(57)【要約】【課題】圧電素子の能動的な伸縮を阻害することなく、高性能化、高品質化、低コスト化が可能な振動波駆動装置、振動波モーター用ステーター、振動波モーター、駆動制御システム及び光学機器並びに振動波駆動装置の製造方法を提供する。【解決手段】振動波駆動装置25は、一片の圧電材料1と、圧電材料1を挟んで設けられた複数の電極とからなり、波長λの進行波で振動する円環状の圧電素子20と、圧電素子20に電力を供給する電気配線8aを少なくとも有する給電部材8を圧電素子20の第一の面に設けてなる振動波駆動装置25であって、圧電素子20は、少なくとも２つの駆動領域15,16と、２つの該駆動領域間に円環方向の平均長さがｎλ／４（ｎは奇数）である非駆動領域17とを有し、第一の面に設けられた電極の少なくとも１つが駆動領域15もしくは16および非駆動領域17に跨って配置され、かつ、非駆動領域17のみで給電部材8と電気的に接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一片の圧電材料と、該圧電材料を挟んで設けられた複数の電極からなり、波長λの進行波で振動する円環状の圧電素子と、該圧電素子に電力を供給する電気配線を少なくとも有する給電部材を該圧電素子の第一の面に設けてなる振動波駆動装置であって、該圧電素子は、少なくとも２つの駆動領域と、２つの該駆動領域間に配置された円環方向の平均長さがｎλ／４（ｎは奇数）である非駆動領域とを有し、該第一の面に設けられた電極の少なくとも１つが該駆動領域および該非駆動領域に跨って配置されており、かつ、該非駆動領域のみにおいて該給電部材と電気的に接続されていることを特徴とする振動波駆動装置。
【請求項２】
前記ｎが１または３である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】
前記駆動領域の圧電定数の絶対値ｄ（１）と、前記非駆動領域のうち、前記駆動領域および前記非駆動領域に跨って配置された前記電極を有する部分の圧電定数の絶対値ｄ（２）とが、０≦ｄ（２）＜０．1ｄ（１）の関係を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の振動波駆動装置。
【請求項４】
前記非駆動領域に前記振動波駆動装置の振動を検知するための検知領域を有しており、前記検知領域の前記第一の面に検知相電極が配置され、前記給電部材と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の振動波駆動装置。
【請求項５】
前記圧電素子において、前記第一の面と対向する面を第二の面とした場合に、前記非駆動領域の前記第一の面にグランド電極が配置されており、前記グランド電極は前記第二の面の電極と電気的に接続されており、かつ、前記給電部材と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の振動波駆動装置。
【請求項６】
前記給電部材がフレキシブルプリント基板であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の振動波駆動装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の振動波駆動装置と前記圧電素子の少なくとも一方の電極面に設けられた振動板を少なくとも有することを特徴とする振動波モーター用ステーター。
【請求項８】
請求項７に記載の振動波モーター用ステーターと前記振動板の振動面に接して設けられた回転体とを少なくとも有することを特徴とする振動波モーター。
【請求項９】
請求項８に記載の振動波モーターが、前記給電部材を介して電気的に接続された駆動回路を少なくとも有することを特徴とする駆動制御システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の駆動制御システムを備えたことを特徴とする光学機器。
【請求項１１】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の振動波駆動装置の製造方法であって、前記駆動領域の前記第一の面に分極用電極を、前記非駆動領域の前記第一の面に駆動相電力供給電極を、前記第二の面に共通電極を設ける工程（A）と、前記分極用電極に電圧を印加して前記圧電材料を分極処理する工程（B）と、前記分極用電極および前記駆動相電力供給電極を跨ぐように接続電極を設ける工程（C）と、前記駆動相電力供給電極と前記給電部材とを前記非駆動領域のみにおいて電気的に接続する工程（D）とを有することを特徴とする振動波駆動装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動波駆動装置、振動波モーター用ステーター、振動波モーター、駆動制御システム及び光学機器、並びに振動波駆動装置の製造方法に関するものである。特に、本発明は、電気−機械エネルギー変換素子により振動体に振動を励振し、その振動エネルギーを利用して駆動力を与える円環形状の振動波モーター等の電極と電力を供給する給電部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
振動型（振動波）アクチュエーターは、圧電素子等の電気−機械エネルギー変換素子に交番電圧等の電気信号を印加することにより、円環形状、長楕円形状、棒状等の弾性体に駆動振動が励起される振動子を有する。振動型アクチュエーターの一例として、該振動子に加圧接触させた弾性体と該振動子とを相対移動させる振動波モーターが提案されている。
【０００３】
以下、円環形状の振動波駆動装置、振動波モーター用ステーター、振動波モーターおよび制御システムの概略を説明する。
円環形状の振動波モーターは、全周長がある長さλの整数倍であるような内径と外径を有する円環形状の圧電素子を有している。圧電素子は円環方向に沿ってλ／２の整数倍の周長となる２つの駆動領域（駆動相）を備えている。２つの駆動相には円環方向に沿ってλ／２のピッチで交互に逆方向となる分極処理が施されている。このため、駆動相に同一方向の電圧を印加した際、駆動相の圧電素子は、逆圧電効果により円環方向に沿ってλ／２のピッチ毎に互いに逆に伸縮することができるようになっている。
【０００４】
２つの駆動相は円環方向に沿ってλ／４の奇数倍の周長を有する非駆動領域をそれらの間に挟むように配置されている。非駆動領域では、圧電素子に対して分極が施されていなかったり、圧電素子に電圧を印加しなかったり、圧電素子に実効的に電圧が印加されないような処理が施されていたりしており、非駆動領域の圧電素子は能動的に伸縮することができないようになっている。
【０００５】
非駆動領域には圧電材料の振動状態を検知するための検知相（検知領域）を備える場合もある。検知相では圧電素子に対して分極処理が施されている。このため、外力により検知相の圧電素子に歪が生じた場合、検知相の圧電素子は、正圧電効果により歪の大きさに応じた電圧を出力する。
【０００６】
この圧電素子の駆動相に電力を供給する電気配線、さらに、この圧電素子の検知相に電圧を検出する電気配線を設けた振動波駆動装置に、弾性体からなる振動板を貼り付けたものが振動波モーター用ステーターである。電気配線としては一体型の給電部材であるフレキシブルプリント基板を使用するのが一般的である。
【０００７】
振動波モーター用ステーターに、円環形状の圧電素子の片方の駆動相のみに、振動波モーター用ステーターの固有振動数となる周波数をもつ交番電圧を印加すると、振動板には、振動板の円環方向に沿った全周にわたり、波長λの定在波が発生する。また、もう一方の駆動相のみに同様の交番電圧を印加すると、振動板には、同様に振動板の円環方向に沿った全周にわたり、波長λ定在波が発生する。また、それぞれ２つの駆動相が発生する定在波の節の位置は振動板の円環方向に沿ってλ／４のズレを有する。
【０００８】
上記の振動波モーター用ステーターの２つの駆動相に対し、振動波モーター用ステーターの固有振動数となる周波数を有する交番電圧を、周波数が同一でかつ時間的位相差がπ／２となるように印加する。そうすると、上記２つの駆動相の定在波の合成により、振動板には、円環方向に進行する波長λの進行波が発生する。
【０００９】
このとき、振動板の表面（振動波駆動装置を貼り付けていない面）のある１点に着目すると、振動板の表面には一種の楕円運動が生じる。この楕円運動は振動板の円環方向に沿ったすべての位置で生じるため、振動板表面に接触している物体は振動板の円環方向に沿って移動することができる。また、２つの駆動相に印加する交番電圧の時間的位相差を−π／２に切り替えると、物体の移動方向は逆となる。
【００１０】
この振動波モーター用ステーターの振動板の表面にローターと呼ばれる円環状弾性体を加圧接触させたものが振動波モーターである。円環形状の圧電素子の２つの駆動相に印加する交番電圧の時間的位相差の正負の切り替え、交番電圧の大きさ、および交番電圧の周波数の微調整を行うことにより、振動波モーター用ステーターに所望の進行波を発生させ、ローターの回転方向、トルク、回転速度を変更することができる。
【００１１】
この振動波モーターに駆動回路を接続したものが駆動制御システムである。駆動回路は、２つの交番電圧の位相を比較してその結果に応じた位相情報を電圧値として出力するフェーズコンパレータ―を有している。例えば、振動波モーターを駆動した場合、検知相から出力される交番電圧と駆動相に印加した交番電圧がフェーズコンパレータに入力される。そして、フェーズコンパレータから出力された位相差情報により、共振状態からのズレを知ることができる。この情報から駆動相に印加する電気信号を決定し、所望の進行波を発生させることで、超音波モーターの回転速度を制御する。
【００１２】
また、このような円環形状の振動型アクチュエーターとして、特許文献１に開示されたような振動アクチュエーターが開示されている。
【００１３】
特許文献１に開示の超音波モーターは、圧電素子である圧電体に給電部材であるフレキシブルプリント基板を設けた振動波駆動装置に、振動板である弾性体を貼り付けた振動波モーター用ステーターである振動子と、ローターと呼ばれる円環状弾性体である移動子を備えた円環形状の振動波モーターである。
【００１４】
圧電体には、Ａ相の共通電極であるＡ相電極と、Ｂ相の共通電極であるＢ相電極と、グランド用電極が設けられている。フレキシブルプリント基板には、駆動相に電力を供給する電気配線であるＡ相信号線とＢ相信号線、グランド信号線が設けられており、それぞれがランド部（露出部）を有している。フレキシブルプリント基板のＡ相信号線とＢ相信号線、グランド信号線は、それぞれのランド部において、圧電体のＡ相電極、Ｂ相電極、グランド用電極とそれぞれ接続されている。
【００１５】
また、圧電体のＡ相電極と、Ｂ相電極と、グランド用電極が形成されている面と圧電材料を挟んで反対側の面には不図示のグランド電極が形成されている。グランド電極は弾性体と導通しており、弾性体を介して圧電体のグランド電極の面をグランド電位に保つ共通電極である。グランド電極は弾性体を介してグランド用電極と導通している。
【００１６】
グランド用電極は圧電体のＡ相電極とＢ相電極との間に設けられている。特許文献１が示す通り、駆動相であるＡ相とＢ相の間はλ／４ 波長分、間隔が空いている。つまり、圧電体のグランド用電極がある領域は、円環方向に沿ってλ／４周長を有する非駆動領域である。グランド用電極とグランド電極は弾性体を介して導通しているため、グランド用電極とグランド電極の間の圧電体には実効的に電圧が印加されることはない。
【００１７】
さらに、このような円環形状の振動型アクチュエーターとして、特許文献２に開示されたような振動アクチュエーターが知られている。
【００１８】
特許文献２に開示の超音波モーターは、分極された部分（特許文献２の圧電素子１５、１６、１７）と分極されていない部分（特許文献２の圧電素子１４）からなる圧電素子に給電部材であるリード線およびトリミング抵抗を設けた振動波駆動装置に、振動板である金属弾性体２を貼り付けた振動波モーター用ステーターと、ローターを備えた円環形状の振動波モーターである。
【００１９】
圧電素子（特許文献２の圧電素子１５、１６）の駆動相電極は給電部材であるトリミング抵抗とそれぞれ接続されており、トリミング抵抗はリード線とそれぞれ接続されている。
【００２０】
ここで、トリミング抵抗とは、特許文献２の第２図の等価回路のＲａ、Ｒｂであり、金属にセラミックスを混ぜた薄膜状の抵抗であって、レーザー光線によって切り込みを入れることができる可変抵抗である。また、特許文献２の第２図に示されるように、抵抗値は温度により変化し、１００Ωより大きい。
【００２１】
圧電素子（特許文献２の圧電素子１５、１６）の駆動相電極が形成されている面と圧電体を挟んで反対側の面には不図示の全面電極が形成されている。全面電極は金属弾性体と導通しており、金属弾性体の中心部を介してグランド電位に保つ共通電極である。また、圧電素子（特許文献２の圧電素子１７）にはモニター電極が形成されており、共通電極で圧電体を挟むことで圧電素子（特許文献２の圧電素子１７）の振動状態が検出できるようになっている。
【００２２】
つまり、特許文献２に開示の超音波モーターは、圧電素子（特許文献２の圧電素子１５、１６）が駆動相となり、別の、圧電素子（特許文献２の圧電素子１７）が非駆動領域に備えられた検知相となる。また、分極されていない圧電素子（特許文献２の圧電素子１４）も非駆動領域となる。円環形状の振動波モーターの駆動原理と特許文献２の第１図を鑑みると、圧電素子の非駆動領域（特許文献２の圧電素子１４が配置された領域）は円環方向に沿って３λ／４周長を有している。また、圧電素子の非駆動領域（特許文献２の圧電素子１７が配置された領域）は円環方向に沿ってλ／４周長を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開２００５−２１０８６０号公報
【特許文献２】特開平３−２８５５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
ところで、近年、振動型アクチュエーターにはさらなる高性能化、高品質化、低コスト化が求められているが、振動型アクチュエーターの振動を抑制する要因の１つに給電部材がある。従来の円環形状の振動波モーター等の振動型アクチュエーターにおいて、駆動相に電力を供給する電気配線は、給電部材を介して駆動相電極に直接接続されていた。このため、圧電素子の自発的な伸縮が阻害され、振動型アクチュエーターの振動を抑制していた。特に近年、低コスト化、高品質化のために、振動型アクチュエーターの給電部材としてフレキシブルプリント基板が用いられている。しかしながら、従来の円環形状の振動波モーター等の振動型アクチュエーターにおいて、これら給電部材は、非駆動領域に加え、２つの駆動相の一部にまたがる広い領域に貼りつけられていた。このため、振動型アクチュエーターの性能低下に加え、性能ばらつきによる品質低下、給電部材のコスト増が課題となっていた。
【００２５】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、従来の様に圧電素子の能動的な伸縮を阻害することなく、円環形状の振動型アクチュエーターの高性能化、高品質化、低コスト化が可能な振動波駆動装置、振動波モーター用ステーター、振動波モーター、駆動制御システム及び光学機器、並びに振動波駆動装置の製造方法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】
【００２６】
上記課題を解決するための本発明の振動波駆動装置は、一片の圧電材料と、該圧電材料を挟んで設けられた複数の電極からなり、波長λの進行波で振動する円環状の圧電素子と、該圧電素子に電力を供給する電気配線を少なくとも有する給電部材を該圧電素子の第一の面に設けてなる振動波駆動装置であって、該圧電素子は、少なくとも２つの駆動領域と、２つの該駆動領域間に配置された円環方向の平均長さがｎλ／４（ｎは奇数）である非駆動領域とを有し、該第一の面に設けられた電極の少なくとも１つが該駆動領域および該非駆動領域に跨って配置されており、かつ、該非駆動領域のみにおいて該給電部材と電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２７】
上記課題を解決するための本発明の振動波モーター用ステーターは、上記振動波駆動装置と上記圧電素子の少なくとも一方の電極面に設けられた振動板を少なくとも有することを特徴とする。
【００２８】
上記課題を解決するための本発明の振動波モーターは、上記振動波モーター用ステーターと上記振動板の振動面に接して設けられた回転体を少なくとも有することを特徴とする。
【００２９】
上記課題を解決するための本発明の駆動制御システムは、上記振動波モーターが、上記給電部材を介して電気的に接続された駆動回路を少なくとも有することを特徴とする。
上記課題を解決するための本発明の光学機器は、上記駆動制御システムを備えたことを特徴とする。
【００３０】
上記課題を解決するための本発明の振動波駆動装置の製造方法は、上記駆動領域の上記第一の面に分極用電極を、上記非駆動領域の上記第一の面に駆動相電力供給電極を、上記第二の面に共通電極を設ける工程（Ａ)と、上記分極用電極に電圧を印加して上記圧電材料を分極処理する工程（Ｂ）と、上記分極用電極および上記駆動相電力供給電極を跨ぐように接続電極を設ける工程（Ｃ）と、上記駆動相電力供給電極と上記給電部材とを上記非駆動領域のみにおいて電気的に接続する工程（Ｄ）とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、上記第一の面に設けられた電極の少なくとも１つが上記駆動領域および上記非駆動領域に跨って配置され、かつ、上記非駆動領域のみにおいて上記給電部材と電気的に接続されているため、給電部材を非駆動領域のみで電気的に接続することができ、給電部材による駆動領域の抑制がなくなり、高性能化、高品質化、低コスト化が可能な振動波駆動装置、振動波モーター用ステーター、振動波モーター、駆動制御システム及び光学機器、並びに振動波駆動装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の振動波モーター用ステーターの一実施形態を示す概略図である。
【図２】本発明の振動波駆動装置の一実施形態を示す概略図である。
【図３】本発明の振動波駆動装置の圧電素子の一実施形態を示す概略図である。
【図４】本発明に用いられる圧電素子における駆動領域の伸縮極性を示す概略図である。
【図５】本発明の振動波モーター用ステーターの非駆動領域付近を拡大した概略図である。
【図６】本発明の振動波モーターの構成を示す概略図である。
【図７】本発明の駆動制御システムの一実施形態を示す回路の概略図である。
【図８】本発明の光学機器の一実施態様を示す概略図である。
【図９】本発明の光学機器の一実施態様を示す概略図である。
【図１０】本発明の振動波モーター用ステーターの製造方法の一例を示す概略工程図である。
【図１１】比較例１の振動波モーター用ステーターの製造方法の一例を示す概略工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
【００３４】
本発明の振動波駆動装置は、一片の圧電材料と、該圧電材料を挟んで設けられた複数の電極からなり、波長λの進行波で振動する円環状の圧電素子と、該圧電素子に電力を供給する電気配線を少なくとも有する給電部材を該圧電素子の第一の面に設けてなる振動波駆動装置であって、該圧電素子は、少なくとも２つの駆動領域と、２つの該駆動領域間に配置された円環方向の平均長さがｎλ／４（ｎは奇数）である非駆動領域とを有し、該第一の面に設けられた電極の少なくとも１つが該駆動領域および該非駆動領域に跨って配置されており、かつ、該非駆動領域のみにおいて該給電部材と電気的に接続されていることを特徴とする。
【００３５】
図１は、本発明の振動波モーター用ステーター３０の一実施形態を示す概略図である。図１（ａ）は本発明の振動波モーター用ステーター３０の一方の面の概略平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）中のＡ−Ａ線に沿った振動波モーター用ステーター３０の断面図、図１（ｃ）は本発明の振動波モーター用ステーター３０の図１（ａ）に示す面と圧電素子２０を挟んで反対側の面の概略平面図である。
【００３６】
図２は、本発明の振動波駆動装置２５の一実施形態を示す概略図である。図２（ａ）は本発明の振動波駆動装置２５の一方の面の概略平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿った振動波駆動装置２５の断面図、図２（ｃ）は本発明の振動波駆動装置２５の図２（ａ）に示す面と圧電素子２０を挟んで反対側の面の概略平面図である。
【００３７】
図３は、本発明の振動波駆動装置２５の圧電素子２０の一実施形態を示す概略図である。図３（ａ）は圧電素子２０の第一の面の概略平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）中のＣ−Ｃ線に沿った圧電素子２０の断面図、図３（ｃ）は圧電素子２０の図３（ａ）に示す面と圧電素子２０を挟んで反対側の面、すなわち第二の面の概略平面図である。
【００３８】
図１に示すように、本発明の振動波モーター用ステーター３０は、振動波駆動装置２５と振動板９と短絡配線１０よりなる。振動板９は弾性体からなり、かつ、導電体であることが好ましいが、導電体でなくても良い。振動板９は圧電素子２０と接する面と反対側に振動面を有する。また、図２に示すように、本発明の振動波駆動装置２５は、圧電素子２０と圧電素子２０に電力を供給する電気配線８ａおよび絶縁体８ｂを少なくとも有する給電部材８を圧電素子２０の第一の面に設けてなる。なお、図１に示すように、振動板９は圧電素子２０の第一の面と対向する面、つまり、圧電素子２０の第二の面に設けられる。また、図３に示すように、本発明に用いられる圧電素子２０は円環形状の周方向に各２つの駆動領域１５，１６と非駆動領域１７，１８を有する。
【００３９】
また、本発明に用いられる圧電素子２０は、例えば厚み０．１ｍｍから２．０ｍｍで略均一な円環形状の一片の圧電材料１と、圧電材料１を挟んで設けられた複数の電極からなる。複数の電極のうち、駆動相電極３は圧電素子２０の第一の面に設けられ、駆動領域１５および非駆動領域１７に跨って配置されている。同様に、駆動相電極４は圧電素子２０の第一の面に設けられ、駆動領域１６および非駆動領域１７に跨って配置されている。２つのグランド電極５は、駆動相電極３、および駆動相電極４と円環方向に隣り合って非駆動領域１７に配置されている。グランド電極６は、駆動相電極３，４に挟まれて非駆動領域１８に配置されている。検知相電極７は２つのグランド電極５に挟まれて非駆動領域１７に配置されている。また、図３（ｃ）に示すように、本発明の複数の電極のうち、共通電極２は、圧電素子２０の第二の面に設けられ、駆動領域１５，１６、および非駆動領域１７，１８に跨って円環形状に配置されている。
【００４０】
また、図２に示すように、駆動相電極３，４は、給電部材８の電気配線８ａと非駆動領域１７のみにおいてそれぞれ電気的に接続されており、駆動領域１５，１６では電気的に接続されていない。さらに、駆動相電極３，４は、給電部材８の絶縁体８ｂと非駆動領域１７のみにおいてそれぞれ物理的に接着されており、駆動領域１５，１６においては物理的に接着されていない。
【００４１】
本発明の振動波駆動装置２５は、例えば、共通電極２をグランド電位に保ち、かつ、給電部材８の電気配線８ａを介して駆動相電極３，４に電力を供給することで、圧電素子２０の駆動領域１５，１６に電圧を印加できる。
【００４２】
図１に示す本発明の振動波モーター用ステーター３０において、振動波モーター用ステーター３０の例えば７次の固有振動数となる周波数の交番電圧を駆動領域１５に印加すると、振動板９には振動板９の円環方向に沿った全周にわたり、波長λの定在波が発生する。もう一方の駆動領域１６についても同様である。ここで、駆動領域１５，１６が発生する定在波の節の位置は非駆動領域１８を有することで、振動板９の円環方向に沿ってλ／４のズレを有している。
【００４３】
図１に示す本発明の振動波モーター用ステーター３０において、振動波モーター用ステーター３０の７次の固有振動数となる周波数をもつ交番電圧を、駆動領域１５，１６に対し時間的位相差がπ／２となるように印加したとする。そうすると、上記２つの駆動相が発生する定在波の合成により、振動板９には、円環方向に進行する波長λの進行波が発生する。定在波の波長λは例えば振動波モーター用ステーター３０を図１（ａ）の面の側からレーザードップラー振動計によって変位量を測定することで評価できる。定在波の波長λはレーザードップラー振動計にて測定した変位量が極大となる近接２地点間の円環方向の平均長さの２倍である。波長λの決定の際にはレーザードップラー振動計によって、変位量を１０回以上測定し、その平均値を用いることが好ましい。このとき、振動板９の表面（図１（ｃ）に示す面）のある１点に着目すると、振動板９の表面には一種の楕円運動が生じる。この楕円運動は振動板９の円環方向に沿ったすべての位置で生じるため、振動板９表面に接触している物体は振動板９の円環方向に沿って移動することができる。また、２つの駆動相に印加する交番電圧の時間的位相差を−π／２とすると、物体の移動方向は逆となる。つまり、図１に示す本発明の振動波モーター用ステーター３０は固有振動数が７次となる振動モードで駆動できる。
【００４４】
本発明の振動波駆動装置２５において、駆動相電極３，４は、駆動領域１５，１６のみならず非駆動領域１７に跨って配置されることで、駆動領域１５，１６に給電部材８を電気的に接続、かつ物理的に接着する必要がない。つまり、駆動領域１５，１６において、圧電素子２０の能動的な伸縮が給電部材８により阻害されることはない。従って、給電部材８に起因した超音波モーター用ステーター３０の振動性能の低下が軽減される。さらに、給電部材８を圧電素子２０に接続する際の接続位置のばらつき等によって生じる超音波モーター用ステーター３０の振動性能のばらつきに起因した品質低下も軽減される。また、給電部材８が従来の振動波駆動装置より小さくなり、給電部材８のコストを低減することができる。
【００４５】
本発明の一片の圧電材料とは、同じ組成の原料から同時に焼成して作られた、組成が均一で、かつ繋ぎ目の無いセラミックス状の圧電材料を意味する。セラミックスは一般的に細かい結晶の集まりで、１つ１つの結晶は正の電荷を持つ原子と負の電荷を持つ原子から構成されている。セラミックスの多くはこの正の電荷と負の電荷のつりあいが取れた状態になっている。しかし、誘電体セラミックスのなかには、強誘電体と言って、自然状態でも、結晶中の正負の電荷のつりあいが取れておらず、電荷の偏り（自発分極）を生じているものがある。
【００４６】
焼成後の強誘電体セラミックスは、この自発分極の向きがバラバラで、セラミックス全体としては、見かけ上、電荷の偏りがないように見る。しかし、これに高い電圧を加えると、自発分極の向きが一様の方向にそろい、電圧を取り除いても元に戻らなくなる。このように自発分極の向きをそろえることを一般に分極処理という。また、分極処理が施された強誘電体セラミックスは外部から電圧を加えると、セラミックス内部の正負それぞれの電荷の中心が外部電荷と引き合ったり、しりぞけ合ったりして、セラミックス本体が伸びたり縮んだりする（逆圧電効果）。本発明の一片の圧電材料とは、このように分極処理を施すことで逆圧電効果が生じるセラミックス材料のことを指し、少なくとも一片の圧電材料の一部が分極処理されているセラミックス材料を指す。
【００４７】
本発明における駆動領域とは、圧電素子に電圧が印加された際に圧電素子が能動的に伸縮できる領域を指す。駆動領域は少なくとも２つあり、円環方向の平均長さはλ／２の倍数となる。一方、本発明の非駆動領域とは、圧電素子が能動的に伸縮することができない領域を指す。非駆動領域は２つの駆動領域の間に少なくとも２つあり、円環方向の平均長さがλ／４の奇数倍となる。図３に示す本発明に用いられる圧電素子２０の一例において、駆動領域１５，１６の円環方向の平均長さはそれぞれ３λである。また、非駆動領域１７の円環方向の平均長さは３λ／４、非駆動領域１８の円環方向の平均長さはλ／４である。なお、波長λは振動波モーターなどのアクチュエーターに求められる性能によって決まる設計値である。円環方向の平均長さがλ／４の奇数倍となる非駆動領域を形成するにあたり、波長λに対して±２０％以下のズレが生じたとしても振動波が適切に伝播する限り許容してよい。波長λに対して±１０％以下、さらには±５％以下で、上述の波長λと非駆動領域の円環方向の平均長さとの対応関係が存在することが望ましい。
【００４８】
図３に示すように、本発明に用いられる圧電素子２０は、それぞれ２つの駆動領域、非駆動領域を有するが、本発明に用いられる圧電素子はこれに限られず、振動板に円環方向に進行する進行波が原理的に発生する限りにおいて、各３つ以上の駆動領域、非駆動領域を有しても良い。
【００４９】
図４は、本発明に用いられる圧電素子２０における、駆動領域１５，１６の伸縮極性を示す概略図である。本発明の伸縮極性とは、圧電素子２０の図３（ａ）に示す面（圧電素子２０の第一の面）の電極に正の電圧を印加した際に、圧電素子２０が円環方向に対して伸びるか縮むかを区別するものである。図４においては、圧電素子２０が円環方向に対して伸びる場合を（＋）、縮む場合を（−）で表している。図３に示す、本発明に用いられる圧電素子２０の駆動領域１５，１６には、円環方向に沿ってλ／２のピッチで交互に逆方向となる分極処理が予め施されている。このため、駆動領域１５，１６に同一方向の電圧を印加した際、駆動領域１５，１６は逆圧電効果により円環方向に沿ってλ／２のピッチ毎に互いに逆に伸縮することができる。つまり、図４に示すように、駆動領域１５，１６はλ／２のピッチ毎に互いに逆となる伸縮極性を有する。
【００５０】
ところで、図４（ａ）において、非駆動領域１７，１８については伸縮極性を記載していない。しかし、これは非駆動領域１７，１８に伸縮極性が無いことを意味するものではない。本発明における非駆動領域とは、圧電素子２０が能動的に伸縮することができない領域である。非駆動領域１７，１８において、圧電素子２０が能動的に伸縮することができなくなる処理が施されていれば、圧電素子２０自体に伸縮極性があっても無くても良い。例えば、後述するように、非駆動領域１７のうち検知相電極７が配置された部分の圧電素子２０には伸縮極性が必要である。よって、図４（ｂ）に示すように、非駆動領域１７，１８についても、一部には伸縮極性を有していることが好ましい。
【００５１】
ここで、圧電素子２０の非駆動領域１７のうち検知相電極７が配置された部分とは、検知相電極７と共通電極２の２つの電極面に垂直な線と上記圧電材料が交わる領域を指す。ただし、検知相電極７と共通電極２が並行でない場合は、検知相電極７と検知相電極７を共通電極２に射影した面の２つの電極面に垂直な線と上記圧電材料が交わる領域を指す。以下、「電極が配置された部分」と説明するときは、このような意味を有するものとして使用する。駆動相電極３，４が配置された部分、グランド電極６が配置された部分についても同義である。
【００５２】
ここで、圧電素子２０が能動的に伸縮することができなくなる処理とは、例えば、図１（ａ）の非駆動領域１８で示すように、共通電極２とグランド電極６を導電体からなる振動板９と短絡配線１０を介して電気的に接続する処理である。仮に圧電素子２０自体に伸縮極性があり、かつ、グランド電極６に何らかの手段で電力が供給されたとしても、圧電素子２０が能動的に伸縮することはない。このような処理は非駆動領域１８が図４（ｂ）に示すような伸縮極性を有する場合に有効である。
【００５３】
また、圧電素子２０が能動的に伸縮することができなくなるその他の処理とは、例えば、給電部材８の電気配線８ａとグランド電極５の一方を電気的に接続しない処理である。仮に非駆動領域１７に給電部材８が物理的に接着されており、かつ、仮に圧電素子２０自体に伸縮極性があったとしても、圧電素子２０は能動的に伸縮することができない。このような処理は、給電部材８とグランド電極５との接続部分に絶縁処理を施したり、給電部材８の電気配線８ａのうち、グランド電極５と接続されている電気配線８ａを取り除いたりすることで可能である。このような処理は非駆動領域１７が図４（ｂ）に示すような伸縮極性を持つ場合に有効である。
【００５４】
また、圧電素子２０が能動的に伸縮することができなくなる処理とは、例えば、仮に給電部材８の電気配線８ａと電極が電気的に接続されていたとしても、駆動回路から電力を供給しない処理である。仮に圧電素子２０自体に伸縮極性があったとしても、圧電素子２０は能動的に伸縮することができない。このような処理は非駆動領域１７が図３（ｂ）に示すような伸縮極性を持つ場合に有効であり、後述する検知領域（検知相）に対して行うことが好ましい処理である。
【００５５】
本発明の電極とは、円環形状である一片の圧電材料１のどちらかの面に設けられており、抵抗値が１０Ω未満、好ましくは１Ω未満の導電体である。電極の抵抗値は、例えば共通電極２においては、円環形状の周方向、つまり共通電極のある地点と、円環の中心を挟んで中心対称となるある地点間の抵抗を回路計（電気テスター）で測定することで評価できる。また、例えば駆動相電極３の場合、円環形状の周方向に最も離れた地点間の抵抗を回路計（電気テスター）で測定することで評価できる。他の電極も同様の方法で評価できる。また、本発明の電極としては、ＡｇペーストやＡｇの焼きつけ電極、Ａｕ／Ｔｉのスパッタリング電極などが、薄くて、かつ抵抗値が小さいため好ましい。
【００５６】
本発明の電極は、圧電材料１のどちらかの面に直接設けられている部分があれば、複数の電極の重ね合わせであっても構わない。例えば、前述したように、圧電素子２０の駆動領域１５，１６の圧電材料１には、円環方向に沿ってλ／２のピッチで交互に逆方向となる分極処理が施されている。つまり、図４に示すように圧電素子２０の伸縮極性が異なる。このような分極処理を行うためには、複数の分極用の電極（分極用電極３３）を圧電材料１の一方の面（例えば、図３（ａ）に示す圧電素子２０の第一の面）に設け、共通電極２を圧電材料１のもう一方の面（例えば図３（ｃ）で示す圧電素子２０の第二の面）に設けて分極処理を行うことが好ましい。駆動相電極３，４は、複数の分極用の電極を個別の電極で繋ぐか、もしくは複数の分極用の電極の上に別の電極を重ねることで設けることができる。
【００５７】
ところで、本発明の駆動相電極３，４は、駆動領域１５，１６のみならず非駆動領域１７に跨って配置される必要がある。よって、非駆動領域１７にも電極（例えば図１０に示す駆動相電力供給電極３４）を設け、非駆動領域１７に設けた電極と複数の分極用電極とを別の電極で繋ぐか、もしくは、これらの電極上に別の電極を重ねることで駆動相電極３，４を設けることもできる。本発明において、給電部材８は非駆動領域１７において確実に各電極と電気的に接続される必要がある。従って、別の電極を重ねることで駆動相電極３，４を設けることは本発明の好ましい一実施形態である。
【００５８】
なお、駆動領域１５，１６に設けられた複数の分極用の電極、および非駆動領域１７に設けられた電極の上に別の電極を重ねて駆動相電極３，４を設ける場合、それぞれの電極は同じ材質であっても違う材質であっても良く、また同じ材質であるが製法が異なっていても良い。また、これら個々の電極を個別の電極で繋ぐことで駆動相電極３，４を設ける場合も、繋ぐための個別の電極は同じ材質であっても違う材質であっても良く、同じ材質で製法が異なっていても良い。後から設ける電極が少なくとも円環形状である一片の圧電材料１のどちらかの面に直接設けられている部分があり、かつ、電極の抵抗値が１０Ω未満、好ましくは１Ω未満の導電体であれば良い。
【００５９】
駆動領域１５，１６および非駆動領域１７，１８は以下のような方法で検証することでその領域を特定することができる。図３に示すように、非駆動領域１８は駆動相電極３，４に挟まれている。ここで、駆動相電極３，または４とグランド電極６の境界部の中点をそれぞれの起点とすると、非駆動領域１８の円環方向の平均長さが分かる。例えば、図３に示す円環状の圧電素子の場合は、駆動相電極３または４とグランド電極６の境界部において、グランド電極６のエッジに沿って径方向の中点を起点に、円環状の圧電素子の円環の中心とする円弧の長さを測り、円環方向の平均長さとすると良い。
前述のように非駆動領域１８の円環方向の平均長さはλ／４である。次に圧電素子２０の円環方向の平均長さを確認する。図３に示す本発明に用いられる圧電素子２０の場合、円環方向の平均長さは７λ（非駆動領域１８のおよそ２８倍）である。ところで、駆動領域１５，１６の円環方向の平均長さはλ／２の倍数である。また、本発明の振動波駆動装置２５では、給電部材８は非駆動領域１７のみに配置されていることを鑑みると、非駆動領域１７は非駆動領域１８のおよそ３倍の長さであることが目視で確認できる。よって、図２に示す本発明に用いられる圧電素子２０において、非駆動領域１７は３λ／４である。よって、駆動領域１５，１６の円環方向の平均長さは７λ―（λ／４＋３λ／４）＝６λの半分、つまり、それぞれ３λであることが分かる。従って、図３に示す本発明に用いられる圧電素子２０において、駆動相電極３，４とグランド電極６の境界部の中点をそれぞれの起点とし、円環方向の平均長さが３λの範囲の領域が、本発明の駆動領域１５，１６であると特定できる。
【００６０】
本発明の振動波駆動装置の非駆動領域の円環方向の平均長さはｎλ／４（ｎは奇数）で、ｎ＝１または３であることが好ましい。
【００６１】
本発明の振動波駆動装置２５において、給電部材８は圧電素子２０の第一の面に設けられた駆動相電極３，４と非駆動領域１７のみにおいて電気的に接続されている。従って、非駆動領域１７の円環方向の平均長さが短いほど給電部材８を小型化することができ、給電部材８のコストをさらに低減することができる。また、円環方向の平均長さが同じ圧電素子においては、非駆動領域１７，１８の円環方向の平均長さがより短くなるほど、駆動領域１５，１６の円環方向の平均長さがより長くなる。従って、振動波モーター用ステーター３０の振動性能は向上する。さらに、非駆動領域１７，１８は、圧電素子２０が能動的に伸縮することができない領域であるが、駆動領域１５，１６で発生する振動の伝搬により振動する領域である。従って、非駆動領域１７，１８の円環方向の平均長さがより短くなるほど、伝搬により生じる振動が給電部材８により抑制されることを緩和することができ、振動波モーター用ステーター３０の振動性能が向上する。このように、円環方向の平均長さは短い方が好ましく、ｎ＝1または３であることが好ましい。さらに好ましくはｎ＝１である。
【００６２】
ところで、振動波モーター用ステーター３０、振動波モーター４０としてより好ましい構成とするため、本発明の振動波駆動装置２５の非駆動領域１７は、後述する検知領域（検知相）としての機能、共通電極２と給電部材８の電気配線８ａとを電気的に接続するための機能を同時に有する場合がある。このような機能を非駆動領域が有する場合においてはｎ＝３であっても良い。
また振動波の品質が満足できる限り、給電部材８と非駆動領域との接続に関し、非駆動領域をごくわずかに越えて接続されている場合であっても、非駆動領域のみにおいて該給電部材と電気的に接続されているとみなして良い。ただし、配置の許容度は波長λに対して５％以下程度に、好ましくは３％以下に抑えることが望ましい。
【００６３】
本発明の振動波駆動装置においては、上記の駆動領域の圧電定数の絶対値ｄ（１）と、上記の非駆動領域のうち、上記の駆動領域および上記の非駆動領域に跨って配置された上記の電極を有する部分の圧電定数の絶対値ｄ（２）とが、０≦ｄ（２）＜０．1ｄ（１）の関係を満たすことが好ましい。
本発明の振動波駆動装置２５において、駆動相電極３，４は、駆動領域１５，１６のみならず非駆動領域１７に跨って配置される。このため、非駆動領域１７のうち、駆動相電極３，４が配置された部分は、給電部材８の電気配線８ａを介して電力が供給される。しかし、非駆動領域１７では圧電素子２０が能動的に伸縮することができないようにする必要があり、例えば、非駆動領域１７のうち駆動相電極３，４が配置された部分の圧電定数（圧電定数の絶対値ｄ（２））を小さくする等の処理が必要となる。また、例えば、共通電極２の配置を変更し、非駆動領域１７のうち駆動相電極３，４が配置された部分と垂直な線と上記圧電材料が交わる領域の共通電極２をなくす等の工夫が必要となる。
【００６４】
本発明の振動波モーター用ステーター３０において、前者の共通電極２の電極を変更する方法は、振動板９を通して電圧が印加されてしまう懸念への対策が必要あり、生産性やコストの面で好ましくない。一方、後者のｄ（２）を小さくする方法であれば、駆動領域３，４の圧電定数（圧電定数の絶対値ｄ（１））と比較して十分に小さければ、仮にｄ（２）が完全に０にならなくても乱れのない進行波を発生させることができる。ここで、十分小さいとはｄ（２）＜０．1ｄ（１）を満たすことである。
【００６５】
ところで、圧電材料１に対し、分極処理がなされなかった場合は逆圧電効果が生じない。また、分極処理が不十分である場合は逆圧電効果が小さくなる。さらに、圧電材料１を圧電材料のキュリー温度（Ｔｃ）以上の温度、もしくは、脱分極温度（Ｔｄ）以上の温度で加熱処理を施した場合、逆圧電効果は著しく低下する。また、キュリー温度以下、もしくは脱分極温度以下の温度であっても、それらの近傍の温度であれば逆圧電効果は加熱処理を施していない場合と比較して低下する。このように、分極処理条件、加熱処理条件等により、仮に同じ圧電材料でも逆圧電効果の大きさは変化する。さらに、一片の圧電材料の一部のみをキュリー温度以上、もしくは、脱分極温度以上の温度で加熱処理する等の処理を施すことにより、仮に一片の圧電材料でも逆圧電効果の大きさは部分的に変化する。本発明の圧電定数とは、このような一片の圧電材料のある一部の圧電定数を指す。
【００６６】
本発明の圧電定数の絶対値ｄ（１）、圧電定数の絶対値ｄ（２）を評価する方法は以下の通りである。まず、本発明の振動波モーター用ステーター３０において、振動波駆動装置２５を振動板９から剥がし、次に圧電素子２０を給電部材８から剥す。そして、圧電素子２０の所望の部分を切り取り、ベルリンコート法により評価する。具体的には、圧電定数の絶対値ｄ（１）を評価する場合は、駆動領域１５，１６のほぼ中央部を切り取り、ベルリンコート法により評価することが好ましい。また、圧電定数の絶対値ｄ（２）を評価する場合は、非駆動領域１７のうち駆動相電極３，４が配置された部分全体を切り取り、ベルリンコート法により評価することが好ましい。ベルリンコート法による評価では、切り取る部分の面積の影響は原理的にはないが、比較のため両者の切り取る面積は同程度とすることが好ましい。
【００６７】
ベルリンコート法で評価できる圧電定数は正圧電効果によるｄ３３定数である。一方、本発明の振動波モーター用ステーター３０では、逆圧電効果により円環方向、つまり、電界と垂直な面に生じる歪によって振動板を励振する。このため、評価する圧電定数ｄは逆圧電効果を利用して測定したｄ３１やｄ３２定数であることが好ましい。しかし、本発明では、相対的に圧電定数の絶対値ｄ（１）と圧電定数の絶対値ｄ（２）とを比較できれば実用には問題ない。このため、前述の方法でｄ３３定数の絶対値を評価することにより、それぞれの圧電定数を比較することができる。
【００６８】
本発明の振動波駆動装置は、上記の非駆動領域に、上記の振動波駆動装置の振動を検知するための検知領域を有し、上記の検知領域の第一の面に検知相電極が配置され、上記の給電部材と電気的に接続されていることが好ましい。
【００６９】
本発明の振動波モーター用ステーター３０の振動板９には円環方向に進行する進行波が発生する。ところで、振動波モーター用ステーター３０の振動は、非駆動領域１７にも伝搬する。本発明の検知領域（検知相）とは、本発明の振動波モーター用ステーター３０が発生する振動の伝搬により、非駆動領域１７に生じる振動を検知する領域である。検知領域の圧電素子２０には、生じた振動に応じて歪が生じる。圧電素子２０は、正圧電効果により、生じた歪の大きさに応じて電圧を出力する。つまり、本発明に用いられる圧電素子２０の振動状態を電気信号として出力できる。
【００７０】
このように、本発明の振動波駆動装置２５が検知領域を有することにより、本発明の振動波モーター用ステーター３０の振動状態は電気信号として検出できる。この電気信号は、例えば後述する本発明の駆動制御システムにおいて、位相検知回路に入力されることで、本発明の振動波モーター４０の駆動制御に用いられる。
【００７１】
ところで、検知領域は駆動回路から電力が供給されないため、圧電素子が能動的に伸縮することができない領域である。しかし、圧電素子は、検知領域に生じた歪の大きさに応じて電圧を出力する必要がある。このため、検知領域の圧電素子には伸縮極性が必要である。検知領域は非駆動領域に円環方向に沿って波長λの整数倍以外の長さで設けられる。
【００７２】
具体的に、図３に示す本発明の振動波駆動装置２５の圧電素子２０において、検知領域は非駆動領域１７にあって、検知相電極７と共通電極２の２つの電極面に垂直な線と圧電材料１が交わる領域、つまり、検知相電極７が配置された領域に設けられている。検知領域は、例えば図４（ｂ）に示す（-）の伸縮極性を有し、円環方向の平均長さはλ／４である。検知相電極７は非駆動領域１７の第一の面（図３（ａ）に示す面）のグランド電極５に挟まれた位置に配置されている。図２に示す本発明の振動波駆動装置２５において、検知相電極７は給電部材８の電気配線８ａと電気的に接続されている。検知相電極７には駆動回路から電力を供給しない。つまり、検知領域には圧電素子２０が能動的に伸縮することができなくなる処理を施してある。
【００７３】
検知相電極７が非駆動領域１７の第一の面にあることで、駆動相電極３，４が給電部材８と電気的に接続される際に、同時に、検知相電極７を給電部材８の電気配線８ａと電気的に接続することができる。ただし、検知領域は非駆動領域に円環方向に沿って波長λの整数倍以外の長さで設けられていればどこに設けられても良く、また、検知相電極も非駆動領域に円環方向に沿って波長λの整数倍以外の長さであればどこに配置されても良い。
【００７４】
本発明の振動波駆動装置は、上記の圧電素子において、上記の第一の面と対向する面を第二の面とした際に、上記の非駆動領域の上記第一の面にグランド電極が配置され、上記のグランド電極は上記第二の面の電極と電気的に接続され、かつ、上記の給電部材と電気的に接続されていることが好ましい。
【００７５】
本発明の振動波駆動装置２５においては、共通電極２をグランド電位に保ち、かつ、給電部材８の電気配線８ａを介して駆動相電極３，４に電力を供給することで、圧電素子２０の駆動領域１５，１６に電圧を印加できる。また、共通電極２をグランド電位に保ち、かつ、給電部材８の電気配線８ａを介して検知相電極７から検知領域に生じた歪の大きさに応じた電圧を出力することで、圧電素子２０の振動状態を電気信号として出力できる。つまり、共通電極２はグランド電位に保つことが好ましい。このため、例えば、後述する本発明の駆動制御システムにおいては制御回路を通じて共通電極２をグランドに接地する。
【００７６】
制御回路を通じて共通電極２をグランドに接地するためには、共通電極２を給電部材８の電気配線８ａと電気的に接続することが好ましい。ところで、図３に示すように、本発明に用いられる圧電素子２０において、共通電極２は圧電素子２０の第二の面に設けられ、駆動領域１５，１６、および非駆動領域１７，１８に跨って円環形状に配置されている。一方、図２に示すように、本発明の振動波駆動装置２５において、給電部材８は圧電素子２０の第一の面に設けられている。
【００７７】
グランド電極５は、圧電素子２０の第一の面に設けられた給電部材８の電気配線８ａと、圧電素子２０の第二の面に設けられた共通電極２とを電気的に接続するために設けられた電極である。
【００７８】
図３に示す本発明の振動波駆動装置２５の圧電素子２０の一例において、グランド電極５は非駆動領域１７の第一の面（図３（ａ）に示す面）の検知相電極７と駆動相電極３，４に挟まれた位置に２つ配置されている。また、グランド電極６は非駆動領域１８の第一の面（図３（ａ）に示す面）の駆動相電極３，４に挟まれた位置に配置されている。図２に示す本発明の振動波駆動装置２５において、２つのグランド電極５は給電部材８の電気配線８ａと電気的に接続されている。グランド電極５が配置された部分は、伸縮極性があっても無くても良い。ただし、グランド電極５が配置された部分に伸縮極性がある場合、圧電素子２０が能動的に伸縮することができなくなる処理を施さなければならない。
【００７９】
グランド電極５，６が配置された部分において、圧電素子２０が能動的に伸縮することができなくなる好ましい処理とは、例えば図１（ａ）に示すように共通電極２とグランド電極６を導電体からなる振動板９と短絡配線１０を介して電気的に接続する処理である。また、例えば、給電部材８の電気配線８ａとグランド電極５を電気的に接続しない処理である。また、例えば、仮に給電部材８の電気配線８ａと電極が電気的に接続されていたとしても、駆動回路から電力を供給しない処理である。
【００８０】
本発明の振動波モーター３０において、共通電極２は導電体からなる振動板９と短絡配線１０とを介してグランド電極５と電気的に接続される。グランド電極５が非駆動領域１７の第一の面にあることで、駆動相電極３，４が給電部材８と電気的に接続される際に、同時に、グランド電極５を給電部材８と電気的に接続することができる。その結果、共通電極２を給電部材８の電気配線８ａと容易に電気的に接続することができ、共通電極２をグランド電位に保つことが容易となる。
【００８１】
図１に示す本発明の振動波モーター用ステーター３０において、共通電極２は導電体からなる振動板９と短絡配線１０とを介して２つあるグランド電極５と電気的に接続されているが、接続はどちらか一方であっても良い。また、共通電極２は導電体からなる振動板９と短絡配線１０とを介してグランド電極６と電気的に接続されているが、この接続はあってもなくても良い。また、図３に示す本発明に用いられる圧電素子２０において、グランド電極５は非駆動領域１７の第一の面（図３（ａ）に示す面）の検知相電極７と駆動相電極３，４に挟まれた位置に２つ配置されているが、１つであっても３つ以上であっても良く、非駆動領域１７内であればどこに配置されていても良い。グランド電極６についても同様である。ここで、図１に示す本発明の振動波モーター用ステーター３０において、振動板９は導電体からなるが、共通電極２とグランド電極５が電気的に接続されていれば絶縁体であっても良い。つまり、本発明の振動波モーター用ステーター３０において、共通電極２は少なくとも一つのグランド電極５と電気的に接続されていれば良く、かつ、共通電極２と電気的に接続された少なくとも１つのグランド電極が給電部材８の電気配線８ａと電気的に接続されていれば良い。
【００８２】
本発明の振動波駆動装置においては、上記の給電部材がフレキシブルプリント基板であることが好ましい。
【００８３】
図１に示す本発明の実施形態に係る振動波モーター用ステーター３０において、給電部材８は非駆動領域１７の第一の面のみに設けられる。フレキシブルプリント基板８（フレキシブルプリント基板からなる給電部材８を意味する）は電気配線８ａである配線箔と絶縁体８ｂであるベースフィルムよりなる。フレキシブルプリント基板８の接続には、エポキシ系接着剤等を用いることも可能であるが、好ましくは導電性を有する異方性導電ペースト（ＡＣＰ）もしくは異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を熱圧着することで導通不良を軽減することができる。
【００８４】
フレキシブルプリント基板８は寸法精度も高く、冶具等を用いることで位置決めも容易である。このため、給電部材８としてフレキシブルプリント基板８を用いれば、給電部材８を圧電素子２０に接続する際の接続位置のばらつき等によって生じる振動波モーター用ステーター３０の振動性能のばらつきに起因した品質低下を抑制することができる。
【００８５】
フレキシブルプリント基板８の接続に熱圧着を用いる場合、圧電材料１のキュリー温度、もしくは脱分極温度が熱圧着温度と同程度の温度、もしくはそれ以下の温度となる圧電材料を選択することが好ましい。このような圧電材料では、非駆動領域１７の駆動相電極３，４が跨って配置された部分が伸縮極性を有していても、容易に能動的に伸縮することができなくなる処理を施すことができる。
【００８６】
前述の通り、圧電材料を圧電材料のキュリー温度（Ｔｃ）以上の温度、もしくは、脱分極温度（Ｔｄ）以上の温度で加熱処理した場合、圧電定数は著しく低下する。よって、フレキシブルプリント基板８の接続の際の熱圧着温度により、非駆動領域１７の駆動相電極３，４が跨って配置された部分の圧電定数（圧電定数の絶対値ｄ（２））を小さくすることができ、駆動領域の圧電定数の絶対値ｄ（１）と、非駆動領域１７の駆動相電極３，４が跨って配置された部分の圧電定数（圧電定数の絶対値ｄ（２））の関係を、簡単に０≦ｄ（２）＜０．1ｄ（１）とすることができる。
【００８７】
以上説明したとおり、本発明の振動波駆動装置として最適な一実施形態は、一片の圧電材料と、該圧電材料を挟んで設けられた複数の電極からなり、波長λの進行波で振動する円環状の圧電素子と、該圧電素子に電力を供給する電気配線を少なくとも有するフレキシブルプリント基板からなる給電部材を該圧電素子の第一の面に設けてなる振動波駆動装置であって、該圧電素子は、少なくとも２つの駆動領域と、２つの該駆動領域間に配置された円環方向の平均長さがｎλ／４（ｎは奇数）である非駆動領域とを有し、該第一の面に設けられた電極の少なくとも１つが該駆動領域および該非駆動領域に跨って配置され、かつ、該非駆動領域のみにおいて該給電部材と電気的に接続されており、さらに、該駆動領域の圧電定数の絶対値ｄ（１）と、該非駆動領域のうち、該駆動領域および該非駆動領域に跨って配置された電極を有する部分の圧電定数の絶対値ｄ（２）とが、０≦ｄ（２）＜０．1ｄ（１）の関係を満たし、該非駆動領域に該振動波駆動装置の振動を検知するための検知領域を有し、該非駆動領域の該第一の面に検知相電極およびグランド電極が配置され、かつ、該給電部材と電気的に接続されおり、さらに、該グランド電極は、第二の面の共通電極と電気的に接続されている振動波駆動装置である。
【００８８】
一方、図５（ａ）および図５（ｂ）および図５（ｃ）は、本発明の振動波モーター用ステーター３０の別の最適な一実施形態を示す概略図であり、本発明の振動波モーター用ステーター３０の非駆動領域１７付近を拡大した概略図である。
【００８９】
本発明の振動波モーター用ステーター３０は、図５（ａ）に示すように円環方向の平均長さが３λ／４である非駆動領域１７に複数のグランド電極５を有していても良いし、図５（ｂ）に示すように１つのグランド電極５を有していても良い。また、図５（ａ）に示すように円環方向の平均長さが３λ／４である非駆動領域１７に円環方向の平均長さがλ／４である検知相電極７を有していても良いし、図５（ｂ）に示すように円環方向の平均長さがλ以外であればλ／４以外の平均長さであっても良い。さらに、図５（ｃ）に示すように円環方向の平均長さがλ／４の非駆動領域１７に検知相電極７とグランド電極５を共に有していても良いし、駆動領域１５，１６および非駆動領域１７に別々に電極を設けた後、上記複数の電極を接続電極１９ａ，１９ｂで別途繋ぐように駆動相電極３，４を設けても良い。このように、後から設ける電極が少なくとも円環形状である一片の圧電材料１のどちらかの面に直接設けられている部分があれば、先に設ける電極と重なり合っても良い。ただし、図５（ｃ）に示すように、駆動領域１５，１６および非駆動領域１７に別々に電極を設けた後、上記複数の電極を電極１９ａ，１９ｂで別途繋ぐように駆動相電極３，４を設ける場合、非駆動領域１７のうち駆動相電極３，４が配置された部分は、伸縮極性を有しないことが好ましい。
【００９０】
本発明の圧電材料１としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）やチタン酸バリウム、チタン酸バリウムカルシウム、チタン酸ビスマスナトリウム、チタン酸鉛、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸カリウムナトリウム、鉄酸ビスマスなどの圧電セラミックスや、これらを主成分とした圧電セラミックス等を用いることができる。圧電材料１は下記一般式（１）：
（Ｂａ１−ｘＣａｘ）（Ｔｉ１−ｙＺｒｙ）Ｏ３（式中、０．０２≦ｘ≦０．３０、０．０２０≦ｙ≦０．０９５であり、かつｙ≦ｘである）
で表わされるペロブスカイト型金属酸化物を主成分とすることが好ましい。
【００９１】
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有する金属酸化物は一般にＡＢＯ３の化学式で表現される。ペロブスカイト型金属酸化物において、元素Ａ、Ｂは各々イオンの形でＡサイト、Ｂサイトと呼ばれる単位格子の特定の位置を占める。例えば、立方晶系の単位格子であれば、Ａ元素は立方体の頂点、Ｂ元素は体心に位置する。Ｏ元素は酸素の陰イオンとして立方体の面心位置を占める。
【００９２】
上記一般式（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サイトに位置していても良い。同様に、一部のＴｉとＺｒがＡサイトに位置していても良い。
【００９３】
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、モル比：１．００対２．９４〜モル比：１．００対３．０６）でも、金属酸化物がペロブスカイト構造を主相としていれば、本発明の範囲内に含まれる。
【００９４】
金属酸化物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。
【００９５】
上記一般式（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の範囲内である。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２０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おそれがある。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おそれがある。
【００９６】
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の範囲内である。ｙが０．０２０より小さいと、圧電特性が充分でなくなる。一方、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、高温において圧電材料１の逆圧電効果が消失するおそれがある。
【００９７】
本発明において、キュリー温度（Ｔｃ）とは、圧電材料１の強誘電性が消失する温度をいう。その特定方法は、圧電材料の強誘電性が消失する温度を直接測定する方法、および、微小交流電界を用いて圧電材料の誘電率を測定し、誘電率が極大を示す温度から求める方法である。また本発明において、脱分極温度（Ｔｄ）とは、圧電材料１の逆圧電効果が著しく低下する温度をいう。その特定方法は、分極処理をして充分時間が経過した圧電材料に対し、まず、室温において圧電定数を測定し、次に室温からある温度（例えばＴｄ）まで圧電材料を加熱した後、再度室温において圧電定数を測定する方法である。本発明においては加熱後の圧電定数が加熱前の圧電定数の９５％以下となる温度を脱分極温度Ｔｄとする。
【００９８】
上記一般式（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と、相転移温度Ｔを室温付近から実用温度以下に移動させることが可能となり、広い温度領域において安定に圧電素子２０を駆動させることが可能となる。
【００９９】
また、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Ａ１／Ｂ１は、１．００≦Ａ１／Ｂ１≦１．０１の範囲内であることが好ましい。Ａ１／Ｂ１が１．００より小さいと異常粒成長が生じ易くなり、圧電材料１の機械的強度が低下してしまう。一方で、Ａ１／Ｂ１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、一般的な焼成炉では密度が充分に大きくならなかったり、圧電材料１内にポアや欠陥が多数存在してしまったりする。
【０１００】
圧電材料１の組成を測定する手段は特に限定されないが、例えば、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、圧電材料１に含まれる各元素の重量比および組成比を算出することができる。
【０１０１】
圧電材料１は、上記一般式（１）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、該金属酸化物にＭｎが含有されており、Ｍｎの含有量が該金属酸化物１００重量部に対して金属換算で０．０２重量部以上０．４０重量部以下であることが好ましい。
【０１０２】
圧電材料１が上記範囲内の量のＭｎを含有すると、絶縁性や機械的品質係数Ｑｍが向上する。ここで、機械的品質係数Ｑｍとは、圧電素子を振動子として評価した際に振動による弾性損失を表す係数であり、機械的品質係数の大きさは、インピーダンス測定における共振曲線の鋭さとして観察される。つまり機械的品質係数Ｑｍは圧電素子の共振の鋭さを表す定数である。機械的品質係数Ｑｍが大きいと、共振周波数付近で圧電素子の歪量がより大きくなり、効果的に圧電素子を振動させることができる。
【０１０３】
絶縁性と機械的品質係数の向上は、ＴｉやＺｒと価数が異なるＭｎによって欠陥双極子が導入されて内部電界が発生することに由来すると考えられる。内部電界が存在すると、圧電素子２０に電圧を印加して駆動させた際に、圧電素子２０の信頼性が確保できる。
【０１０４】
ここで、Ｍｎの含有量を示す金属換算とは、圧電材料１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、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。
【０１０５】
Ｍｎの含有量が０．０２重量部未満であると、圧電素子２０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ったり、圧電特性に寄与しない六方晶構造の結晶が発現したりするので好ましくない。
【０１０６】
Ｍｎは金属Ｍｎに限らず、Ｍｎ成分として圧電材料に含まれていれば良く、その含有の形態は問わない。例えば、Ｂサイトに固溶していても良いし、粒界に含まれていても良い。また、金属、イオン、酸化物、金属塩、錯体などの形態でＭｎ成分が圧電材料１に含まれていても良い。より好ましい含有形態は、絶縁性や焼結容易性という観点からＢサイトに固溶することである。Ｂサイトに固溶された場合、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、ＺｒおよびＭｎのモル量の比をＡ２／Ｂ２とすると、好ましいＡ２／Ｂ２の範囲は０．９９３≦Ａ２／Ｂ２≦０．９９８である。  
【０１０７】
圧電材料１は、上記一般式（１）およびＭｎ以外の成分（以下、副成分）を、圧電材料の特性が変動しない範囲で含んでいても良い。副成分は、一般式（１）で表現される金属酸化物１００重量部に対してその合計が１．２重量部以下であることが好ましい。副成分の含有量が１．２重量部を超えると、圧電材料１の圧電特性や絶縁特性が低下するおそれがある。また、副成分のうち上記Ｂａ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ以外の金属元素の含有量は、圧電材料１に対して酸化物換算で１．０重量部以下、または金属換算で０．９重量部以下であることが好ましい。本発明の金属元素とはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｂのような半金属元素も含む。副成分のうち上記Ｂａ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ以外の金属元素の含有量が、圧電材料１に対して酸化物換算で１．０重量部、または金属換算で０．９重量部を超えると、圧電材料１の圧電特性や絶縁特性が著しく低下するおそれがある。副成分のうち、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ元素の合計は、圧電材料１に対して金属換算で０．５重量部以下であることが好ましい。副成分のうち、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ元素の合計が、圧電材料１に対して金属換算で０．５重量部を超えると、焼結が不十分となるおそれがある。副成分のうち、Ｙ元素、Ｖ元素の合計は、圧電材料１に対して金属換算で０．２重量部以下であることが好ましい。副成分のうち、Ｙ元素、Ｖ元素の合計が圧電材料１に対して金属換算で０．２重量部を超えると、分極処理が困難になるおそれがある。
【０１０８】
副成分の例として、ＳｉやＣｕ、Ｂといった焼結助剤が挙げられる。また、ＢａおよびＣａの市販原料に不可避成分として含まれる程度のＳｒやＭｇは、本発明の圧電材料に含まれていても良い。同じく、Ｔｉの市販原料に不可避成分として含まれる程度のＮｂと、Ｚｒの市販原料に不可避成分として含まれる程度のＨｆは、本発明の圧電材料１に含まれていても良い。
【０１０９】
副成分の含有量（重量部）を測定する手段は特に限定されないが、例えば、蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）、ＩＣＰ発光分光分析、原子吸光分析などが挙げられる。
【０１１０】
次に、本発明の振動波モーターについて説明する。本発明の振動波モーターは、上記の振動波モーター用ステーターと上記の振動板の振動面に接して設けられた回転体を少なくとも有することを特徴とする。
【０１１１】
図６は、本発明の一実施形態に係る振動波モーターの構成を示す概略図である。図６（ａ）は振動波モーターの概略平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）中のＣ−Ｃ線に沿った振動波モーターの断面図である。
本実施形態の振動波モーター４０は、図６（ｂ）に示すように、上述した振動波モーター用ステーター３０の振動板９の面に回転体であるローター１１が設けられている。例えば、円環形状の弾性体からなるローター１１が、振動板９の面に加圧接触させられている。振動波モーター用ステーター３０に進行波が励起されると、振動板９の圧電素子２０と反対側の面上の各点は一種の楕円運動をする。よって、ローター１１は振動板９から円周方向の摩擦力を受け、回転駆動される。その回転方向は、駆動相電極３，４に印加する交番電圧の位相差を正負に切換えることより、反転することができる。
【０１１２】
本実施形態の振動波モーター４０においては、駆動相電極３，４は、駆動領域１５，１６のみならず非駆動領域１７に跨って配置されることで、駆動領域１５，１６に給電部材８を電気的に接続する必要も、物理的に接着する必要もない。つまり、駆動領域１５，１６において、圧電素子２０の能動的な伸縮が給電部材８により阻害されることはない。従って、給電部材８に起因した振動波モーター４０の回転性能の低下が軽減される。さらに、給電部材８を圧電素子２０に接続する際の接続位置のばらつき等によって生じる振動波モーター４０の回転性能のばらつき、回転方向のばらつきに起因した品質低下が軽減される。また、給電部材８が従来の振動波駆動装置より小さくなり、給電部材８のコストを低減することができる
【０１１３】
次に、本発明の駆動制御システムについて説明する。本発明の駆動制御システムは、上記の本発明の振動波モーターと上記の給電部材に電気的に接続された駆動回路を少なくとも有することを特徴とする。
【０１１４】
図７は、本発明の駆動制御システムの一実施形態を示す回路の概略図であり、本発明の駆動制御システムの簡易制御回路図である。
【０１１５】
図７に示す振動波モーター４０の配線Ａは、本発明の振動波モーター４０の駆動相電極３と給電部材８の電気配線８ａを介して電気的に接続されている。同様に、配線Ｂは駆動相電極４、配線Ｓは検知相電極７、配線Ｇはグランド電極５と給電部材８の電気配線８ａを介してそれぞれ電気的に接続されている。なお、配線Ｇはグランドに接地する。
【０１１６】
図７において、ＣＰＵから出力された電気信号は駆動回路に入力される、駆動回路は振動波モーター用ステーター３０の７次の固有振動数となる周波数を有する交番電圧を、配線Ａおよび配線Ｂより駆動相電極３と駆動相電極４に対し時間的位相差がπ／２となるようにそれぞれ印加する。つまり、駆動領域１５，１６にπ／２だけ位相がずれた電力が入力され、振動波モーター用ステーター３０に進行波が励起される。この時、配線Ｂより駆動相電極４に入力される交番電圧は、同時に降圧回路を介して、位相検知回路にも入力される。一方、検知領域の振動に応じて検知相電極７から配線Ｓに出力される交番電圧も降圧回路を介して位相検知回路に入力される。位相検知回路に入力されるこれら２つの交番電圧は、位相検知回路内のフェーズコンパレータで処理され、２つの交番電圧の位相差に応じた電気信号としてＣＰＵに出力される。本発明のフェーズコンパレータ―は２つの交番電圧の位相を比較し、その位相差に応じた位相情報を電気信号として出力する回路である。
【０１１７】
また同時に、振動波モーター用ステーター３０に励起された進行波により、振動波モーター４０が回転すると、その回転数を光学的に測定するエンコーダーから出力された電気信号がＣＰＵに出力される。ＣＰＵは、あらかじめ設定されたロジックに基づき、位相検知回路およびエンコーダーからの電気信号と駆動命令信号（不図示）とを演算し、必要な電気信号を駆動回路に再度出力する。本発明の駆動制御システムは、以上のようにフィードバック制御を行うことが可能であり、ＣＰＵより駆動回路に出力する電気信号を逐次決定し、振動波モーター４０の回転速度と回転方向を制御することができる。
【０１１８】
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、駆動部に上記の本発明に係る駆動制御システムを備えたことを特徴とする。
【０１１９】
図８は、本発明の光学機器の一実施形態としての、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。また、図９は本発明の光学機器の一実施形態としての、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。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。
【０１２０】
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、７１７ｂ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。
【０１２１】
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が形成されており、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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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７２４ａとは、波ワッシャ７２６が振動波モーター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が振動波モーター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、振動波モーター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の突き当て面７１２ａを押し付ける力ともなる。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。
【０１２５】
従って、図７に示した制御ＣＰＵにより振動波モーター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、結果として環状部材７２０が光軸周りに回転する（オートフォーカス動作）。
【０１２６】
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の後ろ端面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。このとき振動波モーター７２５は、ローター７２５ｃと振動板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）。
【０１２７】
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。
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を例にとって説明したが、本発明は、コンパクトカメラ、電子スチルカメラ等、カメラの種類を問わず、駆動部に振動波モーター、または駆動制御システムを有する光学機器に適用することができる。
【０１２８】
次に、振動波モーター用ステーターの製造方法について説明する。
本発明の振動波駆動装置の製造方法は、上記駆動領域の上記第一の面に分極用電極を、上記非駆動領域の上記第一の面に駆動相電力供給電極を、上記第二の面に共通電極を設ける工程（Ａ)と、上記分極用電極に電圧を印加して上記圧電材料を分極処理する工程（Ｂ）と、上記分極用電極および上記駆動相電力供給電極を跨ぐように接続電極を設ける工程（Ｃ）と、上記駆動相電力供給電極と上記給電部材とを上記非駆動領域のみにおいて電気的に接続する工程（Ｄ）とを有することを特徴とする。
【０１２９】
最初に、本発明に用いられる圧電素子に用いられる圧電材料の製造方法について説明する。
所望の組成に調整した原料粉末に、必要に応じて分散剤、バインダー、可塑剤等と水、もしくは有機溶媒を加えて混合し、高密度の焼結体にするのに必要な圧力でプレス成形して成形体を作製する。ここでプレス成形のみで必要な圧力が得られない場合はＣＩＰ（冷間等方圧プレス：Ｃｏｌｄ  Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ  Ｐｒｅｓｓ）などにより所望の圧力を加えても良い。また、プレス成形せずに最初からＣＩＰ等で成形体インゴットを作製しても良い。また、スラリーの状態で、ドクターブレード法やダイコート法などの手法によりフィルムなどの支持体上に所定の厚みに塗工し，乾燥させてグリーンシート成形体を作製しても良い。
【０１３０】
次に、成形体を焼成してセラミックス焼結体状の圧電材料を作製する。焼成条件は所望の圧電材料に最適な方法を選択すればよく、できるだけ密度が高く、均一な大きさの粒成長をさせることが好ましい。なお、必要であれば焼成前に成形体を所望の形状に加工しても良い。
【０１３１】
図１０は、本発明の振動波モーター用ステーターの製造方法の一例を示す概略工程図である。
図１０（ａ）は加工後の圧電材料の一方の面からみた概略平面図である。図１０（ｂ）は圧電材料の一方の面に分極用電極、駆動相電力供給電極、グランド電極、および検知相電極を作製した後の圧電素子の概略平面図である。図１０（ｃ）は、駆動相電極作製後の圧電素子の概略平面図である。図１０（ｄ）は給電部材接続後の振動波駆動装置の概略平面図である。図１０（ｅ）は振動波モーター用ステーターの概略平面図である。
以下、振動波駆動装置の製造方法について説明する。
【０１３２】
まず、上記の駆動領域の第一の面に分極用電極を、上記の非駆動領域の上記の第一の面に駆動相電力供給電極を、上記の第二の面に上記の共通電極を設ける工程（Ａ）を行う。
【０１３３】
作製したセラミックス焼結体状の圧電材料１を、所望の寸法に研削加工して、図１０（ａ）に示すような円環形状の一片の圧電材料１を作製する。その後、図１０（ｂ）に示すように、導電ペーストである銀ペーストの焼き付けや乾燥、Ａｕスパッタリング、Ａｕめっき等により、圧電材料１の一方の面に分極用電極３３および駆動相電力供給電極３４を、その反対面には共通電極２を一面に形成して圧電素子２０を得る。
【０１３４】
その際、振動を励起する効率の観点から、分極用電極３３は圧電材料表面に対してできるだけ広くとることが好ましい。ただし、電極間の距離は分極中に電極間で放電しない範囲でできるだけ短いことが好ましい。電極の厚さは、電極の抵抗値が１Ω未満である限り、薄い方が好ましい。
【０１３５】
次に、上記の分極用電極に電圧を印加して圧電材料を分極処理する工程（Ｂ）を行う。分極処理は、圧電素子２０が図４に示す伸縮極性になるように行う。隣り合う電極毎に電界方向が逆となる一定電界を印加して分極処理を行うと、同一方向の電界に対する伸縮極性がλ／２のピッチ毎に互いに逆となる。分極処理温度はキュリー温度Ｔｃもしくは脱分極温度Ｔｄ以下であることが好ましい。ただし、分極処理温度はキュリー温度Ｔｃもしくは脱分極温度Ｔｄ以上であっても、温度がキュリー温度Ｔｃもしくは脱分極温度Ｔｄより十分低い温度まで電界を印加しておけば良い。処理時間は５分から１０時間が好ましい。処理雰囲気は、空気中もしくはシリコーンオイル等の不燃性のオイル中が好ましい。処理電圧は、０．５〜５．０ｋＶ／ｍｍの電界を印加する。
【０１３６】
本発明の最適な一実施形態の製造方法としては、図４（ｂ）のように、非駆動領域１７，１８についても、一部には伸縮極性をもつように分極処理を行うことが好ましい。しかし、非駆動領域１７，１８については全く分極処理を行わなくても良く、逆に駆動相電力供給電極３４に対して行っても良い。また、分極処理は、振動板９の貼り付けの前に行うことが好ましいが、貼り付け後に行っても良い。
【０１３７】
次に、上記の分極用電極および上記の駆動相電力供給電極を跨ぐように接続電極を設ける工程（Ｃ）を行う。
【０１３８】
分極処理をした圧電素子２０に対し、図１０（ｃ）に示すように、導電ペーストである銀ペーストの焼き付けや乾燥、Ａｕスパッタリング、Ａｕめっき等により接続電極１９ａ，１９ｂを設け、分極電極３３および駆動相電力供給電極３４を繋いで駆動相電極３，４を作製する。接続電極１９ａ，１９ｂは分極用電極３３および駆動相電力供給電極３４と同じ材質であることが好ましいが、違っていても良い。また、例えば、分極用電極３３および駆動相電力供給電極３４は銀ペーストの焼きつけで作製し、接続電極は銀ペーストの乾燥で作製するなど、同じ材質を用いながら製法が異なっていても良い。接続電極１９ａ，１９ｂは、図１０（ｃ）に示すように、それぞれ一本からなる電極であっても良いし、隣り合うそれぞれの分極用電極３３、もしくは隣り合う分極用電極３３と駆動相電力供給電極３４を別々に繋ぐ複数の電極であっても良い。接続電極１９ａ，１９ｂの厚さは、電極の抵抗値が１Ω未満である限り薄い方が好ましい。また、接続電極１９ａ，１９を設け、分極電極３３および駆動相電力供給電極３４を繋いで駆動相電極３，４を作製する工程は、振動板９の貼り付けの前に行っても良いし、貼り付け後に行っても良い。
【０１３９】
次に、上記の駆動相電力供給電極と上記の給電部材とを上記の非駆動領域のみにおいて電気的に接続する工程（Ｄ）を行う。
【０１４０】
図１０（ｄ）に示すように、圧電素子２０に給電部材８を接続する。給電部材８は寸法精度も高く、冶具等を用いることで位置決めも容易であるフレキシブルプリント基板８であることが好ましい。フレキシブルプリント基板８の接続にはエポキシ系接着剤等を用いることも可能であるが、好ましくは導電性を有する異方性導電ペースト（ＡＣＰ）もしくは異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を熱圧着することが、導通不良の軽減及び量産性の向上の点で好ましい。また、給電部材８を接続する工程は、振動板９の貼り付けの前に行っても、貼り付け後に行っても良い。
【０１４１】
ところで、検知領域には伸縮極性が必要であるが、圧電材料のキュリー温度（Ｔｃ）以上の温度、もしくは、脱分極温度（Ｔｄ）以上の温度で熱圧着を施した場合、検知領域の圧電定数は著しく低下する。しかし、検知相電極７から出力される交番電圧は必ずしも大きい必要はない。検知相電極７から出力される交番電圧が小さければ、図７に記載された降圧回路（図中Ｓと接続されている降圧回路）をより簡易な構成にすること、もしくは、なくすことができる。しかし、少なくとも図７中のフェーズコンパレータ が信号を検出できる範囲以上の圧電定数が必要である。
【０１４２】
ところで、検知領域の圧電定数の絶対値が仮に０になっても、検知領域に再分極処理を行うことで検知領域に伸縮極性をもたせることができる。再分極処理条件は分極条件より、低電界、低温、短時間であってよい。検知領域の圧電材料１に伸縮極性が生じ、図６中のフェーズコンパレータ が信号を検出できさえすれば良い。熱圧着による給電部材接続後の再分極処理の工程は、振動板９の貼り付け前に行っても、貼り付け後に行っても良い。
【０１４３】
次に、振動波モーター用ステーターの製造方法について説明する。
以上のように作製した振動波駆動装置２５に、振動板９を貼り付けた後、図１０（ｅ）に示すように短絡配線１０によりグランド電極５，６と振動板９を電気的に短絡する。短絡配線１０には導電ペーストである銀ペーストを乾燥させて用いることができる。乾燥温度は圧電材料１のキュリー温度Ｔｃもしくは脱分極温度Ｔｄ未満であることが好ましい。乾燥温度が圧電材料１のＴｃまたはＴｄ以上であると、駆動領域の圧電定数の絶対値ｄ（１）が小さくなるおそれがある。
【０１４４】
このような一連の製造工程を経て本発明の振動波モーター用ステーター３０を得る。  
次に、振動波モーター用ステーター３０に、ローター１１として振動波モーター用ステーター３０と同様の内径、外径を有する円環形状の弾性体を加圧接触させて振動波モーター４０を得る。最後に、上記入出力配線９にフェーズコンパレータ―を含む駆動制御回路を接続することで、振動波モーターの駆動制御システムを作製することができる。
【０１４５】
以上、本発明の振動波駆動装置、振動波モーター用ステーター、振動波モーター、駆動制御システムの最適な製造方法について説明したが、本発明の振動波駆動装置、振動波モーター用ステーター、振動波モーター、駆動制御システムは、光学機器を実施する限りにおいて、上記説明とは異なる方法により製造されても良い。例えば、駆動相電力供給電極３４に対して予め分極処理を行い、フレキシブルプリント基板８の接続の際の熱圧着温度により、圧電素子２０の非駆動領域１７のうち駆動相電極３，４が配置された部分の圧電定数（圧電定数の絶対値ｄ（２））を小さくしても良い。また、駆動相電力供給電極３４を形成することなく、分極電極３３を繋ぐ際に接続電極１９ａ，１９ｂを非駆動領域１７まで伸ばして駆動相電極３，４を作製しても良い。
【実施例】
【０１４６】
次に、実施例を挙げて本発明の振動波モーターおよび振動波モーター制御システムを具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例により限定されるものではない。なお、実施例は、図面に基づいて、図面中の符号を用いて説明する。
【０１４７】
（実施例１）
圧電材料１として市販のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を用いて図１０（ａ）に示す円環形状の圧電材料１を作製した。チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）のキュリー温度は３１０℃である。
【０１４８】
次に、円環形状の圧電材料１に、銀ペーストのスクリーン印刷によって、一方の面には図３（ｃ）に示すように共通電極２を、もう一方の面には図１０（ｂ）に示すように、分極用電極３３、駆動相電力供給電極３４、グランド電極５，６、および検知相電極７を形成した。この時、図１０（ｂ）に示す各電極の隣り合う電極間距離は０．５ｍｍとした。
【０１４９】
次に、共通電極２と、分極用電極３３、グランド電極５，６、および検知相電極７の間に、圧電素子の伸縮極性が図４（ｂ）のようになるように、直流電源を用いて空気中で分極処理を行った。電圧は０．６ｋＶ／ｍｍの電界がかかる大きさとし、温度および電圧印加時間はそれぞれ２２０℃、３０分とした。
【０１５０】
次に、図１０（ｃ）に示すように、分極電極３３および駆動相電力供給電極３４を繋ぐため、銀ペーストによって接続電極１９ａ，１９ｂを形成し、圧電素子２０を得た。銀ペーストの乾燥は圧電材料１のキュリー温度より十分低い温度で行った。ここで、駆動相電極３の抵抗値を回路計（電気テスター）で測定した。テスターの一方は駆動相電力供給電極３４上、もう一方は駆動相電極３のうち駆動相電力供給電極３４から円環形状の周方向に最も離れた分極用電極３３上に接触させた。その結果、電極の抵抗値は０．６Ωであった。
【０１５１】
次に、図１０（ｄ）に示すように、圧電素子２０に、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を用いてフレキシブルプリント基板８を１８０℃において熱圧着し、振動波駆動装置２５を作製した。フレキシブルプリント基板８を熱圧着する領域、およびフレキシブルプリント基板８が圧電素子２０と物理的に接着された領域は、非駆動領域１７の範囲であった。また、駆動相電極３，４、２つのグランド電極５、および検知相電極７と、フレキシブルプリント基板８中の電気配線８ａとが電気的に接続されている領域も、非駆動領域１７の範囲であった。
【０１５２】
次に、図１０（ｅ）に示すように、ＳＵＳ製の振動板９に振動波駆動装置２５を熱圧着し、振動板９とすべてのグランド５，６を銀ペーストからなる短絡配線１０で接続し、振動波モーター用ステーター３０を作製した。振動板の熱圧着および銀ペーストの乾燥は圧電材料１のキュリー温度より十分低い温度で行った。
【０１５３】
以上のようにして作製した振動波モーター用ステーター３０にローター１１を加圧接触させて実施例１の振動波モーター４０を作製し、さらに入出力配線９を駆動制御回路と接続することで、実施例１の振動波モーター制御システムを作製した。
【０１５４】
（実施例２）
圧電材料１として、実施例１と同様にチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を用いて円環形状の圧電材料１を作製した。
【０１５５】
次に、円環形状の圧電材料１に、銀ペーストのスクリーン印刷によって、一方の面には共通電極２を、もう一方の面には分極用電極３３、グランド電極５，６、および検知相電極７を形成した。実施例１で設けた駆動相電力供給電極３４は設けなかった。
【０１５６】
次に、実施例１と同様、共通電極２と、分極用電極３３、グランド電極５，６、および検知相電極７の間に、圧電素子の伸縮極性が図４（ｂ）のようになるように、直流電源を用いて空気中で分極処理を行った。
【０１５７】
次に、分極電極３３を繋ぐため、銀ペーストによって接続電極１９ａ，１９ｂを形成し、圧電素子２０を得た。分極電極３３を繋ぐ接続電極１９ａ，１９ｂはグランド電極５の距離が１．０ｍｍ程度まで非駆動領域１７まで伸ばして設け、分極電極３３と合わせて駆動相電極３，４とした。ここで、駆動相電極３の抵抗値を回路計（電気テスター）で測定した。テスターの一方は接続電極１９ａのうち非駆動領域１７の領域上とし、もう一方は駆動相電極３のうち駆動相電力供給電極３４から円環形状の周方向に最も離れた分極用電極３３上に接触させた。その結果、電極の抵抗値は０．５Ωであった。
【０１５８】
次に、実施例１と同様、圧電素子２０にフレキシブルプリント基板８を熱圧着し、振動波駆動装置２５を作製した。熱圧着は異方性導電ペースト（ＡＣＰ）を用いて１６０℃において行った。フレキシブルプリント基板８を熱圧着する領域、およびフレキシブルプリント基板８が圧電素子２０と物理的に接着された領域は、非駆動領域１７の範囲内であった。また、駆動相電極３，４、２つのグランド電極５、および検知相電極７と、フレキシブルプリント基板８中の電気配線８ａとが電気的に接続されている領域も、非駆動領域１７の範囲内であった。
【０１５９】
次に、実施例１と同様、ＳＵＳ製の振動板９に振動波駆動装置２５を熱圧着し、振動板９とすべてのグランド５，６を銀ペーストからなる短絡配線１０で接続し、振動波モーター用ステーター３０を作製した。振動板の熱圧着および銀ペーストの乾燥は圧電材料１のキュリー温度より十分低い温度で行った。
【０１６０】
以上のようにして作製した振動波モーター用ステーター３０にローター１１を加圧接触させて実施例２の振動波モーター４０を作製し、さらに入出力配線９を駆動制御回路と接続することで、実施例２の振動波モーター制御システムを作製した。
【０１６１】
（実施例３）
圧電材料１として、以下の材料を用いて円環形状の圧電材料１を作製した。
まず、原料となる平均粒径１００ｎｍのチタン酸バリウム（堺化学工業製：ＢＴ−０１（商品名））、平均粒径３００ｎｍのチタン酸カルシウム（堺化学工業製：ＣＴ−０３（商品名））、平均粒径３００ｎｍのジルコン酸カルシウム（堺化学工業製：ＣＺ−０３（商品名））をモル比で８１．３対１２．７対６．０になるように秤量した。
【０１６２】
次に、これらの秤量粉を、ボールミルを用いて２４時間の乾式混合によって混合した。得られた混合粉を造粒するために、混合粉に対してＭｎ重量が金属換算で０．２６重量部となる酢酸マンガン（ＩＩ）と混合粉に対して３重量部となるＰＶＡバインダーを、それぞれスプレードライヤー装置を用いて、混合粉表面に付着させた。
【０１６３】
次に、得られた造粒粉を金型に充填し、プレス成型機を用いて２００ＭＰａの成形圧をかけて円盤状の成形体を作製した。この成形体は冷間等方加圧成型機を用いて更に加圧しても良い。
【０１６４】
得られた成形体を電気炉に入れ、１３８０℃の最高温度で５時間保持し、合計２４時間かけて大気雰囲気で焼結した。
【０１６５】
次に、焼結した圧電材料１を円環形状にそれぞれ研削加工し、得られた円環形状の圧電材料１に、銀ペーストのスクリーン印刷によって、一方の面には図３（ｃ）に示すように共通電極２を、もう一方の面には図１０（ｂ）に示すように、分極用電極３３、駆動相電力供給電極３４、グランド電極５，６、および検知相電極７を形成した。この時、図１０（ｂ）に示す各電極の隣り合う電極間距離は０．５ｍｍとした。
【０１６６】
次に、共通電極２と、分極用電極３３、グランド電極５，６、および検知相電極７の間に、圧電素子の伸縮極性が図４（ｂ）のようになるように、直流電源を用いて空気中で分極処理を行った。電圧は１．０ｋＶ／ｍｍの電界がかかる大きさとし、温度および電圧印加時間はそれぞれ１００℃、１８０分とした。また、電圧は降温中５０℃になるまで印加した。
【０１６７】
次に図１０（ｃ）に示すように、分極電極３３および駆動相電力供給電極３４を繋ぐため、銀ペーストによって接続電極１９ａ，１９ｂを形成し、圧電素子２０を得た。銀ペーストの乾燥は圧電材料１のキュリー温度より十分低い温度で行った。ここで、駆動相電極３の抵抗値を回路計（電気テスター）で測定した。テスターの一方は駆動相電力供給電極３４上、もう一方は駆動相電極３のうち駆動相電力供給電極３４から円環形状の周方向に最も離れた分極用電極３３上に接触させた。その結果、電極の抵抗値は０．６Ωであった。
【０１６８】
次に、図１０（ｄ）に示すように、圧電素子２０に、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を用いてフレキシブルプリント基板８を１８０℃において熱圧着し、振動波駆動装置２５を作製した。フレキシブルプリント基板８を熱圧着する領域、およびフレキシブルプリント基板８が圧電素子２０と物理的に接着された領域は、非駆動領域１７の範囲内であった。また、駆動相電極３，４、２つのグランド電極５、および検知相電極７と、フレキシブルプリント基板８中の電気配線８ａとが電気的に接続されている領域も、非駆動領域１７の範囲であった。
【０１６９】
次に、フレキシブルプリント基板８中の電気配線８ａ（図１０（ｄ）に５本図示した電気配線８ａのうち、中央の配線）を通して、検知相電極７に対してのみ、再分極処理を行った。再分極処理の電圧は０．５ｋＶ／ｍｍの電界がかかる大きさとし、温度および電圧印加時間はそれぞれ室温、１０分とした。電圧の印加は伸縮極性が（−）となるように行った。
【０１７０】
次に、図１０（ｅ）に示すように、ＳＵＳ製の振動板９に振動波駆動装置２５を熱圧着し、振動板９とすべてのグランド５，６を銀ペーストからなる短絡配線１０で接続し、振動波モーター用ステーター３０を作製した。振動板の熱圧着および銀ペーストの乾燥は圧電材料１のキュリー温度より十分低い温度で行った。
【０１７１】
以上のように作製した振動波モーター用ステーター３０にローター１１を加圧接触させて実施例３の振動波モーター４０を作製し、さらに入出力配線９を駆動制御回路と接続することで、実施例３の振動波モーター制御システムを作製した。
【０１７２】
（実施例４）
圧電素子２０に、異方性導電ペースト（ＡＣＰ）を用いてフレキシブルプリント基板８のうち検知領域の温度が１０５℃以上にならないように熱圧着し、かつ、再分極処理を行わないことを除いては、
実施例３と同様の方法で実施例４の振動波モーター４０を作製し、さらに入出力配線９を駆動制御回路と接続することで、実施例４の振動波モーター制御システムを作製した。
【０１７３】
（実施例５）
原料となるＫ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５を所望の組成比のペロブスカイト型焼結体（Ｋ、Ｎａ）（Ｎｂ，Ｔａ）Ｏ３が得られるよう圧電材料１を作製し、その他の工程は実施例３と同様の方法で実施例５の振動波モーター４０を作製し、さらに入出力配線９を駆動制御回路と接続することで、実施例５の振動波モーター制御システムを作製した。ただし、焼成条件は空気雰囲気中１３００℃で３時間焼成とした。分極処理は空気中で行い、電圧は４．０ｋＶ／ｍｍの電界がかかる大きさとし、温度および電圧印加時間はそれぞれ１５０℃、３００分とした。再分極処理の電圧は０．５ｋＶ／ｍｍの電界がかかる大きさとし、温度および電圧印加時間はそれぞれ６０℃、１０分とした。電圧の印加は伸縮極性が（−）となるように行った。
【０１７４】
（実施例６）
圧電材料１として、実施例３と同様の円環形状の圧電材料１を作製した。
次に、円環形状の圧電材料１に、銀ペーストのスクリーン印刷によって、一方の面には図３（ｃ）に示すように共通電極２を、もう一方の面には図１０（ｂ）に示すように、分極用電極３３、駆動相電力供給電極３４、グランド電極５，６、および検知相電極７を形成した。この時、図１０（ｂ）に示す各電極の隣り合う電極間距離は０．５ｍｍとした。
【０１７５】
次に、共通電極２と、分極用電極３３、グランド電極５，６、および検知相電極７の間に、圧電素子の伸縮極性が図４（ｂ）のようになるように、直流電源を用いて空気中で分極処理を行った。この時、共通電極２と駆動相電力供給電極３４との間も同時に分極した。伸縮極性はグランド電極５と同様+とした。電圧は１．０ｋＶ／ｍｍの電界がかかる大きさとし、温度および電圧印加時間はそれぞれ１００℃、１８０分とした。また、電圧は降温中５０℃になるまで印加した。
【０１７６】
次に、図１０（ｃ）に示すように、分極電極３３および駆動相電力供給電極３４を繋ぐため、銀ペーストによって接続電極１９ａ，１９ｂを形成し、圧電素子２０を得た。銀ペーストの乾燥は圧電材料１のキュリー温度より十分低い温度で行った。ここで、駆動相電極３の抵抗値を回路計（電気テスター）で測定した。テスターの一方は駆動相電力供給電極３４上、もう一方は駆動相電極３のうち駆動相電力供給電極３４から円環形状の周方向に最も離れた分極用電極３３上に接触させた。その結果、電極の抵抗値は０．６Ωであった。
【０１７７】
次に、図１０（ｄ）に示すように、圧電素子２０に、異方性導電ペースト（ＡＣＰ）を用いてフレキシブルプリント基板８を非駆動領域の温度が１０５℃以上にならないように熱圧着し、振動波駆動装置２５を作製した。フレキシブルプリント基板８を熱圧着する領域、およびフレキシブルプリント基板８が圧電素子２０と物理的に接着された領域は、いずれも非駆動領域１７の範囲内であった。また、駆動相電極３，４、２つのグランド電極５、および検知相電極７と、フレキシブルプリント基板８中の電気配線８ａとが電気的に接続されている領域も、非駆動領域１７の範囲内であった。
【０１７８】
次に、図１０（ｅ）に示すように、ＳＵＳ製の振動板９に振動波駆動装置２５を熱圧着し、振動板９とすべてのグランド５，６を銀ペーストからなる短絡配線１０で接続し、振動波モーター用ステーター３０を作製した。振動板の熱圧着および銀ペーストの乾燥は圧電材料１のキュリー温度より十分低い温度で行った。
【０１７９】
以上のように作製した振動波モーター用ステーター３０にローター１１を加圧接触させて実施例３の振動波モーター４０を作製し、さらに入出力配線９を駆動制御回路と接続することで、実施例３の振動波モーター制御システムを作製した。
【０１８０】
（比較例１）
図１１は、比較例１の振動波モーター用ステーターの製造方法の一例を示す概略工程図である。
図１１（ａ）は加工後の圧電材料の一方の面からみた概略平面図である。図１１（ｂ）は圧電材料の一方の面に分極用電極、グランド電極、および検知相電極を作製した後の圧電素子の概略平面図である。図１１（ｃ）は、駆動相電極作製後の圧電素子の概略平面図である。図１１（ｄ）は給電部材接続後の振動波駆動装置の概略平面図である。図１１（ｅ）は振動波モーター用ステーターの概略平面図である。
【０１８１】
圧電材料１としては実施例１と同様の市販のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を用いて図１１（ａ）に示す円環形状の圧電材料１を作製した。チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）のキュリー温度は３１０℃である。
【０１８２】
次に、円環形状の圧電材料１に、銀ペーストのスクリーン印刷によって、一方の面には図３（ｃ）に示すように共通電極２を、もう一方の面には図１１（ｂ）に示すように、分極用電極３３、グランド電極５，６、および検知相電極７を形成した。この時、図１１（ｂ）に示す各電極の隣り合う電極間距離は０．５ｍｍとした。
【０１８３】
次に、共通電極２と、分極用電極３３、グランド電極５，６、および検知相電極７の間に、圧電素子の伸縮極性が図３（ｂ）のようになるように、直流電源を用いて空気中で分極処理を行った。電圧は０．６ｋＶ／ｍｍの電界がかかる大きさとし、温度および電圧印加時間はそれぞれ２２０℃、３０分とした。
【０１８４】
次に、図１１（ｃ）に示すように、分極電極３３を繋ぐため、銀ペーストによって接続電極１９ａ，１９ｂを形成し、圧電素子２０を得た。銀ペーストの乾燥は圧電材料１のキュリー温度より十分低い温度で行った。
【０１８５】
次に図１１（ｄ）に示すように、圧電素子２０に、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を用いてフレキシブルプリント基板８を１８０℃において熱圧着し、振動波駆動装置２５を作製した。フレキシブルプリント基板８を熱圧着する領域、およびフレキシブルプリント基板８が圧電素子２０と物理的に接着された領域は、非駆動領域１７と駆動領域１５，１６の一部の範囲であり、円環方向の平均長さはλ／８であった。また、駆動相電極３，４、２つのグランド電極５、および検知相電極７と、フレキシブルプリント基板８中の電気配線８ａとが電気的に接続されている領域も、非駆動領域１７と駆動領域１５，１６の一部の範囲であった。
【０１８６】
次に、図１１（ｅ）に示すように、ＳＵＳ製の振動板９に振動波駆動装置２５を熱圧着し、振動板９とすべてのグランド５，６を銀ペーストからなる短絡配線１０で接続し、振動波モーター用ステーター３０を作製した。振動板の熱圧着および銀ペーストの乾燥は圧電材料１のキュリー温度より十分低い温度で行った。
【０１８７】
以上のように作製した振動波モーター用ステーター３０にローター１１を加圧接触させて比較例１の振動波モーター４０を作製し、さらに入出力配線９を駆動制御回路と接続することで、比較例１の振動波モーター制御システムを作製した。
【０１８８】
(比較例２)
圧電材料１として、実施例１と同様にチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を用いて円環形状の圧電材料１を作製した。
【０１８９】
次に、円環形状の圧電材料１に、銀ペーストのスクリーン印刷によって、一方の面には図３（ｃ）に示すように共通電極２を、もう一方の面には図１０（ｂ）に示すように、分極用電極３３、駆動相電力供給電極３４、グランド電極５，６、および検知相電極７を形成した。この時、図１０（ｂ）に示す各電極の隣り合う電極間距離は０．５ｍｍとした。
【０１９０】
次に、共通電極２と、分極用電極３３、グランド電極５，６、および検知相電極７の間に、圧電素子の伸縮極性が図４（ｂ）のようになるように、直流電源を用いて空気中で分極処理を行った。この時、共通電極２と駆動相電力供給電極３４との間も同時に分極した。伸縮極性はグランド電極５と同様（＋）とした。電圧は０．６ｋＶ／ｍｍの電界がかかる大きさとし、温度および電圧印加時間はそれぞれ２２０℃、３０分とした。
【０１９１】
次に、図１０（ｃ）に示すように、分極電極３３および駆動相電力供給電極３４を繋ぐため、銀ペーストによって接続電極１９ａ，１９ｂを形成し、圧電素子２０を得た。銀ペーストの乾燥は圧電材料１のキュリー温度より十分低い温度で行った。ここで、駆動相電極３の抵抗値を回路計（電気テスター）で測定した。テスターの一方は駆動相電力供給電極３４上、もう一方は駆動相電極３のうち駆動相電力供給電極３４から円環形状の周方向に最も離れた分極用電極３３上に接触させた。その結果、電極の抵抗値は０．６Ωであった。
【０１９２】
次に、図１０（ｄ）に示すように、圧電素子２０に、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を用いてフレキシブルプリント基板８を１８０℃において熱圧着し、振動波駆動装置２５を作製した。フレキシブルプリント基板８を熱圧着する領域、およびフレキシブルプリント基板８が圧電素子２０と物理的に接着された領域は、いずれも非駆動領域１７の範囲であった。また、駆動相電極３，４、２つのグランド電極５、および検知相電極７と、フレキシブルプリント基板８中の電気配線８ａとが電気的に接続されている領域も、非駆動領域１７の範囲内であった。
【０１９３】
次に、図１０（ｅ）に示すように、ＳＵＳ製の振動板９に振動波駆動装置２５を熱圧着し、振動板９とすべてのグランド５，６を銀ペーストからなる短絡配線１０で接続し、振動波モーター用ステーター３０を作製した。振動板の熱圧着および銀ペーストの乾燥は圧電材料１のキュリー温度より十分低い温度で行った。
以上のように作製した振動波モーター用ステーター３０にローター１１を加圧接触させて実施例１の振動波モーター４０を作製し、さらに入出力配線９を駆動制御回路と接続することで、実施例１の振動波モーター制御システムを作製した。
【０１９４】
以上のように作製した実施例および比較例の振動波モーター制御システムを用いて、ローターの負荷を１５０ｇ・ｃｍ、６０Ｖの交番電圧を入力した際の振動波モーターの右回転および左回転での交番電圧の周波数を掃印した際の最高回転数を評価した。下記の表１に実施例および比較例の結果を示す。
【０１９５】
また、実施例および比較例の円環形状の圧電素子２０を参照用に１つ抜き取り、駆動領域１５の中央部付近にある分極用電極３３が配置された部分から、長さがλ／４相当、幅が分極用電極幅相当のアスペクト比の直方体を切り抜いた。この直方体状圧電材料の誘電率変化を、恒温槽中で温度を上昇させながら誘電率の変化を測定することで、誘電率が極大となる温度Ｔｃを測定した。また、同様に切り抜いた別の直方体状の圧電材料をホットプレート上で１０分間加熱保持した圧電素子について、ベルリンコート法を用いた圧電定数測定装置ｄ３３メーター（アルファ株式会社）により、室温においてｄ３３定数の測定を行った。この評価を加熱保持の温度を５℃刻みで順次上昇させながら繰り返し、圧電定数が当初の９５％以下となる脱分極温度Ｔｄを評価した。下記の表１に実施例および比較例の結果を示す。
【０１９６】
さらに、実施例１〜６および比較例２の振動波モーター用ステーター３０をアセトン中に入れ、超音波洗浄機中で１昼夜浸漬した後、ＳＵＳ製の振動板９とフレキシブルプリント基板８から円環状の圧電素子２０を剥した。次に、駆動相電極３の中央部付近にある分極用電極３３が配置された部分から直方体を切り取り、圧電定数の絶対値ｄ（１）評価用の圧電素子とした。同様に、非駆動領域１７のうち駆動相電極３が配置された部分全体を切り取り、圧電定数の絶対値ｄ（２）の評価用圧電素子とした。実施例１，３，４，５，６および、比較例２の圧電素子２０については、駆動相電力供給電極３４に相当する位置とした。実施例２の圧電素子２０については、駆動相電極３の分極用電極３３がなく、かつ、グランド電極５に隣接している部分とした。比較のため両者の切り取る面積は同程度とした。
【０１９７】
これらの評価用圧電素子についてベルリンコート法で室温においてｄ３３定数の測定を行い、圧電定数の絶対値ｄ（１）、圧電定数の絶対値ｄ（２）を評価しｄ（２）／ｄ（１）を算出した。下記の表１に実施例および比較例の結果を示す。
【０１９８】
実施例１〜５においては、圧電定数の絶対値ｄ（２）は０であり、ｄ（２）／ｄ（１）は０であった。実施例６においては、圧電定数の絶対値ｄ（２）は０ではなかったが、ｄ（２）／ｄ（１）は０．０８であった。一方、比較例２においては、圧電定数の絶対値ｄ（２）は圧電定数の絶対値ｄ（１）と同じであり、ｄ（２）／ｄ（１）は１であった。従って、実施例１，３，４，５，６においては、駆動相電力供給電極３４が配置された部分は非駆動領域内であることが分かった。同様に実施例２において、駆動相電極３の分極用電極３３がなく、かつ、グランド電極５に隣接している部分は非駆動領域内であることが分かった。一方、比較例２において、駆動相電力供給電極３４が配置された部分は駆動領域内であることが分かった。
【０１９９】
また、実施例１〜６において、上記の位置（実施例１，３，４，５，６においては駆動相電力供給電極３４が配置された部分、実施例２においては駆動相電極３の分極用電極３３がなく、かつ、グランド電極５に隣接している部分）、グランド電極５、検知相電極７を含む領域を非駆動領域１７とし、非駆動領域１７の円環方向の平均長さを非駆動領域１８と比較、算出した結果、実施例１〜６の非駆動領域１７の円環方向の平均長さは３λ／４であった。一方、比較例１については、グランド電極５、検知相電極７を含む領域を非駆動領域１７とし、非駆動領域１７の円環方向の平均長さを非駆動領域１８と比較、算出した結果、比較例１の非駆動領域１７の円環方向の平均長さは３λ／４であった。さらに、比較例２については、グランド電極５、検知相電極７を含む領域を非駆動領域１７とし、非駆動領域１７の円環方向の平均長さを非駆動領域１８と比較、算出した結果、比較例２の非駆動領域１７の円環方向の平均長さは３λ／４ではなく、３λ／４より小さく２λ／４より小さい長さであった。さらに、駆動相電極３，４とグランド電極６の境界部の中点をそれぞれ起点として非駆動領域１８の円環方向の平均長さをλ／４とし、実施例１〜６および比較例１〜２の圧電素子２０の円環方向の平均長さを算出した結果、すべて７λであった。
【０２００】
以上の結果からフレキシブルプリント基板の接続位置と非駆動領域１７との関係を確認した。下記の表１に実施例および比較例の結果を示す。
【０２０１】
【表１】
2015029410.tif 000003
（注）材料は下記の化合物を示す。
ＰＺＴ＝Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３
ＢＣＴＺ−Ｍｎ＝（Ｂａ０．８１３Ｃａ０．１８７）（Ｔｉ０．９４Ｚｒ０．０６）Ｏ３＋Ｍｎ０．２６重量部
ＫＮＮＴ＝（Ｋ，Ｎａ）（Ｎｂ，Ｔａ）Ｏ３
【０２０２】
検討の結果、実施例１〜６の振動波モーター４０は、右回転および左回転での最高回転数が比較例１より顕著に大きかった。また、実施例１〜６の振動波モーター４０は、右回転および左回転での最高回転数が比較例２より大きいとともに、右回転および左回転での最高回転数の差が小さかった。
【産業上の利用可能性】
【０２０３】
本発明の振動波駆動装置、振動波モーター用ステーター、振動波モーター、駆動制御システム、光学機器によれば、給電部材による駆動領域の抑制がなくなるため、高性能、小型、低コスト、高品質の振動波駆動装置、振動波モーター用ステーター、振動波モーター、駆動制御システム、光学機器を提供することができる。
【符号の説明】
【０２０４】
１  圧電材料
２  共通電極
３  駆動相電極
４  駆動相電極
５、６  グランド電極
７  検知相電極
８  給電部材（フレキシブルプリント基板）
８ａ  電気配線
８ｂ  絶縁体（ベースフィルム）
９、７２５ｂ  振動板
１０  短絡配線
１１  、７２５ｃ  ローター
１５  駆動領域
１６  駆動領域
１７  非駆動領域
１８  非駆動領域
１９ａ、１９ｂ  接続電極
２０  圧電素子
２５  振動波駆動装置
３０  振動波モーター用ステーター
３３  分極用電極
３４  駆動相電力供給電極
４０、７２５  振動波モーター
７０１  全群レンズ
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  直進ガイド筒
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
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
【図８】
2015029410.tif 000004
【図９】
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【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１０】
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【図１１】
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