CN107872169B - 压电致动器及其制造方法、压电电动机、机器人及打印机 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够实现小型化的压电致动器及其制造方法、压电电动机、机器人及打印机。压电致动器具有：振动子，具备具有压电元件的振动部和配置于所述振动部并向被驱动部传递驱动力的传递部；以及施力部，能够使所述振动子向所述被驱动部施力，所述施力部具备：与所述振动子连接的基部、以及与所述基部成为一体的一对弹簧部。

Description

压电致动器及其制造方法、压电电动机、机器人及打印机

技术领域

本发明涉及压电致动器、压电电动机、机器人、电子元器件输送装置、打印机及压电致动器的制造方法。

背景技术

一直以来，作为压电致动器，已知例如专利文献1中记载的构成。专利文献1的压电致动器具有：振动子和施力(付勢)部，所述振动子具备振动部、以及配置于振动部且将驱动力传递至转子(被驱动部)的传递部，所述施力部使振动子向转子施力。而且，施力部具有使振动子固定的基部、以及与基部连接的一对弹簧部。

现有技术文献

专利文献1

专利文献1：日本特开2015-186329号公报

然而，在专利文献1的压电致动器中，施力部由基部和一对弹簧部独立形成，一对弹簧部通过螺丝被固定在基部。如此，如果基部和一对弹簧部以独立的方式形成，则难以实现小型化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现小型化的压电致动器、压电电动机、机器人、电子元器件输送装置、打印机及压电致动器的制造方法。

上述目的通过下述本发明实现。

本发明的压电致动器的特征在于具有：振动子，具备具有压电元件的振动部和配置于所述振动部并向被驱动部传递驱动力的传递部；以及

施力部，能够使所述振动子向所述被驱动部施力，

所述施力部具备：

基部，与所述振动子连接；以及

一对弹簧部，与所述基部成为一体。

如此，通过在施力部使基部和一对弹簧部成为一体，与以往那样基部和一对弹簧部单独地使用螺丝等固定部件固定它们的构成相比较，能够实现压电致动器的小型化。

在本发明的压电致动器中，优选的是，所述施力部包含硅。

由此，能够例如高精度地利用蚀刻进行图案化，从而使得施力部的制造变得容易。

在本发明的压电致动器中，优选的是，所述施力部具有蚀刻面。

由此，能够高精度地形成施力部。另外，例如，基部和弹簧部之间的连接部变得光滑，难以发生以该部分为起点的裂纹。

在本发明的压电致动器中，优选的是，所述振动子具有与所述基部连接并支承所述振动部的支承部。

由此，使得振动子与施力部之间的连接变得容易。

在本发明的压电致动器中，优选的是，所述振动子配置于多个所述施力部之间。

由此，能够平衡性良好地使振动子向被驱动部施力。

在本发明的压电致动器中，优选的是，在从所述振动子与所述施力部重叠的方向观察的俯视观察下，所述施力部具有与所述振动部重叠的区域，在所述重叠区域中的所述施力部与所述振动部之间设有空隙。

由此，能够抑制施力部与振动部之间的接触，有效地使振动部振动。

在本发明的压电致动器中，优选的是，所述施力部具有经由一对弹簧部而与所述基部连接的连接部，所述连接部在同所述振动子的施力方向交叉的方向上与所述基部以排列的方式配置。

由此，例如，在连接部中，能够将压电致动器固定在其它部件上。另外，通过这样设置连接部，能够更有效地使压电致动器小型化。

在本发明的压电致动器中，优选的是，具有多个所述振动子，

多个所述振动子层叠。

由此，能够产生更大的驱动力。

本发明的压电电动机，其特征在于，具备本发明的压电致动器。

由此，能够享受上述压电致动器的效果，获得可靠性高的压电电动机。

本发明的机器人，其特征在于，具备本发明的压电致动器。

由此，能够享受上述压电致动器的效果，获得可靠性高的机器人。

本发明的电子元器件输送装置，其特征在于，具备本发明的压电致动器。

由此，能够享受上述压电致动器的效果，获得可靠性高的电子元器件输送装置。

本发明的打印机，其特征在于，具备本发明的压电致动器。

由此，能够享受上述压电致动器的效果，获得可靠性高的打印机。

本发明的压电致动器的制造方法，其特征在于，包括下述工序：

准备振动子基板与施力部基板，所述振动子基板具有多个具备振动部的振动子，所述振动部具有压电元件，所述施力部基板具有多个施力部，所述施力部具备与所述振动子连接的基部及与所述基部成为一体的一对弹簧部；

将所述振动子基板与所述施力部基板接合，获得具有多个压电致动器的压电致动器基板；以及

使所述压电致动器基板所包含的多个所述压电致动器进行单片化。

由此，能够容易地制造小型的压电致动器。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式的压电电动机的整体构成的俯视图。

图2是示出具有图1所示的压电电动机的压电致动器的立体图。

图3是图2所示的压电致动器的俯视图。

图4是图3中的A-A线截面图。

图5是图3中的B-B线截面图。

图6是图3中的C-C线截面图。

图7是示出图2所示的压电致动器的基端部的立体图。

图8是图2中的D-D线截面图。

图9是图2中的E-E线截面图。

图10是说明图1所示的压电电动机的驱动的简图。

图11是示出图2所示的压电致动器的制造方法的流程图。

图12是示出图2所示的压电致动器的制造方法的侧视图(从前端侧观察的侧视图)。

图13是示出图2所示的压电致动器的制造方法的侧视图(从前端侧观察的侧视图)。

图14是示出图2所示的压电致动器的制造方法的侧视图(从前端侧观察的侧视图)。

图15是示出图2所示的压电致动器的制造方法的侧视图(从前端侧观察的侧视图)。

图16是示出图2所示的压电致动器的制造方法的侧视图(从前端侧观察的侧视图)。

图17是示出本发明的第二实施方式的压电致动器的立体图。

图18是示出本发明的第三实施方式的压电致动器的俯视图。

图19是示出本发明的第四实施方式的压电致动器的俯视图。

图20是示出本发明的第五实施方式的机器人的立体图。

图21是示出本发明的第六实施方式的电子元器件输送装置的立体图。

图22是示出图21所示的电子元器件输送装置具有的电子元器件保持部的立体图。

图23是示出本发明的第七实施方式的打印机的整体构成的简图。

附图标记说明

1、1x、1y、1θ…压电致动器；10…压电致动器基板；2…振动子；20…振动子基板；200…层叠体；21…振动部；22…支承部；221…侧面；23…传递部；3…第一基板；30…第一硅基板；31…振动板；32…支承板；33…连接部；4…第二基板；40…第二硅基板；41…振动板；42…支承板；43…连接部；5、5a、5b、5c、5d、5e…压电元件；51…第一电极；52…压电体；53…第二电极；6…第一层间部；60…第三硅基板；7、7A、7B…施力部；70、70A、70B…施力部基板；71…基部；711…凹部；711a…底面、72…弹簧部；72a…内面；73…弹簧部；74…连接部；741…主体部；742…延伸部；75…第二层间部；751…第一层；752…第二层；753…第三层；90…端子部；91、92、93、94、95、96…布线；100…压电电动机；110…转子；111…外周面；120…工作台；1000…机器人；1010…底座；1020、1030、1040、1050、1060、1070…臂；1080…机器人控制部；1090…末端致动器；2000…电子元器件输送装置；2100…基座；2110…上游侧工作台；2120…下游侧工作台；2130…检查台；2200…支承台；2210…Y台；2220…X台；2230…电子元器件保持部；2231…微调板；2232…转动部；2233…保持部；3000…打印机；3010…装置主体；3011…托盘；3012…排纸口；3013…操作面板；3020…印刷机构；3021…头单元；3021a…头；3021b…墨盒；3021c…托架；3022…托架电动机；3023…往复运动机构；3023a…托架引导轴；3023b…定时带；3030…供纸机构；3031…从动辊；3032…驱动辊；3040…控制部；O…旋转轴；P…记录纸张；Q…电子元器件；S…空隙；X1…粘接剂；X2…粘接剂。

具体实施方式

以下，根据附图所示的优选实施方式，对本发明的压电致动器、压电电动机、机器人、电子元器件输送装置、打印机及压电致动器的制造方法进行详细地说明。

第一实施方式

首先，对本发明的第一实施方式的压电电动机进行说明。

图1是示出本发明的第一实施方式的压电电动机的整体构成的俯视图。图2是示出具有图1所示的压电电动机的压电致动器的立体图。图3是图2所示的压电致动器的俯视图。图4是图3中的A-A线截面图。图5是图3中的B-B线截面图。图6是图3中的C-C线截面图。图7是示出图2所示的压电致动器的基端部的立体图。图8是图2中的D-D线截面图。图9是图2中的E-E线截面图。图10是说明图1所示的压电电动机的驱动的简图。图11是示出图2所示的压电致动器的制造方法的流程图。图12至图16是分别示出图2所示的压电致动器的制造方法的侧视图(从前端侧观察的侧视图)。另外，在以下，为了方便说明，将图1中的纸面近前侧称为“上”，将图1中的纸面背侧称为“下”。另外，将压电致动器的电动机侧称为“前端侧”，将与电动机相反一侧称为“基端侧”。

图1示出的压电电动机100(超声波电动机)具有：作为能够绕旋转轴O旋转的被驱动部(从动部)的转子110、以及与转子110的外周面111抵接的压电致动器1。在这样的压电致动器100中，通过驱动(振动)压电致动器1，能够使转子110绕旋转轴O旋转。另外，作为压电电动机100的构成，不限于图1的构成。例如，在本实施方式，是使用旋转移动的转子110来作为被驱动部，但也可以使用直线移动的转子来作为被驱动部。

另外，如图1所示那样，压电致动器1具有：振动子2和施力部7，所述振动子具备：具有压电元件5的振动部21、以及配置于振动部21并将驱动力传递至作为被驱动部的转子110的传递部23，所述施力部能够使振动子2向转子110施力(具有施力的功能)。另外，施力部7具备：连接(固定)于振动子2的基部71、与基部71成为一体的一对弹簧部72、73。如此，在施力部7，通过使基部71和一对弹簧部72、73一体化，与以往那样基部71和一对弹簧部72、73独立地使用螺丝等固定部件对它们进行固定的构成相比较，能够实现压电致动器1的小型化、构造的简化(减少元器件数量等)。另外，例如，根据以往的这种构成，由于螺丝的紧固状态及随着时间推移紧固的松动等，施加力在个体之间会不均衡，或是施加力会随时间而变化，但根据本实施方式，由于不会发生这样的问题，因此，能够如设计那样获得更稳定的施加力。以下，对这样的压电致动器1进行详细地说明。

如图2所示，压电致动器1具有振动子2、和使振动子2向转子110施力的施力部7。另外，振动子2具有：相对配置的第一基板3及第二基板4、以及位于这些第一基板3、第二基板4之间并通过粘接剂接合的压电元件5及第一层间部6。

另外，如图3所示，第一基板3具有：振动板31、支承振动板31的支承板32、接连(连接)振动板31及支承板32的一对连接部33。同样，第二基板4具有：振动板41、支承振动板41的支承板42、以及接连(连接)振动板41及支承板42的一对连接部43。第一基板3及第二基板4具有实际上相同的形状及大小，振动板31、41通过压电元件5相对地设置，支承板32、42通过第一层间部6相对地配置，连接部33、43通过空隙相对地配置。而且，在这样的振动子2中，由振动板31、压电元件5及振动板41的层叠体形成振动部21，由支承板32、第一层间部6及支承板42的层叠体形成支承部22。也就是说，振动子2具有振动部21、以及支承振动部21的支承部22。

作为第一基板3及第二基板4，没有特别限定，例如，可以使用硅基板。通过使用硅基板来作为第一基板3及第二基板4，能够表现出优异的加工精度(图案化精确度)。而且，可以在振动子2的制造中使用硅晶片工艺(MEMS工艺)，有效地制造振动子2。另外，虽然未图示出，但第一基板3及第二基板4的表面设置有绝缘层。例如，在使用硅基板作为第一基板3及第二基板4时，绝缘层可以由对硅基板的表面进行热氧化而形成的氧化硅构成。

接下来，对振动部21进行说明。振动部21在从振动子2的厚度方向(振动板31、压电元件5及振动板41的层叠方向)观察的俯视观察(以下，简单地称为“俯视观察”)下，呈大致矩形状(长方形)。并且，在宽度方向的中间部分设置有凸状的传递部23，所述传递部为振动部21的在长边方向的前端部。传递部23是将振动部21的振动传递至转子110的部位，在从振动部21向前端侧突出，并且其前端面接触转子110的外周面111。因此，如果振动部21振动，则该振动通过传递部23传递至转子110，转子110绕旋转轴O旋转。

另外，作为振动部21及传递部23的形状及配置，只要能够发挥其功能，并不受特别限定。

如图4至图6所示，压电元件5位于振动板31和振动板41之间，通过配置在与振动板31之间的绝缘性的粘接剂X1而与振动板31接合，通过配置在与振动板41之间的绝缘性的粘接剂X1而与振动板41接合。另外，作为粘接剂X1，没有特别限定，可以使用例如：环氧树脂系、尿烷树脂系、尿素树脂系、密胺树脂系、酚醛树脂系、酯树脂系等各种热固化性树脂系的粘接剂、乙酸乙烯树脂系、聚乙烯醇系、乙烯乙酸乙烯树脂系、氯乙烯树脂系、丙烯树脂系、聚酰胺系、纤维素系、聚乙烯基吡咯烷酮系、聚苯乙烯系等各种热可塑性树脂系粘接剂等。

而且，压电元件5包括5个压电元件5a、5b、5c、5d、5e。压电元件5e在振动部21的宽度方向的中间部分，沿振动部21的长边方向配置。相对于该压电元件5e，在振动部21的宽度方向的一侧沿振动部21的长边方向设置有压电元件5a、5b，并在另一侧沿振动部21的长边方向设置有压电元件5c、5d。

而且，五个压电元件5a、5b、5c、5d、5e分别具有：压电体52、设置在压电体52的上表面(振动板31侧的主面)的第一电极51、以及设置在压电体52的下表面(振动板41侧的主面)的第二电极53。

第一电极51是共有地设置在压电元件5a、5b、5c、5d、5e的共用电极。另一方面，第二电极53是对每个压电元件5a、5b、5c、5d、5e分开设置的独立电极。并且，压电体52与压电元件5a、5b、5c、5d、5e共同地一体地设置。另外，压电体52也可以按压电元件5a、5b、5c、5d、5e独立地设置。此外，与本实施方式相反，也可以第一电极51按压电元件5a、5b、5c、5d、5e独立地设置，第二电极53可以与压电元件5a、5b、5c、5d、5e共同地设置。

压电体52通过被施加沿振动部21的厚度方向的电场而在沿振动部21的长边方向的方向上伸缩。作为这样的压电体52的构成材料，可以使用例如：锆钛酸铅(PZT)、钛酸钡、钛酸铅、铌酸钾、铌酸锂、钽酸锂、钨酸钠、氧化锌、钛酸锶钡(BST)、钽酸锶铋(SBT)、偏铌酸铅、铌酸钪等压电陶瓷。由压电陶瓷构成的压电体52可以例如由基体材料形成，也可以使用溶胶-凝胶法或溅射法形成，但优选由基体材料形成。由此，振动子2的制造变得容易。另外，作为压电体52的构成材料，除了上述压电陶瓷以外，也可以使用聚偏二氟乙烯、水晶等。

根据本实施方式，压电体52由基体材料形成。这种情况下，作为压电体52的厚度，没有特别限定，优选例如，在100μm以上且600μm以下。

而且，作为第一电极51及第二电极53的构成材料，没有特别限定，可以使用例如铝(Al)、镍(Ni)、金(Au)、铂(Pt)、铱(Ir)、铜(Cu)等金属材料。另外，第一电极51及第二电极53可以分别通过蒸镀、溅射等方法形成。

接下来，对支承部22进行说明。支承部22在俯视观察下呈包围振动部21的基端侧的U字形状。

而且，如图7所示，第一层间部6位于支承板32和支承板42之间，通过配置在与支承板32之间的绝缘性的粘接剂X1而与支承板32接合，通过配置在与支承板42之间的绝缘性的粘接剂X1而与支承板42接合。另外，在俯视观察下，第一层间部6实际上具有与支承板32、42相同的形状及大小。另外，第一层间部6具有绝缘性。

作为这样的第一层间部6，没有特别限定，可以使用例如：氧化锆、氧化铝、二氧化钛等各种陶瓷、各种金属材料、各种树脂材料等。其中，优选使用各种陶瓷、各种金属材料、硅，由此，可获得硬质的第一层间部6。然而，在使用金属材料的情况下，为赋予第一层间部6以绝缘性，例如，需要在其表面实施绝缘处理等加工。另外，由于通过使用硅，能够利用硅晶片工艺配置第一层间部6，因此，能够有效地制造振动子2。

另外，作为支承部22的形状及配置，只要能够发挥其功能，并没有特别限定。例如，支承部22可以划分成两个，即：振动部21的宽度方向的一侧(与一侧的连接部33、43连接的一侧)和另一侧(与另一连接部33、43连接的一侧)。另外，本实施方式的第一层间部6由一层构成，但第一层间部6也可以是由多个层层叠的构成。另外，在本实施方式，第一层间部6由单个块形成，但第一层间部6也可以被划分成多个块。

其中，优选第一层间部6的厚度和压电元件5的厚度大致相等。更具体而言，优选第一层间部6的厚度等于压电元件5的厚度，或多少薄一些，更优选多少薄一些的。通过满足这样的关系，振动子2的制造变得容易，制造量提高。在后述的制造方法中也有说明，振动子2通过在第一基板和第二基板之间夹入粘接剂X1、压电元件5及第一层间部6，推压并接合第一基板和第二基板而制造。因此，通过使得第一层间部6比压电元件5更薄，能够更优先地接合第一基板3、第二基板4和压电元件5，充分地提高第一基板3、第二基板4和压电元件5的接合强度，从而能够更可靠地贴合第一基板3、第二基板4和压电元件5。其结果，振动部21的驱动不良和故障的可能性会降低。

以上，对振动子2进行了说明。另外，在第一基板3的内面(压电元件5侧的表面)设置有与压电元件5的第一电极51电连接的布线91(参照图4)，在第二基板4的内面(压电元件5侧的表面)设置有与压电元件5的各第二电极53电连接的布线92、93、94、95、96(参照图4至图6)。然后，如图7所示那样，这些布线91、92、93、94、95、96露出在支承部22的基端侧的侧面221来作为端子部90。因此，能够通过端子部90使压电元件5与外部电连接。

接下来，对施力部7进行说明。施力部7具有使上述振动子2向转子110施力的功能。如图2所示，夹着振动子2设置有一对这样的施力部7。也就是说，振动子2设置在两个(多个)施力部7之间。具体而言，施力部7包括位于振动子2的厚度方向的一侧的施力部7A、和位于另一方的施力部7B，利用它们夹持振动子2而设置。如此，通过夹着振动子2设置一对施力部7，能够使振动子2平衡性良好，具体而言即在抑制其向厚度方向倾斜的同时使其向转子110施力。然而，施力部7至少设置一个即可，也可以省略施力部7A、7B中的至少一方。

如图2所示，施力部7(7A、7B)形成板状，具有：基部71、接连(连接)至基部71的一对弹簧部72、73，通过一对弹簧部72、73与基部71接连(连接)的连接部74。并且，如图8所示，基部71和振动子2的支承部22连接(接合)。如此，通过连接基部71和支承部22，振动子2和施力部7的连接(接合)变得容易。另外，作为基部71和支承部22的接合方法，没有特别限定，可以使用活性化接合等直接接合基部71和支承部22，也可以使用粘接剂接合基部71和支承部22。另外，在本实施方式，基部71和支承部22使用绝缘性的粘接剂X2接合。作为粘接剂2，没有特别限定，例如，可以使用和上述粘接剂X1同样的粘接剂。

而且，施力部7A、7B的至少一部分在俯视观察(从振动部21和施力部7A、7B重叠的方向观察的俯视观察)下，具有与振动部21重叠的区域，在该重叠的区域上，施力部7和振动部21之间设置有空隙S。更具体而言，如图8所示那样，基部71在俯视观察下具有与振动部21重叠的区域，在该区域形成有向内面(振动子2侧的表面)开放的凹部711。由此，在基部71和振动部21之间形成有空隙S。而且，如图9所示那样，弹簧部72在俯视观察下具有与振动部21重叠的区域。弹簧部72被构成为比与基部71的支承部22接合的部分(换言之则为未形成凹部711的部分)更薄，且在施力部7的外表面(和振动子2相反一侧的表面)一侧不均匀地设置。由此，在弹簧部72和振动部21之间形成空隙S。如此，通过在施力部7A、7B和振动部21之间形成空隙S，能够抑制施力部7A、7B和振动部21之间的接触，从而能够有效地且在期望的轨迹使振动部21振动。

另外，在本实施方式，凹部711的底面711a、和弹簧部72的内面72a(振动子2侧的主面)位于同一个平面上。如此，通过使凹部711的底面711a和弹簧部72的内面72a位于同一个平面上，能够利用相同的蚀刻工艺一起形成凹部711及弹簧部72。因此，施力部7A、7B的制造过程变短。

弹簧部72、73在俯视观察下，在对振动子2的施力方向(图1中的上下方向：振动部21的长边方向)交叉的方向，尤其在本实施方式中，在垂直于施力方向(图1中的横向：振动部21的宽度方向)的方向上延伸。并且，如图1所示那样，由于在弹簧部72、73弹性变形之后的状态下，压电致动器1被固定在工作台120上，对振动子2产生向图1中上方向的施加力，振动子2的传递部23被压至转子110的外周面111。这样的弹簧部72、73沿施力方向排列设置，弹簧部72与基部71的前端部连接，弹簧部73与基部71的基端部连接。通过如此设置弹簧部72、73，能够在更加稳定的状态下使振动子2向转子110施力。

连接部74通过弹簧部72、73与基部71连接。这样的连接部74作为用于将压电致动器1固定在工作台120上的固定部而发挥作用，在本实施方式，压电致动器1通过螺丝固定在工作台120上。但是，压电致动器1被固定在工作台120上的固定方法没有特别限定。

如图1所示那样，这样的连接部74在与振动子2的施力方向(图1中的上下方向)交叉的方向，其中，根据本实施方式，在垂直的方向(图1中的横向：振动部21的宽度方向)与基部71以排列的方式配置。由此，可抑制压电致动器1的长度(施力方向的长度)，因此，能够实现压电致动器1的小型化。并且，通过在振动部21的宽度方向上排列配置基部71和连接部74，能够使得连接它们的弹簧部72、73成为在振动部21的宽度方向上延伸的直线形状。因此，能够将能够有效产生施加力的弹簧部72、73设置在更小的空间里，有助于压电致动器1的小型化。此外，通过这样的设置，能够在支承部22的基端侧的侧面221的周围确保足够的空间，从而能够容易地进行端子部90和外部的电连接。

另外，连接部74的厚度大致等于基部71的厚度(未形成凹部711的部分的厚度)。

作为施力部7A、7B的构成材料，没有特别限定，优选含硅。因此，作为施力部7A、7B，可以使用例如硅基板。通过使用硅基板作为施力部7A、7B，能够体现出优异的加工精度(图案化精度)。此外，能够在压电致动器1的制造中使用硅晶片工艺(MEMS工艺)，有效地制造压电致动器1。

而且，施力部7A、7B分别通过蚀刻对硅基板进行图案化而形成。因此，施力部7A、7B具有蚀刻面。具体而言，施力部7A、7B的侧面成为蚀刻面。如此，通过蚀刻硅基板而形成施力部7A、7B，能够以高尺寸精度形成施力部7A、7B(尤其是与弹簧部72、73的基部71相对的侧面)。因此，例如，可以容易地按照设计形成弹簧部72、73的宽度及长度，可获得按照设计的施加力。尤其通过使得基部71和弹簧部72、73一体化，能够更强有力地体现出通过蚀刻的图案化效果。

而且，其中，作为蚀刻，通过使用深硅蚀刻(所谓“BOSCH”法)，对高的纵横比也能够应对，即使在施力部7A、7B的厚度大、基部71和弹簧部72、73的间隙小的情况下，也能够高精度地形成施力部7A、7B。而且，通过蚀刻图案化之后，其中，基部71和弹簧部72、73的连接部、以及弹簧部72、73和连接部74之间的连接部会变光滑，难以发生以该部分为起点的裂纹。因此，形成机械强度高的压电致动器1。但是，作为施力部7A、7B的形成方法，不限于蚀刻，也可以是例如冲孔等方法。

其中，如图8及图9所示那样，在施力部7A的连接部74和施力部7B的连接部74之间设置有第二层间部75。第二层间部75是用于在填埋施力部7A的连接部74和施力部7B的连接部74之间的空隙的同时，连接施力部7A的连接部74和施力部7B的连接部74的部件。由此，连接部74的机械强度增高，从而能够使压电致动器1更坚牢地固定在工作台120上。

这样的第二层间部75通过配置在其与一方的连接部74之间的绝缘性的粘接剂X2而与该连接部74接合，通过配置在其与另一方的连接部74之间的绝缘性的粘接剂X2而与该连接部74接合。另外，第二层间部75在俯视观察下与连接部74实际上具有相同的形状和大小。

另外，第二层间部75的厚度大致等于振动子2的厚度。由此，能够抑制施力部7A、7B向厚度方向挠曲，从而能够更可靠地使振动子2向期望的方向施力。

另外，第二层间部75由第一层751、第二层752及第三层753通过粘接剂X1从施力部7A侧依次层叠的层叠体构成。并且，第一层751由和第一基板3同样的基板形成，第二层752由和第一层间部6同样的基板形成，第三层753由和第二基板4同样的基板形成。也就是说，第二层间部75形成和振动子2的支承部22同样的构成。通过使第二层间部75成为这样的构成，能够例如通过后述的制造方法，容易地形成厚度和振动子2大致相等的第二层间部75。

另外，如上所述，第一层751由和第一基板3同样的基板形成，第二层752由和第一层间部6同样的基板形成，第三层753由和第二基板4同样的基板形成，因此，第一层751、第二层752及第三层753的构成材料和第一基板3、第一层间部6及第二基板4的构成材料相同。

以上，对压电电动机100的构成进行了说明。接下来，对压电电动机100的运转的一个例子进行说明。然而，压电电动机100的运转方法不限于下述方法。如果对各个压电元件5a、5b、5c、5d、5e施加规定频率的驱动信号(交变电压)，以使压电元件5a、5d、和压电元件5b、5c的相位差为180°，使压电元件5a、5d和压电元件5e的相位差为30°，则如图10所示那样，各个压电元件5a、5b、5c、5d、5e各自伸缩，振动部21弯曲变形成S字形状(在向长边方向伸缩变形的同时，向宽度方向弯曲变形)，由此，传递部23的前端进行椭圆运动。其结果，转子110绕旋转轴O沿箭头方向旋转。另外，如果对压电元件5e施加驱动信号以使压电元件5a、5d的相位差为210℃，则能够使转子110反向旋转。

以上，对具备压电致动器1及该压电致动器1的压电电动机100进行了详细说明。压电电动机100具备压电致动器1。因此，能够享受上述压电致动器1的效果，因而能够体现出优异的可靠性。

接下来，对压电致动器1的制造方法进行说明。压电致动器1的制造方法，如图11所示那样，包括下述工序，即：准备工序，准备振动子基板20与施力部基板70，振动子基板20具有多个具备振动部21的振动子2，振动部21具有压电元件5，施力部基板70具有多个施力部7，施力部7具备与振动子2连接(固定)的基部71、以及与基部71成为一体的一对弹簧部72、73；接合工序，将振动子基板20和施力部基板70进行接合，获得具有多个压电致动器1的压电致动器基板10；以及单片化工序，使压电致动器基板10所包含的多个压电致动器1进行单片化。以下，对该制造方法进行具体的说明。

准备工序

首先，如图12所示那样，准备：排列设置有多个包括在振动子2的第一基板3和包括在第二层间部75的第一层751的第一硅基板30；排列设置有多个包括在振动子2的第二基板4和包括在第二层间部75的第三层753的第二硅基板40；排列设置有多个包括在振动子2的第一层间部6和包括在第二层间部75的第二层752的第三硅基板60；以及压电元件5。然后，如图13所示那样，以使用第一硅基板30和第二硅基板40夹着第三硅基板60及压电元件5的方式，通过粘接剂X1将它们接合起来。由此，可以获得排列设置多个振动子2的振动子基板20。另外，第一硅基板30、第二硅基板40及第三硅基板60分别通过蚀刻对硅基板进行图案化而形成。由此，可以获得具有优异加工精度的第一硅基板30、第二硅基板40及第三硅基板60。

另外，如图14所示，独立于振动子基板20之外，准备排列设置多个施力部7A的施力部基板70A、以及排列设置多个施力部7B的施力部基板70B。另外，施力部基板70A、70B分别通过利用蚀刻(尤其是深硅蚀刻)对硅基板进行图案化而形成。由此，可获得具有优异加工精度的施力部基板70A、70B。

接合工序

接下来，如图15所示那样，以使用两个施力部基板70A、70B夹着振动子基板20的方式，通过粘接剂X2将它们接合起来。由此，可获得排列设置有多个压电致动器1(然而，未设置传递部23的状态的压电致动器1)的压电致动器基板10。

单片化工序

接下来，通过例如粘接剂在各振动部21上接合传递部23。然后，如图16所示那样，通过使用切割刀等切除不需要的部分，对压电致动器基板10中包括的多个压电致动器1进行单片化。由此，可获得多个压电致动器1。

根据这样的压电致动器1的制造方法，能够容易地制造小型的压电致动器。另外，在本实施方式，是在单片化工序之前先将传递部23接合在各振动部21上，作为接合传递部23的时间，并没有特别限定，可以是例如在单片化工序之后。

第二实施方式

接下来，对本发明的第二实施方式的压电致动器进行说明。

图17是示出本发明的第二实施方式的压电致动器的立体图。

本实施方式除了层叠多个振动子以外，其它和上述第一实施方式相同。

另外，在以下说明中，关于本实施方式，着重说明与上述实施方式的差异，对于同样的事项则省略对其的说明。另外，在图17，对于和上述实施方式同样的构成，采用相同的附图标记。

如图17所示，本实施方式的压电致动器1具有多个振动子2，多个振动子2层叠在压电致动器1的厚度方向。而且，各个振动子2在相同的方向上，上侧层叠第一基板3，下侧层叠第二基板4。而且，重叠的两个振动子2通过例如未图示的粘接剂接合。然后，以在其中夹着由多个振动子2重叠而构成的层叠体200的方式设置有施力部7A、7B。并且，与此相对应，在施力部7A的连接部74和施力部7B的连接部之间层叠有和振动子2的数量相同数量的第二层间部75。通过形成这样的构成，和例如上述第一实施方式比较，能够提高压电致动器1的驱动力。

另外，作为层叠的振动子2的数量，没有特别限定，可以通过压电致动器的配置空间、压电致动器1所需的驱动力等适当设定。而且，根据本实施方式，重叠的两个振动子2被设置成一方的振动子2的第一基板3和另一方的振动子2的第二基板4重叠，例如，也可以由一个基板构成一方振动子2的第一基板3和另一方振动子2的第二基板4。也就是说，一方振动子2的第一基板3也可以兼作另一方振动子2的第二基板4。

根据这样的第二实施方式，能够发挥和上述第一实施方式相同的效果。

第三实施方式

接下来，对本发明的第三实施方式的压电致动器进行说明。

图18是示出本发明的第三实施方式的压电致动器的俯视图。

本实施方式除了施力部的构成不同以外，和上述第一实施方式相同。

另外，在以下说明中，关于本实施方式，着重说明与上述实施方式的差异，对于同样的事项则省略对其的说明。另外，在图18，对于和上述实施方式同样的构成，采用相同的附图标记。

如图18所示，在本实施方式的压电致动器1的施力部7，一对连接部74在振动部21的宽度方向以夹着基部71的方式而设置。另外，分别以连接基部71和各个连接部74的方式设置有弹簧部72、73。

根据这样的第三实施方式，能够发挥和上述第一实施方式相同的效果。

第四实施方式

接下来，对本发明的第四实施方式的压电致动器进行说明。

图19是示出本发明的第四实施方式的压电致动器的俯视图。

本实施方式除了施力部的构成不同以外，和上述第一实施方式相同。

另外，在以下说明中，关于本实施方式，着重说明与上述实施方式的差异，对于同样的事项则省略对其的说明。另外，在图19，对于和上述实施方式同样的构成，采用相同的附图标记。

如图19所示那样，在本实施方式的压电致动器1的施力部7，连接部74呈L字形，在振动子2的基端侧，被螺丝拧紧在工作台120上。这样的连接部74位于振动子2的横侧，具有与一对弹簧部72、73连接的主体部741、从主体部741延伸出并位于振动子2的基端侧的延伸部742，在延伸部742被螺丝拧紧在工作台120上。

根据这样的第四实施方式，能够发挥和上述第一实施方式相同的效果。

第五实施方式

接下来，对本发明的第五实施方式的机器人进行说明。

图20是示出本发明的第五实施方式的机器人的立体图。

图20所示的机器人1000，能够进行精密仪器及构成它的元器件(对象物)的材料供应、卸除、输送及组装等作业。机器人1000是六轴机器人，具有：固定在地面或天花板的底座1010、可自由转动地连接在底座1010的臂1020，可自由转动地连接在臂1020的臂1030、可自由转动地连接在臂1030的臂1040、可自由转动地连接在臂1040的臂1050、可自由转动地连接在臂1050的臂1060、可自由转动地连接在臂1060的臂1070、以及控制这些臂1020、1030、1040、1050、1060、1070的驱动的机器人控制部1080。并且，在臂1070上设置有手动连接部，手动连接部上安装对应于使机器人1000执行的操作的末端致动器1090。并且，在各个关节部中的全部或一部分上安装有压电致动器100(压电致动器1)，各个臂1020、1030、1040、1050、1060、1070通过该压电致动器100的驱动而转动。另外，各个压电致动器100的驱动被机器人控制部1080控制。

这样的机器人1000具备压电电动机100(压电致动器1)。因此，能够享受上述压电致动器1的效果，体现出优异的可靠性。

第六实施方式

接下来，对本发明的第六实施方式的电子元器件输送装置进行说明。

图21是示出本发明的第六实施方式的电子元器件输送装置的立体图。图22是示出图21所示的电子元器件输送装置具有的电子元器件保持部的立体图。另外，在以下，为便于说明，将互相正交的三个轴作为X轴、Y轴及Z轴。

图21所示的电子元器件输送装置2000应用于电子元器件检查装置，具有：基座2100、设置在基座2100的侧方的支承台2200。并且，在基座2100上设置有：放置并在Y轴方向输送检查对象电子元器件Q的上游侧工作台2110、放置并在Y轴方向输送已检查完毕的电子元器件Q的下游侧工作台2120、位于上游侧工作台2110和下游侧工作台2120之间并用于检查电子元器件Q的电特性的检查台2130。另外，作为电子元器件Q的例子，可以列举例如：半导体、半导体晶片、CLD和OLED等显示装置、水晶装置、各种传感器、喷墨头、各种MEMS装置等等。

而且，支承台2200设置有能够在Y轴方向对支承台2200移动的Y台2210，在Y台2210设置有能够在X轴方向对Y台2210移动的X台2220，在X台2220设置有能够在Z轴方向对X台2220移动的电子元器件保持部2230。并且，如图22所示那样，电子元器件保持部2230具有：能够在X轴方向及Y轴方向移动的微调板2231、能够绕Z轴对微调板2231转动的转动部2232、设置在转动部2232并用于保持电子元器件Q的保持部2233。另外，在电子元器件保持部2230中内置有用于使微调板2231在X轴方向移动的压电致动器1(1x)、用于使微调板2231在Y轴方向移动的致动器1(1y)、用于使转动部2232绕Z轴转动的压电致动器1(1θ)。

这样的电子元器件输送装置2000具备压电致动器1。因此，能够享受上述压电致动器1的效果，体现出优异的可靠性。

第七实施方式

接下来，对本发明的第七实施方式的打印机进行说明。

图23是示出本发明的第七实施方式的打印机的整体构成的简图。

图23所示的打印机3000具备：装置主体3010、设置在装置主体3010的内部的印刷机构3020、供纸机构3030及控制部3040。

装置主体3010中设置有：设置记录纸张P的托盘3011、排出记录纸张P的排纸口3012、以及液晶显示器等操作面板3013。

印刷机构3020具备：头单元3021、托架电动机3022、利用托架电动机3022的驱动力使头单元3021往复运动的往复运动机构3023。

头单元3021具有：喷墨式记录头即头3021a、向头3021a供应油墨的墨盒3021b、安装头3021a及墨盒3021b的托架3021c。

往复运动机构3023具有：能够往复移动地支承托架3021c的托架引导轴3023a、利用托架电动机3022的驱动力使托架3021c在托架引导轴3023a上移动的定时带3023b。

供纸机构3030具有：互相圧接的从动辊3031及驱动辊3032、驱动驱动辊3032的供纸电动机即压电电动机100。

控制部3040根据例如从个人计算机等主计算机输入的印刷数据，控制印刷机构3020及供纸机构3030。

根据这样的打印机3000，供纸机构3030向头单元3021的下部附近逐张地间歇输送记录纸张P。这时，头单价3021在与记录纸张P的输送方向大致垂直的方向上往复移动，进行对记录纸张P的印刷。

这样的打印机3000具有压电致动器100(压电致动器1)。因此，能够享受上述压电致动器1的效果，体现出优异的可靠性。另外，在本实施方式，压电电动机100驱动供纸用的驱动辊3032，但此外，例如也可以驱动托架3021c。

以上，根据图示的实施方式，对本发明的压电致动器、压电电动机、电子元器件输送装置、打印机及压电致动器的制造方法进行了说明，但本发明不限于此，各单元的构成可以替换成具有同样功能的任意构成。另外，本发明可以添加其它任意构成。此外，可以适当组合各实施方式。

另外，在上述实施方式，对将压电致动器应用于机器人、电子元器件输送装置及打印机的构成进行了说明，但压电致动器可以应用于这些之外的各种电子装置，例如可以应用于投影仪。

Claims (12)

1.一种压电致动器，其特征在于，具有：

振动子，具备具有压电元件的振动部和配置于所述振动部并向被驱动部传递驱动力的传递部；以及

施力部，使所述振动子向所述被驱动部施力，

所述施力部具备：

基部，与所述振动子连接；以及

一对弹簧部，与所述基部成为一体，

在从所述振动子与所述施力部重叠的方向观察的俯视观察下，所述施力部具有与所述振动部重叠的区域，在所述重叠区域中的所述施力部与所述振动部之间设有空隙，

所述基部在所述重叠区域中形成有向所述振动子侧的表面开放的凹部。

2.根据权利要求1所述的压电致动器，其特征在于，

所述施力部包含硅。

3.根据权利要求1或2所述的压电致动器，其特征在于，

所述施力部具有蚀刻面。

4.根据权利要求1或2所述的压电致动器，其特征在于，

所述振动子具有与所述基部连接并支承所述振动部的支承部。

5.根据权利要求1或2所述的压电致动器，其特征在于，

所述振动子配置于多个所述施力部之间。

6.根据权利要求1或2所述的压电致动器，其特征在于，

所述施力部具有经由一对弹簧部而与所述基部连接的连接部，

所述连接部在同所述振动子的施力方向交叉的方向上与所述基部以排列的方式配置。

7.根据权利要求1或2所述的压电致动器，其特征在于，

所述压电致动器具有多个所述振动子，

多个所述振动子彼此层叠。

8.一种压电电动机，其特征在于，

具备权利要求1至7中任一项所述的压电致动器。

9.一种机器人，其特征在于，

具备权利要求1至7中任一项所述的压电致动器。

10.一种电子元器件输送装置，其特征在于，

具备权利要求1至7中任一项所述的压电致动器。

11.一种打印机，其特征在于，

具备权利要求1至7中任一项所述的压电致动器。

12.一种压电致动器的制造方法，其特征在于，

包括以下工序：

准备振动子基板与施力部基板，所述振动子基板具有多个具备振动部的振动子，所述振动部具有压电元件，所述施力部基板具有多个施力部，所述施力部具备与所述振动子连接的基部及与所述基部成为一体的一对弹簧部；

将所述振动子基板与所述施力部基板接合，使得在从所述振动子与所述施力部重叠的方向观察的俯视观察下，所述施力部具有与所述振动部重叠的区域，在所述重叠区域中的所述施力部与所述振动部之间设有空隙，所述基部在所述重叠区域中形成有向所述振动子侧的表面开放的凹部，从而获得具有多个压电致动器的压电致动器基板；以及

使所述压电致动器基板所包含的多个所述压电致动器进行单片化。

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