(57)【要約】【課題】圧電素子の導通構造に関し、格段に小型化できるとともに容易に製造でき、エネルギ効率も低下しない振動体、圧電アクチュエータ、電子機器、および振動体の製造方法の提供。【解決手段】圧電素子３０Ａ，３０Ｂにそれぞれ形成された電極パターン３１１〜３１５同士が振動体２０Ａの側面部２０Ｂを介して導通パターン４１５〜４１９によって導通されている。導通パターン４１５〜４１９は、常温で導電性粒子を含有した液状物を常温より高い温度で乾燥固化させることにより導電性粒子を相互接触させて形成されており、小型化薄型化、エネルギ効率向上、製造容易化にそれぞれ貢献する。ここで、表側に配置される圧電素子３０Ａの側からのみ、配線を行えばよく、実装の方向を同一方向に揃えることができるから、振動体２０Ａと外部の回路基板との導通作業を容易に実施できるとともに、振動体２０Ａ全体の厚みをより薄くできる。【選択図】図７
2007336685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略板状とされ表面部および裏面部にそれぞれ電極が形成される圧電素子を備え、
前記表面部および前記裏面部のいずれかにおける一部には、部分電極が形成され、
前記部分電極とこの部分電極が形成された側とは反対側に形成された前記電極とを前記圧電素子側面部を介して互いに電気的に接続する導通部が形成され、
前記導通部は、前記互いに導通される前記部分電極および前記電極がそれぞれ形成された電極平面部と前記圧電素子側面部とを含む前記圧電素子の体表面部に、常温では導電性粒子を含有した液状物を設けた後、当該液状物を常温より高い温度で乾燥固化させることにより前記導電性粒子を相互接触させて形成される
ことを特徴とする振動体。
【請求項２】
略板状とされ表面部および裏面部の少なくとも一方に電極が形成される２つの圧電素子が積層されて構成され、
前記圧電素子による積層体の積層方向両端側における積層体表面部と積層体裏面部とはそれぞれ、前記電極が形成された電極平面部とされ、
前記電極平面部の一方と前記各圧電素子それぞれの圧電素子側面部と前記電極平面部の他方とを含む前記積層体の体表面部には、前記各電極平面部における前記電極同士を互いに電気的に接続する導通部が形成され、
前記導通部は、常温では導電性粒子を含有した液状物を前記体表面部に設けた後、当該液状物を常温より高い温度で乾燥固化させることにより前記導電性粒子を相互接触させて形成されている
ことを特徴とする振動体。
【請求項３】
請求項２に記載の振動体において、
前記圧電素子と前記圧電素子との間に介装される導電性の補強板を備え、
前記体表面部は、前記補強板側面部を含み、
前記導通部と前記補強板側面部との間には、絶縁層が介装されている
ことを特徴とする振動体。
【請求項４】
請求項３に記載の振動体において、
前記絶縁層は、常温では液状である絶縁体を前記補強板側面部に設けた後、当該絶縁体を常温より高い温度で乾燥固化させることにより形成されている
ことを特徴とする振動体。
【請求項５】
請求項４に記載の振動体において、
前記補強板側面部には、前記積層方向と交差する方向に窪んだ凹部が形成されている
ことを特徴とする振動体。
【請求項６】
請求項４に記載の振動体において、
前記電極平面部と前記圧電素子側面部との間の角部には、断面略Ｌ字入隅状の段差部が形成されている
ことを特徴とする振動体。
【請求項７】
請求項４に記載の振動体において、
前記電極平面部と前記圧電素子側面部との間の角部は、前記圧電素子の厚み方向に対して斜めに面取りされている
ことを特徴とする振動体。
【請求項８】
請求項２に記載の振動体において、
前記圧電素子と前記圧電素子との間に介装される絶縁性の補強板を備え、
前記体表面部は、前記補強板側面部を含んでいる
ことを特徴とする振動体。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の振動体を備え、
前記振動体の振動を被駆動体に伝達することにより当該被駆動体を駆動する
ことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項１０】
請求項３、５、および８のいずれかに記載の振動体を備え、
前記振動体の振動を被駆動体に伝達することにより当該被駆動体を駆動する圧電アクチュエータであって、
前記補強板の側面部には、前記被駆動体に向かって突出する突起が形成され、
前記突起が形成された側とは反対側の前記補強板の側面部には、当該側面部と前記導通部との間に、絶縁性のモールド部材が設けられている
ことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項１１】
請求項１から８に記載の振動体、請求項９、１０に記載の圧電アクチュエータのいずれかを備えた
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電子機器は、
計時部と、この計時部で計時された情報を表示する計時情報表示部とを備えた時計である
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１３】
振動体を構成する圧電素子に複数の電極をそれぞれ形成する電極形成工程と、
常温では導電性粒子を含有した液状物を前記圧電素子側面部を含む前記振動体の体表面部に設けた後、当該液状物を常温より高い温度で乾燥固化させることにより前記導電性粒子を相互接触させて、前記電極同士を電気的に接続する導通部を形成する導通部形成工程とを備える
ことを特徴とする振動体の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の振動体の製造方法において、
前記導通部形成工程では、前記液状物としてのインクを前記体表面部に噴射することによって前記導通部を形成する
ことを特徴とする振動体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動体、圧電アクチュエータ、電子機器、および振動体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子は電気エネルギーから機械エネルギーへの変換効率や応答性などに優れ、小型化・薄型化に適するため、マイクロエレクトロニクスの分野などでは、圧電素子に交流電圧を印加した際の振動によりロータなどの被駆動体を駆動する圧電アクチュエータ（超音波モータ）の開発が進められている。
【０００３】
ここで、小型薄型化に好適な定在波方式であって矩形状の振動体を有する圧電アクチュエータの構造の一例として特許文献１を示す。この特許文献１の圧電アクチュエータは、２枚の矩形板状の圧電素子と、これらの圧電素子の間に介装される導電性の補強板と、圧電素子と外部基板とを導通するリード基板とを備えて構成されている。各圧電素子は厚み方向に互いに逆向きに分極されており、各圧電素子の裏側が接合される補強板を各圧電素子の共通電極として、この補強板と、各圧電素子の表側にめっきなどで形成された電極それぞれとの間に分極方向に沿って駆動電圧が印加され、圧電横効果によって各圧電素子は同時に伸縮する。
【０００４】
このような圧電アクチュエータにおける導通実装に関し、圧電素子に複数の電極が形成された特許文献１では、リード基板に形成するオーバーハング部を使用し、全電極からオーバーハング部でリード基板に引き出した後、外部回路内で導通をとっている。補強板の表裏の各圧電素子のそれぞれの表面に形成された各電極は略同電位とされるため、補強板の表側の圧電素子に設けられたリード基板と、補強板裏側の圧電素子に設けられたリード基板とを互いに導通して電圧印加装置に接続する。ここで、特許文献１では、１枚の基板を振動体の表裏両側に向けて折り曲げることでリード基板同士の接続を不要としている。そして、この折り曲げたリード基板の両端縁からそれぞれ、各圧電素子表面の電極に向かって突出する可撓性を有するオーバーハングパターンを配置し、オーバーハング部の先端を熱溶着などで電極に取り付ける。
【０００５】
なお、オーバーハングパターンによる導通の代わりに、図３７に示すようにワイヤボンディングを用いることもある。この場合、同じリード基板９９０に対して各圧電素子９９１，９９２の表面電極からそれぞれワイヤ９９３で導通を図ることが可能である。
さらに、同じく圧電アクチュエータの導通構造に関し、特許文献２の図１６には、ワイヤ配線構造が示され、また同文献の図３２には、可撓性基板（ＦＰＣ；フレキシブルプリント配線板）を用いた導通構造が示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２８９９６５号公報（図３）
【特許文献２】ＷＯ２００３／７５４４６号国際公開（図１６、図３２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述のような導通関係の実装では、圧電アクチュエータの厚みが大きくなるという問題がある。すなわち、特許文献１の図３（Ｂ）を参照して説明すると、オーバーハング部４６１と圧電素子表面の電極とが接触しないように、リード基板４６の実装の際には、オーバーハング部４６１の寸法に応じてリード基板４６を圧電素子表面から所定間隔離してリード基板４６を配置する必要があり、このように間隔を空ける分、厚くなってしまう。特に、外部衝撃を受けた際にも圧電素子の電極と導通部（配線）とが電気的なショートを起こさない隙間を設定する必要がある。
なお、特許文献２における図１６のワイヤ３７や、同文献における図３２の基板１５も、圧電素子の表面側と裏面側とにＵ字状に折り曲げられているため、同様の隙間をあける必要があり、同様に厚くなる。
また、特許文献１、２でもそうであるように、圧電素子表面の電極が複数に分割されている場合は、落下、振動によりオーバーハング部が撓んで他の電極に短絡しないように、その間隔を大きくする必要がある。
このように、補強板の片面側の圧電素子だけ見ても、圧電アクチュエータが厚くなる要因があるところ、特許文献１、２のように２枚の圧電素子表面の電極をそれぞれ導通させる場合は片側の実装構造に対して２倍の厚みが必要となるため、圧電アクチュエータ全体ではかなり嵩張ってしまう。また、圧電素子１枚だけで構成される単板タイプの圧電アクチュエータにおいても、表面側および裏面側の電極の導通を取るためのリード基板などがそれぞれ必要となるから、表裏合わせて２倍の厚みが出て嵩張る点は同様である。圧電アクチュエータは、他のモータなどと比べてその厚みや長さなどの寸法に対して大きな駆動力が得られることから、小型の電子機器に搭載されることが多く、機器の小型化に伴い、今後一層の小型化が望まれている。
このような厚み寸法の問題に加えて、リード基板と圧電素子との間の所定の間隔を保持しながらオーバーハング部を圧電素子表面の電極に接合する組立作業は煩雑という問題もある。さらに、このようなリード基板を保持するスペーサやピンなどの部品が必要となり、部品点数が多くなる点でも、圧電アクチュエータ製造における組立作業が煩雑であり、またコストアップに繋がる。
【０００８】
一方、図３７や、特許文献２の図１６のようなワイヤボンディングによる実装構造では、ワイヤ９９３の可撓性により振動体に平面的に隣接する位置にリード基板９９０を設けることが可能であって、これによって厚みを減らす一定の効果はあるものの、ワイヤ９９３に可撓性があるがゆえにその位置が定まらず、またはんだの盛り上がりにより、やはり圧電素子９９１，９９２の表面からワイヤ９９３を所定間隔離して配置する必要がある。
そのうえ、振動に影響しない程度のワイヤ９９３の細さでは、その位置が非常に定まり難く、作業ばらつきが許容される余裕ある間隔設定が必要となるから、厚みはさらに増大する。
なお、圧電素子表面の電極が複数に分割されている場合に、落下、振動によりワイヤが撓んで他の電極に短絡しないようにその間隔を大きくする必要があったり、２枚の圧電素子を備える場合や単板タイプの場合など、表裏それぞれの導通に際して厚みが２倍となるのはオーバーハング部の場合と同様である。
【０００９】
また、ワイヤボンディングの場合は、ボンディング作業を既に実施した一方の圧電素子の側を保持して反対側のもう一方の圧電素子に対してボンディングを実施する際に、既にボンディングされたワイヤの位置がばらついていることから、これらのワイヤが確実に圧電素子を保持可能な領域が狭い。このため、圧電素子を安定的に保持できず、ボンディングツールからの振動および熱を確実に伝えることができないため、ワイヤの接続品質が著しく不安定となる。
【００１０】
加えて、前述のボンディングワイヤも、また箔状といえどもオーバーハングも、その抗力やはんだの重みなどによって圧電素子の振動が妨げられ、また、これらワイヤやオーバーハング自体も圧電素子とは別に振動することから不要な振動モードが発生し、圧電アクチュエータのエネルギー効率が低下するという問題もある。特に、ワイヤの場合は、振動により断線するおそれもあり、信頼性の低下が懸念される。
【００１１】
このような問題に鑑みて、本発明の目的は、導通構造に関し、格段に小型化できるとともに容易に製造でき、エネルギ効率も低下しない振動体、圧電アクチュエータ、電子機器、および振動体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本件の第１発明の振動体は、略板状とされ表面部および裏面部にそれぞれ電極が形成される圧電素子を備え、前記表面部および前記裏面部のいずれかにおける一部には、部分電極が形成され、前記部分電極とこの部分電極が形成された側とは反対側に形成された前記電極とを前記圧電素子側面部を介して互いに電気的に接続する導通部が形成され、前記導通部は、前記互いに導通される前記部分電極および前記電極がそれぞれ形成された電極平面部と前記圧電素子側面部とを含む前記圧電素子の体表面部に、常温では導電性粒子を含有した液状物を設けた後、当該液状物を常温より高い温度で乾燥固化させることにより前記導電性粒子を相互接触させて形成されることを特徴とする。
【００１３】
また、本件の第２発明の振動体は、略板状とされ表面部および裏面部の少なくとも一方に電極が形成される２つの圧電素子が積層されて構成され、前記圧電素子による積層体の積層方向両端側における積層体表面部と積層体裏面部とはそれぞれ、前記電極が形成された電極平面部とされ、前記電極平面部の一方と前記各圧電素子それぞれの圧電素子側面部と前記電極平面部の他方とを含む前記圧電素子の体表面部には、前記各電極平面部における前記電極同士を互いに電気的に接続する導通部が形成され、前記導通部は、常温では導電性粒子を含有した液状物を前記体表面部に設けた後、当該液状物を常温より高い温度で乾燥固化させることにより前記導電性粒子を相互接触させて形成されていることを特徴とする。
【００１４】
これらの第１、第２発明によれば、圧電素子の側面部を介して電極同士を導通する導通部に関し、このような液状物を用いることによって電極平面部および側面部に沿った薄膜として導通部を形成することが可能となり、電極が圧電素子と一体化されることと略同様に、導通部も圧電素子と一体化される。このため、ワイヤやオーバーハング部などの導通手段によって圧電素子の厚みが嵩張ることなく、このような圧電素子を有する振動体の小型化を格段に促進できる。このように形成された導通部により、従来とは根本的に異なる圧電素子の導通構造を提供できる。
ここで、液状物を用いることから、従来実現し得なかった微細な導通パターンの形成が可能となり、細密配線が可能となるから、小型化・薄型化を一層促進できる。
また、液状物を圧電素子の体表面部で乾燥固化させることにより、導通部の位置が定まらないということがなく、導通部は精密にパターニングされる。さらに、導通部の組み立てが不要であるから、製造が極めて容易となる。またさらに、このように圧電素子に直接導通部を形成しているので、従来の電極への導通を取るリード基板を不要にすることもでき、このような基板を保持する構造も不要であることから、一層、製造容易となる。そのうえ、基板コストが削減でき、コストダウンもできる。
そして、配線、組み立てに起因して信頼性が低下するおそれもない。
またさらに、液状物を用いて振動体に一体的に配線することから、特許文献１、２における前記構成等と比べて、振動体全体の平面サイズおよび振動体を配置するのに必要な空間占有域を小型化できる。前述したような、電極と（配線）との間の隙間が不要である。
【００１５】
加えて、導通部が薄膜として圧電素子に一体化されるので、圧電素子の電気エネルギと機械エネルギとの相互変換の効率が良く、エネルギ効率が低下しない。圧電素子を圧電アクチュエータに使用する場合は、導通部が圧電素子と一体に変位するから、当該変位が導通部によって妨げられず、駆動効率が良好になる。
なお、振動体の用途は、特に限定されず、発振子、フィルタ、およびトランスなどの電子部品や、物品寸法形状等の非接触測定装置、物品変位の測定装置、生体の診断装置、および流量計などの情報機器や、加工機械、治療器、および圧電アクチュエータなどの動力装置などとして広く利用できる。
【００１６】
ここで、第１発明によれば、圧電素子の表面部および裏面部の一方の一部に、他方の側の電極と導通される部分電極が設けられているため、この部分電極と、一方の側の電極とについて、圧電素子の一方の側から配線を行えばよく、実装の方向を同一方向に揃えることができる。これにより、圧電素子の導通実装の作業が容易になるとともに、電極を外部の回路基板などに導通させる導通実装構造を一方の側にのみ設ければよいことから、圧電素子全体の厚みを薄くできる。この一方の側の導通手段をリード基板に連設されるオーバーハング部とするような場合も、このリード基板およびオーバーハング部を圧電素子の一方の側に設ければよいことから、薄型化できる。
【００１７】
また、第２発明によれば、２つの圧電素子を積層体の側面部を介して導通させることにより、第１発明と同様、２つの圧電素子の一方の側から配線を行えばよく、実装の方向を同一方向に揃えることができる。これにより、これら圧電素子の導通実装の作業が容易になるとともに、圧電素子に形成された電極を外部の回路基板などに導通させる導通実装構造を一方の圧電素子の側にのみ設ければよいことから、振動体全体の厚みを薄くできる。この一方の圧電素子の導通手段をリード基板に連設されるオーバーハング部とするような場合も、このリード基板およびオーバーハング部を圧電素子の一方の面側に設ければよいことから、薄型化できる。
さらに、圧電素子が補強板の両面に設けられることで安定的に振動するうえ、前述の導通部により、１つ１つの圧電素子における厚みが抑えられていることで振動体の厚みを表裏両方で薄くできるので、前述した効果を大きくできる。
【００１８】
なお、圧電素子の電極は、Ａｕ，Ｎｉなどによるめっき、スパッタ、蒸着などによって形成できる。
また、導通部を形成する導通性粒子としては、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕなどを例示できる。
ここで、液状物とは、導電性粒子分散媒すなわち媒質に導電性粒子が分散された状態にあるものをいう。この液状物には、粒径数μｍ程度のＡｇ等の導電性粒子がエポキシ樹脂等を分散剤として水等の媒質に分散された状態のゲルやペースト状のものも含まれる。また、分散剤などを用いることにより、常温では数ｎｍ程度の非常に微細な超微粒子が高い金属含有量で分散したナノインクも液状物に含まれる。つまり、圧電素子の体表面部に吐出、塗布、噴出、滴下等が可能な程度の流動性を有するものであれば、本発明の液状物として用いることができる。なお、以下において、「液状物」はこれと同様の意味内容である。
さらに、液状物を設ける手段としては、後述するインクジェット法のほか、タンポ（パット）印刷、スクリーン印刷、ディスペンサによる塗布などを例示できる。
そして、圧電素子の平面形状については、矩形状、円環状、円形、トラス状、台形状などを例示できる。
【００１９】
第２発明の振動体では、前記圧電素子と前記圧電素子との間に介装される導電性の補強板を備え、前記体表面部は、前記補強板側面部を含み、前記導通部と前記補強板側面部との間には、絶縁層が介装されていることが好ましい。
【００２０】
この発明によれば、導電性の補強板を用いることと、補強板側面部と導通部との間の絶縁とによって、前記電極が形成された電極平面部と補強板との間に電圧を印加することができ、つまり電極として補強板を利用できる。ここで、導通部と補強板側面部との間に絶縁層などを形成しても、ワイヤボンディングやオーバーハングの場合は短絡防止のため所定寸法の隙間が必要となることと比べて格段に薄型化できる。
【００２１】
第２発明の振動体では、前記絶縁層は、常温では液状である絶縁体を前記補強板側面部に設けた後、当該絶縁体を常温より高い温度で乾燥固化させることにより形成されていることが好ましい。
【００２２】
この発明によれば、導通部と同様の手段で絶縁層も形成したので、絶縁板などを設ける場合と比べ、小型化できること、製造が容易となること、およびエネルギ効率を低下させないことなどの前述した効果をより大きいものとできる。
なお、この絶縁層の形成に関しても、後述するインクジェット法などを使用でき、インクとして使用できる絶縁体としては、エポキシ系絶縁樹脂を例示できる。
【００２３】
第２発明の振動体では、前記補強板側面部には、前記積層方向と交差する方向に窪んだ凹部が形成されていることが好ましい。
【００２４】
この発明によれば、絶縁層を形成する際、液状の絶縁体が凹部に溜まり、液状物が電極平面部と圧電素子側面部とが為す角部などにタレにくい。このため、この絶縁層に重ねて導通部を形成する際、液状物が角部においても安定し、導通部を形成し易くなる。これにより、導通部の導通品質をより良好にできる。
【００２５】
ここで、凹部の一形態として、例えば、補強板側面部が圧電素子側面部よりも内側にオフセットされて配置され、補強板側面部と各圧電素子それぞれの平面部とで囲まれて形成された凹部なども含まれる。
また、金属板の表裏両面におけるエッチングによって補強板を当該金属板から抜いて形成するような場合、エッチングを進行させることでこのような凹部を形成することができる。このほか、金属板のワイヤカットやプレス打ち抜きで形成された補強板側面部を切削、研磨することなどでも凹部を形成可能である。
【００２６】
第２発明の振動体では、前記電極平面部と前記圧電素子側面部との間の角部には、断面略Ｌ字入隅（いりすみ）状の段差部が形成されていることが好ましい。
【００２７】
この発明によれば、絶縁層を形成する際、液状物が段差部の内側に溜まるため、液状物が振動体の角部にタレて盛り上がりにくく、絶縁層を振動体の側面部に平滑に形成し易い。この絶縁層に重ねて導通部を形成する際は、段差部の内側に溜まった絶縁層の外周部に液状物がのりやすいため、導通部を形成し易くなる。これにより、前述の凹部が形成された構成と略同様に、導通部の導通品質をより良好にできる。
なお、このような段差部は、いわゆるステップカットなどによって形成することができる。
【００２８】
第２発明の振動体では、前記電極平面部と前記圧電素子側面部との間の角部は、前記圧電素子の厚み方向に対して斜めに面取りされていることが好ましい。
【００２９】
この発明によれば、絶縁層を形成する際、面取りにより、電極平面部と圧電素子側面部との間の角部が直角である場合などと比べて、液状の絶縁体の角部へのタレが抑制されるので、絶縁層を平滑に形成し易い。この絶縁層に重ねて導通部を形成する際、液状物が角部においても安定し、導通部を形成し易くなる。これにより、前述の凹部や段差部が形成された構成と略同様に、導通部の導通品質をより良好にできる。
【００３０】
第２発明の振動体では、前記圧電素子と前記圧電素子との間に介装される絶縁性の補強板を備え、前記体表面部は、前記補強板側面部を含んでいることが好ましい。
【００３１】
この発明によれば、補強板が絶縁性であるため、補強板側面部と導通部との間に絶縁層などの絶縁手段を設けることを不要にできる。
【００３２】
本発明の圧電アクチュエータは、前述した振動体を備え、前記振動体の振動を被駆動体に伝達することにより当該被駆動体を駆動することを特徴とする。
【００３３】
この発明によれば、前述の振動体を備えたことにより、前述と同様の作用および効果を享受できる。
なお、圧電アクチュエータの駆動方式は問わず、振動により被駆動体を駆動するタイプ（超音波モータ）としては、例えば、振動の節および腹の位置が不変の定在波駆動方式や、節および腹の位置が遷移する進行波駆動方式等を適宜採用できる。また、圧電素子の分極方向および電圧印加の方向等も任意に構成できる。
なお、被駆動体としては、回転駆動されるロータ、直線駆動されるリニア被駆動体などを採用でき、被駆動体の駆動方向は任意に構成できる。
【００３４】
また、本発明の圧電アクチュエータは、第２発明において補強板を有する振動体を備え、前記振動体の振動を被駆動体に伝達することにより当該被駆動体を駆動する圧電アクチュエータであって、前記補強板の側面部には、前記被駆動体に向かって突出する突起が形成され、前記突起が形成された側とは反対側の前記補強板の側面部には、当該側面部と前記導通部との間に、絶縁性のモールド部材が設けられていることを特徴とする。
【００３５】
この発明によれば、モールド部材を適宜成形することにより、このモールド部材を突起のカウンタとして機能させることが可能となる。また、補強板が導電性である場合は、モールド部材によって導通部と補強板側面部との絶縁が図られる。なお、前述のように補強板側面部に凹部が形成されている場合は、モールド部材をこの凹部内に良好に保持できる。
【００３６】
本発明の電子機器は、前述の振動体、また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。
【００３７】
この発明によれば、前述の振動体または圧電アクチュエータを備えたことにより、前述と同様の作用および効果を享受できる。
ここで、本発明の電子機器としては、カメラ、プリンタ、携帯情報機器、可動玩具、計測機器など各種の電子機器が対象となる。これら電子機器における駆動機構や発振子などとして前述の圧電素子が組み込まれる。
【００３８】
本発明の電子機器では、計時部と、この計時部で計時された情報を表示する計時情報表示部とを備えた時計であることが好ましい。
【００３９】
この発明によれば、時計における駆動手段として一般的なステッピングモータなどに置換して、本発明の圧電素子を使用した圧電アクチュエータを採用することにより、磁気の影響を受けない、応答性が高く微小送りが可能、小型化・薄型化に有利、高トルク、保持トルク（無通電であってもロータ位置が保持される）が大きいなどの数々のメリットを享受できる。
ここで、圧電アクチュエータは、カレンダ駆動機構や時刻を示す指針の駆動機構などに組み込むことができる。この場合、圧電素子の振動によって送られるロータなどで歯車を駆動し、この歯車などを介して指針や回転板などを駆動することによって時刻や暦の情報を表示することができる。
【００４０】
本発明の振動体の製造方法は、振動体を構成する圧電素子に複数の電極をそれぞれ形成する電極形成工程と、常温では導電性粒子を含有した液状物を前記圧電素子側面部を含む前記振動体の体表面部に設けた後、当該液状物を常温より高い温度で乾燥固化させることにより前記導電性粒子を相互接触させて、前記電極同士を電気的に接続する導通部を形成する導通部形成工程とを備えることを特徴とする。
【００４１】
この発明によれば、液状物を用いることによって圧電素子側面部に沿った薄膜として導通部を形成することが可能となるので、前述のように、小型化、製造の容易化、およびエネルギ効率の向上などの効果が得られる。
【００４２】
本発明の振動体製造方法では、前記導通部形成工程において、前記液状物としてのインクを前記体表面部に噴射することによって前記導通部を形成することが好ましい。
【００４３】
この発明によれば、このようなインクジェット法により、導通部の形成が必要な箇所のみに必要量だけインクを噴射し、導通部を一層微細にかつ薄く成膜できるため、一層の薄型化が図られる。また、その薄さによって振動体と導通部との一体性が高まるから、エネルギ効率を良好にできる。さらに、噴射量（吐出量）を制御することにより膜厚制御が容易であり、振動体の体表面部における異なる場所に、異なった膜厚および材料で成膜することが可能となる。
なお、インクジェット法では、必要な部分にのみインクを過不足無く噴射するため、フォトリソグラフィ等を用いて導通部を形成する場合と比べて材料の使用量が少なくてすむというメリットがある。
また、マスクを使わないため多品種少量生産が可能であり、設備コストも大幅に低減できる。また、薬液の廃液などがほとんどない。
【００４４】
ここで、インクジェット法は被噴射面に非接触の方法であるため、電極平面部と圧電素子側面部との間の角部についても、他の印刷手段などと比べて導通部を容易に形成できる。
【発明の効果】
【００４５】
以上の本発明によれば、圧電素子の導通構造に関し、格段に小型化できるとともに製造が容易であって、エネルギ効率も低下しない圧電素子、圧電アクチュエータ、および電子機器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
なお、電子機器の実施形態として、圧電アクチュエータが組み込まれたプリンタと、電子時計（第９実施形態）とを例示する。
【００４７】
〔第１実施形態〕
［１．全体概略構成］
図１は、本実施形態に係るプリンタ１の概略図である。プリンタ１は、印刷用紙がセットされる用紙トレイ２と、印刷された紙ＰＰが排出される排出部３と、筐体４内部に設置される紙送りローラ５とを備える。
ローラ５は、図示しない印刷駆動部で印刷された紙ＰＰを排出部３に送るものである。
【００４８】
［２．紙送りローラの駆動機構］
ローラ５を駆動する駆動機構は、圧電アクチュエータ（超音波モータ）２０と、この圧電アクチュエータ２０の振動によって回転駆動されるロータ２８と、ロータ２８の回転を減速しつつ伝達する減速輪列２９とを備えて構成されている。
減速輪列２９は、ロータ２８と同軸に設けられてロータ２８と一体的に回転する歯車２９１と、この歯車２９１に噛合し、かつ、ローラ５の回転軸に固定された歯車２９２とで構成されている。
なお、圧電アクチュエータ２０と、ロータ２８とは、図２に示すように、圧電アクチュエータユニット１０としてユニット化されている。
【００４９】
［３．圧電アクチュエータユニットの構成］
圧電アクチュエータユニット１０は、筐体４のフレーム等に取り付けられる矩形状の支持プレート１１と、支持プレート１１にそれぞれ取り付けられる圧電アクチュエータ２０と、圧電アクチュエータ２０による被駆動体としてのロータ２８とを備えて構成されている。このように、圧電アクチュエータユニット１０は、圧電アクチュエータ２０とロータ２８とが平面的に隣接して配置されていることで薄型となっている。
【００５０】
支持プレート１１の四隅には、筐体４のフレーム側に取り付けるための孔１１Ａと、図示しないカバー部材等を取り付けるためのネジピン１１Ｂとがそれぞれ形成され、圧電アクチュエータ２０は、支持プレート１１の略中央にビス１１Ｃ等の固定手段によって固定される。なお、圧電アクチュエータ２０を固定する際の位置決め用のピン１１Ｄがビス１１Ｃの近傍に形成されている。
また、支持プレート１１の圧電アクチュエータ２０が対向する部分には、支持プレート１１の厚み方向に窪む凹部１１Ｅが圧電アクチュエータ２０よりも大きい平面寸法で形成されており、圧電アクチュエータ２０が十分な振幅で振動可能となっている。
【００５１】
［４．圧電アクチュエータの構成］
図３は、圧電アクチュエータ２０の斜視図であり、図４および図５は、圧電アクチュエータ２０の断面図である。
圧電アクチュエータ２０は、図３〜図５に示すように、２枚の矩形板状の圧電素子３０Ａ，３０Ｂと、これらの圧電素子３０Ａ，３０Ｂの間に介装される板状の補強板２１とを備えている。これら圧電素子３０Ａ、補強板２１、および圧電素子３０Ｂは互いに積層され、圧電素子３０Ａ，３０Ｂの伸縮変位に伴い振動する振動体（圧電素子、積層体）２０Ａとして構成されている。
【００５２】
補強板２１は、ステンレス鋼などの導電性部材であり、圧電素子３０Ａが積層される略矩形状の本体２１１と、本体２１１の両側面にそれぞれ連設され、本体２１１の外側に延出する一対の延出部としての腕部２１２，２１３とを有する。
【００５３】
本体２１１の一方の短辺の略中央には、ロータ２８（図２）の外周面（本実施形態では断面円弧状）に当接される突起２１１Ａが本体２１１と一体的に形成され、突起２１１Ａは、圧電アクチュエータ２０をユニット１０に組み込んだ際にロータ２８の径方向に沿って配置される。
この突起２１１Ａとロータ２８との相対位置は、突起２１１Ａがロータ２８の外周面に対して所定の力で当接するように調整されており、突起２１１Ａとロータ２８側面との間に適切な摩擦力が発生することで振動体２０Ａの振動が効率良くロータ２８に伝達される。なお、本体２１１の他方の短辺側に突起２１１Ａと略同様の突起がカウンタとして形成されていてもよい。
また、本体２１１は、圧電素子３０Ａ，３０Ｂよりも長さが若干短く、本体２１１の短辺側の両側面部２１１Ｃ（図８）は、圧電素子３０Ａ，３０Ｂの短辺側面部３５３よりも内側にオフセットされて配置されている。これにより、本体２１１の側面部２１１Ｃと各圧電素子３０Ａ，３０Ｂそれぞれの平面部とで囲まれた凹部２０１が形成されている（図８）。
【００５４】
腕部２１２には、位置決め用ピン１１Ｄ（図２）が挿通される孔２１２Ａ，２１２Ｃと、ビス１１Ｃが挿通される孔２１２Ｂとが形成され、腕部２１３にも同様の孔２１３Ａ〜２１３Ｃが形成されている。これらの腕部２１２，２１３は、ビス１１Ｃ（図２）によって支持プレート１１にそれぞれ固定される。なお、支持プレート１１は、絶縁処理がされているものとする。
一方の腕部２１２は、図示しない導通手段により、圧電アクチュエータ２０外部の回路基板に導通されており、当該回路基板の回路ブロックにおける基準電位が腕部２１２に給電される。
なお、腕部２１２，２１３の本体２１１に連設される部分は、首状の括れ部２１２Ｄ，２１３Ｄとなっているため、振動体２０Ａの振動エネルギの腕部２１２，２１３への散逸が抑制される。
【００５５】
［５．圧電素子の構成］
圧電素子３０Ａ，３０Ｂは、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から任意に選択した材料により形成され、厚み方向に分極処理がされ、エポキシ系接着剤などで補強板２１に強固に接着されている。なお、これら圧電素子３０Ａ、３０Ｂの分極方向は互いに逆向きであり、補強板２１を挟んで対称となっている。
また、圧電素子３０Ａ，３０Ｂの長手方向に沿った両方の長辺側面部３５２は、圧電素子３０Ａ，３０Ｂの厚み方向に対して傾斜している。これにより、圧電素子３０Ａ，３０Ｂの幅方向端部における表面部（電極平面部３５１）と長辺側面部３５２との間の角部が面取りされ、図５に示すように、当該角部の角度θ１が大きくなっているとともに、長辺側面部３５２と腕部２１２，２１３表面との間の角度θ２も大きくなっている。
【００５６】
圧電素子３０Ａ，３０Ｂにおいて補強板２１と重ねられない外側の面を表面、補強板２１と重ねられる面を裏面とすると、これら圧電素子３０Ａ，３０Ｂにおける少なくとも表面の略全体には、ニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）などによるめっき、スパッタ、蒸着等によって電極３１がそれぞれ形成されている。なお、本実施形態では、圧電素子３０Ａ，３０Ｂの裏面全体にも電極３１と略同様の電極（図示せず）が形成され、この電極と補強板２１とが接触しているが、圧電素子３０Ａ，３０Ｂの裏面側に、このような電極が形成されず補強板２１に直接重ねられていてもよい。
【００５７】
ここで、圧電素子３０Ａの構成と圧電素子３０Ｂの構成とは互いに略同様であるため、以下では、圧電素子３０Ａ，３０Ｂ共通の構成については圧電素子３０と総称することもある。
また、本実施形態は、後述するように、圧電素子３０Ａ，３０Ｂにおいて電極３１が形成された電極平面部３５１と、これらの圧電素子３０Ａ，３０Ｂの短辺側面部（圧電素子側面部）３５３とを含む振動体２０Ａの体表面部３５に導通パターンなどが形成されることに特徴を有する。
【００５８】
圧電素子３０の表面に形成された電極３１は、エッチングなどで形成された溝３２によって分割され、互いに絶縁された５つの電極パターン３１１〜３１５がそれぞれ形成されている。
これらの電極パターン３１１〜３１５の分割態様は、大略、矩形状の電極３１が圧電素子３０の長手方向に沿った溝３２により幅方向に３等分され、３等分されたうち幅方向両側の電極がさらに、長手方向の略中央で２つに分割されたものであり、これらの電極パターン３１１〜３１５は、圧電素子３０の長手方向に沿った中心線について線対称に、かつ平面中心について点対称に配置されている。
【００５９】
詳しくは、これらの電極パターン３１１〜３１５は、圧電素子３０の長手方向中央部で幅寸法が減少しており、圧電素子３０の長手方向両側にそれぞれ配置された電極パターン３１１と電極パターン３１２とは、あるいは電極パターン３１４と電極パターン３１５とは、圧電素子３０の長手方向中央を超えて互い違いに突出する。これにより、電極パターン３１１〜３１５のすべてが圧電素子３０の長手方向中央部に略等しい幅で並び、これらの電極パターン３１１〜３１５のいずれとも圧電素子３０の長手方向中央部で導通を取ることができる。
【００６０】
［５−１．導通構造（配線）について］
図６は、圧電アクチュエータ２０が配線された状態を示す平面図である。
本実施形態では、電極パターン３１１〜３１５を適宜使い分けることにより、ロータ２８（図２）を正方向Ｒ＋および逆方向Ｒ−に駆動して紙送りローラ５（図１）を正方向にも逆方向にも駆動することが可能である。
【００６１】
具体的に、圧電素子３０略中央で長手方向に延びる中央電極パターン３１３には、ロータ２８の正方向Ｒ＋の回転時にも逆方向Ｒ−への回転時にも電圧が印加される。また、一方の対角線上に配置された対称電極パターン（電極対）３１１，３１５には、ロータ２８の正方向Ｒ＋の回転時にのみ、電圧が印加され、他方の対角線上に配置された対称電極パターン（電極対）３１２，３１４には、ロータ２８の正方向Ｒ−の回転時にのみ電圧が印加される。
なお、ロータ２８の正転逆転に応じて、電圧が印加されない電極パターン（対称電極パターン３１１，３１５または対称電極パターン３１２，３１４）は、圧電アクチュエータ２０の振動状態を電圧信号として取り出す検出電極として使用される。振動検出信号は、腕部２１２における電位を基準信号として、この基準信号に対する対称電極パターン３１１，３１５の電位の差、あるいは基準信号に対する対称電極パターン３１２，３１４の電位の差である差動信号として検出される。
【００６２】
中央電極パターン３１３は、液状物を乾燥固化させることで形成されたＬ字状の導通パターン（導通部）４１１により、一方の腕部２１２の括れ部２１２Ｄを通り、孔２１２Ｂの周りに設けられた箔状のパッド４５２に導通され、このパッド４５２から任意の導通手段により、図示しない回路基板に実装された駆動制御装置に導通されている。なお、中央電極パターン３１３は、圧電素子３０の電極平面部３５１、長辺側面部３５２、および腕部２１２の表面部に亘って連続して形成されている。
ここで、圧電素子３０の長手方向略中央部の略矩形状の部分と腕部２１２の表面とを合わせた領域には、液状の絶縁体が用いられた絶縁層５１１が形成されている。この絶縁層５１１により、中央電極パターン３１３が導通パターン４１１の経路上にある電極パターン３１４，３１５とは互いに導通しないようになっている。
このような絶縁層５１１は、導通パターン４１１の両端にある接点４１１Ａ間の中間部４１１Ｂが異電位とされる部分に重なる場合に必要となる。すなわち、中央電極パターン３１３から見て、ロータ２８の正回転時には対称電極パターン３１２，３１４が異電位部となり、ロータ２８の逆回転時には対称電極パターン３１１，３１５が異電位部となるから、導通パターン４１１と電極パターン３１１〜３１５とを互いに絶縁する必要がある。以降で説明する導通パターンについても、各接点間に異電位部と重なる中間部を有する場合、絶縁層が必要となるのは同様であるため、以降では、接点および中間部に関する説明は簡略もしくは省略する。
【００６３】
絶縁層５１１は、圧電素子３０の電極平面部３５１、長辺側面部３５２、および腕部２１２の表面に沿って連続して形成され、この絶縁層５１１によって、腕部２１２に３つ設けられたパッド４５１〜４５３が互いに絶縁されている。
なお、一方の腕部２１２に設けられたパッド４５１〜４５３を介して、圧電アクチュエータ２０の片側から圧電アクチュエータ２０外部へと導通を取っているため、配線作業が容易となっている。ただし、これに限らず、各電極パターン３１１〜３１５のいずれかを他方の腕部２１３を介して圧電アクチュエータ２０の外部に導通してもよい。
【００６４】
なお、圧電素子３０に形成された導通パターン４１１〜４１４等や、絶縁層５１１等はすべて、液状物／液状の絶縁体を圧電素子３０に向かって吐出後、乾燥固化させること（具体的には、後述するインクジェット方式（インクジェット法））によって形成されている。
【００６５】
また、対称電極パターン３１１，３１５は、互いに導通される同一面内相互導通電極であって、略Ｌ字状の導通パターン（同一面内導通部）４１２により互いに導通されて同電位とされる。すなわち、対称電極パターン３１１，３１５は互いに離間した位置にあるが、絶縁層５１１が形成されていることにより、他の電極パターン３１３，３１４を跨いでこれらの対称電極パターン３１１，３１５を互いに導通させることが可能となる。
導通パターン４１２は、腕部２１２の括れ部２１２Ｄを通り、孔２１２Ｃの周りに設けられたパッド４５３に導通され、駆動制御装置に導通されている。なお、絶縁層５１１は、電極パターン３１５の導通パターン４１２が通る部分には形成されていない。
【００６６】
対称電極パターン３１２，３１４も、同一面内相互導通電極であって、絶縁層５１１が形成された部分で中央電極パターン３１３を跨ぐコ字状の導通パターン（同一面内導通部）４１３によって互いに導通されることにより同電位とされ、一方の電極パターン３１４に設けられたＬ字状の導通パターン４１４（同一面内導通部）、および腕部２１２のパッド４５１を通じて駆動制御装置に導通される。
なお、導通パターン４１３，４１４の膜厚および長さ、そして前述した導通パターン４１２の膜厚および長さがそれぞれ調整されることにより、導通パターン４１３，４１４の合計による電気抵抗と、導通パターン４１２による電気抵抗とが略同一に調整されており、等価配線となっている。
【００６７】
以上説明した導通パターン４１１〜４１４および絶縁層５１１は、圧電素子３０Ａのみに形成されており、各圧電素子３０Ａ，３０Ｂにおける電極パターン３１１同士、電極パターン３１２同士、電極パターン３１３同士、電極パターン３１４同士、電極パターン３１５同士（各相互導通電極）はそれぞれ、圧電素子３０Ａ，３０Ｂの短辺側面部３５３を通る導通パターン４１５〜４１９により導通されて互いに同電位とされている。
【００６８】
図７は、振動体２０Ａの短辺側の側面部２０Ｂを示す。各導通パターン４１６，４１７，４１９は、圧電素子３０Ａの電極平面部３５１、圧電素子３０Ａの短辺側面部３５３、補強板２１の側面部（補強板側面部）２１１Ｃ、圧電素子３０Ｂの短辺側面部３５３、および圧電素子３０Ｂの電極平面部３５１を含む体表面部３５に沿って形成されている。
ここで、導通パターン４１６，４１７，４１９と補強板２１の側面部２１１Ｃとの間には、液状の絶縁体を乾燥固化させた絶縁層５１２が介装されている。図８の断面図に、これらの絶縁層５１２および導通パターン４１７を示した。絶縁層５１２は、振動体２０Ａの両方の短辺側にそれぞれ形成され、導通パターン４１５，４１８と補強板２１の側面部２１１Ｃとの間にも、それぞれ絶縁層５１２が介装されている。
【００６９】
このような絶縁層５１２は、補強板２１の側面部２１１Ｃに形成された凹部２０１に液状物を吐出することにより、補強板２１の側面部２１１Ｃを被覆するように（圧電素子３０Ａ，３０Ｂの裏面側に形成された図示しない電極も被覆するように）形成される。圧電素子３０Ａ，３０Ｂの短辺側面部３５３は、これらの絶縁層５１２によって被覆されていなくてもよいが、一般に多孔質構造（ポーラス）であることが多い圧電素子３０Ａ，３０Ｂの素地が絶縁層５１２によって被覆されて短辺側面部３５３が平滑とされることによって、この絶縁層５１２に重ねて導通パターン４１５〜４１９を形成し易くなる。
これらの絶縁層５１２により、圧電素子３０Ａ，３０Ｂの電極平面部３５１に形成された電極パターン同士が補強板２１と絶縁される。
【００７０】
なお、図７や図８などにおいて、作図上、電極パターン３１１〜３１５や導通パターン４１１〜４１９や絶縁層５１１，５１２などの厚みが実際よりも厚く示されており、これらの実際の膜厚は、電極パターン３１１〜３１５等が数μｍ〜数十μｍ程度であり、導通パターン４１５〜４１７等が数ｎｍ〜数μｍ程度である。絶縁層５１１，５１２の膜厚は、圧電素子３０Ａ，３０Ｂへの印加電圧や対称電極パターン３１１等から出力される振動電圧などに応じて適宜設定される。
【００７１】
前述のように、圧電素子３０Ａ，３０Ｂは補強板２１を共通電極としてパラレルに接続されており、圧電素子３０Ａの表面に形成された電極パターン３１１〜３１５それぞれと補強板２１との間、および圧電素子３０Ｂの表面に形成された電極パターン３１１〜３１５それぞれと補強板２１との間に、図示しない駆動制御装置によって交流電圧が印加される。すると、分極方向および電界の方向に直交する方向に変位する圧電横効果によって圧電素子３０Ａ，３０Ｂは同時に伸縮変位する。すなわち、圧電素子３０Ａが伸びるときは圧電素子３０Ｂも伸び、圧電素子３０Ａが縮むときは圧電素子３０Ｂも縮む。
【００７２】
［６．駆動制御装置の構成］
なお、図示しない回路基板に実装される圧電アクチュエータ２０の駆動制御装置について簡単に説明すると、当該駆動制御装置は、圧電素子３０Ａ，３０Ｂに交流電圧を印加する電圧印加部と、振動体２０Ａの振動状態を検出する振動検出部とを有する。また、ロータ２８の回転方向に応じて、対称電極パターン３１１，３１５と対称電極パターン３１２，３１４とを電圧印加装置または振動検出装置のいずれかに通電するセレクタが設けられている。電圧印加部が印加する電圧の波形は特に限定されず、例えばサイン波、矩形状波、台形波などが採用できる。
【００７３】
本実施形態では、電圧印加部が発振する駆動信号の位相は単相であり、電極パターン３１１〜３１５および補強板２１には、同じ位相の駆動信号が供給される。
ここで、圧電アクチュエータ２０の振動体２０Ａは、突起２１１Ａが良好な振動軌跡を描き、ロータ２８を高効率で駆動可能なように、圧電素子３０Ａ，３０Ｂの縦横の長さ比や厚さなどが設計されており、このように設計された振動体２０Ａについて、駆動電圧の周波数が設定される。この駆動周波数は、振動体２０Ａの振動時における縦振動共振点と屈曲共振点とが互いに近接するように設定される。
【００７４】
［７．圧電アクチュエータの動作］
以上説明した圧電アクチュエータ２０の動作について図６などを参照して説明する。
中央電極パターン３１３と対称電極パターン３１１，３１５とに駆動制御装置の電圧印加部から給電されるとき、圧電素子３０Ａ，３０Ｂはこれら電極パターン３１１，３１３，３１５の領域において長手方向に伸縮し、振動体２０Ａは長手方向に沿って縦一次振動を励振する。この際、対称電極パターン３１１，３１５の配置により、振動体２０Ａの平面中心を軸として図６中、時計回りにモーメントが生じ、振動体２０Ａは幅方向に屈曲変位する屈曲二次振動を誘起する。これら縦振動および屈曲振動の混合モードで圧電アクチュエータ２０は駆動する。この縦振動と屈曲振動との位相差により、突起２１１Ａは楕円軌道（＋）を描く。この楕円軌道（＋）との接線方向にロータ２８（図２）が正方向（Ｒ＋）に微動送りされ、突起２１１Ａが所定の駆動周波数で楕円運動を続けることにより、ロータ２８の回転を通じて紙送りローラ５が正方向に回転駆動される。
この際、対称電極パターン３１２，３１４は駆動制御装置の振動検出部に通電されており、駆動制御装置により、検出された振動状態に基いて電圧印加部が発する駆動電圧の周波数が可変に制御される。
【００７５】
一方、紙送りローラ５が逆方向に回転される際には、中央電極パターン３１３と対称電極パターン３１２，３１４とに駆動制御装置の電圧印加部から給電され、対称電極パターン３１１，３１５は駆動制御装置の振動検出部に通電される。
ここで、対称電極パターン３１２，３１４の配置により、振動体２０Ａには図６中、前述とは逆となる反時計回りにモーメントが生じ、突起２１１Ａは、前述の楕円軌道（＋）とは逆周りの楕円軌道（−）を描く。これにより、ロータ２８は逆方向Ｒ−に回転駆動され、紙送りローラ５が逆方向に回転駆動される。
【００７６】
図９は、振動体２０Ａの屈曲振動について示す模式図である。振動体２０Ａの節Ａは、振動体２０Ａの振動面内における中心にあり、Ｂは、振動体２０Ａの腹である。
ここで、図３などに示したように、各電極パターン３１１〜３１５および腕部２１２，２１３の括れ部２１２Ｄ，２１３Ｄはいずれも圧電素子３０の長手方向略中央に配置されており、各導通パターン４１１〜４１４も、これらの電極パターン３１１〜３１５および括れ部２１２Ｄ，２１３Ｄの位置に合わせてそれぞれ形成されている。すなわち、導通パターン４１１〜４１４は、振動体２０Ａの節Ａの近傍に形成されている。
【００７７】
［８．インクジェット手段の構成］
次に、前述の導通パターン４１１〜４１９および絶縁層５１１、５１２を形成する際に使用されるインクジェット手段について説明する。
図１０は、インクジェット手段としてのインクジェットヘッド１１０の拡大図であり、インクジェットヘッド１１０は、インクを蓄積するインク室１１１と、インク室１１１からインクを振動体２０Ａに噴射する複数のノズル１１２と、インク室１１１とノズル１１２とを連通するとともにその流路が収縮可能な複数（ノズル１１２と同数）の圧力発生室１１３と、圧力発生室１１３を圧縮して流路を収縮させる圧電振動子１１４とを備えている。
【００７８】
ノズル１１２は、ノズルプレート１１２１にプレス加工などにより穿設されたノズル孔で構成され、互いに所定間隔を有して配置されている。
図１１には、ノズル１１２の拡大断面図が示されている。この図１１において、ノズルプレート１１２１の外表面１１２１Ａには、ニッケルなどのめっきによるめっき層１１２２が設けられており、このめっき層１１２２は、ノズル１１２開口の周囲に所定距離を有して形成されることにより、ノズル１１２周囲に段差１１２２Ａを形成している。
また、めっき層１１２２の外表面にはさらにコンポジットめっきによるめっき層１１２３が形成されている。このめっき層１１２３は、ノズル１１２の内周にも形成されている。
このめっき層１１２３により、ノズルプレート１１２１の外表面には、撥インク処理が施されている。また、ノズル１１２の内面のめっき層１１２３が形成されていない部分には、親水処理が施されている。これらの撥インク処理および親水処理により、ノズル１１２から噴射されるインク１２０（図１２）がノズルプレート１１２１に付着するのが良好に防止されるとともに、略球形状の液滴が安定した噴射量（吐出量）で噴射可能となっている。また、この撥インク処理により、インク１２０がノズル１１２の穿設方向に沿ってまっすぐ噴射される。
【００７９】
圧力発生室１１３の外側には、圧力発生室１１３を収縮させる圧電振動子１１４が圧力発生室１１３の数に応じて設けられている。これらの圧電振動子１１４は、電圧が印加されると長手方向に伸縮する縦振動を励振する。この圧電振動子１１４の先端が圧力発生室１１３の外壁に固定されている。
圧力発生室１１３外壁において圧電振動子１１４の両側には、それぞれ薄肉部１１３Ａが形成されている。この薄肉部１１３Ａにより、圧電振動子１１４の振動で外壁が変形しやすくなっている。
このようなインクジェットヘッド１１０では、圧電振動子１１４に所定の電圧を印加して振動させると、圧電振動子１１４が圧力発生室１１３の外壁を押圧して圧力発生室１１３を収縮させる。これにより、圧力発生室１１３内のインクが押し出され、ノズル１１２から微小な液滴となって噴射される。
【００８０】
図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）は、ノズル１１２から噴射されるインク１２０を示す図である。この図１２に示されるように、ノズル１１２から噴射されたインク１２０は、略球形となり、ノズル１１２の穿設方向に沿って真っ直ぐ噴射される。インク１２０の液滴が噴射された後、圧電振動子１１４を元の位置に戻した後さらにわずかに収縮させると、圧力発生室１１３が膨張し、ノズル１１２開口で表面張力により半球状に突出したインク１２０をノズル１１２内部へ引き込む。これにより、インク１２０がノズル１１２からこぼれるなどの不具合が確実に解消される。また、圧電振動子１１４の変位を制御してノズル１１２開口のインク１２０の挙動を積極的に制御することにより、液滴の吐出量が安定する。
なお、圧電振動子１１４の変位量や変位速度などを調整することによりインク１２０の吐出量、液滴の大きさや吐出速度を調整可能となっている。
【００８１】
このようなインクジェットヘッド１１０は、図示しない移動機構により、圧電素子３０Ａ，３０Ｂおよび補強板２１においてインク１２０が噴射される面の面内方向（Ｘ方向、Ｙ方向）および面外方向（Ｚ方向）にそれぞれ移動可能とされている。インクジェットヘッド１１０は、インク１２０の吐出量などの調整を行いながら、決められた膜厚かつ長さで導通パターン４１１〜４１９や絶縁層５１１、５１２を圧電素子３０Ａ，３０Ｂに対して直接描画する。
ここで、インク吐出量の調整は、導通パターン４１１〜４１９それぞれに決められた膜厚および長さや、絶縁層５１１、５１２にそれぞれ必要とされる膜厚および範囲の面積など、また、インクにおける溶媒の蒸発速度、インクジェットヘッド１１０から振動体２０Ａにおけるインク被噴射面までの距離などに基いて行われる。
あるいは、インクジェットヘッド１１０から吐出されるインクの吐出量を監視して、予め設定された所定吐出量を吐出するように調整してもよい。つまり、インクジェットヘッド１１０から一回につき吐出される吐出量は、圧電振動子１１４の変位量などによって予め設定されているので、ノズル１１２からの液体の吐出回数を予め設定することにより、液体の所定量の吐出が可能となる。なお、所定吐出量は、調製の際に加えた溶媒の量などを勘案して設定されることが好ましい。
【００８２】
［９．振動体の製造方法］
次に、振動体２０Ａの製造方法について図１３〜図１９を参照して説明する。図１３のフロー図に示すように、振動体２０Ａの製造工程は、電極形成工程Ｓ１と、個片化工程Ｓ２と、積層工程Ｓ３と、絶縁層形成工程Ｓ４と、導通部形成工程Ｓ５とを有する。
［９−１．電極形成工程］
図１４（Ａ）および（Ｂ）は、多数の圧電素子３０が形成される基材３００を示す。本実施形態では、図１４（Ａ）に示すような四角形の板状に形成された基材３００を用いる。そして、この基材３００の表裏両面にめっき、スパッタ、蒸着などで電極３１を形成し（図１４（Ａ））、この電極３１の面にエッチングによって溝３２を刻設する（図１４（Ｂ））。
図１５は、図１４（Ｂ）の拡大図である。後にそれぞれ個片化される各圧電素子３０は、短手方向に沿った方向において、表裏交互となるように配列されている。一方、長手方向に沿った方向では、各圧電素子３０の表裏の向きは揃っており、長手方向に延びる溝３２が各圧電素子３０に連続して形成されている。
【００８３】
［９−２．個片化工程］
次に、図１５の一点鎖線に沿って基材３００をダイシングし、各圧電素子３０に個片化する（個片化工程Ｓ２）。ここで、図１６に基材３００の側面を示したように、各圧電素子３０の長辺側に関しては、図１６の一点鎖線に沿って斜めにダイシングし、基材３００の厚み方向に対して傾斜した長辺側面部３５２を形成する。
【００８４】
［９−３．積層工程］
次の積層工程Ｓ３では、ステンレス鋼板のプレス打ち抜きなどによって別途形成された補強板２１（図３）に圧電素子３０Ａ，３０Ｂを接合し、積層体としての振動体２０Ａを製作する。この際は、図１７の概略図に示すように、位置決めピン１０１〜１０３を有する支持部材１００に圧電素子３０Ｂ、補強板２１、圧電素子３０Ａの順に、接合面にエポキシ系の導電性接着剤を塗布して積層し、積層方向に沿って加圧手段１０５で加圧する。なお、加圧手段１０５と圧電素子３０Ａとの間には、テフロン（登録商標）製などのシート１０６を介装することが好ましい。この加圧により、圧電素子３０Ａ、補強板２１、および圧電素子３０が互いに平行となって正確に貼り合わせられ、互いに強固に接着される。
なお、支持部材１００には、振動体２０Ａの短辺側にピン１０１を１つ、振動体２０Ａの長辺側で腕部２１２の両側には２本のピン１０２，１０３をそれぞれ立設した。また、接着剤の硬化に際しては、ホットエアなどを用いることにより迅速に硬化させることができる。
【００８５】
［９−４．絶縁層形成工程］
次の絶縁層形成工程Ｓ４では、前述のインクジェットヘッド１１０（図１０）を使用する。絶縁層形成工程Ｓ４における使用インクは、常温では液状である絶縁体として調製される。
この液状の絶縁体には、エポキシ系絶縁樹脂などの樹脂材料を採用できる。
【００８６】
図１８に、絶縁層形成工程Ｓ４によって形成される絶縁層５１１，５１２を示す。
絶縁層形成工程Ｓ４では、前述のような液状の絶縁体をインクとして、インクジェットヘッド１１０を移動しながら、絶縁層５１１，５１２が形成される圧電素子３０の電極平面部３５１や腕部２１２の表面部や振動体２０Ａの側面部２０Ｂに当該インクを噴射する。ここで、インクジェットヘッド１１０内部の制御手段によって、インクを噴射するノズル１１２が選択され、絶縁層５１１、５１２の形成が必要な箇所にのみ、インクが過不足無い量で噴射される。
なお、長辺側面部３５２の傾斜によって角度θ１，θ２（図５）が鈍角とされ、互いに平行に配置された圧電素子３０と補強板２１との間の段差が緩和されているため、圧電素子３０の電極平面部３５１から腕部２１２の表面へと、この長辺側面部３５２を介して絶縁層５１１を形成し易い。
【００８７】
また、振動体２０Ａの短辺側の側面部２０Ｂにインクを噴射して絶縁層５１２を形成する際は、図８に示したように、凹部２０１にインクが溜まるため、インクが角部３５Ｃにタレにくい。このため、絶縁層５１２を振動体２０Ａの側面部２０Ｂに平滑に形成し易い。この絶縁層５１２を形成するときの振動体２０Ａの姿勢は、インクの硬化速度などに応じて、側面部２０Ｂを上に起立した状態としてもよいし、電極平面部３５１を上面にして寝かせた状態としてもよい。
【００８８】
インクの噴射後、ホットエアなどを利用して液状の絶縁体を常温より高い温度で乾燥固化させることにより、絶縁層５１１、５１２が形成される。
【００８９】
［９−５．導通部形成工程］
次に、絶縁層５１１、５１２に重ねて導通パターン４１１〜４１９を形成する。この導通部形成工程Ｓ５でも、前述のインクジェットヘッド１１０を使用し、常温では導電性粒子を含有した液状物をインクとして使用する。なお、インクジェットヘッド１１０を絶縁層形成工程Ｓ４および導通部形成工程Ｓ５ごとにそれぞれ準備する方が、生産効率上良い。
【００９０】
本工程Ｓ５で使用するインクが含有する導電性微粒子としては、金、銀、銅、パラジウム、ニッケルのいずれかを含有する金属微粒子の他に、導電性ポリマーや超電導体の微粒子などを例示でき、これらの微粒子を溶媒に分散させた液状物を用いることができる。微粒子を分散させるために、微粒子表面に有機物などをコーティングして使うこともできる。また、インク被吐出面への接合剤として有機バインダなども使用できる。
なお、溶剤への分散しやすさとインクジェット法への適用との観点から、微粒子の粒径は約１ｎｍ以上約０．１μｍ以下であることが好ましい。
【００９１】
ここで、ガス中蒸発法などと、分散剤とを用いることにより、数ｎｍ程度の非常に微細な超微粒子が得られ、このような超微粒子は、分散剤で覆われているために常温では高い金属含有量でも凝集せず、液体として挙動する。このような超微粒子を含む液状物（ナノインクと呼ばれる）によれば、導通パターン４１１〜４１９の厚みおよび幅・長さ方向において十分な数の超微粒子が融合および融着接合するため、導電性を良好にできる。
このため、本実施形態では、このような超微粒子が分散した液状物をインクとして使用する。この液状物を、分散剤を捕捉する捕捉物質と、有機バインダ（樹脂）とを含有するように調製しておく。
【００９２】
図１９に、導通部形成工程Ｓ５によって形成される導通パターン４１１〜４１９を示す。
この工程Ｓ５においても、前述の絶縁層形成工程Ｓ４と略同様に、インクジェットヘッド１１０を移動しながら、導通パターン４１１〜４１９が形成される電極平面部３５１、長辺側面部３５２、腕部２１２の表面部、および側面部２０Ｂに、前述のように超微粒子が分散状態に調製されたインクを噴射する。ここで、インクジェットヘッド１１０内部の制御手段により、導通パターン４１１〜４１９の形成が必要な箇所にのみ、各導通パターン４１１〜４１９の位置や膜厚、長さ等が制御されつつ、インクが噴射される。
【００９３】
ここで、振動体２０Ａの短辺側の側面部２０Ｂに絶縁層５１２が平滑に形成されているため、この絶縁層５１２に重ねて導通パターン４１５〜４１９を形成する際、図８に示すように、電極平面部３５１と短辺側面部３５３との間の角部３５Ｃにおいてもインクが安定し、導通パターン４１５〜４１９を形成しやすい。
また、導通パターン４１１〜４１４に関しては、長辺側面部３５２が傾斜面とされ、角度θ１，θ２（図５）が大きいため、圧電素子３０の電極平面部３５１から腕部２１２へと、この長辺側面部３５２を介して導通パターン４１１〜４１４を容易に形成できる。
【００９４】
インクの噴射後、ホットエアなどを利用して液状物を常温より高い温度で乾燥固化させる。この際、例えば２００℃程度の比較的低温において分散剤の捕捉物質が活性化し、分散剤が化学的に除去されるとともに、有機バインダが硬化収縮するため、超微粒子同士が融合、融着接合する。
ここで、本実施形態で使用されるナノインクの粒子径はnmオーダーであるため、インクの表面エネルギの上昇により、比較的低温で金属原子同士が融解されて金属結合が生じる。例えば、マクロ的なＡｇの融点は９１２℃であるところ、その粒子径がnmオーダーになると、１５０℃でも金属の融解を生じさせることが可能となる。これがナノ技術の最たる特徴、利点であって、結合温度が低くて済むため、圧電素子３０への熱衝撃を減らすことが可能となる。
【００９５】
以上のような乾燥固化によって導電性粒子を相互に接触させることにより、導通パターン４１１〜４１９が形成され、振動体２０Ａが完成する。
そして、振動体２０Ａを支持プレート１１（図２）に組み付けるとともに、腕部２１２のパッド４５１〜４５３を任意の導通手段により駆動制御装置に接続し、また、腕部２１２をプリンタ１の駆動部における基準電位回路ブロックに導通することにより、圧電アクチュエータ２０の組み立てが終了する。
【００９６】
［１０．本実施形態による効果］
本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）圧電アクチュエータ２０の圧電素子３０の配線に関し、導通パターン４１１〜４１９や絶縁層５１１，５１２を液状のインク１２０を用いて形成したことにより、これら導通パターン４１１〜４１９や絶縁層５１１，５１２を圧電素子３０の体表面部３５に沿った薄膜として形成することが可能となり、これら導通パターン４１１〜４１９や絶縁層５１１，５１２が圧電素子３０および補強板２１と一体化される。このため、ワイヤやオーバーハング部などの導通手段のように圧電アクチュエータ２０の厚みが嵩張ることなく、小型化を格段に促進できる。また、インク１２０を用いることによって、導通パターン４１１〜４１９のような微細なパターニングが可能となり、細密配線が可能となるから、小型化・薄型化を一層促進できる。
【００９７】
また、このように液状のインク１２０を用いる方式では、インクジェットヘッド１１０によって導通パターン４１１〜４１９の位置などが制御され、吐出されたインク１２０を圧電素子３０の体表面部３５で乾燥固化させる方法が採られるから、導通パターン４１１〜４１９の位置が定まらないということがなく、これら導通パターン４１１〜４１９は精密にパターニングされる。さらに、これら電極パターン３１１〜３１５の圧電素子３０外部への導通構造に関して組み立てが不要であるから、製造が極めて容易となる。またさらに、このように圧電素子３０および補強板２１に直接導通パターン４１１〜４１９を形成しているので、リード基板が不要であり、基板を保持する構造も不要であることから、一層、製造容易となる。そのうえ、基板コストが削減でき、コストダウンもできる。
そして、配線、組み立てに起因して信頼性が低下するおそれもない。
【００９８】
加えて、導通パターン４１１〜４１９および絶縁層５１１，５１２が薄膜として圧電素子３０および補強板２１に一体化されるので、圧電素子３０の電気エネルギと機械エネルギとの相互変換の効率が良く、エネルギ効率が低下しない。すなわち、振動体２０Ａが振動する際、導通パターン４１１〜４１９および絶縁層５１１，５１２が圧電素子３０と一体に変位するから、振動が導通パターン４１１〜４１９によって妨げられず、駆動効率を良好にできる。
【００９９】
（２）インク１２０を付着させ、乾燥固化させる方法として、特にインクジェット法を採用したことから、必要な箇所のみに必要量だけインク１２０を噴射することが容易にでき、導通パターン４１１〜４１９および絶縁層５１１，５１２を一層微細にかつ薄く、均一に成膜できる。これにより、一層の薄型化に貢献できるとともに、その薄さによって導通パターン４１１〜４１９および絶縁層５１１，５１２と圧電素子３０および補強板２１との一体性が高まるから、エネルギ効率を良好にできる。
【０１００】
（３）インクジェットヘッド１１０は圧電振動子１１４の振動によってインク１２０を吐出するように構成され、インク１２０の微量の吐出が可能となるから、導通パターン４１１〜４１９等をより精密にパターニングできる。これにより、振動体２０Ａの振動特性のばらつきを抑制できる。
また、インクジェットヘッド１１０が圧電振動子１１４の振動で液体流路を圧縮することによりインク１２０を吐出するので、例えばインクを加熱することによってインク液滴を吐出させる方式に比べて、加熱によるインクの性能劣化が低減される。
【０１０１】
（４）２つの圧電素子３０Ａ，３０Ｂにそれぞれ形成された電極パターン３１１〜３１５同士が振動体２０Ａの側面部２０Ｂを介して導通されているため、補強板２１の表側、すなわち一方の圧電素子３０Ａの側から配線を行えばよく、実装の方向を同一方向に揃えることができる。これにより、振動体２０Ａを支持プレート１１に組み込んだ後でも、パッド４５１〜４５３と外部の回路基板との導通作業を容易に実施できる。また、導通パターン４１１〜４１４やパッド４５１〜４５３、絶縁層５１１などを一方の圧電素子３０Ａの側にのみ設ければよいことから、振動体２０Ａ全体の厚みをより薄くできる。
【０１０２】
（５）補強板２１の短辺側の側面部２１１Ｃには、凹部２０１が形成されているため、絶縁層５１２を形成する際のインクがこの凹部２０１に溜まり、角部３５Ｃにインクがタレにくい。このため、この絶縁層５１２に重ねて導通パターン４１５〜４１９を形成する際、インクが角部３５Ｃにおいても安定し、これらの導通パターン４１５〜４１９を形成し易くなる。これにより、導通パターン４１５〜４１９の導通品質をより良好にできる。
また、絶縁層５１２が振動体２０Ａの側面部２０Ｂに平滑に形成されることで、この絶縁層５１２や導通パターン４１５〜４１９の電極平面部３５１および側面部２０Ｂへの密着性が増すので、これら絶縁層５１２および導通パターン４１５〜４１９の振動体２０Ａへの一体性がより向上する。
【０１０３】
（６）導通パターン４１１〜４１４および絶縁層５１１は振動体２０Ａの振動の節Ａの近傍に形成されているのでこれら導通パターン４１１〜４１４および絶縁層５１１による振動体２０Ａの振動への影響をごく小さくできる。このため、振動体２０Ａの振動が減衰せず、エネルギ効率を良好にできる。また、このように節Ａの近傍で配線しているから、外乱時の断線なども防止できる。
【０１０４】
（７）導通パターン４１１〜４１９に使用したナノインクは、その接合メカニズムゆえに、導電ペースト等に比べて接続抵抗が低い特徴を有し、この特徴により、基板実装分野においてインクジェット、デイスペンサ―、スクリーン印刷などあらゆる塗布方法での活用が可能である。ここで、特にインクジェットは、材料効率がよく、極めて微細なレベルで細密塗布が可能という他の塗布方法にはない特徴を有する。インクジェットによれば、例えば、パターンの最小幅を約１０μｍにでき、パターン同士の最小間隔（隣合うパターン同士が互いに結合しない間隔）を約１０μｍにできる。このため、このインクジェット法によりナノインクの使用がより効果的となり、これらインクジェット法とナノインク使用との相乗効果により、一層の細密配線に貢献できる。
【０１０５】
ここで、市販品のナノインクと、同じく市販品の導電性ペーストとを次表の各項目について比較する。なお、表中の「ＩＪ」はインクジェットを意味する。また、ナノインク使用かつＩＪ印刷の場合で細密配線を行う際のパターン幅は、例えば１０μｍ程度とすることができるのに対して、他の印刷の場合では、１００μｍ程度となる。
【０１０６】
【表１】
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【０１０７】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について図２０を参照して説明する。本実施形態は、第１実施形態と略同様に構成されているが、第１実施形態とは異なる手段により、振動体の角部におけるインクを安定させる。
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する。
【０１０８】
図２０は、本実施形態における圧電アクチュエータ２２の側断面図であり、第１実施形態の図８と対応する図である。本実施形態における圧電アクチュエータ２２の振動体２２Ａは、図３などに示した第１実施形態の振動体２０Ａと略同様に、略矩形状の積層体として構成されているが、図２０に示す通り、振動体２２Ａにおける補強板２６の短辺側の側面部２６１の位置と、圧電素子３３Ａ，３３Ｂの短辺側面部３５３の位置とは揃っている。その代わり、圧電素子３３Ａ，３３Ｂの短辺側の角部３５Ｃに断面略Ｌ字状の段差部３３１が形成されている。
【０１０９】
段差部３３１は、電極平面部３５１と短辺側面部３５３との間の角部３５Ｃにおいて、本実施形態ではいわゆるステップカットによって形成されている。また、本実施形態では、この段差部３３１は、圧電素子３３Ａ，３３Ｂの短辺全体に亘って形成されている。
【０１１０】
このような振動体２２Ａの製造は、第１実施形態で述べた工程Ｓ１〜Ｓ５（図１３）と略同様に行う。ここで、絶縁層形成工程Ｓ４で絶縁層５１２を形成する際、インクが各段差部３３１の内側に溜まるため、当該インクが角部３５Ｃで盛り上がりにくく、絶縁層５１１が振動体２２Ａの側面部２２Ｂに平滑に形成され易い。この絶縁層５１２に重ねて導通パターン４１５〜４１９（図６）を形成する際は、段差部３３１の内側に溜まった絶縁層５１２の外周部にインクがのりやすいので、導通パターン４１５〜４１９を形成し易くなる。
【０１１１】
本実施形態によれば、前述の効果に加えて、次のような効果を奏する。
（８）各圧電素子３３Ａ，３３Ｂの角部３５Ｃにおける段差部３３１の形成により、絶縁層５１２を形成する際、これらの段差部３３１にインクが溜まり、絶縁層５１２を平滑に形成できる。これにより、導通パターン４１５〜４１９を形成する際、角部３５Ｃにおけるインクが安定し、これら導通パターン４１５〜４１９の導通品質をより良好にできる。
【０１１２】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について図２１を参照して説明する。本実施形態は、前記各実施形態と略同様に構成されているが、前記各実施形態とは異なる手段により、振動体の角部におけるインクを安定させる。
図２１は、本実施形態における圧電アクチュエータ２３の側断面図である。
圧電アクチュエータ２３における振動体２３Ａは、平面視略矩形状の圧電素子３４Ａ，３４Ｂと、これらの圧電素子３４Ａ，３４Ｂの間に介装される補強板２６とを備えている。
圧電素子３４Ａ，３４Ｂの短辺側は両方とも、いわゆる斜めダイシングにより形成された傾斜面部３４１とされている。これらの傾斜面部３４１は、補強板２６を挟んで圧電素子３４Ａと圧電素子３４Ｂとに対称に形成されており、これによって、圧電素子３４Ａ，３４Ｂそれぞれの角部３５Ｃ（二点鎖線で図示）は面取りされた状態とされている。すなわち、圧電素子３４Ａの電極平面部３５１と傾斜面部３４１とが為す角度θ１は鈍角とされている。圧電素子３４Ｂの電極平面部３５１と傾斜面部３４１とが為す角度θ２も同様に鈍角とされている。
【０１１３】
このような振動体２３Ａの製造に際しては、前述の個片化工程Ｓ２（図１３、図１５）において、圧電素子３４Ａ，３４Ｂの短辺側と長辺側との両方について斜めダイシングを行う。
そして、積層工程Ｓ３を経て、絶縁層形成工程Ｓ４では圧電素子３４Ａ，３４Ｂの各傾斜面部３４１および補強板２６の側面部２６１に絶縁層５１２を形成する。この際、角度θ１，θ２が鈍角であることから、インクのタレが抑制される。よって、続く導通部形成工程Ｓ５において、この絶縁層５１２に重ねて導通パターン４１５〜４１９（図６）を形成する際、圧電素子３４Ａ，３４Ｂの角部（面取りされた角度θ１，θ２の部分）でもインクが安定し、導通パターン４１５〜４１９を容易に形成できる。
【０１１４】
すなわち、本実施形態によっても、第２実施形態と略同様に、導通パターン４１５〜４１９の導通品質をより良好にできる。
（９）また、圧電素子３４Ａ，３４Ｂの個片化（個片化工程Ｓ２）を通じて傾斜面部３４１が形成されるので、圧電素子３４Ａ，３４Ｂを切削したりする他の加工を不要にできる。
【０１１５】
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態について図２２を参照して説明する。
図２２は、本実施形態における圧電アクチュエータ２４の振動体２４Ａの側断面図である。振動体２４Ａは、圧電素子３０Ａ，３０Ｂと、これらの圧電素子３０Ａ，３０Ｂに介装される補強板２７とを備えている。
【０１１６】
補強板２７は、前記各実施形態における補強板とは異なり、絶縁性樹脂などで形成された絶縁性のものとなっている。すなわち、本実施形態では、圧電素子３０Ａ，３０Ｂの電極平面部３５１に形成された電極パターン３１１〜３１５（図６）同士を導通する導通パターン４１５〜４１９と、補強板２７との絶縁は不要であって、振動体２４Ａの側面部２４Ｂに、前記各実施形態における絶縁層５１２などは形成されていない。補強板２７の側面部２７１に直接、導通パターン４１５〜４１９が形成されている。
【０１１７】
圧電素子３０Ａ，３０Ｂそれぞれの裏面、すなわち補強板２７との対向面にそれぞれ形成された電極（図示せず）は、任意の導通手段によって振動体２４Ａ外部の基準電位回路ブロックに接続されており、圧電素子３０Ａ，３０Ｂがパラレルに接続されている点は、前記各実施形態と同様である。なお、この圧電素子３０Ａ，３０Ｂの裏面側の電極（図示せず）と導通を取るには、例えば、振動体２４Ａにおける振動の節近傍で補強板２７と圧電素子３０Ａ，３０Ｂとの間にオーバーハング部材などを介装することなどが考えられる。
【０１１８】
本実施形態によれば、前述の効果に加えて、次のような効果を奏する。
（１０）絶縁性の補強板２７を用いることで、振動の腹Ｂ（図９）の近傍となる振動体２４Ａの短辺側に絶縁層を形成しなくて済むため、振動体２４Ａの振動エネルギ効率を良好にできる。
【０１１９】
〔第５実施形態〕
次に、本発明の第５実施形態について図２３および図２４を参照して説明する。
図２３は、本実施形態における圧電アクチュエータ２５の振動体２５Ａの平面図であり、図２４は、圧電アクチュエータ２５の長辺側断面図である。
本実施形態の圧電アクチュエータ２５は、第１実施形態の圧電アクチュエータ２０（図６）と略同様に構成されているが、突起２１１Ａ側とは反対側となる振動体２５Ａの短辺側面部３５３に、当該側面部３５３から突出するモールド部材５１３が設けられている点が第１実施形態とは相違する。
【０１２０】
モールド部材５１３は、図２３および図２４に示すように、振動体２５Ａの短辺側面部３５３から突出し、短辺中央を略中心として本実施形態では山状に形成されている。このモールド部材５１３の形状は、突起２１１Ａのカウンタとして機能し得る任意の形状とされる。また、モールド部材５１３は、絶縁性であり、導通パターン４１５〜４１９と補強板２１の側面部２１１Ｃ（図２４）との間を絶縁する機能も果たしている。
【０１２１】
モールド部材５１３の形成は、例えば、エポキシ系絶縁樹脂などにより調製したモールドをディスペンサなどで吐出することによって行う。
【０１２２】
本実施形態によれば、前述の効果に加えて、次のような効果を奏する。
（１１）このようなモールド部材５１３により、圧電アクチュエータ２５の起動性を良好にでき、また、圧電アクチュエータ２５のより安定した駆動を実現できる。
【０１２３】
〔第６実施形態〕
次に、本発明の第６実施形態を図２５を参照して説明する。本実施形態では、前記各実施形態とは異なり、圧電素子１枚で構成された圧電アクチュエータを示す。
図２５は、本実施形態の圧電アクチュエータ３８の斜視図である。圧電アクチュエータ３８における振動体３８Ａは、１枚の矩形板状の圧電素子３８０を備え、圧電素子３８０に電極パターンおよび導通パターンなどが形成されることによって構成されている。振動体３８Ａは、平面略中央の貫通孔３８０Ｂに挿通される図示しない段付ピンに押さえ板等が設けられることによって、機器に組み込まれる。
【０１２４】
圧電素子３８０は、一方の短辺略中央に、ロータ２８（図２３など）に当接される突起部材３８１を有する。この突起部材３８１は、圧電素子３８０の側面に形成された図示しない切欠に挿入されて、圧電素子３８０の本体と強固に接合されている。
【０１２５】
圧電素子３８０の表面には、Ｎｉを下地層、Ａｕを上地層などとする表側電極３９０が形成されている。この電極３９０は、溝３９０Ａの刻設によって分割されており、縦横に略４等分された領域に相当する電極パターン３９１〜３９４と、突起３８１側とは反対側の短辺側の一部に区画された部分電極３９５とがそれぞれ形成されている。
電極パターン３９１〜３９４は、圧電素子３８０の対角線上でそれぞれ対とされており、電極パターン３９１，３９４は導通パターン４４１により互いに導通されて同電位とされ、電極パターン３９２，３９３は導通パターン４４２により互いに導通されて同電位とされる。なお、これらの導通パターン４４１，４４２が異電位の電極パターンとそれぞれ重なる部分は、絶縁層５２１，５２２が形成されることで絶縁されている。
【０１２６】
一方、圧電素子３８０の裏面側にも、電極３９０と同様の裏側電極３９６が裏面全体に形成されている。圧電素子３８０は、厚み方向に分極されており、表側電極３９０と裏側電極３９６との間に電圧が印加された際の圧電横効果により、平面方向に伸縮する。
ここで、部分電極３９５と、裏側電極３９６とは、圧電素子３８０の側面部３８２を経由する導通パターン４４３によって互いに同電位とされている。
【０１２７】
このような構成により、圧電素子３８０の導通実装に際しては、圧電素子３８０の表側に形成された各電極に対して導通を取ればよく、裏側電極３９６に直接導通を取る必要はない。このように、圧電素子３８０の表側のみに対して導通を取ればよいので、導通実装の方向が同一方向に揃う。これにより、振動体３８Ａを支持体等に組み込んだ後でも、外部の回路基板への導通作業を容易に実施できる。また、導通パターン４４１〜４４３などを圧電素子３８０の表側にのみ設ければよいことから、振動体３８Ａ全体の厚みをより薄くできる。
【０１２８】
導通パターン４４１〜４４３はいずれも、前述したインクジェット法によって形成されいている。また、絶縁層５２１，５２２についても、同様にインクジェット法で形成されている。
導通パターン４４３は、電極３９０が形成された電極平面部３８５と、圧電素子３８０の側面部３８６と、電極３９６が形成された電極平面部３８７とを含む圧電素子３８０の体表面部３５に形成されている。
本実施形態では、圧電素子３８０の側面部３８６には、モールド部材５１４が設けられていて、側面部３８６と電極平面部３８５との間の角部３８６Ａ、および、側面部３８６と電極平面部３８７との間の角部３８６Ｂのそれぞれにおける尖りが緩和されている。これにより、導通パターン４４３を形成する際に角部３８６Ａ，３８６Ｂにおけるインクが安定し、導通パターン４４３の形成が容易となる。
なお、このようなモールド部材５１４を設ける代わりに、例えば、圧電素子３８０の角部３８６Ａ，３８６Ｂを面取りすることなども有効である。
【０１２９】
なお、本実施形態では、電極パターン３９１（または３９４）、電極パターン３９２（または３９３）、および部分電極３９５のそれぞれについて振動体３８Ａ外部への導通手段（３系統）が必要となるが、この導通手段は任意である。例えば、ワイヤ、オーバーハングなどで圧電素子３８０の近傍に配置した図示しないリード基板などにこれら３系統をそれぞれ導通し、このリード基板から回路基板における電圧印加装置に導通してもよい。なお、このようなリード基板ではなくて、貫通孔３８０Ｂに挿通されるピンを利用し、このピンの外周面にこれら３系統のリード線、ワイヤなどを這わせてもよい。あるいは、導通パターン４４１，４４２，４４３と連続する導通パターンをピンの外周面にインクジェットなどで形成することも考えられる。
【０１３０】
この圧電アクチュエータ３８の動作は、前記各実施形態の圧電アクチュエータ２０と略同様であり、電極パターン３９１，３９４または電極パターン３９２，３９３のいずれかの対を選択して、裏側電極３９６との間で電圧を印加することにより、縦一次振動および屈曲二次振動の混合モードで振動する。電極パターン３９１，３９４または電極パターン３９２，３９３の選択に応じて、突起３８１の楕円軌道の向きが切り替わり、ロータ２８などの被駆動体が正方向および逆方向に駆動される。
【０１３１】
本実施形態は、振動体の表側と裏側とにそれぞれ形成された電極同士が導通パターンにより導通され、この導通パターンがインクジェットで形成されている点で、第１実施形態の構成と共通する。従って、第１実施形態と略同様の効果を奏する。
【０１３２】
〔第７実施形態〕
次に、本発明の第７実施形態を図２６〜図３０を参照して説明する。
図２６は、本実施形態における圧電アクチュエータ３６の側断面図である。圧電アクチュエータ（超音波モータ）３６は、圧電素子３６１が積層される円板状の弾性体３６０と、この弾性体３６０を軸支保持する保持体３６５とを備え、保持体３６５に弾性体３６０と同軸に設けられた被駆動体としてのロータ３６８を回転駆動するものとなっている。この圧電アクチュエータ３６では、弾性体３６０、圧電素子３６１、および保持体３６５によって振動体３６Ａが構成されている。
【０１３３】
ロータ３６８にはピボット３６９Ｐを介してバネ部材３６９が設けられ、バネ部材３６９により、振動体３６Ａとロータ３６８とは互いに加圧された状態で組み付けられる。
なお、ロータ３６８が軸支される保持体３６５の先端部３６５Ａの周りには、ロータ３６８が回転する際の摩擦抵抗を小さくする穴石３６５Ｂが設けられている。
【０１３４】
弾性体３６０は、導電性材料で形成されており、弾性体３６０の圧電素子３６１とは反対側の面には、突起３６０Ａが周方向において等間隔に突出形成されている。これらの突起３６０Ａはロータ３６８に当接される。
また、弾性体３６０の外周部の一部には、図２７に示すように、圧電素子３６１側に開口する切欠３６０Ｂが形成されている。
保持体３６５には、絶縁性を確保する表面処理が施されている。
【０１３５】
図２８は、保持体３６５側から弾性体３６０を示す斜視図である。また、図２９は、弾性体３６０に設けられた圧電素子３６１を示す平面図である。
圧電素子３６１は円形板状であり、この圧電素子３６１の表裏両面には、めっき、スパッタ、蒸着などで形成された電極３６１１，３６１２（図２７）が形成されている。そして、弾性体３６０と積層されない側の電極３６１１は、図２９に示すように、エッチングなどで刻設された溝３６２Ｄによって、大略、第１電極３６２Ａと第２電極３６２Ｂとに分けられ、また、導電膜の外周部の一部が区画された部分電極３６２Ｃが形成されている。
第１電極３６２Ａは、溝３６２Ｄの内側で、圧電素子３６１を径方向に８等分した領域を１つ置きに軸部３６１Ｚ側で繋げた形状とされ、第２電極３６２Ｂは、溝３６２Ｄの外側で、圧電素子３６１を径方向に８等分した領域を１つ置きに外周部３６１Ｙ側で繋げた形状とされている。なお、本実施形態の８分割に限らず、例えば６分割や１０分割、１２分割などされていてもよい。
【０１３６】
このような第１、第２電極３６２Ａ，３６２Ｂにおいて、圧電素子３６１の軸部３６１Ｚ側には、図２８、図２９に示すように、導通パターン４２１，４２２がそれぞれ形成されている。第１、第２電極３６２Ａ，３６２Ｂはそれぞれ、これらの導通パターン４２１，４２２によって保持体３６５の体表面部を介して圧電アクチュエータ３６外部に引き出されている。これらの導通パターン４２１，４２２は、最終的には、図示しない回路基板に実装された駆動制御装置に導通されている。
また、部分電極３６２Ｃと、弾性体６０と積層される側の電極３６２Ｂとは、圧電素子３６１の外周側面を介して導通パターン４２３により互いに導通されている。図示していないが、この部分電極３６２Ｃには、ワイヤなどの任意の導通手段が設けられ、この部分電極３６２Ｃを通じて弾性体３６０に回路基板における基準電位が給電される。このような構成により、弾性体３６０および電極３６１２（図２７）を第１、第２電極３６２Ａ，３６２Ｂの共通電極として、第１電極３６２Ａと弾性体３６０との間、および第２電極３６２Ｂと弾性体３６０との間でそれぞれ、圧電素子３６１に電圧が印加される。
【０１３７】
導通パターン４２１，４２２は、図２８に示すように、第１、第２電極３６２Ａ，３６２Ｂがそれぞれ形成された電極平面部３６２０から、保持体３６５の軸部３６５Ｚの外周面３６５Ｃに沿って延び、さらに、保持体３６５のベース部３６５Ｘの表面３６５Ｄに沿って形成されている。
なお、保持体３６５の軸部３６５Ｚの位置は、略円板状の振動体３６Ａにおける呼吸振動（後述）の節近傍の位置に相当し、この節近傍に導通パターン４２１，４２２が配線されることで、これら導通パターン４２１，４２２の形成による振動体３６Ａの振動への影響が抑制されている。
【０１３８】
また、導通パターン４２１，４２２が通るベース部３６５Ｘの表面部分には、立体的に面取りされた３次元Ｒ形状の面取部３６５Ｅが形成されている。さらに、電極平面部３６２０と保持体３６５の軸部の外周面３６５Ｃとの内側には、絶縁性のモールド部材５１５Ａ，５１５Ｂがフィレット状に設けられている。
【０１３９】
ここで、本実施形態においても、導通パターン４２１，４２２，４２３はインクジェットによって形成されており、これらの導通パターン４２１〜４２３の形成は、圧電素子３６１を弾性体３６０に積層した後に行われる。なお、導通パターン４２３を形成する際は、弾性体３６０の切欠３６０Ｂを通じて、圧電素子３６１の側面部３６１Ｃを含む圧電素子３６１の体表面部３５にインクを噴射する。
また、導通パターン４２１，４２２についても、モールド部材５１５Ａ，５１５Ｂおよび面取部３６５Ｅにより、安定的に形成できる。
【０１４０】
ところで、圧電素子３６１は、図２９に示すように、周方向に沿って第１電極３６２Ａの各部３６２ａと第２電極３６２Ｂの各部３６２ｂとが並んでいる構成において、図２９中、＋、−で示したように、各部３６２ａ，３６２ｂの２つごとに交互に同方向となる分極処理がなされている。つまり、圧電素子３６１の径方向に沿って分けられた４つの領域３６９Ａ〜３６９Ｄのうち隣合う各領域における分極方向は互いに反対向き、例えば一方の領域における電荷方向が圧電素子３６１の表面（電極平面部３６２０）から裏面（弾性体３６０が設けられた側）への方向であるとすると、他方の領域における電荷方向は裏面から表面への方向に設定されている。
前述の突起３６０Ａは、領域３６９Ａ〜３６９Ｄの境界にそれぞれ合計４つ配置されている。
【０１４１】
以下、圧電アクチュエータ３６の動作について説明する。
図３０は、圧電アクチュエータ３６の動作を示す模式図である。圧電アクチュエータ３６は、第１、第２電極３６２Ａ，３６２Ｂを選択的に用いることにより、図３０（Ａ）に示す正方向、図３０（Ｂ）に示す逆方向の両方向にロータ３６８を回転駆動させることが可能である。すなわち、図示しない駆動制御装置は、導通パターン４２１，４２２を介して導通される第１、第２電極３６２Ａ，３６２Ｂへの給電を切り替え可能に構成されている。
【０１４２】
図３０（Ａ）は、第１電極３６２Ａと弾性体３６０との間で圧電素子３６１に交流電圧を印加し、ロータ３６８を正方向に駆動する場合を示す。第１電極３６２Ａのみを電圧印加対象とするとき、第１電極３６２Ａが形成された部分に生じる圧電素子３６１の径方向両端側への広がり振動（呼吸振動）に対して、第２電極３６２Ｂにおける拘束力および前述した分極処理によって屈曲振動が誘起する。この屈曲振動は、図３０（Ａ）の弾性体３６０を模式的に示した実線および二点鎖線のように挙動し、この際、弾性体３６０の突起３６０Ａが描く軌跡を矢印で示した。この突起３６０Ａとの接線方向にロータ３６８が駆動される。
【０１４３】
一方、図３０（Ｂ）は、第２電極３６２Ｂと弾性体３６０との間で圧電素子３６１に交流電圧を印加し、ロータ３６８を逆方向に駆動する場合を示す。第２電極３６２Ｂのみを電圧印加対象とするとき、第１電極３６２Ｂにおける拘束力および前述した分極処理により、圧電素子３６１の呼吸振動に対して屈曲する屈曲振動が誘起する。この屈曲振動の位相は図３０（Ａ）の場合とは変わり、この屈曲振動によって突起３６０Ａが描く軌跡を矢印で示した。この突起３６０Ａとの接線方向にロータ３６８が駆動される。この屈曲振動は、図３０（Ｂ）の弾性体３６０を示した実線および二点鎖線のように挙動し、この際、弾性体３６０の突起３６０Ａが描く軌跡を矢印で示した。この突起３６０Ａとの接線方向にロータ３６８が駆動される。
【０１４４】
このように、第１、第２電極３６２Ａ，３６２Ｂの境界に配置された突起３６０Ａが振動体３６Ａの振動をロータの回転運動へ変換する。
ここで、弾性体３６０および圧電素子３６１は回転せず、屈曲振動の節および腹の位置は図示したように不変であるから、圧電アクチュエータ３６は定在波駆動方式とされている。
【０１４５】
本実施形態の圧電アクチュエータ３６は、前記各実施形態における圧電アクチュエータとは形状および構造が異なるが、圧電素子に形成された電極の導通を取る導通部がインクジェットで形成されている点では同様であり、この構成により、前述したものと略同様の効果を奏する。
すなわち、導通パターン４２１〜４２３の形成によって圧電素子３６１における導通実装が嵩張らず、小型化薄型化を促進できるとともに製造も容易化できる。また、導通パターン４２１〜４２３と圧電素子３６１および保持体３６５との一体性により、振動の減衰を極力小さくすることが可能であるため、振動エネルギ効率を良好にできる。
さらに、圧電素子３６１の一方の面に第１、第２電極３６２Ａ，３６２Ｂおよび部分電極３６２Ｃが形成されているため、これら第１、第２電極３６２Ａ，３６２Ｂおよび部分電極３６２Ｃについてのみ、導通を取ればよく、反対側の電極３６２Ｂには導通を取らなくて良い。このように導通実装の方向が一方向であるため、導通実装に係る作業が容易であり、また、導通実装を圧電素子３６１の片面側のみに配置できることから、圧電アクチュエータ３６全体を小型化できる。
【０１４６】
〔第８実施形態〕
次に、本発明の第８実施形態を図３１〜図３３を参照して説明する。
図３１は、本実施形態における圧電アクチュエータ３７の側断面図である。圧電アクチュエータ（超音波モータ）３７は、第７実施形態の圧電アクチュエータ３６と一見、構造が似ているが、この圧電アクチュエータ３６とは異なり、進行波駆動方式を採用している。
【０１４７】
圧電アクチュエータ３７は、圧電素子３７１が積層される円環状で導電性の弾性体３７０と、この弾性体３７０を軸支保持する保持体３６５とを備え、保持体３６５に弾性体３７０と同軸に設けられた被駆動体としてのロータ３６８を回転駆動するものとなっている。この圧電アクチュエータ３７では、弾性体３７０、圧電素子３７１、および保持体３６５によって振動体３７Ａが構成されている。
弾性体３７０の表面には、ロータ３６８との適切な摩擦を確保するための摩擦材３７０Ａが積層されている。
【０１４８】
図３２は、圧電素子３７１の平面図を示す。圧電素子３７１には、めっきなどで形成された導電膜が径方向に沿って分割されることで複数の電極３７２Ａ〜３７２Ｎが形成されており、これらのうち電極３７２Ａ〜３７２Ｌが形成された部分は、図３２に＋、−で示したように、隣接するもの同士が逆極性となるように、厚さ方向にそれぞれ分極されている。
圧電素子３７１の外周部の一部分には、部分電極３７２Ｐが形成されている。圧電素子３７１には、電極３７２Ａ〜３７２Ｎが形成された側とは反対側の面にもこの面の略全体に亘って電極３７２Ｑが形成されている（図３３）。
【０１４９】
圧電素子３７１の電極平面部３７２０には電極３７２Ａ〜３７２Ｆに跨る導通パターン４３１が形成され、この導通パターン４３１は、保持体３６５の軸部３６５Ｚの外周面３６５Ｃに沿って延び、ベース部３６５Ｘの表面３６５Ｄに延出するように形成されている。
また、同じく圧電素子３７１の電極平面部３７２０において電極３７２Ｇ〜３７２Ｌに跨る導通パターン４３２が形成され、この導通パターン４３２も、導通パターン４３１と同様に、電極平面部３７２０と、軸部３６５Ｚの外周面３６５Ｃおよびベース部３６５Ｘの表面３６５Ｄとに沿って形成されている。
さらに、図３３に示すように、圧電素子３７１の側面部３７１Ｃを介して電極３７２Ｑと部分電極３７２Ｐとを導通する導通パターン４３３が形成されている。弾性体３７０には、この導通パターン４３３を形成する際の逃げとなる切欠３７０Ｂが形成されている。
【０１５０】
これらの導通パターン４３１〜４３３は、インクジェット法により形成したもので、導通パターン４３１によって電極３７２Ａ〜３７２Ｆが互いに導通されるとともに圧電素子３７１の外部に引き出され、導通パターン４３２によって電極３７２Ｇ〜３７２Ｌが互いに導通されるとともに圧電素子３７１の外部に引き出されている。これらの導通パターン４３１，４３２は最終的に、図示しない回路基板に実装された駆動制御装置に導通されている。
また、導通パターン４３３によって同電位とされる電極３７２Ｑおよび部分電極３７２Ｐの外部への導通は、電極３７２Ａ〜３７２Ｌなどと同じ面に形成された部分電極３７２Ｐの方をワイヤなどの任意の導通手段によって外部に導通させる。
【０１５１】
このような圧電アクチュエータ３７では、図示しない駆動制御装置により、電極３７２Ａ〜３７２Ｆで構成される第１電極群３７９Ａと、電極３７２Ｇ〜３７２Ｌで構成される第２電極群３７９Ｂとにそれぞれ、互いに略９０°の位相差となる交流電圧を供給する。これにより、第１電極群３７９Ａと弾性体３７０との間の電圧印加によって生じる定在波と、第２電極群３７９Ｂと弾性体３７０との間の電圧印加によって生じる定在波とが合成され、弾性体３７０の表面に弾性体３７０の周回方向に進行するたわみ進行波が生じる。この際、ロータ３６８は摩擦材３７０Ａとの摩擦により、進行波の進行方向とは逆方向に駆動される。
駆動制御装置により、第１、第２電極群３７９Ａ，３７９Ｂに供給する駆動電圧の位相差が＋９０°または−９０°に切り替えることにより、ロータ３６８は正方向および逆方向の両方向に駆動される。
【０１５２】
本実施形態についても、圧電素子に形成された電極の導通を取る導通部がインクジェットで形成されている点では前記各実施形態と同様であり、この構成により、前記各実施形態と略同様の効果を奏する。
【０１５３】
〔第９実施形態〕
次に、本発明の第９実施形態を図３４〜図３６を参照して説明する。本実施形態は、電子機器である電子時計への組み込み例を示す。
【０１５４】
［１．全体構成］
図３４は、本実施形態に係る電子時計７の外観図である。電子時計７は、計時部としてのムーブメント１３１と、時分秒を表示するための計時情報表示部としての文字板１３２、時針１３３、分針１３４、秒針１３５のほか、文字板１３２に設けられた窓部１３２Ａから日付を表示する日付表示装置１４０を備えた腕時計（ウォッチ）である。
【０１５５】
［２．日付表示装置の構成］
図３５は、底板１３１Ａに支持された日付表示装置１４０を示す平面図である。日付表示装置１４０は、第１実施形態の圧電アクチュエータ２０（図３）と、この圧電アクチュエータ２０によって回転駆動される被駆動体としてのロータ２８と、ロータ２８の回転を減速しつつ伝達する減速輪列１４１と、減速輪列１４１を介して伝達される駆動力により回転する日車１４２とを備えて大略構成されている。
ロータ２８は、日の変わり目、あるいは日付補正時に圧電アクチュエータ２０により回転駆動される。本実施形態では、ロータ２８を圧電アクチュエータ２０の振動体２０Ａに向けて付勢するバネ部材２８１が設けられている。
減速輪列１４１は、ロータ２８と同軸に配置されてロータ２８と一体的に回転する歯車１４１１と、歯車１４１１に噛合する日回し中間車１４１２と、日回し車１４１３とで構成されている。
【０１５６】
なお、底板１３１Ａの下方（裏側）には、水晶振動子が発振するパルス信号で動作するステッピングモータや（図示せず）、ステッピングモータに接続されて時針１３３、分針１３４、秒針１３５を駆動する運針輪列（図示せず）や、電池１３１Ｂ等が設けられている。電池１３１Ｂは、ステッピングモータや圧電アクチュエータ２０、圧電アクチュエータ２０に交流電圧を印加する駆動回路（図示せず）などの各回路に電力を供給する。
【０１５７】
日回し中間車１４１２は、大径部１４１２Ａと小径部１４１２Ｂとから構成されている。小径部１４１２Ｂは、大径部１４１２Ａよりも若干小径の円筒形であり、その外周面には、略正方形状の切欠部１４１２Ｃが形成されている。この小径部１４１２Ｂは、大径部１４１２Ａに対し、同心をなすように固着されている。大径部１４１２Ａには、ロータ２８の上部の歯車１４１１が噛合していることにより、日回し中間車１４１２は、ロータ２８の回転に連動して回転する。
【０１５８】
日回し中間車１４１２の側方の底板１３１Ａには、板バネ１４１４が設けられており、この板バネ１４１４の基端部が底板１３１Ａに固定され、先端部が略Ｖ字状に折り曲げられて形成されている。板バネ１４１４の先端部は、日回し中間車１４１２の切欠部１４１２Ｃに出入可能に設けられている。板バネ１４１４に近接した位置には、接触子１４１５が配置されており、この接触子１４１５は、日回し中間車１４１２が回転し板バネ１４１４の先端部が切欠部１４１２Ｃに入り込んだときに、板バネ１４１４と接触するようになっている。そして、板バネ１４１４には、所定の電圧が印加されており、板バネ１４１４が接触子１４１５に接触すると、その電圧が接触子１４１５にも印加される。従って、接触子１４１５の電圧を検出することによって、日送り状態を検出でき、日車１４２の１日分の回転量が検出できる。
【０１５９】
なお、日車１４２の回転量は、板バネ１４１４や接触子１４１５を用いたものに限らず、ロータ２８や日回し中間車１４１２の回転状態を検出して所定のパルス信号を出力するものなどを利用でき、具体的には、公知のフォトリフレクタ、フォトインタラプタ、ＭＲセンサ等の各種の回転エンコーダ等が利用できる。
【０１６０】
日車１４２は、リング状であり、その内周面に内歯車１４２１が形成されている。日回し車１４１３は、五歯の歯車を有しており、日車１４２の内歯車１４２１に噛合している。また、日回し車１４１３の中心には、シャフト１４１３Ａが設けられており、このシャフト１４１３Ａは、底板１３１Ａに形成された貫通孔１３１Ｃに遊挿されている。貫通孔１３１Ｃは、日車１４２の周回方向に沿って長く形成されている。そして、日回し車１４１３およびシャフト１４１３Ａは、底板１３１Ａに固定された板バネ１４１３Ｂによって図３５の右上方向に付勢されている。この板バネ１４１３Ｂの付勢作用によって日車１４２の揺動も防止される。
【０１６１】
［３．圧電アクチュエータの構成］
図３６は、図３５の部分拡大図である。
圧電アクチュエータ２０は、日付の変わり目に、あるいは、日付補正時に起動され、図示しない駆動回路によって交流電圧が供給されることにより、ロータ２８を駆動する。
なお、本実施形態の日付表示装置１４０には、前述したすべての圧電アクチュエータを組み込むことが可能である。
【０１６２】
本実施形態によれば、前述の効果に加えて、次のような効果を奏する。
（１２）電子時計７では、時計における駆動手段として一般的なステッピングモータなどに置換して、圧電アクチュエータ２０を採用しており、これによって磁気の影響を受けない。さらに、応答性が高く微小送りが可能、小型化・薄型化に有利、高トルク、保持トルク（無通電であってもロータ位置が保持される）が大きいなどのメリットを享受できる。
【０１６３】
（１３）また、圧電アクチュエータ２０は特に薄型であるため、薄型化が大きな課題とされる時計への組み込みに好適であり、また、圧電素子３０Ａ，３０Ｂにおけるパラレル接続によって低電圧で大きな変位を得ることができるから、時計など電池で駆動させる携帯機器に好適な構成とすることができる。
【０１６４】
〔本発明の変形例〕
以上、本発明の実施態様について具体的に示したが、前記各実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改良、変形が可能である。なお、本発明の圧電素子の製造方法および振動体の製造方法は、これらの製造装置にそれぞれ展開可能である。
【０１６５】
本発明は、常温で導電性粒子を含有した液状物を用いて導通部を圧電素子の体表面部に直接形成することを要旨とするものであり、導通部を形成する手段としては、前記各実施形態で例示したインクジェット法のほかに、タンポ（パット）印刷、スクリーン印刷、ディスペンサによる塗布などを例示できる。
また、導通部と同様に、絶縁層に関しても、液状の絶縁体を用いるインクジェット法、タンポ（パット）印刷、スクリーン印刷、ディスペンサによる塗布などによって形成することも本発明に含まれる。
なお、前記各実施形態では、補強板の腕部２１２，２１３の表面にもインクジェットによって絶縁層を形成していたが、本発明では、腕部２１２，２１３には他の手段によって絶縁層が形成されていてもよい。つまり、絶縁性を確保する表面加工を別途腕部２１２，２１３に施したり、絶縁性のシートなどを腕部２１２，２１３の表面に設置したりしてもよい。
【０１６６】
前記実施形態では、一対の腕部２１２，２１３を有して支持部材などに両側面側で固定される振動体を示したが、これに限らず、本発明の振動体は、片側で支持固定されていてもよい。この場合、被駆動体との当接部（突起）の位置を支持固定された側とは反対側に幅方向にずらすなどして、当接部（突起）が一の楕円軌道を描くものとし、被駆動体が一方向に送られるものとしてもよい。ここで、圧電素子の表面および裏面のそれぞれの電極は、分割されていなくてもよい。
また、圧電アクチュエータの電子機器への組み込みに関し、圧電アクチュエータまたはロータにばねなどの付勢手段を設け、圧電アクチュエータの当接部（突起）とロータとの間を加圧してもよい。ここで、付勢手段としてスライドを使用してもよく、つまりスライダで圧電アクチュエータをスライド可能に保持した状態で支持部材などに組み付けてもよい。
【０１６７】
また、前記各実施形態では、交流電圧が印加され振動する圧電素子を例示したが、直流電圧が印加された際の圧電素子の変位を利用してもよい。このような例としては、直流電圧が印加される圧電バルブなどが挙げられる。
【０１６８】
さらに、圧電アクチュエータの電極パターンのレイアウトや、導通パターンの取り回し、圧電素子と補強板との積層態様、補強板に積層する圧電素子の個数などは任意に構成できる。圧電素子の変位方向は分極方向および電界の方向に応じて適宜設定すればよく、圧電縦効果、圧電横効果、圧電厚みすべり効果などを奏するものでもよい。
【０１６９】
なお、補強板は必須ではなく、圧電素子単体で用いることも可能である。この場合は、圧電素子に被駆動体との当接部を一体に形成したり、別体で形成した突起部材などを圧電素子に固着したり、あるいは、矩形状などとされた圧電素子の角部を被駆動体に当接するなどすればよい。
【０１７０】
本発明は、前記実施形態のプリンタや電子時計に適用されるものに限らず、各種の電子機器に適用可能であり、特に小型化が要求される携帯用の電子機器に好適である。
ここで、各種の電子機器としては、時計機能を備えた電話、携帯電話、非接触ＩＣカード、パソコン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、カメラ等が例示できる。
また、時計機能を備えないカメラ、ディジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ機能付き携帯電話等の電子機器にも適用可能である。これらカメラ機能を備えた電子機器に適用する場合には、レンズの合焦機構や、ズーム機構、絞り調整機構等の駆動に本発明の圧電アクチュエータを用いることができる。
さらに、計測機器のメータ指針の駆動機構や、自動車等のインパネ（instrumental panel）のメータ指針の駆動機構、圧電ブザー、プリンタ等に用いられるインクジェットヘッドの圧電振動子（図１３の圧電振動子１１４も可）、プリンタの紙送り機構、乗り物や人形などの可動玩具類の駆動機構および姿勢補正機構、超音波モータ、ハードディスクドライブ、超音波洗浄器、超音波加湿器、超音波溶着・溶接装置、超音波治療器、超音波カッター、チューブポンプ等に本発明の圧電アクチュエータを用いてもよい。
【０１７１】
また、前記実施形態では、圧電アクチュエータ２０を暦を示す表示装置の駆動に用いていたが、これに限らず、計時された時刻情報を示す指針の駆動に本発明の圧電アクチュエータを用いてもよい。
なお、前記各実施形態では、圧電アクチュエータの適用例として腕時計を示したが、これに限定されず、本発明は、懐中時計、置時計、掛け時計などにも適用できる。これらの各種時計において、例えばからくり人形などを駆動する機構としても利用できる。
【０１７２】
また、前記各実施形態では、圧電素子を駆動装置として利用する圧電アクチュエータを示したが、圧電素子の利用範囲はこれに留まらず、正圧電効果による圧電素子の歪（変位）の状態を示す電圧信号の情報的な利用、例えば、水中通信装置（ソナー）、魚群探知機（測深機）、距離計、非破壊検査装置(超音波探傷機）、超音波診断装置、超音波厚み計、流量計などにも圧電素子を利用できる。
【０１７３】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１７４】
【図１】本発明の第１実施形態におけるプリンタの概略図。
【図２】前記実施形態における圧電アクチュエータユニットの斜視図。
【図３】前記実施形態におけ圧電アクチュエータの斜視図。
【図４】前記実施形態における圧電アクチュエータの長辺側断面図。
【図５】前記実施形態における圧電アクチュエータの短辺側断面図。
【図６】前記実施形態における圧電アクチュエータの配線を示す平面図。
【図７】前記実施形態における振動体の側面を示す斜視図。
【図８】前記実施形態における振動体側面側の絶縁層を示す断面図。
【図９】前記実施形態における振動体の屈曲振動について示す模式図。
【図１０】前記実施形態におけるインクジェットヘッドの一部を示す断面斜視図。
【図１１】前記インクジェットヘッドのノズルの拡大断面図。
【図１２】前記ノズルの液滴吐出を示す断面図。
【図１３】前記実施形態における振動体の製造工程を示すフロー図。
【図１４】前記実施形態における基材に対する電極形成工程を示す図。
【図１５】図１４（Ａ）の部分拡大図。
【図１６】図１５に示した基材の側断面図。
【図１７】前記実施形態における積層工程について示す図。
【図１８】前記実施形態における絶縁層形成工程について示す図。
【図１９】前記実施形態における導通部形成工程について示す図。
【図２０】本発明の第２実施形態における圧電アクチュエータの短辺側断面図。
【図２１】本発明の第３実施形態における圧電アクチュエータの短辺側断面図。
【図２２】本発明の第４実施形態における圧電アクチュエータの短辺側断面図。
【図２３】本発明の第５実施形態における圧電アクチュエータの平面図。
【図２４】前記実施形態における圧電アクチュエータの長辺側断面図。
【図２５】本発明の第６実施形態における圧電アクチュエータの斜視図。
【図２６】本発明の第７実施形態における圧電アクチュエータの側断面図。
【図２７】図２６の部分拡大図。
【図２８】前記実施形態における圧電素子および弾性体を示す斜視図。
【図２９】前記実施形態における圧電素子の電極平面部を示す平面図。
【図３０】前記実施形態における圧電アクチュエータの動作を示す模式図。
【図３１】本発明の第８実施形態における圧電アクチュエータの側断面図。
【図３２】前記実施形態における圧電素子の電極平面部を示す平面図。
【図３３】図３１の部分拡大図。
【図３４】本発明の第９実施形態における時計の外観図。
【図３５】前記実施形態における日付表示装置を示す平面図。
【図３６】図３５の部分拡大図。
【図３７】従来例の圧電アクチュエータを示す図。
【符号の説明】
【０１７５】
１・・・プリンタ（電子機器）、５・・・紙送りローラ、７・・・電子時計（電子機器）、１１Ｅ・・・凹部、２０・・・圧電アクチュエータ、２０Ａ・・・振動体、２０Ｂ・・・側面部（振動体の側面部）、２１・・・補強板、２２・・・圧電アクチュエータ、２２Ａ・・・振動体、２２Ｂ・・・側面部、２３・・・圧電アクチュエータ、２３Ａ・・・振動体、２４・・・圧電アクチュエータ、２４Ａ・・・振動体、２４Ｂ・・・側面部、２５・・・圧電アクチュエータ、２５Ａ・・・振動体、２６・・・補強板、２７・・・補強板、２８・・・ロータ（被駆動体）、３０Ａ，３０Ｂ・・・圧電素子、３０・・・圧電素子、３３Ａ，３３Ｂ・・・圧電素子、３４Ａ，３４Ｂ・・・圧電素子、３５・・・体表面部、３５Ｃ・・・角部、３６・・・圧電アクチュエータ、３６Ａ・・・振動体、３７・・・圧電アクチュエータ、３７Ａ・・・振動体、３８・・・圧電アクチュエータ、３８Ａ・・・振動体、１１０・・・インクジェットヘッド、１２０・・・インク（液状物または液状の絶縁体）、１３１・・・ムーブメント（計時手段）、１３２・・・文字板（計時情報表示部）、１３３・・・時針（計時情報表示部）、１３４・・・分針（計時情報表示部）、１３５・・・秒針（計時情報表示部）、２０１・・・凹部、２１１Ａ・・・突起、２１１Ｃ・・・側面部（補強板側面部）、２６１・・・側面部、２７１・・・側面部、３１１〜３１５・・・電極パターン、３３１・・・段差部、３４１・・・傾斜面部、３５１・・・電極平面部、３５３・・・短辺側面部（圧電素子側面部）、３６１・・・圧電素子、３６１Ｃ・・・側面部、３６２Ａ，３６２Ｂ・・・電極、３６２Ｃ・・・部分電極、３６８・・・ロータ（被駆動体）、３７１・・・圧電素子、３７１Ｃ・・・側面部、３７２Ａ〜３７２Ｎ・・・電極、３７２Ｑ・・・電極、３７２Ｐ・・・部分電極、３８０・・・圧電素子、３８１・・・突起部材、３８０Ａ・・・振動体、３８５・・・電極平面部、３８６・・・側面部、３８６Ａ，３８６Ｂ・・・角部、３８７・・・電極平面部、３９０・・・電極、３９１〜３９４・・・電極パターン、３９５・・・部分電極、３９６・・・裏側電極、４１１〜４１９・・・導通パターン、４２１〜４２３・・・導通パターン、４３１〜４３３・・・導通パターン、４４１〜４４３・・・導通パターン、５１１，５１２・・・絶縁層、５１３・・・モールド部材、５１４・・・モールド部材、５１５Ａ，５１５Ｂ・・・モールド部材、５２１，５２２・・・絶縁層、Ａ・・・節、Ｓ１・・・電極形成工程、Ｓ５・・・導通部形成工程。
【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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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