JPH03263885A - バイモルフ形平面駆動素子およびその製造方法 - Google Patents
バイモルフ形平面駆動素子およびその製造方法Info
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- JPH03263885A JPH03263885A JP2063145A JP6314590A JPH03263885A JP H03263885 A JPH03263885 A JP H03263885A JP 2063145 A JP2063145 A JP 2063145A JP 6314590 A JP6314590 A JP 6314590A JP H03263885 A JPH03263885 A JP H03263885A
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Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、固定した駆動素子上において物体を移動さ
せるか、または駆動素子を物体本体に固定し、物体を移
動させるための平面駆動素子およびその製造方法に関す
るものである。
せるか、または駆動素子を物体本体に固定し、物体を移
動させるための平面駆動素子およびその製造方法に関す
るものである。
従来、圧電セラミックスを利用したこの種の平面駆動素
子は、しかるべき位置での電極の形成が困難であったた
め、単体の平面駆動素子を形成した後に、この単体の平
面駆動素子を一つの基体上に一次元あるいは二次元状に
整列配置することにより構成されていた。
子は、しかるべき位置での電極の形成が困難であったた
め、単体の平面駆動素子を形成した後に、この単体の平
面駆動素子を一つの基体上に一次元あるいは二次元状に
整列配置することにより構成されていた。
また、平面駆動素子の構成として圧電素子を利用したも
の以外にも、機械的な平面駆動素子あるいは磁歪素子の
集合によって同様の機能を実現していた。
の以外にも、機械的な平面駆動素子あるいは磁歪素子の
集合によって同様の機能を実現していた。
（発明が解決しようとする課題］
従来の平面駆動素子は、前記のように構成されていたた
め、組み立てた個別の平面駆動素子間の位置決め精度が
十分ではなく、また、駆動方向が一様でなかったり、平
面駆動素子間の性能のばらつきがあり、そのために平面
駆動素子の特性が一様でなかったり、また、配線が一括
して行えないために、組立工程が複雑化するなどの問題
点を有していた。
め、組み立てた個別の平面駆動素子間の位置決め精度が
十分ではなく、また、駆動方向が一様でなかったり、平
面駆動素子間の性能のばらつきがあり、そのために平面
駆動素子の特性が一様でなかったり、また、配線が一括
して行えないために、組立工程が複雑化するなどの問題
点を有していた。
この発明は、前記のような問題点を解決し、個別の平面
駆動素子間の性能が一様で、かつ、整列配置の精度が高
いため、駆動性能が著しく良好であるバイモルフ形平面
駆動素子およびその製造方法を提供することを目的とす
るものである。
駆動素子間の性能が一様で、かつ、整列配置の精度が高
いため、駆動性能が著しく良好であるバイモルフ形平面
駆動素子およびその製造方法を提供することを目的とす
るものである。
前記目的を達成するため、この発明のバイモルフ形平面
駆動素子は以下のような構成および製造方法としたもの
である。
駆動素子は以下のような構成および製造方法としたもの
である。
（１）バイモルフ積層形圧電セラミックスのブロックの
表面のバイモルフとバイモルフの中間の領域に一次元櫛
形状に複数の深溝を形成して構成された一次元トレンチ
と、 この一次元トレンチを構成する個別の駆動アクチュエー
タの側面部に形成された電極と、前記個別の駆動アクチ
ュエータを一次元の単独または共同で駆動させるため、
前記深溝の底面部に沿って配されたリード端子とから成
ることを特徴とするバイモルフ形平面駆動素子。
表面のバイモルフとバイモルフの中間の領域に一次元櫛
形状に複数の深溝を形成して構成された一次元トレンチ
と、 この一次元トレンチを構成する個別の駆動アクチュエー
タの側面部に形成された電極と、前記個別の駆動アクチ
ュエータを一次元の単独または共同で駆動させるため、
前記深溝の底面部に沿って配されたリード端子とから成
ることを特徴とするバイモルフ形平面駆動素子。
（２）バイモルフ積層形圧電セラミックスのブロックの
表面のバイモルフとバイモルフの中間の領域に一次元櫛
形状に複数の深溝を形成して構成された一次元トレンチ
に直角に複数の深溝を形成して構成した二次元トレンチ
と、 この二次元トレンチを構成する個別の駆動アクチュエー
タの一方向側面部に形成された電極と、前記個別の駆動
アクチュエータを二次元の単独または共同で駆動させる
ため、前記深溝底面部に沿って一次元櫛形状に配された
リード端子とから成ることを特徴とするバイモルフ形平
面駆動素子。
表面のバイモルフとバイモルフの中間の領域に一次元櫛
形状に複数の深溝を形成して構成された一次元トレンチ
に直角に複数の深溝を形成して構成した二次元トレンチ
と、 この二次元トレンチを構成する個別の駆動アクチュエー
タの一方向側面部に形成された電極と、前記個別の駆動
アクチュエータを二次元の単独または共同で駆動させる
ため、前記深溝底面部に沿って一次元櫛形状に配された
リード端子とから成ることを特徴とするバイモルフ形平
面駆動素子。
（３）バイモルフ積層形圧電セラミックスのブロックの
表面のバイモルフとバイモルフの中間の領域に一次元櫛
形状に複数の深溝を形成して一次元トレンチとなし、 この一次元トレンチを構成する個別の駆動アクチュエー
タの側面部に電極を形成し、 前記個別の駆動アクチュエータを一次元の単独または共
同で駆動させるため、前記深溝の底面部に沿って一次元
櫛形状にリード端子を配することを特徴とするバイモル
フ形平面駆動素子の製造方法。
表面のバイモルフとバイモルフの中間の領域に一次元櫛
形状に複数の深溝を形成して一次元トレンチとなし、 この一次元トレンチを構成する個別の駆動アクチュエー
タの側面部に電極を形成し、 前記個別の駆動アクチュエータを一次元の単独または共
同で駆動させるため、前記深溝の底面部に沿って一次元
櫛形状にリード端子を配することを特徴とするバイモル
フ形平面駆動素子の製造方法。
（４）バイモルフ積層形圧電セラミックスのブロックの
表面のバイモルフとバイモルフの中間の領域に一次元櫛
形状に複数の第１の深溝を形成して一次元トレンチとな
し、 この一次元トレンチを構成する個別の駆動アクチュエー
タの側面部に電極を形成した後、前記第１の深溝と直交
するように複数の第２の深溝を一次元櫛形状に形成する
ことにより二次元の個別の駆動アクチュエータを構成し
て二次元トレンチとなし、 前記二次元の個別の駆動アクチュエータを二次元の単独
または共同で駆動させるため、前記第１の深溝の底面部
に沿って一次元櫛形状にリード端子を配することを特徴
とするバイモルフ形平面駆動素子の製造方法。
表面のバイモルフとバイモルフの中間の領域に一次元櫛
形状に複数の第１の深溝を形成して一次元トレンチとな
し、 この一次元トレンチを構成する個別の駆動アクチュエー
タの側面部に電極を形成した後、前記第１の深溝と直交
するように複数の第２の深溝を一次元櫛形状に形成する
ことにより二次元の個別の駆動アクチュエータを構成し
て二次元トレンチとなし、 前記二次元の個別の駆動アクチュエータを二次元の単独
または共同で駆動させるため、前記第１の深溝の底面部
に沿って一次元櫛形状にリード端子を配することを特徴
とするバイモルフ形平面駆動素子の製造方法。
従って、従来の技術とは、均一な特性を有するバイモル
フ積層形圧電セラミックスを用し）、これに−柄加工を
施すことにより、一次元または二次元配列の一次元駆動
が可能なバイモルフ形平面駆動素子を実現した点が異な
る。
フ積層形圧電セラミックスを用し）、これに−柄加工を
施すことにより、一次元または二次元配列の一次元駆動
が可能なバイモルフ形平面駆動素子を実現した点が異な
る。
一次元駆動のバイモルフ形平面駆動デバイスにおいては
、駆動方向をχとすれば、Ｘアドレス方式により駆動さ
せることができる。すなわち、Ｘ走査信号発生器により
リード端子を介して任意の電極に電圧を印加すると、こ
の電圧に比例した個別の駆動アクチュエータの変位量が
得られる。従って、個別の駆動アクチュエータの駆動面
に物体を置いた場合、隣り合った電極に順次電圧を印加
することにより、個別の駆動アクチュエータを順次変位
させ、物体をＸ方向に移動させる。
、駆動方向をχとすれば、Ｘアドレス方式により駆動さ
せることができる。すなわち、Ｘ走査信号発生器により
リード端子を介して任意の電極に電圧を印加すると、こ
の電圧に比例した個別の駆動アクチュエータの変位量が
得られる。従って、個別の駆動アクチュエータの駆動面
に物体を置いた場合、隣り合った電極に順次電圧を印加
することにより、個別の駆動アクチュエータを順次変位
させ、物体をＸ方向に移動させる。
また、二次元配列された一次元駆動のバイモルフ形平面
駆動デバイスにおいては、駆動方向をＸおよびＹとして
、ＸＹアドレス方式を用いて、すなわち、（χ、Ｙ）マ
トリックスにおける任意の個別の駆動アクチュエータを
選択し、ＸまたはＹ走査信号発生器によりリード端子を
介して電極に電圧を印加し、個別の駆動アクチュエータ
をＸ。
駆動デバイスにおいては、駆動方向をＸおよびＹとして
、ＸＹアドレス方式を用いて、すなわち、（χ、Ｙ）マ
トリックスにおける任意の個別の駆動アクチュエータを
選択し、ＸまたはＹ走査信号発生器によりリード端子を
介して電極に電圧を印加し、個別の駆動アクチュエータ
をＸ。
Ｙ方向に駆動させる。
第１図は、この発明の第１の実施例を示す一次元駆動の
バイモルフ形平面駆動デバイスの概略斜視図であり、１
はバイモルフ積層形圧電セラミ・ノクスからなる個別の
駆動アクチュエータ、２は個別の駆動アクチエータ１の
間に形成された複数の深溝、３はこの深溝２の底面に付
着した電極４を分離するため加工された微小溝で、前記
底面部のほぼ中心に沿って形成されている。４はこの個
別の駆動アクチュエータ１の側壁面上に形成された電極
、５はこの深溝２の底面部に配設されたリード端子で、
その接点５ａ、５ｂがそれぞれの電極に接続している。
バイモルフ形平面駆動デバイスの概略斜視図であり、１
はバイモルフ積層形圧電セラミ・ノクスからなる個別の
駆動アクチュエータ、２は個別の駆動アクチエータ１の
間に形成された複数の深溝、３はこの深溝２の底面に付
着した電極４を分離するため加工された微小溝で、前記
底面部のほぼ中心に沿って形成されている。４はこの個
別の駆動アクチュエータ１の側壁面上に形成された電極
、５はこの深溝２の底面部に配設されたリード端子で、
その接点５ａ、５ｂがそれぞれの電極に接続している。
６は個別の駆動アクチュエータ１の駆動面である。
以上のように構成された一次元駆動のノ＼イモルフ形平
面駆動デバイスの駆動の仕方について述べる。第１図に
示すように駆動方向をＸとすれば、Ｘアドレス方式によ
り駆動させることができる。
面駆動デバイスの駆動の仕方について述べる。第１図に
示すように駆動方向をＸとすれば、Ｘアドレス方式によ
り駆動させることができる。
すなわち、Ｘ走査信号発生器（図示しない）によりリー
ド端子５を介して任意の電極４に電圧を印加すると、こ
の電圧に比例した個別の駆動アクチュエータ１の変位量
が得られる。従って、駆動面６に物体を置いた場合、隣
り合った電極４に順次電圧を印加することにより、個別
の駆動アクチュエータ１を順次変位させ、前記物体をＸ
方向に移動させることが可能となる。
ド端子５を介して任意の電極４に電圧を印加すると、こ
の電圧に比例した個別の駆動アクチュエータ１の変位量
が得られる。従って、駆動面６に物体を置いた場合、隣
り合った電極４に順次電圧を印加することにより、個別
の駆動アクチュエータ１を順次変位させ、前記物体をＸ
方向に移動させることが可能となる。
第２図は、第１図に示したこの発明の一次元駆動のバイ
モルフ形平面駆動デバイスを製造する工程を説明するた
めの図である。すなわち、第１の工程（１）において、
平面精度および表面精度の優れたバイモルフ積層形圧電
材料からなる数十枚積層したブロックＢを用意する。こ
の場合、分極方向が対向するように材料を貼り合わせ、
最終的に素子構造を反映したブロックとする。この貼り
合わせるバイモルフ単体の厚みによって素子のピッチが
決まることになる。
モルフ形平面駆動デバイスを製造する工程を説明するた
めの図である。すなわち、第１の工程（１）において、
平面精度および表面精度の優れたバイモルフ積層形圧電
材料からなる数十枚積層したブロックＢを用意する。こ
の場合、分極方向が対向するように材料を貼り合わせ、
最終的に素子構造を反映したブロックとする。この貼り
合わせるバイモルフ単体の厚みによって素子のピッチが
決まることになる。
第２の工程（２）において、このブロックＢの表面に、
ダイヤモンドまたは砥石を切削刃とするダイシングソー
により、または放電加工法を用いて一次元櫛形状に一定
の間隔をもって複数の深溝２を加工し、複数の個別のバ
イモルフ積層形圧電セラミックスの駆動アクチュエータ
１からなる一次元トレンチＴを構成する。この場合、深
溝２はバイモルフとバイモルフの中間の領域に形成する
。
ダイヤモンドまたは砥石を切削刃とするダイシングソー
により、または放電加工法を用いて一次元櫛形状に一定
の間隔をもって複数の深溝２を加工し、複数の個別のバ
イモルフ積層形圧電セラミックスの駆動アクチュエータ
１からなる一次元トレンチＴを構成する。この場合、深
溝２はバイモルフとバイモルフの中間の領域に形成する
。
第３の工程（３）において、蒸着法、スパッタリング法
、ＥＣＲプラズマ法あるいは無電解メツキ法などにより
、個別の駆動アクチュエータ１の駆動面６および側壁面
、深溝２の底面部にわたって電極４を形成する。
、ＥＣＲプラズマ法あるいは無電解メツキ法などにより
、個別の駆動アクチュエータ１の駆動面６および側壁面
、深溝２の底面部にわたって電極４を形成する。
第４の工程（４）において、個別の駆動アクチュエータ
１の駆動面６に存在する余分な電極を除去する。
１の駆動面６に存在する余分な電極を除去する。
第５の工程（５）において、個別の駆動アクチュエータ
１間の電気的な分離を図るため、深溝２の底面部のほぼ
中心部分に沿って第２の工程（２）と同様の方法により
微小溝３を形成する。この微小溝３の幅は当初形成した
深溝２の幅と同一である必要はなく、さらに幅および深
さの小さな溝を形成するだけでよい。このようにして深
溝２の底部に付着した電極材を除去する。
１間の電気的な分離を図るため、深溝２の底面部のほぼ
中心部分に沿って第２の工程（２）と同様の方法により
微小溝３を形成する。この微小溝３の幅は当初形成した
深溝２の幅と同一である必要はなく、さらに幅および深
さの小さな溝を形成するだけでよい。このようにして深
溝２の底部に付着した電極材を除去する。
第６の工程（６）において、深溝２の底面部にリード端
子５を挿入して固定する。この場合、リード端子５の接
点５ａ、５ｂの表面にハンダ７が１く形成してあれば、
僅かな加熱作業により一様に固定可能である。
子５を挿入して固定する。この場合、リード端子５の接
点５ａ、５ｂの表面にハンダ７が１く形成してあれば、
僅かな加熱作業により一様に固定可能である。
第３図は、この発明の第２の実施例を示す個別動作可能
な一次元駆動のバイモルフ形平面駆動デバイスの概略斜
視図であり、個別の駆動アクチュエータを二次元に配列
させたものである。ここで、９はバイモルフ積層形圧電
セラミックスのブロックの表面にお互いが直交するよう
に、かつ、二次元に形成された第１の深溝８および第２
の深溝８′により各々独立して構成された個別の駆動ア
クチュエータである。この場合、電極４は個別の駆動ア
クチュエータ９の一方向側壁面、ここでは第１の深溝８
に面した側壁面上に形成されており、かつ、第１の深溝
８の底面部のほぼ中心部分に沿って形成された微小溝３
によって電気的に分離されており、リード端子５は第１
の深溝８の底面部に配設されている。
な一次元駆動のバイモルフ形平面駆動デバイスの概略斜
視図であり、個別の駆動アクチュエータを二次元に配列
させたものである。ここで、９はバイモルフ積層形圧電
セラミックスのブロックの表面にお互いが直交するよう
に、かつ、二次元に形成された第１の深溝８および第２
の深溝８′により各々独立して構成された個別の駆動ア
クチュエータである。この場合、電極４は個別の駆動ア
クチュエータ９の一方向側壁面、ここでは第１の深溝８
に面した側壁面上に形成されており、かつ、第１の深溝
８の底面部のほぼ中心部分に沿って形成された微小溝３
によって電気的に分離されており、リード端子５は第１
の深溝８の底面部に配設されている。
（製造例１）
さらに、具体的な製造例を説明する。１．６＋＋＋Ｘ４
ｃｍ Ｘ ３ｃｍの板厚方向に分極したＰＺＴ板を２５
枚、分極の向きが互いに逆になるように貼り合わせた４
Ｘ４ Ｘ３ｃｍ ３のバイモルフ積層形圧電セラミッ
クスブロックを用意し、その表面にバイモルフとバイモ
ルフの中間領域にダイシングソーにより一次元櫛形状に
深さ２ｃｍ、幅１鵬の深溝２を１．６ｎ。
ｃｍ Ｘ ３ｃｍの板厚方向に分極したＰＺＴ板を２５
枚、分極の向きが互いに逆になるように貼り合わせた４
Ｘ４ Ｘ３ｃｍ ３のバイモルフ積層形圧電セラミッ
クスブロックを用意し、その表面にバイモルフとバイモ
ルフの中間領域にダイシングソーにより一次元櫛形状に
深さ２ｃｍ、幅１鵬の深溝２を１．６ｎ。
ピッチ間隔で形成した。この場合、深溝２を各ＰＺＴ板
の中心位置に形成したため、深溝２の両側に０．３ｍｍ
の厚さのＰＺＴ板が形成できることになる。したがって
、全体で０．６ｍｍの厚さの可動突起が個別の駆動アク
チュエータとして形成できることになる。加工歪の除去
のためケミカルエツチングを施した後、ＮｉＰの無電解
メツキを行い、個別の駆動アクチュエータ１の駆動面６
および側壁面、深溝２の底面部にわたって金属膜を電極
４として形成する。次いで、駆動面６およびバイモルフ
積層形圧電セラミックスブロック端面に存在する余分な
金属膜を研削または研磨により除去した後、深溝２の底
面部のほぼ中心部分に沿って幅０．５ ｍｍ、深さ１−
の微小溝３を形成し、個別の駆動アクチュエータ１間の
電極４を分離する。さらに、リード端子５を深溝２の底
面部に挿入してハンダ等で固定する。このようにして、
一次元駆動の平面駆動デバイスが形成でき、−回の動作
で５０μｍの変位量が実現できた。
の中心位置に形成したため、深溝２の両側に０．３ｍｍ
の厚さのＰＺＴ板が形成できることになる。したがって
、全体で０．６ｍｍの厚さの可動突起が個別の駆動アク
チュエータとして形成できることになる。加工歪の除去
のためケミカルエツチングを施した後、ＮｉＰの無電解
メツキを行い、個別の駆動アクチュエータ１の駆動面６
および側壁面、深溝２の底面部にわたって金属膜を電極
４として形成する。次いで、駆動面６およびバイモルフ
積層形圧電セラミックスブロック端面に存在する余分な
金属膜を研削または研磨により除去した後、深溝２の底
面部のほぼ中心部分に沿って幅０．５ ｍｍ、深さ１−
の微小溝３を形成し、個別の駆動アクチュエータ１間の
電極４を分離する。さらに、リード端子５を深溝２の底
面部に挿入してハンダ等で固定する。このようにして、
一次元駆動の平面駆動デバイスが形成でき、−回の動作
で５０μｍの変位量が実現できた。
（製造例２）
製造例１と同様にして、１．６ｍｍ Ｘ４ｃｍ Ｘ３ｃ
ｍの板厚方向に分極したＰＺＴ板を２５枚、分極の向き
が互いに逆になるように貼り合わせた４×４×３ｃｍ３
のバイモルフ積層形圧電セラミックスのブロックを用意
し、第２図と同様にしてその表面のバイモルフとバイモ
ルフの中間領域に一次元櫛形状に複数の第１の深溝８を
深さ２ ｃｍ、幅１ｒＭｉ、ピッチ間隔 １．６皿にて
形成した。加工歪の除去、電極４の形成および不要電極
の除去は製造例１と同様である。次いで、既に形成した
第１の深溝８と直角方向に同様にして複数の第２の深溝
８′を深さ２国、幅１ｍｍ、ピッチ間隔１．６＝にて形
成することにより、２４ Ｘ ２４の個別の駆動アクチ
ュエータ９を構成する。さらに、第１の深溝８の底面部
に電極分離のための微小溝３を形成し、この底面部に沿
ってリード端子５を設置することにより、２４×２４の
個別の駆動アクチュエータ９を有する一次元駆動のバイ
モルフ形平面駆動デバイスを製造した。
ｍの板厚方向に分極したＰＺＴ板を２５枚、分極の向き
が互いに逆になるように貼り合わせた４×４×３ｃｍ３
のバイモルフ積層形圧電セラミックスのブロックを用意
し、第２図と同様にしてその表面のバイモルフとバイモ
ルフの中間領域に一次元櫛形状に複数の第１の深溝８を
深さ２ ｃｍ、幅１ｒＭｉ、ピッチ間隔 １．６皿にて
形成した。加工歪の除去、電極４の形成および不要電極
の除去は製造例１と同様である。次いで、既に形成した
第１の深溝８と直角方向に同様にして複数の第２の深溝
８′を深さ２国、幅１ｍｍ、ピッチ間隔１．６＝にて形
成することにより、２４ Ｘ ２４の個別の駆動アクチ
ュエータ９を構成する。さらに、第１の深溝８の底面部
に電極分離のための微小溝３を形成し、この底面部に沿
ってリード端子５を設置することにより、２４×２４の
個別の駆動アクチュエータ９を有する一次元駆動のバイ
モルフ形平面駆動デバイスを製造した。
このように、個別駆動可能な一次元駆動のバイモルフ形
平面駆動デバイスにより、部分的に駆動量の制御が可能
なことを確認した。
平面駆動デバイスにより、部分的に駆動量の制御が可能
なことを確認した。
以上のようにして構成された個別駆動可能な一次元駆動
の平面駆動デバイスの駆動の仕方についてのべる。
の平面駆動デバイスの駆動の仕方についてのべる。
第４図はこの発明の第３の実施例を説明するための図で
あり、第１乃至第２の実施例で示したバイモルフ形平面
駆動デバイスの各個別の駆動アクチュエータ１，９の駆
動面６に曲面状柔軟性膜１２を形成した部分拡大構成図
を示したものである。
あり、第１乃至第２の実施例で示したバイモルフ形平面
駆動デバイスの各個別の駆動アクチュエータ１，９の駆
動面６に曲面状柔軟性膜１２を形成した部分拡大構成図
を示したものである。
このような構成のバイモルフ形平面駆動素子の駆動の仕
方は、第１乃至第２の実施例の場合と同様であるが、曲
面状柔軟性膜１２を個別の駆動アクチュエータ１．９の
駆動面６に形成することにより新たにつぎのような効果
を発生する。
方は、第１乃至第２の実施例の場合と同様であるが、曲
面状柔軟性膜１２を個別の駆動アクチュエータ１．９の
駆動面６に形成することにより新たにつぎのような効果
を発生する。
■：摩擦力の増加により、個別の駆動アクチュエータ２
．９の駆動面６上における物体の移動を容易にするとと
もに、すべりによる傷の発生を防止できる。
．９の駆動面６上における物体の移動を容易にするとと
もに、すべりによる傷の発生を防止できる。
■：二曲面状柔軟性膜１２表面形状を制御することによ
り、物体の接触面積を自由にコントロールすることがで
きる。
り、物体の接触面積を自由にコントロールすることがで
きる。
■二曲面状柔軟性膜１２は個別の駆動アクチュエータ１
．９の表面保護の役目も果たすため、個別の駆動アクチ
ュエータ１，９の駆動面６の表面の磨耗、電極の損傷、
電気的なショートなどを発生させず、バイモルフ形平面
駆動素子自体の寿命の向上を図ることができる。
．９の表面保護の役目も果たすため、個別の駆動アクチ
ュエータ１，９の駆動面６の表面の磨耗、電極の損傷、
電気的なショートなどを発生させず、バイモルフ形平面
駆動素子自体の寿命の向上を図ることができる。
第５図は、このような曲面状柔軟性膜１２を個別の駆動
アクチュエータ１，９の駆動面６に形成するための方法
を示したものである。
アクチュエータ１，９の駆動面６に形成するための方法
を示したものである。
先ず、第１の工程（１）において、バイモルフ形平面駆
動素子１３およびアクリルまたはエポキシ系のフォトポ
リマー１４を用意する。
動素子１３およびアクリルまたはエポキシ系のフォトポ
リマー１４を用意する。
第２の工程（２）において、バイモルフ形平面駆動素子
１３の先端部分、すなわち、駆動面６をフォトポリマー
１４中に浸漬してディッピングする。
１３の先端部分、すなわち、駆動面６をフォトポリマー
１４中に浸漬してディッピングする。
第３の工程（３）において、デインピングしたフォトポ
リマー１４に紫外線照射装置１５を用いて紫外線１６を
照射して硬化させる。この場合、フォトポリマー１４と
して粘度の小さなものを用いれば、バイモルフ形平面駆
動素子１３面に薄く比較的均一な高分子膜を曲面状柔軟
性膜１２として形成でき、粘度の大きなものを用いれば
、比較的厚めでしかも急峻状の高分子膜が曲面状柔軟性
膜１２として形成できる。さらに、フォトポリマー１４
の原料の構造や架橋剤の種類を調整することにより、曲
面状柔軟性膜１２０表面硬度を制御することも可能とな
る。
リマー１４に紫外線照射装置１５を用いて紫外線１６を
照射して硬化させる。この場合、フォトポリマー１４と
して粘度の小さなものを用いれば、バイモルフ形平面駆
動素子１３面に薄く比較的均一な高分子膜を曲面状柔軟
性膜１２として形成でき、粘度の大きなものを用いれば
、比較的厚めでしかも急峻状の高分子膜が曲面状柔軟性
膜１２として形成できる。さらに、フォトポリマー１４
の原料の構造や架橋剤の種類を調整することにより、曲
面状柔軟性膜１２０表面硬度を制御することも可能とな
る。
曲面状柔軟性膜１２は、このようなフォトポリマー１４
のディッピングによる形成方法とは別に、次のような方
法によっても実現可能である。
のディッピングによる形成方法とは別に、次のような方
法によっても実現可能である。
（１）先ず、バイモルフ形平面駆動素子１３を用意する
。
。
（２）バイモルフ形平面駆動素子１３を真空装置内にセ
ントする。
ントする。
（３）この真空装置内にメタン、エタン、エチレンなど
の原料ガスを導入し、対向電極間にに電界をかけること
によってプラズマを発生させ、このプラズマにより前記
原料ガスを重合させて、前記バイモルフ形平面駆動素子
１３面上に堆積させ、曲面状柔軟性膜１２を形成する。
の原料ガスを導入し、対向電極間にに電界をかけること
によってプラズマを発生させ、このプラズマにより前記
原料ガスを重合させて、前記バイモルフ形平面駆動素子
１３面上に堆積させ、曲面状柔軟性膜１２を形成する。
以上説明したように、この発明のバイモルフ形平面駆動
素子は、変位量の大きな一次元駆動が可能で、しかも、
各個別の駆動アクチュエータ間の性能が一様であるため
、駆動性能の高い平面駆動素子を容易に実現できる効果
がある。すなわち、従来の単一の圧電セラミックスから
形成した個別の駆動アクチュエータの変位量が１ミクロ
ン程度であったのに対し、この発明のバイモルフ形平面
駆動素子では５０〜１００ ミクロンと大きな値を得る
ことができる。さらに、個々のバイモルフ形平面駆動素
子の表面に柔軟性の高い曲面構造を形成することにより
、ハンドリング性能の高い、しかも−括製造により個別
の駆動アクチュエータ間の性能が一様で駆動性能が高い
平面駆動素子を容易に実現できるという効果もある。
素子は、変位量の大きな一次元駆動が可能で、しかも、
各個別の駆動アクチュエータ間の性能が一様であるため
、駆動性能の高い平面駆動素子を容易に実現できる効果
がある。すなわち、従来の単一の圧電セラミックスから
形成した個別の駆動アクチュエータの変位量が１ミクロ
ン程度であったのに対し、この発明のバイモルフ形平面
駆動素子では５０〜１００ ミクロンと大きな値を得る
ことができる。さらに、個々のバイモルフ形平面駆動素
子の表面に柔軟性の高い曲面構造を形成することにより
、ハンドリング性能の高い、しかも−括製造により個別
の駆動アクチュエータ間の性能が一様で駆動性能が高い
平面駆動素子を容易に実現できるという効果もある。
第１図はこの発明の第１の実施例であり一次元駆動のバ
イモルフ形平面駆動デバイスを示す概略斜視図、第２図
はこの一次元駆動のバイモルフ形平面駆動素子の製造工
程を説明するための図、第３図はこの発明の第２の実施
例であり個別駆動可能な一次元駆動のバイモルフ形平面
駆動デバイスを示す概略斜視図、第４図はこの発明の第
３の実施例であり個別の駆動アクチュエータの駆動面に
曲面状柔軟性膜を形成したバイモルフ形平面駆動素子の
部分拡大構成図、第５図は個別の駆動アクチュエータの
駆動面への曲面状柔軟性膜の形成方法を説明するための
図である。 １．９・・・個別の駆動アクチュエータ、２．８．８’
、１０．１０’・・・深溝、３・・・微小溝、 ４・・・電極、 ５・・・リード端子、 ６・・・駆動面、 ７・・・ハンダ、 １２・・・曲面状柔軟性膜、 １３・・・バイモルフ形平面駆動素子、１４・・・フォ
トポリマー １５・・・紫外線照射装置、 １６・・・紫外線、 Ｂ・・・ブロック、 Ｔ・・・一次元トレンチ。 駆動面６ Ｓａｔ１点 この発明の第１の実施例のバイモルフ形平面駆動デバイ
ス第１図 この発明の第３の実施例のバイモルフ形平面駆動素子の
部分拡大構成図第４図 駆動アクチュエータの駆動面への曲面状柔軟性膜の形成
方法第５図
イモルフ形平面駆動デバイスを示す概略斜視図、第２図
はこの一次元駆動のバイモルフ形平面駆動素子の製造工
程を説明するための図、第３図はこの発明の第２の実施
例であり個別駆動可能な一次元駆動のバイモルフ形平面
駆動デバイスを示す概略斜視図、第４図はこの発明の第
３の実施例であり個別の駆動アクチュエータの駆動面に
曲面状柔軟性膜を形成したバイモルフ形平面駆動素子の
部分拡大構成図、第５図は個別の駆動アクチュエータの
駆動面への曲面状柔軟性膜の形成方法を説明するための
図である。 １．９・・・個別の駆動アクチュエータ、２．８．８’
、１０．１０’・・・深溝、３・・・微小溝、 ４・・・電極、 ５・・・リード端子、 ６・・・駆動面、 ７・・・ハンダ、 １２・・・曲面状柔軟性膜、 １３・・・バイモルフ形平面駆動素子、１４・・・フォ
トポリマー １５・・・紫外線照射装置、 １６・・・紫外線、 Ｂ・・・ブロック、 Ｔ・・・一次元トレンチ。 駆動面６ Ｓａｔ１点 この発明の第１の実施例のバイモルフ形平面駆動デバイ
ス第１図 この発明の第３の実施例のバイモルフ形平面駆動素子の
部分拡大構成図第４図 駆動アクチュエータの駆動面への曲面状柔軟性膜の形成
方法第５図
Claims (4)
- （１）バイモルフ積層形圧電セラミックスのブロックの
表面のバイモルフとバイモルフの中間の領域に一次元櫛
形状に複数の深溝を形成して構成された一次元トレンチ
と、 この一次元トレンチを構成する個別の駆動アクチュエー
タの側面部に形成された電極と、 前記個別の駆動アクチュエータを一次元の単独または共
同で駆動させるため、前記深溝の底面部に沿って配され
たリード端子とから成ることを特徴とするバイモルフ形
平面駆動素子。 - （２）バイモルフ積層形圧電セラミックスのブロックの
表面のバイモルフとバイモルフの中間の領域に一次元櫛
形状に複数の深溝を形成して構成された一次元トレンチ
に直角に複数の深溝を形成して構成した二次元トレンチ
と、 この二次元トレンチを構成する個別の駆動アクチュエー
タの一方向側面部に形成された電極と、前記個別の駆動
アクチュエータを二次元の単独または共同で駆動させる
ため、前記深溝底面部に沿って一次元櫛形状に配された
リード端子とから成ることを特徴とするバイモルフ形平
面駆動素子。 - （３）バイモルフ積層形圧電セラミックスのブロックの
表面のバイモルフとバイモルフの中間の領域に一次元櫛
形状に複数の深溝を形成して一次元トレンチとなし、 この一次元トレンチを構成する個別の駆動アクチュエー
タの側面部に電極を形成し、 前記個別の駆動アクチュエータを一次元の単独または共
同で駆動させるため、前記深溝の底面部に沿って一次元
櫛形状にリード端子を配することを特徴とするバイモル
フ形平面駆動素子の製造方法。 - （４）バイモルフ積層形圧電セラミックスのブロックの
表面のバイモルフとバイモルフの中間の領域に一次元櫛
形状に複数の第１の深溝を形成して一次元トレンチとな
し、 この一次元トレンチを構成する個別の駆動アクチュエー
タの側面部に電極を形成した後、 前記第１の深溝と直交するように複数の第２の深溝を一
次元櫛形状に形成することにより二次元の個別の駆動ア
クチュエータを構成して二次元トレンチとなし、 前記二次元の個別の駆動アクチュエータを二次元の単独
または共同で駆動させるため、前記第１の深溝の底面部
に沿って一次元櫛形状にリード端子を配することを特徴
とするバイモルフ形平面駆動素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2063145A JPH03263885A (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | バイモルフ形平面駆動素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2063145A JPH03263885A (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | バイモルフ形平面駆動素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03263885A true JPH03263885A (ja) | 1991-11-25 |
Family
ID=13220789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2063145A Pending JPH03263885A (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | バイモルフ形平面駆動素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03263885A (ja) |
-
1990
- 1990-03-14 JP JP2063145A patent/JPH03263885A/ja active Pending
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