(57)【要約】【課題】  クラックや変形を引き起こすことなく、セラミック焼結体の反りやうねりを低減することができるセラミック焼成用治具及びセラミック成形体の焼成方法を提供する。【解決手段】  セラミック焼成用治具１は、セラミック成形体ＣＧが載置される載置面１１ａを有する基部１１と、載置面１１ａに対向して配置される蓋部３と、載置面１１ａと蓋部３との間隔を規制する間隔規制部１３とで構成される。載置面１１ａから間隔規制部１３の蓋部側の端までの長さは、蓋部３からの荷重がセラミック成形体ＣＧの焼成前は少なくともセラミック成形体ＣＧに作用し、焼成後はセラミック焼結体ＳＣには作用することなく間隔規制部１３に作用しているように設定されている。【選択図】  図２
2006062909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック成形体を焼成してセラミック焼結体を得る際に用いられる焼成用治具であって、
セラミック成形体を載置する載置面を有する基部と、
前記基部の前記載置面に対向して配置される蓋部と、
前記基部の前記載置面と前記蓋部との間隔を規制する間隔規制部と、を備え、
前記載置面から前記間隔規制部の前記蓋部側の端までの長さは、前記蓋部からの荷重が、前記セラミック成形体の焼成前は少なくとも前記セラミック成形体に作用し、前記セラミック成形体の焼成後はセラミック焼結体には作用することなく前記間隔規制部に作用しているように設定されていることを特徴とするセラミック焼成用治具。
【請求項２】
前記基部と前記間隔規制部とが一体であることを特徴とする請求項１に記載のセラミック焼成用治具。
【請求項３】
前記間隔規制部は、前記基部の前記載置面と交差するとともに、前記セラミック成形体の変形を規制する規制面を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のセラミック焼成用治具。
【請求項４】
前記セラミック成形体は、リング状の形状であって、
前記間隔規制部の前記規制面は、前記セラミック成形体の内周面に沿って形成されていることを特徴とする請求項３に記載のセラミック焼成用治具。
【請求項５】
前記セラミック成形体の変形を規制する型規制部をさらに備え、
前記型規制部は、前記基部の前記載置面と交差する規制面を有し、
この規制面により、前記セラミック成形体の変形を規制することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のセラミック焼成用治具。
【請求項６】
前記基部と前記型規制部とが一体であることを特徴とする請求項５に記載のセラミック焼成用治具。
【請求項７】
前記セラミック成形体は、リング状の形状であって、
前記型規制部の前記規制面は、前記セラミック成形体の内周面に沿って形成されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のセラミック焼成用治具。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のセラミック焼成用治具を用い、
前記基部の前記載置面にセラミック成形体を載置する成形体載置ステップと、
前記蓋部からの荷重が、少なくとも前記セラミック成形体に作用するように、前記蓋部を配置する蓋部配置ステップと、
前記セラミック成形体を焼成する焼成ステップと、を備え、
前記焼成ステップでは、前記蓋部からの荷重が、焼成当初は少なくとも前記セラミック成形体に作用し、焼成途中において、前記セラミック成形体には作用することなく、前記間隔規制部に作用するようになることを特徴とするセラミック成形体の焼成方法。
【請求項９】
前記セラミック成形体は、バインダを含み、
前記蓋部配置ステップと前記焼成ステップとの間に、前記セラミック成形体から前記バインダを除去する脱バインダステップを備えることを特徴とする請求項８に記載のセラミック成形体の焼成方法。
【請求項１０】
前記セラミック成形体は、バインダを含み、
前記セラミック成形体載置ステップと前記蓋部配置ステップとの間に、前記セラミック成形体から前記バインダを除去する脱バインダステップを備えることを特徴とする請求項８に記載のセラミック成形体の焼成方法。
【請求項１１】
前記焼成ステップにおいて、前記セラミック成形体をさやで包囲した状態で焼成することを特徴とする請求項８〜請求項１０のいずれか一項に記載のセラミック成形体の焼成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック焼成用治具及びセラミック成形体の焼成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セラミック成形体を焼成してセラミック焼結体を得る焼成方法として、特許文献１にその一例が開示されている。この特許文献１に記載の焼成方法は、積み上げた板状のセラミック成形体の上、下、又はセラミック成形体の間の何れかに板状のセッターを配置して焼成することにより、セラミック焼結体の反りやうねりを低減するものである。
【特許文献１】特開平５−１７８６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の焼成方法では、焼成終了時までセッターの荷重がセラミック成形体に作用し続ける。そのため、焼成過程の全般において、セッターの荷重がセラミック成形体の焼結による収縮を阻害し、セラミック焼結体にクラックや変形を引き起こすおそれがある。
【０００４】
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、クラックや変形を引き起こすことなく、セラミック焼結体の反りやうねりを低減することができるセラミック焼成用治具及びセラミック成形体の焼成方法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】
【０００５】
このような目的を達成するために、本発明によるセラミック焼成用治具は、セラミック成形体を焼成してセラミック焼結体を得る際に用いられる焼成用治具であって、セラミック成形体を載置する載置面を有する基部と、基部の載置面に対向して配置される蓋部と、基部の載置面と蓋部との間隔を規制する間隔規制部と、を備え、載置面から間隔規制部の蓋部側の端までの長さは、蓋部からの荷重が、セラミック成形体の焼成前は少なくともセラミック成形体に作用し、セラミック成形体の焼成後はセラミック焼結体には作用することなく間隔規制部に作用しているように設定されていることを特徴とする。
【０００６】
上記したセラミック焼成用治具は蓋部を備え、この蓋部は焼成当初、蓋部からの荷重が少なくともセラミック成形体に作用するように配置される。そのため、蓋部からの荷重によって、焼成過程の前半に発生するセラミック成形体の反りやうねりが低減される。さらに、焼成後には、蓋部からの荷重は、セラミック焼結体には作用することなく間隔規制部に作用しているよう、載置面から間隔規制部の蓋部側の端までの長さが設定されている。そのため、焼成過程の後半にセラミック成形体の収縮が蓋部からの荷重によって阻害されることがなく、セラミック焼結体にクラックや変形を引き起こすことを防げる。これらにより、クラックや変形を引き起こすことなく、セラミック焼結体の反りやうねりを低減することが可能となる。
【０００７】
また、基部と間隔規制部とが一体であってもよい。この場合、治具の扱いが容易となり、焼成効率が向上する。
【０００８】
間隔規制部は、基部の載置面と交差するとともに、セラミック成形体の変形を規制する規制面を有することが好ましい。これによりセラミック成形体の変形が規制され、所望の形状のセラミック焼結体を得ることが可能となる。
【０００９】
また、セラミック成形体は、リング状の形状であって、間隔規制部の規制面は、セラミック成形体の内周面に沿って形成されていることが好ましい。これにより、リング状のセラミック成形体の内周方向への変形が抑制される。
【００１０】
また、セラミック成形体の変形を規制する型規制部をさらに備え、型規制部は、基部の載置面と交差する規制面を有し、この規制面により、セラミック成形体の変形を規制することが好ましい。これによりセラミック成形体の変形が規制され、所望の形状のセラミック焼結体を得ることが可能となる。
【００１１】
また、基部と型規制部とが一体であってもよい。この場合、治具の扱いが容易となり、焼成効率が向上する。
【００１２】
セラミック成形体は、リング状の形状であって、型規制部の規制面は、セラミック成形体の内周面に沿って形成されていることが好ましい。これにより、リング状のセラミック成形体の内周方向への変形が抑制される。
【００１３】
本発明によるセラミック成形体の焼成法は、上記したセラミック焼成用治具を用い、基部の載置面にセラミック成形体を載置する成形体載置ステップと、蓋部からの荷重が、少なくともセラミック成形体に作用するように、蓋部を配置する蓋部配置ステップと、セラミック成形体を焼成する焼成ステップと、を備え、焼成ステップでは、蓋部からの荷重が、焼成当初は少なくともセラミック成形体に作用し、焼成途中において、セラミック成形体には作用することなく、間隔規制部に作用するようになることを特徴とする。
【００１４】
この焼成方法によれば、上記の焼成用治具を用いることで、クラックや変形を引き起こすことなく、セラミック焼結体の反りやうねりを低減することが可能となる。
【００１５】
また、セラミック成形体は、バインダを含み、蓋部配置ステップと焼成ステップとの間に、セラミック成形体からバインダを除去する脱バインダステップを備えることが好ましい。焼成前にバインダを除去することにより、焼成時にセラミック成形体からガス化したバインダが発生し、焼成不良を引き起こすことが防げる。さらに、蓋部を配置した状態でセラミック成形体からバインダを除去するので、セラミック成形体の保形性が良い。
【００１６】
また、セラミック成形体は、バインダを含み、成形体載置ステップと蓋部配置ステップとの間に、セラミック成形体からバインダを除去する脱バインダステップを備えてもよい。この場合も、焼成前にバインダを除去するため、焼成時にセラミック成形体からガス化したバインダが発生し、焼成不良を引き起こすことが防げる。さらに、蓋部を配置しない状態でセラミック成形体からバインダを除去するため、ガス化したバインダ成分の飛散効率が良い。
【００１７】
また、焼成ステップにおいて、セラミック成形体をさやで包囲した状態で焼成することが好ましい。この場合、焼成過程におけるセラミック成形体の周囲の温度及び雰囲気の均一化を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、クラックや変形を引き起こすことなく、セラミック焼結体の反りやうねりを低減することができるセラミック焼成用治具及びセラミック成形体の焼成方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面とともに、本発明によるセラミック焼成用治具及びセラミック成形体の焼成方法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は同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００２０】
（第１実施形態）
まず、図１及び図２に基づいて、第１実施形態のセラミック焼成用治具（以下、焼成用治具と称する）１について説明する。図１は、セラミック成形体が載置された状態での焼成用治具１の一部を切り欠いた平面図、図２はセラミック成形体の焼成の前後における焼成用治具１の断面を模式的に示す図である。図２の工程（ａ）は焼成前の状態を、工程（ｂ）は焼成後の状態を表している。また、図２では、セラミック成形体及びセラミック焼結体の断面を模式化して表している。
【００２１】
焼成用治具１は、セッター２と蓋部３とを備える。また、セッター２は、基部１１と間隔規制部１３とを有する。これらの蓋部３、基部１１及び間隔規制部１３は、例えばイットリア（Ｙ２Ｏ３）を添加して安定化させた酸化ジルコニウムで構成されている。これらは緻密質であり、その気孔率は３％未満、好ましくは１％未満である。なお、イットリアの代わりに、安定化剤としてカルシア（ＣａＯ）、マグネシア（ＭｇＯ）、セリア（ＣｅＯ２）等を用いてもよい。
【００２２】
基部１１は、図１に示すように平板状に形成され、その一方の主面である載置面１１ａ上に円形リング状のセラミック成形体ＣＧが載置される。このセラミック成形体ＣＧを焼成することによって、図２の工程（ｂ）に示すようにセラミック焼結体ＳＣが得られる。
【００２３】
蓋部３も平板状に形成されており、図２の工程（ａ）に示すように基部１１の載置面１１ａに対向して配置される。配置に際しては、蓋部３からの荷重がセラミック成形体ＣＧに作用するよう、蓋部３はセラミック成形体ＣＧに接して配置される。
【００２４】
間隔規制部１３は、その外側面１３ａが基部１１の載置面１１ａと交差するよう載置面１１ａ上に載置される。間隔規制部１３の形状は、円形リング状に形成される。間隔規制部１３の載置面１１ａに直交する方向の長さは、蓋部３からの荷重が、セラミック成形体ＣＧの焼成前（図２の工程（ａ））はセラミック成形体ＣＧに作用し、焼成後（図２の工程（ｂ））はセラミック焼結体ＳＣには作用することなく間隔規制部１３に作用しているような長さに設定されている。間隔規制部１３は載置面１１ａ上に直接載置されているので、載置面１１ａから間隔規制部１３の蓋部３側の端である上面１３ｂまでの長さは、上記した間隔規制部１３の載置面１１ａに直交する方向の長さと同じとなる。なお、セラミック成形体焼成前において、蓋部３からの荷重は少なくともセラミック成形体ＣＧに作用していれば良く、セラミック成形体ＣＧ以外に例えば間隔規制部１３に作用していてもよい。
【００２５】
間隔規制部１３の外側面１３ａは、円形リング状のセラミック成形体ＣＧの内周面に沿って形成されている。また、これにより、間隔規制部１３の底面の形状及び径が決定される。
【００２６】
次に、セラミック焼成用治具１を用いたセラミック成形体の焼成方法を説明するが、具体的な焼成方法の説明の前に、まず被焼成体であるセラミック成形体ＣＧの説明をする。
【００２７】
図３はセラミック成形体ＣＧの概略平面図、図４はセラミック成形体ＣＧの断面構成を説明するための図である。図４の断面構成は、円形リング状のセラミック成形体ＣＧの長手方向の中心軸に沿った構成である。
【００２８】
セラミック成形体ＣＧは、積層型のセラミック成形体であって、図４に示すように、電極パターンＥＰ２、セラミックグリーン層ＣＧ２、電極パターンＥＰ３、セラミックグリーン層ＣＧ１、及び電極パターンＥＰ１が積層された積層体を含む。セラミック成形体ＣＧは、図３に示すように、この積層体をコイル状、すなわち立体らせん状に巻き、当該コイル状に巻かれた積層体をさらに円形リング状に巻くことにより形成されている。
【００２９】
セラミック成形体ＣＧのセラミックグリーン層ＣＧ１、ＣＧ２は、チタン酸ジルコン酸鉛を含む圧電セラミックにバインダ及び有機溶剤等を加えて形成されている。また、電極パターンＥＰ１、ＥＰ２、ＥＰ３は、Ａｇ／Ｐｂ＝７：３の金属材料により構成された電極ペーストを用いてセラミックグリーン層ＣＧ１、ＣＧ２の面上に印刷されている。
【００３０】
続いて、図２、図５〜図７を参照して、上記実施形態によるセラミック焼成用治具１を用いたセラミック成形体の焼成方法を具体的に説明する。本実施形態に係るセラミック焼成用治具１を用いたセラミック成形体の焼成方法は、成形体載置ステップ、蓋部配置ステップ、脱バインダステップ及び焼成ステップを含んでいる。
【００３１】
まず、平板状の基部１１の一方の主面である載置面１１ａ上に、複数の間隔規制部１３をＭ行Ｎ列（Ｍ、Ｎは自然数）の２次元アレイ状に載置して、セッター２を用意する。次に、図５に示すように、複数のセラミック成形体ＣＧのそれぞれを、対応する間隔規制部１３に巻きつけるようにして、基部１１の載置面１１ａ上に載置する（成形体載置ステップ）。その際、図２の工程（ａ）に示すように、円形リング状の各セラミック成形体ＣＧの内周面が、対応する間隔規制部１３の外側面１３ａに沿うようにする。
【００３２】
次に、図６に示すように、複数の蓋部３を、基部１１の載置面１１ａに対向するように配置する（蓋部配置ステップ）。図６は、蓋部３を配置した状態の焼成用治具の一部を切り欠いた平面図である。配置に際しては、図２の工程（ａ）に示したように、蓋部３からの荷重が少なくとも対応するセラミック成形体ＣＧに作用するよう、蓋部３の一方の主面をセラミック成形体ＣＧに接して配置する。本実施形態では、蓋部３と間隔規制部１３とは接しておらず、蓋部３からの荷重は間隔規制部１３には作用していない。しかし、一般には蓋部３からの荷重はセラミック成形体ＣＧに作用していれば良く、間隔規制部１３への作用の有無は問わない。
【００３３】
次に、セラミック成形体ＣＧに含まれるバインダを除去する（脱バインダステップ）。この処理は、セラミック成形体ＣＧを例えば、４００℃の温度で加熱し１０時間安定させることにより行われる。
【００３４】
次に、セラミック成形体ＣＧが載置された基部１１を有するセッター２を重ねて、さや２０で包囲する。具体的には、図７に示すように、セラミック成形体ＣＧが載置された複数の基部１１を有する複数のセッター２を、柱状のスペーサ２１を介して重ねる。スペーサ２１は、基部１１上の４つの隅部に載置される。これらのセッター２の一番上に、基部だけで構成されセラミック成形体ＣＧが載置されていないセッター２Ａを、スペーサ２１を介して重ねる。続いて、このように多段に積載されたセッター２、２Ａを密閉なさや２０で包囲する。なお、セッター２Ａ、スペーサ２１は、セラミック成形体ＣＧが載置されるセッター２と同じく、例えばイットリア（Ｙ２Ｏ３）を添加して安定化させた酸化ジルコニウムで構成される。
【００３５】
次に、セラミック成形体ＣＧを、図７に示すような、さや２０で包囲した状態で焼成する（焼成ステップ）。この処理は、セラミック成形体ＣＧを例えば、１０５０℃の温度で加熱し３時間安定させて行う。このようにセラミック成形体ＣＧを焼成することによって、セラミック焼結体ＳＣを得る。焼成当初セラミック成形体ＣＧに作用していた蓋部３からの荷重は、焼成の途中でセラミック成形体ＣＧに作用することなく間隔規制部１３に作用するようになる。その結果、焼成後は図２の工程（ｂ）に示したように、蓋部３の荷重はセラミック焼結体ＳＣには作用せず、間隔規制部１３に作用している。
【００３６】
次に、上記実施形態によるセラミック焼成用治具１及びそれを用いたセラミック成形体の焼成方法の効果について説明する。
【００３７】
焼成用治具１を用いた上記の焼成方法では、蓋部３からの荷重が少なくともセラミック成形体ＣＧに作用するように蓋部３を配置して焼成が開始される。そのため、蓋部３からの荷重により、特に焼成過程の前半に発生するセラミック成形体ＣＧの反りやうねりを低減することが可能となる。
【００３８】
一方、セラミック成形体ＣＧの反りやうねりが収まる焼成過程後半においても蓋部３からの荷重がセラミック成形体ＣＧに作用していると、セラミック成形体ＣＧの収縮が阻害され、セラミック焼結体ＳＣにクラックや変形を引き起こす。そこで、焼成用治具１を用いた上述の焼成方法では、焼成途中で蓋部３からの荷重がセラミック成形体ＣＧに作用することなく間隔規制部１３に作用するよう、基部１１の載置面１１ａと蓋部３との間隔を間隔規制部１３によって規制している。そのため、焼成過程後半に蓋部３からの荷重によって、セラミック焼結体ＳＣにクラックや変形を生じさせることがない。
【００３９】
これらの結果、焼成用治具１を用いた上記の焼成方法では、クラックや変形を引き起こすことなく、セラミック焼結体ＳＣの反りやうねりを低減することが可能となる。
【００４０】
また、間隔規制部１３の外側面１３ａは基部１１の載置面１１ａと交差する。セラミック成形体ＣＧは載置面１１ａ上に載置されて焼成されるため、この載置面１１ａと交差する外側面１３ａはセラミック成形体ＣＧの変形を規制する規制面として機能する。こうして変形が規制されることにより、所望の形状のセラミック焼結体ＳＣを得ることが可能となる。
【００４１】
特に、この規制面である外側面１３ａは、円形リング状のセラミック成形体ＣＧの内周面に沿って形成されている。そのため、セラミック成形体ＣＧの内周方向への変形が抑制される。
【００４２】
また、セラミック成形体ＣＧは、バインダを含んでいる。そのため、セラミック粉末等が結着され、セラミック成形体を所望の形状に形成することが可能となる。また、蓋部配置ステップと焼成ステップとの間で、セラミック成形体ＣＧからバインダが除去される。そのため、焼成時にガス化したバインダがセラミック成形体ＣＧから発生し、焼成雰囲気を狂わせ、セラミック成形体ＣＧの焼成不良を起こすことが防げる。また、蓋部が配置された状態でセラミック成形体ＣＧからバインダを除去するため、セラミック成形体ＣＧの保形性が良い。
【００４３】
また、この焼成方法では、焼成ステップにおいて、セラミック成形体ＣＧをさや２０で包囲した状態で焼成している。これにより、焼成過程におけるセラミック成形体ＣＧの周囲の温度及び雰囲気の均一化を図ることが可能となる。
【００４４】
なお、基部１１と間隔規制部１３とは一体であってもよい。基部１１と間隔規制部１３とを一体にすることによって、焼成用治具１の扱いが容易となる。図８に、基部１１と間隔規制部１３とが一体である場合の一例を示す。図８に示した例では、セッター２に円形リング状の溝を形成することによって、その中央部分に間隔規制部１３を形成している。この溝の内周部、即ち間隔規制部１３の外側面１３ａは、セラミック成形体ＣＧの内周面に沿って形成される。また、この溝の底面は載置面１１ａとして機能し、この底面上にセラミック成形体ＣＧが載置される。
【００４５】
また、成形体載置ステップと蓋部配置ステップとの間に脱バインダステップを備えてもよい。この場合でも、セラミック成形体ＣＧの焼成不良は起こらない。また、この場合には、蓋部を配置しない状態でセラミック成形体ＣＧからバインダを除去するため、ガス化したバインダ成分の飛散効率が良い。
【００４６】
なお、上記した製造方法では１つの基部１１に複数の間隔規制部１３を載置して１つのセッター２を構成していたが、１つの基部１１に１つの間隔規制部１３を載置してセッター２を構成してもよい。あるいは、上記したように１つの基部１１に複数のセラミック成形体ＣＧを載置せず、１個のセラミック成形体ＣＧだけを載置して焼成を行ってもよい。また、複数のセラミック成形体ＣＧを１つの基部に載置する場合、その配置は２次元アレイ状に限らない。
【００４７】
（第２実施形態）
次に、図９及び図１０に基づいて第２実施形態のセラミック焼成用治具３０について説明する。図９は、セラミック成形体が載置された状態での焼成用治具３０の一部を切り欠いた平面図、図１０はセラミック成形体の焼成の前後における焼成用治具３０の断面を模式的に示す図である。図１０の工程（ａ）は焼成前の状態を、工程（ｂ）は焼成後の状態を表している。また、図１０では、セラミック成形体及びセラミック焼結体の断面は模式化して表している。
【００４８】
本実施形態のセラミック焼成用治具３０は、セッター３２と蓋部３３とを備え、セッター３２が基部４１と間隔規制部４２を有する点は第１実施形態による焼成用治具１と同じであるが、セッター３２が型規制部４３をさらに有し、かつ間隔規制部４２が規制面を有さない点で焼成用治具１と異なる。
【００４９】
間隔規制部４２は、基部４１の載置面４１ａ上に載置される。型規制部４３は円形リング状に形成される。また、型規制部４３は、その外側面４３ａが基部４１の載置面４１ａと交差するよう載置面４１ａ上に載置される。型規制部４３の載置面４１ａに直交する方向の長さは、載置面４１ａから間隔規制部４２の蓋部３３側の端である上面４２ｂまでの長さより低く設定されている。型規制部４３の外側面４３ａは、円形リング状のセラミック成形体ＣＧの内周面に沿うように形成されている。
【００５０】
この焼成用治具３０を用いて、第１実施形態で説明した焼成方法と同一の方法によりセラミック成形体ＣＧを焼成し、セラミック焼結体ＳＣを得ることができる。
【００５１】
次に、上記実施形態によるセラミック焼成用治具３０の効果について説明する。
【００５２】
セラミック焼成用治具３０の蓋部３３は、焼成当初、蓋部３３からの荷重が少なくともセラミック成形体ＣＧに作用するように配置される。そのため、蓋部３３からの荷重により、特に焼成過程の前半に発生するセラミック成形体ＣＧの反りやうねりを低減することが可能となる。一方、焼成過程後半においても蓋部３３からの荷重が作用していると、セラミック成形体ＣＧの焼結による収縮が阻害され、セラミック焼結体ＳＣにクラックや変形を発生してしまう。そこで、焼成用治具３０では、焼成後には蓋部３３からの荷重がセラミック焼結体ＳＣに作用することなく、間隔規制部４２に作用しているよう、間隔規制部４２によって基部４１の載置面４１ａと蓋部３３との間隔が規制されている。そのため、焼成過程後半に、蓋部３３からの荷重によってセラミック成形体ＣＧにクラックや変形を生じさせることがない。これらの結果、焼成用治具３０では、クラックや変形を引き起こすことなく、セラミック焼結体ＳＣの反りやうねりを低減することが可能となる。
【００５３】
また、型規制部４３の外側面４３ａは基部４１の載置面４１ａと交差する。セラミック成形体ＣＧは載置面４１ａ上に載置されて焼成されるため、この載置面４１ａと交差する外側面４３ａはセラミック成形体ＣＧの変形を規制する規制面として機能する。こうして変形が規制されることにより、所望の形状のセラミック焼結体ＳＣを得ることが可能となる。
【００５４】
特に、この規制面である外側面４３ａは、円形リング状のセラミック成形体ＣＧの内周面に沿って形成されている。そのため、セラミック成形体ＣＧの内周方向への変形が抑制される。
【００５５】
なお、基部４１と型規制部４３とが一体となって間隔規制部４２とともにセッター３２を構成してもよい。あるいは、基部４１と間隔規制部４２とが一体となって型規制部４３とともにセッター３２を構成してもよい。あるいは、基部４１と間隔規制部４２と型規制部４３とが一体となってセッター３２を構成してもよい。これらの場合、焼成用治具３０の取り扱いが容易となる。
【００５６】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態における、セラミック成形体ＣＧは円形リング状であるが、リング状とは三角形や矩形などの多角形リング状も含む。その場合、間隔規制部１３、あるいは型規制部４３は、三角形や矩形などの多角形リング状に形成される。さらに、セラミック成形体ＣＧは立体らせん状ではなく管状や、あるいはリング状ではなく板状や湾曲形状であってもよい。これらの場合には間隔規制部あるいは型規制部はそれに合った形状となる。
【００５７】
また、間隔規制部１３、型規制部４３は、リング状ではなく、中が空洞でない柱状であってもよい。ただし、リング状の方が、熱膨張も小さく、また作業性も良いため好ましい。また、リング状の間隔規制部１３、型規制部４３の肉厚は、これらの膨張を抑えるため薄い方が好ましい。また、基部１１、４１、蓋部３、３３、間隔規制部４２の形状は、上述した形状に限られない。ただし、蓋部は、セラミック成形体ＣＧに負荷をかけすぎないよう薄い方が好ましい。
【実施例１】
【００５８】
以下、本発明にかかるセラミック焼成用治具、及びこれを用いたセラミック成形体の焼成方法の実施例について説明する。
【００５９】
（１）焼成用治具
酸化ジルコニウムに８ｍｏｌ％のイットリア（Ｙ２Ｏ３）を添加して安定化させた緻密質なジルコニアによって形成された基部、間隔規制部、及び蓋部を用いた。これらの気孔率は３％未満である。基部は、主面の大きさが１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚みが１．５ｍｍの板である。また、蓋部は、板の主面の大きさが１５ｍｍ×１５ｍｍ、厚みが０．２ｍｍの板である。また、間隔規制部は、外径が８．５ｍｍ、内径が５ｍｍ、高さが１．３ｍｍのリング形状である。
【００６０】
（２）セラミック成形体
セラミック成形体の材料としては、組成がＰｂＴｉＯ３−ＰｂＺｒＯ３−Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３の３成分系圧電セラミックを用いた。この材料からなる圧電セラミック粉体は、酸化物または炭酸塩の形態の原料をボールミルにより湿式混合し、混合後９００℃にて仮焼成を行った後、再度ボールミルにより湿式粉砕を行うことにより、微粉化したものである。
【００６１】
セラミック成形体は、以下のようにして作った。即ち、用意した圧電セラミック粉体にバインダ及び有機溶剤等を加えてペースト化し、ドクターブレード法によりシート成形する。その後、Ａｇ／Ｐｄ＝７：３のメタルにより構成される内部電極ペーストを用いて、スクリーン印刷法によりシートに内部電極パターンを形成した。その後、内部電極が１枚となるようにシートを重ねて積層体を作製し、プレス処理を行って、厚さ０．４ｍｍのセラミックグリーンシートを形成した。その後、形成されたセラミックグリーンシートを、５５ｍｍ×１．７ｍｍの短冊状に切断した。切断後、この短冊状のセラミックグリーンシートをコイル状、すなわち立体らせん状に巻き、さらにこれを円形リング状に巻くことにより、セラミック成形体を形成した。
【００６２】
（３）焼成
基部の載置面上に間隔規制部を載置した。その後、各間隔規制部に巻きつけるように、用意したセラミック成形体を基部の載置面上に載置した。さらに、各セラミック成形体に対し蓋部を配置した（図５及び図６参照）。合計で４枚の基部、１００個のセラミック成形体を用意し、各基部には２５個のセラミック成形体を載置した。これら４枚の基部を、４００℃の温度で１０時間安定させることにより、セラミックグリーンの脱バインダを行った。
【００６３】
脱バインダ後に、セラミック成形体が載っている基部４枚を重ね、更にその上に、セラミック成形体が載っていない基部を重ねて、焼成の荷姿とした（図７参照）。このとき、各基部間の隙間は、スペーサによって調整した。さらに、このように積載された４枚の基部を密閉なさや内に配置し、各セラミック成形体を焼成した。このとき、焼成温度が１０５０℃、安定時間が３時間という条件で焼成を行った。
【００６４】
（４）評価
焼成によって得られた１００個のセラミック焼結体について、非接触のレーザー式３次元形状測定装置により反りの評価を行った。その結果、セラミック焼結体の反りは、すべて０．１ｍｍ未満に収まっていた。
【００６５】
比較例で使用した焼成用治具は、蓋部及び間隔規制部を有していなかった。この焼成用治具を用いて焼成を行い、１００個のセラミック焼結体を得た。これらについても、非接触のレーザー式３次元形状測定装置による反りの評価を行ったところ、これらには０．７〜０．８ｍｍの反りが発生していた。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第１実施形態の焼成用治具の一部を切り欠いた平面図である。
【図２】セラミック成形体の焼成の前後における第１実施形態の焼成用治具の断面を模式的に示す図である。
【図３】セラミック成形体の概略平面図である。
【図４】セラミック成形体の断面構成を説明するための図である。
【図５】成形体載置ステップを説明するための図である。
【図６】蓋部配置ステップを説明するための図である。
【図７】さや内に配置された焼成の荷姿を示す図である。
【図８】第１実施形態の焼成用治具の変形例を示す図である。
【図９】第２実施形態の焼成用治具の一部を切り欠いた平面図である。
【図１０】セラミック成形体の焼成の前後における第２実施形態の焼成用治具の断面を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１、３０…セラミック焼成用治具、２、２A、３２…セッター、１１、４１…基部、１１ａ、４１ａ…載置面、３、３３…蓋部、１３、４２…間隔規制部、１３ａ…外側面、１３ｂ、４２ｂ…上面、ＣＧ…セラミック成形体、ＣＧ１、ＣＧ２…セラミックグリーン層、ＥＰ１、ＥＰ２、ＥＰ３…電極パターン、ＳＣ…セラミック焼結体、２０…さや、２１…スペーサ、４３…型規制部、４３ａ…外側面
【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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