(57)【要約】【課題】  広い実用温度の範囲で信頼性の高い駆動を可能とする非鉛圧電材料を搭載した振動波駆動装置及びそれを搭載した撮像装置や光学機器を提供する。【解決手段】  上記課題を解決するために、圧電素子に対して交番電圧を印加することで振動波を発生させる振動波駆動装置であって、２０［℃］≦Ｔε（Ｃｍａｘ）−Ｔε（Ｐｍａｘ）≦７５［℃］、かつ０．５０≦ε（Ｃｃ）／ε（Ｃｍａｘ）≦０．８０  である特性を満たした圧電素子およびコンデンサＣを備えた振動波駆動装置を提供する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子に対して交番電圧を印加することで振動波を発生させる振動波駆動装置であって、前記振動波駆動装置は、圧電材料と電極を備えた前記圧電素子と、前記圧電素子と並列に接続されているコンデンサとを有し、
前記圧電材料は、下記式（１）
（Ｂａ１−ｘＣａｘ）ａ（Ｔｉ１−ｙＺｒｙ）Ｏ３      （１）（１．００≦ａ≦１．０１、０．０２≦ｘ≦０．３０、０．０２０≦ｙ≦０．０９５であり、かつｙ≦ｘ）
で表わされるペロブスカイト型金属酸化物を主成分とし、
前記ペロブスカイト型金属酸化物はＭｎを含有しており、前記Ｍｎの含有量が前記ペロブスカイト型金属酸化物１００重量部に対して金属換算で０．０２重量部以上０．４０重量部以下であり、
前記コンデンサはＢａ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒを主成分とするコンデンサであり、
前記圧電材料の−６０℃から＋５０℃の範囲における温度に対する比誘電率の最大値をε（Ｐｍａｘ）、該最大値における温度をＴε（Ｐｍａｘ） 、温度Ｔε（Ｐｍａｘ）における前記コンデンサの比誘電率をε（Ｃｃ）、前記コンデンサの−６０℃から＋５０℃の範囲における温度に対する最大値をε（Ｃｍａｘ）、
該最大値における温度をＴε（Ｃｍａｘ）とするとき、
２０［℃］≦Ｔε（Ｃｍａｘ）−Ｔε（Ｐｍａｘ）≦７５［℃］、かつ０．５０≦ε（Ｃｃ）／ε（Ｃｍａｘ）≦０．８０であることを特徴とする振動波駆動装置。
【請求項２】
前記一般式（１）において、前記圧電材料は（１１ｘ／１４）−０．１１８≦ｙ≦（１１ｘ／１４）−０．０３７の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の振動波駆動装置。
【請求項３】
前記コンデンサは、
一般式（２）：（Ｂａ１−ｘ’Ｃａｘ’）ａ’（Ｔｉ１−ｙ’Ｚｒｙ’）Ｏ３（０．９≦ａ’≦１．１、０≦ｘ’、０≦ｙ’≦０．１９７、（１１ｘ’／１４）−０．０３７≦ｙ’≦（１１ｘ’／１４）  ＋０．０４）で表わされる金属酸化物を主成分とするコンデンサであることを特徴とする請求項１乃至２に記載の振動波駆動装置。
【請求項４】
前記圧電素子に接する振動体を備えたことを特徴とする請求項１記載の振動波駆動装置。
【請求項５】
前記振動体に接する移動体を備えたことを特徴とする請求項４記載の振動波駆動装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の振動波駆動装置と撮像素子ユニットとを少なくとも有する撮像装置であって、前記振動波駆動装置の振動体を前記撮像素子ユニットの受光面側に設けたことを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
駆動部に請求項１〜５のいずれかに記載の振動波駆動装置を備えたことを特徴とする光学機器。
【請求項８】
記録媒体の搬送部と請求項１〜５のいずれかに記載の振動波駆動装置を備えたことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれかに記載の振動波駆動装置を配したことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動波駆動装置、それを搭載している撮像装置、光学機器、液体吐出装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、人体に有害な鉛を多量に含有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の代替として、同等の圧電性能を有する非鉛圧電材料の開発が行われている。近年では、特許文献１にあるように、チタン酸バリウムからなる非鉛圧電材料が提案されている。しかしながら、チタン酸バリウムは室温に近い温度（約５℃）で結晶構造が相転移するため、チタン酸バリウムを使用した圧電素子は環境温度の昇降温に伴い、圧電性能が変動する。その結果、同程度の圧電変位をさせるための消費電力が、環境温度によって大きく異なるという課題があった。
【０００３】
また、特許文献２では、超音波モータの駆動回路に関する技術を提案している。特許文献２には、超音波モータと並列にコンデンサを配置し、室温より高温側では超音波モータの束縛容量の変化を打ち消した駆動回路が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５０２４７号公報
【特許文献２】特開平０４−１７５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２の表１から明らかなように０℃以下の環境温度では、室温（２０℃）とくらべて静電容量の変化が著しく（例えば、−２０℃でマイナス１２．３％変化する）、幅広い温度範囲で消費電力の安定した振動波駆動装置を実現することは困難だった。
【０００６】
本発明の目的は、広い実用温度の範囲で消費電力の安定した駆動を可能とする非鉛圧電材料を搭載している振動波駆動装置、それを搭載している撮像装置及び光学機器、液体吐出装置、電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、圧電素子に対して交番電圧を印加することで振動波を発生させる振動波駆動装置であって、前記振動波駆動装置は、圧電材料と電極を備えた前記圧電素子と、前記圧電素子と並列に接続されているコンデンサとを有し、前記圧電材料は、下記式（１）
（Ｂａ１−ｘＣａｘ）ａ（Ｔｉ１−ｙＺｒｙ）Ｏ３      （１）（１．００≦ａ≦１．０１、０．０２≦ｘ≦０．３０、０．０２０≦ｙ≦０．０９５であり、かつｙ≦ｘ）
で表わされるペロブスカイト型金属酸化物を主成分とし、前記ペロブスカイト型金属酸化物はＭｎを含有しており、前記Ｍｎの含有量が前記ペロブスカイト型金属酸化物１００重量部に対して金属換算で０．０２重量部以上０．４０重量部以下であり、前記コンデンサはＢａ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒを主成分とするコンデンサであり、前記圧電材料の−６０℃から＋５０℃の範囲における温度に対する比誘電率の最大値をε（Ｐｍａｘ）、該最大値における温度をＴε（Ｐｍａｘ） 、温度Ｔε（Ｐｍａｘ）における前記コンデンサの比誘電率をε（Ｃｃ）、前記コンデンサの−６０℃から＋５０℃の範囲における温度に対する最大値をε（Ｃｍａｘ）、該最大値における温度をＴε（Ｃｍａｘ）とするとき、
２０［℃］≦Ｔε（Ｃｍａｘ）−Ｔε（Ｐｍａｘ）≦７５［℃］、かつ０．５０≦ε（Ｃｃ）／ε（Ｃｍａｘ）≦０．８０であることを特徴とする振動波駆動装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、広い実用温度の範囲で信頼性の高い駆動を可能とする振動波駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の振動波駆動装置の要部を説明するための回路図である。
【図２】本発明の振動波駆動装置に含まれる圧電素子の構成の一実施形態を示す概略図である。
【図３】本実施形態の振動波駆動装置に備えられている圧電素子の圧電材料と、コンデンサＣの温度に対する比誘電率の変化を示す概略図である。
【図４】圧電材料の組成およびコンデンサＣの組成に関して、原点をチタン酸バリウムとしている組成図である。
【図５】本発明の振動波駆動装置としての超音波モータの構成の一実施態様を示す概略図である。
【図６】本発明の塵埃除去装置の一実施態様を示す概略図である。
【図７】圧電素子の構成を示す概略図である。
【図８】本発明の塵埃除去装置の振動原理を示す模式図である。
【図９】本発明の撮像装置の好適な実施形態の一例であるデジタル一眼レフカメラを示す図である。
【図１０】本発明の撮像装置の好適な実施形態の一例であるデジタル一眼レフカメラの主要部分の分解斜視図である。
【図１１】本発明の撮像装置の好適な実施形態の一例である一眼レフカメラの交換レンズ鏡筒の主要断面図である。
【図１２】本発明の撮像装置の好適な実施形態の一例である一眼レフカメラの交換レンズ鏡筒の分解斜視図である。
【図１３】本発明の液体吐出装置に用いられる液体吐出ヘッドの構成の一実施態様を示す概略図である。
【図１４】本発明の液体吐出装置の一実施態様を示す概略図である。
【図１５】本発明の液体吐出装置の一実施態様を示す概略図である。
【図１６】本発明の電子機器の一実施態様を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下では、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１１】
図１は本実施形態の振動波駆動装置の要部の回路図である。
【００１２】
本実施形態の振動波駆動装置は、電源から電力の供給を受けて駆動回路から発生する交番電圧によって振動する圧電素子Ｐと、その圧電素子Ｐと並列に接続されたコンデンサを備えている。
【００１３】
電源は駆動回路と接続されており、電源から電力の供給を受けた駆動回路は、矩形波や正弦波などの周期的な交番電圧を発生させる機能を備えている。駆動回路が出力した交番電圧はトランスを介して圧電素子Ｐの振動に適する電圧に昇圧され、トランスの二次側に形成された回路に備わった圧電素子に印加される。圧電素子Ｐは以下で詳述する温度補償用のコンデンサＣと並列に設けられており、トランスの二次側のインダクタンス素子と共振回路を形成しており、高効率に圧電素子Ｐを振動させることができるように構成されている。
【００１４】
ここで、図１のトランスは、インダクタンス素子に置き変えても良い。この場合インダクタンス素子は、圧電素子Ｐに並列に接続されているコンデンサＣと並列共振回路を形成し、駆動回路から入力された交番電圧は昇圧されて圧電素子Ｐに印加される。
また、圧電素子Ｐと並列に接続されたコンデンサＣとは、圧電素子Ｐの電極とコンデンサの電極が電気的に並列に接続されていることを意味し、接続の手段は特に限定されず、導線、基板配線、フレキシブル配線、金属板など何れの手段でも良い。
【００１５】
駆動回路は出力する交番電圧のデューティー比などを調整し、圧電素子Ｐに印加される交番電圧の周波数や位相を変化させることで、所望の振動状態で圧電素子Ｐを振動させることができる。
【００１６】
図２は本発明の本実施形態に係わる振動波駆動装置に用いられる圧電素子Ｐの構成の一実施形態を示す概略図である。本発明に係る圧電素子Ｐは、圧電材料２と第一の電極１、及び第二の電極３を少なくとも備えている。
【００１７】
上記の圧電素子Ｐに用いられる圧電材料は、一般式（１）：（Ｂａ１−ｘＣａｘ）ａ（Ｔｉ１−ｙＺｒｙ）Ｏ３（１．００≦ａ≦１．０１、０．０２≦ｘ≦０．３０、０．０２０≦ｙ≦０．０９５であり、かつｙ≦ｘ）で表わされるペロブスカイト型金属酸化物を主成分とし、前記金属酸化物にＭｎが含有されており、前記Ｍｎの含有量が前記金属酸化物１００重量部に対して金属換算で０．０２重量部以上０．４０重量部以下の圧電材料である。
【００１８】
ペロブスカイト型金属酸化物とは、岩波理化学辞典  第５版（岩波書店  １９９８年２月２０日発行）に記載されているような、理想的には立方晶構造であるペロブスカイト構造（ペロフスカイト構造とも言う）を有する金属酸化物を指す。ペロブスカイト構造を持つ金属酸化物は一般にＡＢＯ３の化学式で表現される。前記一般式（１）で表わされる金属酸化物は、Ａサイトに位置する金属元素がＢａとＣａ、Ｂサイトに位置する金属元素がＴｉとＺｒであることを意味する。ただし、一部のＢａとＣａがＢサイトに位置してもよい。同様に、一部のＴｉとＺｒがＡサイトに位置してもよい。
【００１９】
前記一般式（１）における、Ｂサイトの元素とＯ元素のモル比は１対３であるが、モル比が若干ずれた場合（例えば、１．００対２．９４〜１．００対３．０６）でも、前記金属酸化物がペロブスカイト構造を主相としていれば、本実施形態の範囲に含まれる。主相とは、圧電材料２のＸ線回折を行った場合に、最も回折強度の強いピークがペロブスカイト構造に起因したものである場合である。前記圧電材料２がペロブスカイト構造であることは、例えば、Ｘ線回折や電子線回折による構造解析から判断することができる。
【００２０】
前記一般式（１）において、ＡサイトにおけるＢａとＣａのモル量とＢサイトにおけるＴｉとＺｒのモル量との比を示すａは、１．００≦ａ≦１．０１の範囲である。ａが１．００より小さいと異常粒成長が生じ易くなり、材料の機械的強度が低下してしまう。一方で、ａが１．０１より大きくなると粒成長に必要な温度が高くなり過ぎ、一般的な焼成炉で焼結が困難となる。前記一般式（１）において、ＡサイトにおけるＣａのモル比を示すｘは、０．０２≦ｘ≦０．３０の範囲である。ｘが０．０２より小さいと誘電損失（ｔａｎδ）が増加する。誘電損失が増えると、圧電素子Ｐに電圧を印加して駆動させた際に発生する発熱が増え、駆動効率が低下する恐れがある。一方で、ｘが０．３０より大きいと圧電特性が充分でなくなる。
【００２１】
前記一般式（１）において、ＢサイトにおけるＺｒのモル比を示すｙは、０．０２０≦ｙ≦０．０９５の範囲である。ｙが０．０２０より小さいと、圧電特性が充分でなくなる。一方で、ｙが０．０９５より大きいとキュリー温度（ＴＣ）が８５℃未満と低くなり、高温において圧電特性が消失する。
【００２２】
前記一般式（１）において、Ｃａのモル比ｘとＺｒのモル比ｙはｙ≦ｘの範囲である。ｙ＞ｘであると、誘電損失が増加したり、絶縁性が充分でなくなったりする。また、これまで示したｘとｙの範囲を同時に満たす圧電材料は、結晶構造の相転移温度を室温付近から低下させることで、広い温度領域において安定に素子を駆動させることが可能となる。
【００２３】
本発明に係る圧電素子Ｐにおける前記圧電材料２の組成を測定する手段は特に限定されない。測定手段としては、Ｘ線蛍光分析、ＩＣＰ発光分光分析、原子吸光分析などが挙げられる。いずれの手段においても、前記圧電材料２に含まれる各元素の重量比および組成比を算出できる。
【００２４】
本発明に係る圧電素子Ｐにおける前記圧電材料２は、Ｍｎの含有量が前記金属酸化物１００重量部に対して金属換算で０．０２重量部以上０．４０重量部以下である。前記圧電材料２は、前記範囲のＭｎを含有すると、絶縁性や機械的品質係数が向上する。ここで、Ｍｎの含有量を示す「金属換算」とは、前記圧電材料２から蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）、ＩＣＰ発光分光分析、原子吸光分析などにより測定されたＢａ、Ｃａ、Ｔｉ、ＺｒおよびＭｎの各金属の含有量から、前記一般式（１）で表わされる金属酸化物を構成する元素を酸化物換算し、その総重量を１００としたときに対するＭｎ重量との比によって求められた値を表す。
【００２５】
Ｍｎの含有量が０．０２重量部未満であると、素子の駆動に必要な分極処理の効果が充分でなくなる。一方、Ｍｎの含有量が０．４０重量部より大きくなると、圧電特性が充分でなくなることや、消費電力が大きくなってしまうことや、圧電特性に寄与しない六方晶構造の結晶が発現するので好ましくない。
【００２６】
ＭｎはＢサイトに位置することが好ましい。ＭｎがＢサイトに固溶体として位置した場合、ＡサイトにおけるＢａとＣａのモル量ＡとＢサイトにおけるＴｉとＺｒとＭｎのモル量Ｂの比をＡ／Ｂとすると、好ましいＡ／Ｂの範囲は０．９９２≦Ａ／Ｂ≦０．９９９である。Ａ／Ｂがこの範囲の圧電材料は、圧電定数と機械的品質係数は特に優れるため、前記圧電材料２を用いて耐久性に優れたデバイスを作製できる。
【００２７】
また、Ｍｎの価数は４＋であることが好ましい。Ｍｎの価数は一般に４＋、２＋、３＋を取ることができる。結晶中に伝導電子が存在する場合（例えば結晶中に酸素欠陥が存在する場合や、ドナー元素がＡサイトに位置した場合等）、Ｍｎの価数が４＋から３＋または２＋などへと低くなることで伝導電子をトラップし、絶縁抵抗を向上させることができるからである。イオン半径の観点からも、Ｍｎの価数が４＋であるとＢサイトの主成分であるＴｉを容易に置換できるので好ましい。
【００２８】
一方でＭｎの価数が２＋など、４＋よりも低い場合、Ｍｎはアクセプタとなる。アクセプタとしてＭｎがペロブスカイト構造結晶中に存在すると、結晶中にホールが生成されるか、結晶中に酸素空孔が形成される。
圧電材料に含まれるＭｎの大部分のＭｎの価数が２＋や３＋であると、酸素空孔の導入だけではホールが補償しきれなくなり、絶縁抵抗が低下する。よってＭｎの大部分は４＋であることが好ましい。ただし、ごくわずかのＭｎは４＋よりも低い価数となり、アクセプタとしてペロブスカイト構造のＢサイトを占有し、酸素空孔を形成してもかまわない。価数が２＋あるいは３＋であるＭｎと酸素空孔が欠陥双極子を形成し、圧電材料２の機械的品質係数を向上させることができるからである。本発明に係る圧電素子Ｐにおける前記圧電材料２は、前記一般式（１）およびＭｎ以外の成分（以下、副成分）を特性が変動しない範囲で含んでいてもよい。
【００２９】
本発明に係る圧電素子Ｐにおける前記圧電材料２の形状は特に限定されず、円環形状でも板状でも良い。
【００３０】
前記電極１、３は、厚み５ｎｍから２０００ｎｍ程度の導電層よりなる。その材料は特に限定されず、圧電素子Ｐに通常用いられているものであればよい。例えば、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｉｒ、Ｓｒ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｕなどの金属およびこれらの化合物を挙げることができる。
【００３１】
前記電極１、３は、これらのうちの１種からなるものであっても、あるいはこれらの２種以上を積層してなるものであってもよい。また、電極１、３は複数備えていても良く、それぞれ異なる形状であっても良いし、異なる材料であっても良い。
【００３２】
前記電極１、３の製造方法は限定されず、金属ペーストの焼き付けにより形成しても良いし、スパッタ、蒸着法などにより形成してもよい。
【００３３】
前記圧電素子Ｐは一定方向に分極軸が揃っているものであると、より好ましい。分極軸が一定方向に揃っていることで前記圧電素子Ｐの圧電定数は大きくなる。
【００３４】
前記圧電素子Ｐの分極方法は特に限定されない。分極処理は大気中で行ってもよいし、シリコーンオイル中で行ってもよい。分極をする際の温度は６０℃から１５０℃の温度が好ましいが、素子を構成する圧電材料２の組成によって最適な条件は多少異なる。分極処理をするために印加する電界は８００Ｖ／ｍｍから２．０ｋＶ／ｍｍが好ましい。
【００３５】
前記圧電素子Ｐの圧電定数および機械的品質係数は、市販のインピーダンスアナライザーを用いて得られる共振周波数及び反共振周波数の測定結果から、電子情報技術産業協会規格（ＪＥＩＴＡ  ＥＭ−４５０１）に基づいて、計算により求めることができる。
【００３６】
実用温度範囲−２５℃〜＋５０℃において、前記圧電素子Ｐの圧電材料２は、低温側に温度が低下するにつれて比誘電率は増加傾向を有している。そこで下記の温度特性を備えた温度補償用のコンデンサＣを圧電素子Ｐに対して並列に接続することで、広い温度範囲で消費電力の安定した駆動が可能な振動波駆動装置４を提供できる。
【００３７】
図３に本実施形態の振動波駆動装置４に備えられた圧電素子Ｐと、コンデンサＣの温度に対する比誘電率の変化を示した概略グラフを示す。ただし、図３はコンデンサＣと圧電素子Ｐの温度に対する比誘電率の変化を定性的に示した図であり、本発明に係る圧電素子ＰとコンデンサＣはこのグラフに示した特性に限定されるものではない。
ここで、圧電素子Ｐの−６０℃から＋５０℃の範囲における比誘電率の最大値をε（Ｐｍａｘ）、該最大値における温度をＴε（Ｐｍａｘ） とする。
このとき、前記圧電材料２は、温度が＋５０℃から低温側に変化すると、比誘電率が増加する傾向を有する。言い換えれば、圧電素子Ｐの温度がＴε（Ｐｍａｘ）から、高温側にシフトするにしたがって圧電素子Ｐの比誘電率は比誘電率ε（Ｐｍａｘ）から減少する。
【００３８】
一方で、この圧電素子Ｐと並列に接続されるコンデンサＣは、少なくとも一対の電極と前記電極に挟持された誘電材料を有し、前記誘電材料はＢａ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒを主成分としている。前記コンデンサＣは、図３に描かれているような比誘電率の特性を有している。
前記コンデンサＣは、Ｂａ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒを主成分とし、各元素の組成比を変えることで相転移温度を変える事ができ、比誘電率の温度特性を制御できる。
また前記コンデンサＣは、圧電材料２の主成分と同じＢａ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒを含む組成にすることで、比誘電率の温度特性を圧電材料２と同程度の変化率にすることができる。
【００３９】
温度Ｔε（Ｐｍａｘ）におけるコンデンサＣの比誘電率をε（Ｃｃ）、前記コンデンサの−６０℃から＋５０℃の範囲における温度に対する最大値をε（Ｃｍａｘ）、該最大値における温度をＴε（Ｃｍａｘ）とする。コンデンサＣの温度が＋５０℃を始点に低温側にシフトするにしたがって比誘電率は減少傾向を示す。
【００４０】
このとき、２０［℃］≦Ｔε（Ｃｍａｘ）−Ｔε（Ｐｍａｘ）≦７５［℃］、かつ０．５０≦ε（Ｃｃ）／ε（Ｃｍａｘ）≦０．８０  の関係を満たす場合において、実用温度（−２５℃〜５０℃）の範囲で消費電力の安定した駆動を可能とする非鉛圧電材料を搭載した振動波駆動装置４を提供できる。
【００４１】
本発明に係る圧電素子Ｐの比誘電率を測定する手段は特に限定されないが、電極１、３で挟まれた任意の部分を切り出し、ＬＣＲメーターやインピーダンスアナライザーなどにより測定したインピーダンス値と位相差から静電容量を算出し、さらに電極面積と圧電材料２の厚み、真空の誘電率ε０から比誘電率を算出できる。ただし、前記圧電材料２の比誘電率は分極処理を行う前と異なる。従って、ここでの比誘電率は分極処理の後の値とすることで、より消費電力の安定した駆動が可能となる。
【００４２】
本発明に係るコンデンサＣの比誘電率についても圧電素子Ｐの比誘電率と同様の手段を用いて測定できる。ここで、コンデンサＣは分極処理されていても同様の効果は得られるが、コンデンサＣが振動してしまうことで余計な電力を消費しないように、コンデンサＣは分極処理されていない方が好ましい。分極処理の有無は、圧電定数を前述した方法で測定することで分かる。圧電定数ｄ３１、ｄ３３、ｄ１５がいずれも１０ｐｍ／Ｖ以下が好ましく、この範囲であれば分極処理されていないと言える。
【００４３】
Ｔε（Ｃｍａｘ）、Ｔε（Ｐｍａｘ）、ε（Ｃｃ）、ε（Ｃｍａｘ）は、圧電素子またはコンデンサを市販の環境試験箱の中に入れ、環境温度を−６０℃から＋５０℃に上げながら、各温度で前述した方法により比誘電率を測定することで得られる。このとき、測定試料に直接熱電対を貼り付け、環境試験箱の温度に対する測定試料の温度の関係を上記測定の前に実施しておくと、環境試験箱の温度から測定試料の温度を換算できるため、より正確なＴε（Ｃｍａｘ）、Ｔε（Ｐｍａｘ）、ε（Ｃｃ）、ε（Ｃｍａｘ）を測定できる。
【００４４】
前記圧電材料２、誘電材料の形態はそれぞれ限定されず、セラミックス、単結晶、膜などのいずれの形態でも構わないが、セラミックスであることが好ましい。本明細書中において「セラミックス」とは、基本成分が金属酸化物であり、熱処理によって焼き固められた結晶粒子の凝集体（バルク体とも言う）、いわゆる多結晶を表す。焼結後に加工されたものも含まれる。また、前記圧電材料２、誘電材料の製造方法は特に限定されない。
【００４５】
前記圧電材料２、誘電材料を製造する場合は、構成元素を含んだ酸化物、炭酸塩、硝酸塩、蓚酸塩などの固体粉末を常圧下で焼結する一般的な手法を採用することができる。原料としては、Ｂａ化合物、Ｃａ化合物、Ｔｉ化合物、Ｚｒ化合物およびＭｎ化合物といった金属化合物から構成される。
【００４６】
前記圧電材料２、コンデンサＣの原料粉を造粒する方法は特に限定されない。造粒粉の粒径をより均一にできるという観点において、最も好ましい造粒方法はスプレードライ法である。
【００４７】
造粒する際に使用可能なバインダーの例としては、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）、アクリル系樹脂が挙げられる。添加するバインダーの量は１重量部から１０重量部が好ましく、成形体の密度が上がるという観点において２重量部から５重量部がより好ましい。
【００４８】
前記圧電材料２の焼結方法は特に限定されない。
【００４９】
焼結方法の例としては、電気炉による焼結、ガス炉による焼結、通電加熱法、マイクロ波焼結法、ミリ波焼結法、ＨＩＰ（熱間等方圧プレス）などが挙げられる。電気炉およびガスによる焼結は、連続炉であってもバッチ炉であっても構わない。
【００５０】
前記焼結方法における圧電材料２の焼結温度は特に限定されないが、各化合物が反応し、充分に結晶成長する温度であることが好ましい。好ましい焼結温度としては、圧電材料２の粒径を１μｍから１０μｍの範囲にするという観点で、１２００℃以上１５５０℃以下であり、より好ましくは１３００℃以上１４８０℃以下である。上記温度範囲において焼結した圧電材料２は良好な圧電性能を示す。
【００５１】
焼結処理により得られる圧電材料の特性を再現よく安定させるためには、焼結温度を上記範囲内で一定にして２時間以上２４時間以下の焼結処理を行うとよい。また、二段階焼結法などの焼結方法を用いてもよいが、生産性を考慮すると急激な温度変化のない方法が好ましい。
コンデンサＣの電極部の材料は特に限定されず、コンデンサに通常用いられているものであればよい。例えば、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｉｒ、Ｓｒ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｕなどの金属およびこれらの化合物を挙げることができる。
コンデンサに使用する電極の製造方法も特に限定されず、金属ペーストの焼き付けにより形成しても良いし、スパッタ、蒸着法などにより形成してもよい。
【００５２】
［実施例１〜９］
以下、温度Ｔε（Ｃｍａｘ）及びＴε（Ｐｍａｘ）、比誘電率ε（Ｃｃ）及びε（Ｃｍａｘ）の関係について、各実施例に基づいて詳細に説明する。
【００５３】
圧電材料２の組成の異なる圧電素子Ｐを複数準備し、併せて圧電素子Ｐに並列に接続されるコンデンサＣに関しても異なる温度特性のＢａ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒを主成分としたコンデンサＣを準備して、振動波駆動装置４における圧電振動子の消費電力を市販の電力計により測定した。消費電力は、前記実用温度での効果が確実に得られることを確認するために、より低温側まで広げて−３０℃、＋２５℃、＋５０℃の各温度で測定した。表１には圧電材料２の組成とコンデンサＣの特性を示し、表２には各温度における消費電力を記載した。また、本実施例においては、圧電材料２とコンデンサＣの体積は同程度とした。体積が変わっても、環境温度の変化による比誘電率の変化率は変わらないため、用途に合わせて厚み、面積を選択して作製すれば良い。本実施例においては、図１のようにコンデンサＣと圧電素子２を並列に一個ずつ接続した振動波駆動装置４を用いたが、本発明の効果はコンデンサＣと圧電素子２をそれぞれ複数個備えた振動波駆動装置４であっても同様の効果が得られる。
【００５４】
【表１】
2014140028.tif 000003
【００５５】
【表２】
2014140028.tif 000004
【００５６】
実施例１記載の振動波駆動装置４は、温度−３０℃における、消費電力が０．９７［Ｗ］であった。同様の組成の圧電材料２を使用した圧電素子Ｐを備えた振動波駆動装置４である比較例３では、温度−３０℃での消費電力が２３％大きかった。また実施例１は各温度、−３０℃、＋２５℃、＋５０℃における消費電力の変動が１％以下の変動であった。一方比較例１〜４のいずれの比較例も同温度における変動の幅が最も小さな比較例２でさえ１０％と大きく、消費電力が環境温度の変化に強く影響されることが分かった。
【００５７】
比較例１では温度Ｔε（Ｃｍａｘ）とＴε（Ｐｍａｘ）の差が１０℃と、近接しているため、温度変化に対する比誘電率の補償効果が小さく温度−３０℃における消費電力が１．３［Ｗ］と大きくなり温度変化に対する消費電力の安定性が十分ではなかった。
【００５８】
また比較例２は温度Ｔε（Ｃｍａｘ）とＴε（Ｐｍａｘ）の差が８５℃と大きいため、温度−３０℃における消費電力が小さくなり、同じく温度変化に対する消費電力の安定性が十分ではなかった。
【００５９】
したがって実施例１と比較例１、実施例６と比較例２によると、温度Ｔε（Ｃｍａｘ）及びＴε（Ｐｍａｘ）に関しては２０［℃］≦Ｔε（Ｃｍａｘ）−Ｔε（Ｐｍａｘ）≦７５［℃］が必要であることが分かった。
【００６０】
一方で、比較例３及び比較例４からわかるように、コンデンサＣのＴε（Ｃｍａｘ）と圧電材料のＴε（Ｐｍａｘ）が、上述の関係を満たすだけでは十分でない。
【００６１】
すなわち比較例３に示したとおり比誘電率の温度変化が小さすぎるコンデンサを使用した場合、もしくは比較例４のように比誘電率の温度変化が大きすぎるコンデンサを使用した場合、いずれも表２に記載したとおり、消費電力の安定性が十分ではないことが明らかになった。したがって、０．５０≦ε（Ｃｃ）／ε（Ｃｍａｘ）≦０．８０  の関係を満たす必要がある。
【００６２】
以上のことから２０［℃］≦Ｔε（Ｃｍａｘ）−Ｔε（Ｐｍａｘ）≦７５［℃］、かつ０．５０≦ε（Ｃｃ）／ε（Ｃｍａｘ）≦０．８０  の関係を満たす場合に実用温度（−２５℃〜５０℃）の範囲で信頼性の高い駆動を可能とする非鉛圧電材料を搭載した振動波駆動装置４を提供できることが分かった。
【００６３】
図４は、圧電材料２の組成およびコンデンサＣに用いられる誘電材料の組成に関して原点をチタン酸バリウムとして描いた組成図である。横軸は、上記圧電材料のＡサイトにおけるＣａのモル比を示すｘに対応し、縦軸はＢサイトにおけるＺｒのモル比を示すｙに対応して、ｍｏｌ％／１００を単位に描かれている。一点鎖線内の範囲は、振動波駆動装置４の圧電材料２の組成を示している。
【００６４】
ここで、図４には斜方晶から正方晶へ結晶構造が相転移する相転移温度（Ｔｏｔと記す）が−６０℃、−２０℃、＋２５℃となる組成の境界が描かれている。
【００６５】
圧電材料２の組成を示す前述の一般式（１）において、圧電材料２は（１１ｘ／１４）−０．１１８≦ｙ≦（１１ｘ／１４）−０．０３７の関係を満たす場合、相転移温度Ｔｏｔが−２０℃以下となり、実用温度の範囲での比誘電率の変動が小さくなり好ましい。また、Ｔｏｔが−６０℃以上となるため、実用温度で高い比誘電率を維持でき、高い圧電定数を維持できる。
【００６６】
また、コンデンサＣに用いられる誘電材料が、Ｂａ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒなど圧電素子Ｐに用いられる圧電材料２と共通した金属元素を含む場合は、以下の
一般式（２）：（Ｂａ１−ｘ’Ｃａｘ’）ａ’（Ｔｉ１−ｙ’Ｚｒｙ’）Ｏ３（０．９≦ａ’≦１．１、０≦ｘ’、０≦ｙ’≦０．１９７、  （１１ｘ’／１４）−０．０３７≦ｙ’≦  （１１ｘ’／１４）＋０．０４）  で表わされる金属酸化物を主成分とする誘電材料であることが好ましい。
【００６７】
このような組成の誘電材料を用いると、本実施形態で前述した圧電素子Ｐの比誘電率の温度変化に対して、コンデンサＣの比誘電率の温度変化は温度に対して逆の相関のプロファイルを描くため、お互いで変動を打ち消し合う効果がより大きくなり、振動波駆動装置４の温度による消費電力の変化を抑えることができるため、より好ましい。
前記一般式（２）において、ＡサイトにおけるＢａとＣａのモル量とＢサイトにおけるＴｉとＺｒのモル量との比を示すａ’は、０．９≦ａ’≦１．１の範囲である。ａ’が０．９より小さいと異常粒成長が生じ易くなり、材料の機械的強度が低下してしまう。一方で、ａ’が１．１より大きくなると粒成長に必要な温度が高くなり過ぎ、一般的な焼成炉で焼結が困難となる。前記一般式（２）において、ＢサイトにおけるＺｒのモル比を示すｙ’は、０≦ｙ’≦０．１９７の範囲である。ｙ’が０．１９７より大きいと、焼結に必要な焼成温度が１５００℃以上となり、製造コストが上がる。
【００６８】
以下に、上述した本実施形態に係わる振動波駆動装置４を超音波モータ、振動装置、塵埃除去装置、液体吐出ヘッドとして応用した事例を示すと共に、これらを光学機器、撮像装置、液体吐出装置、電子機器に適用した事例を具体的に説明する。
（超音波モータ）
まず、本実施形態に係わる振動波駆動装置を超音波モータとして適用した事例について説明する。本発明に係る超音波モータは、前記圧電素子Ｐを配した振動体と、前記振動体と接触する移動体とを少なくとも有することを特徴とする。
【００６９】
図５は、本発明に係る超音波モータの構成の一実施態様を示す概略図である。単板状の圧電素子Ｐを有する超音波モータを、図５（ａ）に示す。超音波モータ５は、振動子２０１と、振動子２０１の摺動面に不図示の加圧バネによる加圧力で接触しているロータ２０２と、ロータ２０２と一体的に設けられた出力軸２０３とを有する。前記振動子２０１は、金属の弾性体リング２０１１と、圧電素子２０１２と、圧電素子２０１２を弾性体リング２０１１に接着する有機系接着剤２０１３（エポキシ系、シアノアクリレート系など）とで構成される。前記圧電素子２０１２は、不図示の第一の電極と第二の電極によって挟まれた圧電材料で構成される。  圧電素子２０１２に、位相がπ／４の奇数倍異なる二相の交番電圧を印加すると、振動子２０１に屈曲進行波が発生し、振動子２０１の摺動面上の各点は楕円運動をする。この振動子２０１の摺動面にロータ２０２が圧接されていると、ロータ２０２は振動子２０１から摩擦力を受け、屈曲進行波とは逆の方向へ回転する。不図示の被駆動体は、出力軸２０３と接合されており、ロータ２０２の回転力で駆動される。圧電材料に電圧を印加すると、圧電横効果によって圧電材料は伸縮する。金属などの弾性体が圧電素子に接合している場合、弾性体は圧電材料の伸縮によって曲げられる。ここで説明された種類の超音波モータは、この原理を利用したものである。
【００７０】
次に、積層構造を有した圧電素子を含む超音波モータを図５（ｂ）に例示する。振動子２０４は、筒状の金属弾性体２０４１に挟まれた積層圧電素子２０４２を有する。積層圧電素子２０４２は、不図示の複数の積層された圧電材料により構成される素子であり、積層外面に第一の電極と第二の電極、積層内面に内部電極を有する。金属弾性体２０４１は、ボルトによって締結され、圧電素子２０４２を挟持固定し、振動子２０４を形成する。
【００７１】
積層圧電素子２０４２に位相の異なる交番電圧を印加することにより、振動子２０４は互いに直交する２つの振動を励起する。この二つの振動は合成され、振動子２０４の先端部を駆動するための円振動を形成する。なお、振動子２０４の上部にはくびれた周溝が形成され、駆動のための振動の変位を大きくしている。ロータ２０５は、加圧用のバネ２０６により振動子２０４と加圧接触し、駆動のための摩擦力を得る。ロータ２０５はベアリングによって回転可能に支持されている。
【００７２】
（振動装置および塵埃除去装置）
粒子、粉体、液滴の搬送、除去等で利用される振動装置は、電子機器等で広く使用されている。
【００７３】
以下、本実施形態にかかる振動波駆動装置の一つの例として、塵埃除去装置について説明する。本発明に係る振動波駆動装置は、上記の圧電素子または上記の積層圧電素子を配した振動体を有することを特徴とする。本発明に係る塵埃除去装置は、前記振動波駆動装置を振動部に有することを特徴とする。
【００７４】
図６（ａ）および図６（ｂ）は、本発明の塵埃除去装置の一実施態様を示す概略図である。塵埃除去装置３１０は、板状の圧電素子３３０と振動板３２０より構成される。圧電素子３３０は、本発明の積層圧電素子であってもよい。振動板３２０の材質は限定されないが、塵埃除去装置３１０を光学デバイスに用いる場合には透光性材料や光反射性材料を振動板３２０として用いることが可能である。
【００７５】
図７は図６における圧電素子３３０の構成を示す概略図である。図７（ａ）と（ｃ）は、圧電素子３３０の表裏面の構成を示し、図７（ｂ）は側面の構成を示している。圧電素子３３０は、図６に示すように圧電材料３３１と第１の電極３３２と第２の電極３３３より構成され、第１の電極３３２と第２の電極３３３は圧電材料３３１の板面に対向して配置されている。図５（ｂ）と同様に圧電素子３３０は、本発明の積層圧電素子であっても良い。その場合、圧電材料３３１は圧電材料層と内部電極の交互構造をとり、内部電極を交互に第一の電極３３２または第二の電極３３３と短絡させることにより、圧電材料の層ごとに位相の異なる駆動波形を与えることができる。図７（ｃ）において、圧電素子３３０の手前に出ている第１の電極３３２が設置された面を第１の電極面３３６とし、図７（ａ）において圧電素子３３０の手前に出ている第２の電極３３３が設置された面を第２の電極面３３７とする。
【００７６】
ここで、本発明における電極面とは電極が設置されている圧電素子の面を指しており、例えば図７に示すように第１の電極３３２が第２の電極面３３７に回りこんでいても良い。
【００７７】
圧電素子３３０と振動板３２０は、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、圧電素子３３０の第１の電極面３３６で振動板３２０の板面に固着される。そして、圧電素子３３０の駆動により圧電素子３３０と振動板３２０との間に応力が発生し、振動板に面外振動を発生させる。本発明の塵埃除去装置３１０は、この振動板３２０の面外振動により振動板３２０の表面に付着した塵埃等の異物を除去する装置である。面外振動とは、振動板を光軸方向つまり振動板の厚さ方向に変位させる弾性振動を意味する。
【００７８】
図８は、本発明の塵埃除去装置３１０の振動原理を示す模式図である。上図は、左右一対の圧電素子３３０に同位相の交番電界を印加して、振動板３２０に面外振動を発生させた状態を表している。左右一対の圧電素子３３０を構成する圧電材料の分極方向は、圧電素子３３０の厚さ方向と同一であり、塵埃除去装置３１０は７次の振動モードで駆動している。下図は左右一対の圧電素子３３０に位相が１８０°反対である逆位相の交番電圧を印加して、振動板３２０に面外振動を発生させた状態を表している。塵埃除去装置３１０は６次の振動モードで駆動している。本発明の塵埃除去装置３１０は、少なくとも２つの振動モードを使い分けることで振動板の表面に付着した塵埃を効果的に除去できる装置である。
【００７９】
（撮像装置）
次に、本発明の撮像装置について説明する。本発明の撮像装置は、振動波駆動装置と撮像素子ユニットとを少なくとも有する撮像装置であって、
前記振動波駆動装置の振動体を前記撮像素子ユニットの受光面側に設けたことを特徴とする。
【００８０】
図９および図１０は本発明の撮像装置の好適な実施形態の一例であるデジタル一眼レフカメラを示す図である。
【００８１】
図９は、カメラ本体６０１を被写体側より見た正面側斜視図であって、撮影レンズユニットを外した状態を示す。図１０は、本発明の塵埃除去装置と撮像ユニット４００の周辺構造について説明するためのカメラ内部の概略構成を示す分解斜視図である。
【００８２】
カメラ本体６０１内には、撮影レンズを通過した撮影光束が導かれるミラーボックス６０５が設けられており、ミラーボックス６０５内にメインミラー（クイックリターンミラー）６０６が配設されている。メインミラー６０６は、撮影光束をペンタダハミラー（不図示）の方向へ導くために撮影光軸に対して４５°の角度に保持される状態と、撮像素子（不図示）の方向へ導くために撮影光束から退避した位置に保持される状態とを取り得る。
【００８３】
カメラ本体の骨格となる本体シャーシ３００の被写体側には、被写体側から順にミラーボックス６０５、シャッタユニット２００が配設される。また、本体シャーシ３００の撮影者側には、撮像ユニット４００が配設される。撮像ユニット４００は、撮影レンズユニットが取り付けられる基準となるマウント部６０２の取り付け面に撮像素子の撮像面が所定の距離を空けて、且つ平行になるように調整されて設置される。
【００８４】
前記撮像ユニット４００は、塵埃除去装置の振動部材と撮像素子ユニットで構成される。また、塵埃除去装置の振動部材は前記撮像素子ユニットの受光面と同一軸上に順に設けてある。
【００８５】
ここで、本発明の撮像装置として、デジタル一眼レフカメラについて説明したが、例えばミラーボックス６０５を備えていないミラーレス型のデジタル一眼カメラのような撮影レンズユニット交換式カメラであってもよい。また、撮影レンズユニット交換式のビデオカメラや、複写機、ファクシミリ、スキャナ等の各種の撮像装置もしくは撮像装置を備える電子電気機器のうち、特に光学部品の表面に付着する塵埃の除去が必要な機器にも適用することができる。
【００８６】
（光学機器）
次に、本発明の光学機器について説明する。本発明の光学機器は、駆動部に前記超音波モータとしての振動波駆動装置を備えたことを特徴とする。
【００８７】
図１１は、本発明の撮像装置の好適な実施形態の一例である一眼レフカメラの交換レンズ鏡筒の主要断面図を示す。また、図１２は、本発明の撮像装置の好適な実施形態の一例である一眼レフカメラの交換レンズ鏡筒の分解斜視図を示す。カメラとの着脱マウント７１１には、固定筒７１２と、直進案内筒７１３、前群鏡筒７１４が固定されている。これらは交換レンズ鏡筒の固定部材である。
【００８８】
直進案内筒７１３には、フォーカスレンズ７０２用の光軸方向の直進案内溝７１３ａが形成されている。フォーカスレンズ７０２を保持した後群鏡筒７１６には、径方向外方に突出するカムローラ７１７ａと、７１７ｂとが軸ビス７１８により固定されており、このカムローラ７１７ａがこの直進案内溝７１３ａに嵌まっている。
直進案内筒７１３の内周には、カム環７１５が回動自在に嵌まっている。直進案内筒７１３とカム環７１５とは、カム環７１５に固定されたローラ７１９が、直進案内筒７１３の周溝７１３ｂに嵌まることで、光軸方向への相対移動が規制されている。このカム環７１５には、フォーカスレンズ７０２用のカム溝７１５ａが形成されていて、カム溝７１５ａには、前述のカムローラ７１７ｂが同時に嵌まっている。
【００８９】
固定筒７１２の外周側には、ボールレース７２７により固定筒７１２に対して定位置回転可能に保持された回転伝達環７２０が配置されている。回転伝達環７２０には、回転伝達環７２０から放射状に延びた軸７２０ｆにコロ７２２が回転自由に保持されており、このコロ７２２の径大部７２２ａが、マニュアルフォーカス環７２４のマウント側端面７２４ｂと接触している。また、コロ７２２の径小部７２２ｂは接合部材７２９と接触している。コロ７２２は、回転伝達環７２０の外周に等間隔に６つ配置されており、それぞれのコロが上記の関係で構成されている。
【００９０】
マニュアルフォーカス環７２４の内径部には低摩擦シート（ワッシャ部材）７３３が配置され、この低摩擦シートが固定筒７１２のマウント側端面７１２ａとマニュアルフォーカス環７２４の前側端面７２４ａとの間に挟持されている。また、低摩擦シート７３３の外径面は、リング状とされマニュアルフォーカス環７２４の内径７２４ｃと径嵌合しており、更にマニュアルフォーカス環７２４の内径７２４ｃは固定筒７１２の外径部７１２ｂと径嵌合している。低摩擦シート７３３は、マニュアルフォーカス環７２４が固定筒７１２に対して光軸周りに相対回転する構成の回転環機構における摩擦を軽減する役割を果たす。
【００９１】
なお、コロ７２２の径大部７２２ａとマニュアルフォーカス環のマウント側端面７２４ｂとは、波ワッシャ７２６が超音波モータ７２５をレンズ前方に押圧する力により、加圧力が付与された状態で接触している。また、同じく、波ワッシャ７２６が超音波モータ７２５をレンズ前方に押圧する力により、コロ７２２の径小部７２２ｂと接合部材７２９の間も適度な加圧力が付与された状態で接触している。波ワッシャ７２６は、固定筒７１２に対してバヨネット結合したワッシャ７３２によりマウント方向への移動を規制されており、波ワッシャ７２６が発生するバネ力（付勢力）は、超音波モータ７２５、更にはコロ７２２に伝わり、マニュアルフォーカス環７２４が固定筒７１２のマウント側端面７１２ａを押し付け力ともなる。つまり、マニュアルフォーカス環７２４は、低摩擦シート７３３を介して固定筒７１２のマウント側端面７１２ａに押し付けられた状態で組み込まれている。
【００９２】
従って、不図示の制御部により超音波モータ７２５が固定筒７１２に対して回転駆動されると、接合部材７２９がコロ７２２の径小部７２２ｂと摩擦接触しているため、コロ７２２が軸７２０ｆ中心周りに回転する。コロ７２２が軸７２０ｆ回りに回転すると、結果として回転伝達環７２０が光軸周りに回転する（オートフォーカス動作）。
【００９３】
また、不図示のマニュアル操作入力部からマニュアルフォーカス環７２４に光軸周りの回転力が与えられると、マニュアルフォーカス環７２４のマウント側端面７２４ｂがコロ７２２の径大部７２２ａと加圧接触しているため、摩擦力によりコロ７２２が軸７２０ｆ周りに回転する。コロ７２２の径大部７２２ａが軸７２０ｆ周りに回転すると、回転伝達環７２０が光軸周りに回転する。このとき、超音波モータ７２５は、ロータ７２５ｃとステータ７２５ｂの摩擦保持力により回転しないようになっている（マニュアルフォーカス動作）。
【００９４】
回転伝達環７２０には、フォーカスキー７２８が２つ互いに対向する位置に取り付けられており、フォーカスキー７２８がカム環７１５の先端に設けられた切り欠き部７１５ｂと嵌合している。従って、オートフォーカス動作或いはマニュアルフォーカス動作が行われて、回転伝達環７２０が光軸周りに回転させられると、その回転力がフォーカスキー７２８を介してカム環７１５に伝達される。カム環が光軸周りに回転させられると、カムローラ７１７ａと直進案内溝７１３ａにより回転規制された後群鏡筒７１６が、カムローラ７１７ｂによってカム環７１５のカム溝７１５ａに沿って進退する。これにより、フォーカスレンズ７０２が駆動され、フォーカス動作が行われる。
【００９５】
ここで、本発明の光学機器として、一眼レフカメラの交換レンズ鏡筒について説明したが、コンパクトカメラ、電子スチルカメラ、カメラ付き携帯情報端末等、カメラの種類を問わず、駆動部に超音波モータを有する光学機器に適用することができる。
【００９６】
（液体吐出ヘッド）
次に、本実施形態に係わる振動波駆動装置の一つの例として、液体吐出ヘッドについて説明する。
【００９７】
本実施形態に係る液体吐出ヘッドとしての振動波駆動装置は、前記圧電素子を配した振動部を備えた液室と、前記液室と連通する吐出口を少なくとも有することを特徴とする。
【００９８】
図１３は、液体吐出ヘッドの構成の一実施態様を示す概略図である。図１３（ａ）（ｂ）に示すように、液体吐出ヘッドは、圧電素子１０１を有する液体吐出ヘッドである。圧電素子１０１は、第一の電極１０１１、圧電材料１０１２、第二の電極１０１３を少なくとも有する圧電素子である。圧電材料１０１２は、図１３（ｂ）の如く、必要に応じてパターニングされている。
【００９９】
図１３（ｂ）は液体吐出ヘッドの模式図である。液体吐出ヘッドは、吐出口１０５、個別液室１０２、個別液室１０２と吐出口１０５をつなぐ連通孔１０６、液室隔壁１０４、共通液室１０７、振動板１０３、圧電素子１０１を有する。図において圧電素子１０１は矩形状だが、その形状は、楕円形、円形、平行四辺形等の矩形以外でも良い。一般に、圧電材料１０１２は個別液室１０２の形状に沿った形状となる。
【０１００】
本発明の液体吐出ヘッドに含まれる圧電素子１０１の近傍を図１３（ａ）で詳細に説明する。図１３（ａ）は、図１３（ｂ）に示された圧電素子の幅方向での断面図である。圧電素子１０１の断面形状は矩形で表示されているが、台形や逆台形でもよい。
図中では、第一の電極１０１１が下部電極、第二の電極１０１３が上部電極として使用されている。しかし、第一の電極１０１１と、第二の電極１０１３の配置はこの限りではない。例えば、第一の電極１０１１を下部電極として使用しても良いし、上部電極として使用しても良い。同じく、第二の電極１０１３を上部電極として使用しても良いし、下部電極として使用しても良い。また、振動板１０３と下部電極の間にバッファ層１０８が存在しても良い。なお、これらの名称の違いはデバイスの製造方法によるものであり、いずれの場合でも本発明の効果は得られる。
【０１０１】
前記液体吐出ヘッドにおいては、振動板１０３が圧電材料１０１２の伸縮によって上下に変動し、個別液室１０２の液体に圧力を加える。その結果、吐出口１０５より液体が吐出される。本発明の液体吐出ヘッドは、プリンタ用途や電子デバイスの製造に用いる事が出来る。
【０１０２】
振動板１０３の厚みは、１．０μｍ以上１５μｍ以下であり、好ましくは１．５μｍ以上８μｍ以下である。振動板の材料は限定されないが、好ましくはＳｉである。振動板のＳｉにホウ素やリンがドープされていても良い。また、振動板上のバッファ層、電極層が振動板の一部となっても良い。バッファ層１０８の厚みは、５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、好ましくは１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。吐出口１０５の大きさは、円相当径で５μｍ以上４０μｍ以下である。吐出口１０５の形状は、円形であっても良いし、星型や角型状、三角形状でも良い。
【０１０３】
（液体吐出装置）
本発明の液体吐出装置は、被転写体の載置部と前記振動波駆動装置を備えたことを特徴とする。
【０１０４】
以下、本発明の液体吐出装置について説明する。本発明の液体吐出装置は、被転写体の載置部ならびに記録媒体の搬送部と前記液体吐出ヘッドとしての振動波駆動装置を備えたことを特徴とする。
【０１０５】
本発明の液体吐出装置の一例として、図１４および図１５に示すインクジェット記録装置を挙げることができる。図１４に示す液体吐出装置（インクジェット記録装置）８８１の外装８８２〜８８５及び８８７を外した状態を図１５に示す。インクジェット記録装置８８１は、被転写体としての記録紙を装置本体８９６内へ自動給送する自動給送部８９７を有する。更に、自動給送部８９７から送られる記録紙を所定の記録位置へ導き、記録位置から排出口８９８へ導く、被転写体の載置部である搬送部８９９と、記録位置に搬送された記録紙に記録を行う記録部８９１と、記録部８９１に対する回復処理を行う回復部８９０とを有する。記録部８９１には、本発明の液体吐出ヘッドを収納し、レール上を往復移送されるキャリッジ８９２が備えられる。
【０１０６】
このようなインクジェット記録装置において、コンピューターから送出される電気信号によりキャリッジ８９２がレール上を移送され、圧電材料を挟持する電極に駆動電圧が印加されると圧電材料が変位する。この圧電材料の変位により、図１３（ｂ）に示す振動板１０３を介して個別液室１０２を加圧し、インクを吐出口１０５から吐出させて、印字を行う。
【０１０７】
本発明の液体吐出装置においては、均一に高速度で液体を吐出させることができ、装置の小型化を図ることができる。
【０１０８】
上記例は、プリンタとして例示したが、本発明の液体吐出装置は、ファクシミリや複合機、複写機などのインクジェット記録装置の他、産業用液体吐出装置として使用することができる。
【０１０９】
加えてユーザーは用途に応じて所望の被転写体を選択することができる。なお載置部としてのステージに載置された被転写体に対して液体吐出ヘッドが相対的に移動する構成をとっても良い。
【０１１０】
（電子機器）
本発明の電子機器は、前記振動波駆動装置を配したことを特徴とする。
【０１１１】
次に、本発明の電子機器について説明する。本発明の電子機器は、前記圧電素子または前記積層圧電素子を備えた圧電音響部品を配することを特徴とする。圧電音響部品にはスピーカ、ブザー、マイク、表面弾性波（ＳＡＷ）素子が含まれる。
【０１１２】
図１６は本発明の電子機器の好適な実施形態の一例であるデジタルカメラの本体９３１の上方から見た全体斜視図である。本体９３１の前面には光学装置９０１、マイク９１４、ストロボ発光部９０９、補助光部９１６が配置されている。マイク９１４は本体内部に組み込まれているため、破線で示している。マイク９１４の前方には外部からの音を拾うための穴形状が設けられている。
【０１１３】
本体９３１上面には電源ボタン９３３、スピーカ９１２、ズームレバー９３２、合焦動作を実行するためのレリーズボタン９０８が配置される。スピーカ９１２は本体９３１内部に組み込まれており、破線で示してある。スピーカ９１２の前方には音声を外部へ伝えるための穴形状が設けられている。
【０１１４】
本発明の圧電音響部品は、マイク９１４、スピーカ９１２、また表面弾性波素子、の少なくとも一つに用いられる。
【０１１５】
ここで、本発明の電子機器としてデジタルカメラについて説明したが、本発明の電子機器は、音声再生機器、音声録音機器、携帯電話、情報端末等各種の圧電音響部品を有する電子機器にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明は超音波モータや塵埃除去装置などの振動波によって駆動する装置に好適に利用できる。
【符号の説明】
【０１１７】
Ｐ  圧電素子
Ｃ  コンデンサ
１  第一の電極
２  圧電材料
３  第二の電極
４  振動波駆動装置
５  超音波モータ
１０１  圧電素子
１０２  個別液室
１０３  振動板
１０４  液室隔壁
１０５  吐出口
１０６  連通孔
１０７  共通液室
１０８  バッファ層
１０１１  第一の電極
１０１２  圧電材料
１０１３  第二の電極
２０１  振動子
２０２  ロータ
２０３  出力軸
２０４  振動子
２０５  ロータ
２０６  バネ
２０１１  弾性体リング
２０１２  圧電素子
２０１３  有機系接着剤
２０４１  金属弾性体
２０４２  積層圧電素子
３１０  塵埃除去装置
３３０  圧電素子
３２０  振動板
３３０  圧電素子
３３１  圧電材料
３３２  第１の電極
３３３  第２の電極
３３６  第１の電極面
３３７  第２の電極面
３１０  塵埃除去装置
３２０  振動板
３３０  圧電素子
５１  第一の電極
５３  第二の電極
５４  圧電材料層
５５  内部電極
５０１  第一の電極
５０３  第二の電極
５０４  圧電材料層
５０５  内部電極
５０６ａ  外部電極
５０６ｂ  外部電極
６０１  カメラ本体
６０２  マウント部
６０５  ミラーボックス
６０６  メインミラー
２００  シャッタユニット
３００  本体シャーシ
４００  撮像ユニット  
７０１  前群レンズ
７０２  後群レンズ（フォーカスレンズ）
７１１  着脱マウント
７１２  固定筒
７１３  直進案内筒
７１４  前群鏡筒
７１５  カム環
７１６  後群鏡筒
７１７  カムローラ
７１８  軸ビス
７１９  ローラ
７２０  回転伝達環
７２２  コロ
７２４  マニュアルフォーカス環
７２５  超音波モータ
７２６  波ワッシャ
７２７  ボールレース
７２８  フォーカスキー
７２９  接合部材
７３２  ワッシャ
７３３  低摩擦シート
８８１  液体吐出装置
８８２  外装
８８３  外装
８８４  外装
８８５  外装
８８７  外装
８９０  回復部
８９１  記録部
８９２  キャリッジ
８９６  装置本体
８９７  自動給送部
８９８  排出口
８９９  搬送部
９０１  光学装置
９０８  レリーズボタン
９０９  ストロボ発光部
９１２  スピーカ
９１４  マイク
９１６  補助光部
９３１  本体
９３２  ズームレバー
９３３  電源ボタン
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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