(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と、前記第１電極上に設けられた圧電体層と、前記圧電体層上に設けられた第２電極と、を有する圧電素子と、
前記第２電極と電気的に接続された第１配線層と、
前記第１電極と電気的に接続された第２配線層と、
前記第１配線層と前記圧電素子との間、および前記第２配線層上に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層に形成されたコンタクトホールに設けられ、前記第１電極と前記第２配線層とを電気的に接続するコンタクト部と、
を備え、
前記絶縁層は、
無機絶縁層と、
前記第１配線層および前記第２配線層と、前記無機絶縁層と、の間に設けられた有機絶縁層と、
を有し、
平面視において、前記圧電体層および前記第２電極は、前記第１電極の外縁の内側に位置し、
前記コンタクト部は、１つの前記圧電素子に対して複数設けられ、
複数の前記コンタクト部は、平面視において、前記第２電極の周囲に設けられている、モーター用圧電駆動装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記有機絶縁層の材質は、エポキシ樹脂である、モーター用圧電駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記無機絶縁層の材質は、酸化アルミニウムである、モーター用圧電駆動装置。
【請求項４】
第１電極と、前記第１電極上に設けられた圧電体層と、前記圧電体層上に設けられた第２電極と、を有する圧電素子を形成する工程と、
前記圧電素子を覆うように、無機絶縁層を成膜する工程と、
前記無機絶縁層上に有機絶縁層を成膜する工程と、
前記無機絶縁層および前記有機絶縁層に複数のコンタクトホールを形成する工程と、
前記有機絶縁層上であって前記有機絶縁層に接し、前記コンタクトホールを介して前記前記第２電極と電気的に接続する第１配線層および前記第１電極と電気的に接続する第２配線層を形成する工程と、
を含み、
前記圧電素子を形成する工程では、
平面視において、前記圧電体層および前記第２電極を、前記第１電極の外縁の内側に位置するように形成し、
前記第２配線層を形成する工程では、
前記コンタクトホールに、前記第１電極と前記第２配線層とを電気的に接続するコンタクト部を形成し、
前記コンタクト部は、１つの前記圧電素子に対して複数形成され、
複数の前記コンタクト部は、平面視において、前記第２電極の周囲に形成される、モーター用圧電駆動装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記有機絶縁層を成膜する工程は、感光性を有する材料を用いて前記有機絶縁層を形成する、モーター用圧電駆動装置の製造方法。
【請求項６】
請求項４または５において、
前記コンタクトホールを形成する工程は、
前記有機絶縁層に第１貫通孔を形成するステップと、
前記第１貫通孔が形成された前記有機絶縁層をマスクとして前記無機絶縁層をエッチングし、前記無機絶縁層に前記第１貫通孔と連通する第２貫通孔を形成するステップと、
を含む、モーター用圧電駆動装置の製造方法。
【請求項７】
請求項５または６において、
前記無機絶縁層を形成する工程では、
前記無機絶縁層をＡＬＣＶＤ法によって成膜する、モーター用圧電駆動装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のモーター用圧電駆動装置と、
前記モーター用圧電駆動装置によって回転されるローターと、
を有する、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３のいずれか１項に記載のモーター用圧電駆動装置と、
を有する、ロボット。
【請求項１０】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のモーター用圧電駆動装置と、
液体を輸送するチューブと、
前記モーター用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、
を有する、ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モーター用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。
【０００３】
例えば特許文献１には、圧電素子を、ＡＬＣＶＤ法により形成された酸化アルミニウム層で覆うことが記載されている。また、特許文献２には、圧電素子を、有機系材料の保護層で覆うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−９１２７２号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２４２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、酸化アルミニウム層の層間絶縁性が不十分であるため、例えば、圧電素子の下部電極と、圧電素子の上部電極に接続された配線層と、が酸化アルミニウム層を挟んで設けられている場合に、両者が短絡してしまうことがあった。この短絡を防止するために、酸化アルミニウム層の厚膜化も考えられるが、ＡＬＣＶＤ法による成膜は、成膜速度が遅く、スループットやコストの観点で現実的ではない。
【０００６】
また、特許文献２に記載の技術では、有機系材料の保護層の水分バリア性が不十分であるため、圧電体層の側面において水分を介して下部電極と上部電極とが短絡してしまうことがあった。
【０００７】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、圧電素子の電極間の短絡を抑制することができるモーター用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、圧電素子の電極間の短絡を抑制することができるモーター用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、上記のモーター用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】
【０００８】
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。
【０００９】
［適用例１］
本発明に係るモーター用圧電駆動装置の一態様は、
第１電極と、前記第１電極上に設けられた圧電体層と、前記圧電体層上に設けられた第２電極と、を有する圧電素子と、
前記第１電極または前記第２電極と電気的に接続された配線層と、
前記配線層と前記圧電素子との間に設けられた絶縁層と、
を含み、
前記絶縁層は、
前記圧電素子側に設けられた無機絶縁層と、
前記配線層側に設けられ、前記配線層と接している有機絶縁層と、
を有する。
【００１０】
このようなモーター用圧電駆動装置では、水分バリア性の高い無機絶縁層によって、圧電体層の側面に水分が付着することを抑制することができる。さらに、このようなモーター用圧電駆動装置では、有機絶縁層によって、例えば第１電極と第１配線層との層間絶縁性を高くすることできる。したがって、このようなモーター用圧電駆動装置では、圧電素子の第１電極と第２電極との間の短絡を抑制することができる。
【００１１】
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。
【００１２】
［適用例２］
適用例１において、
前記有機絶縁層は、感光性を有してもよい。
【００１３】
このようなモーター用圧電駆動装置では、有機絶縁層は、レジストやエッチングを用いなくても、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。そのため、このようなモーター用圧電駆動装置では、低コスト化を図ることができる。
【００１４】
［適用例３］
適用例１または２において、
前記有機絶縁層の材質は、エポキシ樹脂であってもよい。
【００１５】
このようなモーター用圧電駆動装置では、有機絶縁層の材質がアクリル樹脂である場合に比べて、第１配線層のエレクトロマイグレーションを抑制することができる。
【００１６】
［適用例４］
適用例１ないし３のいずれか１例において、
前記無機絶縁層の材質は、酸化アルミニウムであってもよい。
【００１７】
このようなモーター用圧電駆動装置では、無機絶縁層によって、圧電体層の側面に水分が付着することを抑制することができる。
【００１８】
［適用例５］
本発明に係る圧電駆動装置の製造方法の一態様は、
第１電極と、前記第１電極上に設けられた圧電体層と、前記圧電体層上に設けられた第２電極と、を有する圧電素子を形成する工程と、
前記圧電素子を覆うように、無機絶縁層を成膜する工程と、
前記無機絶縁層上に有機絶縁層を成膜する工程と、
前記無機絶縁層および有機絶縁層にコンタクトホールを形成する工程と、
前記有機絶縁層上であって前記有機絶縁層に接し、前記コンタクトホールを介して前記
第１電極または前記第２電極と電気的に接続する配線層を形成する工程と、
を含む。
【００１９】
このようなモーター用圧電駆動装置の製造方法では、圧電素子の第１電極と第２電極と間の短絡を抑制することができるモーター用圧電駆動装置を製造することができる。
【００２０】
［適用例６］
適用例５において、
前記コンタクトホールを形成する工程は、
前記有機絶縁層に第１貫通孔を形成する工程と、
前記第１貫通孔が形成された前記有機絶縁層をマスクとして前記無機絶縁層をエッチングし、前記無機絶縁層に前記第１貫通孔と連通する第２貫通孔を形成する工程と、
を有する。
【００２１】
このようなモーター用圧電駆動装置の製造方法では、レジストをマスクとすることなく、無機絶縁層に第２貫通孔を形成することができ、低コスト化を図ることができる。
【００２２】
［適用例７］
適用例５または６において、
前記無機絶縁層を形成する工程では、
前記無機絶縁層をＡＬＣＶＤ法によって成膜してもよい。
【００２３】
このようなモーター用圧電駆動装置の製造方法では、例えばスパッタ法やＣＶＤ法で無機絶縁層を成膜する場合に比べて、無機絶縁層の密度を高くすることができる。
【００２４】
［適用例８］
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例に記載のモーター用圧電駆動装置と、
前記モーター用圧電駆動装置によって回転されるローターと、
を含む。
【００２５】
このようなモーターでは、本発明に係るモーター用圧電駆動装置を含むことができる。
【００２６】
［適用例９］
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例に記載のモーター用圧電駆動装置と、
を含む。
【００２７】
このようなロボットでは、本発明に係るモーター用圧電駆動装置を含むことができる。
【００２８】
［適用例１０］
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例に記載のモーター用圧電駆動装置と、
液体を輸送するチューブと、
前記モーター用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。
【００２９】
このようなポンプでは、本発明に係るモーター用圧電駆動装置を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施形態に係るモーター用圧電駆動装置を模式的に示す平面図。
【図２】本実施形態に係るモーター用圧電駆動装置を模式的に示す断面図。
【図３】本実施形態に係るモーター用圧電駆動装置を模式的に示す断面図。
【図４】本実施形態に係るモーター用圧電駆動装置を説明するための等価回路を示す図。
【図５】本実施形態に係るモーター用圧電駆動装置の動作を説明するための図。
【図６】本実施形態に係るモーター用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７】本実施形態に係るモーター用圧電駆動装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図８】本実施形態に係るモーター用圧電駆動装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図９】本実施形態に係るモーター用圧電駆動装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１０】実験例に用いたサンプルを模式的に示す断面図。
【図１１】実験例に用いたサンプルの絶縁層の材質および厚さを示す表。
【図１２】印加電圧とリーク電流の密度との関係を示すグラフ。
【図１３】実験例に用いたサンプルの絶縁層の材質および厚さを示す表。
【図１４】パルス印加時間と破壊発生率との関係を示す表。
【図１５】パルス印加時間と破壊発生率との関係を示すグラフ。
【図１６】パルス印加時間と破壊発生率との関係を示すグラフ。
【図１７】パルス印加時間と破壊発生率との関係を示すグラフ。
【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】
【００３１】
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。
【００３２】
１．  モーター用圧電駆動装置
まず、本実施形態に係るモーター用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、本実施形態に係るモーター用圧電駆動装置１００を模式的に示す平面図である。図２は、本実施形態に係るモーター用圧電駆動装置１００を模式的に示す図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【００３３】
モーター用圧電駆動装置１００は、図１および図２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および第２配線層５２を構成する第１導電層５４と、第２導電層５６と、を含む。なお、便宜上、図１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。
【００３４】
基板１０は、例えば、シリコン基板１０ａと、シリコン基板１０ａ上に設けられた下地層１０ｂと、から構成されている。下地層１０ｂは、絶縁層である。下地層１０ｂは、例
えば、シリコン基板１０ａ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る。
【００３５】
基板１０は、図１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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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、１ｎｍ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。
【００３９】
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、モーター用圧電駆動装置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り、さらに駆動電圧が高くなる場合がある。
【００４０】
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。
【００４１】
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、Ｎｉ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１０
μｍ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。
【００４２】
圧電素子３０は、図１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。
【００４３】
第１絶縁層４０は、図２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は、第１配線層５０と圧電素子３０との間に設けられている。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。
【００４４】
無機絶縁層４０ａは、圧電素子３０側に設けられている。図示の例では、無機絶縁層４０ａは、第１電極３２の上面、圧電体層３４の側面、ならびに第２電極３６の上面および側面に設けられている。
【００４５】
無機絶縁層４０ａの厚さは、例えば、３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。無機絶縁層４０ａの厚さが３０ｎｍより小さい場合は、無機絶縁層４０ａの水分バリア性が不十分となる場合がある。無機絶縁層４０ａの厚さが２００ｎｍより大きい場合は、無機絶縁層４０ａによって振動体部１２の振動が阻害される場合がある。
【００４６】
無機絶縁層４０ａの材質は、例えば、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）である。無機絶縁層４０ａの材質が酸化アルミニウムの場合、無機絶縁層４０ａの厚さは、例えば、９０ｎｍである。無機絶縁層４０ａの材質が酸化アルミニウムの場合、無機絶縁層の密度は、例えば、２ｇ／ｃｍ３以上４ｇ／ｃｍ３以下である。具体的には、無機絶縁層４０ａを、ＡＬＣＶＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で形成した場合、密度は３．２ｇ／ｃｍ３であり、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で成膜した場合、密度は２．８ｇ／ｃｍ３である。無機絶縁層の密度は、例えば、Ｘ線解析装置ＡＴＸ−Ｇ（リガク社製）を用いてＸ線反射率測定法により求めることができる。
【００４７】
なお、無機絶縁層４０ａの材質は、酸化タンタル（ＴａＯｘ）であってもよい。無機絶縁層４０ａの材質が酸化タンタルの場合、無機絶縁層４０ａの厚さは、例えば、５０ｎｍである。無機絶縁層４０ａの材質が酸化タンタルの場合、無機絶縁層の密度は、例えば、６ｇ／ｃｍ３以上９ｇ／ｃｍ３以下である。具体的には、無機絶縁層４０ａを、ＡＬＣＶＤ法で形成した場合、密度は８．２ｇ／ｃｍ３であり、ＣＶＤ法で成膜した場合、密度は７ｇ／ｃｍ３である。
【００４８】
また、無機絶縁層４０ａの材質は、酸化ハフニウム（ＨｆＯｘ）であってもよい。無機絶縁層４０ａの材質が酸化ハフニウムの場合、無機絶縁層４０ａの厚さは、例えば、５０ｎｍである。無機絶縁層４０ａの材質が酸化タンタルの場合、無機絶縁層の密度は、例えば、８ｇ／ｃｍ３以上１０ｇ／ｃｍ３以下である。具体的には、無機絶縁層４０ａを、ＡＬＣＶＤ法で形成した場合、密度は９．２ｇ／ｃｍ３である。
【００４９】
有機絶縁層４０ｂは、第１配線層５０側に設けられ、第１配線層５０と接している。図示の例では、有機絶縁層４０ｂは、第２配線層５２とも接している。有機絶縁層４０ｂは
、無機絶縁層４０ａ上に設けられている。
【００５０】
有機絶縁層４０ｂの厚さは、例えば、１μｍ以上１０μｍ以下である。有機絶縁層４０ｂの厚さが１μｍより小さいと、第１電極３２と第１配線層５０との間の距離（図２に示す距離Ｄ）が小さくなり、第１電極３２と第１配線層５０とが短絡する場合がある。有機絶縁層４０ｂの厚さが１０μｍより大きいと、モーター用圧電駆動装置１００の厚さが大きくなり小型化が図れない場合がある。
【００５１】
有機絶縁層４０ｂは、感光性を有する。「感光性」とは、物質が光によって化学反応を引き起こす性質のことである。具体的には、有機絶縁層４０ｂは、レジストやエッチングを用いなくても、露光、現像、およびベーク（熱処理）によってパターニングすることができる。なお、有機絶縁層４０ｂは、感光性を有していなくてもよい。
【００５２】
有機絶縁層４０ｂの材質は、例えば、エポキシ樹脂である。有機絶縁層４０ｂの材質がエポキシ樹脂の場合、有機絶縁層４０ｂは、ネガ型の感光性（露光されると現像液に対して溶解性が低下し、現像後に露光部分が残る性質）を有する。有機絶縁層４０ｂの材質がエポキシ樹脂の場合、有機絶縁層４０ｂの厚さは、例えば、２．５μｍである。
【００５３】
なお、有機絶縁層４０ｂの材質は、例えば、アクリル樹脂であってもよい。有機絶縁層４０ｂの材質がアクリル樹脂の場合、有機絶縁層４０ｂは、ポジ型の感光性（露光されると現像液に対して溶解性が増大し、現像後に露光部分が除去される性質）を有する。有機絶縁層４０ｂの材質がアクリル樹脂の場合、有機絶縁層４０ｂの厚さは、例えば、３μｍである。
【００５４】
第１導電層５４は、第１絶縁層４０上に（有機絶縁層４０ｂ上に）設けられている。第１導電層５４は、例えば、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、から構成されている。第１導電層５４は、さらに、チタンタングステン層と第１絶縁層４０との間に設けられた導電性の密着層を有していてもよい。該密着層のような導電性の層は、第１導電層５４とみなすことができる。
【００５５】
第１導電層５４は、第１配線層５０および第２配線層５２を構成している。第１配線層５０は、第２電極３６の上方に設けられている。図示の例では、第１配線層５０は、さらに、第１電極３２の上方にも設けられている。第１配線層５０は、第１コンタクト部６０を介して、第２電極３６と電気的に接続されている。第２配線層５２は、第１電極３２の上方に設けられている。第２配線層５２は、第１コンタクト部６０を介して、第１電極３２と電気的に接続されている。第１コンタクト部６０は、第１絶縁層４０に形成された第１コンタクトホール４１に設けられている。第１コンタクト部６０は、第１導電層５４と一体的に設けられている。
【００５６】
ここで、図３は、第２配線層５２と第１電極３２とを電気的に接続する第１コンタクト部６０の位置を説明するための平面図である。第２配線層５２と第１電極３２とを電気的に接続する第１コンタクト部６０は、図３に示すように、平面視において、第２電極３６の周囲に複数設けられている。このように第２配線層５２と第１電極３２とを電気的に接続する第１コンタクト部６０を、第２電極３６の周囲に複数設けることにより、第２配線層５２と第１電極３２とを電気的に接続する第１コンタクト部６０全体の抵抗を低くすることができる。
【００５７】
例えば液体噴射ヘッドに用いられる圧電素子の場合では、電極の抵抗はそれほど問題にならず、上記のような構成を有する必要がない。さらに、液体噴射ヘッドに用いられる圧電素子の場合では、平面視において、第１電極の面積を圧電体層の面積よりも小さくして
もよい。さらに、液体噴射ヘッドに用いられる圧電素子の場合では、層間絶縁層である第１絶縁層を設ける必要がない。
【００５８】
第２絶縁層４２は、図２に示すように、第１絶縁層４０上および第１導電層５４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。第２絶縁層４２の厚さは、例えば、有機絶縁層４０ｂと同じである。
【００５９】
第２導電層５６は、第２絶縁層４２上に設けられている。第２導電層５６の材質は、例えば、第１導電層５４の材質と同じである。第２導電層５６は、第２コンタクト部６２を介して、第１導電層５４と電気的に接続されている。第２コンタクト部６２は、第２絶縁層４２に形成された第２コンタクトホール４３に設けられている。第２コンタクト部６２は、第２導電層５６と一体的に設けられている。
【００６０】
なお、図示はしないが、第２絶縁層４２上および第２導電層５６上に、第３絶縁層が設けられていてもよい。第３絶縁層の材質は、第２絶縁層と同じであってもよい。第３絶縁層の厚さは、第２絶縁層の厚さよりも大きくてもよい。
【００６１】
図４は、モーター用圧電駆動装置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４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。
【００６２】
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、モーター用圧電駆動装置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。
【００６３】
なお、電界の向きは、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。
【００６４】
図５は、モーター用圧電駆動装置１００の振動体部１２の動作を説明するための図である。モーター用圧電駆動装置１００の接触部２０は、図５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。
【００６５】
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。
【００６６】
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、モーター用圧電駆動装置１００は、効率よくローター４を回転させることができる。
【００６７】
図５に示すように、本実施形態に係るモーター１２０は、本発明に係るモーター用圧電駆動装置（図示の例ではモーター用圧電駆動装置１００）と、モーター用圧電駆動装置１００によって回転されるローター４と、を含む。
【００６８】
モーター用圧電駆動装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００６９】
モーター用圧電駆動装置１００では、第１絶縁層４０は、圧電素子３０側に設けられた無機絶縁層４０ａと、第１配線層５０側に設けられ、第１配線層５０と接している有機絶縁層４０ｂと、を有する。そのため、モーター用圧電駆動装置１００では、水分バリア性の高い（水分透過性が低い）無機絶縁層４０ａによって、圧電体層３４の側面に水分が付着することを抑制することができる。これにより、モーター用圧電駆動装置１００では、圧電体層３４の側面において水分を介して第１電極３２と第２電極３６とが短絡することを抑制することができる。
【００７０】
さらに、モーター用圧電駆動装置１００では、有機絶縁層４０ｂによって、第１電極３２と第１配線層５０との層間絶縁性を高くすることできる。すなわち、有機絶縁層４０ｂを設けることにより、有機絶縁層４０ｂを設けない場合に比べて、第１電極３２と第１配線層５０との間の距離Ｄを大きくすることができ、第１電極３２と第１配線層５０とが短絡することを抑制することができる。
【００７１】
したがって、モーター用圧電駆動装置１００では、圧電素子３０の電極３２，３６間の短絡を抑制することができる。その結果、モーター用圧電駆動装置１００では、圧電素子３０の耐久性を向上させることができる。
【００７２】
なお、第１電極３２と第１配線層５０との間の短絡を防止するために、無機絶縁層４０ａの厚膜化も考えられるが、ＡＬＣＶＤ法による成膜は、成膜速度が遅く、コストが高い。一方、有機絶縁層４０ｂは、例えばスピンコート法により成膜されることができ、成膜速度が速く、低コスト化を図ることができる。
【００７３】
さらに、モーター用圧電駆動装置１００では、第１配線層５０は、有機絶縁層４０ｂと接しているため、第１配線層５０の第１絶縁層４０に対する密着性を向上させることができる。同様に、モーター用圧電駆動装置１００では、第２配線層５２の第１絶縁層４０に対する密着性を向上させることができる。例えば、第１配線層５０が無機絶縁層と接していると、第１配線層５０が剥がれてしまう場合がある。ここで、第１配線層がチタンタングステン層および銅層からなる場合、第１配線層には引っ張り応力が生じる。一方、無機絶縁層の材質が酸化アルミニウムである場合、無機絶縁層には圧縮応力が生じる。したがって、第１配線層が無機絶縁層と接する場合、第１配線層と無機絶縁層との界面では反対方向の応力が生じ、第１配線層は、無機絶縁層から剥がれ易くなる。モーター用圧電駆動装置１００では、第１配線層５０は、有機絶縁層４０ｂと接しているため、第１配線層５０に生じる応力を、無機絶縁層に比べて柔らかい有機絶縁層４０ｂで緩和することでき、
第１配線層５０の剥がれを抑制することができる。
【００７４】
なお、第１配線層や無機絶縁層に生じる応力は、例えば、各層を直接シリコンウェハーに成膜させたたときのシリコンウェハーの反り量から求めることができる。
【００７５】
モーター用圧電駆動装置１００では、有機絶縁層４０ｂは、感光性を有する。そのため、有機絶縁層４０ｂは、レジストやエッチングを用いなくても、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。そのため、モーター用圧電駆動装置１００では、低コスト化を図ることができる。
【００７６】
モーター用圧電駆動装置１００では、有機絶縁層４０ｂの材質は、エポキシ樹脂である。そのため、モーター用圧電駆動装置１００では、有機絶縁層４０ｂの材質がアクリル樹脂である場合に比べて、第１導電層５４のイオンマイグレーションを抑制することができる。例えば、有機絶縁層４０ｂの材質がアクリル樹脂である場合は、水と反応し、銅イオンを溶出させる塩素等の物質が含まれているため、イオンマイグレーションが起こり易い。有機絶縁層４０ｂの材質がエポキシ樹脂である場合は、このような問題を回避することができる。さらに、モーター用圧電駆動装置１００では、有機絶縁層４０ｂの材質がアクリル樹脂である場合に比べて、有機絶縁層４０ｂと第１導電層５４との密着性を向上させることができる。
【００７７】
モーター用圧電駆動装置１００では、無機絶縁層４０ａの材質は、酸化アルミニウムである。そのため、モーター用圧電駆動装置１００では、無機絶縁層４０ａによって、圧電体層３４の側面に水分が付着することを抑制することができる。
【００７８】
モーター用圧電駆動装置１００では、無機絶縁層４０ａの材質は、酸化タンタルであってもよい。酸化タンタルの相対密度は、酸化アルミニウムの相対密度よりも高いので、無機絶縁層４０ａの水分バリア性を、より高めることができる。
【００７９】
モーター用圧電駆動装置１００では、無機絶縁層４０ａの材質は、酸化ハフニウムであってもよい。酸化ハフニウムの相対密度は、酸化アルミニウムや酸化タンタルの相対密度よりも高いので、無機絶縁層４０ａの水分バリア性を、よりいっそう高めることができる。
【００８０】
なお、上記では、第１配線層５０が第２電極３６と電気的に接続され、第２配線層５２が第１電極３２と電気的に接続されている例について説明したが、本発明に係るモーター用圧電駆動装置は、第１配線層５０が第１電極３２と電気的に接続され、第２配線層５２が第２電極３６と電気的に接続されていてもよい。
【００８１】
２．  モーター用圧電駆動装置の製造方法
次に、本実施形態に係るモーター用圧電駆動装置１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図６は、本実施形態に係るモーター用圧電駆動装置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７〜図９は、本実施形態に係るモーター用圧電駆動装置１００の製造工程を模式的に示す断面図である。
【００８２】
図７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。なお、基板１０は、例えば、シリコン基板１０ａ上に、スパッタ法やＣＶＤ法によって下地層１０ｂを形成することによって得られる。
【００８３】
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、例えば、７００℃〜８００℃の熱処理により行われる。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
図８に示すように、圧電素子３０を覆うように、無機絶縁層４０ａを成膜する（Ｓ４）。無機絶縁層４０ａは、例えば、ＡＬＣＶＤ法によって成膜される。なお、無機絶縁層４０ａは、ＣＶＤ法によって成膜されてもよい。
【００８７】
次に、無機絶縁層４０ａ上に有機絶縁層４０ｂを成膜する（Ｓ５）。有機絶縁層４０ｂは、例えば、スピンコート法によって成膜される。
【００８８】
次に、有機絶縁層４０ｂをパターニングして、第１貫通孔４１ａを形成する（Ｓ６）。有機絶縁層４０ｂが感光性を有する場合、パターニングは、レジストやエッチングを用いずにフォトリソグラフィーによって行われる。
【００８９】
図９に示すように、無機絶縁層４０ａに、第１貫通孔４１ａと連通する第２貫通孔４１ｂを形成する（Ｓ７）。第２貫通孔４１ｂは、第１貫通孔４１ａが形成された有機絶縁層４０ｂをマスクとして、無機絶縁層４０ａをエッチングすることによって形成される。第１貫通孔４１ａおよび第２貫通孔４１ｂは、第１コンタクトホール４１となり、第１貫通孔４１ａおよび第２貫通孔４１ｂに第１コンタクトホール４１を形成することができる。
【００９０】
以上の工程により、第１コンタクトホール４１が形成された第１絶縁層４０を形成することができる。
【００９１】
図２に示すように、有機絶縁層４０ｂ上であって有機絶縁層４０ｂと接するように、第１配線層５０および第２配線層５２を構成する第１導電層５４を形成する（Ｓ８）。第１導電層５４は、例えば、スパッタ法による成膜およびパターニングにより形成される。本工程において、第１導電層５４と一体的に第１コンタクトホール４１に第１コンタクト部６０を形成することができる。
【００９２】
次に、第１導電層５４上に第２絶縁層４２を成膜する（Ｓ９）。第２絶縁層４２は、例えば、有機絶縁層４０ｂと同じ方法で成膜される。
【００９３】
次に、第２絶縁層４２に第２コンタクトホール４３を形成する（Ｓ１０）。第２コンタクトホール４３は、例えば、第１貫通孔４１ａと同じ方法で形成される。
【００９４】
次に、第２絶縁層４２上に第２導電層５６を形成する（Ｓ１１）。第２導電層５６は、例えば、第１導電層５４と同じ方法で形成される。本工程において、第２導電層５６と一体的に、第２コンタクトホール４３に第２コンタクト部６２を形成することができる。
【００９５】
以上の工程により、モーター用圧電駆動装置１００を製造することができる。
【００９６】
モーター用圧電駆動装置１００の製造方法は、例えば、以下の特徴を有する。
【００９７】
モーター用圧電駆動装置１００の製造方法では、上記のように、圧電素子３０の電極３２，３６間の短絡を抑制することができるモーター用圧電駆動装置１００を製造することができる。
【００９８】
モーター用圧電駆動装置１００の製造方法では、第１コンタクトホール４１を形成する工程は、有機絶縁層４０ｂに第１貫通孔４１ａを形成する工程と、第１貫通孔４１ａが形成された有機絶縁層４０ｂをマスクとして無機絶縁層４０ａをエッチングし、無機絶縁層４０ａに第１貫通孔４１ａと連通する第２貫通孔４１ｂを形成する工程と、を有する。そのため、モーター用圧電駆動装置１００の製造方法では、レジストをマスクとすることなく、無機絶縁層４０ａに第２貫通孔４１ｂを形成することができ、低コスト化を図ることができる。
【００９９】
モーター用圧電駆動装置１００の製造方法では、無機絶縁層４０ａをＡＬＣＶＤ法によって成膜する。そのため、モーター用圧電駆動装置１００の製造方法では、例えばスパッタ法やＣＶＤ法で無機絶縁層４０ａを成膜する場合に比べて、無機絶縁層４０ａの密度を高くすることができる。これにより、モーター用圧電駆動装置１００の製造方法では、水分バリア性の高い無機絶縁層４０ａを成膜することができる。
【０１００】
３．  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。
【０１０１】
３．１．  絶縁耐久試験
３．１．１．  サンプル
本実験では、図１０に示すような、サンプルを用いて実験を行った。図１０に示すように、シリコン基板１１１上に第１電極１３２を形成し、第１電極１３２上に絶縁層１４０を成膜し、絶縁層１４０にコンタクトホール１４１を形成し、絶縁層１４０上に第２電極１３６を形成した。
【０１０２】
絶縁層１４０を図１１に示すように５水準に振った。サンプルＡでは、絶縁層１４０として、アクリル樹脂（商品名：ＰＮ−０３２４Ｄ、東京応化工業社製）を３μｍ成膜した。サンプルＢでは、絶縁層１４０として、エポキシ樹脂（商品名：ＴＭＭＲ−Ｓ２０００ＬＶ、東京応化工業社製）を２．５μｍ成膜した。サンプルＣでは、絶縁層１４０として、酸化アルミニウムを９０μｍ成膜した。サンプルＤでは、絶縁層１４０として、酸化アルミニウムを９０μｍ成膜した後、アクリル樹脂を３μｍ成膜した。サンプルＥでは、絶縁層１４０として、酸化アルミニウムを９０μｍ成膜した後、エポキシ樹脂を２．５μｍ成膜した。
【０１０３】
３．１．２．  試験結果
上記のようなサンプルＡ〜Ｅにおいて、第１電極１３２および第２電極１３６にプローブを接触させ、第１電極１３２と第２電極１３６との間に電圧を印加して、リーク電流を測定した。図１２は、印加電圧とリーク電流の密度との関係を示すグラフである。
【０１０４】
図１２に示すように、サンプルＣでは、８０Ｖ未満で絶縁破壊が起こった。したがって、絶縁層１４０として酸化アルミニウムを９０μｍ成膜しただけでは、絶縁層１４０の層間絶縁性が低いことがわかった。サンプルＡ，Ｂ，Ｄ，Ｅでは、１００Ｖ印加しても絶縁
破壊は確認させなかった。
【０１０５】
３．２．  パルス耐久試験
３．２．１．  サンプル
本実験では、上述した図２に示すような、サンプルを用いて実験を行った。ただし、サンプルＦ〜Ｊは、第２絶縁層４２、第２導電層５６、および第２コンタクト部６２は、形成されていない（１層構造）。サンプルＫ，Ｌは、第２絶縁層４２、第２導電層５６、および第２コンタクト部６２が形成されている（２層構造）。
【０１０６】
図１３に示すように、サンプルＦ〜Ｊの第１絶縁層は、それぞれサンプルＡ〜Ｅの絶縁層１４０と同じ材質および厚さとした。サンプルＫの第１絶縁層としては、酸化アルミニウムを９０μｍ成膜した後、アクリル樹脂を３μｍ成膜した。サンプルＫの第２絶縁層としては、アクリル樹脂を３μｍ成膜した。サンプルＬの第１絶縁層としては、酸化アルミニウムを９０μｍ成膜した後、エポキシ樹脂を２．５ｍ成膜した。サンプルＬの第２絶縁層としては、エポキシ樹脂を２．５μｍ成膜した。
【０１０７】
３．２．２．  試験結果
上記のようなサンプルＦ〜Ｌにおいて、室温にて、正弦波２０ｋＨｚ、振幅１００Ｖ（０〜１００Ｖ）の波形を、各々４０個（Ｎ＝４０）のサンプルに印加した。具体的には、上記の波形を第１電極をグラントとして第２電極に印加した。そして、印加時間に対する破壊発生率の関係について調査した。図１４は、パルス印加時間と破壊発生率との関係を示す表である。図１５は、サンプルＦ〜Ｊにおいて、パルス印加時間と破壊発生率との関係を示すグラフである。図１６は、図１５の一部を拡大したグラフであって、サンプルＦ，Ｇのみを示している。図１７は、サンプルＫ，Ｌにおいて、パルス印加時間と破壊発生率との関係を示すグラフである。なお、「破壊」とは、第１電極と第２電極とが短絡した状態をいう。
【０１０８】
図１４〜図１７に示すように、サンプルＦ，Ｇは、パルス印加時間５時間未満で、破壊発生率が５０％を超えた。これは、水分がアクリル樹脂またはエポキシ樹脂を透過して圧電体層の側面に付着し、第１電極と第２電極とが短絡したためである。したがって、第１絶縁層として有機絶縁層を成膜しただけでは、第１絶縁層の水分バリア性が低いことがわかった。サンプルＨは、「３．１．  絶縁耐久試験」と同様に、１００Ｖでは絶縁破壊が生じ全滅した。サンプルＩ〜Ｌでは、パルス印加時間が３００時間を越えても破壊は確認されなかった。
【０１０９】
４．  モーター用圧電駆動装置を用いた装置
本発明に係るモーター用圧電駆動装置は、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。本発明に係るモーター用圧電駆動装置は、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、本発明に係るモーター用圧電駆動装置として、モーター用圧電駆動装置１００を含む装置について説明する。
【０１１０】
４．１．  ロボット
図１８は、モーター用圧電駆動装置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。
【０１１１】
それぞれの関節部２０２０には、モーター用圧電駆動装置１００が内蔵されており、モーター用圧電駆動装置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にもモーター用圧電駆動装置１００が内蔵されており、モーター用圧電駆動装置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との間にもモーター用圧電駆動装置１００が設けられており、モーター用圧電駆動装置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。
【０１１２】
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、モーター用圧電駆動装置１００を備えており、モーター用圧電駆動装置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の根元の部分にモーター用圧電駆動装置１００が搭載されている。このため、モーター用圧電駆動装置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モーター用圧電駆動装置１００を適用可能である。
【０１１３】
ここで、手首の関節部２０２０やロボットハンド２０００の内部には、モーター用圧電駆動装置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、モーター用圧電駆動装置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。
【０１１４】
４．２．  ポンプ
図２０は、モーター用圧電駆動装置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、モーター用圧電駆動装置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。
【０１１５】
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。モーター用圧電駆動装置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、モーター用圧電駆動装置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。
【０１１６】
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、モーター用圧電駆動装置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。
【０１１７】
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】
【０１１８】
４…ローター、４ａ…中心、１０…基板、１０ａ…シリコン基板、１０ｂ…下地層、１２…振動体部、１２ａ…凹部、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、３４…圧電体層、３６…第２電極、４０…第１絶縁層、４０ａ…無機絶縁層、４０ｂ…有機絶縁層、４１…第１コンタクトホール、４１ａ…第１貫通孔、４１ｂ…第２貫通孔、４２…第２絶縁層、４３…第２コンタクトホール、５０…第１配線層、５２…第２配線層、５４…第１導電層、５６…第２導電層、６０…第１コンタクト部、６２…第２コンタクト部、１００…モーター用圧電駆動装置、１１０…駆動回路、１１１…シリコン基板、１２０…モーター、１３２…第１電極、１３６…第２電極、１４０…絶縁層、１４１…コンタクトホール、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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