JP3359135B2 - 圧電素子の分極処理方法及び装置並びに該圧電素子により構成された超音波モータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は超音波モータ等に用いら
れる圧電素子の分極処理方法及び装置と該分極方法によ
り分極された圧電素子を有している超音波モータに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に分極処理は圧電材料に一対の対向
する電極を形成し、その間に直流電圧を印加して電界を
与え、分極させ圧電材料を活性化させる操作をいい、通
常、圧電材料を加熱しながら行う。

【０００３】従来、超音波モータ等に用いられる圧電素
子１は図５に示されるように、表面に分割された電極２
と、裏面にほぼ全面で、一部分割された電極３が圧電セ
ラミック４の表裏面に例えば金属ペーストの印刷焼付、
蒸着、めっきなどの各種の方法により形成されている。

【０００４】表面の分割電極２の部分は隣りあって分極
の極性（＋），（−）が異なるように分極処理が行なわ
れている。また、図６のように、棒状超音波モータの圧
電素子１’も同様に、表面には分割電極２、そして裏面
には全面電極３がそれぞれ形成され、表面の分割電極２
の分極の極性は（＋），（−）に異なっている。

【０００５】従来、これらの圧電素子の分極処理は、図
７に示すように、図５に示した圧電素子１の表面の分割
電極２のうち一方向に分極させるための分割電極２−ａ
とその逆方向に分極させるための分割電極２−ｂに各
々、コンタクトピン９−ａと９−ｂを図７（ａ）及び
（ｂ）のように別々に接触させ、裏面の全面電極３は分
極用治具板（金属）８の上に設置して電気的に導通さ
せ、高圧直流電源５の出力端子を図７の（ａ），（ｂ）
のように切り換えて２回に分け別々に分極処理を行って
いた。なお、図７の矢印１３および１３’は表面の分割
電極２−ａまたは２−ｂと裏面の全面電極３とで挟まれ
た領域の分極の方向を示している。

【０００６】また、特開昭６３−１７３３７８号公報に
は図８に示すように、分圧用の抵抗１２を介し圧電素子
１の表面の分割電極２−ａ，２−ｂに正、負の電圧を同
時に印加し、分極を行う方法が開示されている。

【０００７】なお、図５に示す圧電素子１は裏面の電極
３が３つに分割されているが、これは超音波モータとし
て使用する際に駆動相（２ケ所）とセンサー相に分けて
あった方が使い易いためであり、とくに分極処理とは関
係がなく、分極処理時には全面電極であっても良い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図７に示
した例では、図７（ｂ）に示すように初めに分極した領
域（分割電極２−ａと全面電極３の間の領域）の分極１
３'がその後に分極した領域（分割電極２−ｂと全面電
極３との間の領域）の分極１３よりかなり劣ったり、場
合によっては初めに分極した領域の極性が後に分極した
領域の極性と同一になってしまうことが度々発生してい
た。これらの原因は必ずしも明確ではないが、通常は
分極時に圧電素子を高温に保持して行っているので、一
度分極処理した圧電素子がその後も高温に保持されたた
めに熱劣化が起きる、分極時には分極された方向に膨
張するため、圧電セラミックス内部に機械的なひずみや
応力が生じて表面に電荷が発生し、すでに分極された領
域の分極を減極する作用が起きる等の理由によるものと
考えられる。また、初めに分極した領域が２回目の分極
領域と同極性になってしまうのは、圧電素子の表面の分
割電極間の絶縁が充分でないと、後で分極したときに電
圧が洩れて分割電極が全て同一電位になってしまうため
か、または図７（ｂ）の全面電極３に電圧が印加される
ので、静電誘導により分割電極２−ａには反対の電荷が
生じて減極が起こるのであろうと考えられる。

【０００９】また、図８の方法では正、負の電圧を同時
に印加するため、極性の異なる分割電極間２−ａと２−
ｂの電圧は前述の図７の例のよう２回に分けて分極する
方法に比べて２倍となり、分割電極２−ａと２−ｂの間
でスパークが発生しやすかったり、高電圧のため電流が
流れ易く、そのため圧電セラミックスに電界がかからず
分極ができないなどの問題が度々発生していた。そして
例えば厚さ０．５ｍｍの圧電素子の分極を効率よく短時
間で行うためには少なくとも圧電素子に５００〜７５０
Ｖ程度以上の電圧を印加する必要があるが、図８に示す
正負同時に分極する例では分割電極間の電圧が１０００
〜１５００Ｖにもなり、従って、分割電極間のスパーク
の発生を抑え絶縁を保つためには絶縁オイル中で分極処
理を行う必要があった。

【００１０】本発明の目的は前述の従来方法の問題点を
解決した分極処理方法及び装置と該分極方法により分極
された圧電素子を有している超音波モータを提供するこ
とである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、請求項１
に記載のように、第一の面に複数の分極実施域電極が形
成されるとともに該第一の面に対向する第二の面には全
面電極もしくは一部分割電極が形成されている圧電素子
を分極するための分極処理方法であって、一方向の極性
を与えるための第一の分極処理工程と、逆方向の極性を
与えるための第二の分極処理工程と、から成り、前記第
一及び第二の処理工程において分極を実施する領域に面
して配置された分極実施域電極と該領域に面して配置さ
れた該全面電極もしくは一部分割電極との間には所定の
極性の電位を与え、分極を実施しない領域に面して配置
された分極実施域電極と該分極非実施領域に面して配置
された全面電極もしくは一部分割電極とを同電位に保持
しつつ分極処理を行なうとともに、前記第一処理工程と
前記第二処理工程とを交互に複数回行なうことを特徴と
する圧電素子の分極処理方法にある。第２の発明は、請
求項２に記載のように、前記第一処理工程と前記第二処
理工程において、前記第一の面の前記電極と前記第二の
面の前記全面電極もしくは一部分割電極との間に電圧を
印加するための電圧源と、前記第一処理工程と前記第二
処理工程において電圧を印加する電極と短絡する電極と
を切換える電極切換機能を有するとともに各処理工程に
おける電圧印加時間すなわち分極処理時間と印加電圧の
大きさとを設定する分極処理時間及び印加電圧設定機能
を有した制御手段と、を有し、請求項１の分極処理方法
を実施する分極処理装置にある。第３の発明は、請求項
３に記載のように、前記第一の面の前記電極の第一群に
正極が接続されるとともに前記電極の第二群に負極が接
続された第一の直流電圧源と、前記第二の面の前記全面
電極もしくは前記一部分割電極に接続された第二の直流
電圧源と、前記第二の直流電圧源と前記全面電極もしく
は前記一部分割電極との間に接続されて前記第二の直流
電圧源の正極及び負極のいずれかを前記全面電極もしく
は前記一部分割電極に接続させる切換手段と、を有し、
請求項１の分極処理方法を実施する分極処理装置にあ
る。第４の発明は、請求項４に記載のように、前記第一
の面の前記電極の第一群に正極が接続されるとともに前
記電極の第二の群に負極が接続された直流電源と、前記
第二の面の前記全面電極もしくは前記一部分割電極に接
続されて正負交流電圧を印加する交流電源と、を有し、
請求項１の分極処理方法を実施する分極処理装置にあ
る。第５の発明は、請求項５に記載のように、請求項１
の方法で分極された圧電素子を振動子に有している超音
波モータにある。本発明によれば、従来例にみられた不
良をなくし、かつ、別々に分けて行う分極処理を同期的
にくり返すことで分極の熱劣化等を防ぎ極性の異なる領
域の分極特性をほとんど同等にできる。そしてこの分極
処理方法は印加電圧を低くできるので空気中での分極も
可能としたものである。

【００１２】

【実施例】

＜実施例１＞図１に本発明の第１実施例の分極処理方法
及び装置を示す。なお、本発明の分極処理方法及び装置
により分極されるのは図５に示した超音波モータ用圧電
素子であり、図１には図５の圧電素子１の断面の一部を
図示してある。圧電素子１を導電性を有する材料、例え
ば金属の分極用治具板８上に置き、該治具板８をホット
プレート１０上に設置し、一方の極性を有する複数の分
割電極２−ａ，２−ｂに各々複数のコンタクトピン９−
ａと９−ｂとを接触させている。そして高圧直流電源５
の出力端子に複数のコンタクトピン９−ａ，９−ｂを接
続し、さらにリレー６、リレー７を介して分極用治具板
８を該電源５に接続している。リレー６、リレー７およ
び高圧直流電源５はコントローラ１１により制御され、
リレー６、リレー７は、あらかじめ設定された時間で切
り換えることができ、リレー６がＯＮのときはリレー７
がＯＦＦ、逆にリレー６がＯＦＦのときはリレー７がＯ
Ｎとなる。また、高圧直流電源５はあらかじめ自由に設
定した電圧が出力でき、これはリレー６、リレー７の切
り換えと同期させたり、切り換え時間に合せ変更したり
制御できる。

【００１３】分極処理を行った圧電素子１の圧電セラミ
ックスの厚さは０．５ｍｍで、表と裏の面にニッケル蒸
着により分割電極２−ａ及び２−ｂと全面電極３が厚さ
１μｍで形成されている。初めに高圧直流電源５の出力
を７５０Ｖに設定し、図２のように分割電極２−ａと対
向する全面電極３の間に電圧を印加し、次に分割電極２
−ｂと対向する全面電極３の間に同じ時間、７５０Ｖを
極性を換えて印加し、１サイクル時間ｔを５分間（立ち
上り時間１０秒、保持時間２分２０秒）とし、サイクル
数ｎを６回とし、全分極時間Ｔを３０分間として分極処
理を行った。つまり、工程（１）のときはリレー６がＯ
Ｎ、リレー７がＯＦＦで、分割電極２−ａに印加電圧７
５０Ｖがかかり、分割電極２−ａとその対向する全面電
極３の間の領域の分極が行なわれる。

【００１４】次に工程（２）のときはリレー６がＯＦ
Ｆ、リレー７がＯＮの状態となり、分割電極２−ｂと全
面電極３に印加電圧７５０Ｖがかかっている。この結
果、（２）のときは分割電極２−ｂと対向する全面電極
３の間に（１）とは逆の極性の電界がかかり逆極性の分
極がなされる。ここで工程（１）のとき分極を行ってい
ない分割電極２−ｂ、工程（２）のとき分極を行ってい
ない分割電極２−ａは対向する全面電極３とショート状
態であり、同電位にしておくことで、従来例の図７で説
明した従来技術の欠点であった先に分極した領域の分極
の劣化を大幅に防止できることがわかった。なお、分極
用治具板８はホットプレート１０上に乗せ、圧電素子１
の温度を１５０℃一定として保持し、空気中で分極処理
を行った。空気中で行っても印加電圧が７５０Ｖ程度な
ので分割電極間や圧電素子の表面と裏面の間でも絶縁破
壊やスパークは起らず、分極処理が可能であった。

【００１５】前述のように本装置では印加電圧や分極の
サイクル数、時間は自由にコントロールできるので種々
の条件で分極を行い以下のような結果が得られた。印加
電圧については分割電極間の間隔が０．５ｍｍ以上で、
分割電極間の電位差が約１ｋＶ以下であれば空気中でも
スパーク等の発生はほとんどなく分極処理が可能である
が、約１ｋＶ以上になるとスパークの発生が起り易く、
絶縁オイル中での分極が望ましい。次に分極のサイクル
数と全分極時間であるが、最低の１サイクルでの分極は
可能ではあるが、全分極時間は印加電圧を別とすれば、
圧電素子の加熱温度によって決まり、全分極時間を短か
くするために圧電素子の加熱温度を２００℃近くまでに
するとさすがに熱劣化と思われる初めに行った分極の劣
化がみられた。このとき分極のサイクル数ｎを増やし、
１サイクル当りの分極時間ｔを短かくし、分極されてい
ない状態の保持時間を短縮化することで熱劣化をかなり
少なくできることがわかった。種々の検討の結果、量産
における効率を上げるためにはさらに、絶縁オイル使っ
た分極処理でのオイルの費用、分極処理後の圧電素子の
洗浄などを廃止するためにも空気中での分極が好まし
く、圧電素子の加熱温度約１７０〜１８０℃で、サイク
ル数２回以上であれば全分極時間が約１０分程度でも充
分に分極が行なわれていることがわかった。加熱温度を
さらに上げて２００℃以上でもサイクル数を増やせば全
分極時間の短縮化も可能であったが、ホットプレート加
熱方法やその他高分子材料を使用した治具の耐熱性の問
題が発生した。さらに高温に加熱する場合は恒温槽内に
耐熱性を考慮した材料を使った分極治具を設置し分極処
理を行った方が良さそうである。

【００１６】なお、図２において印加時間の立ち上り時
間はコントローラ１１により約１０秒に設定した。これ
は、急激に電圧を上げるとスパークの発生が多いため、
スパークによる電極の酸化や圧電セラミックスの割れな
ど圧電素子への悪い影響を防ぐためである。ただし、あ
まり長くすると実質的な分極時間が減り分極に要する時
間も増えることになるのであまり長くはできない。ま
た、図２には図示していないが（１），（２）の切り換
え時印加電圧を徐々に下げることや印加電圧０Ｖの休止
時間を設けることも圧電素子の割れなどを防ぐために効
果がある。

【００１７】本発明により製作した圧電素子は性能上、
図７及び図８に示した従来例と同等であり、超音波モー
タ用として使用可能であった。

【００１８】＜実施例２＞次に別の実施例として、図３
に示すように高圧直流電源５の他にもう一台の高圧直流
電源５’を接続し、スイッチ１６を切り換えることで分
極をしていない分割電極と対向する全面電極３を同電位
にして同様に一方向の極性の分極と逆方向の極性の分極
を別々に行うことができる装置を示す。

【００１９】＜実施例３＞図４に示すように高圧直流電
源５の出力を＋３７５Ｖ、−３７５Ｖとし、交流電源１
４を接続し、±３７５Ｖの交流電圧を印加した。圧電セ
ラミックス４には７５０Ｖが各々の同極性の分割電極に
印加され分極をしていない分割電極は対向する全面電極
３は同電位となり前実施例と同じように分極できる。

【００２０】なお、本実施例では厚さ０．５ｍｍの圧電
素子を用いたが、空気中でスパーク等の発生しない約１
ｋＶ以下で分極が可能であればとくに厚さに対して拘わ
らない。実際印加電圧１ｋＶであれば厚さ１ｍｍの圧電
素子でも分極は可能であった。ただし分極時間は多少長
めに加熱温度は多少高く設定する必要がある。

【００２１】次に、前記の本発明方法及び装置により分
極処理された圧電素子を使用して構成される超音波リニ
アモータを有するプリンタの一例について図９乃至図１
２を参照して説明する。

【００２２】図９は超音波リニアモータにより構成され
るキャリッジ４を有したプリンタの一部の概略構造を示
す斜視図である。

【００２３】図９及び図１０において、１８はプリンタ
の構造部材２１に固定されて直線的に延在するレール状
固定子、３１はレール状固定子１８に取付けられた支持
部材２３ａ及び２３ｂに両端を固定されるとともに該固
定子１８に対して平行に延在するガイドバー兼移動体支
持部材、２４はガイドバー兼移動体支持部材３１に支持
されるとともに該部材３１に案内されて該固定子１８の
長手方向に沿って移動できるキャリッジ、４１はキャリ
ッジ２４に後述の部材１６及び１７を介して担持される
とともに該固定子１８の一部に圧接されつつ該固定子１
８の長手方向に沿ってキャリッジ２４とともに移動する
振動子、３４ａ及び３４ｂは該キャリッジ２４に固定さ
れた軸１５ａ及び１５ｂに回転可能に支持されるととも
に該固定子１８の側壁面を転動するローラ、である。

【００２４】レール状固定子１８は図に示されるよう
に、ほぼ溝形に近い横断面形状を有し、構造部材２１側
に面した直立壁の先端から水平方向に張り出した天板部
と該直立壁部とは肉厚の剛性構造となっているが、該天
板部の先端から溝形空間内に垂下した鉛直なフランジ部
１８Ａは肉薄で弾性構造となっており、該フランジ部１
８Ａには後述の振動子４１の直線部分が板ばね３３によ
り圧接されるようになっている。フランジ部１８Ａに対
向する他方の直立壁部１８Ｂの面は前記ローラ３４ａ及
び３４ｂの転動面となっており、該直立壁部１８Ｂと該
ローラとはキャリッジ２４の横動きや蛇行動を防止する
ための第一の規制手段を構成している。

【００２５】また、キャリッジ２４の下部にはガイドバ
ー兼支持部材３１に相対摺動可能に嵌合する滑り軸受２
２ａ及び２２ｂが設けられており、該軸受を介してキャ
リッジ２４はガイドバー兼支持部材３１に支持されると
ともに該固定子１８の長手方向に沿って案内されるよう
になっている。

【００２６】図１０に示すように、キャリッジ２４の鉛
直な板面の一方から該固定子１８の該フランジ１８Ａ側
へ突出された腕もしくは板状部材１７の先端には図１１
に示すように門形もしくはコ字形の振動子支持部材１６
が固定され、該部材１６の二つの腕部の先端が後述の振
動子４１の直線部４１Ａの内側面４１ｂ（図１２）スポ
ット溶接等の接合手段で固着されている。

【００２７】振動子４１は図１２に示されるように互い
に平行な二つの直線部４１Ａ及び４１Ｂと、該両直線部
に接続する二つの半円弧部と、から成る環状体として構
成されており、該振動子４１の表面には歯形形状の多数
の突部４１ａが刻設され、該振動子の裏面には圧電素子
４２が接着されている。

【００２８】該圧電素子４２に互いに位相の異なる二つ
の交流電圧を印加すると該振動子４１の表面（歯形形状
の突部４１ａが形成されている面）には矢印ｆの方向に
循環移動する進行波振動が生じ、該振動子の直線部４１
Ａ及び４１Ｂのいずれか一方に圧接させた部材に該振動
の進行方向とは逆向きの推力を与えることができる。

【００２９】該振動子４１の直線部４１Ａの表面がレー
ル状固定子１８のフランジ部１８Ａに耐摩耗材２８（図
１０）を介してばね３３により圧接されている。ばね３
３はその上端において支持部材１７に固定され、ばね３
３の下端は振動絶縁体２５及びステンレス板１９を介し
て該振動子４１の直線部４１Ａの裏面を押して該直線部
４１Ａの表面４１ａを該固定子１８のフランジ部１８Ａ
に圧接させている。

【００３０】振動子４１の直線部４１Ａは該固定１８の
フランジ部１８Ａの長手方向と平行に且つ該フランジ部
に正対するように位置決めされており、ローラ３４ａ及
び３４ｂと該固定子１８の直立壁部１８Ｂ（すなわちロ
ーラ転動面）との接触位置が振動子直線部同一レベルＬ
になるように設計されている。従って、振動子４１の直
線部４１Ａと該フランジ部１８Ａとの接触圧が変動しな
いように該ローラによっても保持されるようになってお
り、また、キャリッジ２４の横動きや蛇行動が該ローラ
と該直立壁部１８Ｂとによって防止されている。

【００３１】２７はガイドバー兼支持部材３１の直下位
置に配置されて該部材１と平行に延在するスリット板で
あり、スリット板２７は両端をそれぞれ支持部材２３ａ
及び２３ｂに固定されるとともにキャリッジ２４の滑り
軸受２２ａ及び２２ｂの軸受ブロックに貫設されている
スリット内を通って延在している。キャリッジ２４には
該スリット板２７を挟んで不図示のフォトインタラプタ
の発光部と受光部とが担持されており、キャリッジ２４
が移動した時には該スリット板２７のスリットを該フォ
トインタラプタで検出することにより該キャリッジ２４
の移動量及び瞬時位置を電気的パルス信号として検出し
ている。

【００３２】振動子４１の表面に前記の如き振動が生じ
ると、該固定子１８のフランジ部１８Ａにも同様の振動
が生じ、両者の間に相互作用が生ずるが、該固定子１８
は固定されていて動けないので該固定子１８から逆に該
振動子４１に逆方向推力が働き、その結果、振動子４１
は該直線部４１Ａに生じた振動の進行方向と同方向に移
動し、同時に該振動子４１を担持しているキャリッジ２
４も同方向へ動かされる。

【００３３】なお、キャリッジには公知の印字ヘッドが
固定されているが、図９には描かれていない。

【００３４】次に図１３及び図１４を参照して本発明方
法により分極された圧電素子を有する超音波モータにつ
いて説明する。

【００３５】図１３において、５１は該モータの端板な
いし筺体の一部を構成する基板であり、該基板５１には
ボルト５４により鍋型のケース５２が固着され、基板５
１とケース５２とによって該モータの筺体が構成されて
いる。基板５１の中央には出力軸５５を挿通させるため
の孔が貫設されるとともに該孔の外側には該軸５５を支
持するための軸受５３が取付けられている。出力軸５５
は該軸受５３に支持されるとともに、ケース５２に固定
されたもう一つの軸受５４にも回転可能に支持されてい
て基板５１及びケース５２のそれぞれの外側へ突出して
いる。基板５１とケース５２とで囲まれた空間内には振
動体すなわちステータ５６と、回転体すなわちロータ５
７と、該ロータ５７に接着剤６５で接着されて該ロータ
と一体化されているロータホルダー兼ばね受け５８と、
ロータ５７をステータ５６の一方の端面に圧接させるた
めの加圧ばね５９、等が収容されている。６０は軸受５
４に隣接して出力軸５５に嵌装されたばね受けであり、
加圧ばね５９は該ばね受け６０とロータホルダー兼ばね
受け５８との間に配置されて該ばね受け５８を介してロ
ータ５７をステータ５６の端面に圧接している。ステー
タ５６は図１４（ａ）に示されるように環状円板形の部
材であり、ロータ５７と接する端面には軸心に関して放
射方向に配置された溝６６ａが刻設され、該溝６６ａ間
の歯状の突部６６ｂの表面には耐摩耗被覆材６８が接着
され、ロータ５７は該耐摩耗被覆材６８に圧接されてい
る。

【００３６】６３はステータ５６の中心孔に嵌着された
締結用板部材であり、該板部材６３には出力軸５５の外
径より大きな軸挿通孔が中心に貫設されるとともに該軸
挿通孔の周囲には複数のビス挿通孔が貫設されており、
該軸挿通孔には出力軸５５が該孔に接することなく挿通
され、該ビス挿通孔には締結用のビス６６が挿通されて
該ビス６６は基板５１の中心部に設けられたねじ孔にね
じ込まれることによりステータ５６が基板５１に固定さ
れている。ステータ５６の裏面（すなわちロータ５７と
の接触面とは反対側の端面）には該ステータに振動を発
生させるための励振素子としての圧電素子６１が接着さ
れており、圧電素子６１に対する給電を行なうためのフ
レキシブルプリント基板６２が圧電素子６１に接着され
るとともにケース５２の外部へ引き出されている。６７
は該圧電素子６１と基板５１との間に配置された振動絶
縁体であり、この振動絶縁体６７によりステータ５６の
振動が基板５１に伝達されないようになっている。

【００３７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明方法によ
れば、従来の方法に比べ分極処理の信頼性が上り、不良
が減るとともに、より低い印加電圧の分極処理が可能と
なった。その結果、空気中での分極が可能となり従来高
温の絶縁オイル中で行っていたため絶縁オイルの蒸気が
発生して劣悪であった作業環境が改善されたこと、絶縁
オイルの含浸した圧電素子の手間のかかる洗浄が不要に
なったこと、さらに分極処理装置が絶縁オイルとオイル
バスを使わず、ホットプレートや恒温槽ですむので装置
自体が簡易化でき安価になったこと、などのほか、当然
に絶縁オイルや洗浄用の溶剤等も不要になり、最終的に
圧電素子の分極処理にかかるコストを大幅に下げること
ができる。すなわち、本発明は超音波モータの製造コス
トに占める割合の大きい圧電素子の製造コストの低減に
大きな効果を有するものである。

【００３８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施するための分極処理装置の第
一実施例の概念図。

【図２】本発明方法の一例の説明図。

【図３】本発明方法を実施するための装置の第二実施例
を示す概念図。

【図４】本発明方法を実施するための装置の第三実施例
の概念図。

【図５】公知の超音波モータに使用されている圧電素子
の分極の状態を示す平面図。

【図６】公知の棒状超音波モータに使用されている圧電
素子の分極の状態を示す平面図。

【図７】従来の分極処理装置の概念図。

【図８】提案されている従来技術の分極処理装置の概念
図。

【図９】本発明方法で分極された圧電素子により構成さ
れた超音波リニアモータを有するプリンタの一部の斜視
図。

【図１０】（ａ）は図９のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図９
のＢ−Ｂ断面図。

【図１１】振動子４１の取付け状態を説明するための
図。

【図１２】本発明方法により分極された圧電素子４２を
有する振動子４１の斜視図。

【図１３】本発明方法で分極された圧電素子を有する円
板型超音波モータの縦断面図。

【図１４】（ａ）は該超音波モータのステータの平面
図、（ｂ）は該ステータの断面図。

【符号の説明】

１…圧電素子 ２−ａ，２−ｂ…
分割電極 ３…全面電極 ４…圧電セラミッ
ク ５…高圧直流電源 ６，７…リレー ８…分極用治具板 ９−ａ，９−ｂ…
コンタクトピン １０…ホットプレート １１…コントロー
ラ １４…交流電源 １５ａ，１５ｂ…
軸 １６，１７…振動子支持部材 １８…固定子 ２１…プリンタ構造部材 ２２ａ，２２ｂ…
軸受 ２４…キャリッジ ３１…ガイドバー
兼移動体支持部材 ３４ａ，３４ｂ…ローラ ４１…振動子 ４２…圧電素子 ５１…基板 ５２…ケース ５５…出力軸 ５６…ステータ ５７…ロータ ５８…ロータホルダー兼ばね受け ５９…加圧ばね ６０…ばね受け ６１…圧電素子 ６２…フレキシブルプリント基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 裕 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−131058（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−167124（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−283474（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−12587（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 41/22

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一の面に複数の分極実施域電極が形成
   されるとともに該第一の面に対向する第二の面には全面
   電極もしくは一部分割電極が形成されている圧電素子を
   分極するための分極処理方法であって、 一方向の極性を与えるための第一の分極処理工程と、逆
   方向の極性を与えるための第二の分極処理工程と、から
   成り、前記第一及び第二の処理工程において分極を実施
   する領域に面して配置された分極実施域電極と該領域に
   面して配置された該全面電極もしくは一部分割電極との
   間には所定の極性の電位を与え、分極を実施しない領域
   に面して配置された分極実施域電極と該分極非実施領域
   に面して配置された全面電極もしくは一部分割電極とを
   同電位に保持しつつ分極処理を行なうとともに、前記第
   一処理工程と前記第二処理工程とを交互に複数回行なう
   ことを特徴とする圧電素子の分極処理方法。
2. 【請求項２】 前記第一処理工程と前記第二処理工程に
   おいて、前記第一の面の前記電極と前記第二の面の前記
   全面電極もしくは一部分割電極との間に電圧を印加する
   ための電圧源と、前記第一処理工程と前記第二処理工程
   において電圧を印加する電極と短絡する電極とを切換え
   る電極切換機能を有するとともに各処理工程における電
   圧印加時間すなわち分極処理時間と印加電圧の大きさと
   を設定する分極処理時間及び印加電圧設定機能を有した
   制御手段と、を有し、請求項１の分極処理方法を実施す
   る分極処理装置。
3. 【請求項３】 前記第一の面の前記電極の第一群に正極
   が接続されるとともに前記電極の第二群に負極が接続さ
   れた第一の直流電圧源と、前記第二の面の前記全面電極
   もしくは前記一部分割電極に接続された第二の直流電圧
   源と、前記第二の直流電圧源と前記全面電極もしくは前
   記一部分割電極との間に接続されて前記第二の直流電圧
   源の正極及び負極のいずれかを前記全面電極もしくは前
   記一部分割電極に接続させる切換手段と、を有し、請求
   項１の分極処理方法を実施する分極処理装置。
4. 【請求項４】 前記第一の面の前記電極の第一群に正極
   が接続されるとともに前記電極の第二の群に負極が接続
   された直流電源と、前記第二の面の前記全面電極もしく
   は前記一部分割電極に接続されて正負交流電圧を印加す
   る交流電源と、を有し、請求項１の分極処理方法を実施
   する分極処理装置。
5. 【請求項５】 請求項１の方法で分極された圧電素子を
   振動子に有している超音波モータ。