(57)【要約】      （修正有）【課題】焦電効果に起因する特性劣化の抑制を確実に実現することができ、圧電体層の薄層化が容易で信頼性の高い積層型圧電素子を提供する。【解決手段】圧電体層１２と、前記圧電体層を挟んで互いに略平行に積層された第１内部電極１３及び第２内部電極１４と、前記第１内部電極１３及び前記第２内部電極１４と略平行に積層されており前記圧電体層１２より電気抵抗値が低い抵抗層１８と、を有する素子本体１１と、前記第１内部電極１３及び前記抵抗層１８に対して電気的に接続された第１外部電極１５と、前記第２内部電極１４及び前記抵抗層１８に対して電気的に接続された第２外部電極１６と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電体層と、前記圧電体層を挟んで互いに略平行に積層された第１内部電極及び第２内部電極と、前記第１内部電極及び前記第２内部電極と略平行に積層されており前記圧電体層より電気抵抗値が低い抵抗層と、を有する素子本体と、
前記第１内部電極及び前記抵抗層に対して電気的に接続された第１外部電極と、
前記第２内部電極及び前記抵抗層に対して電気的に接続された第２外部電極と、を有する積層型圧電素子。
【請求項２】
前記素子本体において前記第１内部電極および前記第２内部電極が露出している表面の少なくとも一部を覆う絶縁層を、さらに有す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】
前記抵抗層は前記圧電体層の間に挟まれていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層型圧電素子。
【請求項４】
前記抵抗層は、前記素子本体の積層方向に関して略対称に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の積層型圧電素子。
【請求項５】
前記抵抗層は、前記第１内部電極及び前記第２内部電極を、前記素子本体の積層方向に挟んで、両側に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の積層型圧電素子。
【請求項６】
前記第１外部電極は、前記素子本体における第１の表面に形成されており、
前記第２外部電極は、前記素子本体において前記第１の表面とは反対方向を向く第２の表面に形成されており、
前記絶縁層は、前記素子本体において前記第１の表面と前記第２の表面とを接続する第３の表面に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の積層型圧電素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型圧電素子に関する。さらに詳しくは、焦電効果に起因する特性劣化を防止し得る積層型圧電素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子は、圧電効果および逆圧電効果を利用し、機械的な変位と電気的な変位とを相互に変換する素子である。このような圧電素子は、例えば、圧電セラミックスを成形・焼成して素子本体を得た後、これに電極を形成し、さらに分極処理を施すことによって製造される。
【０００３】
圧電素子により得られる機械的変位は比較的微小であるため、圧電素子は、たとえば精密かつ正確な制御が要求されるアクチュエータとして好適に利用される。より具体的には、レンズ駆動用、ＨＤＤのヘッド駆動用、インクジェットプリンタのヘッド駆動用、燃料噴射弁駆動用等の用途が挙げられる。
【０００４】
このような圧電素子は、例えば携帯用電子機器等に用いられた場合、周囲の環境変化により、温度変化に曝されることになる。
【０００５】
このような温度変化に曝されることが想定される場合、圧電素子には、焦電効果による分極度の劣化という問題が発生する。特に温度が低下する過程において、圧電素子には、焦電効果による電荷によって分極処理時とは逆方向の電圧が印加されるため、その電圧が大きすぎる場合には、圧電素子の分極度を低下させてしまうおそれがある。このようにして低下した分極度は、温度が再度上昇する過程で回復することはほとんど望めないために、温度変化が繰り返されるたびに分極度が徐々に低下し、最終的には所望の変位が得られなくなるというような、圧電素子の特性劣化を引き起こしてしまう問題があった。
【０００６】
このような問題に対処するため、特許文献１には、積層型圧電素子において、その側面に露出している内部電極をマイグレーション防止用外装材で覆い、さらに該外装材に導電性粒子を分散させる技術が記載されている。
【０００７】
また、特許文献１には、導電性粒子を分散させた外装材により、焦電効果による分極度の低下を抑制できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００７／０５２５９９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、内部電極の露出面を外装材で覆う従来技術では、素子本体を形成した後に、別途その表面に外装材を形成する工程が必要となるため、分極度の低下を防ぐ構造を得るために、製造工程が長くなり生産効率が低下するという問題を有する。また、焼成後に圧電素子の集合体を切断する際に、内部電極が切断刃の進入方向に沿って延びてしまう場合があるため、導電粒子を含む外装材によって切断面を覆う従来技術では、外装材を介して形成される経路の抵抗値に、大きな製造バラツキを生じるおそれがある。
【００１０】
また、導電粒子を含有する従来技術の外装材には、導電性粒子の凝集などにより局所的に抵抗値の低い部分が形成され、該部分を通じて内部電極間に短絡を生じる恐れがあるという問題があった。特に、内部電極間の距離（圧電体層の厚み）が小さくなるほど、この問題が顕著になってしまう。
【００１１】
さらに、マイグレーションの防止と分極度低下の抑制を１つの外装材によって達成しようとする従来技術では、外装材が前記した両方の機能を果たすことを求められるために、その構成材料の選択や配合比の調整等が難しく、また外装材の抵抗値の調整が困難であるという問題があった。
【００１２】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、焦電効果に起因する特性劣化の抑制を確実に実現することができ、しかも、圧電体層の薄層化が容易で生産性に優れた積層型圧電素子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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明に係る積層型圧電素子は、圧電体層と、前記圧電体層を挟んで互いに略平行に積層された第１内部電極及び第２内部電極と、前記第１内部電極及び前記第２内部電極と略平行に積層されており前記圧電体層より電気抵抗値が低い抵抗層と、を有する素子本体と、
前記第１内部電極及び前記抵抗層に対して電気的に接続された第１外部電極と、
前記第２内部電極及び前記抵抗層に対して電気的に接続された第２外部電極と、を有する。
【００１４】
本発明に係る積層型圧電素子は、第１内部電極及び第２内部電極と平行に積層された抵抗層を含む素子本体を有し、当該抵抗層は、第１外部電極と第２外部電極の両方に電気的に接続されている。ここで、抵抗層は、圧電体層より電気抵抗値が低いために、焦電効果に伴い発生した電荷は抵抗層を介して移動し、圧電体層に過剰な電圧が印加されることを防止できる。その結果、本発明に係る圧電素子は、焦電効果によって引き起こされる特性劣化を、抑制することができる。
【００１５】
また、抵抗層を含む素子本体は、これを含まない（第１内部電極、第２内部電極及び圧電体層を含む）素子本体の積層工程に対して、積層されるシートの材質を一部変更するという軽微な変更を加えるだけで、容易に製造することが可能である。したがって、本発明に係る積層型圧電素子は、外装材を追加する従来技術に比べて、簡便な生産工程によって製造することができ、生産性に優れている。
【００１６】
また、抵抗層は素子本体に含まれており、第１内部電極及び第２内部電極に平行に配置されるため、抵抗層によって形成される経路の電気抵抗値は、製造バラツキが少ない。したがって、本発明に係る積層型圧電素子は、抵抗層の電気抵抗値を精度良くコントロールすることが可能であり、電圧印加に伴う機械的変位のような基本特性を好適に確保しつつ、焦電効果による特性劣化を防止することが可能である。
【００１７】
さらに、本発明に係る積層型圧電素子では、たとえ抵抗層内部において電気的性質の不均一が生じたとしても、それによって内部電極間が短絡するというような致命的な問題は発生しないため、安定した性能を有しており、製造が容易である。また、抵抗層は、その内部における電気的特性の偏りを、比較的広く許容することができるため、構成材料の選択や配合比等の製造条件も、比較的自由に決定できる。また、さらに、本発明に係る積層型圧電素子は、圧電体層を薄くしても、抵抗層が内部電極間を短絡させる危険性は生じないため、圧電体層の薄型化に対して有利である。
【００１８】
また、例えば、本発明に係る積層型圧電素子は、前記素子本体において前記第１内部電極および前記第２内部電極が露出している表面の少なくとも一部を覆う絶縁層を、さらに有しても良い。
【００１９】
このような積層型圧電素子は、絶縁層によりマイグレーションを防止し、抵抗層により分極度の低下を抑制することができるため、特に良好な信頼性を有する。また、この場合における絶縁層は、焦電効果によって発生する電荷を逃がす機能を持つ必要がなく、絶縁性の高い材料によって構成すれば良いので、信頼性が高く製造が容易である。
【００２０】
また、例えば、前記抵抗層は圧電体層の間に挟まれていても良い。
【００２１】
抵抗層と圧電体層を積層すると、抵抗層の熱収縮率や機械的性質が圧電体層のそれとは異なることに起因して、積層型圧電素子に歪みが生じるおそれがあるが、抵抗層を圧電体層の間に挟む構造とすることにより、このような現象を防止できる。
【００２２】
また、例えば、前記抵抗層は、前記素子本体の積層方向に関して略対称に配置されていても良い。
【００２３】
抵抗層を素子本体の積層方向に関して略対称に配置することにより、積層型圧電素子を変形させようとする応力を分散させることが可能であり、積層型圧電素子の変形を防止することができる。
【００２４】
また、例えば、前記抵抗層は、前記第１内部電極及び前記第２内部電極を、前記素子本体の積層方向に挟んで、両側に配置されていても良い。
【００２５】
素子本体の両端部には、リークを防止する観点から、内部電極が存在しない部分を形成することが好ましいので、この部分に抵抗層を配置することは、小型化に資する。また、抵抗層を素子本体の両側に配置することにより、積層型圧電素子の変形を防止することができる。
【００２６】
また、例えば、前記第１外部電極は、前記素子本体における第１の表面に形成されていても良く、
前記第２外部電極は、前記素子本体において前記第１の表面とは反対方向を向く第２の表面に形成されていても良く、
前記絶縁層は、前記素子本体において前記第１の表面と前記第２の表面とを接続する第３の表面に形成されていても良い。
【００２７】
本発明に係る積層型圧電素子及び素子本体の形状は特に限定されないが、素子本体が概ね直方体であるような場合は、互いに反対方向を向く面に第１外部電極と第２外部電極が形成され、二つの外部電極を繋ぐ面に絶縁層が形成される構造とすることにより、製造が容易になる。すなわち、このような積層型圧電素子は、素子本体の各側面に、単純に外部電極及び絶縁層を形成することで製造可能であり、また絶縁層を含む素子本体の各部分も、シンプルな形状とすることができる。したがって、このような積層型圧電素子は、非常にシンプルな構造を有しており、製造が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る積層型圧電素子を示す概略斜視図である。
【図２】図２は、図１におけるII−II線に沿って切断した概略断面図である。
【図３】図３は、図１におけるIII−III線に沿って切断した概略断面図である。
【図４】図４は、図１の積層型圧電素子に含まれる抵抗層及びその変形例の断面形状を説明するための概略断面図である。
【図５】図５は、素子本体の製造方法を説明した概念図である。
【図６】図６は、圧電体層及び抵抗層の電気抵抗値を説明した概念的な回路図である。
【図７】図７は、他の実施形態に係る積層型圧電素子の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
図１に示すように、本実施形態に係る積層型圧電素子１０は、略直方体形状であり、素子本体１１と、第１外部電極１５と、第２外部電極１６と、絶縁層１７とを有する。素子本体１１は、積層型圧電素子１０より若干小さい略直方体形状を有しており、第１外部電極１５、第２外部電極１６及び絶縁層１７は、素子本体１１の第１側面１１ａ〜第４側面１１ｄに形成されている。
【００３１】
図１〜図３に示すように、素子本体１１は、圧電体層１２と、第１内部電極１３と、第２内部電極１４と、抵抗層１８とが、積層方向Ｚに沿って積層された内部構造を有する。素子本体１１は、積層方向Ｚの中央部分に位置し、第１内部電極１３及び第２内部電極１４が存在する中央部と、積層方向Ｚの両端部に位置しており、第１内部電極１３及び第２内部電極１４が存在しない蓋部１９とによって構成されている。
【００３２】
図２及び図３に示すように、素子本体１１の中央部では、第１内部電極１３と第２内部電極１４とが、圧電体層１２を挟んで交互に積層されている。第１内部電極１３と第２内部電極１４とは、積層方向に垂直な方向に沿って、互いに略平行に延在しているが、図２に示すように、第１内部電極１３は素子本体１１の第２側面１１ｂの手前で途切れており、第２内部電極１４は第２側面１１ｂとは反対方向を向く第１側面１１ａの手前で途切れている。
【００３３】
図２に示すように、第２内部電極１４が露出せず、第１内部電極１３のみが露出している第１側面１１ａには、第１外部電極１５が形成されている。第１外部電極１５と第１内部電極１３は、電気的かつ物理的に接続されており、第１外部電極１５と第１内部電極１３は、共に導電材料で構成されているため、常に略同電位となる。
【００３４】
これに対して、第１内部電極１３が露出せず、第２内部電極１４のみが露出している第２側面１１ｂには、第２外部電極１６が形成されている。第２外部電極１６と第２内部電極１４は、電気的かつ物理的に接続されており、第２外部電極１６と第２内部電極１４は、共に導電材料で構成されているため、常に略同電位となる。
【００３５】
第１内部電極１３及び第２内部電極１４を構成する導電材としては、たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ等の貴金属およびこれらの合金（Ａｇ−Ｐｄなど）、あるいはＣｕ、Ｎｉ等の卑金属およびこれらの合金などが挙げられるが、特に限定されない。第１外部電極１５及び第２外部電極１６を構成する導電材料も特に限定されず、内部電極を構成する導電材と同様の材料を用いることができる。なお、さらに、第１外部電極１５及び第２外部電極１６の外側には、上記各種金属のメッキ層やスパッタ層が形成してあってもよい。
【００３６】
図２に示すように、素子本体１１の中央部における圧電体層１２は、第１内部電極１３と第２内部電極１４に挟まれた圧電活性部１２ａを有している。圧電活性部１２ａは、互いに極性の異なる第１内部電極１３と第２内部電極１４を介して電圧を印加され、機械的な変位を生じる部分である。
【００３７】
圧電体層１２の厚みは、特に制限されないが、本実施形態では、好ましくは５〜５０μｍ程度である。また、圧電体層１２の材質は、圧電効果あるいは逆圧電効果を示す材料であれば、特に制限されず、たとえば、ＰｂＺｒｘＴｉ１−ｘＯ３、ＢａＴｉＯ３などが挙げられる。また、特性向上等のための成分が含有されていてもよく、その含有量は、所望の特性に応じて適宜決定すればよい。
【００３８】
なお、図２及び図３に示すように、圧電体層１２は、素子本体１１の中央部だけでなく、素子本体１１の両端部にある蓋部１９にも存在する。蓋部１９は、圧電体層１２と抵抗層１８を有するが、蓋部１９には第１内部電極１３及び第２内部電極１４が存在しない。抵抗層１８は、積層方向Ｚに略垂直な方向に沿って延在しており、素子本体１１において、第１内部電極１３及び第２内部電極１４と略平行に積層されている。
【００３９】
図２に示すように、抵抗層１８は、素子本体１１の第１側面１１ａと第２側面１１ｂの両方に露出しており、第１外部電極１５と第２外部電極１６の両方に対して、物理的かつ電気的に接続されている。抵抗層１８は、第１内部電極１３及び第２内部電極１４を挟む両端部の蓋部１９に配置されているが、いずれか一方のみの蓋部１９に形成されていてもかまわない。
【００４０】
なお、図４（ａ）に示すように、本実施形態に係る抵抗層１８の断面形状は、素子本体１１の断面全体に広がる単純な矩形形状であり、素子本体１１の側面のうち、積層方向Ｚに沿って延在する他の側面である第３側面１１ｃ及び第４側面１１ｄにも露出している。ただし、抵抗層１８の断面形状としてはこれに限定されず、図４（ｂ）に示すような帯状形状の抵抗層４８や、図４（ｃ）に示すように蛇行形状の抵抗層５８を採用することも可能である。抵抗層１８，４８，５８は、第１外部電極１５が形成されている第１側面１１ａ及び第２外部電極１６が形成されている第２側面１１ｂに露出していれば良く、第３側面１１ｃ及び第４側面１１ｄには露出していなくても良い。
【００４１】
抵抗層１８は、圧電体層１２より電気抵抗値が低い。図６に示すように、積層型圧電素子１０の２つの極性の電極は、電気的には、圧電体層１２によって構成される抵抗Ｒ１と、抵抗層１８によって構成される抵抗Ｒ２とによって、並列に接続されていると考えることができる。抵抗層１８に対応する抵抗Ｒ２の電気抵抗値は、圧電体層１２に対応する抵抗Ｒ１の電気抵抗値より低く、例えば、圧電体層１２（抵抗Ｒ１）の電気抵抗値（Ω）が１０９オーダーである場合、抵抗層１８（抵抗Ｒ２）の電気抵抗値（Ω）を１０６オーダーとすることができる。
【００４２】
抵抗層１８の電気抵抗値は、圧電体層１２（抵抗Ｒ１）に応じて適宜設定すれば良いが、焦電効果によって生じる電荷を適切に移動させるために、例えば圧電体層１２（抵抗Ｒ１）の電気抵抗値の１００分の１程度以下とすることが好ましい。また、抵抗層１８の電気抵抗値の下限値は、特に限定されないが、圧電活性部１２ａが所望の機械的変位を発生するように、少なくとも１０４Ω程度とすることが好ましい。ここで、抵抗層１８の電気抵抗値は、抵抗層１８の電気抵抗率、抵抗層１８の厚み又は抵抗層１８の数（実施形態では２つ）、抵抗層１８の平面形状（図４（ａ）〜（ｃ）参照）等によって調整することができる。なお、抵抗層１８の厚みは特に制限されないが、たとえば１〜２０μｍ程度とすることができる。
【００４３】
抵抗層１８の材質は、圧電体層１２より低い電気抵抗値を得ることができ、抵抗Ｒ２が焦電効果により生じる電荷を適切に放電する機能を達成できれば、特に制限されない。具体的な材料としては、所定の抵抗値を有する樹脂、カーボン等の導電性粒子を含む絶縁性樹脂、金属酸化物などが挙げられる。また、圧電体層１２の材料に導電性粒子等を含有させ、抵抗率を圧電体層１２より低くした材料も、抵抗層１８の熱的及び機械的性質を圧電体層１２に近づける観点から、抵抗層１８の材質として好ましい。
【００４４】
前述したように、積層方向Ｚに沿って延在する素子本体１１の側面のうち、第１側面１１ａには第１内部電極１３のみが露出しており、第２側面１１ｂには第２内部電極１４のみが露出しているが、第１側面１１ａと第２側面１１ｂとを接続する第３側面１１ｃ及び第４側面１１ｄには、第１内部電極１３と第２内部電極１４の両方が露出している（図１及び図３参照）。
【００４５】
図３に示すように、第３側面１１ｃと第４側面１１ｄには、絶縁層１７が形成されている。本実施形態に係る絶縁層１７は、第３側面１１ｃ及び第４側面１１ｄの全体を覆っている。ただし、絶縁層１７は、第３側面１１ｃ及び第４側面１１ｄの表面のうち、図２に示す圧電活性部１２ａに面する第１内部電極１３及び第２内部電極１４が露出している部分を被覆することが特に重要であり、その他の部分は被覆しない構成としても良い。
【００４６】
絶縁層１７の材質は、絶縁性が高く、水分の浸入を防止し、内部電極間のマイグレーションを防止できる材料であれば特に制限されない。具体的な材料としては、樹脂、ガラスなどが挙げられる。また、絶縁層１７の電気抵抗値は、絶縁性を確保できれば特に制限されないが、本実施形態では、１０９Ω以上であることが好ましい。絶縁層１７の厚みは特に制限されないが、たとえば１〜２０μｍ程度である。
【００４７】
以下に、図５等を用いて、積層型圧電素子１０の製造方法の一例を説明する。
【００４８】
積層型圧電素子１０の製造方法では、まず、焼成後に素子本体１１となる積層体を製造する。積層体の製造工程では、図５に示すように、焼成後に圧電体層１２となるグリーンシート２２と、焼成後に第１内部電極１３となる内部電極ペースト膜が形成された第１内部電極グリーンシート２３と、焼成後に第２内部電極１４となる内部電極ペースト膜が形成された第２内部電極グリーンシート２４と、焼成後に抵抗層１８となる抵抗層ペースト膜が形成された抵抗層グリーンシート２８とを準備する。
【００４９】
内部電極ペースト膜及び抵抗層ペースト膜が印刷される前のグリーンシートと、グリーンシート２２とは、たとえば以下のような方法で製造される。まず、圧電体層１２を構成する材料の原料を湿式混合等の手段によって均一に混合した後、乾燥させる。次に、適切に選定された焼成条件で仮焼成し、仮焼粉を湿式粉砕する。そして、粉砕された仮焼粉末にバインダを加えてスラリー化する。次に、スラリーをドクターブレード法またはスクリーン印刷法等の手段によってシート化し、その後に乾燥させてグリーンシートを得る。なお、圧電体層１２を構成する材料の原料には、不可避的不純物が含まれていてもよい。
【００５０】
次に、導電材を含む内部電極ペーストを、印刷法等の手段により、グリーンシートの上に塗布することで、所定パターンの内部電極ペースト膜が形成された第１内部電極グリーンシート２３と第２内部電極グリーンシート２４が得られる。また、抵抗層グリーンシート２８は、焼成後に抵抗層１８となる抵抗層ペーストを、グリーンシートの上に塗布することで得られる。
【００５１】
なお、抵抗層グリーンシート２８は、焼成後に抵抗層１８となる材料を含むスラリーをシート化することによって、独立したシートとして準備されても良い。この場合、抵抗層グリーンシート２８は、スラリーの構成材料に導電性材料を追加することを除き、グリーンシート２２と同様の方法によって作製することができる。
【００５２】
次に、準備したグリーンシート２２、第１内部電極グリーンシート２３、第２内部電極グリーンシート２４及び抵抗層グリーンシート２８を、所定の順序で積層する。図５に示すように、焼成後に素子本体１１の中央部となる部分では、第１内部電極グリーンシート２３と第２内部電極グリーンシート２４を交互に積層する。また、焼成後に素子本体１１の蓋部１９となる両端部では、グリーンシート２２の間に抵抗層グリーンシート２８を挟むように積層する。なお、抵抗層グリーンシート２８とグリーンシート２２を積層すると、抵抗層グリーンシート２８の熱収縮率がグリーンシート２２のそれとは異なることに起因して、焼成時に歪みが生じるおそれがあるが、抵抗層１８を圧電体層１２の間に挟む構造とすることにより、このような現象を防止できる。
【００５３】
さらに、積層後に圧力を加えて圧着し、乾燥工程等の必要な工程を経た後、焼成後に素子本体１１となる積層体を得る。
【００５４】
次に、得られた積層体を所定条件で焼成して焼結体を得た後、焼結体における第１側面１１ａ及び第２側面１１ｂに相当する部分に第１外部電極１５および第２外部電極１６を形成し、この電極に直流電圧を印加して圧電体層１２の分極処理を行う。これにより、第１側面１１ａ及び第２側面１１ｂに外部電極１５，１６が形成されており、第３側面１１ｃ及び第４側面１１ｄが露出した状態の素子本体１１が得られる（図１参照）。なお、得られた素子本体１１にバレル研磨を行って、素子本体１１の角部および稜線部をＲ面加工しておくことも好ましい。
【００５５】
なお、図５では、各グリーンシート２２，２３，２４，２８のパターンを、１個の素子本体１１に対応させて表しているが、実際のグリーンシート２２，２３，２４，２８としては、図５に示すパターンが一枚のシートに多数形成されたものが用いられる。このようなシートを用いて形成された集合積層体は、焼成前若しくは焼成後に適宜切断されることによって、最終的に図１に表すような素子本体１１の形状となる。
【００５６】
最後に、素子本体１１の第３側面１１ｃ及び第４側面１１ｄに、図３に示すような絶縁層１７を形成し、第１内部電極１３及び第２内部電極１４が露出している部分を覆う。本実施形態では、絶縁性樹脂を塗布して絶縁層１７を形成する。このような工程を経て、図１に示すような積層型圧電素子１０が製造される。
【００５７】
図１〜図３に示す積層型圧電素子１０は、第１内部電極１３及び第２内部電極１４と平行に積層された抵抗層１８を含む素子本体１１を有し、図２及び図３に示すように、抵抗層１８は、第１外部電極１５と第２外部電極１６の両方に電気的に接続されている。ここで、図６に示すように、抵抗層１８（抵抗Ｒ２）は、圧電体層１２（抵抗Ｒ１）より電気抵抗値が低いために、焦電効果に伴い発生した電荷は抵抗層１８を介して移動し、圧電体層１２に過剰な電圧が印加されることを防止できる。その結果、積層型圧電素子１０は、焦電効果によって引き起こされる特性劣化を、抑制することができる。
【００５８】
また、図５に示すように、抵抗層１８を含む素子本体１１は、これを含まない（第１内部電極１３、第２内部電極１４及び圧電体層１２のみを含む）素子本体の積層工程に対して、積層されるシートの材質等を一部変更するという軽微な変更を加えるだけで、容易に製造することが可能である。したがって、積層型圧電素子１０は、焦電効果によって引き起こされる特性劣化を防止するという作用効果を、外装材を追加する従来技術に比べて、簡便な生産工程によって実現することができ、生産性に優れている。
【００５９】
また、抵抗層１８は素子本体１１に含まれており、第１内部電極１３及び第２内部電極１４に平行に配置されるため、抵抗層１８によって形成される経路の電気抵抗値は、製造バラツキが少ない。したがって、積層型圧電素子１０は、抵抗層１８の電気抵抗値を精度良くコントロールすることが可能であり、電圧印加に伴う機械的変位のような基本特性を好適に確保しつつ、焦電効果による特性劣化を防止することが可能である。したがって、積層型圧電素子１０は、初期的な機械的変位性能と耐久性とを、好適に両立することが可能である。
【００６０】
さらに、積層型圧電素子１０では、たとえ抵抗層１８内部において電気的性質の不均一が生じたとしても、それによって内部電極間が短絡するというような致命的な問題は発生しないため、安定した性能を有しており、製造が容易である。また、抵抗層１８は、その内部における電気的特性の偏りを、比較的広く許容することができるため、構成材料の選択や配合比等の製造条件も、比較的自由に決定できる。また、さらに、積層型圧電素子１０は、圧電体層１２を薄くしても、抵抗層１８が内部電極間を短絡させる危険性は生じないため、圧電体層１２の薄型化に対して有利である。
【００６１】
抵抗層１８は、素子本体１１の内部であればどの位置に形成されても良いが、素子本体１１の両端部に配置される蓋部１９に形成されることが好ましい。蓋部１９には、リークを防止する観点から内部電極１３，１４が存在しないため、抵抗層１８を形成するためのスペースとして、蓋部１９を利用することは、積層型圧電素子１０の小型化に資する。また、抵抗層１８を素子本体１１の両側に配置することにより、焼成時に発生する応力を分散させ、焼成時に発生する積層型圧電素子１０の変形を防止することができる。
【００６２】
積層型圧電素子１０は、絶縁層１７によりマイグレーションを防止し、特に良好な信頼性を有する。また、マイグレーションは、極性の異なる内部電極間の距離が小さいほど生じやすいが、絶縁層１７により内部電極１３，１４の露出部分を被覆することによってマイグレーションを防止できるため、圧電体層１２の薄型化にも資する。特に、内部電極１３，１４のうち、圧電活性部１２ａに面する部分は、特に内部電極間の距離が小さい部分であるため、当該部分が露出している部分を絶縁層１７で覆うことにより、マイグレーションを効果的に防止できる。
【００６３】
その他の実施形態
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこうした実施形態に何等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において種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【００６４】
たとえば、素子本体の形状は直方体に限定されず、多角柱形状であっても、円柱形状であってもよい。また、第１及び第２外部電極は、対応する第１及び第２内部電極と電気的に接続されていれば、形成される場所は特に制限されず、素子本体の各面において、隣り合う面に形成されていてもよい。さらに、同一面上に極性が同じ外部電極が複数形成されていてもよいし、極性が異なる外部電極が複数形成されていてもよい。
【００６５】
ただし、図１に示す積層型圧電素子１０のように、素子本体１１の各側面１１ａ〜１１ｄに、単純に外部電極１５，１６及び絶縁層１７を形成する態様は、素子本体１１の内部の抵抗層１８もシンプルな形状とすることができるので、生産性の向上に資する。
【００６６】
また、抵抗層は、第１内部電極１３及び第２内部電極１４に平行であって、第１外部電極１５及び第２外部電極１６の両方に電気的に接続されていれば良く、その限りにおいて様々な形状及び配置が可能である。例えば、抵抗層は、図７に示す積層型圧電素子３０における抵抗層３８のように、蓋部３９に形成されるのではなく、素子本体３１の中央部に、第１内部電極１３と第２内部電極１４とを接続するように形成されても良い。
【符号の説明】
【００６７】
１０，３０…積層型圧電素子
１１，３１…素子本体
１１ａ…第１側面
１１ｂ…第２側面
１１ｃ…第３側面
１１ｄ…第４側面
１２…圧電体層
１２ａ…圧電活性部
１３…第１内部電極
１４…第２内部電極
１５…第１外部電極
１６…第２外部電極
１７…絶縁層
１８，３８…抵抗層
１９，３９…蓋部
２２…グリーンシート
２３…第１内部電極グリーンシート
２４…第２内部電極グリーンシート
２８…抵抗層グリーンシート
Ｒ１，Ｒ２…抵抗
３８…抵抗層
【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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