【手続補正書】
【提出日】平成19年3月8日(2007.3.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形体である可動部と、前記可動部の一面の相対向する端部に設けられた相対向する一対の矩形板状の薄板部と、前記薄板部の前記可動部が設けられるのと対向する端に、前記薄板部より厚い相対向する一対の矩形体状の固定部を有し、
圧電／電歪素子の駆動部分が、前記一対の薄板部のうち、少なくとも１つの薄板部の一部から前記固定部の一部にかけて連続して形成され、
前記一対の薄板部の相対向する内壁と前記一対の固定部の前記可動部と対向する内壁と前記可動部の前記固定部の内壁と対向する内壁とにより孔部が形成された圧電／電歪デバイスであって、
前記一対の固定部は、互いに対向し、且つ、前記孔部につながる端面を有することを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項２】
矩形体である可動部と、前記可動部の一面の相対向する端部に設けられた相対向する一対の矩形板状の薄板部と、前記薄板部の前記可動部が設けられるのと対向する端に、前記薄板部より厚い相対向する一対の矩形体状の固定部を有し、
圧電／電歪素子の駆動部分が、前記一対の薄板部のうち、少なくとも１つの薄板部の一部から前記可動部の一部にかけて連続して形成され、
前記一対の薄板部の相対向する内壁と前記一対の固定部の前記可動部と対向する内壁と前記可動部の前記固定部の内壁と対向する内壁とにより孔部が形成された圧電／電歪デバイスであって、
前記一対の固定部は、互いに対向し、且つ、前記孔部につながる端面を有することを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項３】
請求項１又は２記載の圧電／電歪デバイスにおいて、
前記一対の薄板部のうち、該一対の薄板部の相対向する内壁と直交する平坦面と、前記一対の固定部のうち、該一対の固定部の前記可動部と対向する内壁と直交する平坦面と、前記可動部のうち、前記可動部の前記固定部の内壁と対向する内壁と直交する平坦面とが同一平面上に連続していることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧電／電歪デバイスにおいて、
セラミックグリーン積層体を同時焼成することによって一体化し、更に、不要な部分を切除してなるセラミック基体を有し、
前記セラミック基体は、前記一対の薄板部と、前記一対の固定部と、前記可動部とを一体に有することを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項５】
請求項４記載の圧電／電歪デバイスにおいて、
前記圧電／電歪素子は膜状であって、且つ、圧電／電歪層と、該圧電／電歪層の両側に形成された一対の電極とを有し、焼成によって前記セラミック基体に一体化されていることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧電／電歪デバイスにおいて、
前記互いに対向し、且つ、前記孔部につながる前記端面の間に空隙が形成されていることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧電／電歪デバイスにおいて、
前記互いに対向し、且つ、前記孔部につながる前記端面の間に前記一対の固定部の構成部材とは異なる部材が介在していることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項８】
請求項７記載の圧電／電歪デバイスにおいて、
前記異なる部材が有機樹脂であることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の圧電／電歪デバイスにおいて、
前記圧電／電歪素子は、
圧電／電歪層と、該圧電／電歪層に形成された一対の電極とを有することを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の圧電／電歪デバイスにおいて、
前記圧電／電歪素子は、圧電／電歪層と、該圧電／電歪層の両側に形成された一対の電極とを有し、該一対の電極のうち、一方の電極が少なくとも前記薄板部に形成されていることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項１１】
請求項９又は１０記載の圧電／電歪デバイスにおいて、
前記圧電／電歪素子は、
前記圧電／電歪層と前記一対の電極の複数が積層形態で構成されていることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の圧電／電歪デバイスにおいて、
前記孔部にゲル状の材料が充填されていることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項１３】
矩形体である可動部と、前記可動部の一面の相対向する端部に設けられた相対向する一対の矩形板状の薄板部と、前記薄板部の前記可動部が設けられるのと対向する端に、前記薄板部より厚い相対向する一対の矩形体状の固定部を有し、
圧電／電歪素子の駆動部分が、前記一対の薄板部のうち、少なくとも１つの薄板部の一部から前記固定部の一部にかけて連続して形成され、
前記一対の薄板部の相対向する内壁と前記一対の固定部の前記可動部と対向する内壁と前記可動部の前記固定部の内壁と対向する内壁とにより孔部が形成された圧電／電歪デバイスの製造方法であって、
少なくとも前記薄板部上に前記圧電／電歪素子を作製した後に、前記一対の固定部となる部分の所定部位を切除して、互いに対向し、且つ、前記孔部につながる端面を有する前記一対の固定部を形成する工程を有することを特徴とする圧電／電歪デバイスの製造方法。
【請求項１４】
矩形体である可動部と、前記可動部の一面の相対向する端部に設けられた相対向する一対の矩形板状の薄板部と、前記薄板部の前記可動部が設けられるのと対向する端に、前記薄板部より厚い相対向する一対の矩形体状の固定部を有し、
圧電／電歪素子の駆動部分が、前記一対の薄板部のうち、少なくとも１つの薄板部の一部から前記固定部の一部にかけて連続して形成され、
前記一対の薄板部の相対向する内壁と前記一対の固定部の前記可動部と対向する内壁と前記可動部の前記固定部の内壁と対向する内壁とにより孔部が形成された圧電／電歪デバイスの製造方法であって、
少なくとも後に少なくとも前記孔部を形成するための窓部を有するセラミックグリーンシートと、後に前記薄板部となるセラミックグリーンシートとを含むセラミックグリーン積層体を一体焼成して、セラミック積層体を作製するセラミック積層体作製工程と、
前記セラミック積層体のうち、前記薄板部となる部分の外表面に前記圧電／電歪素子を形成する工程と、
前記圧電／電歪素子が形成されたセラミック積層体に対する少なくとも１回の切除処理によって、少なくとも互いに対向し、且つ、前記孔部につながる端面を有する前記一対の固定部を形成する切除工程とを含むことを特徴とする圧電／電歪デバイスの製造方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の圧電／電歪デバイスの製造方法において、
前記セラミック積層体作製工程は、少なくとも互いに対向し、且つ、前記孔部につながる端面を有する前記一対の固定部を形成するための窓部を有するセラミックグリーンシートと、後に前記薄板部となるセラミックグリーンシートとを含むセラミックグリーン積層体を一体焼成して、前記セラミック積層体を作製し、
前記切除工程は、前記圧電／電歪素子が形成されたセラミック積層体に対する切除処理によって、少なくとも前記互いに対向し、且つ、前記孔部につながる端面を有する前記一対の固定部を形成することを特徴とする圧電／電歪デバイスの製造方法。
【請求項１６】
請求項１４又は１５記載の圧電／電歪デバイスの製造方法において、
前記セラミック積層体作製工程は、少なくとも互いに対向する端面が一部連結された前記一対の固定部となる部分を形成するための窓部を有するセラミックグリーンシートと、後に前記薄板部となるセラミックグリーンシートとを含むセラミックグリーン積層体を一体焼成して、前記セラミック積層体を作製し、
前記切除工程は、前記圧電／電歪素子が形成された前記セラミック積層体に対する切除処理によって、少なくとも互いに対向し、且つ、前記孔部につながる端面が一部連結された前記一対の固定部となる部分を形成し、更に、前記連結部分を切除して互いに対向し、且つ、前記孔部につながる端面を有する前記一対の固定部を形成することを特徴とする圧電／電歪デバイスの製造方法。
【請求項１７】
請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の圧電／電歪デバイスの製造方法において、
前記切除工程は、前記セラミック積層体に対する切除処理によって、前記孔部を露出させることを含むことを特徴とする圧電／電歪デバイスの製造方法。
【請求項１８】
請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の圧電／電歪デバイスの製造方法において、
前記互いに対向し、且つ、前記孔部につながる前記端面の間に、前記一対の固定部の構成部材と異なる部材を介在させる工程を有することを特徴とする圧電／電歪デバイスの製造方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の圧電／電歪デバイスの製造方法において、
前記異なる部材として有機樹脂を用いることを特徴とする圧電／電歪デバイスの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
第１の本発明に係る圧電／電歪デバイスは、矩形体である可動部と、前記可動部の一面の相対向する端部に設けられた相対向する一対の矩形板状の薄板部と、前記薄板部の前記可動部が設けられるのと対向する端に、前記薄板部より厚い相対向する一対の矩形体状の固定部を有し、圧電／電歪素子の駆動部分が、前記一対の薄板部のうち、少なくとも１つの薄板部の一部から前記固定部の一部にかけて連続して形成され、前記一対の薄板部の相対向する内壁と前記一対の固定部の前記可動部と対向する内壁と前記可動部の前記固定部の内壁と対向する内壁とにより孔部が形成された圧電／電歪デバイスであって、前記一対の固定部は、互いに対向し、且つ、前記孔部につながる端面を有することを特徴とする。
また、第２の本発明に係る圧電／電歪デバイスは、矩形体である可動部と、前記可動部の一面の相対向する端部に設けられた相対向する一対の矩形板状の薄板部と、前記薄板部の前記可動部が設けられるのと対向する端に、前記薄板部より厚い相対向する一対の矩形体状の固定部を有し、圧電／電歪素子の駆動部分が、前記一対の薄板部のうち、少なくとも１つの薄板部の一部から前記可動部の一部にかけて連続して形成され、前記一対の薄板部の相対向する内壁と前記一対の固定部の前記可動部と対向する内壁と前記可動部の前記固定部の内壁と対向する内壁とにより孔部が形成された圧電／電歪デバイスであって、前記一対の固定部は、互いに対向し、且つ、前記孔部につながる端面を有することを特徴とする。
第１及び第２の本発明において、前記一対の薄板部のうち、該一対の薄板部の相対向する内壁と直交する平坦面と、前記一対の固定部のうち、該一対の固定部の前記可動部と対向する内壁と直交する平坦面と、前記可動部のうち、前記可動部の前記固定部の内壁と対向する内壁と直交する平坦面とが同一平面上に連続していてもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
そして、セラミックグリーン積層体を同時焼成することによって一体化し、更に不要な部分を切除してなるセラミック基体を有し、前記セラミック基体は、前記一対の薄板部と、前記一対の固定部と、前記可動部とを一体に有するようにしてもよい。また、前記圧電／電歪素子は膜状であって、且つ、圧電／電歪層と、該圧電／電歪層の両側に形成された一対の電極とを有し、焼成によって前記セラミック基体に一体化されていてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
この場合、前記圧電／電歪素子は、圧電／電歪層と、該圧電／電歪層に形成された一対の電極とを有して構成することができる。また、前記圧電／電歪素子は、圧電／電歪層と、該圧電／電歪層の両側に形成された一対の電極とを有し、該一対の電極のうち、一方の電極を少なくとも前記薄板部に形成するようにしてもよい。この場合、圧電／電歪素子による振動を薄板部を通じて効率よく固定部に伝達することができ、応答性の向上を図ることができる。特に、前記圧電／電歪素子は、前記圧電／電歪層と前記一対の電極の複数が積層形態で構成されていることが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
特に、前記互いに対向する端面の間を空隙とした場合や、前記互いに対向する端面の間に前記固定部の構成部材よりも軽い部材を介在させる、あるいは前記部材により端面間を接合させることで、固定部の軽量化を有効に図ることができるため、固定部の変位量を低下させることなく、共振周波数を高めることが可能となる。なお、前記部材は高共振周波数の観点から、硬い材料とすることが好ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、前記互いに対向する端面の間を空隙とした場合は、一方の端面を含む固定部の一部と、他方の端面を含む固定部の別の一部とが撓みやすくなり、変形に強くなる。そのため、圧電／電歪デバイスのハンドリング性に優れることとなる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
更に、前記互いに対向する端面の存在により、固定部の表面積が大きくなる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
従って、互いに対向する端面を有する固定部とした場合は、この発明に係る圧電／電歪デバイスを所定の固定部分に強固に固定することが可能となり、信頼性の向上を図ることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
この発明では、固定部に互いに対向する端面を設けるようにしているため、端面間の距離が、前記圧電／電歪素子及び／又は薄板部に発生している内部残留応力によって、例えば縮まることになる。即ち、圧電／電歪素子及び／又は薄板部に生じていた内部残留応力が端面の移動によって解放されることとなる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
また、上述の発明において、前記孔部にゲル状の材料を充填するようにしてもよい。この場合、通常は、充填材の存在によって、可動部の変位動作が制限を受けることになるが、上述の発明は、固定部への端面の形成に伴う軽量化や可動部の変位量の増大化を図るようにしているため、前記充填材による可動部の変位動作の制限が打ち消され、充填材の存在による効果、即ち、高共振周波数化や剛性の確保を実現させることができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
次に、第３の本発明に係る圧電／電歪デバイスの製造方法は、矩形体である可動部と、前記可動部の一面の相対向する端部に設けられた相対向する一対の矩形板状の薄板部と、前記薄板部の前記可動部が設けられるのと対向する端に、前記薄板部より厚い相対向する一対の矩形体状の固定部を有し、圧電／電歪素子の駆動部分が、前記一対の薄板部のうち、少なくとも１つの薄板部の一部から前記固定部の一部にかけて連続して形成され、前記一対の薄板部の相対向する内壁と前記一対の固定部の前記可動部と対向する内壁と前記可動部の前記固定部の内壁と対向する内壁とにより孔部が形成された圧電／電歪デバイスの製造方法であって、少なくとも前記薄板部上に前記圧電／電歪素子を作製した後に、前記一対の固定部となる部分の所定部位を切除して、互いに対向し、且つ、前記孔部につながる端面を有する前記一対の固定部を形成する工程を有することを特徴とする。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
互いに対向する端面を有する固定部が設けられることとなるため、製造時に圧電／電歪素子及び／又は薄板部に発生していた内部残留応力が、端面間の距離が例えば縮まることによって解放されることになるため、可動部の変位動作が前記内部残留応力によって阻害されることがない。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
ここでいう圧電／電歪素子を作成した後とは、少なくとも圧電／電歪層が形成された状態を示し、圧電／電歪層の形成後に形成される電極に対しては、互いに対向する端面を有する固定部を形成するための切除を行った後に形成するようにしてもかまわない。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
また、互いに対向する端面を有する固定部設けることによって、固定部が軽量化されるため、可動部の変位量を低下させることなく、共振周波数を高めることが可能となる圧電／電歪デバイスを効率よく、且つ、容易に製造することができ、高性能の圧電／電歪デバイスの量産化を実現させることができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
しかも、固定部が撓みやすくなり、変形に強くなるため、圧電／電歪デバイスのハンドリング性に優れることとなり、前記互いに対向する端面の存在により、可動部の表面積が大きくなり、可動部に他の部品を取り付ける場合やデバイスを所定の固定箇所に固定する場合に、その取付面積や固定面積を大きくとることができ、部品の取付性並びにデバイスの固定性を向上させることができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
また、第４の本発明に係る圧電／電歪デバイスの製造方法は、矩形体である可動部と、前記可動部の一面の相対向する端部に設けられた相対向する一対の矩形板状の薄板部と、前記薄板部の前記可動部が設けられるのと対向する端に、前記薄板部より厚い相対向する一対の矩形体状の固定部を有し、圧電／電歪素子の駆動部分が、前記一対の薄板部のうち、少なくとも１つの薄板部の一部から前記固定部の一部にかけて連続して形成され、前記一対の薄板部の相対向する内壁と前記一対の固定部の前記可動部と対向する内壁と前記可動部の前記固定部の内壁と対向する内壁とにより孔部が形成された圧電／電歪デバイスの製造方法であって、少なくとも後に少なくとも前記孔部を形成するための窓部を有するセラミックグリーンシートと、後に前記薄板部となるセラミックグリーンシートとを含むセラミックグリーン積層体を一体焼成して、セラミック積層体を作製するセラミック積層体作製工程と、前記セラミック積層体のうち、前記薄板部となる部分の外表面に前記圧電／電歪素子を形成する工程と、前記圧電／電歪素子が形成されたセラミック積層体に対する少なくとも１回の切除処理によって、少なくとも互いに対向し、且つ、前記孔部につながる端面を有する前記一対の固定部を形成する切除工程とを含むことを特徴とする。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
そして、前記セラミック積層体作製工程は、少なくとも互いに対向し、且つ、前記孔部につながる端面を有する前記一対の固定部を形成するための窓部を有するセラミックグリーンシートと、後に前記薄板部となるセラミックグリーンシートとを含むセラミックグリーン積層体を一体焼成して、前記セラミック積層体を作製し、前記切除工程は、前記圧電／電歪素子が形成されたセラミック積層体に対する切除処理によって、少なくとも前記互いに対向し、且つ、前記孔部につながる端面を有する前記一対の固定部を形成するようにしてもよい。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
また、前記セラミック積層体作製工程は、少なくとも互いに対向する端面が一部連結された前記一対の固定部となる部分を形成するための窓部を有するセラミックグリーンシートと、後に前記薄板部となるセラミックグリーンシートとを含むセラミックグリーン積層体を一体焼成して、前記セラミック積層体を作製し、前記切除工程は、前記圧電／電歪素子が形成された前記セラミック積層体に対する切除処理によって、少なくとも互いに対向し、且つ、前記孔部につながる端面が一部連結された前記一対の固定部となる部分を形成し、更に、前記連結部分を切除して互いに対向し、且つ、前記孔部につながる端面を有する前記一対の固定部を形成するようにしてもよい。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
一方、薄板部１６ａ及び１６ｂの長さ（Ｚ軸方向の距離）ｅと薄板部１６ａ及び１６ｂの内壁間の距離ａとの比ｅ／ａにおいては、好ましくは０．５〜１０とされ、更に好ましくは０．７〜５とすることが望ましい。この比ｅ／ａの規定値は、可動部２０の変位量を大きくでき、且つ、高い共振周波数で変位動作を行うことができる（高い応答速度を達成できる）という発見に基づく規定である。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５５】
次いで、図１８に示すように、可動部２０となる部分の中心部分２０ｂを切断線Ｃ３及びＣ４に沿って切断して除去して、可動部２０、薄板部１６ａ及び１６ｂ並びに固定部２２が一体化されたセラミック基体１４Ｃに圧電／電歪素子２４ａ及び２４ｂが形成された圧電／電歪デバイス１０を作製する。切除の方法としては、ダイシング加工、ワイヤソー加工等の機械加工のほか、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ等のレーザ加工や電子ビーム加工を適用することが可能である。