(57)【要約】【課題】  製造誤差の補正、駆動状況に応じた駆動制御を容易に実現し、かつ駆動効率に優れる圧電アクチュエータを提供すること。【解決手段】回転型駆動装置１では、圧電素子２２に設けられた複数の電極パターン２２Ａ，２２Ｂを選択的に導通させる。これにより振動軌跡は可変とされるので、振動体２等の製造誤差から生じる振動軌跡のばらつきを補正でき、被駆動体を駆動するのに要求される駆動トルクや駆動スピードの条件が異なる場合など、駆動条件に応じた駆動制御を行え、駆動効率も向上する。さらに、位相器、周波数可変の発信器等の装置類、振幅、位相差等の検出・監視制御等を必要としないので余分な電気エネルギーを消費せず、電極パターン２２Ａ，２２Ｂを選択するだけで、必要十分な電気エネルギーの下、被駆動体を確実に駆動でき、この点でも駆動効率を向上させることができる。【選択図】  図９
2005094895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被駆動体に当接する当接部と、複数の電極パターンが設けられた圧電素子とを含んで構成された振動体を備えているとともに、この振動体が前記電極パターンへの電圧印加により振動を励振して、前記被駆動体を所定方向に駆動可能に設けられている圧電アクチュエータであって、
前記複数の電極パターンは、同一駆動方向での所望の振動軌跡が得られるように、選択的に用いられることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記振動は、縦振動および屈曲振動の組み合わせとされ、
前記振動体に印加される電圧の駆動周波数を前記縦振動の共振周波数から前記屈曲振動の共振周波数の間の範囲で制御する制御手段を備えていることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記電極パターンの一部は、前記振動の節の近傍に延びていることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記振動の節の近傍には、前記電極パターンと外部回路とを導通させる導通手段が設けられることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項５】
請求項４に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記導通手段は、前記電極パターンと前記外部回路との導通を任意に切り替えるスイッチ機能を有する半導体素子とされることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項６】
請求項５に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記半導体素子には、少なくとも、前記振動の共振周波数、前記振動の反共振周波数、前記振動体のインピーダンス特性、前記振動体の個体番号、前記被駆動体の個体番号、および前記電極パターンの選択の組み合わせを示す選択パターン情報のうちいずれかを含む個別情報が記憶されることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記圧電素子は、表面から窪んだ凹部を有し、この凹部には、前記半導体素子が配置されることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記電極パターンは、前記振動の腹の部分に集約されて設けられることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の圧電アクチュエータを備えた機器。
【請求項１０】
被駆動体に当接する当接部と、複数の電極パターンが設けられた圧電素子とを含んで構成された振動体を備えているとともに、この振動体が前記電極パターンへの電圧印加により振動を励振して、前記被駆動体を所定方向に駆動可能に設けられている圧電アクチュエータを駆動させるための圧電アクチュエータの駆動方法であって、
前記複数の電極パターンを選択的に用いて、同一駆動方向での振動軌跡を変化させることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の圧電アクチュエータの駆動方法において、
前記振動は、縦振動および屈曲振動の組み合わせとされ、
前記振動体に印加される電圧の駆動周波数を前記縦振動の共振周波数から前記屈曲振動の共振周波数の間の範囲で制御することを特徴とする圧電アクチュエータの駆動方法。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１に記載の圧電アクチュエータの駆動方法において、
前記振動体を振動させた振動測定結果に基いて、前記電極パターンを選択することを特徴とする圧電アクチュエータの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電アクチュエータ、この圧電アクチュエータを用いた機器、および、圧電アクチュエータの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、圧電素子を用いた圧電アクチュエータが、例えば、時計、玩具等の機器を駆動する駆動機構として着目されている。圧電アクチュエータは、例えば、被駆動体に当接される当接部と、電極が設けられた圧電素子とを含む振動体を備えて構成され、逆圧電効果による振動により、被駆動体を駆動するものである。このような圧電アクチュエータでは、駆動効率を向上させるために当接部の描く振動軌跡を楕円軌跡とすることが行われている。またさらに、駆動効率を向上させるために、振動により圧電素子に生じる電圧を検出し、この検出電圧値が最大となるように駆動周波数を制御するものがある（例えば、特許文献１参照）。検出電圧値が大きいほど振動の振幅も大きいことから、駆動周波数の制御により駆動効率の向上が図られる。
【０００３】
ここで、被駆動体を着実に駆動して所望の駆動性能を得るためには、圧電アクチュエータの製造誤差への対応が必要となる。例えば、補強板の表面に圧電素子を貼設したタイプの振動体を有する圧電アクチュエータでは、振動体や被駆動体の形状誤差、補強板への圧電素子の貼り合わせ誤差、および電極や当接部の形状誤差等が振動体の振動に影響し、所望の振動軌跡を得ることができない場合がある。所望の振動軌跡が得られなければ、所望の駆動性能を実現することは困難となる。
また、各種の駆動条件に応じて、必要十分な駆動力が得られるように制御することが望まれる。具体的には、被駆動体の質量が大きいなど負荷が大きい場合には、大きな駆動力が必要となり、被駆動体の質量が小さいなど負荷が小さな場合には、小さな駆動力で済む。また、静止状態から駆動を開始する時には大きな駆動力が必要とされるが、所望の駆動速度で安定的に駆動している間は、駆動力をさほど必要としない場合もある。このような各種の駆動条件に応じ、適切な駆動制御を行うことが望まれる。
【０００４】
ところが、特許文献１により示されるような駆動周波数による制御では、駆動周波数は常に、縦振動および屈曲振動のいずれかの共振周波数とほぼ等しくなるように制御されるため、製造誤差や各種の駆動条件に応じて、縦振動の振幅、および屈曲振動の振幅を可変とすることができない。
そこで、これらの要望を満足させるために、次のような手段が採用されていた。
特許文献２によれば、振動体の振幅、位相差を検出し、検出された振幅、位相差、および駆動周波数を駆動条件に応じて変更することで当接部の楕円軌跡を調整する。これにより、製造誤差や各種の駆動条件に対応可能である。
また、特許文献３によれば、当接部の楕円軌跡の向きを監視し、当接部との接線と、当接部の楕円軌跡の長軸とが略一致するように角度調整して駆動させることで、より良好な駆動状況を実現している。この角度調整は、製造段階では、被駆動体と当接部とのレイアウト調整により行われ、機器への組み込み後では、駆動周波数の変更により行われる。そして、この角度調整により、やはり製造誤差や各種の駆動条件に対応可能である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２６８９５３号公報
【特許文献２】特開２００１−２８６１６６号公報
【特許文献３】特開２００２−１１２５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２では、制御回路に抵抗を挿入し、この抵抗による電圧降下に伴う電流を検出し、この検出電流の検出信号に基いて、振幅および位相差を検出している。そのため、電圧が降下する分、エネルギー効率が低下し、駆動効率が悪化する。また、振幅および位相差を変更するために、電圧の高低を調整しており、高電圧が必要となる場合もあるから、機器全体としては電気エネルギーの消費が大きくなる可能性があり、駆動効率が悪化する。
特許文献３では、レイアウト変更による調整は、駆動条件ごとに合わせ込みが必要となるのでその作業に手間を要する。そして、駆動周波数の変更による調整は、楕円軌跡の向きを監視する手段が必要となるから、制御回路の構成が複雑となり、やはり制御回路を駆動するのに必要な電気エネルギーが大きくなって、駆動効率が減殺される。
【０００７】
本発明の目的は、製造誤差が生じた場合でも所望の駆動性能を確実に実現できるとともに、各種の駆動条件に応じた駆動制御も容易にでき、かつ、駆動効率を向上させることができる圧電アクチュエータ、この圧電アクチュエータを用いた機器、および、圧電アクチュエータの駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の圧電アクチュエータは、被駆動体に当接する当接部と、複数の電極パターンが設けられた圧電素子とを含んで構成された振動体を備えているとともに、この振動体が前記電極パターンへの電圧印加により振動を励振して、前記被駆動体を所定方向に駆動可能に設けられている圧電アクチュエータであって、前記複数の電極パターンは、同一駆動方向での所望の振動軌跡が得られるように、選択的に用いられることを特徴とする。
ここで、「選択的に用いられる」とは、ある電極パターンが、電圧印加対象として使用される一方で、電圧検出のためのセンサとして使用される場合もあり、また、電圧印加対象および電圧検出のいずれにも使用されない場合もある等、用途に応じて使い分けすることをいう。
【０００９】
この本発明によれば、電圧印加により圧電素子が伸縮することで振動体は振動を励振するが、電圧印加対象として選択された電極パターンの数、面積、形状、分極の態様、振動体における電極パターンの位置、大きさ等によって、当接部の振動軌跡は可変とされ、同一駆動方向での振動軌跡の大きさや傾き等を変更できる。
これにより、振動体および被駆動体の形状誤差や、振動体の組み立て誤差が生じた場合には、電圧を印加する電極パターン等を適宜選択することで設計上の振動軌跡に補正すればよく、振動特性のばらつきを解消して、所望の駆動性能を実現できる。
また、電圧印加する電極パターンを必要に応じて変更することにより、各種の駆動条件に応じた駆動制御を行うこともできる。例えば、停止状態の被駆動体を駆動させるのに大きなトルクが必要な高負荷時には、当接部が被駆動体を押圧する方向に振動軌跡を大きくすればよく、当接部が滑らずに被駆動体を着実に駆動できるから大トルク対応に効果的である。一方、被駆動体の質量が小さいなど負荷が小さい場合や、駆動中の被駆動体の慣性によりトルクをあまり必要としない場合等の低負荷時には、被駆動体を押圧する方向の振動軌跡は小さくても良く、被駆動体の移動方向の振動軌跡を大きくとり、被駆動体の移動・回転速度を大きく出来る。この際、当接部が被駆動体を送り出す方向に振動軌跡の長軸を向ければ、被駆動体を高速駆動できる。このように、電極パターンの選択により、各種の駆動条件に応じた駆動制御を容易にできる。
ここで、この振動軌跡の調整を、位相器や、駆動周波数の調整機能を有する発振器等の装置類、および、振幅、位相差等の検出・監視制御等によって行う場合では、必要十分なトルクが得られても、これらの装置類を駆動させ、制御等を行うための電気エネルギーを余分に必要とするのであるが、電極パターンを選択的に用いることで振動軌跡の調整を行う本発明では、それらの面倒な制御等が不要であり、余分な電気エネルギーを消費せず、駆動効率が向上する。また、前述したように、駆動条件に応じた駆動制御を行うことでももちろん駆動効率が向上する。例えば、低負荷時には印加する電極パターンを減らす等の選択をすることで、消費エネルギーを抑えることが可能となる。
【００１０】
本発明の圧電アクチュエータでは、前記振動は、縦振動および屈曲振動の組み合わせとされ、前記振動体に印加される電圧の駆動周波数を前記縦振動の共振周波数から前記屈曲振動の共振周波数の間の範囲で制御する制御手段を備えていることが望ましい。
ここで、電圧印加によって圧電素子が伸縮することにより、振動体は縦振動および屈曲振動を励振する。これらの縦振動と屈曲振動が組み合わされると、振動体の当接部の軌跡は、楕円軌跡となる。また、縦振動の共振周波数から屈曲振動の共振周波数の間の周波数では、縦振動の振幅および屈曲振動の振幅の双方を確実に確保できるうえ、各振動の振幅が可変となる。
したがって、この発明によれば、印加電圧の駆動周波数を前記の範囲で制御することで、縦振動および屈曲振動の振幅を確保しつつ、縦振動および屈曲振動の振幅が微調整可能であり、各種の駆動条件によりきめ細かに対応でき、また一層効率的な駆動制御を行うことができる。
【００１１】
本発明の圧電アクチュエータでは、前記電極パターンの一部は、前記振動の節の近傍に延びていることが望ましい。
この発明によれば、各電極パターンと駆動信号源等の外部回路とが、振動時の圧電素子の変形量が小さい振動の節近傍にて導通可能となる。これにより、導通に用いられる導線等が電極パターンに結線されることによる振動特性への影響を最小限にできるので、駆動制御に支障が生じない。また、導線等が振動によって切断されにくい。さらに、導通箇所が集中するので、結線作業が容易となる。
【００１２】
本発明の圧電アクチュエータでは、前記振動の節の近傍には、前記電極パターンと外部回路とを導通させる導通手段が設けられることが望ましい。
この発明によれば、各電極パターンと駆動信号源等の外部回路とを、制御手段によってまとめて導通できる。これにより、外部回路から遠くに配置された電極パターンと外部回路とを導通させる際に導線等を長く延ばさなくても済むので、配線作業に困難を生じない。
さらに、導通手段は振動の節近傍に配置されるので、導通手段が振動特性に与える影響を極力抑えることができる。
ここで、導通手段としては、電極パターンに対応する複数の導通パターンと、外部回路への導通用のパッドとを有する基板等を備えて構成可能である。なお、この基板等は、ポリイミド樹脂等の柔軟性かつ絶縁性を有する材質で製作されることが望ましい。また、導通手段に電極パターン同士が導通する構成を設ければ、各電極パターンに導線等を接続する必要が無く、導通に用いられる部材の数を少なくできる。さらに、導通をとる電極パターンが隣り合わない場合でも、長い導線等を用いて配線せずに済む。
【００１３】
本発明の圧電アクチュエータでは、前記導通手段は、前記電極パターンと前記外部回路との導通を任意に切り替えるスイッチ機能を有する半導体素子とされることが望ましい。
この発明によれば、スイッチ機能を有する半導体素子を備えることにより、この半導体素子を実装する際には一律的に、各電極パターンに対して導通がとれるように実装すればよく、配線を変更しなくても、スイッチ機能により電極パターンの選択は任意に変更される。
したがって、駆動状況に即して、最適な電極パターンを選択的に用いることができ、より多様な駆動条件の変化に容易に対応できる。なお、このスイッチ機能により、製造誤差から生じる振動特性のばらつきも解消できる。
【００１４】
本発明の圧電アクチュエータでは、前記半導体素子には、少なくとも、前記振動の共振周波数、前記振動の反共振周波数、前記振動体のインピーダンス特性、前記振動体の個体番号、前記被駆動体の個体番号、および前記電極パターンの選択の組み合わせを示す選択パターン情報のうちいずれかを含む個別情報が記憶されることが望ましい。
ここで、個別情報には、前記の情報のほかにも、インピーダンス特性と電極パターンの配列との相関関係を含めること等が考えられる。この個別情報は、圧電アクチュエータを機器へ組み込む前にあらかじめ記憶させておいてもよいし、機器への組み込み後に測定したインピーダンス特性等の振動特性を反映して、後から記憶させてもよい。
また、選択パターン情報としては、各種の駆動条件や製造誤差に応じた電極パターンの組み合わせが、複数記憶されることが望ましい。
【００１５】
この発明によれば、記憶された個別情報を取り込み、その情報を用いて駆動制御が可能となるので、駆動条件への対応がより迅速に行われる。
例えば、記憶させる個別情報として、縦振動や屈曲振動の共振周波数、および反共振周波数を用いた場合であって、振動体への印加電圧の周波数を変化させて駆動条件に応じた最適な駆動周波数を求める場合では、この処理を短時間で行うことができる。つまり、共振周波数や反共振周波数があらかじめ記憶されていれば、周波数を変化させる範囲を、縦振動の反共振周波数から屈曲振動の共振周波数との間の範囲などに容易に絞り込むことが出来るためである。また、消費電流を多く要する縦共振周波数での印加を避けることもでき、消費電流過大に起因するシステムダウンも回避できる。
そして、選択パターン情報を用いると、各種の駆動条件の変化に伴い、選択パターン情報を呼び出し、この選択パターン情報によって示された電極パターンの組み合わせに従って制御可能となる。これにより、瞬時に最適な振動軌跡を生成し、所望の駆動力および駆動速度等を得ることができ、種々の駆動条件に迅速に対応できる。
また、個体番号を用いると、製造管理を容易に行える。
【００１６】
本発明の圧電アクチュエータでは、前記圧電素子は、表面から窪んだ凹部を有し、この凹部には、前記半導体素子が配置されることが望ましい。
この発明によれば、半導体素子が、圧電素子の凹部に配置されることにより、半導体素子が凹部に納まってかさばらず、振動体の厚みを薄くできる。したがって、振動体が組み込まれる機器全体の薄型化を図ることができる。
【００１７】
本発明の圧電アクチュエータでは、前記電極パターンは、前記振動の腹の部分に集約されて設けられることが望ましい。
この発明によれば、圧電素子において最も大きな振幅が得られる振動の腹の部分に電極パターンが設けられることにより、他の部分に電極パターンを設けた場合に比べて、等しい消費電力下で振動軌跡を大きく確保できるから、少ない電気エネルギーで効率良く駆動できる。
【００１８】
本発明の機器は、前述の圧電アクチュエータを備えたことを特徴とする。
この発明によれば、前述したような圧電アクチュエータの作用効果により、製造誤差を解消し、所望の駆動性能が実現できるとともに、各種の駆動条件に応じた駆動制御を実現でき、かつ駆動効率が向上する。
【００１９】
本発明の圧電アクチュエータの駆動方法は、被駆動体に当接する当接部と、複数の電極パターンが設けられた圧電素子とを含んで構成された振動体を備えているとともに、この振動体が前記電極パターンへの電圧印加により振動を励振して、前記被駆動体を所定方向に駆動可能に設けられている圧電アクチュエータを駆動させるための圧電アクチュエータの駆動方法であって、前記複数の電極パターンを選択的に用いて、同一駆動方向での振動軌跡を変化させることを特徴とする。
この発明によれば、前述したように、電圧印加する電極パターンの数、面積、配置等に関して、圧電素子に設けられた複数の電極パターンを選択的に用いることで、同一駆動方向での振動軌跡の大きさや傾き等を変更できる。
このため、振動体や被駆動体の製造誤差に応じて、所望の振動軌跡が得られるように電極パターンを選択することにより、振動特性のばらつきを解消して、所望の駆動性能を実現できる。
また、前述したように、被駆動体の質量、駆動状況等に関して、振動軌跡を調整することで必要十分なトルク、速度が得られることにより、電極パターンを選択するだけで各種の駆動条件に応じた駆動制御が容易にできる。
さらに、本発明は、位相器や、駆動周波数の調整機能を有する発振器等の装置類、および、振幅、位相差等の検出・監視制御等の面倒な構成・制御等が不要であるため余分な電気エネルギーを消費しないうえ、電極パターンの選択によって駆動条件に応じた駆動制御を行うので、電気エネルギーに無駄が生じず、駆動効率が向上する。
【００２０】
本発明の圧電アクチュエータの駆動方法では、前記振動は、縦振動および屈曲振動の組み合わせとされ、前記振動体に印加される電圧の駆動周波数を前記縦振動の共振周波数から前記屈曲振動の共振周波数の間の範囲で制御することが望ましい。
ここで、縦振動と屈曲振動が組み合わされると、振動体の当接部の軌跡は、楕円軌跡となる。
この発明によれば、印加電圧の駆動周波数を前記の範囲で制御することで、縦振動および屈曲振動の振幅を十分に確保しつつ、縦振動および屈曲振動の振幅が微調整可能となるので、各種の駆動条件にきめ細かに対応でき、また、より一層効率的な駆動制御を行うことができる。
【００２１】
本発明の圧電アクチュエータの駆動方法では、前記振動体を振動させた振動測定結果に基いて、前記電極パターンを選択することが望ましい。
ここで、振動特性を測定できれば、振動測定をどのように行っても構わない。例えば、振動体にプローブを当接させてインピーダンス等を測定したり、振動時に生じる電圧を検出用の電極パターンを介して測定し、測定値と設計上の既定値との比較を行うことが考えられる。
この発明によれば、振動測定結果に基いて、複数の電極パターンを選択的に用いることにより、製造誤差等が補正されるので、理想的な振動特性に近づけることができる。また、駆動中に振動測定を行い、その測定結果に基いて目標値との偏差を解消するような駆動制御を行うことで、駆動条件の変化に柔軟に対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
〔第一実施形態〕
以下、本発明の第一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、第一実施形態にかかる圧電アクチュエータを用いた機器としての回転型駆動装置１の平面図が、図２には、同背面図が示されている。図３および図４は、ともに回転型駆動装置１の側断面図であり、図３は図１のIII−III線断面図、図４は同IV−IV線断面図である。また、図５は、振動体２と支持体３との分解斜視図である。
図１において、回転型駆動装置１は、圧電素子２２を備えた振動体２と、振動体２の振動で駆動される被駆動体としての環状の回転体１００とを備えている。振動体２は、振動体２を振動可能に固定する支持体３を介して基部４に取り付けられている。また回転体１００は、基部４の外周に回転可能に設けられており、振動体２や支持体３を囲むように配置されている。
なお、この回転型駆動装置１は、例えばカメラ本体に組み込まれ、回転体１００の外周に掛け回されたベルトによって回転運動を伝達することでカメラのフィルムを巻き上げる、フィルム巻き上げ機構などに利用される。
【００２３】
振動体２は、図１および図５に示されるように、平板状の補強板２１と、この補強板２１の表裏両面に設けられた矩形平板状の圧電素子２２とを備え、補強板２１と圧電素子２２とを積層して、全体として薄い形状に形成される。なお、後述するように、圧電素子２２には複数の電極パターンが設けられているが、図１では図示を省略している。
補強板２１は、ステンレス鋼、その他の材料から構成され、一方の短辺には幅方向略中央に略円弧凸状の当接部２３が一体的に形成されている。補強板２１は、当接部２３の先端が回転体１００の内周に当接され、内周の接線方向にほぼ直角に（回転体１００の径方向に沿うように）配置されている。
また、補強板２１の長辺の略中央には、幅方向両側に突出した腕部２４が一体的に形成されている。腕部２４は、補強板２１からほぼ直角に突出しており、これらの端部にはそれぞれ孔２４１が穿設されている。補強板２１の圧電素子２２を接着する面は微小突起を有し、粗く仕上げられている。
【００２４】
支持体３は、図３および図４に示されるように、硬質プラスチック、その他の材料で構成され、振動体２が固定される一対の固定部３１と、これらの固定部３１の間に一体的に形成され、かつ、基部４にスライド可能に支持されるスライド部３２とを備えている。固定部３１には、腕部２４の孔２４１に対応する位置にねじ孔部３１１が形成されている。このねじ孔部３１１に孔２４１を貫通してねじ２６が螺合されることにより振動体２が固定部３１に固定されている。従って、ねじ２６の螺合を外せば、振動体２を支持体３（基部４）から取り外すことができる。
スライド部３２は、基部４に凹状に形成されたスライド溝４２（図３）に配置されており、幅方向略中央には、支持体３が回転体１００に対して近接離間する方向に平行となるように長孔３２１が複数箇所（本実施形態では二箇所）形成されている。この長孔３２１には、ねじ４２１が貫通しており、このねじ４２１は、基部４に形成されたねじ孔４２２に螺合されている。これにより、支持体３は長孔３２１の長手方向、つまり回転体１００において、当接部２３が当接される位置から回転体１００の径方向に沿った方向のみにスライド可能となっている。
また、固定部３１とスライド部３２とは段差を有して形成されている。つまり固定部３１およびスライド部３２によって中央に凹状部分が形成されている。これにより、振動体２が固定部３１に取り付けられた時に振動体２とスライド部３２との間には隙間が形成されるので、振動体２が振動してもスライド部３２やねじ４２１に干渉しないようになっている。
【００２５】
図１および図４に示されるように、支持体３両側の固定部３１において、振動体２の当接部２３から遠い側の端部側面には、円柱状に突出したばね取付部３３１がそれぞれ形成されている。このばね取付部３３１にはばね３４の一端が挿入されている。ばね３４は、その伸縮方向が振動体２の近接離間反方向に平行となるように配置され、他端には円柱状の当接ピン３３２が挿入されている。この当接ピン３３２は、基部４に設けられた係止片４３に固定されている。
このように、ばね３４の一端が支持体３に当接され、ばね３４の他端が当接ピン３３２に当接されることにより、ばね３４は支持体３を回転体１００に近接する方向に付勢している。つまり、振動体２の当接部２３は適当な付勢力で回転体１００に押し付けられている。
【００２６】
基部４は、図１から図４に示されるように、金属製などの四本の導通ピン３５を備えている。これらの導通ピン３５は、基部４に設けられた貫通孔４１を貫通して、振動体２が設けられていない側にも突出している。導通ピン３５の表面には、導通抵抗を小さくするために金めっきが施されている。貫通孔４１と導通ピン３５との間には絶縁部材３６が介装され、これによって基部４と導通ピン３５とが絶縁されている。
また、図２に示されるように、基部４において振動体２が設けられていない側の面には、圧延銅などによる導通パターン３８が形成された導通基板３７が設けられており、導通ピン３５は、この導通基板３７をも貫通している。導通基板３７は例えばポリイミド樹脂などの柔軟性かつ絶縁性を有する材料で構成されている。導通パターン３８は、導通ピン３５が貫通する貫通孔の周囲にそれぞれ一端が形成され、これらの一端はハンダなどによって導通ピン３５に接続、導通している。また、これらの導通パターン３８の他端は、導通基板３７上で互いに近接した位置に配置されており、それぞれ導通端子３８１を形成している。
【００２７】
導通端子３８１は、回転型駆動装置１の駆動制御を行う制御回路Ｃ（図８）や、圧電素子２２に交流電圧を印加する駆動信号源Ｓ（図８）に接続されている。導通端子３８１に対応する位置には、図示を省略したが、端子が形成された導通パターンを有する基板が設けられており、この基板は、導通基板３７に対向させて基部４にねじ止めされる。すると、圧接によって四つの導通端子３８１を同時に導通させることができ、両基板を容易に接続し、駆動信号源Ｓを振動体２に容易に接続することができる。
また、基部４および導通基板３７において、回転体１００の回転中心に対応する位置には、回転型駆動装置１を外部装置に取り付ける際に、回転体１００の中心位置を位置決めする位置決め孔４０１，３７１が形成されている。
【００２８】
回転体１００は、図１から図４に示されるように、基部４の外周に接着された内輪４４に、等間隔に配置された複数（本実施形態では八つ）のボール４４１を介して回転可能に支持されている。内輪４４と回転体１００との間には、合成樹脂などで構成された円筒状のボール保持部４４２が設けられている。このボール保持部４４２において、導通基板３７に近い側には、周方向に沿ってボール４４１と同数の略半円形の切欠が等間隔で形成されており、この切欠にボール４４１がそれぞれ嵌めこまれて配置されることで、ボール４４１が内輪４４の外周で所定間隔に保持されている。なお、回転体１００、内輪４４、およびボール４４１は、例えばステンレス鋼などの高剛性の材料で構成されている。
回転体１００の内周部分には、当接部２３が当接する方向に対して凹んだ断面円弧凹状の被当接部１０１が形成され、この被当接部１０１に振動体２の当接部２３が当接されている。この被当接部１０１の表面は、当接部２３との摩耗を低減できるように滑らかに仕上げられている。この被当接部１０１により、振動体２が振動して当接部２３が回転体１００の回転軸方向にずれた時に回転体１００との係合が外れるのを防止している。
【００２９】
ここで、回転体１００は、基部４に対して着脱可能に設けられている。回転体１００を基部４から取り外す場合には、ボール保持部４４２の切欠からボール４４１を外し、ボール保持部４４２を基部４の内輪４４および回転体１００の間から取り外す。すると、ボール４４１は内輪４４と回転体１００との間で移動自在となるので、ボール４４１を内輪４４外周の一箇所に集めて内輪４４をボール４４１とは反対側で回転体１００に近接させる。これにより、近接させた側とは反対側には内輪４４と回転体１００との間にボール４４１よりも大きな隙間が形成されるので、この隙間からボール４４１を一つずつ取り出すことによって、回転体１００を内輪４４から取り外せばよい。
【００３０】
以下、本実施形態で最も特徴的な振動体２の圧電素子２２について、図５、および振動体２の部分拡大図である図６を参照しながら、詳細に説明する。
圧電素子２２は、補強板２１の両面の略矩形状部分に、エポキシ系樹脂等の接着剤を用いて強固に接着されている。圧電素子２２の材料は、特に限定されず、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ（登録商標））、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の各種のものを用いることができる。
圧電素子２２の寸法や、厚さ、電極の分割形態などは、所望の振動軌跡が得られるように適宜設定される。圧電素子２２の寸法は、以下のように共振周波数の比率と関係し、振動軌跡の調整は、後述する電極パターンを任意に選択・変更するほか、駆動周波数を変更することにより行うこともできる。
圧電素子２２の長辺と短辺との長さ比は、長辺を１とすると短辺が０．２７４以上であることが望ましい。この比率では、縦振動および屈曲振動が同時に現れ、楕円軌跡を得られるとともに、屈曲振動の共振周波数が縦振動の共振周波数より大きくなるので、楕円軌跡の長軸を、振動体２の長手方向よりも回転体１００を送り出す方向に振ることができる。この時、縦振動の共振周波数に対する屈曲振動の共振周波数の比は、１．００以上である。
また、両振動の共振周波数の比は、１．００より大きく、１．０３以下であることが望ましい。このように、両振動の共振周波数を互いに近接するように設定することで、両振動の振幅が同時に大きくなる振動周波数を設定することができる。両振動の共振周波数の比が１．０３よりも大きい場合は、縦振動の共振点と屈曲振動の共振点とが離れてしまい、両振動の振幅が同時に大きくなる振動周波数を設定することができない。
上記のような圧電素子２２の寸法、共振周波数の比率によれば、縦振動および屈曲振動が組み合わされて当接部２３が回転体１００の送り側に振られた楕円軌跡を描き、かつ、各振動の振幅が大きく確保されて大きな振動軌跡が得られる。
【００３１】
図７には振動体２の駆動周波数に対するインピーダンス特性が示されている。この図７に示されるように、圧電素子２２に印加する電圧の周波数に対して、インピーダンスが極小となる点が二点現れる。ここでは、これらのうち周波数の低い方の一点は、縦振動の振動振幅が最大となる共振点で、この共振点における周波数が、縦振動の共振周波数ｆ１となる。周波数の高い方の一点は、屈曲振動の振動振幅が最大となる共振点で、この共振点における周波数が屈曲振動の共振周波数ｆ３となる。また、共振周波数ｆ１，ｆ３の間には反共振周波数ｆ２が現れる。
この図７からもわかるように、圧電素子２２を縦振動と屈曲振動との共振周波数ｆ１，ｆ３の間で駆動すると、縦振動および屈曲振動の両方の振幅を大きく得られ、高効率で駆動できる。
なお、圧電素子２２に印加される電圧の波形は特に限定されず、例えばサイン波、矩形波、台形波などが採用できる。
【００３２】
このような圧電素子２２の両面には、ニッケルおよび金などによる導電膜がめっき、スパッタ、蒸着等の方法で形成されている。これらの導電膜のうち、補強板２１に対向する面の導電膜は、圧電素子２２の全面にわたって形成されている。この導電膜には、接着剤層を介して補強板２１表面の微小突起が達しており、導通がとられている。
補強板２１に対向しない側に露出した導電膜は、エッチング、ダイシング等で形成された溝によって互いに電気的に絶縁されることで、長手方向に沿った中心線を軸として線対称に配置された多数の電極パターン２２Ａ，２２Ｂに分割されている。具体的には、圧電素子２２を幅方向に十二等分する十一本の溝２５Ａが形成されている。また、これらの溝２５Ａで分割された十二個の電極のうち両端からそれぞれ五個ずつ、すなわち、十個の電極ではさらに長手方向を二等分する溝２５Ｂが形成されている。この際、溝２５Ｂは、縦振動および屈曲振動の節Ｊに沿って設けられている。以上により、圧電素子２２の表面には、溝２５Ａ，２５Ｂによって、中央に位置し、かつ圧電素子２２の長手方向に連続した二つの電極パターン２２Ａと、電極パターン２２Ａの両側に二十個の電極パターン２２Ｂとが形成される。そして、これらの電極パターン２２Ａ，２２Ｂを適宜選択して交流電圧を印加することにより、圧電素子２２に縦振動および屈曲振動を生じさせる。各電極パターン２２Ｂは、それぞれ略等しい大きさとされており、電極パターン２２Ａは，電極パターン２２Ｂの二倍の大きさとされている。これらの電極パターン２２Ａ，２２Ｂは、補強板２１を挟んで設けられた表裏両方の圧電素子２２に同様に設けられている。
各電極パターン２２Ａ，２２Ｂにはそれぞれ、図６に示されるように、圧電素子２２の節Ｊの近傍にリード線Ｌが接続されている。そして、このリード線Ｌは、基部４に取り付けられた前述の導通ピン３５（図４）に接続されている。ここで、電極パターン２２Ａ，２２Ｂはリード線Ｌを介して、三つの導通ピン３５に接続されており、残る一本の導通ピン３５には補強板２１からのリード線Ｌが接続されている。
【００３３】
以上、説明したような回転型駆動装置１において、複数の電極パターン２２Ａ，２２Ｂは、第一〜第三の導通ピン３５に対して選択的に割り振られて接続されており、電極パターン２２Ａ，２２Ｂの選択態様によって振動体２の動作に相違が生じ、振動体２の振動軌跡は可変となる。以下、図８ないし図１５により電極パターン２２の二種類の選択態様（第一の態様、第二の態様）を代表して例示しながら、振動体２の動作および振動軌跡について説明する。
【００３４】
図８には第一の態様での電極パターン２２Ａ、２２Ｂの選択態様が、図９には当該選択態様による振動体２の平面図が示されている。第一の態様では、電極パターン２２Ａ、２２Ｂが各導通ピン３５に対し、次のように選択的に接続されて導通が図られる。
第一の導通ピン３５Ａには、電極パターン２２Ａの全てと、電極パターン２２Ｂの一部とが選択的に接続される。選択される電極パターン２２Ｂは、電極パターン２２Ａに近接し、圧電素子２２の長手方向に沿った中心線を軸として線対称に配置された八つの電極パターン２２Ｂである。
この第一の導通ピン３５に接続された電極パターン２２Ａ、２２Ｂにより、圧電素子２２の長手方向に伸縮する伸縮領域Ｙ１が形成される。この伸縮領域Ｙ１の面積は、一つの電極パターン２２Ｂの十二倍とされる。
【００３５】
第二の導通ピン３５Ｂに対して選択的に接続されるのは、電極パターン２２Ｂのうち、矩形状とされる圧電素子２２の一方の対角方向で、圧電素子２２の平面中心に対して点対称に配置される合計六つ（片側三つ）の電極パターン２２Ｂである。これらの電極パターン２２Ｂは、圧電素子２２の対角方向に向かい合うように配置されている。
この第二の導通ピン３５Ｂに接続される電極パターン２２Ｂにより、屈曲領域Ｘ１が形成される。この屈曲領域Ｘ１の面積は、一つの電極パターン２２Ｂの六倍とされ、伸縮領域Ｙ１の１／２の面積とされている。
【００３６】
第三の導通ピン３５Ｃには、第二の導通ピン３５Ｂに接続された電極パターン２２Ｂとの位置関係が、圧電素子２２の長手方向に沿った中心線を軸に線対称となる電極パターン２２Ｂが選択されて接続される。すなわち、第二の導通ピン３５Ｂに接続される電極パターン２２Ｂが、圧電素子２２の一方の対角方向に配置されているのに対し、第三の導通ピン３５には、圧電素子２２の他方の対角方向で、圧電素子２２の平面中心に対して点対称に配置される合計六つ（片側三つ）の電極パターン２２Ｂが接続されている。
この第三の導通ピン３５Ｃに接続された電極パターン２２Ｂにより、別の屈曲領域Ｘ１が形成される。すなわち、この屈曲領域Ｘ１は、前述の屈曲領域Ｘ１と合わせて、圧電素子２２上に二つ、たすき掛け状に形成される。二つの屈曲領域Ｘ１の面積は、相等しく設定されている。
そして、第四の導通ピン３５Ｄには、補強板２１からのリード線Ｌが接続される。前述の第一の導通ピン３５Ａ、第二の導通ピン３５Ｂ、第三の導通ピン３５Ｃに接続された電極パターン２２Ａ，２２Ｂには、この第四の導通ピン３５Ｄに接続された補強板２１の導電膜との間で交流電圧が印加される。
【００３７】
図９から図１１には、第一の態様での振動体２の動作が模式的に示されている。図９には振動体２の縦振動が、図１０には屈曲振動が、図１１には当接部２３の振動軌跡が示されている。
駆動信号源Ｓから、制御回路Ｃを介して駆動信号を送信することにより、第一、第二の導通ピン３５Ａ、３５Ｂと第四の導通ピン３５Ｄ間に電圧印加すると（図８参照）、印加電圧は、第一の導通ピン３５Ａおよび第二の導通ピン３５Ｂを通じて電極パターン２２Ａ，２２Ｂまで到達し、圧電素子２２の伸縮によって振動体２が励振する。
この際、図９の中の矢印にも示されるように、第一の導通ピン３５Ａに接続された電極パターン２２Ａ、２２Ｂにより構成される伸縮領域Ｙ１では、圧電素子２２の伸縮によって、縦振動が励振される。
一方、伸縮領域Ｙ１の両側では、図１０の中の矢印にも示されるように、屈曲領域Ｘ１のうち、第二の導通ピン３５Ｂに接続された電極パターン２２Ｂにより構成される一方の屈曲領域Ｘ１で圧電素子２２が伸縮する。この伸縮部位は、圧電素子２２の平面中心に対して点対称であるため、前述の縦振動と交差する方向に屈曲振動が誘発される。
【００３８】
これらの縦振動および屈曲振動が同時に現れることにより、振動体２の当接部２３は図１０にも示されるように、圧電素子２２の長手方向に略沿う長軸を有する楕円形状の振動軌跡Ｒ１を描いて振動することとなる。この振動軌跡Ｒ１は、圧電素子２２の一方の対角方向にほぼ沿う方向に傾いている。当接部２３は、この振動軌跡Ｒ１の一部において回転体１００の被当接部１０１を押圧することによって、振動軌跡Ｒ１の傾斜方向に沿って一方向のみの駆動力が与えられ、回転体１００を円周方向に回転させる。これを所定周波数で繰り返すことにより、回転体１００は一方向に所定の速度で回転駆動する。
この際この第一の態様では、伸縮領域Ｙ１の面積と屈曲領域Ｘ１の面積との関係により、振動体２の縦振動の振幅が屈曲振動の振幅よりも大きい。振動軌跡Ｒ１は、圧電素子２２の長手方向に略沿う方向に長軸をとるため、当接部２３は、回転体１００に対して強く押圧されることになる。
また、回転体１００を逆回転させる場合には、第二の導通ピン３５Ｂに電圧を印加する代わりに、第三の導通ピン３５Ｃに電圧印加すればよい。第二の導通ピン３５Ｂに接続される電極パターン２２Ｂと、第三の導通ピン３５Ｃに接続される電極パターン２２Ｂとは、圧電素子２２の長手方向の中心線を軸として線対称の位置関係にあるから、第三の導通ピン３５Ｃに電圧を印加することにより、縦振動に対する交差方向が第二の導通ピン３５Ｂに電圧印加した場合とは線対称となる屈曲振動が誘発される。すると、当接部２３の振動軌跡Ｒ１も、第二の導通ピン３５Ｂに印加した場合とは線対称に傾斜する楕円軌跡となり、回転体１００は、反対方向に回転駆動される。
【００３９】
なお、第二の導通ピン３５Ｂを屈曲振動用に用いた場合、第三の導通ピン３５Ｃと導通されていた電極パターン２２Ｂは、振動時に生じる電圧を検出する振動検出電極として選択される。図示しない振動検出装置と導通させると、これらの電極パターン２２Ｂが圧電素子２２の対角方向に配置されていることで電圧波形が二重に得られ、振動を高精度で検出できる。ここで、圧電素子２２の対角方向両側に配置される電極パターン２２Ｂのうち、当接部２３から離れた方の片側に配置される電極パターン２２Ｂのみを振動検出電極として選択してもよい。この場合は、振動体２の振動により当接部２３が被当接部１０１と衝突することで振動軌跡に乱れが生じても、振動検出電極が当接部２３から離れているので、検出電圧波形にノイズが乗りにくい。そして、振動検出電極より電圧を検出すると、検出電圧から振動状況の判断が可能となり、トルク調整等、駆動状況に応じた駆動制御が可能となる。
なお、第三導通ピン３５Ｃに電圧を印加して逆回転させる場合には、第二導通ピン３５Ｂが振動検出電極となる。
【００４０】
次に、図１２および図１３を参照して、電極パターン２２の選択に関する第二の態様を例示しながら、回転型駆動装置１の動作について説明する。
図１２には第二の態様での電極パターン２２Ａ、２２Ｂの選択態様が、図１３には当該選択態様による振動体２の平面図が示されている。第二の態様では、電極パターン２２Ａ、２２Ｂが各導通ピン３５に対し、次のように選択的に接続されて導通が図られる。
第一の導通ピン３５Ａには、二つの電極パターン２２Ａが接続される。
この第一の導通ピン３５Ａに接続された電極パターン２２Ａにより、圧電素子２２の長手方向に伸縮する伸縮領域Ｙ２が形成される。この伸縮領域Ｙ２の面積は、一つの電極パターン２２Ｂの四倍とされる。
第二の導通ピン３５Ｂに対して選択的に接続されるのは、電極パターン２２Ｂのうち、矩形状とされる圧電素子２２の一方の対角方向で、圧電素子２２の平面中心に対して点対称に配置される合計十個（片側五個）の電極パターン２２Ｂである。これらの電極パターン２２Ｂは、圧電素子２２の対角方向に向かい合うように配置されている。
この第二の導通ピン３５Ｂに接続される電極パターン２２Ｂにより、屈曲領域Ｘ２が形成される。この屈曲領域Ｘ２の面積は、伸縮領域Ｙ２の２．５倍である。
【００４１】
ここで、伸縮領域Ｙ２と、第一の態様の伸縮領域Ｙ１（図９）とでは、圧電素子２２の長手方向の中心線を軸として線対称に配置される電極パターン２２Ａ，２２Ｂの面積が相違する。伸縮領域Ｙ１の面積は、一つの電極パターン２２Ｂの十二倍とされているのに対し、伸縮領域Ｙ２の面積は、同四倍とされている。
また、屈曲領域Ｘ２と、第一の態様の屈曲領域Ｘ１（図９）とでは、圧電素子２２の平面中心に対して点対称に配置される電極パターン２２Ｂの面積が相違する。屈曲領域Ｘ１では、一つの電極パターン２２Ｂの六倍とされているのに対し、屈曲領域Ｘ２では、同十倍とされている。
【００４２】
第三の導通ピン３５Ｃには、第二の導通ピン３５Ｂに接続された電極パターン２２Ｂとの位置関係が、圧電素子２２の長手方向に沿った中心線を軸に線対称となる電極パターン２２Ｂが選択されて接続される。すなわち、第二の導通ピン３５Ｂに接続される電極パターン２２Ｂが、圧電素子２２の一方の対角方向に配置されているのに対し、第三の導通ピン３５Ｃには、圧電素子２２の他方の対角方向で、圧電素子２２の平面中心に対して点対称に配置される合計十個（片側五個）の電極パターン２２Ｂが接続されている。
これら第二の導通ピン３５Ｂ、および第三の導通ピン３５Ｃにそれぞれ接続された電極パターン２２Ｂにより、二つの屈曲領域Ｘ２が、たすき掛け状に形成される。
第四の導通ピン３５Ｄには、前述したように補強板２１が導通されており、ここでは説明を省略する。
【００４３】
図１３から図１５には、第二の態様での振動体２の動作が模式的に示されており、それぞれ、図９から図１１に対応する。すなわち、図１３には振動体２の縦振動が、図１４には屈曲振動が、図１５には当接部２３の振動軌跡が示されている。
駆動信号源Ｓから、制御回路Ｃを介して駆動信号を送信することにより、第一、第二の導通ピン３５Ａ、３５Ｂと第四の導通ピン３５Ｄ間に電圧印加すると（図８参照）、印加電圧は、第一の導通ピン３５Ａおよび第二の導通ピン３５Ｂを通じて電極パターン２２Ａ，２２Ｂまで到達し、圧電素子２２の伸縮によって振動体２が励振する。
この際、図１３の中の矢印にも示されるように、第一の導通ピン３５Ａに接続された電極パターン２２Ａ、２２Ｂにより構成される伸縮領域Ｙ２では、圧電素子２２の伸縮によって、縦振動が励振される。
一方、伸縮領域Ｙ２の両側では、図１４の中の矢印にも示されるように、屈曲領域Ｘ２のうち、第二の導通ピン３５Ｂに接続された電極パターン２２Ｂにより構成される一方の屈曲領域Ｘ２で圧電素子２２が伸縮する。この伸縮部位は、圧電素子２２の平面中心に対して点対称であるため、前述の縦振動と交差する方向に、屈曲振動が誘発される。
【００４４】
これらの縦振動および屈曲振動が同時に現れることにより、振動体２の当接部２３は図１３にも示されるように、圧電素子２２の長手方向に略沿う長軸を有する楕円形状の振動軌跡Ｒ２を描いて振動することとなる。当接部２３は、この振動軌跡Ｒ２の一部において回転体１００の被当接部１０１を押圧することによって回転体１００を回転駆動させる。
この際この第二の態様では、屈曲領域Ｘ２の面積と伸縮領域Ｙ２の面積との関係により、振動体２の屈曲振動の振幅が縦振動の振幅よりも大きい。
また、第二の導通ピン３５Ｂに電圧を印加する代わりに、第三の導通ピン３５Ｃに電圧を印加すれば、回転体１００は、反対方向に回転駆動される。さらに、第二、第三の導通ピン３５Ｂ，３５Ｃのいずれかを検出用に用いることができることは、第一の態様と同じである。
【００４５】
以上、電極パターン２２Ａ，２２Ｂの選択によって可変となる振動軌跡について、振動軌跡Ｒ１と、振動軌跡Ｒ２という、二つの例を挙げて説明した。ただし、振動軌跡Ｒ１、Ｒ２に限らず、電極パターン２２Ａ，２２Ｂの数、面積、配置等に関して、電極パターン２２Ａ，２２Ｂを選択的に用いることで、当接部２３の振動軌跡の大きさ、傾き、軸の位置、偏心度合等は可変とされ、振動軌跡が調整可能である。
ところで、このように振動軌跡を調整する目的は二つある。一つには、製造誤差を補正するためである。もう一つは、駆動条件に応じて適切な駆動制御を行うためである。
【００４６】
製造誤差の補正は、例えば、振動体２の製造段階で次のようにして行われる。
振動体２を製造するには、圧電素子２２に溝２５Ａ、２５Ｂを刻設して電極パターン２２Ａ，２２Ｂを形成し、この圧電素子２２を補強板２１の表裏両面に一枚ずつ、計二枚貼り合わせる。ここで、溝２５Ａ，２５Ｂの切り方、補強板２１への圧電素子２２の貼り合わせ等によって製造誤差が生じうる。そこで、振動体２や回転体１００の製造誤差を補正するために、前述のように、電極パターン２２Ａ、２２Ｂを三つの導通ピン３５に対して選択的に割り振って導通させる。この際、導通ピン３５は、縦振動のために電圧印加される第一の導通ピン３５Ａと，屈曲振動のために電圧印加される第二の導通ピン３５Ｂ（第三の導通ピン３５Ｃ）、および振動時に生じる電圧検出用の第三の導通ピン３５Ｃ（第二の導通ピン３５Ｂ）というように、三つの用途に分類されて使用するため、これら三つの用途ごとに以下の手順を行うことで、各導通ピン３５へ接続される電極パターン２２Ａ，２２Ｂを選択する。
まず、事前準備として、形状誤差や貼り合わせ誤差等、設計値との誤差を有しない振動体２のマスタを用意する。そして、このマスタに対して振動測定を実施する。ここで、本実施形態では、振動測定はインピーダンスを測定することで行うが、この測定方法に限られない。この振動体２のマスタについての設計上の振動軌跡を実現するために電圧印加対象とされた電極パターン２２Ａ，２２Ｂに対して所定の駆動周波数の下に交流電圧を印加し、インピーダンスを測定する。この測定は、例えば、節Ｊの近傍において、電圧印加対象とされたそれぞれの電極パターン２２Ａ，２２Ｂに図示しないプローブを当接させて行われる。
こうして測定されたインピーダンスの特性は、設計上の理想値である既定インピーダンス特性となり、設計上の振動軌跡の指標となるものである。そして、駆動周波数と、電圧印加対象の電極パターン２２Ａ，２２Ｂと、既定インピーダンス特性とを含むマスタ情報を作成しておく。
【００４７】
次いで、個々の振動体２を製造した際は、振動測定として、同様にインピーダンスを測定するとともに、この測定結果とマスタ情報とを比較して、設計値との誤差を補正する。
それにはまず、前記の三つの用途ごとに、マスタ情報における電圧印加対象の電極パターン２２Ａ，２２Ｂ、および駆動周波数を参照し、これらの電極パターン２２Ａ，２２Ｂ、および駆動周波数を適用して電圧印加し、図示しないプローブを電圧印加対象の電極パターン２２Ａ、２２Ｂに当接させて、インピーダンスを測定する。
この測定結果とマスタ情報の既定インピーダンス特性との差が所定の誤差許容範囲内であれば、マスタ情報の通りに電極パターン２２Ａ，２２Ｂを選択し、各導通ピン３５と導通させる。一方、誤差許容範囲を外れる場合は、既定インピーダンス特性を実現するために、各導通ピン３５に接続される電極パターン２２Ａ，２２Ｂを選択し直す。
これは具体的には、測定したインピーダンスの特性と既定インピーダンス特性との差が所定の誤差許容範囲となるまで、電圧印加対象の電極パターン２２Ａ，２２Ｂの選択態様を変更しながら電圧印加を行う。電極パターン２２Ａ，２２Ｂの選択態様を変更していくと、例えば、振動軌跡Ｒ１（図１１）から振動軌跡Ｒ２（図１５）に向かうように、または、振動軌跡Ｒ２（図１５）から振動軌跡Ｒ１（図１１）へ向かうように振動軌跡が変化していくが、同時にインピーダンス特性も変化するため、このインピーダンス特性が規定インピーダンス特性に合致するように電極パターン２２Ａ，２２Ｂを選択すれば、マスタと同様な振動軌跡を得ることができ、誤差が補正される。この電極パターン２２Ａ，２２Ｂの選択態様の変更にあたって、例えば、電圧印加対象の電極パターン２２Ｂの数を、電極パターン２２Ａの近接側から、圧電素子２２の外側に向かって増やしながら、インピーダンスを測定することが考えられる。
【００４８】
第一〜第三の導通ピン３５Ａ〜３５Ｃごとに、電極パターン２２Ａ，２２Ｂの選択がすべて終了したら、実際に第一〜第三の導通ピン３５Ａ〜３５Ｃと電極パターン２２Ａ，２２Ｂとの導通を図る。つまり、図６に示されるように、導通パターンと電極パターンとが、リード線Ｌを用いてハンダ付けされる。以上により、振動体２の製造および製造誤差の補正が完了する。
ここで、前述のインピーダンスの測定結果によっては、電圧印加のためにも、電圧検出のためにも導通されない電極パターン２２Ａ，２２Ｂがあってもよい。
【００４９】
一方、駆動条件に応じた駆動制御は、例えば次のように実現する。
まず、図９〜図１１を参照して既に説明したが、伸縮領域Ｙ１および屈曲領域Ｘ１の電極パターン２２Ａ，２２Ｂを選択した場合では（第一の態様）、振動体２の当接部２３は振動軌跡Ｒ１を描く。この場合は、縦振動の振幅が大きいことにより、回転体１００の質量が大きい場合や回転体１００に掛かる回転負荷が大きい場合でも、当設部２３が滑ることなく回転体１００を着実に駆動させることができる。このように第一の態様の電極パターン２２Ａ，２２Ｂを選択すれば、質量が大きい回転体１００を駆動させるのに大きなトルクが必要とされる高負荷時等の駆動条件に適合させることができる。当接部２３が滑らないので磨耗も生じにくい。
【００５０】
これに対して、伸縮領域Ｙ２および屈曲領域Ｘ２の電極パターン２２Ａ，２２Ｂを選択した場合では（第二の態様）、図１３〜図１５を参照して既に説明したが、振動体２の当接部２３は振動軌跡Ｒ２を描く。この場合は、当接部２３は、回転体１００の駆動方向に沿って回転体１００を送り出す方向から回転体１００に当接するため、回転体１００を高速で回転駆動させることができる。このように、第二の態様の電極パターン２２Ａ，２２Ｂを選択すれば、回転体１００の質量が小さい、回転体１００に掛かる回転負荷が小さい等の低負荷時の駆動条件に適合させることができる。そして、伸縮領域Ｙ２および屈曲領域Ｘ２は、伸縮領域Ｙ１および屈曲領域Ｘ１よりも電極パターン２２Ａ，２２Ｂの数および面積が少ないので電気エネルギーを節約しながら、回転体１００を高速駆動できる。
【００５１】
このような第一実施形態によれば、次のような効果がある。
（1-1）すなわち、回転型駆動装置１では、圧電素子２２に設けられた複数の電極パターン２２Ａ，２２Ｂを選択的に導通させることにより、振動軌跡を振動軌跡Ｒ１（図９），Ｒ２（図１５）のように可変にでき、任意に調整できる。従って、この振動軌跡の調整により、一つには、振動体２等の製造誤差から生じる振動軌跡のばらつきを補正でき、所望の駆動性能を実現できるという効果がある。
もう一つは、前述のように、回転体１００を駆動するのに要求される駆動トルクや駆動スピードの条件が異なる場合など、駆動条件に応じた駆動制御を行える。
また、このように適切な駆動制御を行えば、駆動効率も向上する。さらに、位相器、周波数可変の発信器等の装置類、振幅、位相差等の検出・監視制御等を必要としないので余分な電気エネルギーを消費せず、電極パターン２２Ａ，２２Ｂを選択するだけで、必要十分な電気エネルギーの下、回転体１００を確実に駆動でき、この点でも駆動効率を向上させることができる。また、回転型駆動装置１全体としても、同様に駆動性能、駆動効率を向上させることができる。
【００５２】
（1-2）各電極パターン２２Ａ、２２Ｂはそれぞれ、縦振動および屈曲振動の節Ｊの近傍に延びているので、電極パターン２２Ａ，２２Ｂと制御回路Ｃとを、振動時の圧電素子２２の変形量が小さい節Ｊ近傍にて導通できる。
したがって、導通部材であるリード線Ｌが電極パターン２２Ａ，２２Ｂに接続されることによる振動特性への影響を最小限にでき、駆動制御に支障が生じるのを防止できる。また、リード線Ｌが振動によって切断されにくく、高い信頼性を得ることができる。さらに、導通箇所が集中するので、結線作業を容易にできる。
【００５３】
（1-3）振動体２が回転体１００を駆動する圧電アクチュエータは、電極パターン２２Ａ、２２Ｂの選択によって駆動状況を可変にできるので、駆動周波数、位相差、電圧等を変化させる必要性はない。したがって、制御回路Ｃ等の構成が簡単となり、位相器等の装置を設けなくても済むことから、コスト低減、および回転型駆動装置１の小型化も促進できる。
【００５４】
（1-4）圧電素子２２の表面に形成された導電膜は、溝２５Ａ，２５Ｂによって多数の電極パターン２２Ａ、２２Ｂに細分化されていることにより、電極パターン２２Ａ，２２Ｂを、数多くの様々な組み合わせで選択的に用いることが可能となるから、電極パターン２２Ａ，２２Ｂの選択によって、振動軌跡Ｒ１，Ｒ２を微細に調整でき、回転型駆動装置１の駆動制御を一層緻密にできる。
【００５５】
（1-5）振動体２の製造時に、インピーダンスを測定し、この測定値とマスタ値との比較の下に、電極パターン２２Ａ，２２Ｂを用途別に割り振って選択し、導通させる。これにより、製造誤差を補正するので、理想的な振動特性を得ることができる。また、駆動負荷や速度などの駆動条件に合うように電極パターン２２Ａ，２２Ｂの選択を行えば、振動体２を汎用的に利用することができる。
なお、駆動中に振動測定を行い、その測定結果に基いてマスタ値との偏差を解消するように、駆動状況に即した駆動制御を行ってもよい。
【００５６】
（1-6）縦振動用、屈曲振動用、電圧検出用等の用途別に第一〜第三導通ピン３５Ａ〜３５Ｃが規定され、それぞれに対して電極パターン２２Ａ，２２Ｂを割り振って導通させるので、制御回路Ｃによって第一〜第三導通ピン３５Ａ〜３５Ｃごとに駆動制御すればよく、電極パターンひとつひとつを対象にして制御する煩雑さを解消でき、駆動制御を単純化できる。
【００５７】
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
なお、以下の説明では、既に説明した実施形態と同様の構成については、同一符号を付して、説明を省略もしくは簡略化する。
第一実施形態では、各電極パターン２２Ａ、２２Ｂは、個別にリード線Ｌが接続され（図３）、これらのリード線Ｌが導通ピン３５に接続されることで、導通が図られていた。
これに対し、第二実施形態では、電極パターン２２Ａ，２２Ｂをまとめて導通させる導通手段を備える点が相違する。以下、具体的に説明する。
【００５８】
図１６は、本実施形態での振動体５を示す平面図である。図１７は、振動体５の側断面を、図１８は、振動体５の平面を、それぞれ拡大して示す図である。振動体５は、圧電素子２２の表面に、導通手段としての矩形状のフレキシブル基板５１を有している。
フレキシブル基板５１の長辺は、圧電素子２２の幅寸法（長手方向と直交する方向の寸法）とほぼ等しい寸法とされ、一対の腕部２４の間に配置される。すなわち、フレキシブル基板５１は、振動の節Ｊに対応した位置の上部に配置される。
フレキシブル基板５１は、基板本体５１１と、この基板本体５１１の片面側に、長辺と平行に形成される五本の帯状の導通パターン５１２Ａ，５１２Ｂ、５１２Ｃ、５１２Ｄ、５１２Ｅを有する。なお、導通パターン５１２Ａ，５１２Ｂ，５１２Ｃ，５１２Ｄ，５１２Ｅと電極パターン２２Ａ，２２ＢとはボンディングワイヤＷ等で接続されるが（図１８）、このボンディングワイヤＷは、図１６および図１７では図示を省略している。
【００５９】
基板本体５１１は、柔軟性かつ絶縁性を有するポリイミド樹脂等を用いて形成されており、導通パターン５１２Ａ，５１２Ｂ，５１２Ｃ、５１２Ｄ，５１２Ｅが形成されていない方の面で、圧電素子２２の表面に接着される。
五本の導通パターン５１２Ａ，５１２Ｂ，５１２Ｃ、５１２Ｄ，５１２Ｅは、導通パターン５１２Ｃを中心に、基板本体５１１の長辺に沿って並走するように、エッチング加工等により形成されている。そして、これらの五本の導通パターン５１２Ａ、５１２Ｂ、５１２Ｃ，５１２Ｄ，５１２Ｅの一端にはそれぞれ、配線５１２Ａ１、５１２Ｂ１、５１２Ｃ１，５１２Ｄ１，５１２Ｅ１が接続されている。そして、配線５１２Ａ１，５１２Ｂ１、５１２Ｃ１、５１２Ｄ１，５１２Ｅ１は、接続についての図示を省略したが、第一実施形態で説明した導通ピン３５に接続されており、この導通ピン３５を介して制御回路Ｃおよび駆動信号源Ｓ（図８）へと接続されている。なお、補強板２１も第一実施形態と同様、リード線Ｌにより第四の導通ピン３５Ｄに接続され、制御回路Ｃおよび駆動信号源Ｓと導通されている。また、配線５１２Ａ１，５１２Ｂ１、５１２Ｃ１、５１２Ｄ１，５１２Ｅ１１もまた、フレキシブル基板で形成されている。
【００６０】
振動体５を製造する際は、圧電素子２２を補強板２１に貼り合わせた後、第一実施形態と略同様の要領で製造される。
ここで、導通パターン５１２Ａ，５１２Ｂ，５１２Ｃ，５１２Ｄ、５１２Ｅは、電極パターン２２Ａ，２２Ｂを割り振るために用いられる。すなわち、本実施形態では、縦振動のために電圧印加される導通パターン５１２Ｃと，圧電素子２２における一方の対角方向の屈曲振動のために電圧印加される導通パターン５１２Ａ，５１２Ｅ（導通パターン５１２Ｂ，５１２Ｄ）と、振動時に生じる電圧検出用の導通パターン５１２Ｂ，５１２Ｄ（導通パターン５１２Ａ，５１２Ｅ）というように、導通パターン５１２Ａ，５１２Ｂ，５１２Ｃ，５１２Ｄ，５１２Ｅが三つの用途に分類されて使用される。この際、縦振動のための導通パターン５１２Ｃは第一の導通ピン３５へと、屈曲振動のための導通パターン５１２Ａ，５１２Ｅ（導通パターン５１２Ｂ，５１２Ｄ）は第二の導通ピン３５Ｂへと、電圧検出用の導通パターン５１２Ｂ，５１２Ｄ（導通パターン５１２Ａ，５１２Ｅ）は第三の導通ピン３５へと接続される。
【００６１】
電極パターン２２Ａ，２２Ｂのいずれを導通パターン５１２Ａ，５１２Ｂ，５１２Ｃ，５１２Ｄ、５１２Ｅと導通させるかは、製造誤差や駆動条件を勘案し、第一実施形態と同様に決定されればよい。
導通パターン５１２Ａ，５１２Ｂ，５１２Ｃ，５１２Ｄ，５１２Ｅと導通される電極パターン２２Ａ，２２Ｂがすべて決定したら、フレキシブル基板５１を圧電素子２２における節Ｊの近傍に接着し、基板本体５１１に形成された導通パターン５１２Ａ、５１２Ｂ、５１２Ｃ、５１２Ｄ，および５１２Ｅと、電極パターン２２Ａ，２ＢとをボンディングワイヤＷにより導通させる。以上により、振動体５の製造が完了する。
なお、本実施形態では、導通パターン５１２Ａ、５１２Ｂ，５１２Ｃ，５１２Ｄ、５１２Ｅをエッチング加工により形成したが、例えば、レーザトリミング等により導通パターンを形成してもよい。また、これら導通パターンの形状も、帯状の導通パターン５１２Ａ、５１２Ｂ，５１２Ｃ，５１２Ｄ、５１２Ｅに限らず、屈曲振動のために導通される導通パターン５１２Ａ，５１２Ｅを、一体的な形状に設けることも考えられる。
【００６２】
振動体５は、次のように動作する。
駆動信号源Ｓから制御回路Ｃを介して駆動信号を送信することにより、第一、第二の導通ピン３５Ａ、３５Ｂと第四の導通ピン３５Ｄ間に電圧印加すると（図８を参照）、印加電圧は、第一の導通ピン３５Ａおよび第二の導通ピン３５Ｂを通じて導通パターン５１２Ｃ，５１２Ａ，５１２Ｅまで到達する。さらに、印加電圧はこれらの導通パターン５１２Ｃ，５１２Ｃ，５１２Ｅに接続された電極パターン２２Ａ，２２Ｂまで到達し、圧電素子２２の伸縮によって振動体２が励振する。その結果、回転体１００は一方の所定方向に回転駆動する。
また、第二の導通ピン３５Ｂに電圧を印加する代わりに、第三の導通ピン３５Ｃに電圧を印加すれば、導通パターン５１２Ｂ，５１２Ｄに接続された電極パターン２２Ａ，２２Ｂが電圧印加され、回転体１００は、反対方向に回転駆動される。
なお、導通パターン５１２Ａ，５１２Ｅを屈曲振動用に用いた場合、導通パターン５１２Ｂ，５１２Ｄと導通されていた電極パターン２２Ｂは、振動時に生じる電圧を検出する振動検出電極として選択される。図示しない振動検出装置と導通させると、振動検出によってより正確な駆動制御が可能となる。
【００６３】
このような第二実施形態によれば、前記第一実施形態の（1-1）〜（1-6）で述べた効果に加えて、次のような効果がある。
（2-1）振動体５はフレキシブル基板５１を備えているので、各電極パターン２２Ａ，２２Ｂと制御回路Ｃ等とを、導通手段（本実施形態ではフレキシブル基板５１）でまとめて導通できる。これにより、各電極パターン２２Ａ，２２Ｂと導通ピン３５との間に何本ものボンディングワイヤＷやリード線等の導通部材を長く渡さなくても済むので、配線作業を容易に行える。
さらに、フレキシブル基板５１は節Ｊ近傍に配置されるので、フレキシブル基板５１が振動特性に与える影響を極力抑えることができる。そのうえ、柔軟性を有しない材質、例えば、ガラスエポキシ等で基板本体５１１を形成した場合でも、振動への影響を最小限にできる。
【００６４】
〔第三実施形態〕
第二実施形態では、導通手段としてのフレキシブル基板５１は、五つの帯状の導通パターン５１２Ａ，５１２Ｂ、５１２Ｃ，５１２Ｄ、５１２Ｅを有していた。そして、電極パターン２２Ａ，２２Ｂを、導通パターン５１２Ａ〜５１２Ｅに割り振り、これらに対して導通の必要な電極パターン２２Ａ，２２Ｂをワイヤボンディングによって接続していた。
これに対し、概略、第三実施形態では、導通手段としてのフレキシブル基板６１は必要に応じて分割可能な導通パターンを有し、この導通パターンはスルーホールにより圧電素子２２側の電極パターンと導通される点が、第二実施形態とは相違する。以下、具体的に説明する。
【００６５】
図１９は、本実施形態での振動体６を示す部分斜視図であり、図２０は、振動体６の側断面を拡大して示す図である。図２１および図２２は、圧電素子２２の表面に実装されたフレキシブル基板６１の平面図である。
ここで、前記第一、第二実施形態では、圧電素子２２には、溝２５Ａ，２５Ｂによって、中央に二つの電極パターン２２Ａ、両側に二十個の電極パターン２２Ｂが設けられていた（図６）。これに対し本実施形態では、図１９等において、圧電素子２２の幅方向には溝２５Ｂの代わりに溝６５Ｂが延びており、この溝６５Ｂは、圧電素子２２上の導電膜を二分するように横断している。この溝６５Ｂと、長手方向に十二等分する溝２５Ａにより、圧電素子２２には、電極パターン２２Ｂと同形状の電極パターン６２Ａが二十四個設けられている。
【００６６】
フレキシブル基板６１は、基板本体６１１と、この基板本体６１１の一方の面（裏面）に形成されるパッド６１３と、このパッド６１３から延びて基板本体６１１を貫通するスルーホール６１４と、他方の面（表面）に設けられる導通部６１２とを有する。基板本体６１１は、第二実施形態のフレキシブル基板５１の基板本体５１１と略同様の形状、材質とされる。
パッド６１３は、矩形状の基板本体６１１の両方の長辺に沿って配置され、電極パターン６２Ａの数と同数である二十四個設けられている。各パッド６１３は、圧電素子２２表面の節Ｊ近傍に導電性接着剤を用いて接着される。
一方、導通部６１２は、基板本体６１１の表面に形成されており、複数の平面視矩形状の導通パターン６１２Ａと、制御回路Ｃへ接続される駆動用パッド６１２Ｂおよび検出用パッド６１２Ｃと、導通パターン６１２Ａ、駆動用パッド６１２Ｂ、および検出用パッド６１２Ｃのすべてを導通させる接続パターン６１２Ｄとから一体的に構成されている。
導通パターン６１２Ａは、基板本体６１１の両方の長辺に沿って配置され、電極パターン６２Ａの数と同数である二十四個形成されている。導通パターン６１２Ａは，スルーホール６１４によりパッド６１３と導通されている。したがって、各電極パターン６２Ａは、パッド６１３、スルーホール６１４を通じて，各導通パターン６１２Ａと導通されている。そして、各導通パターン６１２Ａは、駆動用パッド６１２Ｂ，検出用パッド６１２Ｃとともに、接続パターン６１２Ｄによって互いに繋がっている。つまり、すべての電極パターン６２Ａは、接続パターン６１２Ｄ等を介し、駆動用パッド６１２Ｂ，検出用パッド６１２Ｃへと導通されている。
【００６７】
駆動用パッド６１２Ｂおよび検出用パッド６１２Ｃは、基板本体６１１の両方の短辺に対向配置されている。駆動用パッド６１２Ｂは、図示しないリード線、導通ピン３５等を介して制御回路Ｃおよび駆動信号源Ｓ（図８参照）と導通され、導通された電極パターン６２Ａに対して電圧を印加するために用いられる。これに対し、検出用パッド６１２Ｃは、図示しない振動検出装置と導通され、導通された電極パターン６２Ａから振動により生じた電圧を検出するために用いられる。
【００６８】
振動体６を製造する際は、圧電素子２２を補強板２１に貼り合わせた後、例えば次のように、前記実施形態と略同様の要領で製造される。
ここで、本実施形態では、電極パターン６２Ａを、駆動用パッド６１２Ｂ，および検出用パッド６１２Ｃとに割り振って導通を図る。前述のように、製作されたフレキシブル基板６１は、すべての電極パターン６２Ａが接続パターン６１２Ｄ等を介して繋がった状態とされるので、接続パターン６１２Ｄを分断することで、電極パターン６２Ａの割り振りが行われる。
【００６９】
電極パターン６２Ａのいずれを駆動用パッド６１２Ｂ，検出用パッド６１２Ｃと導通させるかは、製造誤差や駆動条件を勘案し、第一実施形態と同様に決定されればよい。
駆動用パッド６１２Ｂ、検出用パッド６１２Ｃと導通される電極パターン６２Ａがすべて決定したら、フレキシブル基板６１のパッド６１３を圧電素子２２における節Ｊの近傍に接着する。この状態では、すべての電極パターン６２Ａが、駆動用パッド６１２Ｂ、および検出用パッド６１２Ｃと導通されているので、駆動用パッド６１２Ｂ，検出用パッド６１２Ｃそれぞれに一つずつ径路が構成されるように、接続パターン６１２Ｄをレーザトリミング等により分断する。接続パターン６１２Ｄは、導通をとりたい電極パターン６２Ａの組み合わせに応じて、適宜分断される。以上により、振動体６の製造が完了する。
参考までに、図２２には、接続パターン６１２Ｄの分断箇所が模式的に示されている。ただし、接続パターン６１２Ｄの分断態様はこれに限られない。
なお、振動体９の動作については前記各実施形態とほぼ同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００７０】
このような第三実施形態によれば、前記第一実施形態の（1-1）〜（1-6）および第二実施形態の（2-1）で述べた効果に加えて、次のような効果がある。
（3-1）振動体６はフレキシブル基板６１を備えているので、各電極パターン６２Ａと制御回路Ｃ等とを、また、電極パターン６２Ａ同士を、このフレキシブル基板６１でまとめて導通できる。これにより、各電極パターン６２Ａに対して個別にワイヤやリード線等を接続する必要が無いので、導通に用いられる部材点数が少なく、配線が複雑化しない。また、導通をとる電極パターン６２Ａが隣り合わない場合でも、長いワイヤやリード線等を用いて配線せずに済むので、結線作業が容易となる。
【００７１】
（3-2）フレキシブル基板６１には、あらかじめ、各電極パターン６２Ａに対応する各導通パターン６１２Ａ、およびこの導通パターン６１２Ａを接続する接続パターン６１２Ｄが形成されている。これにより、第二実施形態では各電極パターン２２Ａ，２２Ｂへのワイヤボンディングを行っていたことに比べ、ワイヤやリード線等による結線作業が不要となる。位置決めも楽に行え、振動体６が小さい場合でも困難を生じない。
そして、必要に応じて、線状の接続パターン６１２Ｄをレーザ等で容易に分断できるうえ、電極パターン６２Ａを任意に選択して用いることができるから、汎用性に優れる。
【００７２】
〔第四実施形態〕
前記各実施形態では、振動体２、５、６を振動させた振動測定（具体的にはインピーダンス測定）結果に基き、各電極パターン２２Ａ，２２Ｂ、６２Ａを、縦振動用／屈曲振動用／電圧検出用の用途別に割り振り、最終的に外部の制御回路等と導通していた。この導通は振動体２，６，７の製造時に行われ、各電極パターンと基板上の導通パターンとをワイヤボンディングしたり、または基板上の導通パターンをレーザトリミングすることにより、各電極パターン同士、あるいは各電極パターンと制御回路等とを導通させていた。
これに対し、第四実施形態では、スイッチ機能を有する半導体素子８１を備え、この半導体素子８１の有するスイッチ機能により電極パターンと制御回路等との導通を任意に切り替えている点が相違する。以下、具体的に説明する。
【００７３】
図２３は、本実施形態での振動体７を示す平面図であり、図２４は振動体７の側断面図である。図２５は振動体７の側断面を拡大して示している。
振動体７は、補強板２１、圧電素子７２、およびこの圧電素子７２の表面に配置される半導体素子８１、およびフレキシブル基板８２を備える。補強板２１は、前記各実施形態と同様の構成である。この補強板２１に貼設される圧電素子７２は、表裏両面に導電膜が形成されているほか、基本的な構成は、前記実施形態の圧電素子２２と略同様であるが、表面から平面視四角形状に窪んだ凹部７２１を中央に有する。この凹部７２１は、半導体素子８１の外形寸法に対応している。
【００７４】
また、本実施形態の電極パターン７２Ａ、７２Ｂは、前記第三実施形態での圧電素子２２の導電膜が二十四等分された電極パターン６２Ａとほぼ同様に形成されている。つまり、圧電素子７２の導電膜には、長手方向に沿って十二等分する溝７５Ａと、幅方向に沿って二等分する溝７５Ｂが刻設されており、二十四個の電極パターン７２Ａ、７２Ｂが形成されている。ここで、各電極パターン７２Ａ、７２Ｂの圧電素子７２中央寄りの端部は凹部７２１の周縁まで延びており、圧電素子２２の長手方向に沿って延びる電極パターン７２Ａの端部と、圧電素子２２の幅方向に沿って延びる電極パターン７２Ｂの端部とによって凹部７２１が囲まれている。
【００７５】
半導体素子８１は平面視四角形状のチップであり、圧電素子７２の凹部７２１内に配置されている。この半導体素子８１はスイッチ機能を有しており、導通手段として機能する。
この半導体素子８１は、周縁部分に枠状に配置された複数のパッド８１１と、凹部７２１から露出する側の面に形成される複数の導通パターン８１２と、内部に制御部８１３、振動検出部８１４、記憶部８１５（いずれも図２６）とを備える。
個々のパッド８１１と圧電素子７２の各電極パターン７２Ａ、７２Ｂとは、図２５に示されるように、ボンディングワイヤＷにより導通される（図２３および図２４では図示を省略している）。
また、制御部８１３は、半導体素子８１の内部回路であり、駆動条件の判断や電極パターン７２Ａ、７２Ｂの導通の切り替え（スイッチング）を行う。振動検出部８１４は、振動時に生じる圧電素子７２の電圧を検出する回路である。
【００７６】
記憶部８１５には、振動体７を事前測定して求めた振動特性等を含む個別情報Ｉが記憶される。本実施形態で記憶させる個別情報Ｉには、縦共振周波数ｌｒ（図７のｆ１）、屈曲共振周波数ｂｒ（図７のｆ３）、縦反共振周波数ｌａｒ（図７のｆ２）、屈曲反共振周波数ｂａｒ（図７のｆ４）などの振動体７のインピーダンス特性ｉ、選択パターン情報ｐｉ、回転型駆動装置１の初動から安定駆動時までの始動時間ｔ、振動体７の振動時に生じる電圧と回転体１００の回転速度との振動相関テーブルｖｒ、回転体１００の規定回転速度ｒｖ、振動体７の個体番号ｉｄ１、回転体１００の個体番号ｉｄ２、および製造ロット番号ｌｏｔ等が含まれる。ここで、選択パターン情報ｐｉとは、電極パターン７２Ａ、７２Ｂの選択の組み合わせを示し、この組み合わせが複数保持されている。始動時間ｔは、駆動開始から安定駆動に移行するまでの時間をあらかじめ測定して求められている。また、個別情報Ｉには、インピーダンス特性ｉと電極パターンの配列との相関関係等を含めることも考えられる。
これらの個別情報Ｉは、振動体７を製造する段階で記憶部８１５に記憶される。ただし、振動体７を回転型駆動装置１へ組み込み、振動体７について振動測定を実施してから振動特性を記憶させたり、回転型駆動装置１の駆動中に記憶させたりすることも考えられる。
【００７７】
ここで、第一実施形態で図９〜図１１を参照して説明した電極パターン２２Ａ，２２Ｂ選択の第一の態様、および同実施形態で図１３〜図１５を参照して説明した電極パターン２２Ａ，２２Ｂ選択の第二の態様を、本実施形態における電極パターン７２Ａ、７２Ｂの選択態様として採用する。これら第一の態様および第二の態様が、上記の選択パターン情報ｐｉとして個別情報Ｉに含まれている。
なお、第一実施形態、本実施形態ともに、圧電素子２２、７２の導電膜は溝２５Ａ、７５Ａにより長手方向に十二分割されており、各電極パターン２２Ａ，２２Ｂと各電極パターン７２Ａ、７２Ｂとの位置関係から、第一の態様、第二の態様での電極パターン２２Ａ，２２Ｂを電極パターン７２Ａ、７２Ｂに置き換えることができる。これにより、既に説明した第一、第二の態様での駆動状態とほぼ同様の駆動状態が実現される。
また、前述したように、第一の態様による選択態様は回転体１００を駆動させるのに高トルクを必要とする高負荷時に適合し、反対に、第二の態様は低負荷時に適合する。
【００７８】
フレキシブル基板８２の片面には、半導体素子８１の表面に形成される各導通パターン８１２に対応する位置にそれぞれパッド８２１が形成されており、このパッド８２１と導通パターン８１２が導電性接着剤で接着されて、半導体素子８１とフレキシブル基板８２とは導通している。このフレキシブル基板８２には、回転型駆動装置１の駆動制御を行う制御回路Ｃおよび駆動信号源Ｓ（図２６）が設けられている。
図２６は、回転型駆動装置１の導通および構成を示すブロック図である。ここに示されるように、駆動信号源Ｓは、制御回路Ｃを介し、半導体素子８１へと接続されている。圧電素子７２の電極パターン７２Ａ、７２Ｂは、半導体素子８１のスイッチ機能により、制御回路Ｃおよび駆動信号源Ｓと導通可能とされている。
【００７９】
回転型駆動装置１を製造する際には、例えば、次のようにして個別情報Ｉの書き込みを行う。
まず、個々の振動体７に実装する半導体素子８１の記憶部８１５には、振動体７の個体番号ｉｄ１、振動体７と共に回転型駆動装置１に組み込まれる回転体１００の個体番号ｉｄ２、および製造ロット番号ｌｏｔを書き込む。
次に、個々の振動体７の振動測定を行い、既に書き込んだ個体番号ｉｄ１、個体番号ｉｄ２、製造ロット番号ｌｏｔも参照しながら、縦共振周波数ｌｒ（図７のｆ１）、屈曲共振周波数ｂｒ（図７のｆ３）、縦反共振周波数ｌａｒ（図７のｆ２）、屈曲反共振周波数ｂａｒ（図７のｆ４）などの振動体７のインピーダンス特性ｉ、選択パターン情報ｐｉ、始動時間ｔ、振動相関テーブルｖｒ、規定回転速度ｒｖを書き込む、
ここで、個々の振動体７に振動体７のマスタ情報を記憶させて、このマスタ情報との比較により、製造誤差によるばらつきを修正することも考えられる。
また、個体番号ｉｄ１、個体番号ｉｄ２、製造ロット番号ｌｏｔは、製造管理のために活用できる。
【００８０】
振動体７は、次のように動作する。
駆動信号源Ｓ（図２６）から駆動信号が送信されると、その駆動信号は制御回路Ｃを介して半導体素子８１の制御部８１３に届く。半導体素子８１は、後述するように駆動条件を判断し、駆動条件に応じた電極パターン７２Ａ、７２Ｂを選択して導通させることにより、振動体７は駆動信号の示す駆動周波数の下に電圧印加されて励振する。すると、当接部２３は、回転体１００の被当接部１０１を駆動周波数の下に繰り返し押圧し、回転体１００は所定方向に所定速度で回転駆動される。このように駆動が開始されると、振動検出電極として選択された電極パターン７２Ａ、７２Ｂから電圧が検出され、検出電圧信号が振動検出部８１４に送信される。この検出電圧信号に基いて駆動状態が判断され、後述する駆動周波数の制御が行われる。
また、駆動信号源Ｓ（図２６）から回転体１００を逆回転させる駆動信号が送信された場合は、半導体素子８１は、電極パターン７２Ａ、７２Ｂの選択を、圧電素子７２の長手方向に沿った中心線に対して線対称に切り替えて導通させるため、振動軌跡が反対方向に傾斜し、回転体１００を逆方向に回転駆動させる。この際、電圧印加対象の電極パターン７２Ａ、７２Ｂとともに、振動検出電極として選択された電極パターン７２Ａ、７２Ｂについても、前記のように線対称に切り替えられる。
【００８１】
振動体７が動作する際の半導体素子８１による制御について、図２６を参照して説明する。
まず、駆動信号源Ｓおよび振動検出部８１４と電極パターン７２Ａ、７２Ｂとの導通、および信号について説明する。
駆動信号源Ｓから駆動信号が発信されると、駆動信号は制御回路Ｃを介して半導体素子８１の制御部８１３に送信される。すると、半導体素子８１の制御部８１３には、記憶部８１５から振動体７についての個別情報Ｉが読み込まれ、電極パターン７２Ａ、７２Ｂのスイッチングが行われる。これにより、電圧印加対象の電極パターン７２Ａ、７２Ｂに対して電圧が印加され、振動体７は励振する。その結果、回転型駆動装置１が始動する。
一方、振動体７が励振すると圧電素子７２は変形し、スイッチングにより振動検出電極として導通された電極パターン７２Ａ、７２Ｂからは検出電圧信号が定期的に検出され、この検出電圧信号は、振動検出部８１４に受信される。
【００８２】
（半導体素子によるスイッチング）
次に、半導体素子８１による制御のフローを示す図２７も参照しながら、半導体素子８１のスイッチ機能について説明する。半導体素子８１の制御部８１３は、記憶部８１５から読み込まれた振動体７の個別情報Ｉに基いて、電極パターン７２Ａ、７２Ｂへの導通を切り替える。
（STEP1）駆動開始：駆動信号源Ｓから制御回路Ｃを介して半導体素子８１に駆動信号が送信される。
（STEP2）第一の態様の選択（初期設定）：記憶部８１５から読み出された選択パターン情報ｐｉに基いて、第一の態様の電極パターン７２Ａ、７２Ｂのみを駆動信号源Ｓと導通するようにスイッチングする。残りの電極パターン７２Ａ、７２Ｂは、振動検出部８１４と導通するようにスイッチングする。
（STEP3）駆動状態の判断：記憶部８１５から読み出される始動時間ｔを基に、駆動開始からの経過時間が始動時間ｔを経過したか否かを判断する。
始動時間ｔをまだ経過していない場合は、タイマ等により、所定の時間間隔で、始動時間ｔを経過するまで繰り返し当該判断を行う。
（STEP4）第二の態様の選択：始動時間ｔを経過すると記憶部８１５から選択パターン情報ｐｉを読み出し、選択パターン情報ｐｉに基いて第二の態様の電極パターン７２Ａ、７２Ｂのみを駆動信号源Ｓと導通するようにスイッチングする。残りの電極パターン７２Ａ、７２Ｂは、振動検出部８１４と導通するようにスイッチングする。
以上により、停止状態の回転体１００は、高トルクに対応する第一の態様の下、振動体７によって着実に駆動される。そして、始動時間ｔが経過し、低トルクで足りる安定駆動時には、あらかじめ記憶された第二の態様が呼び出されて瞬時に切り替わり、高速で駆動される。
（STEP5）回転速度の維持（安定駆動）：さらに、本実施形態では次のようなスイッチングによる駆動制御を行う。
（STEP5-1）電圧の検出：スイッチングによって振動検出電極とされた電極パターン７２Ａ、７２Ｂからは、所定の時間間隔で検出電圧信号が繰り返し検出される。
（STEP5-2）回転速度の判断：記憶部８１５から読み出された振動相関テーブルｖｒおよび規定回転速度ｒｖと、検出電圧信号とを基にして、実際の回転体１００の回転速度の評価を行う。この評価は、検出電圧信号に振動相関テーブルｖｒを適用して回転速度ｒｏを導き、この回転速度ｒｏと規定回転速度ｒｖとを比較して、速度変更が必要であるか否かを判断する。
（STEP5-2a）回転速度ｒｏが、規定回転速度ｒｖと等しい又は許容範囲内である場合は速度変更は不要なので、以降の処理はスキップして処理（STEP5-1）に戻る。
（STEP5-2b）回転速度ｒｏが、許容範囲から外れて規定回転速度ｒｖと相違する場合は、次の処理に進む。
（STEP5-3）駆動周波数の調整：駆動周波数を変更すると、振動体７の縦振動および屈曲振動の振幅が変更される。よって、振動体７の当接部２３の振動軌跡が変更されて、振動体７の当接される回転体１００の回転速度が調整、維持される。
【００８３】
上記（STEP5-3）における駆動周波数の調整は、次のようにして行われる。
まず、記憶部８１５から縦共振周波数ｌｒ、屈曲共振周波数ｂｒ、縦振動の反共振周波数ｌａｒ、および屈曲振動の反共振周波数ｂａｒを読み出しておく。
次に、高い方の共振周波数（本実施形態では屈曲共振周波数ｂｒ）から低い方の共振周波数（同縦共振周波数ｌｒ）へ向かって、駆動周波数を漸減していきながら、各駆動周波数における電圧を検出して検出電圧信号を得る。この間、検出電圧信号に対して振動相関テーブルｖｒを適用し、回転速度ｒｏを導く。この回転速度ｒｏと規定回転速度ｒｖとがほぼ等しくなるまで、駆動周波数の変更を継続して行う。この処理は、周波数を変化させる範囲を、あらかじめ記憶された縦共振周波数ｌｒから屈曲共振周波数ｂｒとの間の範囲等に容易に絞り込むことができるため、短時間で行える。
この際、印加電圧の周波数として、縦共振周波数を回避する。縦共振周波数での電圧印加は高電流となるため、それに起因するシステムダウンを回避するためである。
なお、駆動周波数を変化させる際は、屈曲共振周波数から縦共振周波数に向かって漸次上げていってもよいし、周波数を上下させて絞り込んでいってもよい。
【００８４】
ところで、以上説明した半導体素子８１による駆動制御では、半導体素子８１をスイッチングさせることにより、電極パターン７２Ａ、７２Ｂを選択して始動時と安定駆動時という駆動状況に合わせた駆動制御を行っているが、このようなスイッチングにより、回転体１００の質量等に合わせた駆動制御を行うこともできる。具体的には、回転体１００の質量が大きい場合は第一の態様、回転体１００の質量が軽い場合は第二の態様の電極パターン７２Ａ、７２Ｂとなるように半導体素子８１をスイッチングさせることにより、振動体７を組み込み可能な機器の範囲が広がり、汎用性が向上する。
また、記憶部８１５に振動体７のマスタ情報を記憶させた場合では、このマスタ情報との比較において上記と略同様に半導体素子８１をスイッチングさせることにより、振動体７の製造誤差から生じる駆動状態のばらつきにも対応できる。
【００８５】
このような第四実施形態によれば、前記第一実施形態の（1-1）〜（1-6）、第二実施形態の（2-1）、第三実施形態の（3-1）で述べた効果に加えて、次のような効果がある。
（4-1）スイッチ機能を有する半導体素子８１を備えることにより、この半導体素子８１を実装する際には一律的に、各電極パターン７２Ａ、７２Ｂに対してボンディングワイヤＷ等により導通がとれるようにすればよい。このため、配線を変更しなくても、半導体素子８１のスイッチ機能によって電極パターン７２Ａ、７２Ｂの選択を任意に変更できる。つまり、電圧印加対象となるべき電極パターン７２Ａ、７２Ｂを駆動信号源Ｓと導通させ、電圧検出の必要な電極パターン７２Ａ、７２Ｂを振動検出部８１４と導通させるよう、電極パターン７２Ａ、７２Ｂを瞬時に切り替えることができる。
このように電極パターン７２Ａ、７２Ｂが切り替え自在とされているので、駆動条件にレスポンス良く対応する制御を実現することもでき、駆動性能を向上させることができる。また、マスタ情報等に基づき、設計上の駆動状態となるように電極パターン７２Ａ、７２Ｂのスイッチングを行うことで、製造誤差にも対応できる。
【００８６】
（4-2）半導体素子８１の記憶部８１５には、振動体７の個別情報Ｉには、前述した各種の情報が記憶されている。ここでは、個別情報Ｉに含まれる規定回転速度ｒｖを基準として駆動制御を行うことができ、始動時間ｔを基に駆動状況に応じた適切な駆動制御を実現できる。また、選択パターン情報ｐｉを読み出して、瞬時に電極パターン７２Ａ、７２Ｂの選択態様を生成できるとともに、縦共振周波数ｌｒ、屈曲共振周波数ｂｒ、縦振動の縦反共振周波数ｌａｒ、および屈曲振動の屈曲反共振周波数ｂａｒ、振動相関テーブルｖｒを読み出して、最適な駆動周波数を容易に求めることができる。さらに、個体番号ｉｄ１、ｉｄ２、製造ロット番号ｌｏｔを製造管理に利用できる。
このように、個別情報Ｉの利用により、駆動条件に応じた駆動制御や製造誤差の補正を、より容易かつ迅速に行うことができる。
【００８７】
（4-3）半導体素子８１は、圧電素子７２の凹部７２１内に配置されることにより、半導体素子８１が凹部７２１に納まってかさばらない。振動体７の厚みを薄くでき、振動体７が組み込まれる回転型駆動装置１を一層薄型化できる。
【００８８】
（4-4）制御部８１３は駆動周波数を調整する手段を備えるが、記憶部８１５にあらかじめ記憶された縦共振周波数ｌｒ、屈曲共振周波数ｂｒ、縦反共振周波数ｌａｒ、屈曲共振周波数ｂａｒを読み込んで駆動周波数が制御されるので、最適な駆動周波数の絞り込みが容易であり、位相器や振幅・位相差等の検出監視制御等を必要としないので低コストかつエネルギー効率も良好である。
また、縦共振周波数ｌｒと屈曲共振周波数ｂｒの間で駆動周波数を制御しているので、縦振動および屈曲振動の振幅の双方を大きく確保してトルクを十分に確保できる。さらに、駆動周波数の調整により縦振動および屈曲振動の振幅を微調整できるので、駆動状況に一層きめ細かに対応した駆動制御を行うことができる。
なお、高効率となる縦振動および屈曲振動の共振周波数の比については、前述した通りである。
【００８９】
〔第五実施形態〕
前記第四実施形態では、スイッチ機能を有する半導体素子８１を備え、スイッチングによって電極パターン７２Ａ、７２Ｂの導通を切り替えるとともに、駆動周波数を変更することで緻密な駆動制御を実現していた。本実施形態においても、略同様の半導体素子８１を備え、スイッチングを行う点等は第四実施形態と共通するが、駆動周波数を変更する代わりに電圧印加時間を制御することにより、略同様に緻密な駆動制御を実現する点が相違する。以下、具体的に説明する。
【００９０】
図２８には、前述した半導体素子８１の内部回路である記憶部８１５と略同様の構成の記憶部８１５Ａが示されている。図２９には、やはり前述した半導体素子８１による制御のフロー（図２７参照）における手順の一つ、（STEP5）回転速度の維持  が示されている。
本実施形態の半導体素子８１が備える記憶部８１５Ａには、前記の記憶部８１５と略同様に、振動体７の個別情報が記憶されている。ここで、記憶部８１５Ａには、あらかじめ測定された単位時間あたりの電圧の印加時間と回転体１００の回転速度との相関関係を表す印加時間テーブルｉｔが記憶されている。
【００９１】
本実施形態においても、半導体素子８１の制御部８１３（図２６参照）は、記憶部８１５Ａから読み込まれた振動体７の個別情報Ｉに基いて、電極パターン７２Ａ、７２Ｂへの導通を切り替える。手順としては、第四実施形態の（STEP1）〜（STEP5-2b）まで略同様に処理した後、次の処理を行う。なお、（STEP1）〜（STEP4）を通して、電圧印加を連続的に行うものとする。
（STEP5-3A）電圧印加時間の調整：電圧印加を間欠的に行うと、電圧が印加されない間は当該電極パターン７２Ａ、７２Ｂに対応する圧電素子７２の部分が伸縮せず、その分、当接部２３の振動軌跡が小さくなる。この振動軌跡の変更により、振動体７の当接される回転体１００の回転速度が調整、維持される。
【００９２】
上記（STEP5-3A）における電圧印加時間の調整は、次のようにして行われる。
まず、記憶部８１５Ａから印加時間テーブルｉｔを読み出しておく。
次に、読み出した印加時間テーブルｉｔにおける単位時間あたりの電圧印加時間のマップを参照して電圧印加時間を徐々に減少させていきながら、各電圧印加時間における電圧を検出して検出電圧信号を得る。この間、検出電圧信号に対して振動相関テーブルｖｒおよび印加時間テーブルｉｔを適用し、回転速度ｒｏを導く。この回転速度ｒｏと規定回転速度ｒｖとがほぼ等しくなるまで、単位時間あたりの電圧印加時間の変更を継続して行う。すなわち、所定の時間間隔により、導通させる電極パターン７２Ａ、７２Ｂをスイッチングする。この際、あらかじめ測定され、適切な範囲で記憶された印加時間テーブルｉｔを参照して単位時間あたりの電圧印加時間を容易に変更できる。
また、伸縮領域Ｙ１，Ｙ２（図９、図１３を参照）、屈曲領域Ｘ１，Ｘ２（同図を参照）それぞれに所属する電極パターン７２Ａ、７２Ｂごとに電圧印加時間の変更を行うことにより、縦振動および屈曲振動の振動成分別に、振動軌跡（例えば図１１のＲ１、図１５のＲ２を参照）をコントロールすることが可能となる。
以上のように、電圧印加時間の調整により振動軌跡を変更すると、振動軌跡において当接部２３が回転体１００の被当接部１０１を押圧する力が加減され、回転体１００は主として慣性により回転する。このようにして、電力消費を抑えながら駆動制御でき、回転体１００の回転速度が維持される。
【００９３】
このような第五実施形態によれば、前記第一実施形態の（1-1）〜（1-6）、第二実施形態の（2-1）、第三実施形態の（3-1）、第四実施形態の（4-1）、（4-3）で述べた効果に加えて、次のような効果がある。
（5-1）半導体素子８１のスイッチ機能により、記憶部８１５Ａから読み出した印加時間テーブルｉｔを基に、所定の時間間隔で電極パターン７２Ａ、７２Ｂへの電圧印加の有無を切り替えることができるので、振動軌跡が変更され、電力消費を抑えつつも必要十分なトルクで駆動状況に即した駆動制御を実現できる。
【００９４】
〔第六実施形態〕
前記各実施形態では、圧電素子２２、７２には、表面の導電膜を長手方向に十二分割するように電極パターン２２Ａ，２２Ｂ，６２Ａ，７２Ａ，７２Ｂが形成されており、各電極パターン２２Ａ，２２Ｂ，６２Ａ，７２Ａ，７２Ｂ同士は、リード線やボンディングワイヤ等により導通されていた。
これに対し、第六実施形態では、圧電素子２２には、表面の導電膜をさらに細かく分割するように多数の電極パターンが形成されており、各電極パターンは、他の方法によって互いに導通されている点が異なる。
【００９５】
図３０は、本実施形態における振動体８の圧電素子２２の平面図であり、図３１は、圧電素子２２の側断面を拡大した図である。
圧電素子２２の導電膜には、レーザ加工により、さらに多数の溝が形成されている。すなわち、圧電素子２２には、長手方向に走る溝９５Ａと、この溝９５Ａと直交方向に形成された溝９５Ｂにより、多数の電極パターン９２Ａが形成されている。
隣接する電極パターン９２Ａ同士は、互いの間の溝９５Ａ，９５Ｂに充填されたハンダペーストＰにより導通されている。ここで、ハンダペーストＰを用いる代わりに、導電性接着剤を用いてもよい。図３０に示されるように、溝９５Ａに充填すれば電極パターン９２Ａが幅方向に沿って連続して互いに導通し、溝９５Ｂに充填すれば電極パターン９２Ａは長手方向に連続して互いに導通する。また、複数の電極パターン９２Ａの角隅が対向する部分に充填すれば、複数の電極パターン９２Ｂを同時に導通させることもできる。
【００９６】
振動体８を製造する際は、圧電素子２２を補強板２１に貼り合わせた後、第一実施形態と略同様の要領で製造される。ここで、電極パターン９２Ａのいずれを互いに導通させるかは、製造誤差や駆動条件を勘案し、第一実施形態と同様に決定すればよい。そして、前述したように、互いに導通させる電極パターン９２Ａの間の溝９５Ａ，９５ＢにハンダペーストＰを盛って溝９５Ａ，９５Ｂ内に充填し、リフロー炉などで溶融させる。
このように、電極パターン９２Ａは互いに導通されてまとめられるから、導通された電極パターン９２Ａのうち何れかの電極パターン９２Ａのみが、外部の制御回路Ｃおよび駆動信号源Ｓ等（図８参照）に接続されている。
【００９７】
このような第六実施形態によれば、前記第一実施形態の（1-1）〜（1-6）で述べた効果に加えて、次のような効果がある。
（6-1）ハンダペーストＰを溝９５Ａ、９５Ｂに充填することによって電極パターン９２Ａを互いに導通させることができるので、微細な電極パターン９２Ａをワイヤやリード線等により導通させずに済むうえ、複数の電極パターン９２Ａが導通されてまとめられるので外部の制御回路Ｃ等への配線が少なくて済み、導通作業が容易となる。
【００９８】
〔第七実施形態〕
前記第六実施形態では、電極パターン９２Ａ同士はハンダペーストＰ等により導通されていた。これに対し、第七実施形態では、導電性ゴムを用いて電極パターン９２Ａを導通する点が相違する。以下、具体的に説明する。
図３２は、本実施形態の振動体９の側断面を示す部分拡大図である。振動体９は、圧電素子２２、導電性ゴム製の導通部材１０１、フレキシブル基板８２を有する。導通部材１０１は平板状とされて振動体９の振動の節の近傍に対応する位置に配置されており、導通手段を構成する。これらは、図３２中の下側から圧電素子２２、導通部材１０１、フレキシブル基板８２の順序で積層されている。なお、フレキシブル基板８２には、回転型駆動装置１の駆動制御を行う制御回路Ｃが構成されており、駆動信号源Ｓに接続されている（図８を参照）。フレキシブル基板８２の裏面には導通パターン８２Ａが形成されており、この導通パターン８２Ａは導通部材１０１に当接している。
【００９９】
導通部材１０１の、圧電素子２２と対向する裏面には、表面に向かって窪む凹部１０１Ａが形成されている。この凹部１０１Ａの形状は、圧電素子２２の表面の電極パターン９２Ａに接触しないように設定されており、凹部１０１Ａと電極パターン９２Ａとの間は隙間を有する。なお、凹部１０１Ａを除けば、導通部材１０１の裏面は電極パターン９２Ａに当接する。
振動体９を製造する際は、圧電素子２２を補強板２１に貼り合わせた後、第一実施形態と略同様の要領で製造される。ここで、電極パターン９２Ａのいずれを互いに導通させるかは、製造誤差や駆動条件を勘案し、第一実施形態と同様に決定すればよい。そして、導通させない電極パターン９２Ａに対応する位置に凹部１０１Ａを形成する。
【０１００】
このような第七実施形態によれば、前記第六実施形態の（6-1）、第二実施形態の（2-1）、第三実施形態の（3-1）で述べた効果に加えて、次のような効果がある。
（7-1）導電性を有する導通部材１０１によって電極パターン９２Ａが導通されることにより、導通部材１０１に凹部１０１Ａを形成しておけば、ハンダや接着剤等を用いずに振動体９を組み立てることができることとなり、組立作業が容易となる。また、導通部材１０１によって、隣接しない電極パターン９２Ａ同士をも導通させることができる。
【０１０１】
〔第八実施形態〕
前記第六、第七実施形態では、電極パターン９２Ａ同士をハンダや接着剤を充填したり、導電性部材を用いたりして導通させていた。
これに対し、第八実施形態では、ハンダや接着剤、導通用の部材を使用することなく、他の方法により導通されている点が相違する。以下、具体的に説明する。
図３３は、本実施形態の振動体１０の平面図であり、図３４は、図３３の部分拡大図である。圧電素子２２の導電膜には、前記各実施形態とほぼ同様に、長手方向に沿って延びる複数の溝１１５Ａと、幅方向に沿って二等分するように延びる溝１１５Ｂが刻設されている。これら溝１１５Ａ，１１５Ｂにより、複数の電極パターン１１２Ａが形成されている。
【０１０２】
ここで、溝１１５Ａ、１１５Ｂは、図３４にも示されるように、圧電素子２２の中央付近では刻設が省略されており、溝１１５Ａ，１１５Ｂは互いに交差していない。つまり、溝１１５Ａ，１１５Ｂは、圧電素子２２の振動の節Ｊにあたる中心部分では何れも連続していないので、圧電素子２２の導電膜は完全には分割されていない。したがって、電極パターン１１２Ａのすべては互いに絶縁されておらず、互いに導通している状態である。次に述べるが、必要に応じて溝１１５Ａ，１１５Ｂを連続させることで、溝１１５Ａ、１１５Ｂに隣接する各電極パターン１１２Ａが完全に分割されて絶縁される。そして、溝１１５Ａ，１１５Ｂによって絶縁されることで電極パターン１１２Ａは幾つかの領域に分けられ、同じ領域とされた電極パターン９２Ａの何れかが、外部の制御回路Ｃおよび駆動信号源Ｓ等（図８参照）に接続される。
【０１０３】
振動体１０を製造する際は、圧電素子２２を補強板２１に貼り合わせた後、第一実施形態と略同様の要領で製造される。ここで、上記のすべての電極パターン１１２Ａが導通している振動体１０について、振動測定としてのインピーダンス測定を実施する。このインピーダンス測定は圧電素子２２にプローブを当接させて行われ、溝１１５Ａ，１１５Ｂを連続的なものとした場合に最適となる電極パターン１１２Ａの導通態様を調べる。この測定結果に基づき、溝１１５Ａ，１１５Ｂの間欠部分を連続させるようにレーザトリミングを行う。
【０１０４】
図３５はレーザトリミング後の振動体１０の平面図であり、図３６は図３５の部分拡大図である。ここで、溝１１５Ａを連続させれば電極パターン１１２Ａが圧電素子２２の長手方向に沿って絶縁され、図３５にも示されるように、圧電素子２２の長手方向中央に、圧電素子２２の長手方向に伸縮する伸縮領域Ｙ３を形成することができる。そして、溝１１５Ｂを連続させれば電極パターン１１２Ａは幅方向に沿って絶縁され、圧電素子２２上に二つ、たすきがけ状の屈曲領域Ｘ３を形成することができる。これで、振動体１０の製造が完了する。
【０１０５】
このような第八実施形態によれば、前記第一実施形態の（1-1）〜（1-6）で述べた効果に加えて、次のような効果がある。
（8-1）圧電素子２２の導電膜に溝１１５Ａ，１１５Ｂを間欠的に刻設して電極パターン１１２Ａのすべてを導通させておき、必要に応じて溝１１５Ａ，１１５Ｂの間欠部分をレーザトリミングすれば、リード線やワイヤ等の結線作業や接着剤の接着作業等を伴うことなく、微細な電極パターン１１２Ａ同士を容易に導通させることができる。また、複数の電極パターン９２Ａが導通されてまとめられるので外部の制御回路Ｃ等への配線が少なくて済み、やはり導通作業が容易となる。さらに、溝１１５Ａ，１１５Ｂの間欠部分を振動の節Ｊに設定していることにより、レーザトリミングによる振動特性への影響を最小限にできる。
【０１０６】
〔第九実施形態〕
前記各実施形態では、電極パターン２２Ａ，２２Ｂ，６２Ａ，７２Ａ，７２Ｂ，９２Ａ、１１２Ａは、圧電素子２２、７２の一端から他端まで延びていた。
これに対し、第九実施形態では、圧電素子２２の中間部位に位置する電極パターンが形成されている点が相違する。以下、具体的に説明する。
図３７は、本実施形態の振動体１１の平面図である。
振動体１１の圧電素子２２の導電膜は、前記同様、溝２５Ａにより長手方向に十二分割されているが、これら十二分割された導電膜はさらに、中央四本を除き、幅方向に延びる五本の溝１２５Ｂによって、圧電素子２２の中央から線対称に六分割されている。したがって、圧電素子２２は、中央に長手方向に延びる四つの電極パターン２２Ａと、長手方向両側に配置された複数の電極パターン１２２Ｂとに分割されている。また、圧電素子２２の中央の溝１２５Ｂは、圧電素子２２の振動の節Ｊに沿っている。
【０１０７】
ここで、複数の電極パターン１２２Ｂは、圧電素子２２の長手方向に六分割されているので、電極パターン１２２Ｂの一部は、振動の節Ｊにも圧電素子２２の端部にも延びておらず、中間位置に配置されている。この中間位置は、屈曲振動の腹の位置に該当し、以下、この中間位置に配置された電極パターン１２２Ｂを、腹の電極パターン１２２Ｂ１として説明する。
また、電極パターン２２Ｂは、図示しないリード線により第一の導通ピン３５Ａ（図８参照、以下も）に接続されている。そして、電極パターン１２２Ｂは、圧電素子２２の平面中心に対して点対称に配置されるように選択されて第二の導通ピン３５Ｂに接続されている。これら第一、第二の導通ピン３５Ａ，３５Ｂは、制御回路Ｃを介して駆動信号源Ｓに接続されている（図８を参照）。
一方、第二の導通ピン３５Ｂに接続されない電極パターン１２２Ｂのうち、当接部２３から離れて配置された電極パターン１２２Ｂの幾つかは、振動時に生じる振動検出電極１２２Ｂ２として第三の導通ピン３５Ｃに接続されており、さらに振動検出装置（図示略）に接続されている。なお、第四の導通ピン３５Ｄは、前記同様、補強板２１に接続されている。
【０１０８】
振動体１１は、次のように動作する。
駆動信号源Ｓから制御回路Ｃを介して駆動信号を送信し、第一、第二の導通ピン３５Ａ、３５Ｂと第四の導通ピン３５Ｄ間に連続的に電圧を印加すると（図８を参照）、印加電圧は、第一の導通ピン３５Ａおよび第二の導通ピン３５Ｂに接続された電極パターン２２Ａ，１２２Ｂまで到達し、回転型駆動装置１が始動する。
そして、振動検出電極１２２Ｂ２からの検出電圧信号に基づき、回転型駆動装置１が初動状態を抜けて安定的に駆動していることが確認できたら、腹の電極パターン１２２Ｂ１以外の電極パターン２２Ａ，１２２Ｂに対する印加を単位時間ごとに停止し、腹の電極パターン１２２Ｂ１にのみ連続的に電圧を印加するよう制御する。このように電圧印加対象となる電極パターン２２Ａ、１２２Ｂの数、面積を減らしても、回転型駆動装置１の安定駆動時にはトルクをあまり必要としないため、回転型駆動装置１は所望どおりに駆動する。
【０１０９】
このような第九実施形態によれば、前記第一実施形態の（1-1）〜（1-6）で述べた効果に加えて、次のような効果がある。
（9-1）圧電素子２２において最も大きな振幅が得られる屈曲振動の腹の部分に腹の電極パターン１２２Ｂ１が設けられていることにより、腹の電極パターン１２２Ｂ１に電圧印加すれば、腹の部分に該当しない電極パターン１２２Ｂに電圧を印加した場合に比べ、等しい消費電力下で振動軌跡を大きく確保できる。したがって、電気エネルギーを節約しながら効率良く駆動できる。
【０１１０】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
図３８は、本発明の変形例における振動体１２の平面図である。振動体１２の備える圧電素子２２には、略Ｌ字状の複数の溝１３５Ａが圧電素子２２の四隅から中央に向かって配列されており、これらの溝１３５Ａの配列態様は、圧電素子２２上に略十字状の形態を構成している。これらの溝１３５Ａによって、圧電素子２２の導電膜が分割され、複数の電極パターン１３２Ａが形成されている。これらの電極パターン１３２Ａは、圧電素子２２の端部から長手方向に延びるが、圧電素子２２の中央近傍で向きを変えて腕部２４側の端部まで延びている。
これにより、各電極パターン１３２Ａを、振動の節の近傍で他の電極パターン１３２Ａを跨がずに配線できるので、結線作業が一層容易となる。
【０１１１】
また、前記第三実施形態では（図１９〜図２１を参照）、フレキシブル基板６１に形成された接続パターン６１２Ｄを分断することにより、電極パターン６２Ａ同士を導通させていたが、この接続パターン６１２Ｄの代わりにリード線やボンディングワイヤ等を使用してもよい。つまり、フレキシブル基板６１に接続パターン６１２Ｄが形成されずに各導通パターン６１２Ａが独立した状態とされる場合には、各導通パターン６１２Ａをワイヤボンディング等の手段によって導通させてもよい。
【０１１２】
電極パターン２２Ａ，２２Ｂ、６２Ａ、７２Ａ、７２Ｂ、９２Ａ，１１２Ａ，１２２Ａ，１３２Ａの選択態様は、以上で例示した態様（例えば、図９および図１３に示される第一の態様および第二の態様）に限られない。振動体２、５〜１２や回転体１００等の製造誤差を補正し、各種の駆動条件に応じた制御を行うためには、隣接する電極パターン２２Ａ，２２Ｂ等同士の組み合わせに限らず、電極パターン２２Ａ，２２Ｂ等をランダムに選択してもよい。したがって、例えば、電極パターン２２Ａ，２２Ｂ等一つあたり、第二の導通ピン３５Ｂおよび第三の導通ピン３５Ｃの双方が接続され、回転体１００を順回転させる屈曲振動用／逆回転させる屈曲振動用の二つの用途に使用されることもありうる。
【０１１３】
圧電素子２２、７２に導電膜を形成し、この導電膜が絶縁されるように圧電素子２２、７２に溝２５Ａ，２５Ｂ等を形成することによって複数の電極パターン２２Ａ，２２Ｂ等を設けていたが、この方法に限らず、圧電素子２２、７２において、めっき、スパッタ、蒸着等を逐一行うことで、圧電素子２２に複数の電極パターンを複数配置してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明の圧電アクチュエータは、カメラのフィルム巻き上げ機構を構成できるほか、例えば、時計、玩具等の小型電子機器にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の第一実施形態における回転型駆動装置の平面図。
【図２】前記実施形態における回転型駆動装置の背面図。
【図３】図１のIII−III線断面図。
【図４】図１のIV−IV線断面図。
【図５】前記実施形態における振動体および支持体の分解斜視図。
【図６】前記実施形態における振動体の平面拡大図。
【図７】前記実施形態における振動体の振動特性を示す図。
【図８】前記実施形態における導通を示すブロック図。
【図９】前記実施形態における振動体２の動作を示す模式図。
【図１０】前記実施形態における振動体２の動作を示す模式図。
【図１１】前記実施形態における振動体２の動作を示す模式図。
【図１２】前記実施形態における導通を示すブロック図。
【図１３】前記実施形態における振動体２の動作を示す模式図。
【図１４】前記実施形態における振動体２の動作を示す模式図。
【図１５】前記実施形態における振動体２の動作を示す模式図。
【図１６】本発明の第二実施形態における振動体の平面図。
【図１７】前記実施形態における振動体の側断面拡大図。
【図１８】前記実施形態における振動体の平面拡大図。
【図１９】本発明の第三実施形態における振動体の平面図。
【図２０】前記実施形態における振動体の側断面拡大図。
【図２１】前記実施形態における振動体の平面拡大図。
【図２２】前記実施形態における振動体の平面拡大図。
【図２３】本発明の第四実施形態における振動体の平面図。
【図２４】前記実施形態における振動体の側断面図。
【図２５】前記実施形態における振動体の側断面拡大図。
【図２６】前記実施形態における導通および構成を示すブロック図。
【図２７】前記実施形態における半導体素子による制御のフローを示す図。
【図２８】本発明の第五実施形態における構成の一部を示す図。
【図２９】前記実施形態における半導体素子の処理フローの一部を示す図。
【図３０】本発明の第六実施形態における振動体の平面図。
【図３１】前記実施形態における振動体の側断面拡大図。
【図３２】本発明の第七実施形態における振動体の側断面拡大図。
【図３３】本発明の第八実施形態における振動体の平面図。
【図３４】図３３の部分拡大図。
【図３５】前記実施形態における振動体の平面図。
【図３６】図３５の部分拡大図。
【図３７】本発明の第九実施形態における振動体の平面図。
【図３８】本発明の変形例における振動体の平面図。
【符号の説明】
【０１１６】
１…回転型駆動装置（圧電アクチュエータを備えた機器）、２，５，６，７，８，９，１０，１１，１２…振動体（圧電アクチュエータを構成する）、２２，７２…圧電素子、２２Ａ，２２Ｂ，６２Ａ，７２Ａ，７２Ｂ，９２Ａ，１１２Ａ，１２２Ｂ，１３２Ａ…電極パターン、２３…当接部、５１，６１…フレキシブル基板（導通手段）、８１…半導体素子、１００…回転体（被駆動体）、１２２Ｂ１…腹の電極パターン（振動の腹の部分に設けられる）、７２１…凹部、８１５，８１５Ａ…記憶部（個別情報が記憶される）、Ｊ…節（振動の節）、Ｒ１，Ｒ２…振動軌跡、Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３…屈曲領域（屈曲振動のための電極パターン）、Ｙ１，Ｙ２、Ｙ３…伸縮領域（縦振動のための電極パターン）、Ｉ…個別情報、ｂａｒ…屈曲共振周波数（個別情報の一部、以下も同じ）、ｂｒ…屈曲共振周波数、ｉ…インピーダンス特性、ｉｄ１，ｉｄ２…個体番号、ｉｔ…印加時間テーブル、ｌａｒ…縦共振周波数、ｌａｒ…縦反共振周波数、ｌｏｔ…製造ロット番号、ｌｒ…縦共振周波数、ｐｉ…選択パターン情報、ｒｏ…回転速度、ｒｖ…規定回転速度、ｔ…始動時間、ｖｒ…振動相関テーブル。
【図１】
2005094895.tif 000003
【図２】
2005094895.tif 000004
【図３】
2005094895.tif 000005
【図４】
2005094895.tif 000006
【図５】
2005094895.tif 000007
【図６】
2005094895.tif 000008
【図７】
2005094895.tif 000009
【図８】
2005094895.tif 000010
【図９】
2005094895.tif 000011
【図１０】
2005094895.tif 000012
【図１１】
2005094895.tif 000013
【図１２】
2005094895.tif 000014
【図１３】
2005094895.tif 000015
【図１４】
2005094895.tif 000016
【図１５】
2005094895.tif 000017
【図１６】
2005094895.tif 000018
【図１７】
2005094895.tif 000019
【図１８】
2005094895.tif 000020
【図１９】
2005094895.tif 000021
【図２０】
2005094895.tif 000022
【図２１】
2005094895.tif 000023
【図２２】
2005094895.tif 000024
【図２３】
2005094895.tif 000025
【図２４】
2005094895.tif 000026
【図２５】
2005094895.tif 000027
【図２６】
2005094895.tif 000028
【図２７】
2005094895.tif 000029
【図２８】
2005094895.tif 000030
【図２９】
2005094895.tif 000031
【図３０】
2005094895.tif 000032
【図３１】
2005094895.tif 000033
【図３２】
2005094895.tif 000034
【図３３】
2005094895.tif 000035
【図３４】
2005094895.tif 000036
【図３５】
2005094895.tif 000037
【図３６】
2005094895.tif 000038
【図３７】
2005094895.tif 000039
【図３８】
2005094895.tif 000040