(57)【要約】【課題】圧電構成部品、とくに圧電アクチュエータの製造における電極の配置構造を決定するための方法を提供する。【解決手段】  圧電構成部品の製造において電極の配列構造を決定する方法は、少なくとも１つの圧電セラミック層と少なくとも２つの電極とを含む多層構造の基体を用いるステップを含んでいる。基体は、少なくとも２つの外表面を有している。少なくとも１つの電極は、上記外表面のうちの少なくとも１つの外表面まで少なくとも局所的に伸び、その１つの端部は該外表面上に露出する。また、少なくとも１つの外表面上の少なくとも２つの電極は露出していない。この方法は、電極が露出していない少なくとも１つの外表面の材料を、導電性の手段を用いて除去する。外表面の材料を除去する際に、上記手段と電極のうちの少なくとも１つとの間に電圧が印加され、電極を流れている電流が測定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電構成部品、とくに圧電アクチュエータの製造過程において、電極の配置構造を決定する方法であって、
ａ）  少なくとも１つの圧電セラミック層（１６）と少なくとも２つの電極（１８）とを含む多層構造の基体（１０）を準備するステップであって、
上記基体（１０）は少なくとも２つの外表面（１２、１２’、１４、１４’）を有していて、少なくとも１つの電極（１８）は上記外表面（１２、１２’）のうちの少なくとも１つの外表面まで少なくとも局所的に伸びてその１つの端部は該外表面上に露出する一方、上記少なくとも２つの電極は、さらなる少なくとも１つの外表面（１４、１４’）上には露出していない基体（１０）を準備するステップと、
ｂ）  上記電極（１８）が露出していない上記少なくとも１つの外表面（１４、１４’）の材料を、上記電極（１８）のうちの少なくとも１つのものの１つの端部が上記外表面（１４、１４’）に露出するまで、除去手段（２８）を用いて除去するステップとを含んでいて、
上記除去手段（２８）は導電性のものであって、上記ステップｂ）において上記少なくとも１つの外表面（１４、１４’）の上記材料を除去する際に、上記除去手段（２８）と上記電極（１８）のうちの少なくとも１つのものとの間に電圧を印加し、
上記材料を除去する際に、上記少なくとも１つの電極（１８）を流れている電流を測定することを特徴とする方法。
【請求項２】
上記ステップｂ）における上記材料の除去を、研磨媒体（２８）、好ましくは研磨輪（２８）を用いる研磨により行うことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記研磨媒体（２８）が、その表面上に研磨粒子（３２）が配置された金属輪（３０）を備えていることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
上記金属輪（３０）がニッケル又はニッケルクロム合金からなり、及び／又は、上記研磨粒子（３２）がダイヤモンド及び／又は窒化ホウ素からなることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
上記ステップａ）において、基体（１０）を準備するために、
ａ１）  少なくとも１つの圧電セラミック部（１６）と少なくとも２つの電極（１８）とを積層して、上記各層（１６、１８）が互いに交互に並ぶように配置された多層構造体を形成するステップと、
ａ２）  上記ステップａ１）で製造された多層構造体を押圧するステップと、
ａ３）  上記多層構造体を複数の多層構造体に分割する任意のステップと、
ａ４）  上記１つ又は複数の多層構造体を焼結させるステップと、
ａ５）  少なくとも１つの電極（１８）が上記少なくとも１つの外表面（１２、１２’）まで少なくとも局所的に伸びて該外表面でその１つの端部が露出するまで、上記１つ又は複数の多層構造体の少なくとも１つの外表面（１２、１２’）で上記材料を除去するステップとを実施することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
上記ステップａ１）において積層を行うために、各場合においてその上に複数の少なくとも実質的に正方形の金属コーティングが好ましくは印刷により施された、１つの非焼成圧電セラミック材料層と、１つ又は複数の非焼成圧電セラミック材料層（１６）とを、互いに離間させて、交互に並ぶように配置することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
上記ステップａ１）において、それぞれ１つ又は複数の圧電セラミック材料（１６）によって互いに分離された各電極（１８）が、横方向において互いに横方向にオフセットし、これにより電極（１８）が好ましくは、もう１つの横方向において交互に並ぶように、上記各層を交互に配置することを特徴とする、請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
上記ａ５）において、すべての電極（１８）が上記外表面（１２、１２’）まで少なくとも局所的に伸びてその一端が該外表面に露出するまで、少なくとも１つの外表面（１２、１２’）で上記材料を除去することを特徴とする、請求項５〜７のいずれか１つに記載の方法。
【請求項９】
上記ステップａ）において用いることができる基体（１０）が実質的に平行六面体の形状に形成され、
上記少なくとも１つの圧電セラミック層（１６）と上記少なくとも２つの電極（１８）とが、上記基体（１０）内において少なくとも実質的に水平に配置され、
上記電極（１８）が、上記基体（１０）の１つの側部表面（１２、１２’）から上記基体（１０）の反対側に位置する側部表面（１２’、１２）まで伸び、かつそれぞれその１つの端部で上記２つの側部表面（１２、１２’）の各々に露出することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
上記ステップｂ）において、各場合において少なくとも１つの電極（１８）の少なくとも１つの端部が上記２つの側部表面（１４、１４’）の各々に露出するまで、上記多層構造体の互いに背向して配置された２つの側部表面（１４、１４’）で上記材料を除去することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１１】
上記手段（２８）と、その上に少なくとも１つの電極（１８）が露出している上記基体（１０）の少なくとも１つの外表面（１２、１２’）上の電極（１８）のうちの少なくとも１つとの間に電圧を印加するために、
複数の互いに分離された外部電極（２６、２６’、２６”）を設け、上記外部電極（２６、２６’、２６”）の各々をそれ自体の電圧源（２０）に接続することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１２】
上記除去手段（２８）と、各場合においてその上に少なくとも１つの電極（１８）が露出している上記基体（１０）の互いに背向して配置された２つの外表面（１２、１２’）上の電極（１８）のうちの少なくとも１つとの間に電圧を印加するために、
各場合において、複数の互いに分離された外部電極（２６、２６’、２６”）を設け、上記外部電極（２６、２６’、２６”）の各々を電圧源（２０）に接続することを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１つに記載の方法を含み、かつ、任意のステップとして少なくとも１つの外表面を再研磨して上記電極の配置を最適化する最終的なステップを含む、圧電構成部品、とくに圧電アクチュエータを製造する方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法により得ることができる、圧電アクチュエータその他の圧電構成部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電構成部品、とくに圧電アクチュエータの製造過程における、電極の配置（配列）を決定するための方法と、上記方法を用いて圧電構成部品を製造する方法と、圧電構成部品とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
既知の圧電アクチュエータは、典型的には、電極（内部）と圧電層とが交互に積層された構造を有している。ここで、個々の内部電極は、各場合において、その両側で圧電層によって囲まれている。そして、個々の圧電層は、各場合において、その両側で内部電極によって囲まれている（ただし、積層体の周縁部に配置された層は例外である）。ここで、それぞれ圧電層によって互いに分離されている隣り合う電極は、異なる極性を有している。このため、互いに隣り合う２つの内部電極の間に電圧が印加されたときには、各場合において、電場が形成される。これは、例えば以下のような構成的態様により実現される。すなわち、すべての２番目の（１つ置きの）内部電極の各端部は、第１の外部電極として機能する金属層に電気的に接続され、原則的には平行六面体の形状をもつ圧電アクチュエータの第１の側面に接続される（applied）。これにより、他方の電極の各端部は、第１の側部表面と反対側に位置し第２の外部電極として機能する圧電アクチュエータの第２の側部表面に接続された金属層と接触する。
【０００３】
第１の極性の内部電極と、該部品の動作に際して反対の極性をもつ外部電極との間での短絡を回避するために、個々の内部電極は、典型的には、それぞれ各外部電極が設けられた側部表面によって結合された断面の全幅にわたっては伸びてはいない。しかし、その上に反対の極性をもつ第２の外部電極が配置されている、反対側に位置する側部表面から所定の距離（間隔）のところまで伸びている（内部電極が接続されている同一の極性をもつ外部電極を有する側部表面から始まる）。これにより、軸方向に伸びている各周縁領域は、各場合において、外部電極が設けられた２つの側部表面に形成され、１つの極性の内部電極のみがその中に配置されている。これらの周縁領域においては、外部電極間に電圧が印加されたときに、結果的に電場は形成されず、このためこれらの周縁層は圧電的に不活性である。
【０００４】
これらの圧電的に不活性な領域を、その上に配置された外部電極を備えた２つの側部表面の軸方向の周縁領域に制限するために、個々の内部電極は、これを横切る方向に通り抜ける態様で伸びる。これにより、個々の電極は、外部電極を有しない圧電アクチュエータの側部表面の２つの表面まで伸び、そこで露出する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
理想的には、圧電的に不活性な周縁領域は、その全長にわたって一定の幅を有している。しかしながら、圧電構成部品の製造の個々のステップ、すなわち、該部品の個々の層の限定、多層構造の押圧、寸法を合わせるための切断、該部品の焼結は、多層構造の変形を生じさせる結果となる。これにより、圧電的に不活性な領域における個々の電極の端部は、互いに正確に位置しない。この変形により、該部品の長手方向について、圧電的に不活性な領域の幅にばらつき（偏差）が生じる。典型的には、例えば、ランダムなばらつき、系統的な線形のばらつき、系統的な湾曲のばらつき、又は前記のばらつきの２つ又はこれより多くの組み合わせなどといったばらつきが生じる。
【０００６】
圧電的に不活性な周縁領域の幅についてのこれらのばらつきは問題である。なぜなら、これらの領域は通常の分極過程では分極されず、それゆえ長手方向の分極の成長が起こらないからである。これらの分極の不規則性は、分極された領域に圧縮歪み（compression strain）を生じさせるとともに、圧電的に不活性な領域に引張応力を生じさせる。圧電的に不活性な領域が多層構造の長手方向に沿って対称でない範囲においては、これらの歪みは、該部品の変形又は損傷を生じさせるであろう。
【０００７】
圧電的に不活性な周縁領域の幅におけるばらつきを最小にするために、該部品の製造時における多層構造内での電極の正確な位置が特定されなければならない。そして、該部品は、必要があれば、圧電的に不活性な周縁領域の幅のばらつきが許容範囲内に入るように機械的に再処理（再加工）しなければならない。圧電多層構造における個々の電極の位置を特定するための既知の方法は、電極の位置の純粋に光学的な検出に基づいており、したがって不正確である。
【０００８】
それゆえ、本発明の目的は、圧電構成部品、とくに圧電アクチュエータの製造における電極の配置構造を決定するための方法を提供することである。この方法においては、圧電構成部品の必要な再処理（再加工）により個々の電極の決定された位置に基づいて製品を得ることを可能にするために、多層構造における個々の電極の位置、とくに圧電的に不活性な領域の幾何学的形状を、迅速かつ単純に、高い信頼性でもって決定することができることが必要である。この方法においては、圧電的に不活性な周縁領域は、該部品の長手方向に沿って幅が一定であることが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的は、本発明に係る請求項１に係る特徴を有する方法、とくに圧電構成部品とくに圧電アクチュエータの製造過程における電極の配置（配列）構造を検出するための方法によって達成される。本発明に係る方法は、次のステップを含んでいる。
ａ）  少なくとも１つの圧電セラミック層と少なくとも２つの電極とを含む多層構造の基体（base body）を準備するステップ。ここで、基体は少なくとも２つの外表面を有している。上記少なくとも２つの電極は、上記外表面のうちの少なくとも１つの外表面まで少なくとも局所的に伸びてその１つの端部は該外表面上に露出している。また、上記少なくとも２つの電極は、さらなる少なくとも１つの外表面上には露出していない。
ｂ）  電極が露出していない上記少なくとも１つの外表面の材料を、上記電極のうちの少なくとも１つがその１つの端部で上記外表面で露出するまで、所定の除去手段を用いて除去するステップ。
ここで、除去手段は導電性のものである。ステップｂ）において上記少なくとも１つの外表面の上記材料を除去する際に、除去手段と、上記電極のうちの少なくとも１つとの間に電圧を印加する。そして、上記材料を除去する際に、上記少なくとも１つの電極を流れている電流を測定する。
【００１０】
その上に電極が露出していない、典型的には圧電セラミック材料からなる上記少なくとも１つの外表面の材料を除去する際に、例えば研磨装置（grinding device）などといった上記材料を除去するための導電性を有する除去手段と、上記電極のうちの少なくとも１つのものとの間に電圧が印加されるので、かつ、上記材料の除去に際してこの電極を流れている電流を測定するので、この電極が外表面に露出する時点（時間）を決定することができる。なぜなら、この時点で、少なくとも１つの外表面で上記材料を除去するための除去手段は、電極の少なくとも１つの端部と接触し、これにより除去手段と電極との間に印加された電圧により、電流が電極を流れるからである。除去手段と、少なくとも２つの電極との間に電圧を印加すると、本発明に係る方法でもって、電圧が印加された電極のうちの最初のものが、これに対応する外表面で露出する時点及び位置を検出することができる。なぜなら、この場合、この電極は除去手段と電気的に接触するからである。圧電構成部品の表面が個々のセクター（領域）に分割され、かつ各セクターの電極がそれぞれ異なる電圧源又は電圧源の異なるチャンネルに接続されているので、本発明に係る方法を用いて、各セクターの第１番目の電極が、これに対応する外表面に露出する時点及び位置を決定することができる。各セクターで最初に露出した電極の正確な位置、すなわちこのセクターにおける最も外側に配置された電極の位置を知ることにより、この部品の長手方向にわたる圧電周縁領域の幾何学的形状を、所望の理想的な形状とは異なる範囲にわたって決定することができ、ひいてはこれに対応する外表面に後処理を施すことにより、所望の形状に修正することができる。
【００１１】
本発明に係る方法のステップｂ）において、少なくとも１つの外表面から上記材料を除去するために、当業者に知られている全ての技術を用いることができる。この技術でもって、電極と圧電セラミック層とからなる多層構造から、圧電セラミック材料を除去することができる。とくに、本発明の構成（framework）の範囲内においては、研磨媒体（grinding medium）を用いた研磨により、上記少なくとも１つの外表面から上記材料を除去するのが有利であるということが証明された。
【００１２】
また、本発明は、研磨媒体のタイプによって制限されるものではない。研磨媒体は、好ましくは研磨輪（grinding wheel）である。
【００１３】
導電性の研磨媒体と、基体の外表面に露出される電極との間に、良好な電気的接続を実現するために、その表面に研磨剤粒子が配置された金属輪を備えた、上記材料を除去するための研磨媒体を用いるのが有利であるということが証明された。このような研磨媒体は、例えばニッケル又はニッケルクロム合金で形成することができる金属輪に起因して、良好な導電性を有している。さらに、個々の研磨剤粒子の間の金属輪の表面の部分が露出されるので、電圧が印加された金属輪は、多層構造の外表面で電極に露出する際に、電極と電気的に接触する。このため、金属輪と電極とを通って電流が流れ、したがって露出した電極を検出することができる。
【００１４】
研磨媒体において十分な研磨効果と性能とを実現するために、本発明の着想をさらに進展させ、研磨媒体の金属輪に、ダイヤモンド及び／又は窒化ホウ素の研磨剤粒子を設けることが推奨される。
【００１５】
本発明に係る方法は、上記材料を除去するための除去手段と上記少なくとも１つの電極との間に印加される電圧のレベルによって制限されるものではない。
【００１６】
基体の製造は、当業者によく知られたあらゆる方法により実施することができる。このような方法としては、単なる例示として、次のステップを含む方法があげられる。
ａ１）  少なくとも１つの圧電セラミック部と少なくとも２つの電極とを積層して、上記各層が互いに交互に並ぶように配置された多層構造体を形成するステップ。
ａ２）  ステップａ１）で製造された多層構造体を押圧する（press）ステップ。
ａ３）  例えば積層体を複数の小さい積層体に切断することにより、上記多層構造体を複数の多層構造体に分割する、任意に設けることができるステップ。
ａ４）  ステップａ２）又はステップａ３）で生成された複数の多層構造体を焼結させるステップ。
ａ５）  少なくとも１つの電極が上記外表面まで少なくとも局所的に伸びて該外表面でその１つの端部が露出するまで、上記１つ又は複数の多層構造体の少なくとも１つの外表面で上記材料を除去するステップ。
【００１７】
ステップａ１）における積層のために、例えば、個々の圧電セラミック層と電極層とを互いに交互に配置してもよい。これに代えて、１つの作業ステップにおいて、並行的に、異なる圧電構成部品に所属する複数の多層構造を製造することも可能である。後者は、例えば、次のような手法で実施することができる。すなわち、ステップａ１）において積層を行うために、１つ又は複数の非焼成圧電セラミック材料層と、１つの非焼成圧電セラミック材料層とを、互いに交互に配置する。ここで、各場合において、非焼成圧電セラミック材料層の上には、複数の少なくとも実質的に正方形の金属コーティングが、互いに離間して配置されている。ここで、各場合において、互いに重なり合って配置され、１つ又は複数の非焼成圧電セラミック材料層によって互いに分離されている金属コーティングは、この後圧電構成部品の内側電極を形成する。他方、同一の断面上の隣り合う金属コーティングは、分離されて異なる構成部品を形成する。これは、例えば、中間領域の積層（laminate）を、個々の金属コーティングの間で軸方向に切断することにより実現される。
【００１８】
この後に、所望の幾何学的形状をもつ圧電的に不活性な周縁領域を形成するために、本発明の着想をさらに進展させ、ステップａ１）において、個々の層を次のような形態で互いに重ねることが推奨される。すなわち、それぞれが１つ又は複数の圧電セラミック層によって互いに分離された個々の電極を、横方向（in the transverse direction）において互いに横方向に（laterally）オフセットさせることが推奨される。かくして、本発明に係る方法のステップｂ）において、対応する外表面を研磨（研削）することにより、圧電的に不活性な周縁領域が得られる。電極は、好ましくは、他の横方向に互いに重なるように並んで配置される。
【００１９】
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、ステップａ５）において、上記少なくとも１つの外表面で、すべての電極が外表面まで少なくとも局所的に伸びて該外表面に露出するまで、上記材料が除去される。それゆえ、本発明に係る方法のステップｂ）を実施する上において、すべての電極を１つの電圧源に接続し、又は複数のセクター（sector）に分割して順に異なる電圧原に接続することを確実化することができ、最初に露出した電極の位置、又は１つの領域内において最初に露出した電極の位置を決定することができる。
【００２０】
本発明に係る方法のステップａ５）において、上記少なくとも１つの外表面で電極を露出させるために、対応する外表面を、例えば研磨輪などの研磨媒体を用いて、個々の電極又はすべての電極の端部が外表面に露出するまでの間、研磨することができる。研磨は、一方では研磨輪のジャケット表面（jacket surface）でもって行うことができ、他方では研磨輪の円形の基部表面でもって行うことができる。最後に示した実施態様は、研磨輪のジャケット表面に比べて、基部表面の面積が大きいので、複数の多層構造を同時に研磨することができるといった利点を有する。このため、より緩やかな研磨条件下において、すなわち多層構造に対する熱応力及び機械的応力が低い条件下において、同一のスループット（throughput）でもって研磨を行うことができる。
【００２１】
さらに、本発明の構成の範囲内において、ステップａ）で使用することができる基体は、実質的に平行六面体であるのが有利であるということが証明された。ここで、上記少なくとも１つの圧電層と上記少なくとも２つの電極とは、基体内において少なくとも実質的に水平に配置され、基体の１つの側面から、該側面とは反対向きの基体のもう１つの側面まで伸びている電極は、各場合において、２つの側面の各々の上でその一端が露出している。
【００２２】
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、該方法のステップｂ）において、少なくとも１つの電極の一端が各場合において上記２つの側面の各々で露出するまで、多層構造の互いに反対向きに配置された２つの側部表面で上記材料が除去される。このようにすれば、反対向きに配置された２つの側部表面にそれぞれ圧電的に不活性な周縁領域を有する圧電構成部品が得られる。
【００２３】
除去手段と上記電極のうちの少なくとも１つのものとの間での電圧の印加の態様は、本発明に係る方法を用いてどのような情報を得るべきかに依存する。電極層の数が少ない小型の電気部品に過ぎない場合には、除去手段と上記電極のうちの少なくとも１つのものとの間に十分な電圧が印加される。この場合、外側電極は、基体の少なくとも１つの外表面に取り付け、その上で少なくとも１つの電極が露出し、これが電圧源に接続される。これにより、基体の上記少なくとも１つの外表面に露出するすべての電極は、外部電極を介して電圧源に接続される。ここで、電極が最初は露出していない上記少なくとも１つの外表面の材料を除去する際には、外部電極に接続された第１の内部電極が外表面に露出し、その結果例えば研磨媒体などの上記手段と接触すれば直ちに、外部電極を通ってかなり大きい電流が流れる。このとき、研磨媒体の正確な位置がわかっていれば、電流が流れ始める時点から、対応する電極の端部の正確な位置を決定することができる。上記外表面と反対向きに配置された外表面に同様の処理が繰り返されるので、他方の外表面に露出した第１の電極の正確な位置も決定することができる。これにより、幾何学的形状と、２つの測定点から、圧電的に不活性な周縁領域の誤った配置を決定することができる。
【００２４】
より大きい圧電構成部品が用いられ、又は、圧電構成部品中の圧電的に不活性な周縁領域の幾何学的形状の高解像度（resolution）が達成される範囲においては、少なくとも１つの電極が露出している基体の少なくとも１つの外表面における上記電極のうちの少なくとも１つのものと上記手段との間への電圧の印加は、複数の相互に分離した外部電極を取り付け、外部電極の各々を各自の電圧源に接続するのが有利であるということが証明された。これにより、研磨される外表面は、基本的には、個々のセクターに分割され、対応する外表面の各電極は、上記外部電極のうちの１つのものに接続されたこのセクター内で露出する。この構成によれば、外表面全体において最初に露出した電極の位置を検出することが可能であるだけではなく、個々のセクターにおいて最初に露出した各電極の位置を検出することも可能である。かくして、圧電的に不活性な周縁領域の幾何学的形状を比較的正確に決定することができる。
【００２５】
本発明に係る方法の解像度をさらに高めるために、本発明の着想をさらに進展させ、各場合において少なくとも１つの電極が露出している基体の互いに反対方向を向いて配置された２つの側部表面で、上記電極のうちの少なくとも１つのものと除去手段との間への電圧を印加するために、複数の互いに分離した外部電極をそれぞれ取り付け、上記電極の各々を電圧源に接続することが推奨される。かくして、２つの側部表面の各々においてセクターごとに最初に露出した各電極の正確な位置が得られる。これにより、圧電的に不活性な周縁領域の正確な幾何学的形状を決定することが可能となる十分な測定点が存在する。
【００２６】
前記の実施態様の各々、とくに最後に示した実施態様は、上記少なくとも１つの外部電極が導電性のクランプであるときには、とくに容易に認識することができる。なぜなら、これは、基体の互いに反対方向に向いて配置された２つの側部表面に簡単に固定することができるからである。
【００２７】
本発明のさらなる対象は、圧電構成部品、とくに圧電アクチュエータを製造する方法である。この方法は前記のステップを含んでいる。すなわち、圧電構成部品中における電極の配置形態を決定した後に、電極の最適化のために、とくに圧電的に不活性な周縁領域の所望の幾何学的形状を実現するために、圧電構成部品の１つ又は複数の外表面を、得られた測定値に基づいて再研磨するステップを含んでいる。
【００２８】
本発明に係る方法を用いて得ることができる圧電構成部品は、とくに、要求に対応する圧電的に不活性な周縁領域の幾何学的形状を有し、これにより圧電的に不活性な周縁領域内における位置の欠陥に起因する構成部品の変形及び応力を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の単なる例示として、本発明の好ましい実施の形態を説明する。
【００３０】
図１に模式的に示すように、基体１０（base body）は、平行六面体の形状に形成され、４つの側面１２、１２’、１４、１４’と、底面（基礎面）と、上面（頂面）とを有している。この基体１０は、圧電セラミック材料からなる圧電セラミック層１６と層状の電極１８（電極層）とが交互に配列（配置）された構造を有している。ここで、圧電セラミック層１６及び電極１８は、積層された形態で交互に配置されている。そして、各圧電セラミック層１６は２つの電極１８によって囲まれ（挟まれ）、かつ、各電極１８はそれぞれ２つの圧電セラミック層１６によって囲まれ（挟まれ）ている−ただし、一番上の層と一番下の層は例外である−。
【００３１】
全ての電極１８は、側部表面１２、１２’によって形成された断面（cross-sectional plane）間、すなわち側部表面１２、１２’に挟まれた部分を通り抜ける形態で伸びている。ここで、電極１８の各端部は、２つの側部表面１２、１２’の上に露出されている。
【００３２】
図１中の側部表面１２をみれば分かるように、個々の電極１８は、側部表面１４、１４’によって形成された断面においては、交互に並んで配置されてはいない。しかし、電極１８は横方向に（laterally）オフセットして配置され、これにより軸方向の周縁領域（marginal region）は、図１中に示す基体１０の２つの長手方向（縦方向）の側部に形成されている。上記周縁領域は破線で示され、すべての２番目の電極だけがこれらを通って伸びている。これらの周縁領域は、ポーリング（poling）の際にポーリング（not poled）されず、このため周縁領域は後の圧電構成部品において圧電的に不活性（piezoelectrically inactive）である。さらに、圧電セラミック層１６は、電極１８の各端部と側部表面１４、１４’との間にも配置されている。そして、圧電セラミック層１６は、各場合において、対応する側部表面１４、１４’の上で、対応する側部表面１４、１４’のところで横向きに（laterally）、電極１８の端部をオフセットして露出させるために、すなわち、第１番目、第３番目、第５番目等々の電極の端部を側部表面１４上に露出させ、第２番目、第４番目、第６番目等々の電極の端部を側部表面１４’上に露出させるために、除去しなければならない。
【００３３】
電極１８の個々の端部を側部表面１４、１４’上に露出させる前に、基体１０の個々の電極１８が電力源ないしは電圧源２０に接続される（applied）。このため、各クランプ２２（clamp）が２つの側部表面１２、１２’に取り付けられ（applied）、電圧源２０は、それぞれ、電気絶縁材料２４によって互いに分離された導電領域２６、２６’、２６”（electrically conductive sectors）に分割される。各導電領域２６、２６’、２６”は、それぞれ、電圧源２０の異なるチャンネル（channel）に接続されている。さらに、電圧源２０は、そのもう１つの極ないしはポール（pole）で研磨輪（grinding wheel）に接続され、研磨輪（図１中には示されていない）と、個々の領域２６、２６’、２６”又はこれらと接触している電極１８との間に電圧を印加する。
【００３４】
図２に示すように、電極１８の個々の端部を側部表面１４、１４’の上に露出させるために、側部表面１４は、まず研磨輪２８（研削輪）を用いて研磨（研削）される。研磨輪２８は、ニッケルクロム合金で形成された金属輪３０（metal wheel）を備えている。そして、金属輪３０の研磨表面に窒化ホウ素の研磨粒子３２（abrasive particle）が配置されている。
【００３５】
研磨時に、研磨されるべき材料の過熱（オーバーヒート）を避けるために、研磨されるべき表面に、水を基材（ベース）とする冷却液が噴霧（スプレー）される。この冷却液は、低い電気伝導度を有するので、導電性の金属輪３０が側部表面１４上のどの電極１８にも接触していない場合でも、研磨輪２８と、側部表面１２、１２’の上に露出された個々の電極１８との間にはすでに弱い（低い）電流が流れている。この弱い電流は、金属輪３０が空間的に電極１８に接近している度合いにより増加する。その上に研磨粒子３２が配置された金属輪３０が、電極１８の端部を側部表面１４に露出させた時点では、金属輪３０は、図２中において円で示す位置において、研磨粒子３２の高さによって、すなわちマイクロメータ（ミクロン）オーダーないしは１マイクロメータの微小片によって、側部表面１４上に露出された電極１８から分離されているだけである。その結果、金属輪３０と電極１８との間に印加される電圧により、対応する電極１８を流れる電流の劇的な増加が起こる。この電流は、電圧源２０の同一のチャンネルに接続された領域２６’の電極１８に限定されるので、電流の増加は、対応する領域２６’の電極１８の第１の端部の露出と関連づけることができる。これと対照的に、この時点においては、電圧源２０のその他の２つのチャンネルでは、電流は検出されないであろう。研磨工程をさらに進行させると、最終的にはその他の２つのチャンネル２６、２６”の第１の電極１８の端部もまた最終的に連続的に露出される。この後、これらの領域２６、２６”に関連づけられた電圧源２０の対応するチャンネルにおいて、電流の劇的な増加が記録されるであろう。かくして、研磨工程の終了時には、領域２６、２６’、２６”ごとに、最初に露出された各電極１８の位置を知ることができるであろう。
【００３６】
また、側部表面１４に背向して位置する側部表面１４’の上にも、同様の研磨工程が繰り返される。これにより、各場合において、領域２６、２６’、２６”ごとに、最初に側部表面１４’上に露出された各電極１８の端部の位置を知ることができるであろう。この場合、基体１０はクランプ２２から除去せず、クランプ２２を回転（回動）させることにより、側部表面１４’を研磨輪２８に向ける。これにより、基体１０の相対的な位置は、軸方向に変化させられる。その結果、各領域２６、２６’、２６”における露出された電極１８の位置が維持されるということが分かる。
【００３７】
総括すれば、このようにして得られた結果によれば、基体１０の軸方向に沿った電極の横方向の欠陥位置（defective position）は、対応する小さい領域内では均一であると仮定すれば、個々の電極１８の相互の相対的な向きは結果的に図３に示す例に示すようなものとなる。図３においては、各場合において、破線は、２つの側部表面１４、１４’の個々の領域２６、２６’、２６”において最初に露出された電極１８を示している。例示のために、この図においては、３つの領域２６、２６’、２６”を示しているだけであり、圧電的に不活性な周縁領域内の欠陥位置は、誇張された態様で示している。実際には、多層構造における個々の電極の位置の非常に精密な分解能ないしは解像度（resolution）を得るために、圧電構成部品ごとに３つよりもかなり多い領域が用いられる。
【００３８】
個々の電極１８の相互の相対的な位置、及び、圧電的に不活性な周縁領域の範囲（extent）が知られているので、対応する再作業（再加工）により、例えば２つの側部表面１４、１４’の再研磨により、圧電構成部品が圧電的に不活性な周縁領域が要求される形状をもつ（adopt）ことを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】電気的接続部を備えた、本発明に係る方法のステップａ）で使用する基体等の斜視図である。
【図２】本発明に係る方法のステップｂ）の方法を模式的に示す図である。
【図３】本発明に係る方法用いて決定された圧電構成部品の圧電的に不活性な周縁領域の配列を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  基体、１２  露出した電極を備えた側部表面、１２’  露出した電極を備えた側部表面、１４  露出した電極を備えていない側部表面、１４’  露出した電極を備えていない側部表面、１６  圧電セラミック材料、１８  内側の電極、２０  電圧源、２２  クランプ、２４  電気絶縁材料、２６  導電領域、２６’  導電領域、２６”  導電領域、２８  研磨輪、３０  金属輪、３２  研磨粒子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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