(57)【要約】【課題】振動体に対して伝達部を位置精度よく接続することのできる圧電駆動装置、さらには、このアクチュエーターを備え、信頼性の高い圧電モーター、ロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよびプロジェクターを提供する。【解決手段】圧電駆動装置は、圧電体を有する振動体と、前記振動体の振動を被駆動部に伝達する伝達部と、前記振動体と前記伝達部とを接合し、フィラーが混合分散された接着剤と、を有している。また、前記接着剤は、前記振動体と前記伝達部との間に位置している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電体を有する振動体と、
前記振動体の振動を被駆動部に伝達する伝達部と、
前記振動体と前記伝達部とを接合し、フィラーが混合分散された接着剤と、を有することを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項２】
前記接着剤は、前記振動体と前記伝達部との間に配置されている請求項１に記載の圧電駆動装置。
【請求項３】
積層された複数の前記振動体を有し、
前記伝達部は、前記複数の振動体に亘って配置されている請求項１または２に記載の圧電駆動装置。
【請求項４】
前記振動体を支持する支持部を有する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の圧電駆動装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電駆動装置と、
前記伝達部と当接する被駆動部と、を備えることを特徴とする圧電モーター。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電駆動装置を備えることを特徴とするロボット。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電駆動装置を備えることを特徴とする電子部品搬送装置。
【請求項８】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電駆動装置を備えることを特徴とするプリンター。
【請求項９】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電駆動装置を備えることを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電駆動装置、圧電モーター、ロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよびプロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧電駆動装置として、例えば、特許文献１に記載の構成が知られている。特許文献１の圧電駆動装置は、圧電素子を備える振動体と、振動体に接続され、振動体の振動を被駆動部に伝達する伝達部と、を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１７９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１の段落番号００２９にも記載されているように、通常では、振動体と伝達部とは接着剤を用いた接着により接合される。振動体に対する伝達部の接着位置は、圧電駆動装置の共振周波数に影響を与えるため、伝達部を振動体の所定位置に精度よく位置決めする必要がある。しかしながら、従来のように、接着剤を用いて伝達部を振動体に接合する方法だと、接着剤の種類によっては、接着剤の硬化時に生じる収縮によって伝達部が動いてしまい、伝達部の位置が所定の位置からずれてしまうおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、振動体に対して伝達部を位置精度よく接続することのできる圧電駆動装置、さらには、このアクチュエーターを備え、信頼性の高い圧電モーター、ロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよびプロジェクターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、下記の本発明により達成される。
【０００７】
本発明の圧電駆動装置は、圧電体を有する振動体と、
前記振動体の振動を被駆動部に伝達する伝達部と、
前記振動体と前記伝達部とを接合し、フィラーが混合分散された接着剤と、を有することを特徴とする。
これにより、振動体に対して伝達部を位置精度よく接続することのできる圧電駆動装置が得られる。
【０００８】
本発明の圧電駆動装置では、前記接着剤は、前記振動体と前記伝達部との間に配置されていることが好ましい。
これにより、振動体と伝達部とをより確実に接合することができる。
【０００９】
本発明の圧電駆動装置では、積層された複数の前記振動体を有し、
前記伝達部は、前記複数の振動体に亘って配置されていることが好ましい。
これにより、圧電駆動装置は、より大きな駆動力を発生させることができる。また、その駆動力を効率的に被駆動体に伝達することができる。
【００１０】
本発明の圧電駆動装置では、前記振動体を支持する支持部を有することが好ましい。
これにより、簡単に、振動体を支持することができる。また、例えば、支持部は、ステージ等に固定される固定部として機能するため、圧電駆動装置のステージ等への固定が容易となる。
【００１１】
本発明の圧電モーターは、本発明の圧電駆動装置と、
前記伝達部と当接する被駆動部と、を備えることを特徴とする。
これにより、本発明の圧電駆動装置の効果を享受でき、信頼性の高い圧電モーターが得られる。
【００１２】
本発明のロボットは、本発明の圧電駆動装置を備えることを特徴とする。
これにより、本発明の圧電駆動装置の効果を享受でき、信頼性の高いロボットが得られる。
【００１３】
本発明の電子部品搬送装置は、本発明の圧電駆動装置を備えることを特徴とする。
これにより、本発明の圧電駆動装置の効果を享受でき、信頼性の高い電子部品搬送装置が得られる。
【００１４】
本発明のプリンターは、本発明の圧電駆動装置を備えることを特徴とする。
これにより、本発明の圧電駆動装置の効果を享受でき、信頼性の高いプリンターが得られる。
【００１５】
本発明のプロジェクターは、本発明の圧電駆動装置を備えることを特徴とする。
これにより、本発明の圧電駆動装置の効果を享受でき、信頼性の高いプロジェクターが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧電モーターの全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す圧電駆動装置が有する振動子の分解斜視図である。
【図３】図１に示す圧電駆動装置の部分拡大平面図である。
【図４】圧電駆動装置に印加する電圧を示す図である。
【図５】図４に示す電圧を印加した時の圧電モーターの駆動を示す平面図である。
【図６】圧電駆動装置に印加する電圧を示す図である。
【図７】図６に示す電圧を印加した時の圧電モーターの駆動を示す平面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るロボットを示す斜視図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る電子部品搬送装置を示す斜視図である。
【図１０】図９に示す電子部品搬送装置が有する電子部品保持部を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係るプリンターの全体構成を示す概略図である。
【図１２】本発明の第５実施形態に係るプロジェクターの全体構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の圧電駆動装置、圧電モーター、ロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよびプロジェクターを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係る圧電モーターについて説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧電モーターの全体構成を示す斜視図である。図２は、図１に示す圧電駆動装置が有する振動子の分解斜視図である。図３は、図１に示す圧電駆動装置の部分拡大平面図である。図４は、圧電駆動装置に印加する電圧を示す図である。図５は、図４に示す電圧を印加した時の圧電モーターの駆動を示す平面図である。図６は、圧電駆動装置に印加する電圧を示す図である。図７は、図６に示す電圧を印加した時の圧電モーターの駆動を示す平面図である。なお、以下では、説明の便宜上、圧電駆動装置１のローター１１０側を「先端側」とも言い、ローター１１０と反対側を「基端側」とも言う。
【００２０】
図１に示す圧電モーター１００（超音波モーター）は、回動軸Ｏまわりに回転可能な被駆動部（従動部）としてのローター１１０と、ローター１１０の外周面１１１に当接する圧電駆動装置１（圧電アクチュエーター）と、を有している。このような圧電モーター１００では、圧電駆動装置１を屈曲振動させることで、ローター１１０を回動軸Ｏまわりに回転させることができる。
【００２１】
なお、圧電モーター１００の構成としては図１の構成に限定されない。例えば、ローター１１０の周方向に沿って複数の圧電駆動装置１を配置し、複数の圧電駆動装置１の駆動によってローター１１０を回転させてもよい。このような構成によれば、より大きい駆動力（トルク）、より速い回転速度でローター１１０を回転可能な圧電モーター１００となる。また、圧電駆動装置１は、ローター１１０の主面（対向する一対の平坦面）に当接していてもよい。また、被駆動部は、ローター１１０のような回転体に限定されず、例えば、直線移動する移動体であってもよい。
【００２２】
圧電駆動装置１は、振動体１１と、振動体１１を支持する支持部１２と、振動体１１と支持部１２とを接続する接続部１３と、振動体１１に設けられ、振動体１１の振動をローター１１０に伝達する伝達部１４と、伝達部１４と振動体１１とを接合する接着剤１５と、を有している。
【００２３】
振動体１１は、圧電駆動装置１の厚さ方向からの平面視で、長方形状（長手形状）となっている。振動体１１は、後述するようにＳ字状に屈曲振動する。支持部１２は、振動体１１を支持すると共に、圧電駆動装置１をステージ等に固定する固定部として機能する。また、支持部１２は、圧電駆動装置１の厚さ方向からの平面視で、振動体１１の基端側を囲むＵ字形状となっている。また、接続部１３は、振動体１１の屈曲振動の節となる部分（長手方向の中央部）と支持部１２とを接続している。ただし、振動体１１、支持部１２および接続部１３の形状や配置としては、その機能を発揮することができる限り、それぞれ、特に限定されない。
【００２４】
振動体１１、支持部１２および接続部１３は、複数の振動子２の積層体で構成されている。なお、本実施形態では、５つの振動子２が積層されているが、振動子２の数としては、特に限定されず、２つ、３つまたは４つであってもよいし、６つ以上であってもよい。また、例えば、振動体１１、支持部１２および接続部１３は、１つの振動子２で構成されていてもよい。また、支持部１２や接続部１３は、省略してもよい。
【００２５】
複数の振動子２は、それぞれ、同様の構成であるため、以下では、１つの振動子２について代表して説明する。図２に示すように、振動子２は、振動体２１と、振動体２１を支持する支持部２２と、振動体２１と支持部２２とを接続する接続部２３と、を有している。このような振動子２は、主に、対向配置された第１基板３および第２基板４と、第１基板３と第２基板４との間に位置している圧電素子５および間座６と、から形成されている。
【００２６】
第１基板３は、振動板３１と、振動板３１を支持する支持板３２と、振動板３１と支持板３２とを接続する接続部３３と、を有している。同様に、第２基板４は、振動板４１と、振動板４１を支持する支持板４２と、振動板４１と支持板４２とを接続する接続部４３と、を有している。第１基板３および第２基板４は、同じ形状および大きさであり、圧電素子５を挟んで振動板３１、４１が対向配置され、間座６を挟んで支持板３２、４２が対向配置されている。そして、振動板３１、圧電素子５および振動板４１の積層体で振動体２１が構成され、支持板３２、間座６および支持板４２の積層体で支持部２２が構成され、接続部３３、４３で接続部２３が構成されている。
【００２７】
第１基板３および第２基板４としては、特に限定されず、例えば、シリコン基板を用いることができる。これにより、例えば、エッチング等によって、高い寸法精度で第１基板３および第２基板４を形成することができる。
【００２８】
圧電素子５は、振動板３１、４１の間に位置しており、図示しない絶縁性接着剤を介して振動板３１、４１のそれぞれと接合されている。また、圧電素子５は、５つの圧電素子５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅを有している。圧電素子５Ｃは、振動体２１の幅方向の中央部において、振動体２１の長手方向に沿って配置されている。この圧電素子５Ｃに対して振動体２１の幅方向の一方側には圧電素子５Ａ、５Ｂが振動体２１の長手方向に並んで配置され、他方側には圧電素子５Ｄ、５Ｅが振動体２１の長手方向に並んで配置されている。
【００２９】
５つの圧電素子５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅは、それぞれ、圧電体５１を一対の電極５２、５３で挟んだ構成となっている。圧電素子５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅは、それぞれ、電極５２、５３間に電圧を印加することで、振動体２１の長手方向に沿った方向に伸縮する。なお、本実施形態では、圧電体５１は、５つの圧電素子５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅで共通化されている。また、電極５２も、５つの圧電素子５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅで共通化されており、例えば、ＧＮＤに接続される。一方、電極５３は、５つの圧電素子５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅで個別に（別体として）形成されている。ただし、圧電素子５の構成は、これに限定されず、例えば、圧電体５１および電極５２の両方または一方が圧電素子５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅで個別に（別体として）形成されていてもよい。また、例えば、圧電素子５Ｃを省略してもよい。
【００３０】
圧電体５１の構成材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、酸化亜鉛、チタン酸バリウムストロンチウム（ＢＳＴ）、タンタル酸ストロンチウムビスマス（ＳＢＴ）、メタニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の圧電セラミックスを用いることができる。圧電セラミックスで構成された圧電体は、例えば、バルク材料から形成してもよいし、ゾル−ゲル法やスパッタリング法を用いて形成してもよいが、バルク材料から形成することが好ましい。これにより、圧電素子５の製造が容易となる。なお、圧電体５１の構成材料としては、上述した圧電セラミックスの他にも、ポリフッ化ビニリデン、水晶等を用いてもよい。
【００３１】
間座６は、支持板３２、４２の間に位置しており、図示しない絶縁性接着剤を介して支持板３２、４２のそれぞれと接合されている。間座６の厚さは、圧電素子５の厚さとほぼ等しくなっており、第１基板３および第２基板４の撓みが抑制されている。
【００３２】
間座６としては、特に限定されず、例えば、ジルコニア、アルミナ、チタニア等の各種セラミックス、各種金属材料、シリコン、各種樹脂材料等を用いることができる。これらの中でも、各種セラミックス、各種金属材料、シリコンを用いることが好ましく、これにより、硬質な間座６が得られる。ただし、金属材料を用いる場合には、間座６に絶縁性を付与するために、例えば、その表面に絶縁処理を施す等の加工が必要となる。また、シリコンを用いることで、シリコンウエハプロセスを用いて間座６を配置することができるため、振動子２を効率的に製造することができる。
【００３３】
以上、振動子２について簡単に説明した。このような振動子２を図示しない接着剤を介して複数積層してなる積層体によって圧電駆動装置１の振動体１１、支持部１２および接続部１３が構成されている。具体的には、振動体２１の積層体によって振動体１１が構成され、支持部２２の積層体によって支持部１２が構成され、接続部２３の積層体によって接続部１３が構成されている。
【００３４】
図１に示すように、振動体１１の先端部であって幅方向の中央部には、ローター１１０の外周面１１１と接触し、振動体１１の振動をローター１１０に伝達する伝達部１４が設けられている。伝達部１４の構成材料としては、特に限定されないが、硬質な材料であることが好ましい。このような材料としては、例えば、ジルコニア、アルミナ、チタニア等の各種セラミックスが挙げられる。
【００３５】
伝達部１４は、振動体１１とほぼ等しい厚さを有し、振動体１１の厚さ方向全域に亘って設けられている。これにより、振動体１１の振動を効率的にローター１１０に伝達することができ、優れた動力性能を有する圧電駆動装置１となる。ただし、伝達部１４の構成としては、これに限定されず、例えば、伝達部１４の厚さが振動体１１よりも小さく、一部の振動体２１とは接合されていなくてもよい。
【００３６】
図３に示すように、伝達部１４は、接着剤１５を用いて振動体１１に接合されている。具体的には、伝達部１４の基端面と振動体１１の先端面との間に接着剤１５が位置しており、この接着剤１５によって、伝達部１４と振動体１１とが接合されている。接着剤１５は、フィラーＦが混合分散された接着剤である。接着剤１５として、フィラーＦが混合分散された接着剤を用いることで、接着剤１５の体積収縮率を十分に低くすることができる。したがって、未硬化の接着剤１５が硬化する際に接着剤１５の収縮が起こり難く、接着剤１５の収縮による伝達部１４の変位を効果的に抑制することができる。その結果、振動体１１に対して伝達部１４を精度よく位置合わせすることができる。振動体１１に対する伝達部１４の位置が所定位置からずれると、振動体１１の共振周波数がずれてしまい、このずれが複数の個片での周波数バラつきを引き起こす。また、振動体１１に対する伝達部１４の位置が所定位置からずれると、不要な振動モードが発生し易くなり、振動体１１の振動効率が悪化する。そのため、本実施形態のように、振動体１１に対する伝達部１４の位置合わせを精度よく行えることで、周波数バラつきを抑制しつつ、優れた振動特性を有する圧電駆動装置１が得られる。
【００３７】
また、フィラーＦは、伝達部１４と振動体１１との間のギャップ材として機能し、接着剤１５の膜厚Ｔを制御する機能を有している。伝達部１４と振動体１１との接合は、例えば、まず、未硬化の伝達部１４を介して伝達部１４と振動体１１とを接着し、次に、伝達部１４を振動体１１へ押し付けたり動かしたりして伝達部１４の位置決めをし、次に、接着剤１５を硬化する、といった工程で行われる。フィラーＦがギャップ材として機能するため、伝達部１４を振動体１１へ押し付けても、伝達部１４と振動体１１との間に接着剤１５が留まり易くなり、接着剤１５の膜厚Ｔを十分に確保することができると共に、膜厚Ｔを制御することができる。そのため、フィラーＦ入りの接着剤１５によれば、より確実に、伝達部１４と振動体１１とを接合することができる。また、接着剤１５が伝達部１４と振動体１１との間から漏れ出し難くなり、フィレット１５１の形成が抑えられる。フィレット１５１は、振動体１１の共振周波数に影響を与え、さらには、不要な振動モードを発生させ易くする。そのため、フィレット１５１の形成が抑えられることで、周波数バラつきを抑制しつつ、優れた振動特性を有する圧電駆動装置１が得られる。
【００３８】
接着剤１５としては、特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂系、ウレタン樹脂系、ユリア樹脂系、メラミン樹脂系、フェノール樹脂系、エステル樹脂系等の各種熱硬化性樹脂系の接着剤、酢酸ビニル樹脂系、ポリビニルアルコール系、エチレン酢酸ビニル樹脂系、塩化ビニル樹脂系、アクリル樹脂系、ポリアミド系、セルロース系、ポリビニルピロリドン系、ポリスチレン系等の各種熱可塑性樹脂系の接着剤等を用いることができる。ただし、接着剤１５としては、熱硬化性樹脂系の接着剤であることが好ましく、この中でもエポキシ樹脂系の接着剤（一液エポキシ樹脂系接着剤）であることがさらに好ましい。これにより、接着剤１５の計量ミスや撹拌不足が起こり難いため、硬化不良が起こり難く、伝達部１４と振動体１１とをより確実に接合することができる。また、接着剤１５の強度も十分に高くなり、経年劣化による伝達部１４の振動体１１からの離脱等も効果的に抑制することができる。
【００３９】
また、フィラーＦとしては、特に限定されず、例えば、金属材料、金属酸化物、金属窒化物、セラミックス材料、ガラス材料等の無機物を含む無機フィラー、グラファイト、カーボンブラック、ダイヤモンド粉等の炭素系フィラー、炭素化合物、樹脂等の有機物を含む有機フィラー等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。これらの中でも、フィラーＦとして、無機フィラーを用いることが好ましい。これにより、接着剤１５の体積収縮率を低く抑えることができると共に、接着剤１５の剛性を高めることができる。さらに、フィラーＦとして、絶縁性を有するものを用いることが好ましい。これにより、接着剤１５を介して２つ以上の圧電素子５の電極同士が短絡してしまうことを防止することができる。より具体的には、フィラーＦとして、シリカ（ＳｉＯ２）系のフィラーを用いることが好ましい。これにより、絶縁性で、かつ、体積収縮率が十分に低い接着剤１５が容易に得られる。また、シリカ系のフィラーは、球状粒子とし易く、かつ、シャープな粒度分布を容易に実現できるため、例えば、伝達部１４と振動体１１との間のギャップ材として効果的に機能し、接着剤１５の膜厚Ｔを高精度に制御することができる。
【００４０】
なお、別の観点から、フィラーＦとして、金属材料で構成されたもの（例えば、アルミニウム系、チタン系、鉄系（例えばＳＵＳ）、銅系のフィラー）を用いることも好ましい。これにより、接着剤１５の熱伝導率を高めることができ、例えば、ローター１１０との摩擦によって伝達部１４に生じる熱を効率的に振動体１１に伝達し放熱することができる。そのため、過度な発熱による振動体１１の共振周波数の変動を効果的に抑制することができる。
【００４１】
なお、フィラーＦの形状は、球状、繊維状（針状）、鱗片状等、いかなる形状であってもよいが、球状であるのが好ましい。ここで、球状とは、アスペクト比の平均が１／２以上２以下のものを言う。球状のフィラーＦを用いることにより、伝達部１４と振動体１１との間のギャップ材として効果的に機能し、接着剤１５の膜厚Ｔを高精度に制御することができる。また、フィラーＦが球状である場合、その平均粒径としては、特に限定されないが、例えば、１μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上１５μｍ以下であることがより好ましく、９μｍ以上１１μｍ以下であることがさらに好ましい。これにより、接着剤１５中でのフィラーＦの分散性が向上するため、均質な接着剤１５が得られる。また、接着剤１５の膜厚Ｔを十分に確保することでき、伝達部１４と振動体１１とをより確実に接合することができる。
【００４２】
また、接着剤１５中のフィラーＦの含有率としては、特に限定されないが、例えば、５ｗ％以上４０ｗｔ％以下であることが好ましく、１０ｗ％以上２０ｗ％以下であることがより好ましい。これにより、接着剤１５の接合強度を十分に維持しつつ、接着剤１５の体積収縮率を十分に低くすることができる。
【００４３】
また、接着剤１５の粘度（ｍＰａ・ｓ）としては、特に限定されないが、例えば、８００００以上であることが好ましく、１０００００以上であることがより好ましく、１２００００以上であることがさらに好ましい。これにより、十分に硬質な接着剤１５となり、接着剤１５の変形を効果的に抑制することができ、すなわち振動体１１の振動が接着剤１５で吸収され難く、伝達部１４を介して振動体１１の振動を効率的にローター１１０に伝達することができる。
【００４４】
また、接着剤１５の硬度（ショアＤ）としては、特に限定されないが、例えば、７５以上であることが好ましく、８０以上であることがより好ましく、８５以上であることがさらに好ましい。これにより、十分に硬質な接着剤１５となり、接着剤１５の変形を効果的に抑制することができ、すなわち振動体１１の振動が接着剤１５で吸収され難く、伝達部１４を介して振動体１１の振動を効率的にローター１１０に伝達することができる。
【００４５】
また、接着剤１５の弾性率（ＧＰａ）としては、特に限定されないが、例えば、３．５以下であることが好ましく、３．０以下であることがより好ましく、２．５以下であることがさらに好ましい。これにより、十分に硬質な接着剤１５となり、接着剤１５の変形を効果的に抑制することができ、すなわち振動体１１の振動が接着剤１５で吸収され難く、伝達部１４を介して振動体１１の振動を効率的にローター１１０に伝達することができる。
【００４６】
また、接着剤１５のガラス転移温度としては、特に限定されないが、例えば、１３０℃以上であることが好ましく、１４０℃以上であることがより好ましく、１５０℃以上であることがさらに好ましい。これにより、例えば、後述するロボットに適用される場合等の高温環境下においても、接着剤１５の硬度を高く維持することができる。そのため、温度に影響されることなく、優れた駆動特性を発揮することのできる圧電駆動装置１となる。
【００４７】
また、接着剤１５の体積収縮率（未硬化状態に対する硬化状態の体積収縮率）としては、特に限定されないが、例えば、４％以下であることが好ましく、３．５％以下であることがより好ましく、３．０％以下であることがさらに好ましい。これにより、硬化させる際の接着剤１５の収縮をより効果的に抑えることができ、振動体１１に対して伝達部１４をより精度よく位置合わせすることができる。
【００４８】
以上、接着剤１５について詳細に説明した。次に、圧電モーター１００の駆動方法について簡単に説明する。例えば、図４中の電圧Ｖ１を各振動子２の圧電素子５Ａ、５Ｅに印加し、電圧Ｖ２を各振動子２の圧電素子５Ｃに印加し、電圧Ｖ３を各振動子２の圧電素子５Ｂ、５Ｄに印加する。これにより、図５に示すように、振動体１１がＳ字状に屈曲振動し、これに伴って、伝達部１４が図中反時計回りに楕円運動する。このような伝達部１４の楕円運動によってローター１１０が送り出されて、ローター１１０が時計回りに回転する。反対に、図６中の電圧Ｖ１’を各振動子２の圧電素子５Ａ、５Ｅに印加し、電圧Ｖ２’を各振動子２の圧電素子５Ｃに印加し、電圧Ｖ３’を各振動子２の圧電素子５Ｂ、５Ｄに印加する。これにより、図７に示すように、振動体１１がＳ字状に屈曲振動し、これに伴って、伝達部１４が図中時計回りに楕円運動する。このような伝達部１４の楕円運動によってローター１１０が送り出されて、ローター１１０が反時計回りに回転する。ただし、伝達部１４を時計回りまたは反時計回りに楕円運動させることができれば、圧電駆動装置１に印加する電圧パターンは、特に限定されない。
【００４９】
以上、本実施形態の圧電モーター１００およびこれに含まれる圧電駆動装置１について説明した。このような圧電駆動装置１は、前述したように、圧電体５１を有する振動体１１と、振動体１１の振動をローター１１０（被駆動部）に伝達する伝達部１４と、振動体１１と伝達部１４とを接合し、フィラーＦが混合分散された接着剤１５と、を有している。このように、接着剤１５として、フィラーＦが混合分散された接着剤を用いることで、接着剤１５の体積収縮率を十分に低くすることができる。したがって、未硬化の接着剤１５が硬化する際に接着剤１５の収縮が起こり難く、接着剤１５の収縮による伝達部１４の変位を効果的に抑制することができる。その結果、振動体１１に対して伝達部１４を精度よく位置合わせすることができ、周波数バラつきを抑制しつつ、優れた振動特性を有する圧電駆動装置１が得られる。さらには、フィラーＦがギャップ材として機能するため、振動体１１と伝達部１４との間から接着剤１５が漏れ出し難くなり、接着剤１５の膜厚Ｔを十分に確保することができる。そのため、より確実に、伝達部１４と振動体１１とを接合することができる。また、フィレット１５１の形成を抑えることもできる。
【００５０】
また、前述したように、接着剤１５は、振動体１１と伝達部１４との間に配置されている。これにより、接着剤１５によって振動体１１と伝達部１４とをより確実に接合することができる。
【００５１】
また、前述したように、圧電駆動装置１は、複数の振動体が積層された振動体１１を有し、伝達部１４は、複数の振動体に亘って配置されている。これにより、圧電駆動装置１は、より大きな駆動力を発生させることができる。また、振動体１１（振動体の積層体）の振動を効率的にローター１１０に伝達することができる。そのため、運動効率の良い圧電駆動装置１となる。
【００５２】
また、前述したように、圧電駆動装置１は、振動体１１を支持する支持部１２を有している。これにより、簡単に、振動体１１を支持することができる。また、例えば、支持部１２は、ステージ等に固定される固定部として機能するため、圧電駆動装置１のステージ等への固定が容易となる。
【００５３】
また、前述したように、圧電モーター１００は、圧電駆動装置１と、伝達部１４と当接するローター１１０（被駆動部）と、を備えている。そのため、前述した圧電駆動装置１の効果を享受でき、振動特性に優れ、信頼性の高い圧電モーター１００となる。
【００５４】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るロボットについて説明する。
【００５５】
図８は、本発明の第２実施形態に係るロボットを示す斜視図である。
図８に示すロボット１０００は、精密機器やこれを構成する部品の給材、除材、搬送および組立等の作業を行うことができる。ロボット１０００は、６軸ロボットであり、床や天井に固定されるベース１０１０と、ベース１０１０に回動自在に連結されたアーム１０２０と、アーム１０２０に回動自在に連結されたアーム１０３０と、アーム１０３０に回動自在に連結されたアーム１０４０と、アーム１０４０に回動自在に連結されたアーム１０５０と、アーム１０５０に回動自在に連結されたアーム１０６０と、アーム１０６０に回動自在に連結されたアーム１０７０と、これらアーム１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０の駆動を制御する制御装置１０８０と、を有している。
【００５６】
また、アーム１０７０にはハンド接続部が設けられており、ハンド接続部にはロボット１０００に実行させる作業に応じたエンドエフェクター１０９０が装着される。また、各関節部のうちの全部または一部には圧電駆動装置１が搭載されており、この圧電駆動装置１の駆動によって各アーム１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０が回動する。なお、圧電駆動装置１は、エンドエフェクター１０９０に搭載され、エンドエフェクター１０９０の駆動に用いられてもよい。
【００５７】
制御装置１０８０は、コンピューターで構成され、例えば、プロセッサ１０８１（ＣＰＵ）、メモリ１０８２、Ｉ／Ｆ１０８３（インターフェース）等を有している。そして、プロセッサ１０８１が、メモリ１０８２に格納されている所定のプログラム（コード列）を実行することで、ロボット１０００の各部（特に、圧電駆動装置１）の駆動を制御する。なお、前記プログラムは、Ｉ／Ｆ１０８３を介して外部のサーバーからダウンロードしてもよい。また、制御装置１０８０の構成の全部または一部は、ロボット１０００の外部に設けられ、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）等の通信網を介して接続された構成となっていてもよい。
【００５８】
このようなロボット１０００は、圧電駆動装置１を備えている。そのため、上述した圧電駆動装置１の効果を享受することができ、高い信頼性を発揮することができる。
【００５９】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る電子部品搬送装置について説明する。
【００６０】
図９は、本発明の第３実施形態に係る電子部品搬送装置を示す斜視図である。図１０は、図９に示す電子部品搬送装置が有する電子部品保持部を示す斜視図である。なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とする。
【００６１】
図９に示す電子部品搬送装置２０００は、電子部品検査装置に適用され、基台２１００と、基台２１００の側方に配置された支持台２２００と、各部の駆動を制御する制御装置２３００と、を有している。また、基台２１００には、検査対象の電子部品Ｑが載置されてＹ軸方向に搬送される上流側ステージ２１１０と、検査済みの電子部品Ｑが載置されてＹ軸方向に搬送される下流側ステージ２１２０と、上流側ステージ２１１０と下流側ステージ２１２０との間に位置し、電子部品Ｑの電気的特性を検査する検査台２１３０と、が設けられている。なお、電子部品Ｑの例として、例えば、半導体、半導体ウェハー、ＣＬＤやＯＬＥＤ等の表示デバイス、水晶デバイス、各種センサー、インクジェットヘッド、各種ＭＥＭＳデバイス等などが挙げられる。
【００６２】
また、支持台２２００には、支持台２２００に対してＹ軸方向に移動可能なＹステージ２２１０が設けられており、Ｙステージ２２１０には、Ｙステージ２２１０に対してＸ軸方向に移動可能なＸステージ２２２０が設けられており、Ｘステージ２２２０には、Ｘステージ２２２０に対してＺ軸方向に移動可能な電子部品保持部２２３０が設けられている。
【００６３】
また、図１０に示すように、電子部品保持部２２３０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能な微調整プレート２２３１と、微調整プレート２２３１に対してＺ軸まわりに回動可能な回動部２２３２と、回動部２２３２に設けられ、電子部品Ｑを保持する保持部２２３３と、を有している。また、電子部品保持部２２３０には、微調整プレート２２３１をＸ軸方向に移動させるための圧電駆動装置１（１ｘ）と、微調整プレート２２３１をＹ軸方向に移動させるための圧電駆動装置１（１ｙ）と、回動部２２３２をＺ軸まわりに回動させるための圧電駆動装置１（１θ）と、が内蔵されている。
【００６４】
図９に示すように、制御装置２３００は、コンピューターで構成され、例えば、プロセッサ２３１０（ＣＰＵ）、メモリ２３２０、Ｉ／Ｆ２３３０（インターフェース）等を有している。そして、プロセッサ２３１０が、メモリ２３２０に格納されている所定のプログラム（コード列）を実行することで、電子部品搬送装置２０００の各部（特に、圧電駆動装置１）の駆動を制御する。なお、前記プログラムは、Ｉ／Ｆ２３３０を介して外部のサーバーからダウンロードしてもよい。また、制御装置２３００の構成の全部または一部は、電子部品搬送装置２０００の外部に設けられ、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）等の通信網を介して接続された構成となっていてもよい。
【００６５】
このような電子部品搬送装置２０００は、圧電駆動装置１を備えている。そのため、上述した圧電駆動装置１の効果を享受することができ、高い信頼性を発揮することができる。
【００６６】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係るプリンターについて説明する。
【００６７】
図１１は、本発明の第４実施形態に係るプリンターの全体構成を示す概略図である。
図１１に示すプリンター３０００は、装置本体３０１０と、装置本体３０１０の内部に設けられている印刷機構３０２０、給紙機構３０３０および制御装置３０４０と、を備えている。また、装置本体３０１０には、記録用紙Ｐを設置するトレイ３０１１と、記録用紙Ｐを排出する排紙口３０１２と、液晶ディスプレイ等の操作パネル３０１３とが設けられている。
【００６８】
印刷機構３０２０は、ヘッドユニット３０２１と、キャリッジモーター３０２２と、キャリッジモーター３０２２の駆動力によりヘッドユニット３０２１を往復動させる往復動機構３０２３と、を備えている。また、ヘッドユニット３０２１は、インクジェット式記録ヘッドであるヘッド３０２１ａと、ヘッド３０２１ａにインクを供給するインクカートリッジ３０２１ｂと、ヘッド３０２１ａおよびインクカートリッジ３０２１ｂを搭載したキャリッジ３０２１ｃと、を有している。
【００６９】
往復動機構３０２３は、キャリッジ３０２１ｃを往復移動可能に支持しているキャリッジガイド軸３０２３ａと、キャリッジモーター３０２２の駆動力によりキャリッジ３０２１ｃをキャリッジガイド軸３０２３ａ上で移動させるタイミングベルト３０２３ｂと、を有している。また、給紙機構３０３０は、互いに圧接している従動ローラー３０３１および駆動ローラー３０３２と、駆動ローラー３０３２を駆動する圧電駆動装置１と、を有している。
【００７０】
このようなプリンター３０００では、給紙機構３０３０が記録用紙Ｐを一枚ずつヘッドユニット３０２１の下部近傍へ間欠送りする。このとき、ヘッドユニット３０２１が記録用紙Ｐの送り方向とほぼ直交する方向に往復移動して、記録用紙Ｐへの印刷が行なわれる。
【００７１】
制御装置３０４０は、コンピューターで構成され、例えば、プロセッサ３０４１（ＣＰＵ）、メモリ３０４２、Ｉ／Ｆ３０４３（インターフェース）等を有している。そして、プロセッサ３０４１が、メモリ３０４２に格納されている所定のプログラム（コード列）を実行することで、プリンター３０００の各部（特に、圧電駆動装置１）の駆動を制御する。このような制御は、例えば、Ｉ／Ｆ３０４３を介してパーソナルコンピュータ等のホストコンピュータから入力された印刷データに基づいて実行される。なお、前記プログラムは、Ｉ／Ｆ３０４３を介して外部のサーバーからダウンロードしてもよい。また、制御装置３０４０の構成の全部または一部は、プリンター３０００の外部に設けられ、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）等の通信網を介して接続された構成となっていてもよい。
【００７２】
このようなプリンター３０００は、圧電駆動装置１を備えている。そのため、上述した圧電駆動装置１の効果を享受することができ、高い信頼性を発揮することができる。なお、本実施系形態では、圧電駆動装置１が給紙用の駆動ローラー３０３２を駆動しているが、この他にも、例えば、キャリッジ３０２１ｃを駆動してもよい。
【００７３】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係るプロジェクターについて説明する。
【００７４】
図１２は、本発明の第５実施形態に係るプロジェクターの全体構成を示す概略図である。
【００７５】
図１２に示すプロジェクター４０００は、ＬＣＤ方式のプロジェクターであり、光源４０１０と、ミラー４０２１、４０２２、４０２３と、ダイクロイックミラー４０３１、４０３２と、液晶表示素子４０４０Ｒ、４０４０Ｇ、４０４０Ｂと、ダイクロイックプリズム４０５０と、投射レンズ系４０６０と、制御装置４０７０と、を備えている。
【００７６】
光源４０１０としては、例えば、ハロゲンランプ、水銀ランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）等が挙げられる。また、この光源４０１０としては、白色光が出射するものが用いられる。そして、光源４０１０から出射された光は、まず、ダイクロイックミラー４０３１によって赤色光（Ｒ）とその他の光とに分離される。赤色光は、ミラー４０２１で反射された後、液晶表示素子４０４０Ｒに入射し、その他の光は、ダイクロイックミラー４０３２によってさらに緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とに分離される。そして、緑色光は、液晶表示素子４０４０Ｇに入射し、青色光は、ミラー４０２２、４０２３で反射された後、液晶表示素子４０４０Ｂに入射する。
【００７７】
液晶表示素子４０４０Ｒ、４０４０Ｇ、４０４０Ｂは、それぞれ、空間光変調器として用いられる。これらの液晶表示素子４０４０Ｒ、４０４０Ｇ、４０４０Ｂは、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの原色に対応する透過型の空間光変調器であり、例えば縦１０８０行、横１９２０列のマトリクス状に配列した画素を備えている。各画素では、入射光に対する透過光の光量が調整され、各液晶表示素子４０４０Ｒ、４０４０Ｇ、４０４０Ｂにおいて全画素の光量分布が協調制御される。このような液晶表示素子４０４０Ｒ、４０４０Ｇ、４０４０Ｂによってそれぞれ空間的に変調された光は、ダイクロイックプリズム４０５０で合成され、ダイクロイックプリズム４０５０からフルカラーの映像光ＬＬが出射される。そして、出射された映像光ＬＬは、投射レンズ系４０６０によって拡大されて、例えばスクリーン等に投射される。なお、プロジェクター４０００では、投射レンズ系４０６０に含まれる少なくとも１つのレンズを光軸方向に移動させて焦点距離を変更するのに圧電駆動装置１が用いられている。
【００７８】
制御装置４０７０は、コンピューターで構成され、例えば、プロセッサ４０７１（ＣＰＵ）、メモリ４０７２、Ｉ／Ｆ４０７３（インターフェース）等を有している。そして、プロセッサ４０７１が、メモリ４０７２に格納されている所定のプログラム（コード列）を実行することで、プロジェクター４０００の各部（特に、圧電駆動装置１）の駆動を制御する。なお、前記プログラムは、Ｉ／Ｆ４０７３を介して外部のサーバーからダウンロードしてもよい。また、制御装置４０７０の構成の全部または一部は、プロジェクター４０００の外部に設けられ、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）等の通信網を介して接続された構成となっていてもよい。
【００７９】
このようなプロジェクター４０００は、圧電駆動装置１を備えている。そのため、上述した圧電駆動装置１の効果を享受することができ、高い信頼性を発揮することができる。
【００８０】
以上、本発明の圧電駆動装置、圧電モーター、ロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよびプロジェクターを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【００８１】
また、前述した実施形態では、圧電駆動装置を圧電モーター、ロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよびプロジェクターに適用した構成について説明したが、圧電駆動装置は、これら以外の各種電子デバイスに適用することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１、１ｘ、１ｙ、１θ…圧電駆動装置、１１…振動体、１２…支持部、１３…接続部、１４…伝達部、１５…接着剤、１５１…フィレット、２…振動子、２１…振動体、２２…支持部、２３…接続部、３…第１基板、３１…振動板、３２…支持板、３３…接続部、４…第２基板、４１…振動板、４２…支持板、４３…接続部、５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ…圧電素子、５１…圧電体、５２、５３…電極、６…間座、１００…圧電モーター、１１０…ローター、１１１…外周面、１０００…ロボット、１０１０…ベース、１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０…アーム、１０８０…制御装置、１０８１…プロセッサ、１０８２…メモリ、１０８３…Ｉ／Ｆ、１０９０…エンドエフェクター、２０００…電子部品搬送装置、２１００…基台、２１１０…上流側ステージ、２１２０…下流側ステージ、２１３０…検査台、２２００…支持台、２２１０…Ｙステージ、２２２０…Ｘステージ、２２３０…電子部品保持部、２２３１…微調整プレート、２２３２…回動部、２２３３…保持部、２３００…制御装置、２３１０…プロセッサ、２３２０…メモリ、２３３０…Ｉ／Ｆ、３０００…プリンター、３０１０…装置本体、３０１１…トレイ、３０１２…排紙口、３０１３…操作パネル、３０２０…印刷機構、３０２１…ヘッドユニット、３０２１ａ…ヘッド、３０２１ｂ…インクカートリッジ、３０２１ｃ…キャリッジ、３０２２…キャリッジモーター、３０２３…往復動機構、３０２３ａ…キャリッジガイド軸、３０２３ｂ…タイミングベルト、３０３０…給紙機構、３０３１…従動ローラー、３０３２…駆動ローラー、３０４０…制御装置、３０４１…プロセッサ、３０４２…メモリ、３０４３…Ｉ／Ｆ、４０００…プロジェクター、４０１０…光源、４０２１、４０２２、４０２３…ミラー、４０３１、４０３２…ダイクロイックミラー、４０４０Ｂ、４０４０Ｇ、４０４０Ｒ…液晶表示素子、４０５０…ダイクロイックプリズム、４０６０…投射レンズ系、４０７０…制御装置、４０７１…プロセッサ、４０７２…メモリ、４０７３…Ｉ／Ｆ、Ｆ…フィラー、ＬＬ…映像光、Ｏ…回動軸、Ｐ…記録用紙、Ｑ…電子部品、Ｔ…膜厚、Ｖ１、Ｖ１’、Ｖ２、Ｖ２’、Ｖ３、Ｖ３’…電圧
【図１】
2019050676.tif 000003
【図２】
2019050676.tif 000004
【図３】
2019050676.tif 000005
【図４】
2019050676.tif 000006
【図５】
2019050676.tif 000007
【図６】
2019050676.tif 000008
【図７】
2019050676.tif 000009
【図８】
2019050676.tif 000010
【図９】
2019050676.tif 000011
【図１０】
2019050676.tif 000012
【図１１】
2019050676.tif 000013
【図１２】
2019050676.tif 000014