【事件の表示】
　特許第３０７９８１１号「圧電アクチュエータ」の請求項１に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３０７９８１１号の請求項１に係る特許を維持する。
【理　由】
（１）手続きの経緯
　本件特許第３０７９８１１号の請求項１に係る発明についての出願は、平成４年１１月１９日に出願され、平成１２年６月２３日にその特許の設定登録がなされ、その後、株式会社村田製作所より特許異議の申立てがなされ、平成１３年６月２５日付けで取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１３年８月６日に訂正請求がなされたものである。
（２）訂正の適否についての判断
ア．訂正の内容
＊訂正事項ａ
　特許請求の範囲の請求項１における「初期状態における該圧電体の比誘電率εr が通常値より低く構成され」を、「分極処理後の初期状態における該圧電体の比誘電率εr が該圧電体の使用中に比誘電率の変化がほとんどない状態における比誘電率より５〜２０％低く構成され」と訂正する。
＊訂正事項ｂ
　本件特許明細書の段落０００７の第３乃至４行目における「初期状態における該圧電体の比誘電率εr が通常値より低く構成され」を、「分極処理後の初期状態における該圧電体の比誘電率εr が該圧電体の使用中に比誘電率の変化がほとんどない状態における比誘電率より５〜２０％低く構成され」と訂正する。
イ．訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　上記訂正事項ａは、特許請求の範囲の請求項１における「初期状態における該圧電体の比誘電率εr が通常値より低く構成され」を「分極処理後の初期状態における該圧電体の比誘電率εr が該圧電体の使用中に比誘電率の変化がほとんどない状態における比誘電率より５〜２０％低く構成され」と訂正するもので、「初期状態」及び「通常値より低く構成され」の点について、それぞれ「分極処理後の初期状態」であること及び「圧電体の使用中に比誘電率の変化がほとんどない状態における比誘電率より５〜２０％低く構成」することを説明し、その範囲を限定するものであるから、明りょうでない記載の釈明及び特許請求の範囲の減縮を目的としたものであり、当該訂正は、願書に添付した明細書に記載した事項の範囲内のものであり、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものではない。
　上記訂正事項ｂは、請求項１が訂正事項ａのように訂正されたことに伴い特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載との整合を図るための訂正で、明りょうでない記載の釈明を目的としたものであり、願書に添付した明細書に記載した事項の範囲内のものであり、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものではない。
ウ．むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号）附則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる、特許法第１２０条の４第３項で準用する特許法第１２６条第１項ただし書、第２項乃至第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
（３）特許異議申立てについての判断
ア．申立ての理由の概要
　申立人は、証拠として、甲第１号証（第５回強誘電体応用会議講演予稿集（昭和６０年５月発行）８９〜９０頁、３１−Ｖ−９「積層型圧電アクチュエータの温度特性」）及び甲第２号証（JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS VOL.30,NO.9B,SEPTEMBER,1991,PP.2228−2231）を提示し、本件発明は、甲第１号証及び甲第２号証に記載された発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたから、本件発明についての特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものである旨主張している。
　更に、申立人は、本件特許明細書には次のとおりの記載不備があり、特許法第３６条第４、５項の規定に違反してなされたものであり、特許を取り消すべきである旨主張している。
ａ　特許請求の範囲の請求項１において、「初期状態における該圧電体の比誘電率εr が通常値より低く構成され」とあるが、「通常値」とはいかなる値を取るのか不明確である。また、発明の詳細な説明の欄にも定義はなされていない。
　つまり、「通常値」は、従来の分極法で分極した際のεr か、もしそうだとすれば、従来の分極法とは高温での分極法か（【０００８】欄から推測して）、あるいは使用中のεr か（図１から推測して）、またそれ以外の値を指すのか、まったく不明で、その権利範囲の外延が著しく不明確である。
ｂ　同特許請求の範囲の請求項１において、「初期状態」とあるが、この部分も不明瞭である。
　駆動前の状態か、分極後の使用前の状態か、それ以外の状態を指すのか、まったく不明で、その権利範囲の外延が著しく不明確である。
ｃ　本件発明の特許請求の範囲において、「・・・使用中の電気機械結合係数Ｋｐと比誘電率εr の平方根との積がほぼ一定とされている・・・」と記載されているが、その「ほぼ一定」がいかなる範囲を取るのか不明確である。明細書の実施例では、変動幅約２％程度のものが開示されているが（【００１３】欄）、３％になるとほぼ一定でないのか、など、その範囲がまったく不明で、その権利範囲の外延が著しく不明確である。
ｄ　本件発明の特許請求の範囲において、「・・・変位量がほぼ一定に保たれる・・・」と記載されているが、その「ほぼ一定」がいかなる範囲を取るのか不明確であり、その権利範囲の外延が著しく不明確である。
ｅ　さらに「使用中」なる用語については、正に駆動している最中のεr 、Ｋｐを指すものと思われるが、もしそうだとすれば、そのようなεr 、Ｋｐはどのようにして測定するのか、当業者が再現実施できる程度に開示されていない。
イ．特許法第３６条第４、５項違反について
ａの点について
　「通常値」については、「圧電体の比誘電率εr が該圧電体の使用中に比誘電率の変化がほとんどない状態における比誘電率」と訂正されたことにより、明りょうとなっており、その権利範囲の外延は明確であるといえる。
ｂの点について
　「初期状態」については、「分極処理後の初期状態」と訂正されたことにより、分極後の使用前の状態を指す点が明りょうとなっており、その権利範囲の外延は明確であるといえる。
ｃ及びｄの点について
  「ほぼ一定」とは、本件発明の課題に照らし、初期から耐久後までの変動幅が、当業者からみて変動幅が一定とみても差し支えない程度の範囲内にあることを意味するものとするのが相当である。　してみれば、ほぼ一定とされる範囲の明記がなくても不明りょうであるとはいえず、またそのためにその権利範囲の外延が不明確であるともいえない。
ｅの点について
  「使用中」なる用語については、正に駆動している最中のεr 、Ｋｐを指すものではあるが、εr 、Ｋｐの値は、各耐久回数毎にその数値の測定が可能であり、その測定方法は周知であるから、当業者が再現実施可能である（特許明細書の段落００１３及び図２の記載参照）。
　よって、本件特許明細書には申立人主張のような記載不備はない。
ウ．特許法第２９条第２項違反について
（本件発明）
　訂正明細書の本件発明は、特許請求の範囲の請求項１に記載された次のとおりのものである。
「圧電セラミックスから形成された圧電体より構成された圧電アクチュエータであって、分極処理後の初期状態における該圧電体の比誘電率εr が該圧電体の使用中に比誘電率の変化がほとんどない状態における比誘電率より５〜２０％低く構成され、使用中の比誘電率εr の増加分が電気機械結合係数Ｋｐ値の減少分を補い使用中の電気機械結合係数Ｋｐと比誘電率εr の平方根との積がほぼ一定とされていることにより、変位量がほぼ一定に保たれることを特徴とする圧電アクチュエータ。」（以下本件発明という）
（甲号証記載の発明）
　異議申立人が提出した甲第１号証には、ＰＺＴを主成分とする積層型圧電アクチュエータの温度特性について開示されている。
　そして、室温で分極した圧電アクチュエータの温度特性が図５に記載されており、発生変位には若干の温度依存性があり、温度上昇にともなう分極の減少に起因する収縮も存在することが記載されている。更に、同号証には図３に関連して、「発生変位は４０℃付近で最高値を示すが、温度変化は最高値の１０％程度と小さいものである」と記載され、図７には、使用中には素子温度が一定温度に落ち着くことが記載されている。
　次に異議申立人が提出した甲第２号証には、ＰＺＴを主成分とする圧電アクチュエータの温度と誘電率との関係が記載され、Ｆｉｇ．４及びその説明箇所には、温度が上昇するにつれて電気機械結合係数が減少することが示されている。更に、３．４欄には、２０℃から１８０℃で、圧電定数（ｄ３１）が一定となる旨の記載がなされている。
（対比・判断）
　本件発明と甲第１乃至２号証に記載された発明とを対比すると、甲第１乃至２号証には変位量の経時変化について記載も示唆もない（甲第１号証の図７には、使用中には素子温度が一定温度に落ち着くことが記載されているが、これは発生変位の温度依存性を示しているのみであり、変位量の経時変化を示すものではない。）ばかりでなく、本件発明の必須の構成要件である、圧電セラミックスから形成された圧電体より構成された圧電アクチュエータにおいて、「分極処理後の初期状態における該圧電体の比誘電率εr が該圧電体の使用中に比誘電率の変化がほとんどない状態における比誘電率より５〜２０％低く構成」する点についても記載も示唆もない。
　しかも本件発明は、上記の点を備えることにより「経時の変位量の変動が低減されるため、安定した変位で駆動することができる。したがって駆動用電源の電圧又は電流を制御するための複雑な制御用電源回路が不要となり、コストの低減を図ることができる。」という明細書記載（段落００１８参照）の作用効果を奏するものである。
　したがって、本件発明が、甲第１乃至２号証に記載された発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものとは認めることはできない。
（４）むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、本件請求項１に係る発明についての特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件請求項１に係る発明についての特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年１２月１１日（２００１．１２．１１）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
＊訂正事項ａ
　特許請求の範囲の減縮を目的として、特許請求の範囲の請求項１における「初期状態における該圧電体の比誘電率εｒが通常値より低く構成され」を、「分極処理後の初期状態における該圧電体の比誘電率εｒが該圧電体の使用中に比誘電率の変化がほとんどない状態における比誘電率より５〜２０％低く構成され」と訂正する。
＊訂正事項ｂ
　明りょうでない記載の釈明を目的として、本件特許明細書の段落０００７の第３乃至４行目における「初期状態における該圧電体の比誘電率εｒが通常値より低く構成され」を、「分極処理後の初期状態における該圧電体の比誘電率εｒが該圧電体の使用中に比誘電率の変化がほとんどない状態における比誘電率より５〜２０％低く構成され」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
圧電アクチュエータ
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　圧電セラミックスから形成された圧電体より構成された圧電アクチュエータであって、分極処理後の初期状態における該圧電体の比誘電率εｒが該圧電体の使用中に比誘電率の変化がほとんどない状態における比誘電率より５〜２０％低く構成され、使用中の比誘電率εｒの増加分が電気機械結合係数Ｋｐ値の減少分を補い使用中の電気機械結合係数Ｋｐと比誘電率εｒの平方根との積がほぼ一定とされていることにより、変位量がほぼ一定に保たれることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
　【産業上の利用分野】
　本発明は、自動車などに用いられる圧電アクチュエータに関する。
　【従来の技術】
　近年、電磁力を利用したアクチュエータに代わって、例えば特開昭６２−２９１１８７号公報、実開昭６４−３０８６５号公報などに開示されているように、チタン酸ジルコン酸鉛（以下ＰＺＴという）などの圧電セラミックスを利用した圧電アクチュエータが提案されている。
　この圧電アクチュエータは低消費電力で発熱が少なく、また小型で高速駆動が可能なため、各種の機械的駆動素子として極めて有望である。ただ圧電効果による機械的変位は本質的に極めて小さいので、大きな変位量を得るために、板状の圧電体と電極板とを交互に多重に積層した構造の圧電積層体として提供されている。
　【発明が解決しようとする課題】
　ところが、例えばＰＺＴ圧電体を用いた圧電アクチュエータでは、特に自動車用など高温高荷重での使用中に変位量の低下（変位劣化）が生じ、所望の変位量が得られなくなるという問題がある。そのため変位量を一定とするためには、駆動用電源の電圧又は電流を制御するための複雑な制御用電源回路が必要となり、コスト面などから圧電アクチュエータの利用拡大の障害となっている。
　そこで本発明者らは、圧電アクチュエータの使用中に変位量が低下する原因を鋭意研究した結果、圧電体の電気機械結合係数Ｋｐ（以下Ｋｐという）が使用中に低下することが大きな原因であることを見出した。そしてＫｐは使用中の圧力，温度，電圧などの負荷によって低下し、このＫｐの低下は、主としてドメインの９０°スイッチングに起因していることも見出した。しかしＫｐの低下を防止する手段は今のところ見つかっていない。
　本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、使用中の変位量の低下を防止することを目的とする。
　【課題を解決するための手段】
　上記課題を解決する本発明の圧電アクチュエータは、圧電セラミックスから形成された圧電体より構成された圧電アクチュエータであって、分極処理後の初期状態における圧電体の比誘電率εｒが圧電体の使用中に比誘電率の変化がほとんどない状態における比誘電率より５〜２０％低く構成され、使用中のεｒの増加分がＫｐ値の減少分を補い使用中のＫｐとεｒの平方根との積がほぼ一定とされていることにより、変位量がほぼ一定に保たれることを特徴とする。
　【作用】
　圧電体は分極処理されてから使用されるが、その分極の条件としては、圧電素子の自発分極の配列が最も整った状態の比誘電率とするのが好ましいとされ、通常２０〜５０ｋｖ／ｃｍ，温度８０〜１３０℃の条件で分極されている。この条件で得られる比誘電率εｍａｘ（ε３３Ｔ／ε０）は材料組成により異なる。そしてこのように高温で分極された圧電体は、一般に使用中の比誘電率の変化がほとんどない。
　ところが本発明者は、初期状態における圧電体の比誘電率εｒをεｍａｘより小さく設定しておくことにより、使用中に比誘電率εｒが増大してεｍａｘと同等となることを見出した。さらに、圧電アクチュエータとしての使用時の変位量の経時変化は、Ｋｐと比誘電率εｒの平方根εｒ１／２の積（Ｋｐ・εｒ１／２）と相関関係があり、Ｋｐ・εｒ１／２値を変位量の代用値として使用することができることも明らかになった。
　したがって本発明では、初期状態における圧電体の比誘電率εｒを通常値より低い値とする。これにより使用中には比誘電率εｒが増大するため、使用中のＫｐとεｒ１／２の積をほぼ一定とすることができ、その結果圧電アクチュエータの使用中の変位量をほぼ一定とすることができる。
　比誘電率εｒの通常値からの下げ幅としては、通常値の５〜２０％程度低い値とするのが望ましい。下げ幅が５％より少ないと使用中の比誘電率の上昇がほとんどなく、Ｋｐとεｒ１／２の積が低下し変位量が低下するようになる。一方、比誘電率εｒが通常値から２０％以上低くなると、比誘電率εｒの初期値が低すぎるために、所望の変位量が得られない。なお、初期の比誘電率を低下させる方法としては、常温で分極する方法や、エージング処理などがある。
　【実施例】
　以下、試験例，実施例及び従来例により具体的に説明する。なお、用いた圧電体は、Ｐｂ０．８９Ｓｒ０．１１（Ｚｒ０．５５Ｔｉ０．４４Ｎｂ０．０１）Ｏ３の組成のＰＺＴ圧電体である。
（試験例）
　直径１５ｍｍの円板状のＰＺＴ圧電体の表裏両面に銀ペーストを印刷して全面電極を形成し、２２℃，６０℃及び１００℃の各温度で分極して、電気機械結合係数Ｋｐと比誘電率εｒを測定した。結果を図４に示す。分極条件は、それぞれの温度のシリコンオイル中にＰＺＴ圧電体を浸漬し、厚さ方向に３ｋｖ／ｍｍの電圧を印加し５分間保持して行った。なお比誘電率εｒは、分極方向と平行方向に測定して得られるε３３Ｔ／ε０である。
　図４より、分極温度が低くなるにつれてεｒが減少していることが明らかである。また分極温度が低くなるにつれてＫｐは逆に増大傾向を示している。そこで以下の実施例では、２２℃の常温で分極されたＰＺＴ圧電板を用いることとする。
（実施例）
　次に、２２℃で分極されたＰＺＴ圧電体について、１００℃のオイルバス中で３０ＭＰａの初期荷重を印加し、０〜８００Ｖの電圧を繰り返し印加する耐久試験を行い、初期と耐久後のＫｐ及びεｒを測定した。結果を図１に示す。
　図１より、耐久回数が多くなるにつれてＫｐは低下している。本発明のようにεｒを初期に低くすることは、結果的にＫｐ値を増大させることとなり、この点からも有利である。一方εｒは、初期状態では２６００以下と低いが、耐久開始後に急激に増大して従来と同程度になってから安定している。
　そして上記Ｋｐとεｒの値から、各耐久回数毎にＫｐとεｒ１／２の積を算出し、結果を図２に示す。その結果、初期から耐久後までのＫｐとεｒ１／２の積の変動幅は約２％程度であり、極めて安定していることがわかる。この結果から、このＰＺＴ圧電体を用いれば、変位量が一定の圧電アクチュエータが得られることが推定される。
　そこで、２２℃で分極されたＰＺＴ圧電体を、直径１５ｍｍ、厚さ０．０３ｍｍの銅製電極板とともに交互に５０枚積層し、電極板が一つおきに同極となるように一対の外部電極を形成して積層型圧電アクチュエータを形成し、上記と同様の耐久試験を行って変位量の変化を調べた。その結果を図３に示す。
　図３より、本実施例の圧電アクチュエータは初期と耐久後の変位量の変動が小さく、安定した変位量を示していることがわかる。そして図２と図３とはよく一致し、変位量はＫｐとεｒ１／２の積によって代用することができることが明らかである。
（従来例）
　１００℃で分極されたＰＺＴ圧電体について、１００℃のオイルバス中で０〜８００Ｖの電圧を繰り返し印加する耐久試験を行い、初期と耐久後のＫｐ及びεｒを測定した。結果を図１に示す。
　図１より、実施例と同様に耐久回数が多くなるにつれてＫｐは低下している。またＫｐは実施例に比べて全体に低い。一方εｒは、初期から高い値を示し、耐久後もほとんど変化がない。
　そして上記Ｋｐとεｒの値から、各耐久回数毎にＫｐとεｒ１／２の積を算出し、結果を図２に示す。その結果、初期から耐久後までのＫｐとεｒ１／２の積の変動幅は約１５．７％程度であり、実施例に比べて変動幅が大きい。
　次に、１００℃で分極されたＰＺＴ圧電体を、実施例と同様に電極板を介して５０枚積層して積層型圧電アクチュエータとし、上記と同様の耐久試験を行って変位量の変化を調べた。その結果を図３に示す。
　図３より、本従来例の圧電アクチュエータは初期と耐久後の変位量の変動が大きく、耐久試験により変位量が大きく低下している。すなわち安定した変位量が得られないことがわかる。この結果は図２とよく一致し、この従来例からも変位量がＫｐとεｒ１／２の積によって代用することができることがわかる。
　なお、本実施例ではＰＺＴ系圧電体を用いたが、本発明はこれに限られるものではなく、ＢａＴｉＯ３系、ＰｂＴｉＯ３系、あるいはＰｂＴｉＯ３−ＰｂＺｒＯ３−Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３系などの圧電セラミックスも用いることができる。また比誘電率εｒとしては、ε３３Ｔ／ε０ばかりでなく、ε２２Ｔ／ε０やε１１Ｔ／ε０も用いることができる。
　【発明の効果】
　すなわち本発明の圧電アクチュエータによれば、経時の変位量の変動が低減されるため、安定した変位で駆動することができる。したがって駆動用電源の電圧又は電流を制御するための複雑な制御用電源回路が不要となり、コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】耐久回数とＫｐ及びεｒとの関係を示すグラフである。
　【図２】耐久回数と、Ｋｐとεｒ１／２の積との関係を示すグラフである。
　【図３】耐久回数と変位量との関係を示すグラフである。
　【図４】分極温度とＫｐ及びεｒとの関係を示すグラフである。