JPH05243884A - 圧電体の分極方法 - Google Patents
圧電体の分極方法Info
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- JPH05243884A JPH05243884A JP4133992A JP4133992A JPH05243884A JP H05243884 A JPH05243884 A JP H05243884A JP 4133992 A JP4133992 A JP 4133992A JP 4133992 A JP4133992 A JP 4133992A JP H05243884 A JPH05243884 A JP H05243884A
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- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ブロック状の圧電体のロット間の材料ばらつ
きやブロック状圧電体内の位置による材料特性のばらつ
きの如何に関わらず、該ブロック状圧電体から得られた
短冊状圧電体を高精度に所望の分極度とし得る、圧電体
の分極方法を提供する。 【構成】 ブロック状圧電体１１を所望の分極度△Ｆよ
りも強く分極し、次に逆方向に所望の分極度△Ｆよりも
弱く分極し、さらに最初の分極方向に再度分極して所望
の分極度△Ｆを実現し、所望の分極度△Ｆのブロック状
圧電体１１を分極方向Ｐと平行にスライスして短冊状圧
電体１２を得、該短冊状圧電体１２において、分極され
ている方向または分極されている方向とは逆方向に直流
電界を印加して分極度を調整する、圧電体の分極方法。
きやブロック状圧電体内の位置による材料特性のばらつ
きの如何に関わらず、該ブロック状圧電体から得られた
短冊状圧電体を高精度に所望の分極度とし得る、圧電体
の分極方法を提供する。 【構成】 ブロック状圧電体１１を所望の分極度△Ｆよ
りも強く分極し、次に逆方向に所望の分極度△Ｆよりも
弱く分極し、さらに最初の分極方向に再度分極して所望
の分極度△Ｆを実現し、所望の分極度△Ｆのブロック状
圧電体１１を分極方向Ｐと平行にスライスして短冊状圧
電体１２を得、該短冊状圧電体１２において、分極され
ている方向または分極されている方向とは逆方向に直流
電界を印加して分極度を調整する、圧電体の分極方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電体を所望の分極度
に分極する方法に関し、特に、ブロック状圧電体から切
り出された短冊状の圧電体において所望の分極度を容易
に実現することを可能とする、圧電体の分極方法に関す
る。
に分極する方法に関し、特に、ブロック状圧電体から切
り出された短冊状の圧電体において所望の分極度を容易
に実現することを可能とする、圧電体の分極方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来より公知の厚みすべり振動
モードを利用した圧電発振子を示す斜視図である。圧電
発振子１は、矢印Ｐ方向に分極処理された矩形の圧電板
２の両主面に振動電極３，４を形成した構造を有する
（振動電極４については、圧電基板２の下方に投影した
状態で図示する。）。ところで、上記のような圧電発振
子１を得るにあたっては、図３（ａ）に示すように、ブ
ロック状圧電体５を矢印Ｐ方向に分極処理し、図示のよ
うにスライスして短冊状圧電体６を得る。しかる後、短
冊状圧電体６の両主面に（下面側の電極については図示
されず）全面電極を形成し、次に、エッチングにより複
数の振動電極３を形成する（図３（ｂ））。しかる後、
短冊状圧電体６を厚み方向に切断することにより、図２
に示した圧電発振子１を得ていた。
モードを利用した圧電発振子を示す斜視図である。圧電
発振子１は、矢印Ｐ方向に分極処理された矩形の圧電板
２の両主面に振動電極３，４を形成した構造を有する
（振動電極４については、圧電基板２の下方に投影した
状態で図示する。）。ところで、上記のような圧電発振
子１を得るにあたっては、図３（ａ）に示すように、ブ
ロック状圧電体５を矢印Ｐ方向に分極処理し、図示のよ
うにスライスして短冊状圧電体６を得る。しかる後、短
冊状圧電体６の両主面に（下面側の電極については図示
されず）全面電極を形成し、次に、エッチングにより複
数の振動電極３を形成する（図３（ｂ））。しかる後、
短冊状圧電体６を厚み方向に切断することにより、図２
に示した圧電発振子１を得ていた。
【０００３】上記のような圧電発振子１の製造方法にお
いては、分極度は、当初のブロック状の圧電体５におけ
る分極処理により決定されていた。すなわち、短冊状圧
電体６や圧電基板２を得た後においては、分極度の調整
は行われていなかった。これは、ブロック状の圧電体５
をいわゆるソフトな圧電材料で構成した場合であって
も、短冊状の圧電体６や圧電基板２において分極度を調
整するには非常に高い電圧が必要であり、実用的ではな
いことによる。例えば、抗電界が１０ｋＶ／ｃｍのソフ
トな圧電材料からなる短冊状圧電体６において、図４に
示すように直流電界を印加して分極度を調整しようとす
ると、長さＬが７ｍｍの短冊状圧電体６では、最低でも
７０００Ｖ以上の電圧を印加しなければならない。
いては、分極度は、当初のブロック状の圧電体５におけ
る分極処理により決定されていた。すなわち、短冊状圧
電体６や圧電基板２を得た後においては、分極度の調整
は行われていなかった。これは、ブロック状の圧電体５
をいわゆるソフトな圧電材料で構成した場合であって
も、短冊状の圧電体６や圧電基板２において分極度を調
整するには非常に高い電圧が必要であり、実用的ではな
いことによる。例えば、抗電界が１０ｋＶ／ｃｍのソフ
トな圧電材料からなる短冊状圧電体６において、図４に
示すように直流電界を印加して分極度を調整しようとす
ると、長さＬが７ｍｍの短冊状圧電体６では、最低でも
７０００Ｖ以上の電圧を印加しなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】他方、上記ブロック状
の圧電体５を厚み方向に分極処理するには、ブロック状
という試料形状のために数万Ｖといった高電圧を印加す
る必要があったため、絶縁油中にブロック状圧電体を浸
漬した状態で分極処理しなければならなかった。そのた
め、分極処理後に絶縁油を除去するための煩雑な洗浄作
業が必要であった。
の圧電体５を厚み方向に分極処理するには、ブロック状
という試料形状のために数万Ｖといった高電圧を印加す
る必要があったため、絶縁油中にブロック状圧電体を浸
漬した状態で分極処理しなければならなかった。そのた
め、分極処理後に絶縁油を除去するための煩雑な洗浄作
業が必要であった。
【０００５】また、上記のような製造工程を経て得られ
た圧電発振子１では、特性を揃えるには、その前提とし
て、ブロック状の圧電体５が一様にかつ高精度に分極処
理されていることが必要である。さらに、実際の量産に
際しては、異なるブロック状圧電体５が等しい分極度を
有するように、多数のブロック状圧電体５を高精度にか
つ安定に分極処理しなければならない。
た圧電発振子１では、特性を揃えるには、その前提とし
て、ブロック状の圧電体５が一様にかつ高精度に分極処
理されていることが必要である。さらに、実際の量産に
際しては、異なるブロック状圧電体５が等しい分極度を
有するように、多数のブロック状圧電体５を高精度にか
つ安定に分極処理しなければならない。
【０００６】しかしながら、従来の分極方法では、圧電
材料のばらつき、焼成ロット間の変動等により、ブロッ
ク状の圧電体５の分極度にばらつきが生じざるを得なか
った。のみならず、ブロック状圧電体５は、かなりの厚
み及び寸法を有するため、上記のように数万Ｖと非常に
高い電圧を印加することにより分極していたが、この様
な高電圧を印加することによる分極では、分極度の制御
自体が非常に難しく、従ってブロック状圧電体５を一様
にかつ高精度に分極することは非常に困難であった。
材料のばらつき、焼成ロット間の変動等により、ブロッ
ク状の圧電体５の分極度にばらつきが生じざるを得なか
った。のみならず、ブロック状圧電体５は、かなりの厚
み及び寸法を有するため、上記のように数万Ｖと非常に
高い電圧を印加することにより分極していたが、この様
な高電圧を印加することによる分極では、分極度の制御
自体が非常に難しく、従ってブロック状圧電体５を一様
にかつ高精度に分極することは非常に困難であった。
【０００７】そこで、本願出願人は、上記のようなブロ
ック状圧電体の分極における問題点を解決する方法とし
て、特願平３−３２９８４号において、以下の方法を開
示した。すなわち、図５に示すように所望の分極度より
も強い第１の分極度△Ｆ0 に分極処理されたブロック状
圧電体を用意し、第１の分極度△Ｆ0 を得る分極工程と
は逆方向にかつ所望の分極度より弱く分極する第２の分
極工程を実施し、再度第１の分極度を得た場合と同方向
に分極し、所望の分極度を得る第３の分極工程を実施す
ることにより、ブロック状圧電体５を所望の分極度に分
極する方法である。
ック状圧電体の分極における問題点を解決する方法とし
て、特願平３−３２９８４号において、以下の方法を開
示した。すなわち、図５に示すように所望の分極度より
も強い第１の分極度△Ｆ0 に分極処理されたブロック状
圧電体を用意し、第１の分極度△Ｆ0 を得る分極工程と
は逆方向にかつ所望の分極度より弱く分極する第２の分
極工程を実施し、再度第１の分極度を得た場合と同方向
に分極し、所望の分極度を得る第３の分極工程を実施す
ることにより、ブロック状圧電体５を所望の分極度に分
極する方法である。
【０００８】上記方法によれば、図５から明らかなよう
に、第３の分極工程における分極度−印加電圧曲線の傾
きが第２の分極工程における分極度−印加電圧の傾きよ
りも緩やかであるため、かつ第３の分極工程では比較的
低い電圧を印加して分極し得るため、ブロック状圧電体
５をより安定にかつ高精度に分極することができる。し
かしながら、実際の量産に際して用意されるブロック状
圧電体５では、焼成ロット間において特性がばらついた
り、あるいはブロック状圧電体５をスライスして得られ
る短冊状圧電体６間においても特性のばらつきが生じが
ちであるという問題があった。すなわち、ブロック状圧
電体５自体を安定にかつ高精度に分極したとしても、用
意されるブロック状圧電体５の材料特性が焼成ロット間
でばらついており、かつ同一のブロック状圧電体５内に
おいても材料特性がその位置によってばらついているた
め、多数の短冊状圧電体６を高精度に所望の分極度に分
極することが難しく、ひいては図２に示した圧電発振子
１の発振周波数を高精度に制御することが困難であっ
た。
に、第３の分極工程における分極度−印加電圧曲線の傾
きが第２の分極工程における分極度−印加電圧の傾きよ
りも緩やかであるため、かつ第３の分極工程では比較的
低い電圧を印加して分極し得るため、ブロック状圧電体
５をより安定にかつ高精度に分極することができる。し
かしながら、実際の量産に際して用意されるブロック状
圧電体５では、焼成ロット間において特性がばらついた
り、あるいはブロック状圧電体５をスライスして得られ
る短冊状圧電体６間においても特性のばらつきが生じが
ちであるという問題があった。すなわち、ブロック状圧
電体５自体を安定にかつ高精度に分極したとしても、用
意されるブロック状圧電体５の材料特性が焼成ロット間
でばらついており、かつ同一のブロック状圧電体５内に
おいても材料特性がその位置によってばらついているた
め、多数の短冊状圧電体６を高精度に所望の分極度に分
極することが難しく、ひいては図２に示した圧電発振子
１の発振周波数を高精度に制御することが困難であっ
た。
【０００９】本発明の目的は、ブロック状の圧電体をス
ライスすることにより得られる短冊状圧電体の分極度を
高精度に制御することを可能とする、圧電体の分極方法
を提供することにある。
ライスすることにより得られる短冊状圧電体の分極度を
高精度に制御することを可能とする、圧電体の分極方法
を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本願の第１発明の圧電体
の分極方法は、ブロック状圧電体を所望の分極度よりも
強く分極する第１の分極工程と、第１の分極工程とは逆
方向に所望の分極度よりも弱く分極する第２の分極工程
と、ブロック状圧電体を前記第１の分極方向に再度分極
し、所望の分極度を得る第３の分極工程と、前記所望の
分極度のブロック状圧電体を分極方向と平行にスライス
して短冊状圧電体を得る工程と、前記短冊状圧電体にお
いて分極されている方向または分極されている方向とは
逆方向に直流電界を印加して分極度を調整する工程とを
備えることを特徴とする。
の分極方法は、ブロック状圧電体を所望の分極度よりも
強く分極する第１の分極工程と、第１の分極工程とは逆
方向に所望の分極度よりも弱く分極する第２の分極工程
と、ブロック状圧電体を前記第１の分極方向に再度分極
し、所望の分極度を得る第３の分極工程と、前記所望の
分極度のブロック状圧電体を分極方向と平行にスライス
して短冊状圧電体を得る工程と、前記短冊状圧電体にお
いて分極されている方向または分極されている方向とは
逆方向に直流電界を印加して分極度を調整する工程とを
備えることを特徴とする。
【００１１】本願の第２発明は、ブロック状圧電体を所
望の分極度よりも強く分極する第１の分極工程と、第１
の分極工程と逆方向に、所望の分極度よりも弱く分極す
る第２の分極工程と、第２の分極工程後にブロック状圧
電体を分極方向と平行にスライスした短冊状圧電体を得
る工程と、短冊状圧電体において、第１の分極方向と同
一方向に直流電圧を印加して所望の分極度に分極する工
程とを備えることを特徴とする。
望の分極度よりも強く分極する第１の分極工程と、第１
の分極工程と逆方向に、所望の分極度よりも弱く分極す
る第２の分極工程と、第２の分極工程後にブロック状圧
電体を分極方向と平行にスライスした短冊状圧電体を得
る工程と、短冊状圧電体において、第１の分極方向と同
一方向に直流電圧を印加して所望の分極度に分極する工
程とを備えることを特徴とする。
【００１２】
【作用】前述したように、一般に短冊状圧電体におい
て、該短冊状圧電体が主面と平行な方向に分極処理され
ている場合に分極度を調整するには、非常に大きな直流
電界を印加しなければならない。また、主面と平行な方
向に分極処理された短冊状圧電体の分極度を高めるに
は、最初の分極時以上の電圧を印加しなければならない
が、図６に示すように、印加する必要がある電圧値まで
は分極度は何ら変化しないことがわかっている。すなわ
ち、印加電圧に対する不感領域Ｘが存在している。
て、該短冊状圧電体が主面と平行な方向に分極処理され
ている場合に分極度を調整するには、非常に大きな直流
電界を印加しなければならない。また、主面と平行な方
向に分極処理された短冊状圧電体の分極度を高めるに
は、最初の分極時以上の電圧を印加しなければならない
が、図６に示すように、印加する必要がある電圧値まで
は分極度は何ら変化しないことがわかっている。すなわ
ち、印加電圧に対する不感領域Ｘが存在している。
【００１３】すなわち、主面と平行な方向に分極処理さ
れた短冊状圧電体の分極度を単に直流電界を印加して調
整することは非常に困難であった。本発明者らは、ブロ
ック状圧電体を所望の分極度よりも強く分極し、次に逆
方向に所望の分極度よりも弱く分極し、さらに最初の分
極方向と同一方向に再度分極して所望の分極度を得るよ
うにして分極処理されたブロック状圧電体を用意し、該
ブロック状圧電体を分極方向と平行にスライスすること
により短冊状圧電体を得た場合には、該短冊状の圧電体
において分極されている方向または分極方向とは逆方向
に直流電界を印加すれば、分極度を極めて容易に調整し
得ることを見出し、上記第１発明を成すに至った。
れた短冊状圧電体の分極度を単に直流電界を印加して調
整することは非常に困難であった。本発明者らは、ブロ
ック状圧電体を所望の分極度よりも強く分極し、次に逆
方向に所望の分極度よりも弱く分極し、さらに最初の分
極方向と同一方向に再度分極して所望の分極度を得るよ
うにして分極処理されたブロック状圧電体を用意し、該
ブロック状圧電体を分極方向と平行にスライスすること
により短冊状圧電体を得た場合には、該短冊状の圧電体
において分極されている方向または分極方向とは逆方向
に直流電界を印加すれば、分極度を極めて容易に調整し
得ることを見出し、上記第１発明を成すに至った。
【００１４】また、本発明者らは、第１発明の第２の分
極工程後にブロック状圧電体を分極方向と平行にスライ
スすることにより短冊状圧電体を得た場合には、該短冊
状圧電体において、第１の分極方向と同一方向に直流電
界を印加すれば所望の分極度に極めて容易に分極し得る
ことを見出し、上記第２発明を成すに至った。
極工程後にブロック状圧電体を分極方向と平行にスライ
スすることにより短冊状圧電体を得た場合には、該短冊
状圧電体において、第１の分極方向と同一方向に直流電
界を印加すれば所望の分極度に極めて容易に分極し得る
ことを見出し、上記第２発明を成すに至った。
【００１５】すなわち、第１，第２発明の分極方法で
は、第１の分極工程に続く逆方向の第２の分極工程の処
理を行うことにより、ブロック状の圧電体において分極
可変領域が形成される。その結果、第１発明では、第３
の分極工程により所望の分極度とされたブロック状の圧
電体をスライスして短冊状圧電体を得た場合、該短冊状
の圧電体は、当初の分極方向及び該分極方向とは逆方向
に極めて小さな電圧を印加することにより、その分極度
を調整することが可能とされている。また、第２発明の
分極方法では、ブロック状圧電体において分極可変領域
が形成されており、該ブロック状圧電体をスライスして
得られた短冊状圧電体においても分極可変領域が形成さ
れているため、該短冊状の圧電体は、第１の分極方向と
同一方向に直流電圧を印加することにより極めて容易に
かつ正確に所望の分極度とすることが可能とされてい
る。
は、第１の分極工程に続く逆方向の第２の分極工程の処
理を行うことにより、ブロック状の圧電体において分極
可変領域が形成される。その結果、第１発明では、第３
の分極工程により所望の分極度とされたブロック状の圧
電体をスライスして短冊状圧電体を得た場合、該短冊状
の圧電体は、当初の分極方向及び該分極方向とは逆方向
に極めて小さな電圧を印加することにより、その分極度
を調整することが可能とされている。また、第２発明の
分極方法では、ブロック状圧電体において分極可変領域
が形成されており、該ブロック状圧電体をスライスして
得られた短冊状圧電体においても分極可変領域が形成さ
れているため、該短冊状の圧電体は、第１の分極方向と
同一方向に直流電圧を印加することにより極めて容易に
かつ正確に所望の分極度とすることが可能とされてい
る。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の非限定的な実施例につき説明
する。図１は、本発明の一実施例の分極方法の概略を説
明するための模式図である。まず、ブロック状の圧電体
１１を用意し、ブロック状の圧電体の両主面１１ａ，１
１ｂ間に直流電圧を印加し、矢印Ｐ1 方向に分極度△Ｆ
1 となるように分極処理する（第１の分極工程）。第１
の分極工程では、所望の分極度を△Ｆとしたときに、△
Ｆ1 ＞△Ｆとなるような程度に分極処理が行われる。
する。図１は、本発明の一実施例の分極方法の概略を説
明するための模式図である。まず、ブロック状の圧電体
１１を用意し、ブロック状の圧電体の両主面１１ａ，１
１ｂ間に直流電圧を印加し、矢印Ｐ1 方向に分極度△Ｆ
1 となるように分極処理する（第１の分極工程）。第１
の分極工程では、所望の分極度を△Ｆとしたときに、△
Ｆ1 ＞△Ｆとなるような程度に分極処理が行われる。
【００１７】次に、両主面１１ａ，１１ｂ間に逆方向に
電圧を印加し、ブロック状の圧電体１１を矢印Ｘ方向に
分極し、圧電体１１の分極度を所望の分極度△Ｆよりも
小さくする（第２の分極工程）。さらに、ブロック状の
圧電体１１に、第１の分極工程の場合と同一方向に直流
電界を印加し、矢印Ｐで示すように分極度△Ｆとなるよ
うにブロック状の圧電体１１を分極処理する。（第３の
分極工程）。
電圧を印加し、ブロック状の圧電体１１を矢印Ｘ方向に
分極し、圧電体１１の分極度を所望の分極度△Ｆよりも
小さくする（第２の分極工程）。さらに、ブロック状の
圧電体１１に、第１の分極工程の場合と同一方向に直流
電界を印加し、矢印Ｐで示すように分極度△Ｆとなるよ
うにブロック状の圧電体１１を分極処理する。（第３の
分極工程）。
【００１８】次に、ブロック状の圧電体１１を分極方向
と平行な方向にスライスし、短冊状圧電体１２を得る。
得られた多数の短冊状圧電体１２では、必ずしも所望の
分極度△Ｆに分極処理されているとは限らない。すなわ
ち、前述したように、圧電体１１内の部分における材料
特性のばらつきや、圧電体１１のロット間のばらつき等
により、短冊状圧電体１２においては、その分極度が△
ｆから若干ずれている場合がある。
と平行な方向にスライスし、短冊状圧電体１２を得る。
得られた多数の短冊状圧電体１２では、必ずしも所望の
分極度△Ｆに分極処理されているとは限らない。すなわ
ち、前述したように、圧電体１１内の部分における材料
特性のばらつきや、圧電体１１のロット間のばらつき等
により、短冊状圧電体１２においては、その分極度が△
ｆから若干ずれている場合がある。
【００１９】そこで、本発明では、得られた短冊状圧電
体１２の両端面１２ａ，１２ｂ間に、当初の分極方向Ｐ
1 と同一方向または逆方向に直流電圧を印加することに
より、分極度を所望の分極度△ｆに調整する。上記分極
度を調整する工程において、本実施例の方法では、極め
て低い直流電圧を印加することにより短冊状圧電体１２
の分極度が変化され得る。これは、ブロック状の圧電体
１１が前述したように第１〜第３の分極工程を経て分極
処理されているため、その分極度が容易に変化され得る
ことによる。これを、図７を参照して説明する。
体１２の両端面１２ａ，１２ｂ間に、当初の分極方向Ｐ
1 と同一方向または逆方向に直流電圧を印加することに
より、分極度を所望の分極度△ｆに調整する。上記分極
度を調整する工程において、本実施例の方法では、極め
て低い直流電圧を印加することにより短冊状圧電体１２
の分極度が変化され得る。これは、ブロック状の圧電体
１１が前述したように第１〜第３の分極工程を経て分極
処理されているため、その分極度が容易に変化され得る
ことによる。これを、図７を参照して説明する。
【００２０】図７は、分極度△ｆが１５０、１８０、２
１０及び２４０（ｋＨｚ）の４種類の短冊状圧電体１２
を用意し、端面１２ａ，１２ｂ間に直流電圧を印加した
場合の分極度−印加電圧曲線Ａ〜Ｄを示す図である。比
較のために、従来法、すなわちブロック状の圧電体１１
を厚み方向に飽和分極状態とし、しかる後逆方向に直流
電圧を印加して所望の分極度△ｆとし、次に分極方向と
平行にスライスすることにより得られた短冊状圧電体を
用意した。この従来法により得られた短冊状圧電体の両
端面間に直流電圧を印加して分極度を高めた場合の分極
度−印加電圧曲線を破線Ｅ〜Ｈで示す。
１０及び２４０（ｋＨｚ）の４種類の短冊状圧電体１２
を用意し、端面１２ａ，１２ｂ間に直流電圧を印加した
場合の分極度−印加電圧曲線Ａ〜Ｄを示す図である。比
較のために、従来法、すなわちブロック状の圧電体１１
を厚み方向に飽和分極状態とし、しかる後逆方向に直流
電圧を印加して所望の分極度△ｆとし、次に分極方向と
平行にスライスすることにより得られた短冊状圧電体を
用意した。この従来法により得られた短冊状圧電体の両
端面間に直流電圧を印加して分極度を高めた場合の分極
度−印加電圧曲線を破線Ｅ〜Ｈで示す。
【００２１】図７から明らかなように、本実施例の方法
では、ブロック状の圧電体１１が予め上記のような分極
処理を経て分極処理されているため、短冊状圧電体にお
ける印加電圧に対する不感領域が存在せず、従って極め
て低い電圧で分極度△ｆが高められることがわかる。次
に、具体的な実験例につき説明する。
では、ブロック状の圧電体１１が予め上記のような分極
処理を経て分極処理されているため、短冊状圧電体にお
ける印加電圧に対する不感領域が存在せず、従って極め
て低い電圧で分極度△ｆが高められることがわかる。次
に、具体的な実験例につき説明する。
【００２２】まず、Ｐｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3 系セラミッ
クスであって、正方晶系と菱面体系の相境界にある組成
を有し、かつ２０ｍｍ×３０ｍｍ×７ｍｍのブロック状
圧電体２１（抗電界は１３ｋＶ／ｃｍ（２０℃））を用
意した。（図８（ａ）参照）。次に、上記ブロック状圧
電体２１の両主面２１ａ，２１ｂ間に、６０℃の温度で
２０ｋＶの電圧を６０分間印加し、圧電体２１を飽和分
極状態とした。
クスであって、正方晶系と菱面体系の相境界にある組成
を有し、かつ２０ｍｍ×３０ｍｍ×７ｍｍのブロック状
圧電体２１（抗電界は１３ｋＶ／ｃｍ（２０℃））を用
意した。（図８（ａ）参照）。次に、上記ブロック状圧
電体２１の両主面２１ａ，２１ｂ間に、６０℃の温度で
２０ｋＶの電圧を６０分間印加し、圧電体２１を飽和分
極状態とした。
【００２３】さらに、圧電体２１に上記飽和分極状態と
した分極処理とは逆方向に６０℃の温度で５ｋＶの電圧
を１０分間印加し、第２の分極工程を実施した。さら
に、逆分極後、１５０℃及び１時間の条件で大気中にて
エージングを行った。エージング後、ブロック状圧電体
２１の短辺側の分極度△Ｆ（図８（ｂ）の矢印Ｐ方向の
分極度）は、△Ｆ＝５．０±０．１ｋＨｚであった。な
お、分極度△Ｆは、ブロック状圧電体２１の両主面２１
ａ，２１ｂ間に電圧を印加して共振させた場合の短辺方
向の共振周波数Ｆr と反共振周波数Ｆa とから求めた値
△Ｆ＝Ｆa −Ｆrである。
した分極処理とは逆方向に６０℃の温度で５ｋＶの電圧
を１０分間印加し、第２の分極工程を実施した。さら
に、逆分極後、１５０℃及び１時間の条件で大気中にて
エージングを行った。エージング後、ブロック状圧電体
２１の短辺側の分極度△Ｆ（図８（ｂ）の矢印Ｐ方向の
分極度）は、△Ｆ＝５．０±０．１ｋＨｚであった。な
お、分極度△Ｆは、ブロック状圧電体２１の両主面２１
ａ，２１ｂ間に電圧を印加して共振させた場合の短辺方
向の共振周波数Ｆr と反共振周波数Ｆa とから求めた値
△Ｆ＝Ｆa −Ｆrである。
【００２４】次に、図８（ｂ）に示すように、圧電体２
１をスライスし、３０ｍｍ×７ｍｍ×０．３５ｍｍの短
冊状圧電体２２を得た。短冊状圧電体２２の両主面をラ
ップ研磨し、所定の厚み（０．３５５ｍｍ）とした後、
蒸着により短冊状圧電体２２の両主面２２ａ，２２ｂの
全面にＡｇ膜を約１μｍの厚みに形成し、次にエッチン
グを行うことにより、図９（ａ）に示す分極用電極２３
ａ，２３ｂ及び振動電極２４ａを形成した。振動電極２
４ａは、短冊状圧電体２２の上面２２ａに所定間隔を隔
てて多数形成されており、他方、図９（ａ）では図示さ
れていないが、振動電極２４ａと圧電体２２を介して重
なり合うように下面側にも同様に振動電極が形成されて
いる。
１をスライスし、３０ｍｍ×７ｍｍ×０．３５ｍｍの短
冊状圧電体２２を得た。短冊状圧電体２２の両主面をラ
ップ研磨し、所定の厚み（０．３５５ｍｍ）とした後、
蒸着により短冊状圧電体２２の両主面２２ａ，２２ｂの
全面にＡｇ膜を約１μｍの厚みに形成し、次にエッチン
グを行うことにより、図９（ａ）に示す分極用電極２３
ａ，２３ｂ及び振動電極２４ａを形成した。振動電極２
４ａは、短冊状圧電体２２の上面２２ａに所定間隔を隔
てて多数形成されており、他方、図９（ａ）では図示さ
れていないが、振動電極２４ａと圧電体２２を介して重
なり合うように下面側にも同様に振動電極が形成されて
いる。
【００２５】次に、上記のようにして短冊状の圧電体２
２に構成された複数の圧電共振子部分の特性を、圧電体
２２を介して重なり合う一対の振動電極間に電圧を印加
し共振させることにより測定した。次に、上記のように
して測定された各圧電発振子部分の内、発振周波数が所
望の発振周波数ｆ0 より小さい場合には、図９（ｂ）に
示すようにパルス状の電圧を１５０℃の温度で印加し、
分極度を高めることにより図１０及び図１１に示すよう
に、発振周波数を高め、所望の発振周波数ｆ0 とした。
なお、図１１において、破線は発振周波数を高める前の
インピーダンス−周波数曲線を、実線は発振周波数をｆ
0 に高めた状態のインピーダンス−周波数曲線を示す。
なお、発振周波数ｆ0 は、共振周波数をｆr 、反共振周
波数をｆa としたとき、近似的にｆ0≒１／２（ｆr ＋
ｆa ）の位置となる。
２に構成された複数の圧電共振子部分の特性を、圧電体
２２を介して重なり合う一対の振動電極間に電圧を印加
し共振させることにより測定した。次に、上記のように
して測定された各圧電発振子部分の内、発振周波数が所
望の発振周波数ｆ0 より小さい場合には、図９（ｂ）に
示すようにパルス状の電圧を１５０℃の温度で印加し、
分極度を高めることにより図１０及び図１１に示すよう
に、発振周波数を高め、所望の発振周波数ｆ0 とした。
なお、図１１において、破線は発振周波数を高める前の
インピーダンス−周波数曲線を、実線は発振周波数をｆ
0 に高めた状態のインピーダンス−周波数曲線を示す。
なお、発振周波数ｆ0 は、共振周波数をｆr 、反共振周
波数をｆa としたとき、近似的にｆ0≒１／２（ｆr ＋
ｆa ）の位置となる。
【００２６】図１０から明らかなように、上記実験例の
製造方法では、比較的小さな印加電圧を印加することに
より短冊状の圧電体２２の分極度が高められ、全発振子
の発振周波数が小さな電圧を印加するだけで簡単に高め
得ることがわかる。しかる後、上記短冊状圧電体２２を
個々の圧電発振子部分に切断することにより（図９
（ｃ）参照）、圧電発振子２５を得た。
製造方法では、比較的小さな印加電圧を印加することに
より短冊状の圧電体２２の分極度が高められ、全発振子
の発振周波数が小さな電圧を印加するだけで簡単に高め
得ることがわかる。しかる後、上記短冊状圧電体２２を
個々の圧電発振子部分に切断することにより（図９
（ｃ）参照）、圧電発振子２５を得た。
【００２７】
【発明の効果】以上のように、本願の第１，第２発明に
よれば、ブロック状の圧電体の段階で、第１の分極工程
後に逆方向に第２の分極処理が行われて分極可変領域が
形成される。
よれば、ブロック状の圧電体の段階で、第１の分極工程
後に逆方向に第２の分極処理が行われて分極可変領域が
形成される。
【００２８】従って、第１発明では、さらに、第１の分
極方向と同一方向に再度分極処理することにより、所望
の分極度とされたブロック状圧電体を用い、該ブロック
状圧電体を分極方向と平行にスライスすることにより短
冊状圧電体が得られ、得られた短冊状圧電体では、上記
第１〜第３の分極工程による分極履歴のために、非常に
小さな電圧を印加するだけでその分極度を調整すること
が可能となる。よって、ブロック状の圧電体内における
分極度のばらつきや焼成ロット間における特性のばらつ
きの如何に関わらず、短冊状圧電体を得た段階で分極度
を正確に制御し得るため、特性の安定な圧電発振子等の
圧電共振部品を提供することが可能となる。また、従
来、短冊状圧電体を得た後に、所望の特性の得られない
不良品を排除していたのに対し、本発明によれば短冊状
の圧電体を得た後に分極度や発振周波数を制御し得るた
めに、不良品率を低減することができる。
極方向と同一方向に再度分極処理することにより、所望
の分極度とされたブロック状圧電体を用い、該ブロック
状圧電体を分極方向と平行にスライスすることにより短
冊状圧電体が得られ、得られた短冊状圧電体では、上記
第１〜第３の分極工程による分極履歴のために、非常に
小さな電圧を印加するだけでその分極度を調整すること
が可能となる。よって、ブロック状の圧電体内における
分極度のばらつきや焼成ロット間における特性のばらつ
きの如何に関わらず、短冊状圧電体を得た段階で分極度
を正確に制御し得るため、特性の安定な圧電発振子等の
圧電共振部品を提供することが可能となる。また、従
来、短冊状圧電体を得た後に、所望の特性の得られない
不良品を排除していたのに対し、本発明によれば短冊状
の圧電体を得た後に分極度や発振周波数を制御し得るた
めに、不良品率を低減することができる。
【００２９】また、本願の第２発明では、上記分極可変
領域が形成されたブロック状圧電体をスライスして短冊
状圧電体が得られ、該分極可変領域が形成されている短
冊状圧電体において第１の分極工程と同一方向に直流電
圧が印加されて分極処理が施されるため、短冊状圧電体
を所望の分極度を有するように容易にかつ正確に分極す
ることができる。
領域が形成されたブロック状圧電体をスライスして短冊
状圧電体が得られ、該分極可変領域が形成されている短
冊状圧電体において第１の分極工程と同一方向に直流電
圧が印加されて分極処理が施されるため、短冊状圧電体
を所望の分極度を有するように容易にかつ正確に分極す
ることができる。
【図１】本発明の一実施例の分極方法を説明するための
模式図。
模式図。
【図２】圧電発振子を示す斜視図。
【図３】（ａ）は従来法においてブロック状圧電体をス
ライスして短冊状圧電体を得る工程を示す斜視図、
（ｂ）は得られた短冊状圧電体の両主面に振動電極を形
成した状態を示す斜視図。
ライスして短冊状圧電体を得る工程を示す斜視図、
（ｂ）は得られた短冊状圧電体の両主面に振動電極を形
成した状態を示す斜視図。
【図４】短冊状圧電体の両端面間に電圧を印加して分極
度を制御する工程を示す模式図。
度を制御する工程を示す模式図。
【図５】従来法においてブロック状圧電体を所望の分極
度に分極処理する方法を説明するための分極度−印加電
圧曲線を示す図。
度に分極処理する方法を説明するための分極度−印加電
圧曲線を示す図。
【図６】従来法において短冊状圧電体の両端面に電圧を
印加した場合の分極度の変化を示す図。
印加した場合の分極度の変化を示す図。
【図７】実施例及び従来例において、短冊状圧電体の両
端面間に電圧を印加した場合の分極度の変化を示す図。
端面間に電圧を印加した場合の分極度の変化を示す図。
【図８】本発明の実施例の各工程を説明するための図で
あり、（ａ）はブロック状圧電体を示す斜視図、（ｂ）
は短冊状圧電体を得る工程を説明するための斜視図、
（ｃ）は短冊状圧電体を示す斜視図。
あり、（ａ）はブロック状圧電体を示す斜視図、（ｂ）
は短冊状圧電体を得る工程を説明するための斜視図、
（ｃ）は短冊状圧電体を示す斜視図。
【図９】本発明の実施例の各工程を説明するための図で
あり、（ａ）は短冊状圧電体状に分極用電極及び振動電
極を形成した状態を示す斜視図、（ｂ）は分極度を制御
する工程を説明するための図、（ｃ）は短冊状圧電体を
カットして個々の圧電発振子を得る工程を説明するため
の斜視図。
あり、（ａ）は短冊状圧電体状に分極用電極及び振動電
極を形成した状態を示す斜視図、（ｂ）は分極度を制御
する工程を説明するための図、（ｃ）は短冊状圧電体を
カットして個々の圧電発振子を得る工程を説明するため
の斜視図。
【図１０】実験例において短冊状圧電体の両端面間に電
圧を印加した場合の個々の圧電発振子の発振周波数の変
化を示す図。
圧を印加した場合の個々の圧電発振子の発振周波数の変
化を示す図。
【図１１】圧電発振子の発振周波数を高めるように電圧
を印加した場合のインピーダンス−周波数特性の変化を
示す図。
を印加した場合のインピーダンス−周波数特性の変化を
示す図。
１１…ブロック状の圧電体 １２…短冊状圧電体
Claims (2)
- 【請求項１】 ブロック状圧電体を所望の分極度よりも
強く分極する第１の分極工程と、 第１の分極工程とは逆方向に、所望の分極度よりも弱く
分極する第２の分極工程と、 ブロック状圧電体を前記第１の分極方向に再度分極し、
所望の分極度を得る第３の分極工程と、 前記所望の分極度に分極されたブロック状圧電体を分極
方向と平行にスライスして短冊状圧電体を得る工程と、 前記短冊状圧電体において、分極されている方向または
分極されている方向とは逆方向に直流電圧を印加して分
極度を調整する工程とを備えることを特徴とする、圧電
体の分極方法。 - 【請求項２】 ブロック状圧電体を所望の分極度よりも
強く分極する第１の分極工程と、 第１の分極工程とは逆方向に、所望の分極度よりも弱く
分極する第２の分極工程と、 前記第２の分極工程後にブロック状圧電体を分極方向と
平行にスライスして短冊状圧電体を得る工程と、 前記短冊状圧電体において、前記第１の分極工程におけ
る分極方向に再度分極し、所望の分極度を得る工程とを
備えることを特徴とする、圧電体の分極方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4133992A JPH05243884A (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 圧電体の分極方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4133992A JPH05243884A (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 圧電体の分極方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05243884A true JPH05243884A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=12605766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4133992A Pending JPH05243884A (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 圧電体の分極方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05243884A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009000864A (ja) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Ricoh Printing Systems Ltd | 液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドの製造方法及び画像形成装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4944299A (ja) * | 1972-07-17 | 1974-04-25 | ||
| JPS5222798A (en) * | 1975-08-13 | 1977-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Polarizing method of piezoelectric porcelain |
| JPS5421599A (en) * | 1977-07-19 | 1979-02-17 | Sato Risaburou | Process for polarizing piezoelectric ceramic |
| JPS59131212A (ja) * | 1983-01-14 | 1984-07-28 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電セラミツクフイルタおよびその製造方法 |
| JPS63182906A (ja) * | 1987-01-23 | 1988-07-28 | Murata Mfg Co Ltd | 薄型圧電共振子およびその製造方法 |
-
1992
- 1992-02-27 JP JP4133992A patent/JPH05243884A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4944299A (ja) * | 1972-07-17 | 1974-04-25 | ||
| JPS5222798A (en) * | 1975-08-13 | 1977-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Polarizing method of piezoelectric porcelain |
| JPS5421599A (en) * | 1977-07-19 | 1979-02-17 | Sato Risaburou | Process for polarizing piezoelectric ceramic |
| JPS59131212A (ja) * | 1983-01-14 | 1984-07-28 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電セラミツクフイルタおよびその製造方法 |
| JPS63182906A (ja) * | 1987-01-23 | 1988-07-28 | Murata Mfg Co Ltd | 薄型圧電共振子およびその製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009000864A (ja) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Ricoh Printing Systems Ltd | 液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドの製造方法及び画像形成装置 |
| US9009973B2 (en) | 2007-06-20 | 2015-04-21 | Ricoh Company, Ltd. | Method of manufacturing liquid discharging head |
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