(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられた第１電極、前記第１電極上に設けられた圧電体層、および前記圧電体層上に設けられた第２電極を有する圧電素子と、
前記第２電極よりも上に設けられた部分を有し、前記第１電極と電気的に接続している銅を含む層と、
ニッケルおよびリンを含み、前記銅を含む層と接続していて、前記基板の平面視で、前記圧電体層とは重ならない部分を有する導電層と、
を含み、
前記基板は、第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、を有し、
前記第１面には、前記圧電素子が設けられ、
前記第２面には、金属層が設けられ、
前記金属層は、前記導電層に接続されている、圧電駆動装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記導電層は、
ニッケルおよびリンを含む層と、
前記ニッケルおよびリンを含む層を覆うように設けられた金層と、
を有する、圧電駆動装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記導電層は、
前記ニッケルおよびリンを含む層と、前記金層と、の間に設けられたパラジウム層を有する、圧電駆動装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記導電層は、無電解めっき層である、圧電駆動装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、
第１圧電振動体と、前記第１圧電振動体に接合された第２圧電振動体と、を含み、
前記第１圧電振動体および前記第２圧電振動体は、
前記基板と、前記圧電素子と、前記銅を含む層と、を含み、
前記第１圧電振動体の前記銅を含む層と、前記第２圧電振動体の前記銅を含む層とは、接合されている、圧電駆動装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記第１圧電振動体および前記第２圧電振動体は、接合体を構成し、
前記接合体は、前記金属層を含み、
前記接合体は、前記基板の厚さ方向に複数積層され、
隣り合う前記接合体において、一方の前記接合体の前記金属層と、他方の前記接合体の前記金属層とは、接合されている、圧電駆動装置。
【請求項７】
第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、を有する基板の前記第１面に第１電極を形成する工程と、
前記第１電極上に圧電体層を形成する工程と、
前記圧電体層上に第２電極を形成する工程と、
前記第２電極よりも上に設けられた部分を有し、前記第１電極と電気的に接続される銅を含む層を形成する工程と、
前記銅を含む層に接続していて、前記基板の平面視で、前記圧電体層とは重ならない部分を有する無電解めっき層を形成する工程と、
前記基板の前記第２面に、前記無電解めっき層と接続される金属層を形成する工程と、を含む、圧電駆動装置の製造方法。
【請求項８】
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９】
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１０】
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、圧電駆動装置およびその製造方法、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）。このような超音波モーターには、一般的に、バルク状の圧電体を備えた圧電素子（バルク圧電素子）が利用されている（例えば特許文献２参照）。
【０００３】
一方、圧電素子としては、薄膜状の圧電体を備えたもの（薄膜圧電素子）が知られている。薄膜圧電素子は、主に、インクジェットプリンターのヘッドにおいて、インクの射出を行うために利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３２０９７９号公報
【特許文献２】特開２００８−２２７１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような薄膜圧電素子を超音波モーターに用いれば、超音波モーターやこれによって駆動される機器を小型化することができる可能性が高い。しかしながら、薄膜圧電素子は、一般的に、バルク圧電素子と比べて著しく出力が小さい。よって、現存する薄膜圧電素子では、例えばロボットの関節を駆動するモーターの駆動源として利用するのに、十分な出力を得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、高出力化を図ることができる圧電駆動装置の製造方法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、
基板と、
前記基板上に設けられた第１電極、前記第１電極上に設けられた圧電体層、および前記第１圧電体層上に設けられた第２電極を有する圧電素子と、
平面視において前記基板の外周に沿って設けられ、前記第１電極と電気的に接続された銅を含む層と、
前記銅を含む層を覆うように設けられたニッケルおよびリンを含む導電層と、
を含む。
【０００９】
このような圧電駆動装置では、第１電極と圧電駆動装置の端子とを電気的に接続する部材の抵抗を低くすることができる。これにより、このような圧電駆動装置では、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、「電気的に接続」という文言を、例えば、「特定の部材（以下「Ａ部材」という）に「電気的に接続」された他の特定の部材（以下「Ｂ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、Ａ部材とＢ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、Ａ部材とＢ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。
【００１１】
［適用例２］
適用例１において、
前記導電層は、
ニッケルおよびリンを含む層と、
前記ニッケルおよびリンを含む層を覆うように設けられた金層と、
を有していてもよい。
【００１２】
このような圧電駆動装置では、圧電素子と電気的に接続される端子の構成と、導電層の構成とが同じであって、端子に接続される外部配線の材質が金である場合に、金属結合（Ａｕ−Ａｕ結合）によって、端子と、外部配線と、を接合することができる。
【００１３】
［適用例３］
適用例２において、
前記導電層は、
ニッケルおよびリンを含む層と、金層と、の間に設けられたパラジウム層を有していてもよい。
【００１４】
このような圧電駆動装置では、パラジウム層によって、ニッケルおよびリンを含む層と、金層と、の間の拡散を抑制することができる。
【００１５】
［適用例４］
適用例１ないし３のいずれか１例において、
前記導電層は、無電解めっき層であってもよい。
【００１６】
このような圧電駆動装置では、容易に導電層を形成することができる。
【００１７】
［適用例５］
適用例１ないし４のいずれか１例において、
前記基板は、第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、を有し、
前記第１面には、前記圧電素子が設けられ、
前記第２面には、金属層が設けられ、
前記金属層は、前記導電層に接続されていてもよい。
【００１８】
このような圧電駆動装置では、第１電極と圧電駆動装置の端子とを電気的に接続する部材の抵抗を、より低くすることができる。
【００１９】
［適用例６］
適用例５において、
第１圧電振動体と、前記第１圧電振動体に接合された第２圧電振動体と、を含み、
前記第１圧電振動体および前記第２圧電振動体は、
前記基板と、前記圧電素子と、前記銅を含む層と、を含み、
前記第１圧電振動体の前記銅を含む層と、前記第２圧電振動体の前記銅を含む層とは、接合されていてもよい。
【００２０】
このような圧電駆動装置では、圧電振動体を１つしか含んでいない場合に比べて、より高出力化を図ることができる。
【００２１】
［適用例７］
適用例６において、
前記第１圧電振動体および前記第２圧電振動体は、接合体を構成し、
前記接合体は、前記金属層を含み、
前記接合体は、前記基板の厚さ方向に複数積層され、
隣り合う前記接合体において、一方の前記接合体の前記金属層と、他方の前記接合体の前記金属層とは、接合されていてもよい。
【００２２】
このような圧電駆動装置では、接合体が１つしか構成されていない場合に比べて、より高出力化を図ることができる。
【００２３】
［適用例８］
本発明に係る圧電駆動装置の製造方法の一態様は、
基板上に第１電極を形成する工程と、
前記第１電極上に圧電体層を形成する工程と、
前記圧電体層上に第２電極を形成する工程と、
平面視において前記基板の外周に沿うように、前記第１電極と電気的に接続される銅を含む層を形成する工程と、
前記銅を含む層を覆うように無電解めっき層を形成する工程と、
を含む。
【００２４】
このような圧電駆動装置の製造方法では、高出力化を図ることができる圧電駆動装置を製造することができる。
【００２５】
［適用例９］
本発明に係るモーターの一態様は、
適用例１ないし７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。
【００２６】
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ため、高出力化を図ることができる。
【００２７】
［適用例１０］
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７のいずれか１例に記載の圧電駆動装置と、
を含む。
【００２８】
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。
【００２９】
［適用例１１］
本発明に係るポンプの一態様は、
適用例１ないし７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。
【００３０】
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】
【００３１】
【図１】本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】本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】本実施形態に係る圧電駆動装置を模式的に示す図。
【図４】本実施形態に係る圧電駆動装置の第１圧電振動体を模式的に示す平面図。
【図５】本実施形態に係る圧電駆動装置の第１圧電振動体を模式的に示す平面図。
【図６】本実施形態に係る圧電駆動装置の第１圧電振動体を模式的に示す断面図。
【図７】本実施形態に係る圧電駆動装置を模式的に示す断面図。
【図８】本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】本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１０】本実施形態に係る圧電駆動装置の端子と駆動回路との電気的な接続方法を説明するため図。
【図１１】本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１２】本実施形態に係る圧電駆動装置の製造方法を説明するためのフローチャート。
【図１３】本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】本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】本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】本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】本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１８】本実施形態に係るロボットを説明するための図。
【図１９】本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２０】本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】
【００３２】
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。
【００３３】
１．  圧電駆動装置
まず、本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、本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、本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。図３は、本実施形態に係る圧電駆動装置１００を模式的に示す図１の矢印ＩＩＩ方向から見た図である。
【００３４】
圧電駆動装置１００は、図１〜図３に示すように、第１圧電振動体１０１と、第１圧電振動体１０１に接合された第２圧電振動体１０２と、を含む。なお、図２および図３では、圧電振動体１０１，１０２を簡略化して図示している。
【００３５】
ここで、図４および図５は、第１圧電振動体１０１を模式的に示す平面図である。図６は、第１圧電振動体１０１を模式的に示す図４，５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。第１圧電振動体１０１および第２圧電振動体１０２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４〜図６を用いて、第１圧電振動体１０１について説明する。第１圧電振動体１０１における説明は、基本的に、第２圧電振動体１０２に適用することができる。
【００３６】
第１圧電振動体１０１は、図４〜図６に示すように、基板１０と、接触部２０と、圧電素子３０と、第１絶縁層４０と、第２絶縁層４２と、第１配線層５０と、第２配線層５２と、を含む。なお、便宜上、図４では、基板１０、接触部２０、および圧電素子３０以外の部材の図示を省略している。また、図５では、基板１０、接触部２０、および第２配線層５２の一部以外の部材の図示を省略している。
【００３７】
基板１０は、図６に示すように、第１面１０ａと、第１面１０ａとは反対側の第２面１０ｂと、第１面１０ａと第２面１０ｂとを接続する第３面（側面）１０ｃと、を有している。第１面１０ａには、圧電素子３０が設けられている。基板１０は、例えば、シリコン基板である。なお、基板１０は、シリコン基板と、シリコン基板上に設けられた酸化シリコン層と、酸化シリコン層上に設けられた酸化ジルコニウム層と、の積層体から構成されていてもよい。
【００３８】
基板１０は、図４および図５に示すように、振動体部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。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、略長方形である。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。
【００３９】
接触部２０は、振動体部１２に設けられている。図示の例では、振動体部１２に凹部１２ａが設けられ、凹部１２ａに接触部２０が嵌め込まれて接合（例えば接着）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。
【００４０】
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。圧電素子３０は、第１電極３２と、圧電体層３４と、第２電極３６と、を有している。
【００４１】
第１電極３２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３２の平面形状は、長方形である。第１電極３２は、振動体部１２上に設けられたイリジウム層と、イリジウム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。イリジウム層の厚さは、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。
【００４２】
圧電体層３４は、第１電極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。
【００４３】
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。圧電体層３４は、電極３２，３６によって電圧が印加されることにより、変形（伸縮）することができる。
【００４４】
第２電極３６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３６の平面形状は、長方形である。第２電極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。
【００４５】
圧電素子３０は、図４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。圧電素子３０ｅは、振動体部１２の短手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，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは、振動体部１２の四隅に設けられている。図示の例では、圧電素子３０ａ〜３０ｅにおいて、第１電極３２は、１つの連続的な導電層として設けられている。
【００４６】
第１絶縁層４０は、図６に示すように、圧電素子３０を覆うように設けられている。第１絶縁層４０の材質は、酸化シリコンや酸化アルミニウム等の無機材料であってもよいし、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂等の有機材料であってもよい。第１絶縁層４０の材質は、感光性の材料であってもよい。
【００４７】
第１配線層５０は、第２電極３６上に設けられている。第１配線層５０は、第２電極３６と電気的に接続されている。図示の例では、第１配線層５０は、第１絶縁層４０上と、第１絶縁層４０に形成されたコンタクトホール４０ａと、に設けられて、第２電極３６と接続されている。
【００４８】
第１配線層５０は、銅を含む層である。第１配線層５０は、チタンタングステン層と、チタンタングステン層上に設けられた銅層と、から構成されていてもよい。図示の例では、第１配線層５０は、無電解めっきで形成された無電解めっき層５１に覆われている。無電解めっき層５１は、ニッケルおよびリンを含む層（Ｎｉ−Ｐ層）から構成されていてもよい。または、無電解めっき層５１は、Ｎｉ−Ｐ層と、Ｎｉ−Ｐ層上に設けられた金層と、から構成されていてもよい。または、無電解めっき層５１は、Ｎｉ−Ｐ層と、Ｎｉ−Ｐ層上に設けられたパラジウム層と、パラジウム層上に設けられた金層と、から構成されていてもよい。
【００４９】
第２絶縁層４２は、第１配線層５０を覆うように設けられている。図示の例では、第２絶縁層４２は、無電解めっき層５１を介して、第１配線層５０を覆うように設けられてい
る。第２絶縁層４２の材質は、例えば、第１絶縁層４０の材質と同じである。
【００５０】
第２配線層５２は、第１電極３２と電気的に接続された第１部分５２ａと、第２電極３６と電気的に接続された第２部分５２ｂと、を有している。図５に示すように、第１部分５２ａと第２部分５２ｂとは、電気的に分離されている。第２配線層５２は、銅を含む層である。第２配線層５２は、チタンタングステン層と、チタンタングステン層上に設けられた銅層と、から構成されていてもよい。
【００５１】
第２配線層５２の第１部分５２ａは、第１電極３２に接続されている。図６に示す例では、第１部分５２ａは、第１電極３２の上面、第１絶縁層４０の側面、ならびに第２絶縁層４２の上面および側面に設けられている。第１部分５２ａは、図５に示すように、平面視において基板１０の外周に沿って設けられている。
【００５２】
第２配線層５２の第１部分５２ａは、図５に示すように、平面視において、振動体部１２から第１接続部１６を通って支持部１４の辺（接触部２０とは反対側の辺）１４ａ近傍にまで延出している。
【００５３】
第２配線層５２の第２部分５２ｂは、図６に示すように、無電解めっき層５１を介して、第１配線層５０上に設けられている。図示の例では、第２部分５２ｂは、第２絶縁層４２上と、第２絶縁層４２に形成されたコンタクトホール４２ａと、に設けられて、無電解めっき層５１と接続されている。図示の例では、第２絶縁層４２上であって、第１部分５２ａと第２部分５２ｂとの間に、第３絶縁層４４が設けられている。これにより、第１部分５２ａと第２部分５２ｂとを、より確実に電気的に分離することができる。
【００５４】
第２配線層５２の第２部分５２ｂは、図５に示すように、さらに３つのパートに分かれている。すなわち、第２配線層５２の第２部分５２ｂは、第１パート５２ｂ１と、第２パート５２ｂ２と、第３パート５２ｂ３と、を有している。第１パート５２ｂ１は、圧電素子３０ａ，３０ｄの第２電極３６と接続されている。第１パート５２ｂ１は、平面視において、振動体部１２から第１接続部１６を通って支持部１４の辺１４ａ近傍にまで延出している。第２パート５２ｂ２は、圧電素子３０ｅの第２電極３６と接続されている。第２パート５２ｂ２は、平面視において、振動体部１２から第２接続部１８を通って支持部１４の辺１４ａ近傍にまで延出している。第３パート５２ｂ３は、圧電素子３０ｂ，３０ｃの第２電極３６と接続されている。第３パート５２ｂ３は、平面視において、振動体部１２から第２接続部１８を通って支持部１４の辺１４ａ近傍にまで延出している。
【００５５】
図７は、圧電駆動装置１００を模式的に示す図１のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。第１圧電振動体１０１および第２圧電振動体１０２は、図７に示すように、基板１０の厚さ方向に積層されている。第１圧電振動体１０１の基板１０と第２圧電振動体１０２の基板１０との間の距離は、例えば、２０μｍ程度である。第１圧電振動体１０１の第２配線層５２と、第２圧電振動体１０２の第２配線層５２とは、接合されている。図示の例では、第１圧電振動体１０１の第２配線層５２と、第２圧電振動体１０２の第２配線層５２とは、接着剤２を介して接合されている。接着剤２は、例えば、導電性接着剤である。これにより、第１圧電振動体１０１の第２配線層５２と、第２圧電振動体１０２の第２配線層５２と、を電気的に接続させることができる。
【００５６】
なお、第１圧電振動体１０１の第２配線層５２と、第２圧電振動体１０２の第２配線層５２とは、金属結合（Ｃｕ−Ｃｕ接合）によって接合されていてもよい。これにより、接着剤を用いずに、圧電振動体１０１，１０２を強固に接合させることができる。
【００５７】
圧電駆動装置１００は、図７に示すように、ニッケルおよびリンを含む導電層６０と、
金属層７０と、を含む。
【００５８】
導電層６０は、第２配線層５２の端部を覆うように設けられている。図示の例では、導電層６０は、圧電振動体１０１，１０２の第２配線層５２の第１部分５２ａ側方に設けられ、第１部分５２ａに接続されている。言い換えると、導電層６０は、第１圧電振動体１０１と第２圧電振動体１０２とが接合されたときに、第２配線層５２が側部に露出している部分上に設けられている。
【００５９】
導電層６０は、無電解めっき法で形成された無電解めっき層である。導電層６０は、例えば、ニッケルおよびリンを含む層（Ｎｉ−Ｐ層）６２と、パラジウム層６４と、金層６６と、を有している。Ｎｉ−Ｐ層６２は、第１部分５２ａを覆うように設けられている。パラジウム層６４は、Ｎｉ−Ｐ層６２を覆うように設けられている。パラジウム層６４は、Ｎｉ−Ｐ層６２と金層６６との間に設けられている。金層６６は、パラジウム層６４を介して、Ｎｉ−Ｐ層６２を覆うように設けられている。なお、図示はしないが、パラジウム層６４は、設けられていなくてもよい。また、パラジウム層６４および金層６６は、設けられていなくてもよい。
【００６０】
金属層７０は、基板１０の第２面１０ｂおよび第３面１０ｃに設けられている。金属層７０は、導電層６０に接続されている。図示の例では、金属層７０は、導電層６０の金層６６に接続されている。金属層７０は、例えば、銅層である。
【００６１】
図８は、圧電駆動装置１００を模式的に示す図１のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。圧電駆動装置１００は、図１〜３，８に示すように、端子８０，８２，８４，８６を有する。端子８０，８２，８４，８６は、導電層６０と同じ構造を有している。端子８０，８２，８４，８６は、図１に示すように、平面視において、支持部１４の辺１４ａから外側に突出している。端子８０，８２，８４，８６の幅（基板１０の厚さ方向と直交する方向の長さ）は、例えば、２００μｍ程度である。隣り合う端子８０，８２，８４，８６の間の距離は、例えば、１００μｍ程度である。
【００６２】
端子８０は、例えば、第２配線層５２の第１部分５２ａ（図５参照）を介して、圧電素子３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ共通の第１電極３２と電気的に接続されている。端子８０は、グランドとして基準電位を有していてもよい。端子８２は、例えば、第２配線層５２の第２部分５２ｂの第１パート５２ｂ１（図５参照）を介して、圧電素子３０ａ，３０ｄの第２電極３６と電気的に接続されている。端子８６は、例えば、第２配線層５２の第２部分５２ｂの第３パート５２ｂ３（図５参照）を介して、圧電素子３０ｂ，３０ｃの第２電極３６と電気的に接続されている。端子８４は、例えば、第２配線層５２の第２部分５２ｂの第２パート５２ｂ２（図５参照）を介して、圧電素子３０ｅの第２電極３６と電気的に接続されている。圧電駆動装置１００では、端子８０，８２，８４，８６と駆動回路とを接続させることにより、圧電素子３０ａ〜３０ｅの圧電体層３４に電圧を印加し、振動体部１２を振動させることができる。
【００６３】
端子８０は、例えば、金属層７０と接続されている。なお、図示はしないが、端子８２，８４，８６は、金属層７０と接続されていない。また、端子８０も、金属層７０と接続されていなくてもよい。
【００６４】
圧電駆動装置１００の圧電振動体１０１，１０２では、図８に示すように、支持部１４および接続部１６，１８に、第１導電層３３、絶縁層３５、第２導電層３７、絶縁層４０，４２、配線層５０，５２、および無電解めっき層５１が設けられている。これにより、例えば、圧電振動体１０１，１０２各々において、振動体部１２、支持部１４、および接続部１６，１８上に設けられる部材の厚さ（高さ）の差を小さくすることができる。すな
わち、圧電振動体１０１，１０２各々において、厚さの均一性を向上させることができる。そのため、圧電振動体１０１，１０２を積層させるときに、圧電振動体１０１，１０２の間に隙間が生じることを抑制することができる。これにより、圧電振動体１０１，１０２の接合強度を向上させることができる。
【００６５】
なお、第１導電層３３、絶縁層３５、および第２導電層３７の材質は、それぞれ、第１電極３２、圧電体層３４、第２電極３６の材質と同じである。第１導電層３３、絶縁層３５、および第２導電層３７は、それぞれ、第１電極３２、圧電体層３４、第２電極３６を形成する工程において、形成されることができる。導電層３３，３７によって圧電体層３４には電圧が印加されない。図８に示す例では、第１導電層３３は、端子８０と電気的に分離されているが、第１導電層３３は、端子８０と電気的に接続されていてもよく、かつ、第１電極３２と電気的に接続されていてもよい。第１導電層３３が第１電極３２および端子８０と電気的に接続されている場合は、第２導電層３７は、第２電極３６と電気的に分離されている。
【００６６】
図９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９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。
【００６７】
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３２と第２電極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。
【００６８】
なお、電流の向きは、第１電極３２から第２電極３６に向かうよりも第２電極３６から第１電極３２に向かう方が好ましい。また、圧電素子３０ｂ，３０ｃ，３０ｅの電極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。
【００６９】
図１０は、圧電駆動装置１００の端子８０と駆動回路１１０との電気的な接続方法を説明するため図である。なお、便宜上、図１０では、圧電振動体１０１，１０２を簡略化して図示している。
【００７０】
端子８０は、図１０に示すように、フレキシブル基板１２０を介して、駆動回路１１０と電気的に接続されている。具体的には、フレキシブル基板１２０は、絶縁基板１２２と、絶縁基板１２２に設けられた配線層１２４と、を有し、配線層１２４によって、端子８０と駆動回路１１０とを電気的に接続させることができる。配線層１２４は、例えば、金層、銅層である。
【００７１】
なお、端子８２，８４，８６においても、端子８０と同様に、フレキシブル基板１２０を介して、駆動回路１１０と電気的に接続されている。また、図示はしないが、端子８０，８２，８４，８６と駆動回路１１０との電気的な接続は、ワイヤーや半田を用いて行われてもよい。
【００７２】
図１１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１１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の平面内で屈曲振動（例えば、圧電素子３０に電圧が印加されていない状態での振動体部１２の短手方向に沿って屈曲振動）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の平面内で縦振動（例えば、圧電素子３０に電圧が印加されていない状態での振動体部１２の長手方向に沿って縦振動）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。
【００７３】
なお、駆動回路１１０が、圧電素子３０ｂ，３０ｃ，３０ｅの電極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。
【００７４】
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。
【００７５】
図１１に示すように、本実施形態に係るモーター１３０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。
【００７６】
圧電駆動装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００７７】
圧電駆動装置１００では、平面視において基板１０の外周に沿って設けられ、第１電極３２と電気的に接続された第２配線層５２と、第２配線層５２を覆うように設けられた導電層６０と、を含む。そのため、圧電駆動装置１００では、第１電極３２と端子８０とを電気的に接続する部材の抵抗を低くすることができる。これにより、圧電駆動装置１００では、圧電体層３４への印加電圧の効率の向上を図ることができ、さらに、第１電極３２と端子８０とを電気的に接続する部材の発熱量を少なくすることができる。さらに、薄膜圧電素子はバルク圧電素子に比べてキャパシタンスが大きいので、圧電体層のインピーダンスが小さくなる。圧電駆動装置１００では、第１電極３２と端子８０とを電気的に接続する部材の抵抗を低くすることにより、圧電体層３４のインピーダンスを大きくすることができ、圧電体層３４に印加される電圧を大きくすることができる。その結果、圧電駆動装置１００は、高出力化を図ることができる。
【００７８】
なお、圧電体層３４を形成するために酸素雰囲気において熱処理を行うが、該熱処理は、７００℃〜８００℃で行われる。そのため、第１電極３２は、高温に耐えることができ、かつ酸化されない白金を含む材料で構成されている。したがって、第１電極を厚くして第１電極の低抵抗化を図り圧電駆動装置の高出力化を図ると、コストが高くなってしまう。本実施形態に係る圧電駆動装置１００では、コストを抑えつつ、高出力化を図ることができる。
【００７９】
圧電駆動装置１００では、導電層６０は、Ｎｉ−Ｐ層６２を覆うように設けられた金層６６を有する。そのため、端子８０，８２，８４，８６の構成と導電層６０の構成が同じ
であって、端子８０，８２，８４，８６に接続される外部配線（具体的にはフレキシブル基板１２０の配線層１２４）の材質が金である場合に、金属結合（Ａｕ−Ａｕ結合）によって、端子８０，８２，８４，８６と、外部配線と、を接合することができる。
【００８０】
圧電駆動装置１００では、導電層６０は、Ｎｉ−Ｐ層６２と金層６６との間に設けられたパラジウム層６４を有する。そのため、圧電駆動装置１００では、パラジウム層６４によって、Ｎｉ−Ｐ層６２と金層６６との間の拡散を抑制することができる。
【００８１】
圧電駆動装置１００では、導電層６０は、無電解めっき層である。そのため、圧電駆動装置１００では、例えば触媒としてのパラジウムを第２配線層５２の第１部分５２ａ表面に選択的に付着させて、導電層６０を選択的に形成することができる。これにより、圧電駆動装置１００では、例えば、基板１０がウェハー状態であっても、容易に導電層６０を形成することができる。また、第１圧電振動体１０１の基板１０と第２圧電振動体１０２の基板１０との間の距離が２０μｍ程度と小さくても、容易に導電層６０を形成することができる。例えばスパッタ法などにより導電層６０を形成する場合は、基板１０の厚さ方向と直交する方向からスパッタを行う必要があり、容易に導電層６０を形成することができない場合がある。
【００８２】
さらに、無電解めっき層は、液に浸すだけで形成されることができる。そのため、圧電駆動装置１００では、導電層６０を形成することによって、第２配線層５２にダメージが与えられることを抑制することができる。また、圧電駆動装置１００では、例えば、低コストで、導電層６０を形成することができる。
【００８３】
圧電駆動装置１００では、基板１０の第２面１０ｂには、金属層７０が設けられ、金属層７０は、導電層６０に接続されている。そのため、圧電駆動装置１００では、第１電極３２と端子８０とを電気的に接続する部材の抵抗を、より低くすることができる。
【００８４】
圧電駆動装置１００では、第１圧電振動体１０１と、第１圧電振動体１０１に接合された第２圧電振動体１０２と、を含む。そのため、圧電駆動装置１００では、圧電振動体を１つしか含んでいない場合に比べて、より高出力化を図ることができる。
【００８５】
圧電駆動装置１００では、第１配線層５０を覆うように設けられた無電解めっき層５１を含む。そのため、圧電駆動装置１００では、例えば、第２絶縁層４２を形成する際に、第１配線層５０が酸化されることを抑制することができる。具体的には、第２絶縁層４２の材質が有機材料である場合、第２絶縁層４２を形成する際に熱処理（ベーク）を行うが、第１配線層５０は銅を含むため、該熱処理によって酸化されやすい。しかしながら、圧電駆動装置１００では、第１配線層５０を覆うように無電解めっき層５１が設けられているので、無電解めっき層５１によって、第１配線層５０の酸化を抑制することができる。
【００８６】
モーター１３０では、圧電駆動装置１００を含む。そのため、モーター１３０は、高出力化を図ることができる。
【００８７】
２．  圧電駆動装置の製造方法
次に、本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１２は、本実施形態に係る圧電駆動装置１００の製造方法を説明するためのフローチャートである。図１３〜図１６は、本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。
【００８８】
第１圧電振動体１０１および第２圧電振動体１０２は、基本的に、同じ製造方法によって形成される。したがって、以下では、図６，１３，１４を用いて、第１圧電振動体１０
１の製造方法について説明する。第１圧電振動体１０１の製造方法の説明は、基本的に、第２圧電振動体１０２の製造方法に適用することができる。
【００８９】
図１３に示すように、基板１０の振動体部１２上に第１電極３２を形成する（Ｓ１）。第１電極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。本工程において、基板１０の支持部１４上および接続部１６，１８上に、第１導電層３３を形成することができる（図８参照）。
【００９０】
なお、基板１０は、ウェハー状態であってもよい。すなわち、図示はしないが、基板１０の周囲に、枠部が設けられ、基板１０は、被切断部を介して枠部に接続されていてもよい。この場合、基板１０、枠部、および被切断部は、一体的に設けられている。
【００９１】
次に、第１電極３２上に圧電体層３４を形成する（Ｓ２）。圧電体層３４、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した後、パターニングすることによって形成される。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、７００℃〜８００℃の熱処理により行われる。本工程において、第１導電層３３上に絶縁層３５を形成することができる（図８参照）。
【００９２】
次に、圧電体層３４に第２電極３６を形成する（Ｓ３）。第２電極３６は、例えば、第１電極３２と同じ方法で形成される。なお、図示はしないが、第２電極３６のパターニングと圧電体層３４のパターニングとは、同一の工程として行われてもよい。本工程において、絶縁層３５上に、第２導電層３７を形成することができる（図８参照）。
【００９３】
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。
【００９４】
図１４に示すように、圧電素子３０を覆うように、第１絶縁層４０を形成する（Ｓ４）。第１絶縁層４０は、例えば、スピンコート法、ＣＶＤ法によって形成される。次に、第１絶縁層４０をパターニングして、コンタクトホール４０ａを形成する。第１絶縁層４０の材質が感光性の材料である場合、第１絶縁層４０を、エッチングすることなく、露光、現像、およびベークによってパターニングすることができる。なお、第１絶縁層４０の材質が感光性の材料でない場合は、第１絶縁層４０を、フォトリソグラフィーおよびエッチングによってパターニングする。
【００９５】
次に、第２電極３６上および第１絶縁層４０上に、第１配線層５０を形成する（Ｓ５）。第１配線層５０は、例えば、めっき（電界めっき）法や、スパッタ法による成膜およびパターニングなどによって形成される。
【００９６】
次に、第１配線層５０を覆うように、無電解めっき層５１を形成する（Ｓ６）。無電解めっき層５１は、無電解めっき法によって形成される。具体的には、触媒としてのパラジウムを選択的に第１配線層５０の表面に付着させた後、無電解めっき法により、第１配線層５０の表面に選択的に無電解めっき層５１を形成する。
【００９７】
図６に示すように、無電解めっき層５１を覆うように、第２絶縁層４２を形成する（Ｓ７）。次に、第２絶縁層４２をパターニングして、コンタクトホール４２ａを形成する。第２絶縁層４２およびコンタクトホール４２ａは、例えば、それぞれ第１絶縁層４０およ
びコンタクトホール４０ａと同じ方法で形成される。例えば、第２絶縁層４２をベークする場合に、無電解めっき層５１によって第１配線層５０が酸化されることを抑制することができる。なお、図６に示すように、第２絶縁層４２上に第３絶縁層４４を形成してもよい。第３絶縁層４４は、例えば、第１絶縁層４０と同じ方法で形成される。
【００９８】
次に、電極３２，３６上および第２絶縁層４２上に、第２配線層５２を形成する（Ｓ８）。第２配線層５２は、例えば、第１配線層５０と同じ方法で形成される。具体的には、平面視において基板１０の外周に沿うように、第１電極３２と電気的に接続される第２配線層５２の第１部分５２ａを形成する。さらに、第２電極３６と電気的に接続される第２配線層５２の第２部分５２ｂを形成する。
【００９９】
以上の工程により、第１圧電振動体１０１および第２圧電振動体１０２を形成することができる。なお、基板１０がウェハー状態である場合、第１圧電振動体１０１と第２圧電振動体１０２とは、別々のウェハーに形成されてもよい。
【０１００】
図１５に示すように、第１圧電振動体１０１と第２圧電振動体１０２とを接合させる（Ｓ９）。具体的には、第１圧電振動体１０１の第２配線層５２と、第２圧電振動体１０２の第２配線層５２と、を接着剤２を介して接合する。
【０１０１】
図１６に示すように、第２配線層５２の第１部分５２ａの露出している部分に、無電解めっき法の触媒としてのパラジウムＰを選択的に付着する（Ｓ１０）。パラジウムＰは、例えば、公知の方法により、付着される。
【０１０２】
図７に示すように、第２配線層５２を覆うように導電層６０を形成する（Ｓ１１）。具体的には、第１部分５２ａのパラジウムＰが付着している部分に、選択的に導電層６０を形成する。導電層６０は、無電解めっき法により形成される。導電層６０のＮｉ−Ｐ層６２は、例えば、ニッケル層を次亜リン酸で還元することにより形成される（還元型無電解めっき法により形成される）。導電層６０のパラジウム層６４および金層６６は、例えば、置換型無電解めっき法により形成される。
【０１０３】
次に、基板１０の面１０ｂ，１０ｃに金属層７０を形成する（Ｓ１２）。金属層７０は、導電層６０に接続されるように形成される。金属層７０は、例えば、スパッタ法により形成される。
【０１０４】
なお、図示はしないが、基板１０がウェハー状態である場合は、工程（Ｓ１２）の後に、被切断部をエッチング等により切断して、枠部から基板１０を分離させる（チップ化する）。
【０１０５】
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。
【０１０６】
圧電駆動装置１００の製造方法では、平面視において基板１０の外周に沿うように、第１電極３２と電気的に接続される第２配線層５２を形成する工程（Ｓ８）と、第２配線層含む層を覆うように、無電解めっき層である導電層６０を形成する工程（Ｓ１１）と、を含む。そのため、圧電駆動装置１００の製造方法では、高出力化を図ることができる圧電駆動装置１００を製造することができる。
【０１０７】
３．  圧電駆動装置の変形例
次に、本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、本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る。なお、便宜上、図１７では、第１圧電振動体１０１および第２圧電振動体１０２を簡略
化して図示している。
【０１０８】
以下、本実施形態の変形例に係る圧電駆動装置２００において、本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。
【０１０９】
上述した圧電駆動装置１００では、図２に示すように、第１圧電振動体１０１および第２圧電振動体１０２を、１つずつ含んでいた。これに対し、圧電駆動装置２００では、第１圧電振動体１０１および第２圧電振動体１０２の各々を、複数含んでいる。
【０１１０】
圧電駆動装置２００では、第１圧電振動体１０１および第２圧電振動体１０２は、接合体２１０を構成している。接合体２１０は、金属層７０を有している。接合体２１０は、複数設けられている。図示の例では、接合体２１０は、３つ設けられている。接合体２１０は、基板１０の厚さ方向に複数積層されている。
【０１１１】
隣り合う接合体２１０において、一方の接合体２１０の金属層７０と、他方の接合体２１０の金属層７０とは、接合されている。例えば、金属層７０が金層である場合、一方の接合体２１０の金属層７０と、他方の接合体２１０の金属層７０とは、金属結合（Ａｕ−Ａｕ接合）によって接合されている。これにより、接着剤を用いずに、隣り合う接合体２１０を強固に接合させることができる。なお、図示はしないが、一方の接合体２１０の金属層７０と、他方の接合体２１０の金属層７０とは、導電性接着剤によって接合されていてもよい。
【０１１２】
圧電駆動装置２００では、接合体２１０は、基板１０の厚さ方向に複数積層されている。そのため、圧電駆動装置２００では、接合体２１０が１つしか構成されていない場合に比べて、より高出力化を図ることができる。
【０１１３】
４．  圧電駆動装置を用いた装置
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、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。
【０１１４】
４．１．  ロボット
図１８は、圧電駆動装置１００を利用したロボット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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
図１９は、図１８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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
４．２．  ポンプ
図２０は、圧電駆動装置１００を利用した送液ポンプ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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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】
【０１２３】
２…接着剤、４…ローター、４ａ…中心、１０…基板、１０ａ…第１面、１０ｂ…第２面、１０ｃ…第３面、１２…振動体部、１２ａ…凹部、１４…支持部、１４ａ…辺、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、３３…第１導電層、３４…圧電体層、３５…絶縁層、３６…第２電極、３７…第２導電層、４０…第１絶縁層、４０ａ…コンタクトホール、４２…第２絶縁層、４２ａ…コンタクトホール、４４…第３絶縁層、５０…第１配線層、５１…無電解めっき層、５２…第２配線層、５２ａ…第１部分、５２ｂ…第２部分、５２ｂ１…第１パート、５２ｂ２…第２パート、５２ｂ３…第３パート、６０…導電層、６２…Ｎｉ−Ｐ層、６４…パラジウム層、６６…金層、７０…金属層、８０，８２，８４，８６…端子、１００…圧電駆動装置、１０１…第１圧電振動体、１０２…第２圧電振動体、１１０…駆動回路、１２０…フレキシブル基板、１２２…絶縁基板、１２４…配線層、１３０…モーター、２００…圧電駆動装置、２１０…接合体、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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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