(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の電極体表面部３５１に形成された電極パターン３１１〜３１５は、電極体表面部３５１と、圧電素子３０Ａ，３０Ｂを保持する保持体２１の保持体体表面部２１２０とに亘って形成された導通パターン４１１（代表図には不図示の４１２，４１４も）により、圧電素子３０Ａの外部に引き出されている。この導通パターン４１１（４１２，４１４も）の形成には、常温では導電性粒子を含有した液状物をインクとするインクジェット法が用いられ、当該インクを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、導通パターン４１１（４１２，４１４含）が形成されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極が形成される圧電素子と、この圧電素子を保持する保持体とを備える振動体であって、
前記圧電素子において前記電極が形成される電極体表面部と前記保持体の保持体体表面部とに亘る当該振動体の体表面部には、前記電極を前記圧電素子の外部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２】
請求項１に記載の振動体において、
前記圧電素子および保持体は、略板状とされ、
前記保持体は、前記圧電素子が積層される本体と、前記本体に連設され前記圧電素子の側面部と交差する方向に延出する延出部とを有し、
前記電極体表面部は、前記圧電素子の平面部とされ、前記保持体体表面部は、前記延出部の平面部とされている
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、
前記圧電素子は、略矩形板状に形成されるとともに、厚み方向に対して斜めに形成された傾斜面部を長辺側に有し、
前記傾斜面部と前記電極体表面部とは、および、前記傾斜面部と前記保持体体表面部とは、互いに鈍角を為すようにそれぞれ配置され、
前記振動体の体表面部は、前記電極体表面部、前記傾斜面部、および前記保持体体表面部に亘っている
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、
前記圧電素子は、略板状の基材から複数に個片化され、
前記傾斜面部は、前記基材が厚み方向に対して斜めに分割されることで、前記圧電素子の一方の長辺側と他方の長辺側とにそれぞれ、その傾斜方向が対称となるように形成されている
ことを特徴とする振動体。
【請求項５】
請求項２に記載の振動体において、
前記電極体表面部と前記保持体体表面部側の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６】
請求項２に記載の振動体において、
前記側面部と前記保持体体表面部との内側には、モールド部材が設けられ、
前記モールド部材は、前記圧電素子の厚みと略同様の厚みの前記電極体表面部側から前記保持体体表面部側へ向かって次第に薄くなるように形成されている
ことを特徴とする振動体。
【請求項７】
請求項１に記載の振動体において、
前記圧電素子および保持体は、略板状とされ、
前記保持体は、前記圧電素子が積層される本体と、前記圧電素子の側面部と交差する方向に延出するとともに前記本体の厚みよりも厚く形成された延出部とを有し、
前記電極体表面部は、前記圧電素子の平面部とされ、
前記保持体体表面部は、前記延出部の平面部とされ、
これらの電極体表面部と前記保持体体表面部とは、互いに略同一面に配置されている
ことを特徴とする振動体。
【請求項８】
請求項１に記載の振動体において、
前記圧電素子および保持体は、略板状とされ、
前記保持体は、前記圧電素子が積層される本体と、前記圧電素子の側面部と交差する方向に延出する延出部と、前記圧電素子の厚みと略同様の厚みであって前記延出部に積層される板状部材とを有し、
前記電極体表面部は、前記圧電素子の平面部とされ、
前記保持体体表面部は、前記板状部材の平面部とされ、
これらの電極体表面部と前記保持体体表面部とは、互いに略同一面に配置されている
ことを特徴とする振動体。
【請求項９】
請求項１に記載の振動体において、
前記圧電素子および保持体は、略板状とされ、
前記保持体は、前記圧電素子と積層される本体と、前記本体に連設され前記圧電素子の側面部と交差する方向に延出する延出部とを有し、
前記圧電素子は、前記本体の表裏にそれぞれ設けられ、
前記電極体表面部は、前記圧電素子の各平面部とされ、
前記保持体体表面部は、前記延出部の表裏それぞれの平面部とされ、
前記延出部は、表裏両側にそれぞれ形成された前記導通部を互いに導通する表裏導通手段を有する
ことを特徴とする振動体。
【請求項１０】
請求項１に記載の振動体において、
前記圧電素子および保持体は、略板状とされ、
前記保持体は、導電性とされるとともに、前記圧電素子が積層される本体と、前記本体に連設され前記圧電素子の側面部と交差する方向に延出する延出部とを有し、
前記電極体表面部は、前記圧電素子の平面部とされ、前記保持体体表面部は、前記延出部の平面部とされ、
前記保持体体表面部と前記導通部との間には、絶縁層が介装され、
前記絶縁層は、常温では液状である絶縁体を前記保持体体表面部に設けた後、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１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の振動体において、
前記導通部は、当該振動体の振動の節近傍に形成されている
ことを特徴とする振動体。
【請求項１２】
請求項１から１１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１３】
請求項１から１１のいずれかに記載の振動体または請求項１２に記載の圧電アクチュエータを備えた
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１４】
請求項１３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１５】
振動体を構成する圧電素子の体表面部に電極を形成する電極形成工程と、
前記圧電素子とこの圧電素子を保持する保持体とを組み立てる組立工程と、
常温では導電性粒子を含有した液状物を、前記圧電素子において当該電極が形成される電極体表面部と前記保持体の保持体体表面部と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、前記電極を前記圧電素子の外部に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１６】
請求項１５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３６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。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２８９９６５号公報（図３）
【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。
また、特許文献１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。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３６で示した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は厚みが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】
本発明の振動体は、電極が形成される圧電素子と、この圧電素子を保持する保持体とを備える振動体であって、前記圧電素子において前記電極が形成される電極体表面部と前記保持体の保持体体表面部とに亘る当該振動体の体表面部には、前記電極を前記圧電素子の外部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。
【００１３】
また、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の体表面部に電極を形成する電極形成工程と、前記圧電素子とこの圧電素子を保持する保持体とを組み立てる組立工程と、常温では導電性粒子を含有した液状物を、前記圧電素子において当該電極が形成される電極体表面部と前記保持体の保持体体表面部と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、前記電極を前記圧電素子の外部に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。
【００１４】
これらの発明によれば、このような液状物を用いた導通部の形成手段により、圧電素子および保持体に跨って圧電素子の電極を圧電素子外部に引き出す導通部を電極体表面部および保持体体表面部に沿った薄膜として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、導通部も圧電素子および保持体と一体化される。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、圧電素子を備え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、液状物を圧電素子および保持体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および保持体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。
【００１５】
加えて、導通部が薄膜として圧電素子および保持体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、圧電素子の用途は、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】
なお、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、常温において、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、液状物を設ける方法としては、下記の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。
【００１７】
また、圧電素子の形状などは、棒状、板状、筒状など任意に構成でき、これに応じて保持体の形状も任意に構成できる。例えば、板状の圧電素子に積層される板状の保持体や、回転体として構成された圧電素子の軸部分を貫通する保持体などが考えられる。さらに、板状の圧電素子の場合は、板状とされて圧電素子と積層される保持体を圧電素子の側面から延出させて、この延出部分を保持体体表面部として構成する場合や、圧電素子を厚み方向に貫通するピン部を保持体に設け、このピン部の外周面を保持体体表面部として構成する場合などが考えられる。なお、圧電素子が板状の場合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。
【００１８】
本発明の振動体の製造方法では、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。
【００１９】
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、その薄さによって圧電素子と導通部、および保持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、インクジェット法には、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必要な部分にのみインクを過不足無く噴射するため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。
【００２０】
ここで、インクジェット法は被噴射面に非接触の方式であるため、電極体表面部と保持体体表面部とが互いに交差するように配置されていたり、これら電極体表面部と保持体体表面部との間に段差がある場合などでも、他の印刷手段などと比べて導通部を容易に形成できる。
【００２１】
本発明の振動体では、前記圧電素子および保持体は、略板状とされ、前記保持体は、前記圧電素子が積層される本体と、前記本体に連設され前記圧電素子の側面部と交差する方向に延出する延出部とを有し、前記電極体表面部は、前記圧電素子の平面部とされ、前記保持体体表面部は、前記延出部の平面部とされていることが好ましい。
【００２２】
この発明によれば、圧電素子を保持体との積層によって補強でき、また、保持体の延出部によって、圧電素子に穿孔などすることなく圧電素子を被取付部に支持固定できる構成において、電極体表面部と保持体体表面部とが互いに略平行となるから、これら電極体表面部と保持体体表面部とに跨って液状物を吐出することで導通部を容易に形成できる。すなわち、圧電素子の電極体表面部に対して保持体体表面部が交差するように配置される場合などと比べて導通部の製造が容易な構成とすることができる。
【００２３】
本発明の振動体では、前記圧電素子は、略矩形板状に形成されるとともに、厚み方向に対して斜めに形成された傾斜面部を長辺側に有し、前記傾斜面部と前記電極体表面部とは、および、前記傾斜面部と前記保持体体表面部とは、互いに鈍角を為すようにそれぞれ配置され、前記振動体の体表面部は、前記電極体表面部、前記傾斜面部、および前記保持体体表面部に亘っていることが好ましい。
【００２４】
この発明によれば、傾斜面部によって電極体表面部と保持体体表面部との間の段差を緩和できる。この段差緩和に際して部材を追加する必要がないことが特に有利な点である。
このように電極体表面部、傾斜面部、および保持体体表面部が互いに鈍角を介して配置されることで、これら電極体表面部、傾斜面部、および保持体体表面部に亘って導通部を良好な導通品質で安定的に形成し易い。すなわち、電極体表面部と圧電素子の側面部との間の角、および圧電素子の側面部と保持体体表面部との間の角がそれぞれ直角である場合などでは、液状物のタレなどによる当該角部への液状物の不足、ムラなどが起こるおそれがあるが、このような問題が生じ難く、導通不良を防止できる。また、導通部を均一に形成し易くなり、電極体表面部、傾斜面部、および保持体体表面部への導通部の密着性が増すので、導通部の圧電素子への一体性がより向上する。
さらに、電極体表面部と保持体体表面部との間の段差が緩和されることによって、液状物を電極体表面部、傾斜面部、および保持体体表面部に対してそれぞれ吐出する方向を一方向に揃えることができ、導通部を連続的に形成できるので、生産性を向上させることができる。
【００２５】
本発明の振動体では、前記圧電素子は、略板状の基材から複数に個片化され、前記傾斜面部は、前記基材が厚み方向に対して斜めに分割されることで、前記圧電素子の一方の長辺側と他方の長辺側とにそれぞれ、その傾斜方向が対称となるように形成されていることが好ましい。
【００２６】
この発明によれば、各圧電素子は断面台形状とされ、個片化前の基材において、圧電素子の幅方向に沿って表裏交互に配置されることになる。これにより、平面矩形の板状に形成した１つ１つの圧電素子の側面部をそれぞれ斜めにカットするような場合と比べて傾斜面部を容易に形成でき、また、材料効率も良くできる。
【００２７】
本発明の振動体では、前記電極体表面部と前記保持体体表面部側の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。
【００２８】
この発明によれば、面取りにより、電極体表面部と圧電素子の側面部とが鈍角を為すので、電極体表面部と保持体体表面部との間の段差を緩和できる。この段差緩和に際して部材を追加する必要がないことが特に有利な点である。本発明により、電極体表面部、圧電素子の側面部、および保持体体表面部に亘って導通部を良好な導通品質で安定的に形成できる。
【００２９】
本発明の振動体では、前記側面部と前記保持体体表面部との内側には、モールド部材が設けられ、前記モールド部材は、前記圧電素子の厚みと略同様の厚みの前記電極体表面部側から前記保持体体表面部側へ向かって次第に薄くなるように形成されていることが好ましい。
【００３０】
この発明によれば、モールド部材がスロープ状（傾斜面）に成形されるため、このモールド部材によって前述の圧電素子の傾斜面部と略同様に、電極体表面部と保持体体表面部との間の段差を緩和でき、これら電極体表面部、モールド部材の表面、および保持体体表面部に亘って導通部を良好な導通品質で安定的に形成できる。
ここで、モールド部材の形状自由度により、導通部を良好に形成可能な角度や形状でスロープを形成できる。また、このようなモールド部材は、必要な箇所にのみ部分的に設けることができる。
【００３１】
なお、ここでの構成とは異なり、圧電素子を貫通するピン部などが保持体に設けられた構成においても、保持体体表面部とされたピン部の外周面と圧電素子の電極体表面部との内側にモールド部材を設けてもよい。この場合、互いに交差する電極体表面部と保持体体表面部との間に形成されるスロープによって前述と同様の効果が得られる。
【００３２】
本発明の振動体では、前記圧電素子および保持体は、略板状とされ、前記保持体は、前記圧電素子が積層される本体と、前記圧電素子の側面部と交差する方向に延出するとともに前記本体の厚みよりも厚く形成された延出部とを有し、前記電極体表面部は、前記圧電素子の平面部とされ、前記保持体体表面部は、前記延出部の平面部とされ、これらの電極体表面部と前記保持体体表面部とは、互いに略同一面に配置されていることが好ましい。
【００３３】
この発明によれば、部材を追加することなく、電極体表面部と保持体体表面部との間の段差を解消することが可能となる。この段差解消により、電極体表面部および保持体体表面部に亘って導通部をより安定的に形成できる。
【００３４】
本発明の振動体では、前記圧電素子および保持体は、略板状とされ、前記保持体は、前記圧電素子が積層される本体と、前記圧電素子の側面部と交差する方向に延出する延出部と、前記圧電素子の厚みと略同様の厚みであって前記延出部に積層される板状部材とを有し、前記電極体表面部は、前記圧電素子の平面部とされ、前記保持体体表面部は、前記板状部材の平面部とされ、これらの電極体表面部と前記保持体体表面部とは、互いに略同一面に配置されていることが好ましい。
【００３５】
この発明によれば、電極体表面部と保持体体表面部との間の段差を解消することが可能であって、この段差解消により、電極体表面部および保持体体表面部に亘って導通部をより安定的に形成できる。
ここで、前述した本体およびこの本体よりも厚い延出部を有する保持体を形成する際のような部品加工を不要にできるので、部品製作コストを低減できる。
【００３６】
本発明の振動体では、前記圧電素子および保持体は、略板状とされ、前記保持体は、前記圧電素子と積層される本体と、前記本体に連設され前記圧電素子の側面部と交差する方向に延出する延出部とを有し、前記圧電素子は、前記本体の表裏にそれぞれ設けられ、前記電極体表面部は、前記圧電素子の各平面部とされ、前記保持体体表面部は、前記延出部の表裏それぞれの平面部とされ、前記延出部は、表裏両側にそれぞれ形成された前記導通部を互いに導通する表裏導通手段を有することが好ましい。
【００３７】
この発明によれば、保持体の表裏それぞれに設けられた圧電素子の体表面部に形成された電極同士の導通に際し、圧電素子に穿孔などすることなく、延出部を利用してこれら電極に設けられた導通部を互いに導通させることができる。すなわち、保持体を圧電素子の保持手段に加えて表裏導通手段としても兼用できる。
【００３８】
本発明の振動体では、前記圧電素子および保持体は、略板状とされ、前記保持体は、導電性とされるとともに、前記圧電素子が積層される本体と、前記本体に連設され前記圧電素子の側面部と交差する方向に延出する延出部とを有し、前記電極体表面部は、前記圧電素子の平面部とされ、前記保持体体表面部は、前記延出部の平面部とされ、前記保持体体表面部と前記導通部との間には、絶縁層が介装され、前記絶縁層は、常温では液状である絶縁体を前記保持体体表面部に設けた後、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。
【００３９】
この発明によれば、導電性の保持体を用いることと、保持体体表面部、導通部間の絶縁とにより、前記電極が形成された圧電素子の電極体表面部と保持体本体との間に電圧を印加することができ、つまり電極として保持体を利用できる。ここで、導通部と保持体体表面部との間に絶縁層を形成しても、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。
また、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、圧電素子の厚みを抑えること、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、絶縁層の形成に関しても、前述したインクジェット法が特に好適であり、この場合の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。
【００４０】
本発明の振動体では、前記導通部は、当該振動体の振動の節近傍に形成されていることを特徴とする。
【００４１】
前述したように、本発明では導通部が薄膜状に圧電素子および保持体と一体に形成されるから、導通部が圧電素子の変位に与える影響は殆どないが、このように振動の節近傍に導通部を形成することによって、振動体の振動への影響をごく小さくできる。このため、振動体の振動が減衰せず、エネルギ効率を良好にできる。また、振動が異常となり過振幅となった際などでも断線せず、信頼性を向上できる。
なお、振動体が板状の保持体および圧電素子により構成される場合は、保持体の表裏両面にそれぞれ圧電素子が接合されることがより好ましい。このように圧電素子が保持体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。保持体の表裏にそれぞれ圧電素子を一枚〜数十枚程度貼り合わせても良い。
【００４２】
本発明の圧電アクチュエータは、前述の振動体を備え、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。
【００４３】
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、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、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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
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振動体が組み込まれる。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【発明の効果】
【００４８】
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、振動体、圧電アクチュエータ、電子機器、および圧電素子の製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
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８実施形態）とを例示する。
【００５０】
〔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。
【００５１】
［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。
【００５２】
［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。
【００５３】
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。
【００５４】
［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保持体２１とを備えている。これら圧電素子３０Ａ、保持体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）２０Ａとして構成されている。
【００５５】
保持体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。
【００５６】
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の短辺側の両端は、圧電素子３０Ａ，３０Ｂの側面よりも内側に配置されている。
【００５７】
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には、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。
【００５８】
［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保持体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、保持体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は、圧電素子３０Ａ，３０Ｂの厚み方向に対して斜めに形成された傾斜面部３５２とされ、これらの傾斜面部３５２は、その傾斜する向きが圧電素子３０Ａ，３０Ｂの厚み方向に対して対称となっている。つまり、圧電素子３０Ａ，３０Ｂはそれぞれ、断面台形状に形成されている。これにより、図５に示すように、圧電素子３０Ａ，３０Ｂの電極３１が形成された平面部である電極体表面部３５１と傾斜面部３５２とが為す角度θ１が鈍角となっているとともに、この傾斜面部３５２と腕部２１２，２１３の表面平面部（保持体体表面部）２１２０，２１３０との間の角度θ２も鈍角となっている。
【００５９】
圧電素子３０Ａ，３０Ｂにおいて保持体２１と重ねられない外側の面を表面、保持体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、この電極と保持体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保持体２１に直接重ねられていてもよい。
【００６０】
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３０の電極体表面部３５１、傾斜面部３５２、および腕部２１２，２１３の保持体体表面部２１２０，２１３０に亘る体表面部３５に導通パターンなどが形成されることに特徴を有し、これらの電極体表面部３５１、傾斜面部３５２、および保持体体表面部２１２０，２１３０はいずれも、振動体２０Ａの体表面部３５と総称される。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
［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。
【００６４】
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。
【００６５】
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の電極体表面部３５１、傾斜面部３５２、および保持体体表面部２１２０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（絶縁手段）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、絶縁層を有する絶縁手段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。
【００６６】
絶縁層５１１は、圧電素子３０の電極体表面部３５１、傾斜面部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。
【００６７】
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法（インクジェット方式））によって形成されている。
【００６８】
また、対称電極パターン３１１，３１５は、略Ｌ字状の導通パターン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。
【００６９】
対称電極パターン３１２，３１４も、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、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。
【００７０】
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。
ここで、導通パターン４１５〜４１９と保持体２１との絶縁が問題となるが、図７に振動体２０Ａの短辺側の側面部２０Ｂを示したように、側面部２０Ｂには、液状の絶縁体を乾燥固化させた絶縁層（絶縁手段）５１２が形成されている。図８の断面図にも、絶縁層５１２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ている。なお、保持体２１が絶縁性の樹脂製などである場合は、このような絶縁層５１２は不要である。
【００７１】
このような絶縁層５１２は、振動体２０Ａを側面部２０Ｂを上にした状態で起立させ、保持体２１の側面２１１Ｃを底部とする凹部に液状物を吐出することにより、保持体２１の側面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の電極体表面部３５１に形成された電極パターン同士が保持体２１と絶縁される。
【００７２】
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。
【００７３】
前述のように、圧電素子３０Ａ，３０Ｂは保持体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それぞれと保持体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それぞれと保持体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。
【００７４】
［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。
【００７５】
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および保持体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。
【００７６】
［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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
［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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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および保持体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。
【００８４】
［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、組立工程としての積層工程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。
【００８５】
［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の厚みに対して斜めとなる傾斜面部３５２を形成する。
【００８６】
［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保持体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、保持体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、保持体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。
【００８７】
［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。
【００８８】
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の電極体表面部３５１や腕部２１２表面や振動体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。
この際、傾斜面部３５２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と保持体２１との間の段差が緩和されているため、圧電素子３０の電極体表面部３５１から保持体体表面部２１２０へと、この傾斜面部３５２を介して絶縁層５１１を形成し易い。
【００８９】
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。
【００９０】
［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、常温で導電性の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。
【００９１】
本工程Ｓ５で使用するインクが含有する導電性の微粒子としては、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体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。
【００９２】
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され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。
【００９３】
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が形成される電極体表面部３５１、傾斜面部３５２、保持体体表面部２１２０、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。
ここでも、傾斜面部３５２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と保持体２１との間の段差が緩和されているため、圧電素子３０の電極体表面部３５１から腕部２１２へと、この傾斜面部３５２を介して導通パターン４１１等を容易に形成できる。すなわち、仮に、電極体表面部３５１と圧電素子３０の側面部との間の角、および圧電素子３０の側面部と保持体体表面部２１２０との間の角がそれぞれ直角である場合などでは、液状物のタレなどによる当該角部への液状物の不足、ムラなどが起こるおそれがあるが、このような問題が生じ難く、導通不良を防止できる。
さらに、このように配置された電極体表面部３５１、傾斜面部３５２、および保持体体表面部２１２０には、上方から、液状物をそれぞれ吐出することができ、吐出方向が一方向であって導通パターン４１１〜４１４等を連続的に形成できるので、生産性を向上させることができる。
【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を振動体２０Ａ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および保持体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によって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を振動体２０Ａ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および保持体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および保持体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および保持体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）圧電素子３０および保持体２１は互いに平行に積層されるとともに、圧電素子３０の腕部２１２，２１３に隣接する側に傾斜面部３５２が形成されているので、電極体表面部３５１と保持体体表面部２１２０との間の段差を緩和できる。この段差緩和に際して、圧電素子３０および保持体２１に追加する部材が不要であることが特に有利な点である。
このように電極体表面部３５１、傾斜面部３５２、および保持体体表面部２１２０が互いに鈍角を介して配置されることで、これら電極体表面部３５１、傾斜面部３５２、および保持体体表面部２１２０に亘って導通パターン４１１，４１２，４１４を良好な導通品質で安定的に形成できる。また、導通パターン４１１，４１２，４１４を容易に均一に形成することができ、電極体表面部３５１、傾斜面部３５２、および保持体体表面部２１２０への導通パターン４１１，４１２，４１４の密着性が増すので、導通パターン４１１，４１２，４１４の圧電素子への一体性がより向上する。
【０１０２】
（５）圧電素子３０の傾斜面部３５２は、基材３００の厚み方向に対して斜めにダイシングすることによって形成されており、これにより、圧電素子３０の側面部の直角部分を斜めにカットするような場合と比べて傾斜面部３５２を容易に形成できる。また、基材３００には、圧電素子３０の表側の電極３１と裏側の電極とを交互に形成し、そして、斜めにダイシングする向きも交互として各圧電素子３０を断面台形状に形成しているので、材料効率が良好となる。
【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、ＩＪ以外の印刷の場合では、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および図２１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、電極体表面部と保持体体表面部との間の段差を緩和する。
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する。
【０１０８】
図２０および図２１はそれぞれ、本実施形態における圧電アクチュエータ２２の平面図および側断面図である。
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、矩形板状の圧電素子３３Ａ，３３Ｂと、これらの圧電素子３３Ａ，３３Ｂの間に介装される保持体２１とを備えて構成されている。
【０１０９】
圧電素子３３Ａ，３３Ｂの長辺側面部３５４（図２１）は圧電素子３３Ａ，３３Ｂの厚み方向に沿って略真っ直ぐに形成されており、第１実施形態の圧電素子３０Ａ，３０Ｂのような傾斜面とはされていない。その代わり、本実施形態では、圧電素子３３Ａの電極体表面部３５１と腕部２１２の保持体体表面部２１２０との内側に、絶縁性のモールド部材５１３が設けられている。
【０１１０】
モールド部材５１３は、図２０に示すように、導通パターン４１１，４１２，４１４がいずれも通る括れ部２１２Ｄと、この括れ部２１２Ｄから各パッド４５１〜４５３にそれぞれ向かう各部分とに一体的に形成されている。導通パターン４１１，４１２，４１４相互間の絶縁、およびこれら導通パターン４１１，４１２，４１４と腕部２１２との間の絶縁は、このモールド部材５１３と絶縁層５１１とによって行われている。
【０１１１】
ここで、図２１に示すように、モールド部材５１３の厚みは、電極体表面部３５１側では圧電素子３３Ａの厚みと略同様であり、保持体体表面部２１２０側へ向かって次第に薄くなっている。つまり、モールド部材５１３の表面部５１３Ａはスロープ状とされており、このスロープによって電極体表面部３５１と保持体体表面部２１２０との間の段差が緩和されている。
【０１１２】
本実施形態では、電極パターン３１１〜３１５を圧電素子３３Ａの外部に引き出す導通パターン４１１，４１２，４１４がそれぞれ、電極体表面部３５１、モールド部材５１３の表面部５１３Ａ、および保持体体表面部２１２０に亘って形成されている。ここで、モールド部材５１３の表面部５１３Ａも圧電素子３３Ａおよび保持体２１の体表面部３５を構成することになる。
【０１１３】
本実施形態の振動体２２Ａの製造は、絶縁層５１１の形成後、導通パターン４１１，４１２，４１４を形成する前にモールド部材５１３を設ける点以外は、第１実施形態と略同様に行う。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。
【０１１４】
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）スロープ状に形成されたモールド部材５１３により、前述の圧電素子３０の傾斜面部３５２と略同様に、電極体表面部３５１と保持体体表面部２１２０との間の段差を緩和でき、導通パターン４１１，４１２，４１４を良好な導通品質で安定的に形成できる。
また、モールド部材５１３の形状自由度により、導通パターン４１１，４１２，４１４を良好に形成可能な角度や形状でスロープを形成できる。
【０１１５】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態を図２２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、第２実施形態とは異なる手段により、電極体表面部と保持体体表面部との間の段差に対処する。
図２２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、矩形平板状の圧電素子３３Ａ，３３Ｂと、略板状の保持体２６とを備えている。
【０１１６】
保持体２６は、圧電素子３３Ａ，３３Ｂが積層される略矩形状の本体２１１と、この本体２１１に連設される延出部としての腕部２６１，２６２とを有する。
ここで、腕部２６１，２６２は、本体２１１の平面位置よりも圧電素子３３Ａ側に突出するように厚肉に形成されており、腕部２６１，２６２の表面平面部である保持体体表面部２６１０，２６２０は、圧電素子３３Ａの電極体表面部３５１と略同一面に配置されている。つまり、圧電素子３３Ａの電極体表面部３５１に対する前記の段差は解消され、電極体表面部３５１および保持体体表面部２６１０に亘り構成される体表面部３５に、前述した導通パターン４１１，４１２，４１４がそれぞれ形成される。
【０１１７】
本実施形態の圧電アクチュエータ２３の製造は、第１実施形態と略同様に行われるため、その説明を省略する。
【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。
（９）腕部２６１，２６２を本体２１１よりも厚く形成するだけで、圧電素子３３Ａ，３３Ｂおよび保持体２１に何らの部材を追加することなく、電極体表面部３５１と保持体体表面部２１２０との間の段差を解消することが可能となる。この段差解消により、導通パターン４１１，４１２，４１４をより良好な導通品質で安定的に形成できる。
【０１１９】
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態を図２３を参照して説明する。本実施形態は、第３実施形態とは異なる手段により、電極体表面部と保持体体表面部との間の段差を解消する。
図２３は、本実施形態における圧電アクチュエータ２４の側断面図である。
圧電アクチュエータ２４における振動体２４Ａは、圧電素子３３Ａ，３３Ｂと、略板状の保持体２７とを備える。
保持体２７は、前述の本体２１１と、腕部２１２，２１３とに加えて、腕部２１２に積層される絶縁性の板状部材２１４を有する。
【０１２０】
板状部材２１４には、ポリイミド製の汎用リード基板などが転用されており、腕部２１２の圧電素子３３Ａ側の表面２１２Ｆに積層されている。この板状部材２１４の厚みは、圧電素子３３Ａと略同様に形成されており、圧電素子３３Ａの電極体表面部３５１と、板状部材２１４の表面部である保持体体表面部２１４０とは、略同一面に配置されている。つまり、圧電素子３３Ａの電極体表面部３５１に対する段差（電極体表面部３５１と腕部２１２の表面２１２Ｆとの段差）は解消され、これら電極体表面部３５１および保持体体表面部２６１０に亘り構成される体表面部３５に、前述した導通パターン４１１，４１２，４１４がそれぞれ形成される。
なお、本実施形態では、絶縁性の板状部材２１４を使用しているため、絶縁層５１１は、圧電素子３３Ａの電極体表面部３５１にのみ形成すれば足りる。
【０１２１】
本実施形態の圧電アクチュエータ２４の製造は、導通部形成工程Ｓ５（図１３）以前に板状部材２１４を腕部２１２，２１３に接合する点を除き、第１実施形態と略同様に行われる。
【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。
（１０）汎用などの板状部材２１４を用いることで、第３実施形態における保持体２６を形成する際のような部品加工を不要としながら、第３実施形態と同様に電極体表面部３５１に対する段差を解消できる。すなわち、部品製作コスト上、有利な構成とできる。
【０１２３】
〔第５実施形態〕
次に、本発明の第５実施形態を図２４および図２５を参照して説明する。本実施形態では、表側の圧電素子３３Ａに形成された電極と、裏側の圧電素子３３Ｂに形成された電極とを互いに導通させる手段を保持体が兼ねる例を示す。
【０１２４】
図２４は、本実施形態の圧電アクチュエータ２５の平面図、図２５は、圧電アクチュエータ２５の側断面図である。
圧電アクチュエータ２５の振動体２５Ａは、前述の圧電素子３３Ａ，３３Ｂと、略板状の保持体２１Ｘとを備えた積層体である。
保持体２１Ｘは、本体２１１´と、腕部２１２´，２１３とを有する。ここで、腕部２１２´には、腕部２１２´を貫通する筒状の導電部材であるスルーホール（表裏導通手段）２１２Ｈが３つ設けられている。なお、腕部２１２´の表裏両面には、絶縁性を確保する表面加工などにより絶縁膜５１４が予め形成されている。
本体２１１´は、圧電素子３３Ａ，３３Ｂと同様の縦横寸法に形成されている。
【０１２５】
ここで、圧電素子３３Ａ，３３Ｂのいずれにも、導通パターン４１１〜４１４が形成されており、圧電素子３３Ａに形成された導通パターン４１１，４１２，４１４と、圧電素子３３Ｂに形成された導通パターン４１１，４１２，４１４とは、それぞれスルーホール２１２Ｈを通じて互いに導通している。従って、前記各実施形態で形成されていた導通パターン４１５〜４１９（図６）や、絶縁層５１２は本実施形態では形成されていない。
【０１２６】
本実施形態の圧電アクチュエータ２５の製造において、導通パターン４１１，４１２，４１４を形成する際は、スルーホール２１２Ｈの内周面にもインクが案内されるようにすれば、導通パターン４１１同士、導通パターン４１２同士、および導通パターン４１４同士をそれぞれ、確実に導通することができる。
【０１２７】
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）腕部２１２´がスルーホール２１２Ｈを有することにより、圧電素子３３Ａ，３３Ｂの電極パターン３１１〜３１５同士の導通に際し、圧電素子３３Ａ，３３Ｂに穿孔などすることなく、これらを互いに導通させることができる。すなわち、保持体２１Ｘを圧電素子３３Ａ，３３Ｂの保持手段に加えて表裏導通手段としても兼用できる。
【０１２８】
（１２）また、腕部２１２´が表裏導通手段を有することから、振動体２５Ａの短辺側の側面部などを介して圧電素子３３Ａ，３３Ｂの各電極パターン同士を導通する導通パターン、およびこの導通パターンに必要とされる絶縁層を不要にできる。
すなわち、振動体２５Ａの屈曲振動の腹Ｂ（図９）の付近に導通パターンや絶縁層を設けなくて済むため、振動体２５Ａの振動エネルギ効率を良好にでき、外乱時における断線なども防止できる。
【０１２９】
〔第６実施形態〕
次に、本発明の第６実施形態を図２６〜図２９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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
弾性体３６０は、導電性材料で形成されている。また、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、これらの突起３６０Ａはロータ３６８に当接されている。
また、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。
【０１３２】
図２７は、保持体３６５側から弾性体３６０を示す斜視図である。また、図２８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には、めっき、スパッタ、蒸着などで形成された導電膜がエッチングなどで刻設された溝３６２Ｄによって分割されることにより、第１電極３６２Ａと第２電極３６２Ｂとが形成されている。すなわち、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側で繋げた形状の第１電極３６２Ａと、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側で繋げた形状の第２電極３６２Ｂとが形成されている。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。
【０１３３】
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２７、図２８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。
なお、図示していないが、弾性体３６０の圧電素子３６１とは反対側には、任意の導通手段が設けられ、弾性体３６０には回路基板の基準電位が給電される。このような構成により、弾性体３６０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。
【０１３４】
ここで、図２７に示すように導通パターン４２１，４２２は、第１、第２電極３６２Ａ，３６２Ｂがそれぞれ形成された電極体表面部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。本実施形態では、これら電極体表面部３６２０と、軸部３６５Ｚの外周面３６５Ｃおよびベース部３６５Ｘの表面３６５Ｄを含む保持体体表面部３６５０とに亘って、振動体３６Ａの体表面部３５が構成されている。
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。
【０１３５】
また、本実施形態では、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。また、電極体表面部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。
【０１３６】
ここで、本実施形態においても、導通パターン４２１，４２２は液状物を用いるインクジェット法によって形成されている。すなわち、インクを電極体表面部３６２０、保持体３６５軸部の外周面３６５Ｃ、およびベース部３６５Ｘの表面３６５Ｄにそれぞれ噴射し、乾燥固化させることで導通パターン４２１，４２２が形成される。この際、モールド部材５１３および面取部３６５Ｅにより、導通パターン４２１，４２２をより安定的に形成できる。
【０１３７】
ところで、圧電素子３６１は、図２８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２８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（電極体表面部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。
【０１３８】
以下、圧電アクチュエータ３６の動作について説明する。
図２９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２９（Ａ）に示す正方向、図２９（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。
【０１３９】
図２９（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２９（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。
【０１４０】
一方、図２９（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２９（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２９（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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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を圧電素子外部に引き出す導通部が常温では導電性粒子を含有した液状物を用いて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４２１，４２２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４２１，４２２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。
【０１４３】
〔第７実施形態〕
次に、本発明の第７実施形態を図３０および図３１を参照して説明する。
図３０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６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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
図３１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３１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。
【０１４６】
ここで、圧電素子３７１の電極体表面部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の電極体表面部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、電極体表面部３７２０と、軸部３６５Ｚの外周面３６５Ｃおよびベース部３６５Ｘの表面３６５Ｄを含む保持体体表面部３６５０とに亘る振動体３７Ａの体表面部３５に沿って形成されている。
【０１４７】
これらの導通パターン４３１，４３２は、液状物を用いて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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
本実施形態についても、圧電素子に形成された電極を圧電素子外部に引き出す導通部が常温では導電性粒子を含有した液状物を用いて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。
【０１５０】
〔第８実施形態〕
次に、本発明の第８実施形態を図３２〜図３４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。
【０１５１】
［１．全体構成］
図３２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。
【０１５２】
［２．日付表示装置の構成］
図３３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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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３３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。
【０１５８】
［３．圧電アクチュエータの構成］
図３４は、図３３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。
【０１５９】
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。
（１３）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。
【０１６０】
（１４）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。
【０１６１】
〔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。
【０１６２】
本発明は、常温では導電性粒子を含有した液状物を用いて導通部を振動体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、導通部を形成する方法としては、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。
【０１６３】
さらに、前記各実施形態では、圧電素子３０Ａ，３０Ｂの表面部３５１に電極が形成されていたが、電極が形成される圧電素子の部位は特に限定されず、例えば、補強板２１と対向する圧電素子３０Ａ，３０Ｂの裏面側に複数の電極が形成され、これらの電極同士を導通する導通部がこの裏面側に形成された後、圧電素子３０Ａ，３０Ｂが補強板２１に積層されていてもよい。つまり、本発明における圧電素子の電極体表面部には、圧電素子の表裏平面、側面、周面など、その向きを問わず、すべての体表面部が含まれる。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
さらに、第１実施形態では、図１６に示したように、基材３００の斜めダイシングにより、圧電素子３０に傾斜面部３５２を形成していたが、これに限らず、図３５に示すように、圧電素子３０の角部に面取部３５５を形成することによって、圧電素子の電極体表面部と保持体体表面部との間の段差緩和を図っても良い。
このような面取部３５５は、例えば、圧電素子３０の厚み方向に沿って、切削面が円錐面のフライス、ダイシングソー等で圧電素子３０の厚み寸法の半分程度まで（これより小さくても大きくても良い）切削することなどによって形成可能である。図３５に示す切削角度θ３は、約９０°であるが、この角度θ３は例えば６０°〜１２０°程度の範囲で適宜決められる。このような面取部３５５の形成後、切削面が円筒面のフライス、ダイシングソーなどによって基材３００を厚み方向に沿って分割して複数の圧電素子３０に個片化すればよい。ここで、各圧電素子３０の幅方向両側にそれぞれ形成される面取部３５５は、その傾斜する向きが圧電素子３０の厚み方向に対して対称となる。なお、第１実施形態における図１５、図１６とは異なり、図３５では各圧電素子３０の表裏の向きは同じであって、面取部３５５が形成された側が圧電素子３０の表面側であり、面取部３５５とは反対側の裏面側が補強板２１と接合される。
【０１７２】
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】
【０１７３】
【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平面図。
【図２１】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２２】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２３】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２４】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２５】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２６】本発明の第６実施形態における圧電アクチュエータの側断面図。
【図２７】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２８】前記実施形態における圧電素子の電極体表面部を示す平面図。
【図２９】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３０】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３１】前記実施形態における圧電素子の電極体表面部を示す平面図。
【図３２】本発明の第８実施形態における時計の外観図。
【図３３】前記実施形態における日付表示装置を示す平面図。
【図３４】図３３の部分拡大図。
【図３５】本発明の変形例において、圧電素子が個片化される基材の側断面図。
【図３６】従来例の圧電アクチュエータを示す図。
【符号の説明】
【０１７４】
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）、２０，２２〜２５，３６，３７・・・圧電アクチュエータ、２０Ａ，２２Ａ，２３Ａ，２４Ａ，２５Ａ，３６Ａ，３７Ａ・・・振動体、２１，２１Ｘ，２６，２７，３６５・・・保持体、２８，３６８・・・ロータ（被駆動体）、３０Ａ，３０Ｂ，３３Ａ，３３Ｂ，３６１，３７１・・・圧電素子、３５・・・体表面部、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（計時部）、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）、１４０・・・日付表示装置（計時情報表示部）、２１１・・・本体、２１２，２１３，２６１，２６２・・・腕部（延出部）、２１２Ｈ・・・スルーホール（表裏導通手段）、２１４・・・板状部材、３００・・・基材、３１１〜３１５・・・電極パターン（電極）、３５１，３６２０，３７２０・・・電極体表面部、３５２・・・傾斜面部、３５５・・・面取部、３６２Ａ，３６２Ｂ・・・第１、第２電極（電極）、３７２Ａ〜３７２Ｎ・・・電極、４１１〜４１９・・・導通パターン（導通部）、４２１，４２２・・・導通パターン（導通部）、４３１，４３２・・・導通パターン（導通部）、５１１・・・絶縁層、５１３・・・モールド部材、５１５Ａ，５１５Ｂ・・・モールド部材、２１２０，２１３０，２１４０，２６１０，２６２０，３６５０・・・保持体体表面部、３６２０，３７２０・・・電極体表面部、Ａ・・・節（振動の節）、Ｓ１・・・電極形成工程、Ｓ３・・・積層工程（組立工程）、Ｓ５・・・導通部形成工程、θ１，θ２・・・角度（鈍角）。
【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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