９を介して外部電極６と外部の電源とを接続して、圧電体層２に駆動電圧を印加することにより、各圧電体層２を逆圧電効果によって大きく変位させることができる。これにより、例えばエンジンに燃料を噴射供給する自動車用燃料噴射弁として機能させることが可能となる。
【００７６】
次に、本発明の噴射装置の実施の形態の例について説明する。図11は、本発明の噴射装置の実施の形態の一例を示す概略断面図である。
【００７７】
図11に示すように、本例の噴射装置19は、一端に噴射孔21を有する収納容器（容器）23の内部に上記の例の積層型圧電素子１が収納されている。
【００７８】
収納容器23内には、噴射孔21を開閉することができるニードルバルブ25が配設されている。噴射孔21には流体通路27がニードルバルブ25の動きに応じて連通可能になるように配設されている。この流体通路27は外部の流体供給源に連結され、流体通路27に常時高圧で流体が供給されている。従って、ニードルバルブ25が噴射孔21を開放すると、流体通路27に供給されていた流体が外部または隣接する容器、例えば内燃機関の燃料室（図示せず）に、噴射孔21から吐出されるように構成されている。
【００７９】
また、ニードルバルブ25の上端部は、他の部位よりも内径の大きなピストン部31であり、このピストン部31はシリンダ状の収納容器23の内壁と摺動するようになっている。そして、収納容器23内には、上述した例の本発明の積層型圧電素子１が収納されている。
【００８０】
このような噴射装置19では、積層型圧電素子１が電圧を印加されて伸長すると、ピストン31が押圧され、ニードルバルブ25が噴射孔21に通じる流体通路27を閉塞し、流体の供給が停止される。また、電圧の印加が停止されると積層型圧電素子１が収縮し、皿バネ33がピストン31を押し返し、流体通路27が開放され噴射孔21が流体通路27と連通して、噴射孔21から流体の噴射が行なわれるようになっている。
【００８１】
なお、積層型圧電素子１に電圧を印加することによって流体通路27を開放し、電圧の印加を停止することによって流体通路27を閉鎖するように構成してもよい。
【００８２】
また、本例の噴射装置19は、噴射孔21を有する容器23と、上記の例の積層型圧電素子１とを備え、容器23内に充填された流体を積層型圧電素子１の駆動により噴射孔21から吐出させるように構成されていてもよい。すなわち、積層型圧電素子１が必ずしも容器23の内部にある必要はなく、積層型圧電素子１の駆動によって容器23の内部に流体の噴射を制御するための圧力が加わるように構成されていればよい。なお、本例の噴射装置19において、流体とは、燃料，インク等の他、導電性ペースト等の種々の液体および気体が含まれる。本例の噴射装置19を用いることによって、流体の流量および噴出タイミングを長期にわたって安定して制御することができる。
【００８３】
上記の例の積層型圧電素子１を採用した本例の噴射装置19を内燃機関に用いれば、従来の噴射装置に比べてエンジン等の内燃機関の燃焼室に燃料をより長い期間にわたって精度よく噴射させることができる。
【００８４】
次に、本発明の燃料噴射システムの実施の形態の例について説明する。図12は、本発明の燃料噴射システムの実施の形態の一例を示す概略図である。
【００８５】
図12に示すように、本例の燃料噴射システム35は、高圧流体としての高圧燃料を蓄えるコモンレール37と、このコモンレール37に蓄えられた高圧流体を噴射する複数の上記の例の噴射装置19と、コモンレール37に高圧流体を供給する圧力ポンプ39と、噴射装置19に駆動信号を与える噴射制御ユニット41とを備えている。
【００８６】
噴射制御ユニット41は、外部情報または外部からの信号に基づいて高圧流体の噴射の量およびタイミングを制御する。例えば、エンジンの燃料噴射に本例の燃料噴射システム35を用いた場合であれば、エンジンの燃焼室内の状況をセンサ等で感知しながら燃料噴射の量およびタイミングを制御することができる。圧力ポンプ39は、燃料タンク43から流体燃料を高圧でコモンレール37に供給する役割を果たす。例えばエンジンの燃料噴射システム35の場合には1000〜2000気圧（約101ＭＰａ〜約203ＭＰａ）程度、好ましくは1500〜1700気圧（約152ＭＰａ〜約172ＭＰａ）程度の高圧にしてコモンレール37に流体燃料を送り込む。コモンレール37では、圧力ポンプ39から送られてきた高圧燃料を蓄え、噴射装置19に適宜送り込む。噴射装置19は、前述したように噴射孔21から一定の流体を外部または隣接する容器に噴射する。例えば、燃料を噴射供給する対象がエンジンの場合には、高圧燃料を噴射孔21からエンジンの燃焼室内に霧状に噴射する。
【００８７】
なお、本発明は、上記の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行なうことは何ら差し支えない。例えば、積層型圧電素子１における外部電極６は、上記の例では積層体５の対向する２つの側面に１つずつ形成したが、２つの外部電極６を積層体５の隣り合う側面に形成してもよいし、積層体５の同一の側面に形成してもよい。また、積層体５の積層方向に直交する方向における断面の形状は、上記の実施の形態の例である四角形状以外に、六角形状や八角形状等の多角形状、円形状、あるいは直線と円弧とを組み合わせた形状であっても構わない。
【００８８】
本例の積層型圧電素子１は、例えば、圧電駆動素子（圧電アクチュエータ），圧力センサ素子および圧電回路素子等に用いられる。駆動素子としては、例えば、自動車エンジンの燃料噴射装置，インクジェットのような液体噴射装置，光学装置のような精密位置決め装置，振動防止装置が挙げられる。センサ素子としては、例えば、燃焼圧センサ，ノックセンサ，加速度センサ，荷重センサ，超音波センサ，感圧センサおよびヨーレートセンサが挙げられる。また、回路素子としては、例えば、圧電ジャイロ，圧電スイッチ，圧電トランスおよび圧電ブレーカーが挙げられる。
【実施例】
【００８９】
本発明の積層型圧電素子の実施例について以下に説明する。【００９０】
本発明の積層型圧電素子を備えた圧電アクチュエータを以下のようにして作製した。まず、平均粒径が0.4μｍのチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：ＰｂＺｒＯ３−ＰｂＴｉＯ３）を主成分とする圧電セラミックスの仮焼粉末、バインダーおよび可塑剤を混合したセラミックスラリーを作製した。このセラミックスラリーを用いてドクターブレード法により厚み100μｍの圧電体層となる圧電セラミックグリーンシートを作製した。【００９１】
また、銀−パラジウム合金にバインダーを加えて、内部電極層および電極引出部となる内部電極層用導電性ペースト（第１の導電性ペースト）を作製した。このときの銀−パラジウム比率は、銀95質量％−パラジウム５％であった。【００９２】
また、銀−パラジウム合金にバインダーを加えて、応力緩和層となる応力緩和層用ペースト（第３の導電性ペースト）を作製した。このときの銀−パラジウム比率は、銀99質量％−パラジウム１％であった。【００９３】
次に、第１の圧電セラミックグリーンシートの片面に、内部電極層用導電性ペースト（第１の導電性ペースト）を、図３に示すパターンでスクリーン印刷法により印刷した。【００９４】
なお、焼成後の形状加工によって除去される部分に相当する積層体の外周部分となる第１の圧電セラミックグリーンシートにも、内部電極層用導電性ペースト（第１の導電性ペースト）と同じ組成の第２の導電性ペーストにて、ダミー内部電極層となるパターンの印刷を行なった。【００９５】
また、別の第２の圧電セラミックグリーンシートの片面に、応力緩和層用ペースト（第３の導電性ペースト）を、図４に示すパターンでスクリーン印刷法にて印刷した。【００９６】
内部電極層用導電性ペースト（第１の導電性ペースト）および第２の導電性ペーストが印刷された第１の圧電セラミックグリーンシート20枚に対して１枚の割合で、応力緩和層用ペースト（第３の導電性ペースト）が印刷された第２の圧電セラミックグリーンシートを積層した。内部電極層用導電性ペースト（第１の導電性ペースト）および第２の導電性ペーストが印刷された第１の圧電セラミックグリーンシートは合計300枚を、応力緩和層用ペースト（第３の導電性ペースト）が印刷された第２の圧電セラミックグリーンシートは合計15枚を積層した。【００９７】
そして、これを980〜1100℃で焼成することにより積層体を得た。得られた積層体を、平面研削盤を用いて所定の形状に研削して形状加工した。このとき、第２の導電性ペーストが印刷されてダミー内部電極層が形成された部分は、研削により圧電体層の外周部分とともに積層体から除去された。【００９８】
次に、銀粉末にガラス，バインダーおよび可塑剤を添加して作製した銀ガラスペーストを外部電極のパターンで積層体の側面に印刷し、700℃で焼き付けを行ない、外部電極を形成した。そして、この外部電極に、導電性接合材として半田を用いて外部リード部材としてリード線を接続固定した。【００９９】
以上により、内部電極層は積層体の側面に露出しておらず、応力緩和層は積層体の側面に露出している実施例の積層型圧電素子（試料番号１）を作製した。【０１００】
このとき、応力緩和層には、銀を主成分とする金属部分が互いに独立して島状に分布していた。この独立した金属部分の大きさは、平均で２μｍであった。【０１０１】
また、応力緩和層の空孔率は60％であった。一方、内部電極の空孔率は10％であった。なお、空孔率は、積層体を積層方向に平行な断面でカットし、その断面を鏡面仕上げし、金属顕微鏡にて撮影して、視野中に占める空孔の面積の割合から空孔率を算出した。【０１０２】
また、比較例１として、応力緩和層を積層せず、内部電極層を側面に露出させた積層体を作製し、この積層体の側面をシリコーン樹脂にてコートした積層型圧電素子（試料番号２）を作製した。【０１０３】
また、比較例２として、応力緩和層を積層せず、内部電極層を側面に露出させていない積層体を作製して、積層型圧電素子（試料番号３）を作製した。【０１０４】
次に、試料番号１〜３の各積層型圧電素子について、外部リード部材を介して外部電極に３ｋＶ／ｍｍの直流電界を15分間印加して、圧電体層の分極処理を行なった。【０１０５】
これら試料番号１〜３の積層型圧電素子に、それぞれ150℃の雰囲気下で、０Ｖ〜＋160Ｖの交流電圧を150Ｈｚの周波数で印加して、１×10７回まで連続駆動した耐久性試験を行なった。得られた結果を表１に示す。【０１０６】
【表１】
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【０１０７】
表１に示すように、本発明の実施例の積層型圧電素子（試料番号１）は、１×10７回まで連続駆動しても、異常は見られなかった。これは、内部電極層を積層体の側面に露出させていないことで、高温での駆動においても積層体の側面での放電の発生を防止することができ、また、積層体の側面に露出している応力緩和層を設けていることで、積層体の伸長および収縮によって繰り返し生じる応力に対して、応力緩和層にクラックを選択的に生じさせることができ、これによって積層体の応力を緩和することができたことから、圧電体層および内部電極層にクラックが生じなかったためである。【０１０８】
一方、比較例１の積層型圧電素子（試料番号２）の場合は、積層体の側面にコートしたシリコーン樹脂が、高温での使用で酸化して劣化したために、積層体の側面との密着力がなくなって剥離し、積層体の側面に露出した内部電極層間で放電が生じてショートしてしまいスパークしてしまったために、２×10６回の連続駆動でストップしてしまった。【０１０９】
また、比較例２の積層型圧電素子（試料番号３）の場合は、積層体の伸長および収縮によって繰り返し生じる応力に耐えきれずに、圧電体層の側面から発生したクラックが内部電極層間を通過して進展したために、積層体の内部でショートが発生してスパークしてしまったために、１×10６回の連続駆動でストップしてしまった。【０１１０】
次に、応力緩和層に相当する部分の外部電極にスリットを設けた以外は、試料番号１と同じ積層型圧電素子（試料番号４）を作製した。このスリットは、外部電極の幅方向の全体にわたるように形成し、深さは外部電極の表面から厚み方向の１／２のところまでの深さとし、スリットの幅は30μｍとした。【０１１１】
この試料番号４の積層型圧電素子について、同様に150℃の雰囲気下で、０Ｖ〜＋160Ｖの交流電圧を150Ｈｚの周波数で印加して、５×10７回まで連続駆動したところ、特に異常の発生は認められなかった。【０１１２】
次に、図７（ａ）に示すパターンで応力緩和層を形成した以外は、試料番号１と同じ積層型圧電素子（試料番号５）を作製した。【０１１３】
この試料番号５の積層型圧電素子について、同様に150℃の雰囲気下で、０Ｖ〜＋160Ｖの交流電圧を150Ｈｚの周波数で印加して、５×10７回まで連続駆動したところ、これも特に異常の発生は認められなかった。【０１１４】
次に、図10（ｃ）に示す例外部リード部材を、導電性接合材として銀粉末を分散させたポリイミド樹脂を用いて外部電極の表面に接合した以外は、試料番号１と同じ積層型圧電素子（試料番号６）を作製した。【０１１５】
この試料番号６の積層型圧電素子について、同様に150℃の雰囲気下で、０Ｖ〜＋160Ｖの交流電圧を150Ｈｚの周波数で印加して、５×10７回まで連続駆動したところ、これも特に異常の発生は認められなかった。
【符号の説明】
【０１１６】
１・・・積層型圧電素子
２・・・圧電体層
３・・・内部電極層
３Ａ・・・電極引出部
４・・・応力緩和層
４Ａ・・・非形成領域
５・・・積層体
６・・・外部電極
７・・・スリット
８・・・導電性接合材
９・・・外部リード部材
10・・・リード線
11・・・リード線接続材
19・・・噴射装置
21・・・噴射孔
23・・・収納容器（容器）
25・・・ニードルバルブ
27・・・流体通路
29・・・シリンダ
31・・・ピストン
33・・・皿バネ
35・・・燃料噴射システム
37・・・コモンレール
39・・・圧力ポンプ
41・・・噴射制御ユニット
43・・・燃料タンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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