(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板と、
前記振動板の上方に設けられた第１電極層と、
前記第１電極層の上方に設けられた圧電体層と、
前記圧電体層の上方に設けられた第２電極層と、
前記第２電極層の上方に設けられた第１絶縁層と、
前記第１絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して、前記第１電極層または前記第２電極層と電気的に接続されている配線層と、
前記第１絶縁層の上方に設けられた第２絶縁層と、
前記第２絶縁層の上方および前記配線層の上方に設けられた第３絶縁層と、
を含み、
前記第２絶縁層の上面と前記配線層の上面とは、同一平面内にあり、
前記コンタクトホールは、前記振動板の平面視において、前記振動板の節部に設けられ、
前記振動板、前記第１電極層、前記圧電体層、前記第２電極層、前記第１絶縁層、前記配線層、前記第２絶縁層、および前記第３絶縁層は、振動ユニットを構成し、
前記第３絶縁層の上面は、他の振動ユニットと接合される前記振動ユニットの接合面を構成している、圧電駆動装置。
【請求項２】
振動板と、
前記振動板の上方に設けられた第１電極層と、
前記第１電極層の上方に設けられた圧電体層と、
前記圧電体層の上方に設けられた第２電極層と、
前記第２電極層の上方に設けられた第１絶縁層と、
前記第１絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して、前記第２電極層と電気的に接続されている配線層と、
前記第１絶縁層の上方に設けられた第２絶縁層と、
前記第２絶縁層の上方および前記配線層の上方に設けられた第３絶縁層と、
を含み、
前記配線層の上面と前記第２絶縁層の上面とは、同一平面内にあり、
前記コンタクトホールは、前記圧電体層の前記第１電極層と前記第２電極層とに挟まれた能動部の上方に設けられ、
平面視において、前記コンタクトホールの前記振動板の長手方向の大きさは、前記コンタクトホールの前記長手方向と直交する方向の大きさよりも小さく、
前記振動板、前記第１電極層、前記圧電体層、前記第２電極層、前記第１絶縁層、前記配線層、前記第２絶縁層、および前記第３絶縁層は、振動ユニットを構成し、
前記第３絶縁層の上面は、他の振動ユニットと接合される前記振動ユニットの接合面を構成している、圧電駆動装置。
【請求項３】
振動板と、
前記振動板の上方に設けられた第１電極層と、
前記第１電極層の上方に設けられた圧電体層と、
前記圧電体層の上方に設けられた第２電極層と、
前記第２電極層の上方に設けられた第１絶縁層と、
前記第１絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して、前記第１電極層または前記第２電極層と電気的に接続されている配線層と、
前記第１絶縁層の上方に設けられた第２絶縁層と、
を含み、
前記第２絶縁層の上面と前記配線層の上面とは、同一平面内にあり、
前記コンタクトホールは、前記振動板の平面視において、前記振動板の節部に設けられ、
前記振動板、前記第１電極層、前記圧電体層、前記第２電極層、前記第１絶縁層、前記配線層、および前記第２絶縁層は、振動ユニットを構成し、
前記第２絶縁層の上面および前記配線層の上面は、他の振動ユニットと接合される前記振動ユニットの接合面を構成している、圧電駆動装置。
【請求項４】
振動板と、
前記振動板の上方に設けられた第１電極層と、
前記第１電極層の上方に設けられた圧電体層と、
前記圧電体層の上方に設けられた第２電極層と、
前記第２電極層の上方に設けられた第１絶縁層と、
前記第１絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して、前記第２電極層と電気的に接続されている配線層と、
前記第１絶縁層の上方に設けられた第２絶縁層と、
を含み、
前記配線層の上面と前記第２絶縁層の上面とは、同一平面内にあり、
前記コンタクトホールは、前記圧電体層の前記第１電極層と前記第２電極層とに挟まれた能動部の上方に設けられ、
平面視において、前記コンタクトホールの前記振動板の長手方向の大きさは、前記コンタクトホールの前記長手方向と直交する方向の大きさよりも小さく、
前記振動板、前記第１電極層、前記圧電体層、前記第２電極層、前記第１絶縁層、前記配線層、および前記第２絶縁層は、振動ユニットを構成し、
前記第２絶縁層の上面および前記配線層の上面は、他の振動ユニットと接合される前記振動ユニットの接合面を構成している、圧電駆動装置。
【請求項５】
請求項２または４において、
前記圧電体層は、
前記振動板を前記長手方向に伸縮させる運動に寄与する第１能動部と、
前記振動板を前記長手方向と直交する方向に屈曲させる運動に寄与する第２能動部と、を有し、
前記コンタクトホールは、前記第１能動部の上方および前記第２能動部の上方に設けられている、圧電駆動装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記振動ユニットは、複数設けられ、
複数の前記振動ユニットは、前記振動板の板面に垂直な方向に重なるように配置されている、圧電駆動装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の圧電駆動装置と、
前記圧電駆動装置によって回転されるローターと、
を含む、モーター。
【請求項８】
複数のリンク部と、
複数の前記リンク部を接続する関節部と、
複数の前記リンク部を前記関節部で回動させる請求項１ないし６のいずれか１項に記載の圧電駆動装置と、
を含む、ロボット。
【請求項９】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の圧電駆動装置と、
液体を輸送するチューブと、
前記圧電駆動装置の駆動によって前記チューブを閉塞する複数のフィンガーと、
を含む、ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電駆動装置、モーター、ロボット、ならびにポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子により振動体を振動させて被駆動体を駆動する超音波モーターは、磁石やコイルが不要のため、様々な分野で利用されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２３７９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えばモーターを、圧電駆動装置によって構成して動力を発生させる場合、基本的な要求の一つとして、駆動力（出力）を高めることが挙げられる。一例として上述の特許文献１に開示された装置では、スタック構造によって出力を高める試みがなされている。
【０００５】
しかしながら、板状部材の表面に圧電素子が形成された振動ユニットをスタック（積層）させる場合、例えば隣り合う振動ユニットを、接着剤などを用いて接合させるが、振動ユニットの平坦性が悪いと、隣り合う振動ユニット間に空間が生じる場合がある。そのため、隣り合う振動ユニット間で振動伝達のロスが生じて、十分に高出力化を図ることができない場合がある。
【０００６】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、高出力化を図ることができる圧電駆動装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記の圧電駆動装置を含むモーター、ロボット、またはポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。
【０００８】
［適用例１］
本発明に係る圧電駆動装置の一態様は、
振動板と、
前記振動板の上方に設けられた第１電極層と、
前記第１電極層の上方に設けられた圧電体層と、
前記圧電体層の上方に設けられた第２電極層と、
前記第１電極層、前記圧電体層、および前記第２電極層の上方に設けられた第１絶縁層と、
前記第１絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して、前記第１電極層または前記第２電極層と電気的に接続されている配線層と、
前記第１絶縁層の上方に設けられた第２絶縁層と、
を含み、
前記第２絶縁層の上面と前記配線層の上面とは、連続しており、
前記コンタクトホールは、平面視において、前記振動板の節部に設けられている。
【０００９】
このような圧電駆動装置では、第２絶縁層の上面と配線層の上面とが連続しておらず、
２つの上面の間に段差がある場合に比べて、振動ユニットの接合面（他の振動ユニットと接合される面）の平坦性を向上させることができる。これにより、このような圧電駆動装置では、複数の振動ユニットを振動板の板面に垂直な方向に重なるように配置させた場合に、隣り合う振動ユニット間に空間が生じることを抑制することができる。その結果、このような圧電駆動装置では、隣り合う振動ユニット間で振動伝達のロスが生じることを抑制することができ、高出力化を図ることができる。
【００１０】
なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの（以下、「Ａ」という）の「上方」に他の特定のもの（以下、「Ｂ」という）を形成する」などと用いる場合に、Ａ上に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ上に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。
【００１１】
また、本発明に係る記載では、「電気的に接続」という文言を、例えば、「特定の部材（以下「Ｃ部材」という）に「電気的に接続」された他の特定の部材（以下「Ｄ部材」という）」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ｃ部材とＤ部材とが、直接接して電気的に接続されているような場合と、Ｃ部材とＤ部材とが、他の部材を介して電気的に接続されているような場合とが含まれるものとして、「電気的に接続」という文言を用いている。
【００１２】
［適用例２］
本発明に係る圧電駆動装置の一態様は、
振動板と、
前記振動板の上方に設けられた第１電極層と、
前記第１電極層の上方に設けられた圧電体層と、
前記圧電体層の上方に設けられた第２電極層と、
前記第１電極層、前記圧電体層、および前記第２電極層の上方に設けられた第１絶縁層と、
前記第１絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して、前記第２電極層と電気的に接続されている配線層と、
前記第１絶縁層の上方に設けられた第２絶縁層と、
を含み、
前記配線層の上面と前記第２絶縁層の上面とは、連続しており、
前記コンタクトホールは、前記圧電体層の前記第１電極層と前記第２電極層とに挟まれた能動部の上方に設けられ、
平面視において、前記コンタクトホールの前記振動板の長手方向の大きさは、前記コンタクトホールの前記長手方向と直交する方向の大きさよりも小さい。
【００１３】
このような圧電駆動装置では、高出力化を図ることができる。
【００１４】
［適用例３］
適用例２において、
前記圧電体層は、
前記第１電極層および前記第２電極層に挟まれ、前記振動板を前記長手方向に伸縮させる運動に寄与する第１能動部と、
前記第１電極層および前記第２電極層に挟まれ、前記振動板を前記長手方向と直交する方向に屈曲させる運動に寄与する第２能動部と、
を有し、
前記コンタクトホールは、前記第１能動部の上方および前記第２能動部の上方に設けられていてもよい。
【００１５】
このような圧電駆動装置では、高出力化を図ることができる。
【００１６】
［適用例４］
適用例１ないし３のいずれか１項において、
前記振動板、前記第１電極層、前記圧電体層、前記第２電極層、前記第１絶縁層、前記配線層、および前記第２絶縁層は、振動ユニットを構成し、
前記振動ユニットは、複数設けられ、
複数の前記振動ユニットは、前記振動板の板面に垂直な方向に重なるように配置されていてもよい。
【００１７】
このような圧電駆動装置では、高出力化を図ることができる。
【００１８】
［適用例５］
本発明に係るモーターの一態様は、
適用例１ないし４のいずれか１例に記載の圧電駆動装置と、
前記圧電駆動装置によって回転されるローターと、
を含む。
【００１９】
このようなモーターでは、本発明に係る圧電駆動装置を含むことができる。
【００２０】
［適用例６］
本発明に係るロボットの一態様は、
複数のリンク部と、
複数の前記リンク部を接続する関節部と、
複数の前記リンク部を前記関節部で回動させる適用例１ないし４のいずれか１例に記載の圧電駆動装置と、
を含む。
【００２１】
このようなロボットでは、本発明に係る圧電駆動装置を含むことができる。
【００２２】
［適用例７］
本発明に係るポンプの一態様は、
適用例１ないし４のいずれか１例に記載の圧電駆動装置と、
液体を輸送するチューブと、
前記圧電駆動装置の駆動によって前記チューブを閉鎖する複数のフィンガーと、
を含む。
【００２３】
このようなポンプでは、本発明に係る圧電駆動装置を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態に係る圧電駆動装置を模式的に示す平面図。
【図２】第１実施形態に係る圧電駆動装置を模式的に示す断面図。
【図３】第１実施形態に係る圧電駆動装置を模式的に示す平面図。
【図４】第１実施形態に係る圧電駆動装置を模式的に示す断面図。
【図５】第１実施形態に係る圧電駆動装置を説明するための等価回路を示す図。
【図６】第１実施形態に係る圧電駆動装置の動作を説明するための図。
【図７】第１実施形態に係る圧電駆動装置の振動体部の長手方向の位置と振動体部の変位量との関係を説明するため図。
【図８】第１実施形態に係る圧電駆動装置を模式的に示す断面図。
【図９】比較例に係る圧電駆動装置を模式的に示す断面図。
【図１０】実験例に用いたモデルを模式的に示す斜視図。
【図１１】第１実施形態に係る圧電駆動装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１２】第１実施形態に係る圧電駆動装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１３】第１実施形態に係る圧電駆動装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１４】第１実施形態に係る圧電駆動装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１５】第１実施形態に係る圧電駆動装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１６】第１実施形態に係る圧電駆動装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１７】第１実施形態の変形例に係る圧電駆動装置の振動体部の長手方向の位置と振動体部の変位量との関係を説明するため図。
【図１８】第１実施形態の変形例に係る圧電駆動装置を模式的に示す断面図。
【図１９】第２実施形態に係る圧電駆動装置を模式的に示す平面図。
【図２０】第３実施形態に係るロボットを説明するための図。
【図２１】第３実施形態に係るロボットの手首部分を説明するための図。
【図２２】第４実施形態に係るポンプを説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２６】
１．  第１実施形態
１．１．  圧電駆動装置
まず、第１実施形態に係る圧電駆動装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る圧電駆動装置１００を模式的に示す平面図である。図２は、第１実施形態に係る圧電駆動装置１００を模式的に示す図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【００２７】
圧電駆動装置１００は、図１および図２に示すように、複数の振動ユニット１０２を含む。図示の例では、圧電駆動装置１００は、２つの振動ユニット１０２ａ，１０２ｂを含む。なお、複数の振動ユニット１０２の数は、特に限定されない。
【００２８】
第１振動ユニット１０２ａおよび第２振動ユニット１０２ｂは、図２に示すように、基板１０と、構造体１０１と、を有する。基板１０は、第１面１０ａと、第１面１０ａとは反対側の第２面１０ｂと、を有している。第１面１０ａおよび第２面１０ｂは、基板１０の主面である。構造体１０１は、基板１０の第１面１０ａに設けられている。なお、図２では、構造体１０１を簡略化して図示している。
【００２９】
複数の振動ユニット１０２は、基板１０の第１面（振動板の板面）１０ａに垂直な方に重なるように配置されている。図示の例では、複数の振動ユニット１０２は、基板１０の厚さ方向に重なるように配置されている。第１振動ユニット１０２ａと第２振動ユニット１０２ｂとは、第１振動ユニット１０２ａの基板１０の第１面１０ａと、第２振動ユニット１０２ｂの基板１０の第１面１０ａとが対向するように接合されている。図示の例では、構造体１０１は、第２面１０ｂと反対を向く接合面１０１ａを有し、第１振動ユニット１０２ａの接合面１０１ａと第２振動ユニット１０２ｂの接合面１０１ａとは、接着剤２を介して接合されている。
【００３０】
なお、図示はしないが、第１振動ユニット１０２ａと第２振動ユニット１０２ｂとは、第１振動ユニット１０２ａの基板１０の第１面１０ａと、第２振動ユニット１０２ｂの基板１０の第２面１０ｂとが対向するように接合されていてもよい。この場合、第１振動ユニット１０２ａの構造体１０１と、第２振動ユニット１０２ｂの基板１０とが、接合され
る。
【００３１】
ここで、図３は、第１振動ユニット１０２ａを模式的に示す平面図である。図４は、第１振動ユニット１０２ａを模式的に示す図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。第１振動ユニット１０２ａおよび第２振動ユニット１０２ｂは、基本的に、同じ構成を有している。したがって、以下では、図３および図４を用いて、第１振動ユニット１０２ａについて説明する。第１振動ユニット１０２ａにおける説明は、基本的に、第２振動ユニット１０２ｂに適用することができる。
【００３２】
第１振動ユニット１０２ａは、図３および図４に示すように、基板１０と、構造体１０１と、を含む。第１振動ユニット１０２ａには、接触部２０が設けられている。構造体１０１は、第１電極層３２と、圧電体層３４と、第２電極層３６と、第１絶縁層４０と、第２絶縁層４２と、第３絶縁層４４と、第１導電層５０、第２導電層５２と、を含む。なお、図３では、便宜上、絶縁層４０，４２，４４および導電層５０，５２の図示を省略している。
【００３３】
基板１０は、例えば、シリコン基板１１ａと、シリコン基板１１ａ上に設けられた下地層１１ｂと、から構成されている。シリコン基板１１ａの厚さは、例えば、１００μｍ程度である。下地層１１ｂは、絶縁層である。下地層１１ｂは、例えば、シリコン基板１１ａ上に設けられた酸化シリコン（ＳｉＯ２）層と、酸化シリコン層上に設けられた酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）層と、の積層体から構成されている。
【００３４】
基板１０は、図３に示すように、振動体部（振動板）１２と、支持部１４と、第１接続部１６と、第２接続部１８と、を有している。図示の例では、振動体部１２の平面形状（基板１０の厚さ方向からみた形状）は、長方形である。振動体部１２の長手方向の大きさは、例えば、３．５ｍｍ程度である。振動体部１２の長手方向と直交する方向の大きさは、例えば、１ｍｍ程度である。振動体部１２上には圧電素子３０が設けられ、振動体部１２は、圧電素子３０の変形により振動することができる。支持部１４は、接続部１６，１８を介して、振動体部１２を支持している。図示の例では、接続部１６，１８は、振動体部１２の長手方向における中央部から、該長手方向と直交する方向に延出し、支持部１４に接続されている。
【００３５】
接触部２０は、振動体部１２に設けられている。図示の例では、接触部２０は、振動体部１２の長手方向の端部に設けられている。接触部２０は、例えば、接着剤（図示せず）を介して、振動体部１２に接着されている。接触部２０は、被駆動部材と接触して、振動体部１２の動きを被駆動部材に伝える部材である。接触部２０の材質は、例えば、セラミックス（具体的にはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ）など）である。
【００３６】
圧電素子３０は、基板１０上に設けられている。具体的には、圧電素子３０は、振動体部１２上に設けられている。
【００３７】
第１電極層３２は、振動体部１２の上方に（図示の例では振動体部１２上に）設けられている。図示の例では、第１電極層３２の平面形状は、長方形である。第１電極層３２は、振動体部１２上に設けられたチタン層と、チタン層上に設けられた白金層と、によって構成されていてもよい。チタン層の厚さは、例えば、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。白金層の厚さは、例えば、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。なお、第１電極層３２は、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｉｒ、Ｓｒ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕなどからなる金属層、またはこれらの２種以上を混合または積層したものであってもよい。第１電極層３２は、圧電体層３４に電圧を印加するための一方の電極である。
【００３８】
圧電体層３４は、第１電極層３２の上方に（図示の例では第１電極層３２上に）設けられている。図示の例では、圧電体層３４の平面形状は、長方形である。圧電体層３４の厚さは、例えば、５０ｎｍ以上２０μｍ以下であり、好ましくは、１μｍ以上７μｍ以下である。このように、圧電素子３０は、薄膜圧電素子である。圧電体層３４の厚さが５０ｎｍより小さいと、圧電駆動装置１００の出力が小さくなる場合がある。具体的には、出力を上げようとして圧電体層３４への印加電圧を高くすると、圧電体層３４が絶縁破壊を起こす場合がある。圧電体層３４の厚さが２０μｍより大きいと、圧電体層３４にクラックが生じる場合がある。
【００３９】
圧電体層３４としては、ペロブスカイト型酸化物の圧電材料を用いる。具体的には、圧電体層３４の材質は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３：ＰＺＴ）、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ，Ｎｂ）Ｏ３：ＰＺＴＮ）である。
【００４０】
圧電体層３４は、第１能動部３４ａと、第２能動部３４ｂと、を有している。能動部３４ａ，３４ｂは、第１電極層３２と第２電極層３６とに挟まれている。能動部３４ａ，３４ｂは、電極層３２，３６間に電圧が印加されることにより能動的に変形する。第１能動部３４ａは、振動体部１２を振動体部１２の長手方向（以下、単に「長手方向」ともいう）に伸縮させる運動（縦振動）に寄与する。第２能動部３４ｂは、振動体部１２を長手方向と直交する方向に屈曲させる運動（屈曲振動）に寄与する。
【００４１】
第２電極層３６は、圧電体層３４の上方に（図示の例では圧電体層３４上に）設けられている。図示の例では、第２電極層３６の平面形状は、長方形である。第２電極層３６は、圧電体層３４上に設けられた密着層と、密着層上に設けられた導電層と、によって構成されていてもよい。密着層の厚さは、例えば、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。密着層は、例えば、ＴｉＷ層、Ｔｉ層、Ｃｒ層、ＮｉＣｒ層や、これらの積層体である。導電層の厚さは、例えば、１μｍ以上１０μｍ以下である。導電層は、例えば、Ｃｕ層、Ａｕ層、Ａｌ層やこれらの積層体である。第２電極層３６は、圧電体層３４に電圧を印加するための他方の電極である。
【００４２】
圧電素子３０は、図３に示すように、複数設けられている。図示の例では、圧電素子３０は、５つ設けられている（圧電素子３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ）。平面視において（基板１０の厚さ方向からみて）、例えば、圧電素子３０ａ〜３０ｄの面積は同じであり、圧電素子３０ｅは、圧電素子３０ａ〜３０ｄよりも大きな面積を有している。平面視において、圧電素子３０ｅは、振動体部１２の長手方向と直交する方向の中央部において、振動体部１２の長手方向に沿って設けられている。圧電素子３０ａ〜３０ｄは、振動体部１２の四隅に設けられている。
【００４３】
圧電素子３０ａ〜３０ｅにおいて、第１電極層３２は、１つの連続的な層として設けられている。圧電素子３０ａ〜３０ｅにおいて、圧電体層３４は、１つの連続的な層として設けられている。圧電素子３０ａ〜３０ｄは、第２能動部３４ｂを有している。圧電素子３０ｅは、第１能動部３４ａを有している。第２電極層３６は、圧電素子３０ａ〜３０ｅに対応して、５つ設けられている。
【００４４】
ここで、図５は、圧電駆動装置１００を説明するための等価回路を示す図である。圧電素子３０は、３つのグループに分けられる。第１グループは、２つの圧電素子３０ａ，３０ｄを有する。第２グループは、２つの圧電素子３０ｂ，３０ｃを有する。第３グループは、１つの圧電素子３０ｅのみを有する。図５に示すように、第１グループの圧電素子３０ａ，３０ｄは、互いに並列に接続され、駆動回路１１０に接続されている。第２グルー
プの圧電素子３０ｂ，３０ｃは、互いに並列に接続され、駆動回路１１０に接続されている。第３グループの圧電素子３０ｅは、単独で駆動回路１１０に接続されている。
【００４５】
駆動回路１１０は、５つの圧電素子３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅのうちの所定の圧電素子、例えば、圧電素子３０ａ，３０ｄ，３０ｅの第１電極層３２と第２電極層３６との間に周期的に変化する交流電圧または脈流電圧を印加する。これにより、圧電駆動装置１００は、振動体部１２を超音波振動させて、接触部２０に接触するローター（被駆動部材）を所定の回転方向に回転させることができる。ここで、「脈流電圧」とは、交流電圧にＤＣオフセットを付加した電圧を意味し、脈流電圧の電圧（電界）の向きは、一方の電極から他方の電極に向かう一方向である。
【００４６】
なお、電界の向きは、第１電極層３２から第２電極層３６に向かうよりも第２電極層３６から第１電極層３２に向かう方が好ましい。また、圧電素子３０ｂ，３０ｃ，３０ｅの電極層３２，３６間に交流電圧または脈流電圧を印加することにより、接触部２０に接触するローターを逆方向に回転させることができる。
【００４７】
図６は、圧電駆動装置１００の振動体部１２の動作を説明するための図である。圧電駆動装置１００の接触部２０は、図６に示すように、被駆動部材としてのローター４の外周に接触している。駆動回路１１０は、圧電素子３０ａ，３０ｄの電極層３２，３６間に交流電圧または脈流電圧を印加する。これにより、圧電素子３０ａ，３０ｄは、矢印ｘの方向に伸縮する。これに応じて、振動体部１２は、振動体部１２の平面内で長手方向と直交する方向に屈曲振動して蛇行形状（Ｓ字形状）に変形する。さらに、駆動回路１１０は、圧電素子３０ｅの電極層３２，３６間に交流電圧または脈流電圧を印加する。これにより、圧電素子３０ｅは、矢印ｙの方向に伸縮する。これにより、振動体部１２は、振動体部１２の平面内で長手方向に縦振動する。上記のような振動体部１２の屈曲振動および縦振動によって、接触部２０は、矢印ｚのように楕円運動する。その結果、ローター４は、その中心４ａの周りに所定の方向Ｒ（図示の例では時計回り方向）に回転する。
【００４８】
なお、駆動回路１１０が、圧電素子３０ｂ，３０ｃ，３０ｅの電極層３２，３６間に交流電圧または脈流電圧を印加する場合には、ローター４は、方向Ｒとは反対方向（反時計回り方向）に回転する。
【００４９】
また、振動体部１２の屈曲振動の共振周波数と縦振動の共振周波数とは、同じであることが好ましい。これにより、圧電駆動装置１００は、効率よくローター４を回転させることができる。
【００５０】
図６に示すように、本実施形態に係るモーター１２０は、本発明に係る圧電駆動装置（図示の例では圧電駆動装置１００）と、圧電駆動装置１００によって回転されるローター４と、を含む。
【００５１】
第１絶縁層４０は、図４に示すように、電極層３２，３６および圧電体層３４の上方に（図示の例では電極層３２，３６上に）設けられている。第１絶縁層４０は、圧電素子３０を覆っている。第１絶縁層４０は、無機絶縁層４０ａと、有機絶縁層４０ｂと、を有している。
【００５２】
第１絶縁層４０の無機絶縁層４０ａは、電極層３２，３６上に設けられている。無機絶縁層４０ａの材質は、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）である。
【００５３】
第１絶縁層４０の有機絶縁層４０ｂは、無機絶縁層４０ａ上に設けられている。有機絶縁層４０ｂは、例えば、感光性を有する。有機絶縁層４０ｂは、フォトリソグラフィー（
露光、現像、およびベーク（熱処理））およびエッチングを用いなくても、フォトリソグラフィーのみによってパターニングされる。有機絶縁層４０ｂの材質は、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などである。より具体的には、有機絶縁層４０ｂの材質は、ネガ型の永久レジスト（例えば東京応化製のＳ２０００）である。なお、有機絶縁層４０ｂが感光性を有していない場合は、有機絶縁層４０ｂは、フォトリソグラフィーおよびエッチングによりパターニングされる。
【００５４】
第１絶縁層４０には、第１コンタクトホール６０が設けられている。ここで、図７は、振動体部１２の長手方向の位置と、振動体部１２の変位量と、の関係を説明するため図である。図７のグラフの横軸は、振動体部１２の長手方向の位置を示しており、縦軸は、振動体部１２の長手方向の縦振動の変位量を示している。第１コンタクトホール６０は、図７に示すように平面視において、振動体部１２の節部１２ａに設けられている。節部１２ａは、振動体部１２を振動させたときに、長手方向の縦振動の変位量がゼロとなる位置である。すなわち、節部１２ａは、振動体部１２において縦振動をしない部分である。図示の例では、節部１２ａの位置は、平面視において、基板１０の中心Ｃを通り長手方向と直交する仮想直線Ｌの位置である。例えば、振動体部１２は、長手方向に１次の縦振動をする。第１コンタクトホール６０の平面形状は、例えば、四角形である。
【００５５】
図示の例では、第１コンタクトホール６０は、２つ設けられている（第１コンタクトホール６０ａ，６０ｂ）。第１コンタクトホール６０ａは、圧電素子３０ｅの第２電極層３６上に設けられている。第１コンタクトホール６０ａは、圧電素子３０ｅの第２電極層３６と、第１導電層５０と、を接続させるためのコンタクトホールである。第１コンタクトホール６０ｂは、第１電極層３２上に設けられている。第１コンタクトホール６０ｂは、第１電極層３２と第１導電層５０とを接続させるためのコンタクトホールである。
【００５６】
なお、図示はしないが、第１絶縁層４０には、圧電素子３０ａ〜３０ｄの第２電極層３６と、第１導電層５０と、を接続させるためのコンタクトホールが設けられていてもよい。
【００５７】
第１導電層５０は、図４に示すように、電極層３２，３６上および第１絶縁層４０上に設けられている。第１導電層５０は、第１コンタクトホール６０に設けられている。第１絶縁層４０の上面４１と第１導電層５０の上面５１とは、連続している。例えば、上面４１，５１は、上面４１，５１の境界において段差を有していない。上面４１，５１は、ツライチである。図示の例は、上面４１，５１は、１つの平坦な平面を構成している。例えば、第１導電層５０の高さは、第１絶縁層４０の高さと同じである。
【００５８】
第１導電層５０は、例えば、第１シード層６と、第１シード層６上に設けられた第１めっき層７と、を有している。第１シード層６の材質は、例えば、ニッケルである。第１シード層６の厚さは、例えば、１００ｎｍ程度である。めっき層７の材質は、例えば、銅や金である。第１めっき層７の厚さ（平坦な面に形成された場合の厚さ）は、例えば、５μｍ程度である。
【００５９】
なお、第１シード層６は、チタンタングステン層（例えば厚さ５０ｎｍ程度）と、該チタンタングステン層上に設けられた銅層（例えば厚さ１００ｎｍ程度）と、の積層体であってもよい。
【００６０】
第２絶縁層４２は、第１絶縁層４０の上方に（図示の例では第１絶縁層４０上に）設けられている。第２絶縁層４２の材質は、例えば、有機絶縁層４０ｂと同じである。
【００６１】
第２絶縁層４２には、第２コンタクトホール６２が設けられている。第１コンタクトホ
ール６０は、図７に示すように平面視において、振動体部１２の節部１２ａに設けられている。第２コンタクトホール６２は、第１導電層５０と第２導電層５２とを接続させるためのコンタクトホールである。平面視において、第２コンタクトホール６２の形状および大きさは、例えば、第１コンタクトホール６０と同じである。
【００６２】
図示の例では、第２コンタクトホール６２は、２つ設けられている（第２コンタクトホール６２ａ，６２ｂ）。第２コンタクトホール６２ａは、平面視において、例えば、第１コンタクトホール６０ａと重なっている。第２コンタクトホール６２ｂは、平面視において、例えば、第２コンタクトホール６２ａの第１コンタクトホール６０ｂ側とは反対側に設けられている。
【００６３】
第２導電層５２は、図４に示すように、第１絶縁層４０上および第１導電層５０上に設けられている。第２導電層５２は、第２コンタクトホール６２に設けられている。第２絶縁層４２の上面４３と第２導電層５２の上面５３とは、連続している。例えば、上面４３，５３は、上面４３，５３の境界において段差を有していない。上面４３，５３は、ツライチである。図示の例は、上面４３，５３は、１つの平坦な平面を構成している。例えば、第２導電層５２の高さは、第２絶縁層４２の高さと同じである。
【００６４】
第２導電層５２は、例えば、第２シード層８と、第２シード層８上に設けられた第２めっき層９と、を有している。第２シード層８の材質および厚さは、例えば、第１シード層６と同じである。第２めっき層９の材質および厚さは、例えば、第１めっき層７と同じである。
【００６５】
第２導電層５２は、第１配線層５４と、第２配線層５６と、を有している。図示の例では、第１配線層５４は、第１コンタクトホール６０ｂの上方に設けられている。第１配線層５４は、第１コンタクトホール６０ｂを介して（第１コンタクトホール６０ｂに設けられた第１導電層５０を介して）、第１電極層３２と電気的に接続されている。具体的には、図４に図示されていない部分において、第１配線層５４は、第１コンタクトホール６０ｂに設けられた第１導電層５０と電気的に接続されている。第１配線層５４の上面は、第２導電層の上面５３である。
【００６６】
図示の例では、第２配線層５６は、第２コンタクトホール６２ａに設けられている。第２配線層５６は、第１コンタクトホール６０ａを介して（第１コンタクトホール６０ａに設けられた第１導電層５０を介して）、第２電極層３６と電気的に接続されている。第２配線層５６の上面は、第２導電層の上面５３である。
【００６７】
第３絶縁層４４は、第２絶縁層４２上および第２導電層５２上に設けられている。第３絶縁層４４は、接合面１０１ａを構成している。第３絶縁層４４の材質は、例えば、有機絶縁層４０ｂの材質と同じである。
【００６８】
なお、図示はしないが、第３絶縁層４４は、設けられていなくてもよい。この場合、接合面１０１ａは、第２導電層５２の上面５１および第２絶縁層４２の上面４３によって構成される。この場合、例えば、図２に示すような接着剤２を用いずに、金属接合（例えばＣｕ−Ｃｕ接合）によって、第１振動ユニット１０２ａと第２振動ユニット１０２ｂとを接合させることができる。
【００６９】
圧電駆動装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００７０】
圧電駆動装置１００では、第２絶縁層４２の上面４３と、配線層５４，５６の上面５３とは、連続している。そのため、圧電駆動装置１００では、第２絶縁層の上面と配線層の
上面とが連続しておらず、２つの上面の間に段差がある場合に比べて、振動ユニット１０２の接合面１０１ａの平坦性を向上させることができる。これにより、圧電駆動装置１００では、複数の振動ユニット１０２を基板１０の第１面１０ａに垂直な方向に重なるように配置させた場合に、隣り合う振動ユニット１０２間に空間が生じることを抑制することができる。その結果、圧電駆動装置１００では、隣り合う振動ユニット１０２間で振動伝達のロスが生じることを抑制することができ、高出力化を図ることができる。
【００７１】
さらに、圧電駆動装置１００では、圧電素子３０ｅと動通をとるためのコンタクトホール６０，６２は、平面視において、振動体部１２の節部１２ａに設けられている。そのため、圧電駆動装置１００では、圧電素子３０ｅと動通をとるための導電層５０，５２によって振動体部１２の縦振動が阻害されることを抑制することができ、高出力化を図ることができる。導電層５０，５２のヤング率（例えば、銅のヤング率：１２９．８［ＧＰａ］、金のヤング率：７９［ＧＰａ］）は、絶縁層４０，４２のヤング率（例えば、エポキシ（Ｓ２０００）のヤング率：２．１［ＧＰａ］）よりも大きいため、コンタクトホール６０，６２に設けられている導電層５０，５２が節部１２ａ以外の位置（例えば腹の位置）に設けられていると、導電層５０，５２によって振動が阻害され、圧電駆動装置の出力が低下する場合がある。
【００７２】
特に、圧電駆動装置１００では、導電層５０，５２のめっき層７，９をめっき法で成長させた後に、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）によって、上面４１と上面５１とを連続させ、上面４３と上面５３とを連続させるので、例えば、図８に示すように、第２コンタクトホール６２は第２導電層５２によって充填される。したがって、コンタクトホール６０，６２を節部１２ａ以外の位置に設けると、導電層５０，５２による振動阻害の問題が生じ易い。なお、図８は、第２コンタクトホール６２ａ近傍を、より詳細に示す断面図である。
【００７３】
一方、例えば、導電層１５２をスパッタ法等で成膜しＣＭＰを行わない場合は、図９に示すように、コンタクトホール１６２は、導電層１５２によって充填されず、導電層１５２による振動阻害の問題は生じ難い。
【００７４】
圧電駆動装置１００では、電極層３２，３６、圧電体層３４、絶縁層４０，４２，４４、および導電層５０，５２は、振動ユニット１０２を構成し、複数の振動ユニット１０２は、基板１０の第１面１０ａに垂直な方向に重なるように配置されている。圧電駆動装置１００では、上記のように、隣り合う振動ユニット１０２間で振動伝達のロスが生じることを抑制することができ、高出力化を図ることができる。
【００７５】
１．２．  実験例
以下に実験例を示し、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実験例によって何ら限定されるものではない。
【００７６】
図１０は、シミュレーションに用いたモデルＭを模式的に示す斜視図である。図１０に示すように、シリコン基板Ａ上に部材Ｂが設けられ、荷重Ｐ［Ｎ］である方向に引っ張られたモデルＭを考える。シリコン基板Ａおよび部材Ｂは、完全に一体となって変形すると仮定する。シリコン基板Ａの断面積（荷重方向における断面積）をＳＡ、ヤング率をＥＡ、厚さを５０μｍとする。部材Ｂの断面積をＳＢ、ヤング率をＥＢ、厚さを５μｍとする。モデルＭに生じる歪みεは、下記式（１）で表される。
【００７７】
ε＝Ｐ／（ＳＡＥＡ＋ＳＢＥＢ）  ・・・  （１）
【００７８】
ここで、銅のヤング率は１２９．８［ＧＰａ］、エポシキ（Ｓ２０００）のヤング率は
２．１［ＧＰａ］、シリコンのヤング率は１８５［ＧＰａ］である。
【００７９】
式（１）より、部材Ｂの材質がエポキシである場合は、部材Ｂの材質が銅である場合に比べて、変位量が６．９％大きい。さらにシリコン基板の代わりに、線膨張係数が比較的小さい４２アロイ基板（ヤング率１４０ＧＰａ程度）を用いると、部材Ｂの材質がエポキシである場合は、部材Ｂの材質が銅である場合に比べて、変位量が８．９％大きい。
【００８０】
本実験例により、基板上に、絶縁層（エポキシ）が形成されるか、配線層（銅）が形成されるかで、基板の変位量が異なることがわかった。
【００８１】
１．３．  圧電駆動装置の製造方法
次に、第１実施形態に係る圧電駆動装置１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図１１〜図１６は、第１実施形態に係る圧電駆動装置１００の製造工程を模式的に示す断面図である。
【００８２】
図１１に示すように、基板１０の振動体部１２上に第１電極層３２を形成する。第１電極層３２は、例えば、スパッタ法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真空蒸着法などによる成膜、およびパターニング（フォトリソグラフィーおよびエッチングによるパターニング）により形成される。
【００８３】
なお、基板１０は、例えば、シリコン基板１１ａ上に下地層１１ｂを形成することによって得られる。下地層１１ｂは、シリコン基板１１ａを熱酸化して酸化シリコン層を形成し、該熱酸化シリコン層上にジルコニウム層をスパッタした後、熱酸化して酸化ジルコニウム層を形成することによって得られる。
【００８４】
次に、第１電極層３２上に圧電体層３４を形成する。圧電体層３４は、例えば、液相法による前駆体層の形成と該前駆体層の結晶化とを繰り返すことによって成膜される。液相法とは、薄膜（圧電体層）の構成材料を含む原料液を用いて薄膜材料を成膜する方法であり、具体的には、ゾルゲル法やＭＯＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などである。結晶化は、酸素雰囲気において、例えば、７００℃〜８００℃の熱処理により行われる。
【００８５】
次に、圧電体層３４上に第２電極層３６を形成する。第２電極層３６は、例えば、第１電極層３２と同じ方法で形成される。
【００８６】
以上の工程により、基板１０の振動体部１２上に、圧電素子３０を形成することができる。
【００８７】
図１２に示すように、電極層３２，３６上に第１絶縁層４０を形成する。具体的には、まず、ＡＬＣＶＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やＣＶＤ法などにより無機絶縁層４０ａを成膜し、所定形状にパターニングする。次に、スピンコート法などによって有機絶縁層４０ｂを成膜し、所定形状にパターニングする。以上の工程により、第１コンタクトホール６０が設けられた第１絶縁層４０を形成することができる。なお、無機絶縁層４０ａのパターニングと、有機絶縁層４０ｂのパターニングとは、同一の工程で行われてもよい。また、成膜およびパターニングをともに複数回行って、有機絶縁層４０ｂを形成してもよい。
【００８８】
図１３に示すように、第１絶縁層４０上および電極層３２，３６上に、第１導電層５０を形成する。具体的には、まず、第１絶縁層４０上および電極層３２，３６上に、第１シード層６を形成する。第１シード層６は、例えば、無電解めっき法、スパッタ法により形
成される。次に、第１シード層６上に第１めっき層７を形成する。第１めっき層７は、例えば、電解めっき法により形成される。本工程では、第１導電層５０の上面は、第１絶縁層４０等の段差が転写されて、平坦な面にならない。
【００８９】
図１４に示すように、第１導電層５０および第１絶縁層４０の上部を除去する。具体的には、第１導電層５０および第１絶縁層４０の上部を、バイト（例えばディスコ社製のサーフェースプレーナー）で切削した後、ＣＭＰにより研磨する。本工程により、第１絶縁層４０の上面４１と第１導電層５０の上面５１とを連続させることができる。図示の例では、上面４１，５１は、平坦な面である。
【００９０】
図１５に示すように、第１絶縁層４０上に第２絶縁層４２を形成する。具体的には、スピンコート法などによって第２絶縁層４２を成膜した後、所定形状にパターニングする。まお、成膜とパターニングをともに複数回行って、第２絶縁層４２を形成してもよい。
【００９１】
図１６に示すように、第１絶縁層４０上および第１導電層５０上に、第２導電層５２を形成する。具体的には、まず、第１絶縁層４０上および第１導電層５０上に、第２シード層８を形成する。第２シード層８は、例えば、無電解めっき法、スパッタ法により形成される。次に、第２シード層８上に第２めっき層９を形成する。第２めっき層９は、例えば、電解めっき法により形成される。本工程では、第２導電層５２の上面は、第２絶縁層４２の段差が転写されて、平坦な面にならない。
【００９２】
図４に示すように、第２導電層５２および第２絶縁層４２の上部を除去する。第２導電層５２および第２絶縁層４２の上部の除去は、例えば、第１導電層５０および第１絶縁層４０の上部の除去と同じ方法で行われる。本工程により、第２絶縁層４２の上面４３と第２導電層５２の上面５３とを連続させることができる。図示の例では、上面４３，５３は、平坦な面である。
【００９３】
次に、第２絶縁層４２上および第２導電層５２上に第３絶縁層４４を形成する。第３絶縁層４４は、例えば、スピンコート法などにより形成される。
【００９４】
以上の工程により、振動ユニット１０２ａ，１０２ｂを形成することができる。
【００９５】
図２に示すように、振動ユニット１０２ａ，１０２ｂを、基板１０の第１面１０ａに垂直な方向に重なるように配置する。例えば、振動ユニット１０２ａ，１０２ｂを、接着剤２を介して接合させて、第１面１０ａに垂直な方向に重なるように配置する。
【００９６】
図１に示すように、振動体部１２に接触部２０を形成する。具体的には、接着剤（図示せず）を介して、振動体部１２に接触部２０を接着させる。なお、振動ユニット１０２ａ，１０２ｂを重なるように配置する工程と、振動体部１２に接触部２０を形成する工程と、の順序は、限定されない。
【００９７】
以上の工程により、圧電駆動装置１００を製造することができる。
【００９８】
１．４．  圧電駆動装置の変形例
次に、第１実施形態の変形例に係る圧電駆動装置について、図面を参照しながら説明する。図１７は、第１実施形態の変形例に係る圧電駆動装置２００の振動体部１２の長手方向の位置と、振動体部１２の変位量と、の関係を説明するため図である。図１８は、第１実施形態の変形例に係る圧電駆動装置２００を模式的に示す断面図であって、図１７に示す平面図のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面図である。
【００９９】
以下、第１実施形態の第１変形例に係る圧電駆動装置２００において、上述した第１実施形態に係る圧電駆動装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１００】
上述した圧電駆動装置１００では、図７に示すように、コンタクトホール６０，６２は、縦振動の変位量がゼロとなる節部１２ａに設けられていた。これに対し、圧電駆動装置２００では、図１７に示すように、コンタクトホール６０，６２は、長手方向と直交する方向に屈曲振動する屈曲振動の変位量がセロとなる節部１２ｂ，１２ｃ，１２ｄに設けられている。すなわち、節部１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、振動体部１２において屈曲振動をしない部分である。なお、図１７のグラフの横軸は、振動体部１２の長手方向の位置を示しており、縦軸は、振動体部１２の屈曲振動の変位量を示している。
【０１０１】
節部１２ｂの位置は、節部１２ａの位置と同じである。節部１２ｃには、図１８に示すように、圧電素子３０ａ，３０ｃ，３０ｅの第２電極層３６と動通をとるためのコンタクトホール６０，６２が設けられている。節部１２ｃは、例えば、平面視において、接触部２０が設けられている振動体部１２の第１端部３ａから、振動体部１２の長手方向の大きさの１０％程度の位置にある。節部１２ｄには、圧電素子３０ｂ，３０ｄ，３０ｅの第２電極層３６と動通をとるためのコンタクトホール６０，６２が設けられている。節部１２ｄは、例えば、平面視において、振動体部１２の第１端部３ａとは反対側の端部３ｂから、振動体部１２の長手方向の大きさの１０％程度の位置にある。例えば、振動体部１２は、長手方向と直交する方向に２次の屈曲振動をする。
【０１０２】
圧電駆動装置２００では、コンタクトホール６０，６２は、平面視において、振動体部１２の節部１２ｂ，１２ｃ，１２ｄに設けられている。そのため、圧電駆動装置２００では、導電層５０，５２によって振動体部１２の屈曲振動が阻害されることを抑制することができる。
【０１０３】
２．  第２実施形態
２．１．  圧電駆動装置
次に、第２実施形態に係る圧電駆動装置について、図面を参照しながら説明する。図１９は、第２実施形態に係る圧電駆動装置３００の第１振動ユニット１０２ａを模式的に示す平面図である。
【０１０４】
以下、第２実施形態に係る圧電駆動装置３００において、上述した第１実施形態に係る圧電駆動装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１０５】
上述した圧電駆動装置１００では、コンタクトホール６０，６２は、平面視において、振動体部１２の節部１２ａに設けられていた。これに対し、圧電駆動装置３００では、コンタクトホール６０，６２は、平面視において、振動体部１２の節部１２ａ、または、１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ（図１７参照）に設けられていてもよいし、節部１２ａ〜１２ｄ以外に設けられていてもよい。
【０１０６】
平面視において、コンタクトホール６０，６２の長手方向の大きさＬｘは、コンタクトホール６０，６２の長手方向と直交する方向の大きさＬｙよりも小さい。図示の例では、コンタクトホール６０，６２の平面形状は、長方形であり、Ｌｘは長辺の大きさであり、Ｌｙは短辺の大きさである。平面視において、圧電素子３０ａ〜３０ｅの各々において、コンタクトホール６０，６２の平面形状は、長手方向に並んで複数設けられている。コンタクトホール６０，６２は、能動部３４ａ，３４ｂの上方に設けられている。
【０１０７】
圧電駆動装置３００では、平面視において、コンタクトホール６０，６２の長手方向の大きさＬｘは、コンタクトホール６０，６２の長手方向と直交する方向の大きさＬｙよりも小さい。そのため、圧電駆動装置３００では、大きさＬｘが大きさＬｙと同じ場合に比べて、平面視におけるコンタクトホール６０，６２の面積を確保しつつ、導電層５０，５２によって圧電素子３０ｅの長手方向の駆動が阻害されることを抑制することができる。したがって、圧電駆動装置３００では、振動体部１２の縦振動が阻害されることを抑制することができる。
【０１０８】
さらに、圧電駆動装置３００では、導電層５０，５２によって圧電素子３０ａ〜３０ｄの長手方向の駆動が阻害されることを抑制することができる。したがって、圧電駆動装置３００では、圧電素子３０ａ〜３０ｄの長手方向の駆動に起因する振動体部１２の屈曲振動が阻害されることを抑制することができる。
【０１０９】
以上により、圧電駆動装置３００では、高出力化を図ることができる。
【０１１０】
なお、図示はしないが、例えばコンタクトホール６０，６２が圧電駆動装置１００，２００のように、平面視において、振動体部１２の節部１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄに設けられていることにより、より高出力化を図ることができる。
【０１１１】
２．２．  圧電駆動装置の製造方法
次に、第２実施形態に係る圧電駆動装置の製造方法について説明する。第２実施形態に係る圧電駆動装置の製造方法は、上述した第１施形態に係る圧電駆動装置の製造方法と基本的に同じである。したがって、その詳細な説明を省略する。
【０１１２】
３．  第３実施形態
本発明に係る圧電駆動装置は、共振を利用することで被駆動体に対して大きな力を与えることができるものであり、各種の装置に適用可能である。本発明に係る圧電駆動装置は、例えば、ロボット（電子部品搬送装置（ＩＣハンドラー）も含む）、投薬用ポンプ、時計のカレンダー送り装置、印刷装置の紙送り機構等の各種の機器における駆動装置として用いることが出来る。以下、第３実施形態および第４実施形態において、代表的な実施の形態について説明する。以下では、本発明に係る圧電駆動装置として、圧電駆動装置１００を含む装置について説明する。
【０１１３】
図２０は、第３実施形態に係るロボット２０５０を説明するための図である。ロボット２０５０は、複数本のリンク部２０１２（「リンク部材」とも呼ぶ）と、それらリンク部２０１２の間を回動または屈曲可能な状態で接続する複数の関節部２０２０と、を備えたアーム２０１０（「腕部」とも呼ぶ）を有している。
【０１１４】
それぞれの関節部２０２０には、圧電駆動装置１００が内蔵されており、圧電駆動装置１００を用いて関節部２０２０を任意の角度だけ回動または屈曲させることが可能である。アーム２０１０の先端には、ロボットハンド２０００が接続されている。ロボットハンド２０００は、一対の把持部２００３を備えている。ロボットハンド２０００にも圧電駆動装置１００が内蔵されており、圧電駆動装置１００を用いて把持部２００３を開閉して物を把持することが可能である。また、ロボットハンド２０００とアーム２０１０との間にも圧電駆動装置１００が設けられており、圧電駆動装置１００を用いてロボットハンド２０００をアーム２０１０に対して回転させることも可能である。
【０１１５】
図２１は、図２０に示したロボット２０５０の手首部分を説明するための図である。手首の関節部２０２０は、手首回動部２０２２を挟持しており、手首回動部２０２２に手首のリンク部２０１２が、手首回動部２０２２の中心軸Ｏ周りに回動可能に取り付けられて
いる。手首回動部２０２２は、圧電駆動装置１００を備えており、圧電駆動装置１００は、手首のリンク部２０１２およびロボットハンド２０００を中心軸Ｏ周りに回動させる。ロボットハンド２０００には、複数の把持部２００３が立設されている。把持部２００３の基端部はロボットハンド２０００内で移動可能となっており、この把持部２００３の根元の部分に圧電駆動装置１００が搭載されている。このため、圧電駆動装置１００を動作させることで、把持部２００３を移動させて対象物を把持することができる。なお、ロボットとしては、単腕のロボットに限らず、腕の数が２以上の多腕ロボットにも圧電駆動装置１００を適用可能である。
【０１１６】
ここで、手首の関節部２０２０やロボットハンド２０００の内部には、圧電駆動装置１００の他に、力覚センサーやジャイロセンサー等の各種装置に電力を供給する電力線や、信号を伝達する信号線等が含まれ、非常に多くの配線が必要になる。したがって、関節部２０２０やロボットハンド２０００の内部に配線を配置することは非常に困難だった。しかしながら、圧電駆動装置１００は、通常の電動モーターよりも駆動電流を小さくできるので、関節部２０２０（特に、アーム２０１０の先端の関節部）やロボットハンド２０００のような小さな空間でも配線を配置することが可能になる。
【０１１７】
４．  第４実施形態
図２２は、第４実施形態に係る送液ポンプ２２００の一例を示す説明するための図である。送液ポンプ２２００は、ケース２２３０内に、リザーバー２２１１と、チューブ２２１２と、圧電駆動装置１００と、ローター２２２２と、減速伝達機構２２２３と、カム２２０２と、複数のフィンガー２２１３，２２１４，２２１５，２２１６，２２１７，２２１８，２２１９と、を含む。
【０１１８】
リザーバー２２１１は、輸送対象である液体を収容するための収容部である。チューブ２２１２は、リザーバー２２１１から送り出される液体を輸送するための管である。圧電駆動装置１００の接触部２０は、ローター２２２２の側面に押し付けた状態で設けられており、圧電駆動装置１００がローター２２２２を回転駆動する。ローター２２２２の回転力は減速伝達機構２２２３を介してカム２２０２に伝達される。フィンガー２２１３から２２１９はチューブ２２１２を閉塞させるための部材である。カム２２０２が回転すると、カム２２０２の突起部２２０２Ａによってフィンガー２２１３から２２１９が順番に放射方向外側に押される。フィンガー２２１３から２２１９は、輸送方向上流側（リザーバー２２１１側）から順にチューブ２２１２を閉塞する。これにより、チューブ２２１２内の液体が順に下流側に輸送される。こうすれば、ごく僅かな量を精度良く送液可能で、しかも小型な送液ポンプ２２００を実現することができる。
【０１１９】
なお、各部材の配置は図示されたものには限られない。また、フィンガーなどの部材を備えず、ローター２２２２に設けられたボールなどがチューブ２２１２を閉塞する構成であってもよい。上記のような送液ポンプ２２００は、インシュリンなどの薬液を人体に投与する投薬装置などに活用できる。ここで、圧電駆動装置１００を用いることにより、通常の電動モーターよりも駆動電流を小さくできるので、投薬装置の消費電力を抑制することができる。したがって、投薬装置を電池駆動する場合は、特に有効である。
【０１２０】
上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
【０１２１】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することが
できる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１２２】
２…接着剤、３ａ…第１端部、３ｂ…第２端部、４…ローター、４ａ…中心、６…第１シード層、７…第１めっき層、８…第２シード層、９…第２めっき層、１０…基板、１０ａ…第１面、１０ｂ…第２面、１１ａ…シリコン基板、１１ｂ…下地層、１２…振動体部、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ…節部、１４…支持部、１６…第１接続部、１８…第２接続部、２０…接触部、３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ…圧電素子、３２…第１電極層、３４…圧電体層、３４ａ…第１能動部、３４ｂ…第２能動部、３６…第２電極層、４０…第１絶縁層、４０ａ…無機絶縁層、４０ｂ…有機絶縁層、４１…上面、４２…第２絶縁層、４３…上面、４４…第３絶縁層、５０…第１導電層、５１…上面、５２…第２導電層、５３…上面、５４…第１配線層、５６…第２配線層、６０，６０ａ，６０ｂ…第１コンタクトホール、６２，６２ａ，６２ｂ…第２コンタクトホール、１００…圧電駆動装置、１０１…構造体、１０１ａ…接合面、１０２…振動ユニット、１０２ａ…第１振動ユニット、１０２ｂ…第２振動ユニット、１１０…駆動回路、１２０…モーター、１５２…導電層、１６２…コンタクトホール、２００，３００…圧電駆動装置、２０００…ロボットハンド、２００３…把持部、２０１０…アーム、２０１２…リンク部、２０２０…関節部、２０５０…ロボット、２２００…送液ポンプ、２２０２…カム、２２０２Ａ…突起部、２２１１…リザーバー、２２１２…チューブ、２２１３，２２１４，２２１５，２２１６，２２１７，２２１８，２２１９…フィンガー、２２２２…ローター、２２２３…減速伝達機構、２２３０…ケース
【図１】
0006645195.tif 000002
【図２】
0006645195.tif 000003
【図３】
0006645195.tif 000004
【図４】
0006645195.tif 000005
【図５】
0006645195.tif 000006
【図６】
0006645195.tif 000007
【図７】
0006645195.tif 000008
【図８】
0006645195.tif 000009
【図９】
0006645195.tif 000010
【図１０】
0006645195.tif 000011
【図１１】
0006645195.tif 000012
【図１２】
0006645195.tif 000013
【図１３】
0006645195.tif 000014
【図１４】
0006645195.tif 000015
【図１５】
0006645195.tif 000016
【図１６】
0006645195.tif 000017
【図１７】
0006645195.tif 000018
【図１８】
0006645195.tif 000019
【図１９】
0006645195.tif 000020
【図２０】
0006645195.tif 000021
【図２１】
0006645195.tif 000022
【図２２】
0006645195.tif 000023