JP2008227123A

JP2008227123A - 圧電振動体の製造方法および製造装置

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Publication number: JP2008227123A
Application number: JP2007062973A
Authority: JP
Inventors: Tomotoshi Tezuka; 智敏手塚; Katsutoshi Furuhata; 勝利古畑
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-03-13
Filing date: 2007-03-13
Publication date: 2008-09-25

Abstract

【課題】圧電素子と補強部材との接合に関し、加熱時間の短縮、および圧電素子の特性劣化を防止することを実現可能な圧電振動体の製造方法および製造装置の提供。
【解決手段】
圧電振動体製造方法は、圧電素子２１と補強板２２との間に、加熱されることを経て硬化する接合材を配置した状態で、補強板２２の一部に加熱装置３１における熱源部３１１を当接させる加熱工程を備える。
また、圧電素子２１と補強部材２２とを接合材によって接合する加熱工程を備え、この加熱工程では、圧電素子２１における補強部材２２との接合面２１Ａと補強部材２２における圧電素子２１との接合面２２Ａとが鉛直方向にほぼ沿うように圧電素子２１と補強部材２２とを保持する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、圧電振動体の製造方法および製造装置に関する。

従来、圧電アクチュエータとして、ステンレス鋼などで形成された補強板の表面および裏面のそれぞれに板状の圧電素子が接合された圧電振動体が開発されている（例えば、特許文献１）。このような圧電アクチュエータにおいて、厚み方向に対称に分極された各圧電素子の厚み方向に交流電圧を印加すると、各圧電素子が面内方向に伸縮し、これによって圧電振動体の全体が励振する。この圧電振動体の振動を伝達することにより、ロータなどの被駆動体が駆動される。

このような圧電アクチュエータの製造にあたり、圧電素子と補強部材とを接合する際には、特許文献１に示すように、加圧装置と加熱装置とを使用していた。加圧装置は、複数の位置決めピンが立設された下板と、この下板に対して平行に昇降する上板とを有して構成されている。一方、加熱装置は、恒温槽を備えて構成されている。
ここで、圧電素子と補強板との接合工程は、具体的に、ウェハなどの表面に所定厚みにスキージされた熱硬化型の接着剤をフィルムに転写し、このフィルム上の接着材を圧電素子にさらに転写する。そして、この圧電素子と補強板とを位置決めピンに当接させて積層し、これら圧電素子および補強板を加圧治具である下板と上板との間に挟持する。そして、上板に載せた重りによって圧電素子と補強板とを加圧して接着剤を圧電素子と補強板とに十分に接触させ、加圧治具ごと、高温雰囲気の恒温槽内部に配置して加熱することによって接着剤を硬化させていた。このような方法は、圧電素子と補強板との間の接着剤が加圧治具を介して加熱されることになるため、間接的な加熱方法であった。

ＷＯ２００４／０４３６１７号国際公開

しかしながら、加圧治具を介した間接的な加熱方法には次のような課題があった。
（課題１）加熱時間が長い
圧電素子と補強板とを加圧治具のまま加熱しているため、加圧治具を介在させずに圧電素子や補強部材を直接加熱した場合と比べて接着剤の乾燥硬化に時間が掛かり、加熱時間が長くなってしまう。

一方、前記の間接的な加熱方法に対して、加圧治具を介在させない直接的な加熱方法も考えられる。すなわち、図２８に示すように、補強板９１の表面および裏面に積層された圧電素子９２，９２のそれぞれに直接、加熱・加圧ツール１００を当接させて加熱を行う。このようにすれば、加熱時間を短縮できると考えられる。
なお、図２８のように圧電素子９２，９２を直接加熱する構成において、圧電素子９２，９２と補強板９１とを加圧しようとすれば、加熱機能と加圧機能とを兼ね備えた加熱・加圧ツール１００，１００を使用するほかない。

しかしながら、図２８に示すような直接的な加熱方法には、下記のような課題がある。
（課題２）圧電素子への熱ダメージ
加熱・加圧ツール１００を圧電素子９２に直接当接させるため圧電素子９２への熱影響が大きくなり、圧電素子９２の特性が劣化するおそれがある。

以上の課題に鑑みて、本発明の目的は、圧電素子と補強部材との接合に関し、
（１）加熱時間の短縮、
（２）圧電素子の特性劣化を防止すること、
のいずれも実現可能な圧電振動体の製造方法および製造装置を提供することにある。

本発明の圧電振動体の製造方法は、圧電素子と、前記圧電素子に接合される補強部材とを有する圧電振動体の製造方法であって、前記圧電素子と前記補強部材との間に、加熱されることを経て硬化する接合材を配置した状態で、前記補強部材の一部に、前記補強部材の温度を上昇させる温度上昇装置を当接させる加熱工程を備えることを特徴とする。

この発明によれば、補強部材の一部からの熱伝導によって圧電素子と補強部材との間の接合材が加熱されて硬化することとなる。
ここで、圧電素子の熱伝導率は一般に低いが、広範囲な材料から選択可能な補強部材の熱伝導率は高くできる。補強部材には、熱伝導率が良好な例えばステンレス鋼、リン青銅などの金属製部材を用いることが好ましく、この金属製部材による補強部材の熱伝導率は圧電素子の熱伝導率よりも格段に高い。例えば、圧電素子に使用されるＰＺＴ（登録商標）の熱伝導率は１〜１．５Ｗ／ｍ・℃であるのに対して、補強部材に使用可能なＳＵＳ部材の熱伝導率は１５Ｗ／ｍ・℃である。このように、熱伝導率が良好な補強部材を用いることで、圧電素子を加熱した場合と比べて非常に短時間で接合材を加熱することが可能となり、加熱時間を大幅に短縮できる。
また、本発明は治具を介在させずに補強部材の温度を温度上昇装置で上昇させているため直接的な加熱方法と言えるが、温度上昇装置を当接させるのは補強部材の一部であって、圧電素子ではない。つまり、圧電素子は直接加熱されないため、接合時における圧電素子への熱影響を小さくでき、圧電素子の特性が劣化しない。
すなわち、本発明によれば、加熱時間を大幅に短縮でき、かつ、接合時の温度上昇によって圧電素子の特性が劣化することを防止できるので、前記（課題１）および（課題２）を共に解決できる。

また、本発明によれば、図２８に示したような構成における下記問題に対応できる。すなわち、図２８の構成では、圧電素子９２と補強板９１との間の接着剤を全体的に加熱して硬化させるため、加熱・加圧ツール１００，１００には当該ツール１００，１００のそれぞれを各圧電素子９２の表面全体に接触させる平行出し機能が必要となり、また、各圧電素子９２，９２を同等の接合信頼性で補強板に接合するために、加熱・加圧ツール１００，１００間で加熱温度を均一にする機構も必要となる。このような平行出し機能と加熱機構との両方を具備する装置構成は、構造が複雑となり、また、加熱条件や加圧構造に制約を受ける。
このような問題に対応して、本発明によれば、補強部材の一部からの熱伝導によって補強部材の全体が略均一な温度となるので、圧電素子と補強部材との間の接合材が全体的に加熱され、圧電素子を直接加熱する図２８の構成では必要となる平行出し機能や、上下ツールの加熱温度を均一に加熱する加熱機構などを必ずしも設けなくてもよい。すなわち、装置構成を簡略にできる。

ここで、温度上昇装置は任意に構成でき、例えば、ヒーター、レーザーなどの適宜な加熱装置であってよい。あるいは、補強部材や補強部材の金属被膜などに通電させる定電圧電源装置などを温度上昇装置として用いてもよい。なお、この通電方式の場合は、補強部材や金属被膜の電気抵抗で生じるジュール熱によって補強部材や金属被膜の全体の温度が上昇し、これによって接合材が硬化することになる。

また、温度上昇装置が当接される補強部材の一部は、補強部材における圧電素子との接合部以外となる。例えば板状の補強部材の場合、この補強部材の一部には側面も含まれる。
また、補強部材の材質としては、前記したステンレス鋼やリン青銅などの金属材料を良好に使用できるが、それ以外にも、プラスチック成型材料、例えば、ポリイミド（２８０℃）、ＰＰＳ（２５０℃）、ＰＥＴ(２３０℃)など（括弧内は連続使用温度）も選択でき、このような材質の補強板の場合、金属被膜を形成することで、金属接合材による接合が可能となる。そして、このような材質により成型加工が可能となる為、補強部材の形状が複雑であっても短時間で加工可能となる。

ところで、圧電素子に形成される前記金属被膜の形成領域は、圧電素子の外形形状を構成している圧電素子の外端から若干内側となる領域内に形成されていることが好ましい。特に、圧電素子の厚さの１／３以上、好ましくは１／２以上、より好ましくは、１／１以上の寸法分、圧電素子の外端の位置から内側に位置する領域に圧電素子の金属被膜が形成されていることが好ましい。
また、これと同様に補強部材においても、補強部材に形成される前記金属被膜の形成領域、又は上記酸化膜が除去されている領域は、補強部材の外形形状を構成している外端位置から若干内側寄りの領域に形成されていることが好ましい。特に、補強部材の厚さの１／３以上、好ましくは１／２以上、より好ましくは、１／１以上の寸法分、補強部材の外端位置から内側となる領域に補強部材の金属被膜が形成され、または当該領域が酸化膜が除去された領域とされていることが好ましい。

このように、圧電素子における金属被膜の形成領域、そして補強部材における金属被膜の形成領域・酸化膜除去領域に関し、上記の如く外端位置から若干内側寄りの領域となるように構成することにより、圧電素子と補強部材との接合によって前記金属接合材が圧電素子の外形形状から、または補強部材の外形形状から外方に、特に圧電素子の側面側、または補強部材の側面側にはみ出ることをより確実に防止することが可能となる。これにより、圧電素子と補強部材との接合に起因する圧電振動体の振動特性の悪化をより一層確実に防止することが出来る。
ここで、上記の如く外端位置から若干内側寄りの領域とする構成は、圧電素子および補強部材のいずれか一方に適用してもよく、或いはこれらの両者に適用してもよい。
なお、圧電素子と補強部材とのそれぞれの平面寸法などが相違し、これらの互いの接合面の大きさが相違する場合には、前記金属被膜の形成領域や前記酸化膜が除去される領域を圧電素子および補強部材のうち接合面がより小さい方の外縁部よりも内側に留めることが好ましい。

なお、本発明によって製造される圧電振動体は、互いに接合される圧電素子と補強部材とをそれぞれ１つ以上備えていれば良く、圧電素子および補強部材それぞれの個数は問わない。すなわち、２つの圧電素子の間に１つの補強部材が介装されている構成や、２つの補強部材の間に１つの圧電素子が介装されている構成なども、本発明によって製造される圧電振動体に含まれる。

本発明の圧電振動体の製造方法では、前記加熱工程では、前記圧電素子における前記補強部材との接合面と前記補強部材における前記圧電素子との接合面とが鉛直方向にほぼ沿うように前記圧電素子と前記補強部材とを保持することが好ましい。

この発明によれば、接合工程で圧電素子と補強部材とが保持された状態において、圧電素子と補強部材とのそれぞれの接合面が鉛直方向にほぼ沿っているので、圧電素子と補強部材との間から接合材が流出しても、この流出した接合材は圧電素子および補強部材のそれぞれの接合面の延出方向に沿って鉛直方向下側に流れ落ちる。これにより、圧電素子や補強部材における接合面とは反対側の部分などに接合材が付着しないので、振動特性のシフト、ばらつきなどを防止できる。
また、従来のように圧電素子と補強部材とが治具に平面的に配置される場合は、図３１のように、圧電素子９２と治具９４との間に接合材が流入して治具９４に固着する問題があったが、本発明によれば、圧電素子と補強部材との間から流れ落ちた接合材が圧電素子や補強部材の表面などに回り込まないので、圧電素子および補強部材を治具から容易に取り外すことができる。

ここで、圧電素子の接合面と補強部材の接合面とのそれぞれは、平面状のみならず、曲面状であってもよい。また、圧電素子における補強部材との接合部や補強部材における圧電素子との接合部の形状が、凹凸状などである場合も、圧電素子の接合部と補強部材の接合部とがそれぞれ圧電素子側と補強部材側とから互いに対向する方向を規定し、この対向する方向に直交する面を仮定した際に、この直交する面が鉛直方向にほぼ沿っていればよい。
なお、接合面が鉛直方向にほぼ沿う、という構成は、以下でも同様に、圧電素子の接合部や補強部材の接合部が平面状、曲面状、凹凸状などのいずれの場合にも適用可能である。すなわち、圧電素子や補強部材の形状に関わらず、接合材が鉛直方向にほぼ沿って流れ落ちることにより、前記と同様の効果を奏する。

本発明の圧電振動体の製造方法では、前記加熱工程では、前記補強部材における一方の側と、この一方の側と反対側となる他方の側とのそれぞれに前記接合材を介して前記圧電素子を設けた状態で、前記補強部材の一部に、前記温度上昇装置を当接させることが好ましい。

この発明によれば、熱伝導によって全体が略均一な温度となる補強部材の両側でそれぞれ、接合材が略同時に加熱されて硬化するので、補強部材に２つの圧電素子を同等の加熱条件で接合することが容易となる。
また、図２８のように、補強部材の両側の各圧電素子を直接加熱する場合では、これら圧電素子のそれぞれに当接させる温度上昇装置（図２８の例では加熱・加圧装置）が合計２つ必要となるが、本発明では補強部材を加熱するため、温度上昇装置は１つで済むから、装置の構成を簡略化できる。

本発明の圧電振動体の製造方法では、前記圧電素子における前記補強部材との接合部と、前記補強部材における前記圧電素子との接合部とが対向した状態で、前記圧電素子と前記補強部材とを互いの近接方向に加圧する加圧工程を備え、前記加圧工程による加圧下において、前記加熱工程での加熱が行われることが好ましい。

この発明によれば、前述のように温度上昇装置が当接される領域が補強部材の一部に限定されており、補強部材の残りの領域や圧電素子に対して加圧することが可能となるので、温度上昇装置と加圧装置とのそれぞれの構成を分離することが可能となる。このように温度上昇装置と加圧装置とのそれぞれを独立して構成することができ、これら温度上昇装置と加圧装置とを同一の装置に構成する必要がなくなるため、装置の構造の簡略化が図られる。つまり、これら温度上昇装置と加圧装置とを同一の装置に具備させる際に生じる加熱条件や加圧構造での制約を受けずに装置を簡略に構成することができ、例えば、圧電素子と補強部材とを間に挟持する２つの板部材により、加圧装置を簡略に構成できる。

本発明の圧電振動体の製造方法では、前記加圧工程では、弾性部材を介して前記加圧治具を前記圧電素子に当接することが好ましい。

ここで、圧電素子と補強部材との接合には、従来、圧電素子の浮き・割れの課題があった。圧電素子は一般に多孔質構造（ポーラス）であり、圧電素子の表面には圧電素子の切削時などに形成された微小な凸部が存在する場合があるため、図２９に示すように、加圧時に圧電素子９２が割れてしまうことがある。また、圧電素子や補強部材の形状誤差などで、図３０のように位置決めピン９３で囲まれた領域内に圧電素子９２または補強部材９１が収まらず、圧電素子９２と補強部材９１とが平行とならずに一方が他方に対して浮いてしまう場合があり、このような場合も、加圧時に圧電素子９２が割れてしまうことがある。この圧電素子の割れを防止するため、加圧治具と圧電素子との間に弾性部材を配置したいが、弾性部材は加熱によって変質することが多い。すなわち、治具ごと加熱する間接的な加熱方法では、圧電素子の割れに対して有用な弾性部材を設けることが難しい。このような弾性部材を設けるにしても、その弾性部材が変質しないように加熱温度を決める必要があるなど、加熱条件に制約があった。

このような課題に対して、本発明では、前述のように圧電素子は直接加熱されないので、加圧治具における圧電素子との接触部分に弾性部材を設けることが可能となる。すなわち、本発明によれば、加圧治具と圧電素子との間に弾性部材が介装されることにより、加圧時の圧電素子の割れを防止できる。

本発明の圧電振動体の製造方法では、前記補強部材は、板状に形成され、かつ、その平面に前記圧電素子との接合面を有する補強部材本体と、前記補強部材本体から平面方向に突出する突出部とを有し、前記補強部材は、前記突出部を１つ以上有し、前記加熱工程では、前記温度上昇装置を前記突出部の少なくとも１つに当接させることが好ましい。

この発明によれば、突出部は補強部材において圧電素子と離間した位置にあるため、この突出部に、前記補強部材の温度を上昇させる温度上昇装置を当接させることにより、圧電素子への熱影響を極力小さくできる。また、突出部には補強部材の側面などと比べて温度上昇装置を容易に当接させることができる。

本発明の圧電振動体の製造方法では、前記突出部の少なくとも１つは、前記圧電素子を支持し、かつ被取付部材に取り付けられる支持取付部であることが好ましい。

この発明によれば、圧電振動体の支持取付に必要となる支持取付部を温度上昇装置の当接部位として利用可能となる。つまり、補強部材に他の突出部を形成しなくても良い。

本発明の圧電振動体の製造方法では、前記突出部の少なくとも１つは、前記圧電振動体の振動により駆動される被駆動体に当接される当接部であることが好ましい。

この発明によれば、被駆動体の駆動に必要となる当接部を温度上昇装置の当接部位として利用可能となる。つまり、補強部材に他の突出部を形成しなくても良い。

本発明の圧電振動体の製造方法では、前記補強部材は、板状に形成され、かつ、その平面に前記圧電素子との接合面を有する補強部材本体と、前記補強部材本体から平面方向に突出する突出部とを有し、前記補強部材は、前記突出部を１つ以上有し、前記加熱工程では、前記突出部の少なくとも１つが鉛直方向下側に位置しないように前記補強部材を配置した状態で前記圧電素子と前記補強部材とを接合することが好ましい。

この発明によれば、圧電素子と補強部材との間から流出した接合材を鉛直方向下側に向かって流し、鉛直方向下側には配置されない突出部の少なくとも１つには流さないようにすることができる。これによって、振動特性のシフト、ばらつきなどを抑制できる。
ここで、突出部には、圧電素子を支持し、かつ被取付部に取り付けられる支持取付部や、圧電振動体の振動が伝達されることで駆動される被駆動体に当接される当接部などがある。補強部材が突出部を２つ以上有する場合には、複数の突出部のうち少なくとも１つの突出部を選択し、鉛直方向下側を避けて配置する。このとき、接合材が付着した際に振動特性のシフトやばらつきへの影響がより大きい突出部を選択することができる。また、被駆動体に当接される当接部を鉛直方向下側を避けて配置すれば、当接部に接合材が付着せず、駆動時における当接部と被駆動体との摩擦抵抗を均一にできる。

本発明の圧電振動体の製造方法では、前記突出部の１つは、前記圧電素子を支持し、かつ被取付部材に取り付けられる支持取付部であり、当該支持取付部は１つのみあり、前記加熱工程では、前記支持取付部が鉛直方向上側に位置するように前記補強部材を配置した状態で前記圧電素子と前記補強部材とを接合することが好ましい。

ここで、支持取付部は圧電素子および補強部材本体の振動を妨げないように、補強部材本体に隣接する部分が括れた形状に形成されることが多く、この括れた部分に接合材が流れると特に、振動特性のシフト、ばらつきが起き易い。
そのため、本発明では、支持取付部が１つのみであってこの支持取付部にて被取付部に片側で取り付けられる圧電振動体において、当該支持取付部を鉛直方向上側に配置した状態で接合を行うこととした。すなわち、振動特性に影響し易い支持取付部に接合材が流れることを防止でき、この鉛直方向上側に配置される支持取付部の他に支持取付部は無いため、支持取付部への接合材流出を原因とする振動特性のシフト等が生じない。つまり、片側で取り付けられる構造の圧電振動体の支持取付部が鉛直方向上側に配置されることによって、振動特性のシフト、ばらつきをより確実に防止できる。

本発明の圧電振動体の製造方法では、前記加熱工程では、前記圧電素子における鉛直方向下側の端部、または前記補強部材における鉛直方向下側の端部の少なくともいずれかを、前記接合材とのぬれ性が前記圧電素子および補強部材のそれぞれにおける前記接合材とのぬれ性よりも良い治具に接触させた状態で、前記圧電素子と前記補強部材とを接合することが好ましい。

この発明によれば、治具における接合材とのぬれ性が良いため、圧電素子と補強部材との間から鉛直方向下側に流れた接合材が治具へと案内される。すなわち、接合材を圧電振動体の外側に積極的に流すことが可能となるので、圧電振動体の外周部に接合材が付着して振動特性がシフト、ばらつくなどの問題を回避できる。
ここで、補強部材本体や板状の圧電素子の側面に治具を接触させるよりも、補強板の突出部に治具を接触させる方が圧電振動体と治具との接触面積が小さくなるので、流れた接合材が治具に固着したとしても、圧電振動体を治具から容易に取り外せる。

本発明の圧電振動体の製造方法では、前記加熱工程では、前記圧電素子における鉛直方向下側の端部、または前記補強部材における鉛直方向下側の端部の少なくともいずれかを、前記接合材を吸収可能な吸収部材に接触させた状態で、前記圧電素子と前記補強部材とを接合することが好ましい。

この発明によれば、圧電素子と補強部材との間から流れ落ちた接合材が吸収部材に吸収されるので、圧電素子および補強部材のそれぞれにおける鉛直方向下側の端部周辺に接合材が拡がらない。すなわち、圧電振動体の外周部に接合材が付着しないので、振動特性のシフトやばらつきを防止できる。

本発明の圧電振動体の製造方法では、前記加熱工程では、前記圧電素子および前記補強部材の鉛直方向下側に、気圧差に基づいて前記接合材を吸引可能な吸引装置を設けた状態で、前記圧電素子と前記補強部材とを接合することが好ましい。

この発明によれば、圧電振動体の鉛直方向下側に流れ落ちた接合材が吸引装置によって除去される。すなわち、圧電振動体の外周部に接合材が付着しないので、振動特性のシフトやばらつきを防止できる。

本発明の圧電振動体の製造方法は、圧電素子と、前記圧電素子に接合材によって接合される補強部材とを有する圧電振動体の製造方法であって、前記圧電素子と前記補強部材とを接合材によって接合する接合工程を備え、前記接合工程では、前記圧電素子における前記補強部材との接合面と前記補強部材における前記圧電素子との接合面とが鉛直方向にほぼ沿うように前記圧電素子と前記補強部材とを保持することを特徴とする。

この発明によれば、接合工程で圧電素子と補強部材とが保持された状態において、圧電素子と補強部材とのそれぞれの接合面が鉛直方向にほぼ沿っているので、圧電素子と補強部材との間から接合材が流出しても、この流出した接合材は圧電素子および補強部材のそれぞれの接合面の延出方向に沿って鉛直方向下側に流れ落ちる。これにより、圧電素子や補強部材における接合面とは反対側の部分などに接合材が付着しないので、振動特性のシフト、ばらつきなどを防止できる。
また、従来の接合工程のように圧電素子と補強部材とが治具等に平面的に配置される場合は、圧電素子および補強部材のうち治具に接触する方と治具との間に接合材が流入して、治具に固着する問題があったが、本発明によれば、圧電素子と補強部材との間から流れ落ちた接合材が圧電素子や補強部材の表面などに回り込まないので、圧電素子および補強部材を治具から容易に取り外すことができる。

本発明の圧電振動体の製造方法では、前記接合材として、接着剤を用いることが好ましい。
ここで、本発明では、有機接着材（樹脂接着材）や無機接着剤（金属接着材、ガラス接着材等）など、各種の接着剤を使用できる。

この発明によれば、接着剤には多くの種類があるため、加熱条件や接合信頼性などに適合する接着剤を容易に選択できる。
また、接合材として、加熱により硬化する熱硬化型接着剤を良好に使用できる。なお、はんだ等と比べて低温での硬化が可能な熱硬化型接着剤を選択することにより、接合時の圧電素子への熱ダメージをより減らすことが可能となる。
一方、加熱工程を行わない場合には、光硬化型、嫌気硬化型などの接着剤を使用できる。

本発明の圧電振動体の製造方法では、前記接合材として、金属接合材を用いることが好ましい。この金属接合材としては、はんだが代表的である。

すなわち、圧電素子および補強部材のそれぞれの接合部に金属被膜を形成したり、これらの接合部における酸化膜をプラズマエッチングなどで除去するなどして金属接合材とのぬれ性を付与することによって、圧電素子と補強部材とを金属接合材で接合することが可能となる。
本発明によれば、金属接合材と圧電素子の表面、そして金属接合材と補強部材の表面とがそれぞれ金属結合することにより、分子間力に基づく接着の場合よりも高い結合力を得ることができる。これにより、接合の長期信頼性を高くできる。
なお、金属接合材としては、金ろう（Au/Ag/Cu/Zn/In）、銀ろう(Ag/Cu/Zn/Sn5)、銅ろう、りん銅ろう(Cu/P/Sn)、ニッケルろう(Ni/Si/P)、パラジウムろう(Pd/Ag/Cu)などを例示できる。このような金属接合材のぬれ性が良い金属としては、Ａｕや、ＰｄおよびＡｇの合金等が挙げられ、このような金属からなる金属被膜は、電気めっき、乾式めっき、無電解めっき等によって形成すればよい。
また、圧電素子や補強部材に形成される金属被膜の金属としては、上記Ａｕ等のほか、Ｎｉや、Ｃｕの金属被膜も考えられる。これらは非常に酸化し易い金属である為、不活性雰囲気、例えばＮ_２雰囲気中での取り扱いが必要となる。

ここで、圧電素子に形成される金属被膜、補強部材に形成される金属被膜、および圧電素子と補強部材とを金属接合材としてのはんだで接合した場合の圧電素子と補強部材との間のはんだ層の厚みとをそれぞれ例示する。圧電素子に形成される電極の膜厚は、下地層と表層との膜厚をそれぞれ例示すると、下地０．１〜３．０μｍ、表層０．０５〜３．０μｍにそれぞれ設定できる。なお、好ましい膜厚の範囲は、下地０．５〜２．０μｍ、表層０．０２〜１．０μｍである。
また、補強部材に形成される金属被膜の膜厚についても、下地層と表層との膜厚をそれぞれ例示すると、下地０．１〜３．０μｍ、表層０．０５〜３．０μｍにそれぞれ設定できる。なお、好ましい膜厚の範囲は、下地０．５〜２．０μｍ、表層０．０２〜１．０μｍである。
そして、はんだ層の厚みは、１．０〜５０．０μｍに設定でき、好ましい厚みは、５．０〜２０．０μｍである。

また、接着の場合、圧電素子で生じた熱が接着剤で断熱され、圧電素子が自己発熱する問題があるが、本発明では、圧電素子の伸縮によって生じる熱が金属接合材を介して補強部材に放熱され、さらには補強部材が取り付けられた機器筐体などへと放熱されるため、自己発熱による圧電素子の特性劣化を防止できる。
さらに、加熱により溶融した金属接合材が圧電素子と補強部材とに全面的に接触するので、圧電素子と補強部材との導通が極めて安定し、電気的に安定した導通抵抗が得られる。

本発明の圧電振動体の製造装置は、圧電素子と、前記圧電素子に接合される補強部材とを有する圧電振動体の製造装置であって、前記補強部材の温度を上昇させる温度上昇装置を備え、前記温度上昇装置は、加熱されることを経て硬化する接合材が前記圧電素子と前記補強部材との間に配置された状態で、前記補強部材の一部に当接されることを特徴とする。

この発明によれば、補強部材の一部からの熱伝導によって圧電素子と補強部材との間の接合材が加熱される一方で圧電素子は直接加熱されないため、前述したように、加熱時間を大幅に短縮でき、かつ、接合時の温度上昇によって圧電素子の特性が劣化することを防止できる。すなわち、前記（課題１）および（課題２）を共に解決できる。

そのうえ、補強部材の一部からの熱伝導によって補強部材の全体が略均一な温度となるので、平行出し機能や、上下ツールの加熱温度を均一に加熱する加熱機構などを必ずしも設けなくてもよい。すなわち、装置構成を簡略にできる。

本発明の圧電振動体の製造装置では、前記圧電素子における前記補強部材との接合面と前記補強部材における前記圧電素子との接合面とが鉛直方向にほぼ沿うように前記圧電素子と前記補強部材とを保持する鉛直保持部材を備えていることが好ましい。

この発明によれば、鉛直保持部材によって圧電素子と補強部材とが保持された状態において、圧電素子と補強部材とのそれぞれの接合面が鉛直方向にほぼ沿っているので、圧電素子と補強部材との間から流出した接合材が圧電素子および補強部材のそれぞれの接合面の延出方向に沿って鉛直方向下側に流れ落ちる。これにより、圧電素子や補強部材における接合面とは反対側の部分などに接合材が付着しないので、振動特性のシフト、ばらつきなどを防止できる。
また、圧電素子と補強部材との間から流れ落ちた接合材が圧電素子や補強部材の表面などに回り込まないので、圧電素子および補強部材を治具から容易に取り外すことができる。

本発明の圧電振動体の製造装置では、前記圧電素子における前記補強部材との接合部と、前記補強部材における前記圧電素子との接合部とを対向させ、かつ前記圧電素子と前記補強部材とを互いの近接方向に加圧する加圧装置を備え、前記加圧装置と前記温度上昇装置とは、別体の装置としてそれぞれ構成されていることが好ましい。

この発明によれば、補強部材の一部に温度上昇装置が当接され、補強部材の残りの領域や圧電素子に対して加圧装置で加圧すればよいため、温度上昇装置と加圧装置とのそれぞれの構成を分離することが可能となる。すなわち、これら温度上昇装置と加圧装置とを同一の装置に構成する必要がなく、別体に構成できるため、装置の構造の簡略化が図られる。

本発明の圧電振動体の製造装置では、前記圧電素子における前記補強部材との接合部と、前記補強部材における前記圧電素子との接合部とを対向させ、かつ前記圧電素子と前記補強部材とを互いの近接方向に加圧する加圧装置を備え、前記加圧装置と前記温度上昇装置とは、一体の装置として構成されていることが好ましい。

この発明によれば、加圧装置と前記温度上昇装置とが一体の装置とされているので、加圧および加熱の制御が容易となる。
そのうえ、加圧装置と温度上昇装置とが一体とされた装置により、加熱時には加圧しているので、加熱によって接合材が溶融した際に圧電素子と補強部材との平面位置を管理し易くなり、これによって圧電素子と補強部材との相対平面位置を正しい位置に規定できる。
さらに、加圧装置と温度上昇装置とが一体の装置とされることで、加熱後、十分冷却してから加圧を解除するタイミング管理がし易くなる。

本発明の圧電振動体の製造装置では、前記圧電素子と前記補強部材とは、それぞれ板状に形成されて積層体をなし、前記積層体において積層方向両側にそれぞれ配置された両平面部のうち少なくとも一方の平面部に当接されかつ当該面に倣う倣い部材を備えていることが好ましい。

この発明によれば、圧電素子や補強部材の形状に誤差があったり、圧電素子の表面等に微小な凸部がある場合などでも、圧電素子と補強部材とが積層された積層体の少なくとも一方の平面部に倣い部材が倣うので、圧電素子における接合面と補強部材における接合面とを平行にすることができる。このため、圧電素子と補強部材とを加圧した際に圧電素子が割れることを防止できる。

本発明の圧電振動体の製造装置は、圧電素子と、前記圧電素子に接合材によって接合される補強部材とを有する圧電振動体の製造装置であって、前記圧電素子における前記補強部材との接合面と前記補強部材における前記圧電素子との接合面とが鉛直方向にほぼ沿うように前記圧電素子と前記補強部材とを保持する鉛直保持部材を備えていることを特徴とする。

以上のように、圧電振動体の製造方法および製造装置によれば、加熱時間の短縮、圧電素子の特性劣化を防止すること、のいずれも実現できる。

以下、図面を参照して本発明の各実施形態について説明する。
なお、第２実施形態以降の説明において、以下に説明する第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して、説明を省略もしくは簡略化する。

〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態を説明する。
［１．全体構成］
図１は、本実施形態の時計１を示す平面図である。時計１は、ムーブメント２と、時刻を表示するための文字板３、時針４、分針５、および秒針６のほか、クロノグラフ時間を示すクロノグラフ秒針７Ａおよびクロノグラフ分針７Ｂを備えている。
時針４、分針５、秒針６は、通常のアナログクォーツと同様のものであって、水晶振動子が組み込まれた回路基板と、コイル、ステータ、ロータを有するステッピングモータと、駆動輪列と、電池とによって駆動される。

［２．クロノグラフ秒針の駆動機構］
クロノグラフ秒針７Ａを駆動する駆動機構は、圧電アクチュエータ２０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２５と、ロータ２５の回転を減速しつつ伝達する減速輪列２６とを備えて構成されている。
減速輪列２６は、ロータ２５と同軸に配置されてロータ２５と一体的に回転する歯車２６１と、この歯車２６１に噛合し、かつクロノグラフ秒針７Ａの回転軸に固定された歯車２６２とで構成されている。
なお、圧電アクチュエータ２０、ロータ２５、および歯車２６１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。

［３．圧電アクチュエータユニットの構成］
図２に示すように、圧電アクチュエータユニット１０は、時計１の地板に取り付けられる略矩形状の支持プレート１１と、圧電アクチュエータ２０と、圧電アクチュエータ２０で駆動される被駆動体としてのロータ２５とを備えて構成されている。圧電アクチュエータ２０とロータ２５とが平面的に隣接配置されることにより、圧電アクチュエータユニット１０は薄型となっている。

支持プレート１１には、圧電アクチュエータ２０が取り付けられる基台１２，１２が突設され、圧電アクチュエータ２０は、この基台１２，１２にそれぞれビス１２Ａで取付固定されている。なお、各基台１２には、圧電アクチュエータ２０を取付固定する際の位置決め用のピン１２Ｂがそれぞれ形成されている。
また、支持プレート１１の四隅にはそれぞれ、支持プレート１１を時計１の地板に取り付けるための孔１１Ａと、図示しないカバープレートを取り付けるためのネジピン１１Ｂとが形成されている。

［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を示す。また、図４および図５はそれぞれ、図３のIV−IV線断面図、V−V線断面図である。なお、図４および図５では、構造を理解し易くするため、電極層などの厚みを誇張して示している。
圧電アクチュエータ２０は、全体形状が略矩形板状の圧電振動体２０Ａにより構成されている。なお、圧電振動体２０Ａにはリード基板２７（図７）が設けられている。
圧電振動体２０Ａは、矩形板状の２つの圧電素子２１，２１と、これらの圧電素子２１，２１を保持する補強板２２とを備えている。圧電素子２１，２１は、補強板２２の表面および裏面のそれぞれに積層され、これらの圧電素子２１，２１および補強板２２は、金属接合材としてのはんだによって接合されている。
なお、本実施形態において、圧電素子２１，２１と補強板２２とを接合する金属接合材には、金ろう（Au/Ag/Cu/Zn/In）、銀ろう(Ag/Cu/Zn/Sn5)、銅ろう、りん銅ろう(Cu/P/Sn)、ニッケルろう(Ni/Si/P)、パラジウムろう(Pd/Ag/Cu)などを用いることができる。

［４−１．圧電素子の構成］
各圧電素子２１には、本実施形態ではチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ（登録商標））が使用され、厚み方向に分極処理がされている。ＰＺＴのキュリー点は３００〜４００℃程度であり、熱伝導率は１〜１．５Ｗ／ｍ・℃である。このＰＺＴの他、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なども圧電素子２１として使用できる。各圧電素子２１，２１の分極方向は、補強板２２を挟んで厚み方向に対称となっている。
なお、本実施形態における圧電素子２１の寸法は、幅１ｍｍ、長さ３．５ｍｍ、厚み０．１５ｍｍとされている。

各圧電素子２１の表面には、例えば、気相表面処理技術のうち蒸着法に分類されるイオンプレーティングによって、５つの電極２１１〜２１５が形成されている。このイオンプレーティングの工程中、電極２１１〜２１５の形状に応じたメタルマスクが使用される。メタルマスクの厚みは、例えば０．０５ｍｍとされている。なお、電極２１１〜２１５の形成方法はこれに限らず、例えば、電気めっき等によって圧電素子２１の表面全体に形成した全面電極をエッチング等で分割することによって、電極２１１〜２１５が形成されていてもよい。
これらの電極２１１〜２１５は、圧電素子２１，２１のいずれにも、補強板２２を挟んだ同じ位置に同じ形状で形成されている。すなわち、図３で補強板２２の上側に配置された一方の圧電素子２１には、当該圧電素子２１の平面中心を含む領域に長手方向に沿って電極２１３が形成されているとともに、圧電素子２１の平面中心についてそれぞれ点対称となる電極２１１，２１５と、電極２１２，２１４とがそれぞれ形成されており、これと同様に、図３で補強板２２の下側に配置された他方の圧電素子２１においても、当該圧電素子２１の平面中心を含む領域に長手方向に沿って電極２１３が形成されているとともに、圧電素子２１の平面中心についてそれぞれ点対称となる電極２１１，２１５と、電極２１２，２１４とがそれぞれ形成されている。

一方、図３では図示を省略したが、図４、図５に示すように、各圧電素子２１において電極２１１〜２１５が形成された側と反対側の面のほぼ全面に亘って、めっき、スパッタ、蒸着等の任意の方法で金属被膜としての電極２１０が形成され、この電極２１０ははんだ２９を介して補強板２２と導通されている。補強板２２は、圧電素子２１の電極としても機能する。
電極２１０は、約１．０μｍ厚のＮｉまたはＮｉ合金による下地と、約０．１μｍ厚のＡｕまたはＡｕ合金によるはんだのぬれ性の良い表層被膜とを有している。なお、電極２１０の表層被膜は、ＡｕやＡｕ合金の被膜に限らず、ＰｄおよびＡｇの合金等や、Ｎｉや、Ｃｕなどであってもよい。但し、電極２１０の表層被膜がＮｉや、Ｃｕ等、非常に酸化し易い金属である場合は、不活性雰囲気、例えばＮ_２雰囲気中での取り扱いが必要となる。
はんだ２９には、本実施形態ではＳｎ４２％、Ｂｉ５８％のクリームはんだが使用され、このはんだの融点は１３９℃となっている。なお、これに限らず、例えばＳｎ―Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ―Ｃｕ系の合金などの各種はんだを使用することができる。なお、本実施形態におけるはんだ２９の層の厚さは、約１０．０μｍとされている。

［４−２．補強板の構成］
図３に戻り、補強板２２は、本実施形態ではＳＵＳ３０１で形成され、圧電素子２１が積層される部分である略矩形状の補強板本体２２１と、補強板本体２２１の各短辺部のそれぞれに設けられる突起部２２２Ａ，２２２Ｂと、補強板本体２２１の各長辺部のそれぞれに設けられる一対の支持取付部２２３，２２３とを有している。突起部２２２Ａ，２２２Ｂ、および支持取付部２２３，２２３はいずれも、補強板本体２２１から平面方向に突出する突出部に相当する。
ここで、補強板２２には、Ａｕを表層とする金属皮膜が表面および裏面のそれぞれに形成された基材（既めっき材）が使用され、この基材のプレスにより、補強板本体２２１と、突起部２２２Ａ，２２２Ｂと、支持取付部２２３，２２３とは一体に形成されている。
このような補強板２２の表面および裏面には、図４、図５に示すように、金属被膜としての電極２２０，２２０がそれぞれ形成されている。一方、補強板２２の側面２２Ｌ（図４）には、ＳＵＳ３０１基材の素地が露出している。
なお、補強板２２の熱伝導率は１５Ｗ／ｍ・℃となっている。

突起部２２２Ａは、ロータ２５（図２）の外周面に対して所定の力で当接するように、ロータ２５との相対位置が設定されており、この突起部２２２Ａとロータ２５側面との間に適切な摩擦力が発生することで、圧電振動体２０Ａの振動がロータ２５に伝達されるようになっている。すなわち、突起部２２２Ａはロータ２５に当接される当接部となっている。この突起部２２２Ａは、補強板本体２２１とは別部材で形成されていてもよい。
なお、もう一方の突起部２２２Ｂは、カウンタとして設けられている。

各支持取付部２２３は、補強板本体２２１に連設される括れ部２２３Ａと、ビス１２Ａ（図２）で基台１２に取り付けられる取付部２２３Ｂとを有し、圧電素子２１を支持している。取付部２２３Ｂには、ビス１２Ａが挿通される固定孔２２３Ｃと、位置決め孔２２３Ｄとが形成されている。
各支持取付部２２３における括れ部２２３Ａは、圧電振動体２０Ａにおける振動の節の位置（圧電振動体２０Ａの平面中心）の近傍で、圧電振動体２０Ａの幅方向両側にそれぞれ設けられている。
また、支持取付部２２３における括れ部２２３Ａ、および突起部２２２Ａ，２２２Ｂの表面にはそれぞれ、エポキシ系絶縁樹脂による絶縁性部材２２０Ｚが印刷されている。

［５．圧電アクチュエータの電気的構成］
図６は、圧電アクチュエータ２０における電気的構成の概念図である。圧電素子２１に設けられた各電極２１１〜２１５は、リード基板２７を介して駆動回路２０Ｘに接続されている。他方、補強板２２は、取付部２２３Ｂ（図３）に設けられた図示しないリード線などで、駆動回路２０Ｘに接続されている。
補強板２２は、各圧電素子２１，２１の共通の電極としてＧＮＤに接続され、駆動回路２０Ｘにより、一方の圧電素子２１の各電極２１１〜２１５と補強板２２との間、および他方の圧電素子２１の各電極２１１〜２１５と補強板２２との間のそれぞれに交流電圧が印加される。なお、各電極２１１〜２１５は後述するように選択的に用いられるが、各圧電素子２１にそれぞれ設けられた同じ電極同士、すなわち電極２１１，２１１、電極２１２，２１２、電極２１３，２１３、電極２１４，２１４、電極２１５，２１５にはそれぞれ、同時に同電位が印加される。

駆動回路２０Ｘは、図示しないメイン基板に実装され、圧電素子２１，２１に交流電圧を印加する電圧印加部と、圧電振動体２０Ａの振動状態を検出する振動検出部とを有する。また、駆動回路２０Ｘには、ロータ２５の回転方向に応じて、各電極２１１〜２１５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。駆動回路２０Ｘの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、台形波などが採用される。

本実施形態では、駆動回路２０Ｘの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２１１〜２１５および補強板２２には、同じ位相の駆動信号が供給される。
ここで、圧電振動体２０Ａは、突起部２２２Ａ（図７）が良好な振動軌跡を描き、ロータ２５を高効率で駆動可能なように、圧電素子２１，２１の縦横寸法の長さ比や厚みなどが設計されており、このように設計された圧電振動体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、圧電振動体２０Ａの振動時における縦振動の共振点と屈曲振動の共振点とが互いに近接するように設定される。

［６．圧電アクチュエータの動作］
図７を参照して、圧電アクチュエータ２０の動作を説明する。
本実施形態の圧電アクチュエータ２０では、電極２１１〜２１５を使い分けることにより、ロータ２５（図２）を正方向Ｒ＋または逆方向Ｒ−に駆動してクロノグラフ秒針７Ａ（図１）を正方向および逆方向のいずれの方向にも駆動することが可能である。
圧電素子２１の略中央で長手方向に延びる電極２１３には、ロータ２５の正方向Ｒ＋の回転時にも逆方向Ｒ−への回転時にも電位が印加される。また、一方の対角線上に配置された電極２１１，２１５には、ロータ２５の正方向Ｒ＋の回転時にのみ、電位が印加され、他方の対角線上に配置された電極２１２，２１４には、ロータ２５の正方向Ｒ−の回転時にのみ電位が印加される。
なお、ロータ２５の正転逆転に応じて、電位が印加されない電極２１１，２１５あるいは電極２１２，２１４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、補強板２２の電位を基準信号として、この基準信号に対する電極２１１，２１５の電位の差、あるいは基準信号に対する電極２１２，２１４の電位の差である差動信号として検出される。

具体的に、ロータ２５が正方向Ｒ＋に回転される際には、電極２１３と電極２１１，２１５とに電位が印加され、圧電素子２１，２１はこれら電極２１１，２１３，２１５の領域において長手方向に伸縮し、圧電振動体２０Ａは長手方向に沿って縦一次振動を励振する。この際、電極２１１，２１５の配置により、圧電振動体２０Ａの平面中心を軸として図７中、時計回りにモーメントが生じ、圧電振動体２０Ａは幅方向に屈曲変位する屈曲二次振動を誘発する。圧電アクチュエータ２０は、これら縦振動および屈曲振動が合成された混合モードで励振する。この縦振動と屈曲振動との位相差により、突起部２２２Ａは楕円軌道＋を描き、この楕円軌道＋との接線方向にロータ２５（図２）が正方向Ｒ＋に駆動される。このロータ２５の回転を通じてクロノグラフ秒針７Ａが正方向に回転駆動される。
この際、電極２１２，２１４は駆動回路２０Ｘの振動検出部に接続されており、電極２１２，２１４から検出された振動状態に基いて、駆動回路２０Ｘの電圧印加部が出力する駆動電圧の周波数が可変に制御される。

一方、ロータ２５が逆方向に回転される際には、電極２１３と電極２１２，２１４とに電位が印加され、電極２１１，２１５は駆動制御装置の振動検出部に接続される。
ここで、電極２１２，２１４の配置により、圧電振動体２０Ａには図７中、反時計回りにモーメントが生じ、突起部２２２Ａは楕円軌道−を描く。これにより、ロータ２５は逆方向Ｒ−に回転駆動され、クロノグラフ秒針７Ａが逆方向に回転駆動される。

［７．圧電振動体の製造方法および製造装置］
次に、図８〜図１０を参照し、圧電振動体２０Ａの製造方法および製造装置について説明する。
なお、圧電素子２１および補強板２２をそれぞれ、予め製作しておく。圧電素子２１を製作する際は、厚さ０．１５ｍｍのＰＺＴ基材に電極２１０や電極２１１〜２１５を形成した後、この基材をダイシングして個々の圧電素子２１に個片化する。一方、補強板２２は、前述のように既めっき材である基材からプレス成形する。

［７−１．はんだの印刷］
図８（Ａ）は、圧電素子２１における補強板２２との接合面を示す。前述のように、圧電素子２１における接合面には電極２１０が形成されており、本実施形態では、この電極２１０の表面にスクリーン印刷によってはんだ２９を島状に配置する。はんだ２９は、図８（Ｂ）に示すように電極２１０の表面にスクリーンの厚み（本実施形態では０．０３ｍｍ）に応じた高さで配置される（図８でははんだ２９の厚みが誇張されている）。
このようなはんだ２９のスクリーン印刷は、各圧電素子２１，２１のそれぞれに同様にして行う。

［７−２．圧電素子と補強板との積層態様］
図９は、圧電振動体２０Ａの分解斜視図であり、はんだ２９が配置された各圧電素子２１，２１と補強板２２とが積層される態様を示す。すなわち、電極２１０が形成された面と、電極２２０が形成された面とをそれぞれの接合面として、圧電素子２１と補強板２２とははんだ２９によって接合される。
なお、本実施形態では、圧電素子２１の電極２１０は圧電素子２１における接合面の全面に形成され、補強板２２の電極２２０も、補強板２２における接合面の全面に形成されている。ここで、圧電素子２１における補強板２２との接合部は電極２１０であり、補強板２２における圧電素子２１との接合部は電極２２０となっている。

［７−３．製造装置の構成］
図１０は、圧電振動体２０Ａの製造に使用される製造装置を示す。この製造装置は、圧電振動体２０Ａが略水平に載置される載置部３０と、温度上昇装置としての加熱装置３１と、断熱部材３２と、加圧治具３５１，３５２を含んで構成される加圧装置３５とを備えている。
本実施形態では、加熱装置３１と加圧装置３５とはそれぞれ独立して構成されており、加熱装置３１による加熱工程と、加圧装置３５による加圧工程とは、適宜なタイミングでそれぞれ実施される。圧電素子２１，２１と補強板２２との接合工程は、これら加熱工程と加圧工程とを備えている。

載置部３０には、加圧治具３５１，３５２のうち下方に配置される加圧治具３５２が収容される凹部３０１が形成されている。この凹部３０１の開口端部は平面視で矩形状とされ、この開口端部の段差部３０１Ａに圧電振動体２０Ａの外周部が載置される。本実施形態では、段差部３０１Ａの周囲に、圧電素子２１，２１と補強板２２との位置を揃える位置決めピン３０２が立設されている。

加熱装置３１はヒーターを内蔵し、このヒーターの発熱部である熱源部３１１が補強板２２における突出部、例えば支持取付部２２３に当接される。なお、他の突出部である突起部２２２Ａ，２２２Ｂに熱源部３１１が当接されてもよい。熱源部３１１は支持取付部２２３の上面に当接され、支持取付部２２３は下面側から断熱部材３２によって支持される。
熱源部３１１は弾性部材３１１Ａを有して構成されており、この弾性部材３１１Ａは熱源部３１１において支持取付部２２３に当接される位置に設けられている。なお、弾性部材３１１Ａは熱伝導率が良い材質、例えば、テフロン（登録商標）で形成されており、弾性部材３１１Ａが支持取付部２２３に密着することで、熱源部３１１の熱が弾性部材３１１Ａを介して補強板２２に良好に伝達される。
なお、弾性部材３１１Ａの熱伝導率は、熱源部３１１の熱が弾性部材３１１Ａを介して補強板２２に良好に伝達されるように高いことが好ましい。

そして、加圧装置３５は、圧電素子２１，２１と補強板２２とを加圧する加圧治具３５１，３５２を有して構成されている。これらの加圧治具３５１，３５２は、積層体としての圧電振動体２０Ａの積層方向両側にそれぞれ設けられている。
上方に配置される加圧治具３５１には、圧電素子２１と対向する位置にテフロンなどで形成された弾性部材３５０が設けられている。なお、加圧治具３５１の平面部３５１Ａの寸法は、圧電素子２１の平面寸法と同等またはそれよりも大きく形成され、弾性部材３５０は、平面部３５１Ａの略全面に設けられている。

下方に配置される加圧治具３５２は、圧電素子２１に当接される第１部材３５２Ａと、圧縮バネ３５２Ｃで支持され第１部材３５２Ａの凸状曲面３５２Ｒを受ける第２部材３５２Ｂとを有し、倣い部材として構成されている。
第１部材３５２Ａには、加圧治具３５１と同様にテフロンなどで形成された弾性部材３５０が設けられている。この第１部材３５２Ａは、載置部３０に圧電素子２１や補強板２２が載置されていない状態で段差部３０１Ａ下面から上方側に突出しており、段差部３０１Ａに圧電素子２１，２１と補強板２２とが載置された状態で加圧治具３５１を下降させると、加圧治具３５１，３５２の間で圧電素子２１，２１と補強板２２とが加圧される。

［７−４．加熱および加圧］
圧電振動体２０Ａの圧電素子２１，２１と補強板２２とを接合する接合工程では、載置部３０の上に圧電素子２１、補強板２２、圧電素子２１を順次積層し、加圧治具３５１を下降させて圧電素子２１，２１と補強板２２とを加圧する加圧工程を実施する。この際、第１部材３５２Ａの曲面３５２Ｒとバネ３５２Ｃとによって第１部材３５２Ａが圧電素子２１の表面に倣い、これによって圧電素子２１，２１と補強板２２とのそれぞれの接合面が平行となる。

この加圧工程と前後して、または並行して、加熱装置３１の熱源部３１１を一方の支持取付部２２３に当接させ、加熱工程を行う。このように本実施形態では一方の支持取付部２２３のみに加熱装置３１を当接させ、この一方の支持部２２３を介して加熱を行っているが、各支持部２２３，２２３のそれぞれに加熱装置の熱源部を当接させるなどして、両方の支持部２２３，２２３のそれぞれを介して加熱を行っても良い。
この支持取付部２２３への加熱により、熱源部３１１の熱が支持取付部２２３から弾性部材３１１Ａを介して補強板２２全体に迅速に伝達され、補強板２２と圧電素子２１との間に配置されたはんだ２９（図５参照）が溶融する。なお、断熱部材３２により、熱源部３１１からの熱が補強板２２に確実に伝達される。
ここで、補強板２２の熱伝導率は１〜１５Ｗ／ｍ・℃と高いため非常に短時間ではんだ２９を溶融させることが可能となる。また、加熱装置３１による加熱温度は、はんだ２９の融点である１３９℃に対応して決められており、はんだ２９の融点は圧電素子２１のキュリー点の半分以下となっているので、加熱時に圧電素子２１の特性が劣化しない。
なお、溶融したはんだ２９の表面張力により、補強板２２および圧電素子２１がはんだ２９の位置に案内されるため、圧電素子２１と補強板２２との位置が決まり易い。本実施形態では、この溶融はんだによるセルフアライメントと、載置部３０に立設された位置決めピン３０２とを圧電素子２１と補強板２２との位置決めに併用している。

ここで、補強板２２の側面２２Ｌ（図９）には補強板２２の素地が露出しており、はんだ２９はこの側面２２Ｌにはぬれないため、圧電素子２１の接合部（電極２１０）と補強板２２の接合部（電極２２０）との間から補強板２２の側面２２Ｌにはんだ（主としてフラックス）が流出しにくい（図５参照）。また、はんだは絶縁性部材２２０Ｚ（図３）にもぬれないため、この絶縁性部材２２０Ｚが設けられた支持取付部２２３や突起部２２２Ａ，２２２Ｂにはんだ２９がはみ出さない。
圧電素子２１と補強板２２とは、はんだ２９が電極２１０，２２０（図９）のそれぞれの表面と合金化することによって接合される。

［８．本実施形態による効果］
以上の本実施形態によれば、次のような効果を奏する。

（１）圧電素子２１，２１と補強板２２とをはんだ２９で接合するにあたり、圧電素子２１，２１と補強板２２との間にはんだ２９を配置した状態で補強板２２の支持取付部２２３に加熱装置３１の熱源部３１１を当接させる構成とした。補強板２２の熱伝導率は高く、熱源部３１１の熱が支持取付部２２３から補強板２２の全体に迅速に伝達されるため、圧電素子２１，２１と補強板２２との間のはんだ２９が溶融して硬化するまでの加熱時間を大幅に短縮できる。
また、加熱装置３１で直接加熱されるのは補強板２２の一部であって、圧電素子２１，２１は直接加熱されないため、接合時における圧電素子２１，２１への熱影響を小さくでき、圧電素子の特性が劣化しない。
すなわち、加熱時間を大幅に短縮でき、かつ、接合時の温度上昇によって圧電素子２１，２１の特性が劣化することを防止できる。

（２）補強板２２の一部からの熱伝導によって補強板２２の全体が略均一な温度となるので、圧電素子２１，２１と補強板２２とのそれぞれの間のはんだ２９が全体的に加熱される。これにより、補強板２２の表面側と裏面側との加熱温度を均一に加熱する加熱機構などを設けることが不要となるので、装置構成を簡略化できる。

（３）また、加熱装置３１は補強板２２の支持取付部２２３に当接され、加圧装置３５は圧電素子２１，２１にそれぞれ当接されるので、加熱装置３１と加圧装置３５とのそれぞれの構成を分離することが可能となる。すなわち、これら加熱装置３１と加圧装置３５とを同一の装置に構成しなくてもよいため、これら加熱装置３１と加圧装置３５とを同一の装置に具備させる際に生じる加熱条件や加圧構造での制約を受けることなく、装置を簡略に構成することができる。

（４）加圧治具３５１，３５２のそれぞれに設けられた弾性部材３５０により、加圧時の圧電素子２１，２１における応力が緩和されるので、圧電素子２１，２１の割れを防止できる。

（５）補強板２２の一部を直接加熱することで補強板２２の両面側が略均一な温度となり、補強板２２の両面側ではんだ２９が略同時に溶融して硬化するので、補強板２２に２つの圧電素子２１，２１を同等の加熱条件で容易に接合できる。

（６）補強板本体２２１から突出した突出部としての支持取付部２２３に加熱装置３１を当接させているため、圧電素子２１，２１への熱影響を極力小さくできる。

（７）また、加圧治具３５２における第１部材３５２Ａが圧電素子２１の形状に倣うので、圧電素子２１，２１や補強板２２の形状に誤差があったり、圧電素子２１，２１の表面等に微小な凸部があるような場合でも、圧電素子２１，２１における接合面と補強板２２における接合面とを平行にすることができる。このため、圧電素子２１，２１と補強板２２とを加圧した際に圧電素子２１，２１が割れることを防止できる。

（８）圧電素子２１，２１と補強板２２とをはんだ２９によって接合しているため、はんだ２９と圧電素子２１，２１の表面、そしてはんだ２９と補強板２２の表面とがそれぞれ金属結合となり、分子間力に基づく接着の場合よりも高い結合力を得ることができる。これにより、接合の長期信頼性を確保できる。
また、圧電素子２１，２１の熱がはんだ２９を介して補強板２２に放熱され、さらには補強板２２が取り付けられた圧電アクチュエータユニット１０（図２）、圧電アクチュエータユニット１０が取り付けられた地板、そして時計１の外装ケースへと放熱されるため、自己発熱による圧電素子２１，２１の特性劣化を防止できる。なお、Ｓｎの熱伝導率は６８Ｗ／ｍ・ｋと高いため、圧電素子２１，２１の熱ははんだと電極２１０，２２０との合金層を経由して効率よく放熱される。
さらに、加熱により溶融したはんだが圧電素子２１，２１と補強板２２とに全面的に接触するので、圧電素子２１，２１と補強板２２との導通が極めて安定し、電気的に安定した導通抵抗が得られる。

（９）なお、圧電アクチュエータ２０には、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、保持トルク大（無通電であってもロータ位置が保持される）などの利点もある。

（１０）また、圧電アクチュエータ２０は薄型であるため、薄型化が重要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２１，２１が電気的にパラレルに接続されることによって低電圧で大きな変位を得ることができるから、電池で駆動される電子時計への適用は特に好適となる。

（１１）圧電アクチュエータ２０の放熱性が格段に向上しているので、秒針を連続的に駆動したり、大パワーを投入して負荷の大きい重厚な部材を駆動することなどを特に好適に行うことができる。また、接合の長期信頼性が高く、圧電素子２１，２１と補強板２２との剥離が生じないため、製品の信頼性を向上させることができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態は、加熱工程および加圧工程における圧電振動体の姿勢が第１実施形態とは相違する。
図１１は、本実施形態における圧電振動体２０Ａの製造装置を示す。この製造装置は、圧電振動体２０Ａを保持する鉛直保持部材４０，４０と、２つの加熱装置３１，３１と、加圧治具３５２，３５２を含んで構成される加圧装置４５と、補強板２２の鉛直方向下側に設けられる治具４６とを備えている。
ここで、鉛直保持部材４０，４０は、圧電素子２１の接合面２１Ａと補強板２２の接合面２２Ａとのそれぞれが鉛直方向にほぼ沿うように、圧電振動体２０Ａを保持する。

鉛直保持部材４０，４０のそれぞれにおける鉛直方向上下には、圧電素子２１，２１と補強板２２との積層体の端部を保持する段差部４１１，４１２がそれぞれ形成されている。これらの段差部４１１，４１２が形成された部分は、補強板２２の支持取付部２２３，２２３が鉛直保持部材４０，４０の外側にそれぞれ突出する開口部とされており、鉛直方向下側の支持取付部２２３の端部が治具４６に接触する。ここで、治具４６へのセットの容易さを考慮して、鉛直保持部材４０，４０に保持された状態の圧電振動体２０Ａの姿勢は鉛直方向から少し外れており、圧電素子２１，２１の接合面２１Ａおよび補強板２２の接合面２２Ａのそれぞれは、鉛直方向にほぼ沿っている。

本実施形態では、加熱装置３１，３１が補強板２２の支持取付部２２３の両面側にそれぞれ当接される。また、加圧装置４５は、いずれも倣い部材として機能する２つの加圧治具３５２，３５２から構成され、圧電振動体２０Ａはこれらの加圧治具３５２，３５２によって両側から加圧される。すなわち、圧電振動体２０Ａが鉛直方向に保持される本実施形態では、加熱装置３１，３１や加圧治具３５２，３５２を圧電振動体２０Ａの両側に対称に設けることで、圧電振動体２０Ａへの加重のバランスをとり、圧電振動体２０Ａの鉛直姿勢を維持するようになっている。
ここで、治具４６の表面は、はんだとのぬれ性の良い加工がされており、本実施形態ではＡｕを表層とする金属被膜４６１（図１３）を治具４６の表面に形成している。なお、Ａｕに限らず、ＰｄおよびＡｇの合金等でもよい。図１２に、補強板２２の鉛直方向下側の支持取付部２２３がこの治具４６に接触した状態を示す。

本実施形態では、図１１に示すように、圧電素子２１と補強板２２とを積層した状態で鉛直保持部材４０，４０に保持させ、この際、治具４６に一方の支持取付部２２３を接触させる。そして、加圧治具３５２、３５２の一方を圧電振動体２０Ａの一方の圧電素子２１に当接させてから、他方の加圧治具３５２を他方の圧電素子２１に当接させ、これら加圧治具３５２，３５２の間で圧電素子２１，２１と補強板２２とを加圧する。加圧治具３５２，３５２のそれぞれの第１部材３５２Ａ，３５２Ａが圧電素子２１，２１の表面に倣うことにより、圧電素子２１，２１における各接合面２１Ａと、補強板２２の接合面２２Ａとはそれぞれ、略鉛直方向に沿って延出する。

一方、加熱装置３１，３１のそれぞれの熱源部３１１を鉛直方向上側の支持取付部２２３の両面側に当接させることで、加熱を行う。この支持取付部２２３からの熱伝導によって補強板２２の全体が迅速に加熱され、補強板２２と圧電素子２１との間のはんだが短時間で溶融する。
図１３は、図１１の部分拡大図であり、はんだ２９が溶融すると圧電素子２１と補強板２２との間からはんだ中のフラックスまたは余分のはんだの少なくとも一方が鉛直方向下側に流出し、鉛直方向下側に位置する支持取付部２２３を介して治具４６に流れる。この際、補強板２２におけるはんだとのぬれ性よりも、金属被膜４６１が形成された治具４６表面におけるはんだとのぬれ性の方が良いため、支持取付部２２３に流れたフラックスまたは余分のはんだ（流出部２９１）は治具４６に案内される。
ここで、はんだが含有するフラックスとは、相手材と合金層を形成するはんだ中の接合材（例えばＳｎ）を互いに繋ぐ部材のことを言う。なお、図１３〜図１５に示した流出部２９１は、圧電素子２１と補強板２２との間から流れたフラックス、または相手材と合金化せずに圧電素子２１と補強部材２２との間から排出された余分のはんだ、の一方または両方を指している。
このように、圧電素子２１の接合面２１Ａと補強板２２の接合面２２Ａとが鉛直方向に略沿っていることから、はんだの流出部２９１が圧電素子２１，２１や補強板２２の表面などに回り込まず、鉛直方向下側の支持取付部２２３を介してはんだ２９を治具４６に積極的に流すことが可能となる。
ここで、図１２に示すように、鉛直方向下側の支持取付部２２３に比べて、この鉛直方向下側の支持取付部２２３以外の突出部、すなわち鉛直方向上側の支持取付部２２３や、突起部２２２Ａ，２２２Ｂにははんだ２９が流れにくい。
また、第１実施形態と同様、補強板２２の側面はＳＵＳの素地となっており、はんだがぬれないことと、絶縁性部材２２０Ｚ（図３）が設けられた括れ部２２３Ａにははんだがぬれないこととは、第１実施形態と同様である。

本実施形態によれば、第１実施形態で述べた効果に加えて、次のような効果を奏する。

（１２）圧電素子２１，２１と補強板２２との接合時に、これら圧電素子２１，２１と補強板２２とが略鉛直方向に沿った姿勢に保持されるので、はんだ２９が圧電素子２１，２１および補強板２２のそれぞれの接合面２１Ａ，２２Ａの延出方向に沿って鉛直方向下側に流れ落ちる。これにより、圧電素子２１，２１や補強板２２の表面などにはんだが回り込まないので、振動特性のシフト、ばらつきなどを防止できる。

（１３）また、はんだとのぬれ性が良い治具４６を補強板２２の鉛直下側の支持取付部２２３に接触させたので、圧電素子２１，２１と補強板２２との間から流れ落ちたはんだの流出部２９１がこの治具４６へと案内される。すなわち、はんだ２９を圧電振動体２０Ａの外側に流すことができるので、圧電振動体２０Ａの外周部にはんだの流出部２９１が付着して振動特性がシフト、ばらつくなどの問題を回避できる。

（１４）さらに、一方の支持取付部２２３を鉛直方向下側に配置したので、その他の突出部である他方の支持取付部２２３や突起部２２２Ａ，２２２Ｂにははんだを流さないようにすることができる。これにより、振動特性のシフト、ばらつきなどを防止できる。

（１５）治具４６は、突出部としての支持取付部２２３に接触しており、このように圧電振動体２０Ａと治具４６との接触面積が小さいため、はんだが治具４６に固着した場合であっても、圧電振動体２０Ａを治具４６から容易に取り外せる。

〔第１、第２実施形態の変形例〕
前記第１、第２実施形態でははんだが使用されていたが、はんだに置換して、加熱により硬化する熱硬化型接着剤を使用することもできる。すなわち、圧電素子２１，２１または補強板２２の接合面に接着剤を塗布してこれら圧電素子２１，２１と補強板２２とを積層し、加熱装置３１の熱源部３１１を補強板２２の一部に当接させると、圧電素子２１，２１と補強板２２との間の接着剤の全体が乾燥硬化する。なお、接着剤による接着層は薄く均一に形成され、この接着層を通じて圧電素子２１、補強板２２のそれぞれの表面の微小な凹凸が接触することにより、圧電素子２１，２１と補強板２２とが導通される。
ここで、熱硬化型接着剤には、はんだと比べて低温での硬化が可能な接着剤を選択することが好ましい。これにより、接合時の圧電素子２１，２１への熱ダメージをより減らすことが可能となる。
なお、本変形例では、圧電素子２１，２１の電極２１０（図９）と補強板２２の電極２２０（図９）とは形成されていなくてもよい。

〔第２実施形態の第１変形例〕
また、図１４は、前記第２実施形態の第１変形例を示す。
前記第２実施形態における治具４６（図１１、図１２）に代えて、本変形例では金属製吸収剤４７１が設けられた治具４７を使用する。ここで金属製吸収剤４７１とは、細い銅線を撚り平ワイヤー形状にしたものであり、例えばサンハヤト社製の商品名「ソルダーウイック」とされ、はんだやフラックスを吸収する吸収部材として機能する。この金属製吸収剤４７１は治具４７に着脱可能に設けられ、新品のものに交換可能となっている。
本変形例では、圧電素子２１，２１と補強板２２との間から流れ落ちたはんだの流出部２９１が金属製吸収剤４７１に吸収されるので、補強板２２の鉛直方向下側の端部周辺にはんだが拡がらない。これにより、第２実施形態と同様、振動特性のシフトやばらつきを防止できる。

〔第２実施形態の第２変形例〕
さらに、図１５は、前記第２実施形態の第２変形例を示す。本変形例では、前記治具４６（図１３）や治具４７（図１４）を使用する代わりに、真空吸引を行う吸引装置４８を圧電振動体２０Ａの鉛直方向下側に配置した。
本変形例では、圧電振動体２０Ａの鉛直方向下側に流れ落ちたはんだの流出部２９１が吸引装置４８によって除去される。すなわち、圧電振動体２０Ａの外周部にはんだの流出部２９１が付着しないので、振動特性のシフトやばらつきを防止できる。なお、吸引装置４８による吸引は、圧電振動体２０Ａとは非接触で行われる。

〔第２実施形態の第３変形例〕
次に、図１６は、前記第２実施形態の第３変形例を示す。前記第２実施形態では、図１２のように治具４６を支持取付部２２３に接触させていたが、本変形例では、図１６のように、支持取付部２２３ではなく圧電振動体２０Ａの側面部に治具４９１，４９２をそれぞれ接触させている。これらの治具４９１，４９２のそれぞれの表面には、はんだとのぬれ性の良い金属被膜（図示せず）が形成されている。
ここで、図１６には圧電振動体２０Ａの屈曲振動の変位量が模式的に示されており、治具４９１，４９２は、屈曲振動の節Ａ，Ａ，Ａのうち両端の節Ａ，Ａの近傍でそれぞれ圧電振動体２０Ａの側面に接触している。これにより、治具４９１，４９２に案内されたはんだが圧電振動体２０Ａの側面に付着したとしても、振動特性への影響を小さくできる。

〔第２実施形態の第４変形例〕
図１７は、前記第２実施形態の第４変形例を示す。前記第２実施形態では、図１２のように支持取付部２２３が鉛直方向下側に位置するように補強板２２が配置されていたが、図１７のように、突起部２２２Ｂを鉛直方向下側に向けて配置し、この突起部２２２Ｂに治具４６を接触させてもよい。
ここで、突起部２２２Ａ，２２２Ｂのいずれにもはんだが流れないことが好ましいが、突起部２２２Ａにはんだが流れるとロータ２５との摩擦抵抗に影響するおそれがあるため、カウンタとして設けられている突起部２２２Ｂを下側に向けている。なお、突起部２２２Ｂに付着するはんだの量を加味して突起部２２２Ｂの形状、寸法等を決めてもよい。
本変形例によれば、鉛直方向下側の突起部２２２Ｂを介してはんだが治具４６に案内されるので、第２実施形態と略同様の効果を奏する。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態を説明する。本実施形態は、第２実施形態と同様に圧電素子２１，２１の接合面と補強板２２の接合面とを略鉛直方向に沿わせた状態で接合を行うが、加熱を行わない点で、前記各実施形態とは相違する。
図１８は、本実施形態における製造装置を示す。この製造装置は、第２実施形態（図１１）と同様の加圧装置４５を備えているが、加熱装置は備えていない。
ここで、本実施形態における圧電振動体２０Ｂは、前記各実施形態と同様に圧電素子２１，２１と補強板２２とが積層されて構成されているが、これら圧電素子２１，２１と補強板２２の接合には、嫌気硬化型接着剤が使用されている。これに対応して、鉛直方向下側の支持取付部２２３に設けられる治具４６´は、この嫌気硬化型接着剤とのぬれ性がよい表面加工が施されている。
本実施形態では、加圧装置４５によって圧電素子２１，２１と補強板２２とを圧接することにより、圧電素子２１，２１と補強板２２との間の空気を遮断することによって圧電素子２１，２１と補強板２２との接合を実施する。この際、第２実施形態と略同様に、治具４６´にはんだが案内される（図１３参照）。
以上の本実施形態によれば、前述した（１）〜（７）、（９）〜（１５）と略同様の効果を奏する。

〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態を説明する。本実施形態では、時計の日車を駆動する圧電アクチュエータを示す。
［１．全体構成］
図１９は、本実施形態に係る電子時計の外観図である。電子時計は、計時部としてのムーブメント１４１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１４２、時針１４３、分針１４４、秒針１４５のほか、文字板１４２に設けられた窓部１４２Ａから日付を表示する日付表示装置７０を備えた腕時計（ウォッチ）である。

［２．日付表示装置の構成］
図２０は、底板１４１Ａに支持された日付表示装置７０を示す平面図である。日付表示装置７０は、圧電アクチュエータ５０と、この圧電アクチュエータ５０によって回転駆動される被駆動体としてのロータ２５と、ロータ２５の回転を減速しつつ伝達する減速輪列７１と、減速輪列７１を介して伝達される駆動力により回転する日車７２とを備えて大略構成されている。
ロータ２５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５０により回転駆動されることにより、減速輪列７１を介して日車７２を駆動する駆動体である。本実施形態では、ロータ２５を圧電アクチュエータ５０の圧電振動体５０Ａに向けて付勢するバネ部材２５１が設けられている。
なお、圧電アクチュエータ５０に限らず、前述の圧電アクチュエータ２０を本実施形態の日表示装置７０に組み込むことも可能である。
減速輪列７１は、ロータ２５と同軸に配置されてロータ２５と一体的に回転する歯車７１１と、歯車７１１に噛合する日回し中間車７１２と、日回し車７１３とで構成されている。

なお、底板１４１Ａ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１４３、分針１４４、秒針１４５を駆動する運針輪列（図示せず）や、電池１４１Ｂ等が設けられている。電池１４１Ｂは、ステッピングモータや圧電アクチュエータ５０、圧電アクチュエータ５０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。

日回し中間車７１２は、大径部７１２Ａと小径部７１２Ｂとから構成されている。小径部７１２Ｂは、大径部７１２Ａ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７１２Ｃが形成されている。この小径部７１２Ｂは、大径部７１２Ａに対し、同心をなすように固着されている。大径部７１２Ａには、ロータ２５の上部の歯車７１１が噛合していることにより、日回し中間車７１２は、ロータ２５の回転に連動して回転する。

日回し中間車７１２の側方の底板１４１Ａには、板バネ７１４が設けられており、この板バネ７１４の基端部が底板１４１Ａ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７１４の先端部は、日回し中間車７１２の切欠部７１２Ｃに出入可能に設けられている。板バネ７１４に近接した位置には、接触子７１５が配置されており、この接触子７１５は、日回し中間車７１２が回転し板バネ７１４の先端部が切欠部７１２Ｃに入り込んだときに、板バネ７１４と接触するようになっている。そして、板バネ７１４には、所定の電圧が印加されており、板バネ７１４が接触子７１５に接触すると、その電圧が接触子７１５にも印加される。従って、接触子７１５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７２の１日分の回転量が検出できる。

なお、日車７２の回転量は、板バネ７１４や接触子７１５を用いたものに限らず、ロータ２５や日回し中間車７１２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。

日車７２は、リング状であり、その内周面に内歯車７２１が形成されている。日回し車７１３は、五歯の歯車を有しており、日車７２の内歯車７２１に噛合している。また、日回し車７１３の中心には、シャフト７１３Ａが設けられており、このシャフト７１３Ａは、底板１４１Ａに形成された貫通孔１４１Ｃに遊挿されている。貫通孔１４１Ｃは、日車７２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７１３およびシャフト７１３Ａは、底板１４１Ａに固定された板バネ７１３Ｂによって図２０の右上方向に付勢されている。この板バネ７１３Ｂの付勢作用によって日車７２の揺動も防止される。

［３．圧電アクチュエータの構成］
圧電アクチュエータ５０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２５を駆動する。
図２１は、本実施形態における圧電アクチュエータ５０の平面図である。圧電アクチュエータ５０を構成する圧電振動体５０Ａは、２枚の矩形板状の圧電素子２１，２１と、これらの圧電素子２１，２１が表面および裏面のそれぞれに接合される補強板５２とを備えている。圧電素子２１における補強板５２との接合面と、補強板５２における圧電素子２１との接合面とにはそれぞれ、図示しない金属被膜としての電極が形成され、この電極が形成された領域をそれぞれの接合部として、圧電素子２１と補強板５２とははんだで接合されている。

補強板５２は、圧電素子２１が接合される補強板本体２１１と、補強板本体２１１の各短辺部に連設される突起部５２２Ａ，５２２Ｂと、補強板本体２１１の一方の長辺部に連設される支持取付部５２３と、補強板本体２１１の他方の長辺部に連設される突出部５２４とを備えている。ここで、突起部５２２Ａ，５２２Ｂ、支持取付部５２３、および突出部５２４はいずれも、補強板本体２１１から平面方向に突出する突出部に相当する。
本実施形態の圧電振動体５０Ａは支持取付部５２３によって底板１４１Ａに片側で支持固定される。なお、圧電振動体５０Ａを底板１４１Ａに組み込むと、底板１４１Ａに形成された図示しないどてと突出部５２４との間に所定間隔の隙間が形成され、突出部５２４は、落下衝撃時などにおける圧電振動体５０Ａの破損を防止する度当たりとしても機能する。

本実施形態の圧電アクチュエータ５０の特徴は、ロータ２５を一方向にのみ駆動することと、突起部５２２Ａ，５２２Ｂが偏心した位置に配置されていることと、圧電素子２１の表面には分割されていない全面電極２１６が形成されていることである。突起部５２２Ａ，５２２Ｂの位置が偏心していることで屈曲振動が誘発されるので、本実施形態の圧電アクチュエータ５０も、第１実施形態の圧電アクチュエータ２０と同様に楕円振動を励振する。

図２２は、本実施形態における圧電振動体５０Ａの製造装置を示す。この製造装置は、第２実施形態の製造装置（図１１）と同様に構成されており、圧電素子２１の接合面２１Ａと補強板２２の接合面２２Ａとが略鉛直方向に沿うように圧電振動体２０Ａを保持した状態で加熱および加圧を実施する。
なお、図２３は、圧電振動体５０Ａに治具４６を接触させた状態を示し、加熱および加圧の際、圧電素子２１，２１と補強板５２との間から流れたはんだは突出部５２４から治具４６へと案内される。

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。
（１６）圧電振動体５０Ａは支持取付部２２３を１つのみ有するため、当該支持取付部２２３を鉛直方向上側に配置した状態で接合を行うことにより、振動特性に影響し易い支持取付部２２３にフラックスや余分なはんだが流れることを防止できる。これにより、振動特性のシフト、ばらつきをより確実に防止できる。

〔第５実施形態〕
次に、本発明の第５実施形態を説明する。図２４は、時計に装備される日付表示装置を示す平面図であり、この日表示装置では、圧電アクチュエータ５５により、日車７２が駆動される。
図２５は、本実施形態における圧電アクチュエータ５５を構成する圧電振動体５５Ａを示す。圧電振動体５５Ａは、前記第４実施形態の圧電振動体５０Ａと同様に底板１４１Ａに固定される支持取付部５５３を１つのみ有している。
本実施形態の圧電振動体５５Ａは、第２実施形態の製造装置（図１１）と同様の製造装置で加圧、加熱されるが、その際、図２６に示すように、縦振動および屈曲振動の双方の節Ａの近傍となる圧電振動体５５Ａの側面に治具４６を接触させている。これにより、治具４６に案内されたフラックスまたは余分なはんだが圧電振動体５５Ａの側面に付着したとしても、振動特性への影響を小さくできる。
〔第６実施形態〕
次に、本発明の第６実施形態を説明する。本実施形態は、圧電アクチュエータが搭載される電子機器としてプリンタを示す。図２７は、本実施形態に係るプリンタの概略図である。プリンタは、用紙がセットされる用紙トレイ７３と、印刷された紙ＰＰが排出される排出部７４と、筐体７５内部に設置される紙送りローラ７６とを備える。
ローラ７６は、図示しない印刷駆動部で印刷された紙ＰＰを排出部７４に送るものである。

ローラ７６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２５と、ロータ２５の回転を減速しつつ伝達する減速輪列２６とを備えて構成されている。
減速輪列２６は、ロータ２５と同軸に設けられてロータ２５と一体的に回転する歯車２６１と、この歯車２６１に噛合し、かつ、ローラ７６の回転軸に固定された歯車２６２とから構成されている。
本実施形態では、圧電アクチュエータ２０の振動軌跡を切り替えることによってロータ２５を正方向と逆方向とに駆動し、これによって、紙送りローラ７６を正方向および逆方向の両方向に駆動できる。

〔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、本発明は、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、前記各実施形態では、略矩形状の圧電振動体を示したが、これに限らず、圧電振動体の形状は、円環状、円形状、トラス状、台形状などであってよい。

さらに、本発明の加圧工程における加圧方式としては、圧電素子と補強部材とを間に挟みこむ加圧治具を用いる方式でもよいし、圧縮空気や圧縮液体などを利用してこれら流体の圧力により圧電素子と補強部材とを加圧する流体加圧方式でもよい。
そして、前記各実施形態ではヒーターを内蔵する加熱装置３０によって補強板２２を加熱していたが、補強部材の温度を上昇させる手段はこれに限らず、例えば、補強部材を通電（交流が好ましいが直流でも良い）させて補強部材の電気抵抗により発熱させることにより、補強部材の温度を上昇させても良い。

また、圧電振動体の用途は特に限定されず、本発明の圧電振動体は、発振子、フィルタ、およびトランスなどの電子部品や、センサ、圧電アクチュエータ（超音波モータ）、および圧電ブザーなどとして広く利用できる。
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る。

本発明により製造される圧電振動体は、前記実施形態のプリンタや電子時計に搭載されるものに限らず、各種の電子機器に搭載可能であり、特に連続して駆動されたり、小型で大パワーが投入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、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、ディジタルカメラ、ビデオカメラ等を例示できる。なお、カメラに適用される場合、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に係る圧電振動体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、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に係る圧電振動体を用いてもよい。

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。

本発明の第１実施形態における時計の外観図。前記時計に組み込まれる圧電アクチュエータユニットの斜視図。前記圧電アクチュエータユニットが備える圧電振動体の斜視図。図３のIV−IV線断面図。図３のV−V線断面図。前記圧電振動体における電気的接続を示す図。前記圧電振動体の動作を示す図。前記圧電振動体の製造工程において、圧電素子にはんだを配置した図。はんだが配置された圧電素子と補強板とが積層される態様を示す分解斜視図。前記圧電振動体の製造装置による加熱および加圧によって、圧電素子と補強板とを接合する接合工程を示す図。本発明の第２実施形態における圧電振動体の製造装置を示す図。前記圧電振動体に本実施形態の製造装置が備える治具を接触させた状態を示す図。図１１の部分拡大図。第２実施形態の第１変形例を示す図。第２実施形態の第２変形例を示す図。第２実施形態の第３変形例を示す図。第２実施形態の第４変形例を示す図。第３実施形態における圧電振動体の製造装置を示す図。本発明の第４実施形態における時計の外観図。前記時計が装備する日表示装置の平面図。前記日表示装置の日車を駆動する圧電アクチュエータの平面図。前記実施形態における圧電振動体の製造装置を示す図。前記圧電振動体に本実施形態の製造装置が備える治具を接触させた状態を示す図。本発明の第５実施形態における時計の日表示装置の平面図。前記日表示装置の日車を駆動する圧電アクチュエータの平面図。前記圧電振動体に本実施形態の製造装置が備える治具を接触させた状態を示す図。本発明の第６実施形態におけるプリンタの概略図。直接的な加熱方法の例を示す図。圧電素子の表面の凸部によって割れることを示す図。位置決めピンに圧電素子が納まらず、浮いた状態を示す図。治具と圧電素子との隙間に接合材が流入した状態を示す図。

符号の説明

１・・・時計、２０・・・圧電アクチュエータ、２０Ａ・・・圧電振動体、２０Ｂ・・・圧電振動体、２１・・・圧電素子、２１Ａ・・・接合面、２２・・・補強板、２２Ａ・・・接合面、２５・・・ロータ（被駆動体）、２９・・・はんだ（接合材）、２９１・・・はんだ流出部、３１・・・加熱装置（温度上昇装置）、３５・・・加圧装置、４０・・・鉛直保持部材、４５・・・加圧装置、４６・・・治具、４７・・・治具、４８・・・吸引装置、５０・・・圧電アクチュエータ、５０Ａ・・・圧電振動体、５２・・・補強板、５５・・・圧電アクチュエータ、５５Ａ・・・圧電振動体、２２１・・・補強板本体、２２２Ａ，２２２Ｂ・・・突起部（当接部）、２２３・・・支持取付部、２５１・・・バネ部材、３１１・・・熱源部、３５０・・・弾性部材、３５１・・・加圧治具、３５２・・・加圧治具、４６１・・・金属被膜、４７１・・・紙製ウェス（吸収部材）、５２２Ａ，５２２Ｂ・・・突起部（当接部）、５２３・・・支持取付部、５２４・・・突出部、５５３・・・支持取付部。

Claims

圧電素子と、前記圧電素子に接合される補強部材とを有する圧電振動体の製造方法であって、
前記圧電素子と前記補強部材との間に、加熱されることを経て硬化する接合材を配置した状態で、前記補強部材の一部に、前記補強部材の温度を上昇させる温度上昇装置を当接させる加熱工程を備える
ことを特徴とする圧電振動体の製造方法。
請求項１に記載の圧電振動体の製造方法において、
前記加熱工程では、前記圧電素子における前記補強部材との接合面と前記補強部材における前記圧電素子との接合面とが鉛直方向にほぼ沿うように前記圧電素子と前記補強部材とを保持する
ことを特徴とする圧電振動体の製造方法。
請求項１または２に記載の圧電振動体の製造方法において、
前記加熱工程では、前記補強部材における一方の側と、この一方の側と反対側となる他方の側とのそれぞれに前記接合材を介して前記圧電素子を設けた状態で、前記補強部材の一部に、前記温度上昇装置を当接させる
ことを特徴とする圧電振動体の製造方法。
請求項１から３のいずれかに記載の圧電振動体の製造方法において、
前記圧電素子における前記補強部材との接合部と、前記補強部材における前記圧電素子との接合部とが対向した状態で、前記圧電素子と前記補強部材とを互いの近接方向に加圧する加圧工程を備え、
前記加圧工程による加圧下において、前記加熱工程での加熱が行われる
ことを特徴とする圧電振動体の製造方法。
請求項１から４のいずれかに記載の圧電振動体の製造方法において、
前記補強部材は、板状に形成され、かつ、その平面に前記圧電素子との接合面を有する補強部材本体と、前記補強部材本体から平面方向に突出する突出部とを有し、
前記補強部材は、前記突出部を１つ以上有し、
前記加熱工程では、前記温度上昇装置を前記突出部の少なくとも１つに当接させる
ことを特徴とする圧電振動体の製造方法。
請求項５に記載の圧電振動体の製造方法において、
前記突出部の少なくとも１つは、前記圧電素子を支持し、かつ被取付部材に取り付けられる支持取付部であるか、前記圧電振動体の振動により駆動される被駆動体に当接される当接部である
ことを特徴とする圧電振動体の製造方法。
請求項２から６のいずれかに記載の圧電振動体の製造方法において、
前記補強部材は、板状に形成され、かつ、その平面に前記圧電素子との接合面を有する補強部材本体と、前記補強部材本体から平面方向に突出する突出部とを有し、
前記補強部材は、前記突出部を１つ以上有し、
前記加熱工程では、前記突出部の少なくとも１つが鉛直方向下側に位置しないように前記補強部材を配置した状態で前記圧電素子と前記補強部材とを接合する
ことを特徴とする圧電振動体の製造方法。
請求項７に記載の圧電振動体の製造方法において、
前記突出部の１つは、前記圧電素子を支持し、かつ被取付部材に取り付けられる支持取付部であり、当該支持取付部は１つのみあり、
前記加熱工程では、前記支持取付部が鉛直方向上側に位置するように前記補強部材を配置した状態で前記圧電素子と前記補強部材とを接合する
ことを特徴とする圧電振動体の製造方法。
請求項２から８のいずれかに記載の圧電振動体の製造方法において、
前記加熱工程では、前記圧電素子における鉛直方向下側の端部、または前記補強部材における鉛直方向下側の端部の少なくともいずれかを、前記接合材とのぬれ性が前記圧電素子および補強部材のそれぞれにおける前記接合材とのぬれ性よりも良い治具に接触させた状態で、前記圧電素子と前記補強部材とを接合する
ことを特徴とする圧電振動体の製造方法。
請求項２から９のいずれかに記載の圧電振動体の製造方法において、
前記加熱工程では、前記圧電素子における鉛直方向下側の端部、または前記補強部材における鉛直方向下側の端部の少なくともいずれかを、前記接合材を吸収可能な吸収部材に接触させた状態で、前記圧電素子と前記補強部材とを接合する
ことを特徴とする圧電振動体の製造方法。
請求項２から１０のいずれかに記載の圧電振動体の製造方法において、
前記加熱工程では、前記圧電素子および前記補強部材の鉛直方向下側に、気圧差に基づいて前記接合材を吸引可能な吸引装置を設けた状態で、前記圧電素子と前記補強部材とを接合する
ことを特徴とする圧電振動体の製造方法。
圧電素子と、前記圧電素子に接合材によって接合される補強部材とを有する圧電振動体の製造方法であって、
前記圧電素子と前記補強部材とを接合材によって接合する接合工程を備え、
前記接合工程では、前記圧電素子における前記補強部材との接合面と前記補強部材における前記圧電素子との接合面とが鉛直方向にほぼ沿うように前記圧電素子と前記補強部材とを保持する
ことを特徴とする圧電振動体の製造方法。
圧電素子と、前記圧電素子に接合される補強部材とを有する圧電振動体の製造装置であって、
前記補強部材の温度を上昇させる温度上昇装置を備え、
前記温度上昇装置は、加熱されることを経て硬化する接合材が前記圧電素子と前記補強部材との間に配置された状態で、前記補強部材の一部に当接される
ことを特徴とする圧電振動体の製造装置。
請求項１３に記載の圧電振動体の製造装置において、
前記圧電素子における前記補強部材との接合面と前記補強部材における前記圧電素子との接合面とが鉛直方向にほぼ沿うように前記圧電素子と前記補強部材とを保持する鉛直保持部材を備えている
ことを特徴とする圧電振動体の製造装置。
請求項１３または１４に記載の圧電振動体の製造装置において、
前記圧電素子における前記補強部材との接合部と、前記補強部材における前記圧電素子との接合部とを対向させ、かつ前記圧電素子と前記補強部材とを互いの近接方向に加圧する加圧装置を備え、
前記加圧装置と前記温度上昇装置とは、別体の装置としてそれぞれ構成されている
ことを特徴とする圧電振動体の製造装置。
請求項１３または１４に記載の圧電振動体の製造装置において、
前記圧電素子における前記補強部材との接合部と、前記補強部材における前記圧電素子との接合部とを対向させ、かつ前記圧電素子と前記補強部材とを互いの近接方向に加圧する加圧装置を備え、
前記加圧装置と前記温度上昇装置とは、一体の装置として構成されている
ことを特徴とする圧電振動体の製造装置。
請求項１３から１６のいずれかに記載の圧電振動体の製造装置において、
前記圧電素子と前記補強部材とは、それぞれ板状に形成されて積層体をなし、
前記積層体において積層方向両側にそれぞれ配置された両平面部のうち少なくとも一方の平面部に当接されかつ当該面に倣う倣い部材を備えている
ことを特徴とする圧電振動体の製造装置。
圧電素子と、前記圧電素子に接合材によって接合される補強部材とを有する圧電振動体の製造装置であって、
前記圧電素子における前記補強部材との接合面と前記補強部材における前記圧電素子との接合面とが鉛直方向にほぼ沿うように前記圧電素子と前記補強部材とを保持する鉛直保持部材を備えている
ことを特徴とする圧電振動体の製造装置。