(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電体層の一方の面に設けた少なくとも第１の電極層と、他方の面に少なくとも設けた第２の電極層と、前記各層の積層部はどちらか一方の面側に湾曲してなり、前記第１の電極層と第２の電極層の間に電界を加えて前記圧電体層を伸縮させ、前記積層部の両端部を結ぶ方向と同一方向に変位を得るアクチュエータの積層部が、２つ同一平面状に並列して配置されかつ同じ側の端部が固定され、他方側の端部において連結部を有し、各積層部は互いに反対方向に伸縮するように駆動され、連結部において回転運動を行うことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
圧電体層の一方の面に設けた少なくとも第１の電極層と、他方の面に少なくとも設けた第２の電極層と、前記各層の積層部はどちらか一方の面側に湾曲してなり、前記第１の電極層と第２の電極層の間に電界を加えて前記圧電体層を伸縮させ、前記積層部の両端部を結ぶ方向と同一方向に変位を得るアクチュエータの積層部が、２つ同一平面状に並列して配置されかつ互いに異なる側の端部が固定され、他方側の端部において連結部を有し、各電子部品を伸縮させる事により、連結部において回転運動を行うことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項３】
圧電体層の一方の面に設けた少なくとも第１の電極層と、他方の面に少なくとも設けた第２の電極層と、前記各層の積層部はどちらか一方の面側に湾曲してなり、前記第１の電極層と第２の電極層の間に電界を加えて前記圧電体層を伸縮させ、前記積層部の両端部を結ぶ方向と同一方向に変位を得るアクチュエータの両側の端部近傍は、２つの同じアクチュエータの凹曲面側を互いに対向させ、両側の突出部位のみを接着したことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項４】
２本の梁状部材は一方側の端部に互いの結合部を有し、結合部から長手方向へ互いに鋭角をなして位置しており、前記２本の梁状部材の間において、積層部が配され、前記積層部は、圧電体層の一方の面に設けた少なくとも第１の電極層と、他方の面に少なくとも設けた第２の電極層と、前記各層の積層部はどちらか一方の面側に湾曲してなり、前記積層部の両端はそれぞれ梁状部材と結合し、前記積層部の伸縮によって２本の梁状部材の成す角度を変化させることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項５】
２本の梁状部材は一方側の端部に互いの結合部を有し、結合部から長手方向へ互いに鋭角をなして位置しており、互いの他方側の端部は固定され、他方側の端部近傍においてはそれぞれ積層部が設けられ、前記積層部は、圧電体層の一方の面に設けた少なくとも第１の電極層と、他方の面に少なくとも設けた第２の電極層と、前記各層の積層部はどちらか一方の面側に湾曲してなり、前記積層部の両端を結ぶ方向と、前記梁状部材の長手方向とが平行以外の角度をなし、それぞれの積層部の変位方向が互いに逆になるよう駆動を行うことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項６】
２本の梁状部材の成す角の中央線と、積層部の両端を結ぶ方向とが直角である請求項５に記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば磁気記録装置内部のヘッドの移動や、光機器のシャッタの開閉等に用いられるアクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアクチュエータに関する技術としては、特許登録第２８８８２６１号等が知られている。
【０００３】
図２１は従来例のアクチュエータの斜視図である。梁３５２ａ、３５２ｂの両面にそれぞれ、圧電素子をはじめとする微小変位素子３５１ａ、３５１ｂ、３５１ｃ、３５１ｄが接着され、かつそれぞれの微小変位素子にリード線３５４ａ、３５４ｂ、３５４ｃ、３５４ｄ（３５４ｂ、３５４ｄは図示せず）が取り付けられている。また２本の梁３５２ａ、３５２ｂは両端において結合しており、一方の結合部において磁気ヘッド３５３が取り付けられ、他方の結合部においてヘッドアーム３５５に取り付けられている。
【０００４】
微小変位素子が圧電素子であって、その両面に電極が設けられている場合、また梁を導電性材料とした場合には、リード線と梁との間に電界を印加することにより、圧電素子は変形を生ずる。このとき圧電素子は、厚み方向の変形と同時に、圧電横効果によって長手方向にも変化を生ずる。圧電素子の変形に伴って梁の長さも変化するのであるが、この変化を各梁で逆向きに生じさせれば、すなわち一方の梁の長さが伸びた場合、他方が縮小するように駆動を行えば、磁気ヘッドの部位において回転変位が得られるのである。
【０００５】
また、バイモルフやユニモルフと呼ばれる貼り合わせ型アクチュエータが、一般に広く知られている。図２２は従来のユニモルフ型アクチュエータの斜視図であり、両面に電極が形成された圧電素子３６１と、シム３６２とが接着された構成となっている。シム３６２は一般にはステンレスや銅等の導電性の平板が用いられる。固定部材３６５上にはシム用配線パターン３６４とシム３６２とが当接して固定され、圧電素子３６１の表面の電極にはリード線３６３が取り付けられている。
【０００６】
シム用配線パターンとリード線間に電界を加えることによって、圧電素子が変形する。この時圧電素子は圧電横効果によって長手方向の変位を生ずるが、この変位はシムと接着されることによって屈曲変位に変換され、よってユニモルフ型アクチュエータの自由端において、アクチュエータの面方向と垂直方向に変位が得られる。なおこの変位は厳密に言えば、固定端を中心とする回転変位であるが、回転の影響よりも垂直変位の方がはるかに大きいため、通常はほぼ垂直変位とみなされる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のアクチュエータは、長手方向の変位を用いたものは一般に、変位量は正確である反面極めて小さく、より大きな変位を得るためには形状を大きくするか、または高い電圧を用いて駆動を行う必要があった。また貼り合わせ型アクチュエータは、圧電素子を用いたような固体アクチュエータの中では比較的大きい変位が得られる反面、外部からの振動に対して弱い。特にアクチュエータの面と垂直方向、すなわち変位と同方向から作用する外乱に対しては顕著であり、急激な加速によって駆動が困難となるといったような課題があった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するのでより外乱に対して強く、大きな変位量が得られるアクチュエータおよびその製造方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【００１０】
圧電体層とその両面の電極層をもつ貼り合わせ型アクチュエータにおいて、全体をいずれか一方の面側に湾曲した形状とするもので、湾曲したことによって変位方向は面に垂直な方向のみならず、アクチュエータの長手方向に対しても得られるようになり、外乱に対して最も弱い、面に垂直な方向と変位方向とをずらすことができ、よってより大きくかつ外乱に対して安定した変位が得られるという作用効果が得られる。また、この湾曲した形状のアクチュエータを用いた構造体を形成することにより、アクチュエータによって得られる長手方向の変位を変換するという作用効果が得られる。
【００１１】
なお、圧電体層と両電極層との積層部の一方の端部近傍を固定したので、積層部の自由端近傍において、固定部におけるアクチュエータ面と同一方向の変位が得られるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００１２】
なお、少なくとも圧電体層および両電極層を、例えばスパッタ法等によって厚みの小さい薄膜によって形成したので、アクチュエータ全体の小型化が図れると同時に、各層は薄い材料であるので大きな湾曲によっても破壊することなく、加えて薄膜の成膜条件によって各薄膜内部に異なった応力を持たせることができ、わざわざ部材を湾曲させたり、あるいは元々湾曲した部材に圧電体層等を形成するというような複雑な工程を経ることなく、容易にできるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００１３】
なお、第１の電極層と第２の電極層の材料を熱膨張係数の異なるものとしたことにより、成膜時の温度と常温での温度差によって生じる収縮が各電極層で異なるため、容易に湾曲した構造を現出できるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００１４】
なお、第１の電極層と第２の電極層とを同じ材料として、かつ内部応力を異なる材料としたので、双方の応力差によって容易に湾曲構造を現出でき、加えて圧電体層を挟む電極が同じ材料であるので、不要な電位差を生じることもなく経時的に安定であるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００１５】
なお、第１の電極層と第２の電極層の厚みを異ならせたので、例え同じ材料を用い、かつ内部の応力が同じ場合であっても互いの力に不均衡が生じるので、湾曲構造が容易に現出できるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００１６】
なお、硬化後に体積変化を発生する樹脂層を電極層表面に形成したので、薄膜に特別な配慮を加えなくてもこの体積変化によって容易に湾曲構造が現出でき、加えて電極表面を保護するという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００１７】
なお、樹脂層によって平板状弾性部材を電極層上に接着したものであって、平板状弾性部材によってアクチュエータ全体の強度が増すのみならず、平板状弾性部材を導電性材料とすれば電極としても機能するので、ハンドリングや実装が容易で、アクチュエータに所定の強度や共振周波数をもたせることができるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００１８】
なお、樹脂層の材料として例えばフォトレジストなどのように、塗布時において膜状の形状を有し、かつ硬化後も同様の形態を成す材料であるので、均一な樹脂層が得られてアクチュエータ特性がばらつかず、また薄膜である電極層の表面と均一に密着でき、加えて接着硬化後も同様に薄膜と均一な密着を保つことによって、積層部全体で一様な湾曲構造が得られ、さらに薄膜に対して局所的に異なった応力が加わることを防止できるので、割れなどの破壊を防止できるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００１９】
なお、電極層の熱膨張係数と平板状弾性部材の熱膨張係数とを異ならせたので、加熱接着のみによって容易に湾曲構造が得られ、また第１の電極層と第２の電極層を同じ材料とすれば、両者の間で不要な電位差が生じることを防止できて安定であるという作用効果も得られる構成としてもよい。
【００２０】
なお、圧電体層と電極層からなる積層部を並列して、一方の端部を固定部材に固定し、他方側の端部を連結し、各積層部が逆向きに変位するように駆動を行うアクチュエータであって、複数の積層部を有することによってアクチュエータ全体の駆動力や耐振性等が増し、また連結部は各積層部の長手方向に力を受け、かつこの力は逆向きに作用するので、湾曲した積層部の変位は連結部において回転変位に変換され、変位方向を変換できると同時に変位量が拡大されるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００２１】
なお、並列した積層部の互いに異なる側の端部に連結部を有し、別の側の端部同士にまたがる連結部を有するので、各積層部は同一方向の変位において駆動されるので、回路を含む駆動の方法が容易であり、また連結部の長さをより大きくできることによって変位拡大の効果を大きくできるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００２２】
なお、各積層部と連結部の間に切り欠き、貫通孔、溝等を設けることによって、この部分のみ剛性が低下してより回転変位がしやすくなり、変位拡大の効果が増すという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００２３】
なお、特に積層部が固定側端部から変位側端部にかけて幅が減少する形状を有しているので、共振周波数を高くできることに加え、幅が小さい部位では幅方向の湾曲の影響が小さくなって長手方向の湾曲がより主体的となるので、長手方向により大きな湾曲及び変位が可能となるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００２４】
なお、湾曲した同じアクチュエータの両端部近傍のみを接着した構成としたので、単一のアクチュエータに比べて駆動力、剛性が高く、また全面を接着したものよりも剛性は若干低下するものの変形を大きくできるので変位量が大きく、加えて各アクチュエータを同じ方向で変形させれば、長手方向以外の変位は規制され、長手方向のみに直線的な変位が得られるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００２５】
なお、アクチュエータを用いて連結部付きアクチュエータを構成したものであって、より外乱の影響を受けにくいアクチュエータを構成できるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００２６】
なお、アクチュエータを用いて連結部付きアクチュエータを構成したものであって、より外乱に対して強いアクチュエータを構成できるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００２７】
なお、一端が互いに結合されて鋭角をなす２本の梁にまたがる湾曲した積層部を設けたものであって、積層部の長手方向の変位によって２本の梁の成す角度を変化させることで、両梁の長さに応じて変位量が拡大されるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００２８】
なお、一端が互いに結合されて鋭角をなす２本の梁の他端側を別部材に固定しつつ、前記固定部近傍に湾曲した積層部をそれぞれの梁の長手方向と平行にならないように設け、積層部を互いに逆向きに変位させることにより、各梁は固定部を中心に回転運動を行い、もって梁の結合部において変位が拡大された回転移動が得られるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００２９】
なお、結合した２本の梁の回転中心線と積層部の長手方向とを直交させたもので、積層部の長手方向変位を最も効率よく梁の回転のための駆動として用いることができ、より大きな変位量を得ることができるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００３０】
なお、湾曲した積層部を有するアクチュエータの稼動側の端部を別部材に押圧したので、アクチュエータの稼動部の位置を特定でき、かつ両持梁に近い構造となるので共振周波数を高くできるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００３１】
なお、湾曲した積層部の両端近傍のみを、他の平板状弾性部材と接着したので、全体としての剛性が上がり、共振周波数の増加や耐振性の向上が図れ、かつ全面に接着するよりも変形しやすいのでより大きな変位が可能となるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００３２】
なお、第１の電極層と第２の電極層の材料を同じものとし、各スパッタ時の条件、例えばガス圧や成膜レートなどを異ならせて成膜を行うもので、装置やターゲット等が各電極層で共用できて作業性の面で有利であり、かつスパッタ条件によってそれぞれ異なる内部応力を発生させることができるので、アクチュエータとした時に容易に湾曲構造が現出できるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００３３】
なお、樹脂層の材料として電界によって導電性材料上にのみ塗布が可能な材料を用いたものであって、樹脂材料を広い面積の基板などを大量に一括して、所定の部位のみに塗布することができて生産性が良いだけでなく、余分な樹脂の付着を防ぐことによってアクチュエータの特性のばらつきや変位量低下といった悪影響を排除できるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００３４】
なお、導電性部材の片面にマスキング材を設け、片面にのみ電界によって樹脂材料を塗布するものであって、導電性部材を用いているので樹脂材料の塗布のための電極等を設ける必要がなく、塗布が不要な個所はマスキング材によってこれを防止でき、１度に大量にかつ容易に塗布が行えるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００３５】
なお、非導電性部材の上の特定個所のみに電極を設け、電極上のみに樹脂を電界によって塗布を行うもので、電極形状をパターニングすることによって任意に、かつ細かく樹脂層を形成することができ、よりアクチュエータの形状に見合った樹脂の塗布及び接着が可能になるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００３６】
なお、樹脂層の形成された１枚の平板状弾性部材に複数の成膜用基板を接着し、全体を一括して成膜用基板のみを除去して積層部を残した後、積層部のパターニングを行うものであって、成膜用基板の接着においては位置決めの必要がなく作業が容易であり、また積層部のパターニングはフォトリソ等を用いることによって全面均一にかつ高精度に行うことができ、加えて積層部は常に他の部材に添付した形態であるので、薄膜であっても破壊を生じることなくかつハンドリングが容易であるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００３７】
なお、感光性のレジストあるいは保護膜用材料を接着剤として用い、フォトリソによってパターニングの後接着を行うものであって、フォトマスクによって樹脂の残留個所は容易にかつ高精度に作製できて、アクチュエータに余分な樹脂が残ることを防止でき、またレジスト材料または保護膜用材料はスピンコート等によって均一な膜厚が容易に得られ、また全面一様の膜が形成できるので、積層部を均一な樹脂層によって接着でき、局所的に不要な応力が発生することを防ぎ、破壊を防止できるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００３８】
なお、積層部が形成された成膜用基板全面に樹脂層を形成した後にパターニングを行い、接着個所のみに樹脂層を残して平板状弾性部材に位置合わせして接着を行うものであって、不要な樹脂の残留を防止してはみ出し等によるアクチュエータの特性劣化を防止でき、また１枚の成膜用基板上に形成された複数のアクチュエータについて一括して接着が行え、また１枚の平板状弾性部材に複数枚の成膜用基板を接着することにより、その後のプロセスを一括して実施することができるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００３９】
なお、接着を行う部位、例えば具体的には成膜用基板上の積層部の両端近傍においてのみ樹脂層を形成し、２枚の成膜用基板を重畳し、樹脂硬化後に成膜用基板のみを除去するものであり、樹脂の余分な付着を防ぐと同時に、重畳までの作業は全て成膜用基板付きであるのでハンドリング、位置決めなどが容易で、成膜用基板除去後には積層部は自然に湾曲し、容易に前記のアクチュエータを構成できるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００４０】
なお、成膜用基板上に第１の電極層、圧電体層、第２の電極層を順に成膜する際に、成膜用基板上のアクチュエータに相当する部位の一部に、第１の電極層のみが形成されて表面に露出した状態を作り出すものであって、成膜用基板除去後のアクチュエータの一部に第１の電極層が露出した部位が形成できるので、その後の電極取り出しが容易で、加えて電極のパターニング等の作業は成膜用基板付きの状態で行うので、作業が容易であるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００４１】
なお、重畳した２枚の成膜用基板の一方のみを完全に除去した後、個片に分割して他の部材に実装し、残りの成膜用基板を除去するので、実装の際の位置決めやハンドリングが容易で、かつアクチュエータの破損を防止できるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００４２】
なお、アクチュエータの固定部位に可塑性の導電性部材を設け、アクチュエータの固定の際に前記導電性部材に押圧することで、アクチュエータに形成された電極間の段差を導電性部材で吸収できるので、実装及び電極の取り出しが容易であるという作用効果が得られる構成としてもよい。
【００４３】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１のアクチュエータについて図面を用いて説明する。
【００４４】
図１は本発明の実施の形態１におけるアクチュエータの斜視図である。
【００４５】
図１において、１１は第１の電極層、１２は圧電体層、１３は第２の電極層、１４は積層部、１５は第１取り出し線、１６は第２取り出し線である。圧電体層１２を第１の電極層１１と第２の電極層１３とで挟みこんで積層部１４が形成されている。第２の電極層１３は積層部１４よりもやや大きく、両端部で積層部１４から突出しており、用途に応じて両端部近傍で折り曲げられている。第１の電極層１１と第２の電極層１３にはそれぞれ電界印加のための第１取り出し線１５、第２取り出し線１６が取り付けられている。そして積層部１４において、第２の電極層１３側にむかって湾曲した構成となっている。この湾曲構造の作製方法としては、元々湾曲した部材に他の部材を接着したり、あるいは全て湾曲させた上で接着するといった方法によってもよい。しかしながら部材を１度湾曲させた上で接着を行うことは工程上複雑であり、また圧電体層１２として用いられる圧電セラミックなどは通常脆性材料であるので、曲げに対して弱く、元々湾曲した構造を作り上げることも容易ではない。そこでこうした点を解決するために、各層を薄膜によって構成するわけである。一般に梁状部材に加わる曲げ応力は、曲率半径が同じ場合は材料定数と厚みに比例する。したがって厚みが小さければ材料に加わる応力が小さく、この応力が各材料の弾性限度以下であれば、材料は永久変形することなく良好にアクチュエータの構成部材として機能する。すなわち厚みが薄ければ全体として小型化が図れることに加え、曲げ変形に対してもより柔軟になるので、本実施の形態にあるような湾曲構造が容易である。例えば長さ５ｍｍにおいて、約１ｍｍを湾曲させようとする場合に２μｍの厚みにおいて、同じ材料で厚みが２０μｍであるときに相似形を得ようとするならば、長さ５０ｍｍを必要とすることになる。そしてこうした厚みの小さい材料は、スパッタ法等の薄膜形成法によれば、容易に構成できる。
【００４６】
さらにこうした薄膜は成膜時の条件などによってさまざまな内部応力を持つため、これらを積層すれば自然に湾曲し、わざわざ部材を湾曲させるといったような工程が必要なくなるのである。第１の電極層１１と第２の電極層１３とを同じ材料としてスパッタリングを行う場合、その条件を異ならせれば、それぞれの内部応力を異なったものにでき、アクチュエータとしたときには自然に湾曲構造が得られる。逆にいえば、第１の電極１１及び第２の電極１３を同じ材料とすれば、スパッタリングも同じ装置で行うことが出来て生産性が良く、あるいは両電極間に材料の差異に起因する電位差が発生することも防止でき、経時的に安定である。薄膜の材料としては、圧電体層１２としてはＰＺＴであって、電極材料はＰｔ、Ｔｉ、Ｃｒ等が挙げられるが、例えばＣｒの場合には、スパッタ時のＡｒ圧力を変えることにより、容易に異なる内部応力を作り出すことができる。この時湾曲の凹側の電極層となる側の内部応力を、他方側よりも面内で縮小する方向により近いものとすれば、両者の応力差により所定の湾曲構造が得られる。ここで凹側とは、湾曲状態を円の一部と見た場合の内周側をいう。
【００４７】
あるいは、同一材料で厚みを異ならせることによっても、同様の効果が得られる。すなわち第１の電極１１と第２の電極１３とが同様の内部応力を持っていたとしても、その厚みが異なれば力の均衡がくずれ、いずれか一方に湾曲を生ずることになる。例えば両方が面内に収縮する方向の内部応力を持っていた場合、湾曲の凹側の電極層の厚みを大きくすることで、所定の湾曲構造が得られる。この場合の生産性、安定性についての効果は、前述の内部応力を異ならせた場合と同様である。
【００４８】
また、第１の電極１１及び第２の電極１３の材料を熱膨張係数の異なるものとしても、容易に湾曲構造を現出できる。すなわちスパッタ等の成膜において、事前に基板を加熱したり、スパッタ時において基板温度が上昇するのであるが、これを室温に戻したときにおいては各材料で収縮率が異なるので、アクチュエータ化した際には自然に湾曲した構造が得られるのである。
【００４９】
アクチュエータの製造方法の一例は後にも詳述するが、例えば各層を１枚の基板の上に順に成膜した後、基板をエッチングによって除去するといったことが挙げられる。基板をエッチングした時点ですでに湾曲構造が得られるのである。
【００５０】
そしてこのような湾曲構造をもった貼り合わせ型アクチュエータは、従来にあるアクチュエータ面と垂直な方向の変位のみならず、長手方向に沿った方向の変位を積極的に用いることができるのである。すなわち従来では変位を得る方向とアクチュエータの剛性が最も低い方向とが一致していたため、この方向の外部からの振動に対して非常に弱く、常に安定した変位が得られにくかった。しかし本実施の形態のアクチュエータはそうした点が形状的に回避されており、必要とする変位方向と同方向の振動に対してより安定的である。例えば他の回転体上に従来のユニモルフ型アクチュエータを、回転変位の微調整用のアクチュエータとして用いた場合、回転方向とアクチュエータの変位方向とが一致し、またアクチュエータ平面と回転方向とが直交するので、アクチュエータの変位は回転体の動きに大きく左右されることとなる。一方本アクチュエータを用いた場合、回転方向に対してアクチュエータ平面をほぼ平行とできるので、回転変位の影響を受けにくくできるのである。またこのように、従来と異なる方向の変位が得られることになるので、より周辺部の機構設計に幅を持たせることができるようになる。
【００５１】
なお本実施の形態においては、圧電体層１２と２つの電極層を主な構成としたが、必要に応じて別の部材を設けても同様の効果が得られる。
【００５２】
加えて、本実施の形態では圧電体を用いたアクチュエータとして説明してきたが、代わりに例えば磁歪素子や、光によって収縮を発生するような材料を用いたとしても、同様に変形を生ずる素子部が湾曲した構成をとれば、同じような効果が得られる。
【００５３】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２のアクチュエータについて図面を用いて説明する。
【００５４】
図２は本発明の実施の形態２におけるアクチュエータの斜視図である。
【００５５】
図２において、２１は第１の電極層、２２は圧電体層、２３は第２の電極層、２４は積層部、２５は取り出し部、２６は固定部材、２７は固定部である。積層部２４の構成としては実施の形態１と同様であるが、違いは固定部２７である。すなわち固定部材２６によって片端固定され、固定部２７、第１の電極層２１のみが幅方向に細くパターニングされ、取り出し部２５が形成されている。
【００５６】
この構成によれば、固定部材２６を導電性材料とすれば第２の電極層２３との当接によって、固定部材２６より電界の印加ができる。また第１の電極層２１は取り出し部２５から電界を印加することとなるが、取り出し部２５を細くすることによって信頼性が向上する効果がある。すなわち、用いている材料が薄膜であるので厚みが非常に小さく、薄膜の端部でゴミなどによって他の電極層とのリークが起これば、駆動を行うことができなくなる。また圧電体層２２の内部にリーク個所が存在する場合においても、駆動不能の事態が発生する。よって実際にアクチュエータとして機能する部位以外において、電極の面積を最小化し、かつ端部を後退させて他の電極との間に距離を設けることによって、安定した駆動と物作りが行えるようになるのである。そして片端を固定することによって変位は全て自由端側で得られることになり、より大きな変位量が得られるようになるのである。この場合には積層部２４の湾曲によって、アクチュエータの長手方向、あるいは固定部２７におけるアクチュエータの面方向と同一方向の変位量が得られる。
【００５７】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３のアクチュエータについて図面を用いて説明する。
【００５８】
図３、図４は本発明の実施の形態３におけるアクチュエータの側面図である。
【００５９】
図３において、３１は第１の電極層、３２は圧電体層、３３は第２の電極層、３４は積層部、３５は取り出し部、３６は樹脂層である。圧電体層３２の一方側の表面に第１の電極層３１が、また他方側に第２の電極層３３が形成され、積層部３４を形成している。また取り出し部３５は、例えばリード線やフレキ基板等の、第１の電極層３１の取り出し部であり、第２の電極層３３は例えば固定する部材上に配線パターンを設け、これに当接させるなどして電界を印加する。第２の電極層３３上の少なくとも積層部３４に相当する部位には樹脂層３６が設けられている。この樹脂層３６の材料は、硬化後に体積が収縮するものであって、よって積層部３４は第２の電極層側で圧縮する力を受け、その結果積層部３４に湾曲が生じる。この方法によれば、このように容易にかつ樹脂層の材料や厚みなどによって任意に湾曲を作り出すことができ、加えて樹脂層は電極層の表面を保護する効果や、アクチュエータの共振特性を調整する役目も果たす。すなわちアクチュエータはさまざまな共振周波数を有しており、駆動周波数等と同調して不要共振が励振されることがあるが、樹脂層の形成によってこれら共振の周波数自体をずらしたり、共振のエネルギーを低減させ、正常な駆動への影響を小さくできるのである。
【００６０】
また図４において、４１は第１の電極層、４２は圧電体層、４３は第２の電極層、４４は積層部、４５は取り出し部、４６は固定部材、４７は樹脂層である。この場合は実際に固定部材４６にアクチュエータを固定したものである。第１の電極層４１、圧電体層４２、第２の電極層４３によって湾曲した積層部４４を構成し、第２の電極層４３が固定部材４６に樹脂層４７を介して固定されている。固定部上の第１の電極層４１は幅方向に細くパターニングされており、取り出し部４５を形成している。このように取り出し部４５を細くする効果は、実施の形態２と同様である。この場合も第２の電極層４３上に樹脂層４７が形成されており、図３の場合と同様に、湾曲形状現出の効果、保護膜としての効果、共振特性調整の効果などを同様にもつ。
【００６１】
この場合は片端が固定されているので、自由端側において、固定部におけるアクチュエータの平面と同一方向の変位、あるいはほぼ長手方向の変位が得られる。また固定部における樹脂層の厚みが十分に小さければ、第２の電極は部分的に固定部材に接するので、固定部材から電界を加えることが可能である。
【００６２】
（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４のアクチュエータについて図面を用いて説明する。
【００６３】
図５は本発明の実施の形態４におけるアクチュエータの斜視図である。
【００６４】
図５において、５１ａ、５１ｂは第１の電極層、５２ａ、５２ｂは圧電体層、５３ａ、５３ｂは第２の電極層、５４ａ、５４ｂは取り出し部、５５は固定部材、５６ａ、５６ｂは平板状弾性部材、５７は連結部、５８ａ、５８ｂは切り欠き部である。
【００６５】
また図６は同側面図であり、６１は第１の電極層、６２は圧電体層、６３は第２の電極層、６４は積層部、６５は取り出し部、６６は固定部材、６７は樹脂層（図５では図示せず）、６８は平板状弾性部材、６９は連結部である。
【００６６】
圧電体層５２ａ、５２ｂの一方の面にはそれぞれ第１の電極層５１ａ、５１ｂが、また他方の面には第２の電極層５３ａ、５３ｂが設けられて積層部を形成している。第２の電極層５３ａ、５３ｂの表面には薄い樹脂層（図示せず）が形成され、導電性の平板状弾性部材５６ａ、５６ｂに接着されている。平板状弾性部材５６ａ、５６ｂは一端が切り欠き部５８ａ、５８ｂを介して、連結部５７によって一体となっている。実際にはこれら平板状部材、切り欠き部、連結部の構造は、１枚の板状部材をエッチングするなどして一体的に形成される。これらの構成のアクチュエータは、固定部材５５と平板状弾性部材５６ａ、５６ｂとを当接させることで固定される。固定部材５５上の第１の電極層５１ａ、５１ｂは幅方向に細く形成され、取り出し部５４ａ、５４ｂが設けられている。これらの取り出し部と、固定部材上に設けた配線パターンと平板状弾性部材とによって電界が印加できる。このとき平板状弾性部材に印加する電圧信号を共通とし、第１の電極層に加える電圧信号を＋−逆にすることで、両方の積層部はそれぞれ逆側に変位する。このとき連結部は積層部の長手方向の変位を両端で逆方向に受けるため、回転変位を生じる。そしてこの回転変位は剛性の小さい切り欠き部の存在によって、より大きなものとなるのである。またこの場合によっても、積層部の湾曲により、長手方向の変位が大きいといった効果が同様に生かされている。さらにこうした切り欠き部の効果は、貫通孔や貫通溝を設けた場合でも、同様に得られる。
【００６７】
この連結部付きアクチュエータにおいては、平板状弾性部材と積層部６４とが樹脂層６７によって接着されているが、このことは積層部６４の剛性強化と同時に、積層部６４の湾曲の現出にも寄与する。すなわち平板状弾性部材６８の熱膨張係数と、第１及び第２の電極６１、６３の熱膨張係数とを異なったものとし、樹脂層６７として熱硬化タイプのものを用いて接着を行えば、接着後の収縮率の差異によって積層部６４に湾曲が生じるのである。例えば各電極材料よりも平板状弾性部材６８の熱膨張係数が大きければ、接着、硬化後に常温まで戻した時点で、平板状弾性部材６８側を凹側とする湾曲が生じる。すなわちこの方法によれば、電極の材料や形成条件に特殊な方法を用いずに湾曲形状が得られ、またアクチュエータの剛性強化も図れるのである。加えて、樹脂材料層を常温における塗布後及び硬化後において、膜状の形態を有する材料、例えばレジストのような材料を用いることにより、均一に薄い塗膜が得られて全体で一様な接着を行うことができ、薄膜材料に局所的な力が加わることを防止できるので、割れなどを防ぐことができるのである。また樹脂層６７を薄くすれば、第２の電極層６３と平板状弾性部材６８との間で電気的導通をとることも可能で、電界の印加が容易である。
【００６８】
（実施の形態５）
以下、本発明の実施の形態５のアクチュエータについて図面を用いて説明する。
【００６９】
図７は本発明の実施の形態５におけるアクチュエータの平面図である。
【００７０】
図７において、７１ａ、７１ｂは第１の電極層、７２ａ、７２ｂは圧電体層、７３ａ、７３ｂは上部取り出し部、７４は固定部材、７５は連結部、７６ａ、７６ｂは切り欠き部、７７は下部取り出し部、７８は稼動部である。第１の電極層７１ａ、７１ｂ、圧電体層７２ａ、７２ｂと、第２の電極層（図示せず）は実施の形態４と同様に積層部をなし、また平板状弾性部材（図示せず）に対して実施の形態４と同様に接着されている。また上部取り出し部７３ａ、７３ｂは固定部材７４上において第１の電極７１ａ、７１ｂの幅を細くした後、パッド部を設けたものである。ここまでの構成はほぼ実施の形態４と同様であるが、本実施の形態においては、各積層部の固定個所が長手方向で逆側になっている点が異なる。各積層部の自由端側は切り欠き部７６ａ、７６ｂを介して連結部７５によって結合されており、連結部７５の中央部には稼動部７８が取り付けられている。ここで、平板状弾性部材、切り欠き部及び連結部は、導電性の同一部材からなる。固定部材７４上には下部取り出し部７７が配線パターンとして設けられ、これは平板状弾性部材の下側まで位置し、第２の電極と電気的に導通している。第１および第２の電極間に電圧信号を加える点も実施の形態４と同様であるが、本構成の場合は積層部が同一方向、例えば長手方向に両方が伸びるといった変位により、連結部７５に回転変位を与えることができ、よって両積層部への駆動信号は同一でよいので、回路等の簡略化が図れるのである。また切り欠き部７６ａ、７６ｂの効果も実施の形態４と同様であるが、本構成の場合は形状的に連結部がより長くなるため、回転変位による変位拡大の効果はより顕著である。この変位拡大効果を効率よく発生させるためには、連結部７５が剛体であるほうが望ましいが、しかしながら剛体としたときにはアクチュエータの駆動力による平板状弾性部材や連結部の変形が得られず、結果的に全く変位が得られなくなる。そこで適当な個所に切り欠き部を設けて部分的に剛性の小さい個所を作ることにより、こうした問題を解決できるのである。
【００７１】
（実施の形態６）
以下、本発明の実施の形態６のアクチュエータについて図面を用いて説明する。
【００７２】
図８は本発明の実施の形態６におけるアクチュエータの斜視図である。
【００７３】
図８において、８１は第１の電極層、８２は圧電体層、８３は第２の電極層、８４は積層部、８５は上部取り出し部、８６は固定部材、８７は下部取り出し部である。積層部８４の構造や、第１の電極層８１の幅を小さくして上部取り出し部８５などを設けた点、及び固定部材８６への取り付けなどは、実施の形態２にある例と同様である。異なる点として下部取り出し部８７があり、これは圧電体層８２を、上部取り出し部８５に沿って残るように加工した結果、第２の電極８３が露出したものである。それに加えて、積層部の幅方向の寸法が、固定側から遠くなるとともに減少する形状となっている。これにより、アクチュエータの共振周波数をより高く設定できるので駆動の応答性が向上し、また幅方向の寸法が少ない部分では幅方向におけるたわみ変形を少なくでき、この結果長手方向の湾曲をより大きく出来るとともに、積層部の長手方向におけるたわみ変形量も増加するので、アクチュエータの長手方向の変位量が増すといった効果が得られる。このためのアクチュエータ平面の形状としては、三角形の他に台形等でもよく、あるいは幅寸法を双曲線的に変化させても良く、これらの形状のための加工方法は、積層部が薄膜であればフォトリソやエッチング等の技術によって容易に実現できる。
【００７４】
（実施の形態７）
以下、本発明の実施の形態７のアクチュエータについて図面を用いて説明する。
【００７５】
図９は本発明の実施の形態７におけるアクチュエータの側面図である。
【００７６】
図９において、９１ａ、９１ｂは第１の電極層、９２ａ、９２ｂは圧電体層、９３ａ、９３ｂは第２の電極層、９４ａ、９４ｂは積層部、９５ａ、９５ｂは上部取り出し部、９６は固定部材、９７ａ、９７ｂは下部取り出し部、９８は上部用パッド部、９９は下部用パッド部、１００は取り出し線である。積層部９４ａ、９４ｂが第１の電極層９１ａ、９１ｂ、圧電体層９２ａ、９２ｂ、第２の電極層９３ａ、９３ｂからなる点は、実施の形態１等と同様である。この積層部９４ａ、９４ｂは互いに逆方向に湾曲し、かつ同じ形状を有しており、その両端部近傍および、固定部材９６に固定される部位において、第２の電極層９３ａ、９３ｂが接着されており、積層部９４ａ、９４ｂは互いに未接着である。固定部材９６上においては、第２の電極層９３ａ、９３ｂ、圧電体層９２ａ、９２ｂ、第１の電極９１ａ、９１ｂの順に長くパターニングされて電極の取り出し部を形成し、圧電体層９２ａ、９２ｂは上部取り出し部９５ａ、９５ｂと下部取り出し部９７ａ、９７ｂとを絶縁している。固定部材９６上には各取り出し部に応じた位置に配線パターン（図示せず）と、上部用パッド部９８、下部用パッド部９９が設けられ、上部取り出し部９５ｂと下部取り出し部９７ｂがそれぞれ当接して固定される。下部取り出し部９７ａは下部取り出し部９７ｂと薄い樹脂層で接着されているので電気的に導通しており、上部取り出し部９５ａは取り出し線１００によって上部用パッド部９８及び上部取り出し部９５ｂと導通している。
【００７７】
この状態において、配線パターンより上部取り出し部９５ａと下部取り出し部９５ｂの間に電界を印加すると、積層部９４ａ、９４ｂにおいてひずみが生じるが、アクチュエータの自由端側においての変位は、アクチュエータの長手方向と垂直な方向では互いに相殺して変位を生じず、よって長手方向のみに移動が生じることとなる。また各積層部９４ａ、９４ｂの湾曲のばらつきが生じた場合でも、２つの積層部９４ａ、９４ｂを対向させることによってこうしたばらつきを相殺して低減できる。よって変位とアクチュエータの湾曲に関し、長手方向と直交する方向について留意する必要性がなくなり、より使いやすくなるのである。加えて、２つの積層部９４ａ、９４ｂを対向させているのでアクチュエータの剛性が高く、耐外乱性にも優れる。このようなアクチュエータは、積層部を湾曲させることによって、容易に実現できるようになるのである。
【００７８】
なお本実施の形態におけるアクチュエータの構成はあくまで一例であって、積層部９４ａ、９４ｂを薄膜によって形成すれば、より湾曲を作りやすく出来ることは前述までの通りであり、また必要に応じて第２の電極９３ｂの表面に平板状弾性部材を設けてアクチュエータの剛性強化を図ったり、固定部の近傍に切り欠き部を設けて変位量の拡大を図ったりする場合でも、本アクチュエータに関して前述までの効果は失われない。
【００７９】
また実施の形態４、５にある連結部付きアクチュエータの積層部を、本実施の形態の対向型アクチュエータと置き換えることもできる。この場合は連結部を対向型アクチュエータの自由端に取り付けたり、または積層部９４ａ、９４ｂを対向させて接着する際に、自由端側に連結部を、固定端側に連結部と同じ厚みの導電性部材を介して接着する等の方法によって容易に実現できる。このようにすれば、実施の形態４、５にあるような効果に加え、本実施の形態の効果、すなわちアクチュエータの剛性が増すことで耐外乱性が向上したり、積層部の湾曲によるアクチュエータの反りのばらつきを低減でき、取り付けの際の位置決めなどが容易である。加えてアクチュエータの駆動力が増すので、より剛性の高い連結部を変形させることができ、この点でも耐振性等が向上するものである。
【００８０】
（実施の形態８）
以下、本発明の実施の形態８のアクチュエータについて図面を用いて説明する。
【００８１】
図１０は本発明の実施の形態８におけるアクチュエータの斜視図である。
【００８２】
図１０において、１０１は積層部、１０２ａ、１０２ｂは梁状部材、１０３は結合部、１０４は固定部材、１０５は上部用配線パターン、１０６は下部用配線パターン、１０７は取り出し線、１０８は平板状弾性部材、１０９は取り出し部である。
【００８３】
また図１１は、図１０におけるＡ−Ａにおける断面図であり、１１１は第１の電極層、１１２は圧電体層、１１３は第２の電極層、１１４は積層部、１１５ａ、１１５ｂは梁状部材、１１６は平板状弾性部材、１１７は取り出し部、１１８は取り出し線である。
【００８４】
梁状部材１０２ａ、１０２ｂは平板形状を有し、結合部１０３によって一端で結合され、また結合部１０３近傍には平板状弾性部材１０８が梁状部材１０２ａ、１０２ｂを橋渡しする格好で結合され、またこれらは１枚の板状部材より一体的に形成されたものである。平板状弾性部材１０８上と梁状部材１０２ｂの１部には積層部１０１が接着され、積層部１０１の１部は梁状部材１０２ｂ上において取り出し部１０９を構成している。固定部材１０４表面には上部用配線パターン１０５、下部用配線パターン１０６が形成されており、梁状部材１０２ｂは下部用配線パターン１０６と電気的に接続されつつ固定部材１０４に固定され、よって下部用配線パターン１０６と梁状部材１０２ｂ及び、第２の電極層１１３が電気的に導通している。また取り出し部１０９は積層部１０１表面の第１の電極層１１１と取り出し線１０７によって電気的に接続される。
【００８５】
上部用配線パターンと下部用配線パターン間に電界を印加することにより、積層部にひずみが発生し、積層部の長手方向に変位が生じる。この変位によって両梁部材のなす角度が、結合部を中心として変化する。よって梁状部材の先端では梁状部材の長さに応じて積層部の変位が拡大されるのである。またこの場合での梁状部材の平面は積層部の平面とほぼ等しい方向であるので、よって全体として前記平面と同一方向からの、振動などの外乱に対して強く、安定した駆動が得られる。
【００８６】
（実施の形態９）
以下、本発明の実施の形態９のアクチュエータについて図面を用いて説明する。
【００８７】
図１２は本発明の実施の形態９におけるアクチュエータの斜視図である。
【００８８】
図１２において、１２１ａ、１２１ｂは積層部、１２２ａ、１２２ｂは梁状部材、１２３は結合部、１２４は固定部材、１２５ａ、１２５ｂは上部用配線パターン、１２６ａ、１２６ｂは下部用配線パターン、１２７ａ、１２７ｂは取り出し線、１２８ａ、１２８ｂは平板状弾性部材、１２９ａ、１２９ｂは取り出し部である。
【００８９】
導電性材料である梁状部材１２２ａ、１２２ｂは一端が結合部１２３によって結合しており、他端側はそれぞれ固定部材１２４に固定され、固定部材１２４の近傍には切り欠きを有している。また梁状部材１２２ａ、１２２ｂはそれぞれ平板状弾性部材１２８ａ、１２８ｂを一体的に有し、平板状弾性部材１２８ａ、１２８ｂは固定部材１２４に、下部用配線パターン１２６ａ、１２６ｂを介して固定されている。積層部１２１ａ、１２１ｂの構成及び平板状弾性部材１２８ａ、１２８ｂへの接着は実施の形態８に述べたものと同様であり、また積層部１２１ａ、１２１ｂの一部は固定部上に取り出し部１２９ａ、１２９ｂを構成している。この取り出し部１２９ａ、１２９ｂと上部用配線パターン１２５ａ、１２５ｂとが取り出し線１２７ａ、１２７ｂによって電気的に接続されている点も、実施の形態８と同様である。
【００９０】
この状態において積層部の各電極間に電界を加え、各積層部を長手方向でそれぞれ逆向きに変位させることにより、梁状部材の固定部及び切り欠き部を中心として回転変位が得られ、梁状部材の長さに応じて変位の拡大が図れるのである。
【００９１】
ここで結合した２本の梁の回転中心線と積層部の長手方向とを直交させる構成をとることで、積層部の長手方向変位が最も効率よく梁の回転のための駆動として用いられ、より大きな回転変位を得ることができるのである。この構成は回転中心線から両側が対称であるのでバランスがよく、ねじれ等の不要な振動を発生しにくく、積層部が複数であるので駆動力が大きい。また外乱に対する効果などは、実施の形態８に述べたのと同様のものが得られる。
【００９２】
（実施の形態１０）
以下、本発明の実施の形態１０のアクチュエータについて図面を用いて説明する。
【００９３】
図１３は本発明の実施の形態１０におけるアクチュエータの側面図である。
【００９４】
図１３において、１３１は第１の電極層、１３２は圧電体層、１３３は第２の電極層、１３４は積層部、１３５は取り出し部、１３６は平板状弾性部材、１３７は固定部材、１３８は当接部材である。
【００９５】
このアクチュエータの構成は実施の形態２に記したものとほぼ同様であるが、固定部材１３７とアクチュエータの間に当接部材１３８が設けられ、アクチュエータの自由端側の先端が当接部材１３８と接しており、すなわちアクチュエータが当接部材１３８に押圧されて固定されている点が異なる。
【００９６】
自由端側の端部を当接部材に押圧したので、アクチュエータの稼動部の位置を特定でき、かつ両持梁に近い構造となるので共振周波数を高くできて耐外乱性が向上する。なお当接部材への押圧によって変位が大幅に減少しないように、当接する面積を小さくしたり、当接部材とアクチュエータとの摩擦係数を低減できるように、当接部材の表面粗さを小さくするなどの施策が有効である。
【００９７】
（実施の形態１１）
以下、本発明の実施の形態１１のアクチュエータについて図面を用いて説明する。
【００９８】
図１４は本発明の実施の形態１１におけるアクチュエータの側面図である。
【００９９】
図１４において、１４１は第１の電極層、１４２は圧電体層、１４３は第２の電極層、１４４は積層部、１４５は取り出し部、１４６は平板状弾性部材、１４７は固定部材である。
【０１００】
アクチュエータの構成としては、実施の形態２に述べたものとほぼ同様であるが、アクチュエータと固定部材１４７の間に平板状弾性部材１４６が設けられ、かつアクチュエータの先端部と固定部近傍のみが平板状弾性部材と接着されている点が異なる。このように湾曲した積層部の両端近傍のみを平板状弾性部材と接着したので、全体としての剛性が上がり、共振周波数の増加や耐振性の向上が図れ、かつ全面に接着するよりも変形しやすいのでより大きな変位が可能となるといった点で、実施の形態７に述べた対向型アクチュエータと類似した効果が得られる。
【０１０１】
（実施の形態１２）
以下、本発明の実施の形態１２のアクチュエータについて図面を用いて説明する。
【０１０２】
図１５は本発明の実施の形態１２におけるアクチュエータの製造工程図である。
【０１０３】
図１５において、１５１は平板状弾性部材、１５２は貫通溝、１５３はマスキング材、１５４は樹脂層、１５５は積層部、１５６は成膜用基板である。
【０１０４】
平板状弾性部材１５１は複数の貫通溝１５２を有し、また平板状弾性部材１５１は全体が導電性材料であって、以後に述べる成膜用基板１５６が複数枚接着できる面積を有する。また片方の面にテープや基板等からなるマスキング材１５３が仮付けされている。この状態において樹脂で満たされた容器の中に浸漬するのであるが、この樹脂は電界によって陰極あるいは陽極に固形物を析出する樹脂であって、一方の電極を樹脂に浸しつつ、他方側の電極として前述の平板状弾性部材１５１を浸漬し、電界を印加することによって平板状弾性部材１５１の片面のほぼ全面に樹脂層１５４を形成する。その後マスキング材１５３を除去し、表面から第２の電極層、圧電体層、第１の電極層からなる積層部１５５が形成された、成膜用基板１５６を積層部１５５側において接着する。この時の樹脂材料の一例としては、アニオン電着あるいはカチオン電着で使用されるエポキシ、アクリル等の樹脂であって、成膜用基板１５６は例えばＭｇＯである。接着後に全体を数十度に加熱した燐酸水溶液等に浸して、成膜用基板１５６を除去する。そして積層部のパターニングを、第１の電極層の側から行っていくのであるが、この際レジスト等の塗布の方法として、スプレー方式などを用いれば、貫通溝１５２の存在により作業性が害されることはない。最後に平板状弾性部材１５１を貫通溝１５２に沿って分割する。ここで貫通溝１５２は、最後の分割を容易にするのみならず、樹脂の硬化の際の揮発分の逃げ道となり、接着不良を防止する効果を有する。
【０１０５】
本実施の形態のように樹脂として電界によって析出するものを用いれば、大きな面積の平板状弾性部材においても全面で均一な樹脂層が容易に得られ、アクチュエータの個体間の特性ばらつきを抑えることができる。そして全体において接着を一度に行ってその後の工程が実施できるので、生産性が非常に良い。加えて、樹脂層を形成しない部位はマスキングなどによって容易に保護できるので選択性が良く、さらに樹脂層形成においてスキージ等のような外力を要しないので、薄膜を接着するような厚みの薄い平板状弾性部材に対しても、破壊などを生じずに効率よく樹脂層が形成できる。
【０１０６】
（実施の形態１３）
以下、本発明の実施の形態１３のアクチュエータについて図面を用いて説明する。
【０１０７】
図１６は本発明の実施の形態１３におけるアクチュエータの製造工程図である。
【０１０８】
図１６において、１６１は平板状弾性部材、１６２は貫通溝、１６３は導電性材料層、１６４は樹脂層、１６５は積層部、１６６は成膜用基板である。
【０１０９】
平板状弾性部材は実施の形態１２と同様に、成膜用基板１６６が複数枚接着できる面積を有し、貫通溝１６２が複数形成されているが、材質が非導電性である点が異なり、例えばカーボン材や、Ｓｉ等からなる。これに対し、片側の面のほぼ全面に、ＴｉやＣｒ等の導電性材料層１６３をスパッタ等の方法で形成する。この時導電性材料層１６３の厚みが薄ければ、貫通溝１６２の側壁への成膜量はごくわずかであるので、その後の工程には影響を及ぼさない。その後実施の形態１２と同様に電界によって樹脂層１６４を形成し、積層部１６５が形成された成膜用基板１６６を接着したのち、成膜用基板１６６をエッチングによって除去し、積層部１６５のパターニングを行う。そして最後に貫通溝１６２に沿って個片に分割するのである。
【０１１０】
この方法によれば、実施の形態１２に記載の効果に加え、マスキング材等が不要な点で生産性が良く、また樹脂層の形成個所は導電性材料層の形で規定されるので、フォトリソ等の手法を用いて導電性材料層を成型すれば、任意の形状に高精度な樹脂層の形成が行える。
【０１１１】
（実施の形態１４）
以下、本発明の実施の形態１４のアクチュエータについて図面を用いて説明する。
【０１１２】
図１７は本発明の実施の形態１４におけるアクチュエータの製造工程図である。
【０１１３】
図１７において、１７１は成膜用基板、１７２は積層部、１７３は樹脂層、１７４は平板状弾性部材、１７５は貫通溝である。
【０１１４】
成膜用基板１７１の片面に、実施の形態１２に記載と同様の積層部１７２が形成され、積層部１７２上に樹脂層１７３のパターンが形成される。この樹脂層１７３の材料は、感光性を有しパターニングが可能なレジスト材料または、保護膜用材料であって、まず積層部１７２上の全面にスピンコート等によって塗布後、仮硬化を行い、露光現像によってパターンが形成される。この樹脂パターンはフォトマスクによって高精度に成型可能で、接着後アクチュエータに余分な樹脂が残ることを防止できる。またレジスト材料または保護膜用材料は例えばポリイミドやエポキシ等を主剤とし、スピンコート等によって均一な塗膜が得られ、また本硬化後は強固な樹脂層が形成される。仮硬化後の樹脂層は仮硬化前に比べて粘度性が落ちるが、被着体と重ね合わせて加圧しつつ本硬化の温度に過熱することによって接着され、この場合は樹脂の流動性が小さいのではみ出しが小さい。よって全面一様の膜によって強固な接着が行えるので、積層部を均一な樹脂層によって接着でき、局所的に不要な応力が発生することを防ぎ、破壊を防止できるのである。樹脂層１７３のパターン形成後、貫通溝１７５を有する平板状弾性部材１７４を位置合わせしつつ重ね合わせて加圧し、熱硬化させる。その後は実施の形態１２等と同様に、成膜用基板１７１を除去し、積層部１７２をパターニングし、個片に分割して完成する。
【０１１５】
本方法によっても実施の形態１２及び１３にあるように、樹脂のはみ出しや余分な付着を防ぐ効果は同様であり、また平板状弾性部材を大板化すれば、やはり同様に一括処理の効果によって生産性が向上する。加えて、成膜用基板除去が接着後であるので、微細で脆弱な薄膜を扱う場合と比較して取り扱いや位置決め、実装などが容易であり、破壊を防止することもできる。
【０１１６】
（実施の形態１５）
以下、本発明の実施の形態１５のアクチュエータについて図面を用いて説明する。
【０１１７】
図１８は本発明の実施の形態１５におけるアクチュエータの製造工程図である。
【０１１８】
図１８において、１８１は成膜用基板、１８２は第１の電極層、１８３は圧電体層、１８４は第２の電極層である。図１８は対向型アクチュエータを接着によって構成する前に、片方のアクチュエータを成膜用基板１８１上に形成する工程である。まず成膜用基板１８１上全面に第１の電極層１８２をスパッタによって成膜したのち、アクチュエータ１個ずつのパターンに分割する。次に同じようにして圧電体層１８３を全面に形成後、所定のパターンに成型する。この時圧電体層１８３の両端側は、第１の電極層１８２よりも大きくし、幅方向についてはほぼ両者同じとする。また図面では薄膜に段差が生じているが、実際はこの段差は薄膜の厚みであるので非常に小さい。このあと更に同様にして、第２の電極層１８４についても成膜、パターニングを行う。このようにアクチュエータの一部を第２の電極層のみの層とすることによって、第２の電極層の１部は、２つのアクチュエータを貼り合わせて成膜用基板を除去すれば表面に現れるので、固定部側において電極の取り出しが容易に行える形状となる。
【０１１９】
次に図１９は、２つのアクチュエータを貼り合わせて対向型アクチュエータを構成するための製造工程図である。
【０１２０】
図１９において、１９１は成膜用基板、１９２は第１の電極層、１９３は圧電体層、１９４は第２の電極層、１９５は積層部、１９６ａ、１９６ｂは樹脂層、１９７は固定部材、１９８ａ、１９８ｂは導電性材料部である。成膜用基板１９１上には先に述べた方法によって、第１の電極層１９２、圧電体層１９３、第２の電極層１９４からなる積層部１９５が形成されている。これに対してアクチュエータの両端部に相当する部位に、それぞれ樹脂層１９６ａ、１９６ｂを形成する。この時固定部側の端部の樹脂層１９６ｂは３層からなる積層部１９５の端部にまたがって形成される。そしてもう１枚の成膜用基板上のアクチュエータを位置合わせして対向させ、重ね合わせて加圧し、加熱して接着する。この重ね合わせにおいて、樹脂層１９６ａおよび１９６ｂを設けるのは、成膜用基板の一方のみでも両方でも良い。続いて成膜用基板の一方のみを除去するのであるが、この方法としては例えば一方の成膜用基板の裏面をテープで保護してエッチング液に浸漬したり、もともと成膜用基板の厚みを異ならせておき、一方が除去できた時点でエッチングひとまず完了するといったことが挙げられる。そしてこのあと、薄膜のパターンを目印として、個片に分割するのである。この個片に分割したアクチュエータを固定部材１９７に固定するのであるが、固定部材１９７の表面には各電極層に対応した配線パターン（図示せず）が形成され、その上に導電性材料部１９８ａ、１９８ｂが設けられており、この導電性材料部１９８ａ、１９８ｂは押圧によって、あるいは加熱と押圧によって変形可能な可塑性材料である。したがってアクチュエータを位置合わせして固定する際、加熱及び押圧することによって、アクチュエータの表面形状に合わせて成型されるので、アクチュエータ表面の凹凸に関係なく実装が行えるのである。またアクチュエータには成膜用基板が伴っているので、押圧によってアクチュエータが破壊されることがなく、良好な押圧が行えるのである。そしてこの状態で導電性材料部かあるいは他の樹脂によって接着が行われたのち、残りの成膜用基板をエッチングによって完全に除去すれば、対向型アクチュエータはすでに固定部材に実装された状態で完成する。
【０１２１】
これに引き続いて、各電極と配線パターンとを導通させるために、取り出し線で両者を接続する。すなわちこの状態においては、固定部材と接していない側のアクチュエータの電極が、配線パターンと接していないのである。
【０１２２】
図２０は固定部近傍の一例を示す側面図である。２０１ａ、２０１ｂは第１の電極層、２０２ａ、２０２ｂは圧電体層、２０３ａ、２０３ｂは第２の電極層、２０４は樹脂層、２０５は固定部材、２０６ａ、２０６ｂは導電性材料部、２０７ａ、２０７ｂは配線パターン、２０８ａ、２０８ｂは取り出し線である。圧電体層２０２ａ、２０２ｂは第１の電極層２０１ａ、２０１ｂと、第２の電極層２０３ａ、２０３ｂの間に位置し、両者を絶縁している。第２の電極層２０３ａと２０３ｂについては、樹脂層２０４の厚みが薄い場合には、部分的に接触して導通が取れる場合があり、この場合は両者を取り出し線２０８ｂで接続しなくても駆動は行える。第１の電極層２０１ａと２０１ｂの間は、取り出し線２０８ａによって接続され、電気的に導通している。このような構成をとることで、各配線パターン間への電界印加時において積層部にひずみが生じて、アクチュエータ先端部で変位が得られるようになるのである。
【０１２３】
【発明の効果】
以上のように本発明は、圧電体層とその両面に位置する第１及び第２の電極から構成される積層部と、必要に応じてこれに接着される平板状弾性部材からなるアクチュエータにおいて、積層部および平板状弾性部材を湾曲させることで、アクチュエータの両端部を結ぶ方向、すなわち長手方向の変位量を増加できるという効果を奏する。そして従来のアクチュエータの変位方向はその平面と垂直な方向であって、同時に同方向からの外乱に最も不安定であり、よって外乱を受ける方向で安定な変位を得ることが困難であったが、本発明のアクチュエータは変位がそうした外乱に弱い方向とは異なっており、また外乱の方向とアクチュエータの平面とをずらすことができるので外乱による影響を少なくでき、より安定な駆動が行えるようになるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１におけるアクチュエータの斜視図
【図２】  本発明の第２の実施の形態におけるアクチュエータの斜視図
【図３】  本発明の第３の実施の形態におけるアクチュエータの側面図
【図４】  同側面図
【図５】  本発明の第４の実施の形態におけるアクチュエータの斜視図
【図６】  同側面図
【図７】  本発明の第５の実施の形態におけるアクチュエータの平面図
【図８】  本発明の第６の実施の形態におけるアクチュエータの斜視図
【図９】  本発明の第７の実施の形態におけるアクチュエータの側面図
【図１０】  本発明の第８の実施の形態におけるアクチュエータの斜視図
【図１１】  図１０のＡ−Ａ線における断面図
【図１２】  本発明の第９の実施の形態におけるアクチュエータの斜視図
【図１３】  本発明の第１０の実施の形態におけるアクチュエータの側面図
【図１４】  本発明の第１１の実施の形態におけるアクチュエータの側面図
【図１５】  本発明の第１２の実施の形態におけるアクチュエータの製造工程図
【図１６】  本発明の第１３の実施の形態におけるアクチュエータの製造工程図
【図１７】  本発明の第１４の実施の形態におけるアクチュエータの製造工程図
【図１８】  本発明の第１５の実施の形態におけるアクチュエータの製造工程図
【図１９】  同アクチュエータの製造工程図
【図２０】  同アクチュエータの側面図
【図２１】  従来例におけるアクチュエータの斜視図
【図２２】  同斜視図
【符号の説明】
１１  第１の電極層
１２  圧電体層
１３  第２の電極層
１４  積層部
【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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【図２１】
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【図２２】
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