JPH11187677A - 振動装置、振動型駆動装置およびこれを用いた装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シート材より円環形状の圧電素子を切り出す
と、シート材の効率的使用を図れない。 【解決手段】 円環状又は多角形環状に形成された弾性
体１の端面に圧電素子２を接合して構成され、圧電素子
に周波電圧を印加して弾性体に振動を励起する振動装置
において、弾性体の端面に、複数の圧電素子を並べて接
合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、曲げ進行波を利用
する振動装置や超音波モータに代表される振動型駆動装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波モータは、例えば特公平１−１７
３５４号公報に開示されているように、円環又は円盤状
の振動体を有する。この振動体は、金属等により形成さ
れて振動減衰性の低い弾性体に圧電素子（電歪素子と称
される場合もある）を接合して構成されている。圧電素
子上に形成された２相の電極群に時間的に位相の異なる
高周波電圧を印加すると、弾性体には２つの定在波振動
が励起され、これら２つの定在波振動が合成されて弾性
体の表面が楕円運動する。そして、この弾性体の表面に
接触体を加圧接触させると、振動体と移動体とを相対駆
動することができる。

【０００３】なお、弾性体に圧電素子を接合したもの
は、上記のようなモータの構成要素としてだけでなく、
例えばプリンタ等における紙送り用振動装置として用い
られる場合もある。

【０００４】ここで、圧電素子の一例を図２２（ａ），
（ｂ）に示す。圧電素子２３は、弾性体の端面と略同一
の形状（円環状）に一体形成されており、図２２（ａ）
に示すように、多数に分割された分割電極２４−Ａ，２
４−Ｂが弾性体との接合面側に配置されている。また、
図２２（ｂ）に示すように、弾性体との接合面と反対側
の面には、グランド電極２３−Ｇが設けられている。な
お、各分割電極に対応する領域（以下、分極領域とい
う）中に示された（＋），（−）は、各分割電極とグラ
ンド電極２３−Ｇとの間に直流電圧を印加することによ
って圧電素子２３を分極処理したときの各分極領域の分
極方向を示している。分極領域は駆動に用いるＡ，Ｂ２
相に分けられており、図２２（ａ）における２４−Ａが
Ａ相であり、２４−ＢがＢ相である。

【０００５】Ａ相２４−ＡおよびＢ相２４−Ｂは、互い
に位置的に定在波の４分の１波長又はその奇数倍の間隔
をもって配置されており、また互いに隣り合うとともに
互い異なる分極方向を有する分極領域は、定在波の２分
の１波長のピッチで形成されている。そして、同相の分
極領域に同時に高周波電圧を印加すると、１波長分の定
在波振動が励起されることになり、これを複数組用意す
ればその数に見合った波数の定在波が形成され、結果と
して１又は複数の波数の進行波が励起される。また、電
極２４−Ｓは振動体の駆動時に圧電効果により電荷を発
生し、これを検出することで振動子の振動状態のモニタ
を行うセンサ相電極として用いられる。また、圧電素子
の他の例を図２３に示す。この圧電素子も、図２２
（ａ）に示した圧電素子と同様に、駆動に用いるＡ，Ｂ
２相２４−Ａ，２４−Ｂを有する。これら２相は、互い
に位置的に定在波の４分の１波長又はその奇数倍ずれて
配置されており、Ａ相の分極領域は位置的に定在波の２
分の１波長又はその整数倍のピッチで配置され、Ｂ相の
分極領域も位置的に定在波の２分の１波長又はその整数
倍のピッチで配置されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の超音波モータでは、弾性体の端面形状とほぼ等しい
円環形状の１枚の圧電素子を用いている。しかしなが
ら、このような圧電素子を用いると、以下のような問題
が生じる。

【０００７】圧電素子は、例えば焼成前の圧電セラミッ
ク粉末と有機バインダーを含むシート状の成形体（グリ
ーンシート）からプレス等により所望の形状に切り出し
たものを焼成することで形成される。しかし、グリーン
シートの幅は圧電素子の形状が収まる大きさを持たねば
ならないので、例えば超音波モータとして大きな出力を
得るために大径の振動体に用いる圧電素子を作ろうとし
ても、既存の圧電素子生産設備では製造できないという
問題がある。

【０００８】また、グリーンシートから大きな円環形状
に打抜くと、グリーンシートにおいて使われない部分が
非常に多くを占めてしまい、シート面積あたりの歩留ま
りが低くなってしまう。

【０００９】さらに、上記の焼成工程で圧電素子に変形
が生じ、特に大径になればなるほど変形は大きくなる。
このような大きく変形している圧電素子を弾性体と接着
等により一体化しようとすると、圧電素子の割れや接着
力の不均一等が生じ、超音波モータとしての所望の性能
が得られなくなる。その結果、焼成後の圧電素子に対し
て変形を修正する工程が必要となる場合が多い。変形修
正方法としては、高温化で強制的に修正する方法や、研
磨等により変形を修正する方法などが用いられる。この
ような圧電素子の変形の修正は手間がかかるとともに、
修正工程時に圧電素子の割れを招くなど、少なからずの
無駄を生じる。

【００１０】振動型駆動装置として上記従来のような形
状の超音波モータを実現するとき、大きな出力を得るた
めに径方向の大きさが増大していく。これに伴い圧電素
子の外径も増大することとなる。そして、１枚の圧電素
子を用いる従来の技術はこのような超音波モータの性能
向上を阻害する大きな要因となっている。

【００１１】また、上記従来例で示した圧電素子は、裏
表に電極膜を設けた単板の１層構造であることから、こ
の圧電素子を用いた振動型駆動装置を実用的な出力で駆
動するには数十〜数百ボルトの高周波電圧を印加する必
要がある。このため、カメラ等の携帯用の機器において
は電源である電池の電圧では足りず、昇圧回路を用意す
る必要がある。そして、このような高電圧は環境等への
影響を配慮する必要があり、超音波モータ等、振動型駆
動装置の適用範囲を限定する要因となっている。 そこ
で、圧電素子として積層構成を有する積層圧電素子を用
いることが提案される。積層圧電素子はたとえば同じ厚
さの単一の板状の圧電セラミックと比較した場合、低い
印加電圧で大きな変形歪みや大きな発生力が得られるの
で、近年、超音波モータ等の振動型駆動装置を構成する
振動体の駆動部として一部利用されている。

【００１２】この積層圧電素子の製造方法は主に以下の
２通りがある。第１の製造方法は、焼成した単板の圧電
セラミックの両面に電極層を設け、これを複数枚重ね合
わせ、接着剤等で接合して作る方法である。第２の製造
方法は、焼成前の圧電セラミック粉末と有機バインダー
を含むシート状の成形体（グリーンシート）の層と、電
極ペーストの層を各々重ね合わせ熱圧着して一体化した
後に焼成して作る焼結一体型の方法である。

【００１３】最近注目されているのは第２の製造方法
で、圧電セラミックの層を単板より薄くでき、また熱圧
着できるので接着剤のような材料を用いることが無く、
小型でかつ、より高性能の積層圧電素子を実現できる。
この第２の製造工程による円盤形状の積層圧電素子の製
造工程について簡単に説明する。まず予め仮焼粉砕した
圧電セラミックスの粉末に有機バインダー混ぜ、グリー
ンシートを成形する。そして、所定の大きさ、例えば８
インチ角のグリーンシートの片面に所定のパターンを持
つマスクを用いて、電極膜となる金属電極ペーストをス
クリーン印刷する。次に、電極膜が印刷された面を上に
して、予め決められた順に従い、かつ決められた互いの
相対位置に合うようにグリーンシートを重ね合わせ、加
熱プレスにより各シートを密着化した後に円環状に打ち
抜く。

【００１４】次に、各層に形成される電極膜の導通を行
うために積層圧電素子の側面に電極を形成し、分極処理
を行う。このように積層圧電素子はシート状の圧電セラ
ミック材からも加工が可能である。

【００１５】このシート材より円環形状の積層圧電素子
が切り出される状態の例を図２４に示している。ここで
は外径φ２６−内径φ１５の積層圧電素子を作成する例
を示す。シート材を８×８ｉｎｃｈ（２０３．２×２０
３．２ｍｍ）の正方形形状に切り出し、積層圧電素子が
複数個作成できるように並べて配置する。シート材は有
機バインダーを含んでおり焼成時に収縮するため、条件
により異なるが、例えば２割程度の収縮率を見込んで形
成すると、上記外形φ２６の積層圧電素子はシート上に
はφ３２．５ｍｍで形成される。このように１枚のシー
ト材から一度に多数の積層圧電素子を形成することが可
能である。

【００１６】しかしながら、前述したようにシート材か
ら１つの大径圧電素子を形成する場合と同様に、シート
材のかなりの部分が不使用となり、圧電素子のコストを
上昇させる大きな要因となる。

【００１７】そこで、本発明は、振動装置、振動型駆動
装置に用いられる圧電素子の製造工程におけるシート材
の無駄を抑え、圧電素子を大量に、かつ安価に安定的に
供給できるようにすることを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、円環又は多角形環状に形成された弾
性体の端面に対し、１枚の環状に形成した圧電素子を接
合するのではなく、複数の圧電素子を略環状に並べて接
合するようにしている。これにより、各圧電素子は小形
となり、圧電セラミック材のシート上に密に並べて形成
することでシート材を効率的に用いることが可能とな
る。

【００１９】また、圧電素子が小形となることで、焼成
時に圧電素子に生じる変形は微小なものとなり、変形を
修正する工程が不要となる。

【００２０】なお、本発明においては、各圧電素子を積
層圧電素子とすることが望ましい。

【００２１】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１には、本発
明の第１実施形態である振動装置を示している。この振
動装置は、円環状に形成された弾性体１の端面に８個の
積層圧電素子２を並べて接合して構成されている。な
お、この振動装置は、円環形状の面外５次の振動モード
で駆動される。また、この振動装置の駆動原理について
は、公知文献に詳しく記載されているのでここでは説明
を省略する。

【００２２】図２には、上記振動装置で用いられる各積
層圧電素子２の構成を詳しく示している。積層圧電素子
２は、６枚の圧電素子板１９−１〜１９−６を積層する
ことで形成される。各圧電素子板１９は長方形状に形成
され、第１層の圧電素子板１９−１の上面には、この上
面の領域を２分割するように長方形状の電極２０−１−
１，２０−１−２が形成されている。また、圧電素子板
１９−１には、これを厚さ方向に貫通する貫通孔が形成
されており、この貫通孔には導電材料が挿入され、電極
２０−１−１，２０−１−２と下層の圧電素子板に形成
される電極とを導通させるための貫通電極２１−１−
１，２１−１−２が形成されている。なお、貫通電極２
１−１−１，２１−１−２はほぼ円筒形状に形成され、
仕上がり寸法でφ０．１２ｍｍ程度である。

【００２３】第２層以下の圧電素子板１９−２〜１９−
６は圧電素子板１９−１と同形状に形成されている。圧
電素子板１９−２における第１層の貫通電極２１−１−
１，２１−１−２が重なる位置には、貫通電極２１−２
−１，２１−２−２が形成されている。また、圧電素子
板１９−２の上面には、貫通電極２１−２−１の露出部
を囲むように素子電極２０−２−１が形成されていると
ともに、貫通電極２１−２−２に接続されて圧電素子板
１９−２の上面をほぼ覆うように素子電極２０−２−２
が形成されている。なお、両素子電極２０−２−１，２
０−２−２は互いに絶縁されている。

【００２４】第３層の圧電素子板１９−３における第２
層の貫通電極２１−２−１，２１−２−２が重なる位置
には、貫通電極２１−３−１，２１−３−２が形成され
ている。この圧電素子板１９−３の上面には、貫通電極
２１−３−２の露出部を囲むように素子電極２０−３−
２が形成されているとともに、貫通電極２１−３−１に
接続されて圧電素子板１９−３の上面をほぼ覆うように
素子電極２０−３−１が形成されている。なお、両素子
電極２０−３−１，２０−３−２は互いに絶縁されてい
る。

【００２５】また、第４層の圧電素子板１９−４におけ
る第３層の貫通電極２１−３−１，２１−３−２が重な
る位置には、貫通電極２１−４−１，２１−４−２が形
成されている。この圧電素子板１９−４の上面には、貫
通電極２１−４−１の露出部を囲むように素子電極２０
−４−１が形成されているとともに、貫通電極２１−４
−２に接続されて圧電素子板１９−４の上面をほぼ覆う
ように素子電極２０−４−２が形成されている。なお、
両素子電極２０−４−１，２０−４−２は互いに絶縁さ
れている。

【００２６】さらに、第５層の圧電素子板１９−５にお
ける第４層の貫通電極２１−４−２と重なる位置には導
通電極２１−５−２が形成されている。この圧電素子板
１９−５の上面には、貫通電極２１−５−２の露出部を
囲むように素子電極２０−５−２が形成されているとと
もに、圧電素子板１９−５の上面をほぼ覆うように素子
電極２０−５−１が形成されている。なお、両素子電極
２０−５−１，２０−５−２は互いに絶縁されている。

【００２７】最下層（第６層）の圧電素子板１９−６の
上面には、ほぼこの上面全体を覆うように素子電極２０
−６−２が形成されている。

【００２８】このように６層の圧電素子板１９−１〜１
９−６は、図３に示すように積層される。なお、図３
は、各層に形成される貫通電極を通る面内で切断した状
態を示している。この図から分かるように、第１層に形
成された素子電極２０−１−１は、貫通電極により第３
層の素子電極２０−３−１および第５層の素子電極２０
−５−１と電気的に接続され、各々同電位となる。ま
た、第１層に形成された素子電極２０−１−２は、貫通
電極により第２層の素子電極２０−２−２，第４層の素
子電極２０−４−２および第６層の素子電極２０−６−
２と電気的に接続され、各々同電位となる。このように
電極を構成することにより、各層間に形成された素子電
極は交互に異なる電位を持つ。

【００２９】そして、第１層の素子電極２０−１−１，
２０−１−２の間に、図２に示すように直流電圧を印加
する（素子電極２０−１−２に高電位（＋）を、素子電
極２０−１−１に低電位（−）を印加する）ことによ
り、積層圧電素子２の各層に対して分極処理を行なうこ
とができる。なお、図３中の矢印は、各層各領域の分極
方向を示している。

【００３０】こうして積層圧電素子２の分極処理を行な
った後、表面に露出している素子電極２０−１−１，２
０−１−２をわずかの研磨等により除去する。図４に
は、素子電極２０−１−１，２０−１−２が除去された
状態の積層圧電素子２を示している。図４に示す積層圧
電素子２の上端面には、圧電素子板１９−１に形成され
た貫通電極２１−１−１，２１−１−２が露出して残
る。これらの貫通電極２１−１−１，２１−１−２は、
後述するようにフレキシブルプリント基板１５との導通
のために用いられる。

【００３１】このようにして形成された各積層圧電素子
２は、図１に示すように、各積層圧電素子２の分極パタ
ーンが、図１６に示した従来の圧電素子２３の分極パタ
ーン（電極パターン）に対応するように弾性体１の端面
上に並べて配置され、各積層圧電素子２の下端面（第６
層の圧電素子１９−６の下面）が弾性体１の端面に接着
等により接合される。

【００３２】ここで、図１中の積層圧電素子２−ａはＡ
相を示し、積層圧電素子２−ｂはＢ相を示している。そ
して、各積層圧電素子２は、これら２相２４−Ａ，２４
−Ｂが互いに位置的に定在波の４分の１波長又はその奇
数倍の間隔を有し、また互いに隣り合うとともに互い異
なる分極方向を有する分極領域が定在波の２分の１波長
のピッチとなるように配置される。

【００３３】ところで、図１に示した弾性体１の寸法
が、例えば外径φ２６ｍｍ−内径φ１５ｍｍである場
合、各積層圧電素子２の上下端面の寸法は４．８６×
５．２８ｍｍである。そして、このような寸法の積層圧
電素子２を作るために、焼成時の縮小分を考慮して、図
５に示すように、従来と同じ８×８ｉｎｃｈ（２０３．
２×２０３．２ｍｍ）のグリーンシートに計７２８個
（２８×２６個）分の圧電素子板の割付を行う（具体的
には、グリーンシートの表面における各割付部分に電極
を形成する）。本実施形態では、積層圧電素子２は６層
構成であるので、グリーンシートを６枚積層することで
積層圧電素子２を作ることができる。

【００３４】また、本実施形態では、弾性体１に８個の
積層圧電素子２を接合するので、６枚のグリーンシート
から９１個の振動装置に用いられる積層圧電素子２を形
成することができる。例えば、図１７に示した従来の積
層圧電素子の形成方法では、３６個（６×６個）の振動
装置に用いられる積層圧電素子を作成できるに過ぎない
ので、これと比較してもグリーンシートを無駄なく効率
的に使用していることが理解できる。

【００３５】このように本実施形態によれば、積層圧電
素子の製造工程において素子の材料であるグリーンシー
トのロスを少なくすることができるので、大きなコスト
低減を図ることができる。

【００３６】また、本実施形態の積層圧電素子２は６層
の構成であり、このうち５層が駆動に用いられる。この
ため、積層構造ではない単板の圧電素子と比較すると、
５分の１の電圧で同等の出力が得られる。このため、振
動装置の低電圧による駆動が可能となり、信頼性、安全
性に優れた振動装置を実現することができる。

【００３７】ところで、各積層圧電素子２への給電は図
１に示したフレキシブルプリント基板１５により行われ
る。フレキシブル基板１５は各積層圧電素子２の上端面
（第１層の圧電素子板１９−１の上面）と接着により接
合され、この基板１５上の配線パターン３１と積層圧電
素子２の上端面に露出した貫通電極２１−１−１，２１
−１−２とが圧接することにより導通が得られる。な
お、配線パターン３１−Ａ１はＡ相の給電用パターンで
あり、配線パターン３１−Ａ２はＡ相のグランドパター
ンである。また、配線パターン３１−Ｂ１はＢ相の給電
用パターンであり、配線パターン３１−Ｂ２はＢ相のグ
ランドパターンである。

【００３８】（第２実施形態）図７には、本発明の第２
実施形態である振動装置を示している。上記第１実施形
態では、積層圧電素子２を長方形状に形成したため、弾
性体１に接合した各素子間に隙間が生じ、弾性体１の外
周側で圧電素子２が存在しない部分が生じてしまう。し
かし、本実施形態では積層圧電素子２を台形状に形成し
たため、図７に示すように各素子間に隙間ができず、弾
性体１の外周側で圧電素子２が存在しない部分もなくな
る。

【００３９】振動装置の振動形態にも依存するが、一般
に弾性体１の外周側のほうが駆動時の歪が大きい。この
ため、歪を発生させる積層圧電素子２も外側部分が有効
に用いられる。従って、本実施形態のように台形状の積
層圧電素子２を用いれば、より効率の良い振動装置を実
現することができる。

【００４０】本実施形態における積層圧電素子２は、図
６に示すように、７層の圧電素子板１９−１〜１９−７
を積層することで構成されている。なお、図６中、２０
は第１実施形態と同様の素子電極を示し、２１は貫通電
極を示している。

【００４１】本実施形態における積層圧電素子２は形状
が台形状となっている以外、素子の製造工程や電極構造
等は第１実施形態の積層圧電素子２と概ね同じである
が、本実施形態では、第２層以下の貫通電極２０の位置
が台形の短片側の頂点近くである点で第１実施形態と異
なる。これは、前述したように積層圧電素子は弾性体１
の外周側のほうが有効に用いられるため、導通のために
形成される貫通電極はなるべく内周側に配置した方が好
ましいからである。

【００４２】そして、本実施形態においても、第１実施
形態と同様、図８に示すように、８インチ角のグリーン
シートから計７２８個（２２×４２個）の圧電素子板が
形成される。

【００４３】また、本実施形態における積層圧電素子２
の弾性体１に対する配置は第１実施形態と同様である
が、Ａ相とＢ相との間にセンサ用積層圧電素子２−Ｓが
配置されている点で第１実施形態と異なる。このセンサ
用積層圧電素子２−Ｓは、弾性体１に生じる振動変位を
モニタするためのセンサ素子として使用される。このよ
うなセンサ素子を設けることで、弾性体１の駆動状態の
監視が行え、精度の高い駆動を行うことができる。

【００４４】（第３実施形態）図１１には、本発明の第
３実施形態である振動装置を示している。この振動装置
は、円環状に形成された弾性体１の端面に８個の積層圧
電素子２を並べて接合して構成されている。なお、この
振動装置は、円環形状の面外５次の振動モードで駆動さ
れる。また、この振動装置の駆動原理については、公知
文献に詳しく記載されているのでここでは説明を省略す
る。

【００４５】図２には、上記振動装置で用いられる各積
層圧電素子２の構成を詳しく示している。積層圧電素子
２は、薄板状の金属材料を打ち抜いて曲げ加工を施すこ
とにより端面が略正８角形環状平面に形成された弾性体
１と、この弾性体１の端面に接合された８枚の積層圧電
素子２とから構成されている。各積層圧電素子２は弾性
体１の端面の内周および外周からはみ出さないように配
置され、隣り合う積層圧電素子２同士は互いに密着する
か、あるいは積層圧電素子２間の隙間に接着剤が充填さ
れる。

【００４６】図９には、本実施形態の振動装置に用いら
れる積層圧電素子２の構成を詳しく示している。なお、
本実施形態の積層圧電素子２の製造方法は上記第１およ
び第２実施形態にて説明した積層圧電素子と同一であ
る。また、本実施形態においては、積層圧電素子２は、
第２実施形態と同様に、７枚の圧電素子板１９−１〜１
９−７を積層することで構成される。さらに、本実施形
態の積層圧電素子２も、第２実施形態と同様に台形状に
形成される。

【００４７】但し、第１層の圧電素子板１９−１には、
３つの素子電極２０−２−１，２０−２−２，２０−２
−３が形成される。また、圧電素子板１９−１には、素
子電極２０−１−１，２０−１−２，２０−１−３の領
域の内側にそれぞれ貫通電極２１−１−１，２１−１−
２，２１−１−３が形成され、素子電極２０−１−１と
貫通電極２１−１−１とが、素子電極２０−１−２と貫
通電極２１−１−２とが素子電極２０−１−３と貫通電
極２１−１−３とがそれぞれ電気的に導通している。

【００４８】第２層の圧電素子板１９−２における第１
層の貫通電極２１−１−１〜−３に重なる位置には貫通
電極２１−２−１〜−３が形成されている。また、圧電
素子板１９−２の上面には、貫通電極２１−２−１を囲
むように素子電極２０−２−１が形成されているととも
に、それぞれ貫通電極２１−２−２，２１−２−３に接
続されて圧電素子板１９−２の上面を略半分ずつ覆うよ
うに素子電極２０−２−２，２０−２−３が形成されて
いる。なお、各素子電極２０−２−１〜−３は互いに絶
縁されている。

【００４９】第３層の圧電素子板１９−３における第２
層の貫通電極２１−２−１〜−３に重なる位置には貫通
電極２１−３−１〜−３が形成されている。また、圧電
素子板１９−３の上面には、貫通電極２１−３−２，２
１−３−３を囲むように素子電極２０−３−２，２０−
３−３が形成されているとともに、貫通電極２１−３−
１に接続されて圧電素子板１９−３の上面をほぼ覆うよ
うに素子電極２０−３−１が形成されいる。なお、各素
子電極２０−３−１〜−３は互いに絶縁されている。

【００５０】第４層の圧電素子板１９−４における第３
層の貫通電極２１−４−１〜−３に重なる位置には貫通
電極２１−４−１〜−３が形成されている。また、圧電
素子板１９−４の上面には、貫通電極２１−４−１を囲
むように素子電極２０−４−１が形成されているととも
に、それぞれ貫通電極２１−４−２，２１−４−３に接
続されて圧電素子板１９−４の上面を略半分ずつ覆うよ
うに素子電極２０−４−２，２０−４−３が形成されて
いる。なお、各素子電極２０−４−１〜−３は互いに絶
縁されている。

【００５１】第５層の圧電素子板１９−５における第４
層の貫通電極２１−４−１〜−３に重なる位置には貫通
電極２１−５−１〜−３が形成されている。また、圧電
素子板１９−５の上面には、貫通電極２１−５−２，２
１−５−３を囲むように素子電極２０−５−２，２０−
５−３が形成されているとともに、貫通電極２１−３−
１に接続されて圧電素子板１９−５の上面をほぼ覆うよ
うに素子電極２０−３−１が形成されいる。なお、各素
子電極２０−５−１〜−３は互いに絶縁されている。

【００５２】第６層の圧電素子板１９−６における第５
層の貫通電極２１−５−１〜−３に重なる位置には貫通
電極２１−６−１〜−３が形成されている。また、圧電
素子板１９−６の上面には、貫通電極２１−６−１を囲
むように素子電極２０−６−１が形成されているととも
に、それぞれ貫通電極２１−６−２，２１−６−３に接
続されて圧電素子板１９−６の上面を略半分ずつ覆うよ
うに素子電極２０−６−２，２０−６−３が形成されて
いる。なお、各素子電極２０−６−１〜−３は互いに絶
縁されている。

【００５３】第７層（最下層）の圧電素子板１９−７の
上面には、この上面全体を覆うように素子電極１９−７
が形成されている。

【００５４】これら７層の圧電素子板１９−１〜１９−
７は、それぞれ貫通電極および素子電極が投影的に重な
るように位置を合わされ、加圧プレスされた後、所定の
形状に加工されて積層圧電素子として形成される。

【００５５】第１層の素子電極２０−１−１は、貫通電
極により第３、第５および第７層の素子電極２０−３−
１，２０−５−１，２０−７−１と電気的に導通され
る。同様に、第１層の素子電極２０−１−２は、第２、
第４および第６層の素子電極２０−２−２，２０−４−
２，２０−６−２と電気的に導通される。また、第１層
の素子電極２０−１−３は、第２、第４および第６層の
素子電極２０−２−３，２０−４−３，２０−６−３と
電気的に導通される。

【００５６】このように形成された積層圧電素子におい
て、図９に示すように素子電極２０−１−１，２０−１
−２，２０−１−３の間に直流電圧を印加することで各
層の圧電素子板の分極が行われる。このときの分極状態
を模式的に図１０に示す。上記のように各素子電極の導
通がとられているので、例えば素子電極２０−１−１を
ＧＮＤ電位とし、素子電極２０−１−２，２０−１−３
を（＋）電位とすることで図９（ａ）に矢印で示す方向
に電界が印加され、各層は同方向に分極される。

【００５７】積層圧電素子２においては、は第１実施形
態で示した積層圧電素子と同様に、分極後に素子の上端
面に露出している素子電極２０−１−１，２０−１−
２，２０−１−３が除去される。これにより積層圧電素
子２の上端面に露出して残る貫通電極２１−１−１，２
１−１−２，２１−１−３は後述するフレキシブルプリ
ント基板１５との導通をとるために用いられる。

【００５８】こうして図９（ａ）に示すように分極され
た積層圧電素子において、図９（ｂ）に示すように貫通
電極２１−１−１をＧＮＤ電位とし、貫通電極２１−１
−２，２１−１−３にそれぞれ（＋）電位を与えると、
素子は正の変位を発生する（この印加電位と変位の関係
を図中（＋）と表記する）。貫通電極２１−１−２に対
する電位の印加で積層圧電素子の図中右側の領域に、貫
通電極２１−１−３に対する電位の印加で図中左側の領
域に変位が生じる。

【００５９】図９（ｃ）は、図９（ａ）において分極の
電位を逆に印加したときの積層圧電素子の分極状態を示
したものである。これは図９（ｂ）に示したものと逆の
分極状態となっており、貫通電極２１−２−２，２１−
２−３に（＋）電位を与えたときに負の変位が発生する
（この印加電圧と変位の関係を図中（−）と表記す
る）。

【００６０】そして、図９（ｂ），（ｃ）に示すよう
に、（＋）分極された積層圧電素子２と（−）分極され
た積層圧電素子２とが図１１（ｂ）に示すように交互に
位置するよう弾性体１の端面に接合される。このように
配置することで、（＋）分極された２つの分極領域と
（−）分極された２つの分極領域とが、図１６（ｃ）に
示す従来の振動装置と同様に、交互に配置されることに
なる。

【００６１】各分極領域は交互にＡ相駆動用、Ｂ相駆動
用として用いられる。このため、Ａ相駆動用に用いられ
る分極領域もＢ相駆動用に用いられる分極領域も、
（＋）分極された分極領域と（−）分極された分極領域
とが交互に位置することになる。ここで、本実施形態の
振動装置は、４次の面外曲げモードで駆動される。つま
り、１波長（λ）は全周の１／４である。このため、各
分極領域はλ／４のピッチで配置されていることにな
る。また、Ａ相駆動用の分極領域およびＢ相駆動用の分
極領域は、λ／２のピッチで配置されていることにな
る。前述のように、Ａ相駆動用の分極領域は交互に
（＋）分極、（−）分極されているので、これらに所定
の交番電圧を印加することでこの位置を腹とする４次の
面外曲げモードが励起される。

【００６２】一方、Ｂ相の分極領域も交互に（＋）分
極、（−）分極され、さらにこれらはＡ相の分極領域に
対してλ／４ずれて位置する。このため、Ｂ相の分極領
域に対して交番電圧を印加することで、Ａ相に対して４
／λずれた位置にモードが励起される。そして、これら
Ａ，Ｂ相に印加する交番電圧に適当な位相差を与えるこ
とで、弾性体１には、周方向に節、腹の位置が移動する
進行波が発生する。

【００６３】なお、各積層圧電素子２に形成された貫通
電極２１−１−３はＡ相を駆動するための導通用電極と
して用いられ、すべて同電位の電圧が印加される。同様
に貫通電極２１−１−２はＢ相を駆動するための導通用
電極として用いられ、全て同電位の電圧が印加される。
また、貫通電極２１−１−１はＡ，Ｂ相共通のＧＮＤ電
極として用いられる。

【００６４】図１１（ａ）には、上記貫通電極２１−１
−１，２１−１−２，２１−１−３に接続されるフレキ
シブルプリント基板１５を示している。このフレキシブ
ルプリント基板１５は、弾性体１の端面の内外径とおお
よそ同一の内外径を持つ円板部と、この円板部から径方
向外方に延びて外部との電気的な接続を行う導通部とか
ら構成されている。各積層圧電素子２の貫通電極２１−
１−１，２１−１−２，２１−１−３はそれぞれ同心円
上に位置するため、フレキシブルプリント基板１５の円
板部にも同心円上に３つの電極パターンが形成される。
最も内周側に形成された基板電極３１−Ｇは貫通電極２
１−１−１と電気的に接続し、ＧＮＤ用電極となる。中
間に位置する基板電極３１−Ｂは貫通電極２１−１−２
と接続し、Ｂ相用電極となる。最も外周側に形成された
基板電極３１−Ａは貫通電極２１−１−３と接続し、Ａ
相用電極となる。

【００６５】第１実施形態では、弾性体１の全周のうち
に駆動に用いられない領域が存在したが、本実施形態で
は、弾性体１の全周を駆動に用いることができる。この
結果、同一形状の弾性体を用いた場合を比較すると、本
実施形態の振動装置をモータ等の駆動装置に用いること
によって、より高出力を得ることができる。

【００６６】また、本実施形態では、１つの積層圧電素
子２に２つの分極領域を形成しているので、１枚の積層
圧電素子に１つの分極領域だけを形成する場合に比べて
部品点数を少なくでき、製造時の工程数の削減を図れる
とともに、信頼性の高い振動装置を実現することができ
る。また、本実施形態に用いられる積層圧電素子は全て
形状が同一であり、分極方向が異なるに過ぎない。この
ため、素子製造時の工程を素子の使用に合わせて変更す
る必要等がなく、製造時の繁雑さの少ない振動装置を実
現することができる。

【００６７】（第４実施形態）図１５には、本発明の第
４実施形態である振動装置を示している。なお、本実施
形態の振動装置は、第１および第２実施形態にて説明し
た円環状の弾性体１の端面に接合されるものであり、本
実施形態では、弾性体１の端面に接合された６個の積層
圧電素子２−ａ，２−ｂにより弾性体１に面外曲げ７次
モードが励起される。

【００６８】また、本実施形態の積層圧電素子２は、図
１２に示すように、弾性体１に励起される振動モードの
１波長の長さを有する扇状に形成された７枚の圧電素子
板１９−１〜１９−７を積層して構成される。各圧電素
子板１９−１〜１９−７は、図１４に示すように１枚の
グリーンシートから多数形成される。例えば、焼成前８
インチ角のグリーンシートから外径φ６０ｍｍ、内径φ
４５ｍｍの弾性体１に接合するための圧電素子板を形成
する場合には、１枚のグリーンシートから１２６個（７
×１８個）の圧電素子板を形成することができる。

【００６９】第１層の圧電素子板１９−１の上面には、
この圧電素子板を周方向に分割するように３つの素子電
極２０−１−１，２０−１−２，２０−１−３が形成さ
れている。また、圧電素子板１９−１には、素子電極２
０−１−１，２０−１−２，２０−１−３の内側に貫通
電極２１−１−１，２１−１−２，２１−１−３が形成
されている。

【００７０】第２層の圧電素子板１９−２における圧電
素子板１９−１に形成された貫通電極２１−１−１，２
１−１−２，２１−１−３と重なる位置には、３つの貫
通電極２１−２−１，２１−２−２，２１−２−３が形
成されている。そして、圧電素子板１９−２の上面に
は、貫通電極２１−２−１の露出部を囲むように素子電
極２０−２−１が形成されているとともに、貫通電極２
１−２−２，２１−２−３にそれぞれ接続されて圧電素
子板１９−２の上面のほぼ半分ずつを覆うように、つま
りは弾性体１に励起する振動モードの１／２波長のピッ
チで素子電極２０−２−２，２０−２−３が形成されて
いる。

【００７１】第３層の圧電素子板１９−３における圧電
素子板１９−２に形成された貫通電極２１−２−１，２
１−２−２，２１−２−３と重なる位置には、３つの貫
通電極２１−３−１，２１−３−２，２１−３−３が形
成されている。そして、圧電素子板１９−３の上面に
は、貫通電極２１−３−２，２１−３−３の露出部を囲
むように素子電極２０−３−２，２０−３−３が形成さ
れているとともに、貫通電極２１−３−１に接続されて
圧電素子板１９−３の上面のほぼ全体を覆うように素子
電極２０−３−１が形成されている。

【００７２】第４層の圧電素子板１９−４における圧電
素子板１９−３に形成された貫通電極２１−３−１，２
１−３−２，２１−３−３と重なる位置には、３つの貫
通電極２１−４−１，２１−４−２，２１−４−３が形
成されている。そして、圧電素子板１９−４の上面に
は、貫通電極２１−４−１の露出部を囲むように素子電
極２０−４−１が形成されているとともに、貫通電極２
１−４−２，２１−４−３にそれぞれ接続されて圧電素
子板１９−４の上面のほぼ半分ずつを覆うように素子電
極２０−４−２，２０−４−３が形成されている。

【００７３】第５層の圧電素子板１９−５における圧電
素子板１９−４に形成された貫通電極２１−４−１，２
１−４−２，２１−４−３と重なる位置には、３つの貫
通電極２１−５−１，２１−５−２，２１−５−３が形
成されている。そして、圧電素子板１９−５の上面に
は、貫通電極２１−５−２，２１−５−３の露出部を囲
むように素子電極２０−５−２，２０−５−３が形成さ
れているとともに、貫通電極２１−５−１に接続されて
圧電素子板１９−５の上面のほぼ全体を覆うように素子
電極２０−５−１が形成されている。

【００７４】第６層の圧電素子板１９−６における圧電
素子板１９−５に形成された貫通電極２１−５−１と重
なる位置には、貫通電極２１−６−１が形成されてい
る。そして、圧電素子板１９−６の上面には、貫通電極
２１−６−１の露出部を囲むように素子電極２０−６−
１が形成されているとともに、圧電素子板１９−６の上
面のほぼ半分ずつを覆うように素子電極２０−６−２，
２０−６−３が形成されている。

【００７５】第７層の圧電素子板１９−６の上面には、
この上面のほぼ全体を覆うように素子電極２０−７−１
が形成されている。

【００７６】以上のように形成された各圧電素子板１９
−１〜１９−７を積層して一体化し、焼成を行うことで
積層圧電素子２が形成される。これにより、第１層の素
子電極２０−１−１は、貫通電極により第３、第５およ
び第７層の素子電極２０−３−１，２０−５−１，２０
−７−１と電気的に導通される。同様に、第１層の素子
電極２０−１−２は、第２、第４および第６層の素子電
極２０−２−２，２０−４−２，２０−６−２と電気的
に導通される。また、第１層の素子電極２０−１−３
は、第２、第４および第６層の素子電極２０−２−３，
２０−４−３，２０−６−３と電気的に導通される。

【００７７】このように形成された積層圧電素子におい
て、図１２に示すように素子電極２０−１−１，２０−
１−２，２０−１−３の間に直流電圧を印加することで
各層の圧電素子板の分極が行われる。このときの分極状
態を模式的に図１３（ａ）に示す。上記のように各素子
電極の導通がとられているので、例えば素子電極２０−
１−１をＧＮＤ電位とし、素子電極２０−１−２を
（＋）電位、素子電極２０−１−３を（−）電位とする
ことで、図１３（ａ）に矢印で示す方向に電界が印加さ
れ、各層は同方向に分極される。

【００７８】積層圧電素子２においては、分極後に素子
の上端面に露出している素子電極２０−１−１，２０−
１−２，２０−１−３が研磨等により除去される。これ
により積層圧電素子２の上端面に露出して残る貫通電極
２１−１−１，２１−１−２，２１−１−３は外部との
導通をとるために用いられる。

【００７９】こうして分極処理された積層圧電素子２に
おいて、貫通電極２１−１−１をＧＮＤ電位とし、貫通
電極２１−１−２，２１−１−３に正電位を与えると、
図１３（ｂ）に示すように、（＋）で示した分極領域が
厚さ方向あるいは面内方向に伸び変形し、（−）で示し
た分極領域が縮み変形する。このように分極処理がされ
た積層圧電素子２は、Ａ相駆動用として用いられる（以
下、Ａ相駆動用の積層圧電素子２を２−ａと表記す
る）。

【００８０】一方、図１３（ａ）に示した積層圧電素子
２において、素子電極２０−１−１をＧＮＤ電位とし、
素子電極２０−１−２を（−）電位、素子電極２０−１
−３を（＋）電位とすることで、図１３（ａ）に矢印で
示す方向とは反対方向に電界が印加され、各層は同方向
に分極される。

【００８１】こうして分極処理された積層圧電素子２に
おいて、貫通電極２１−１−１をＧＮＤ電位とし、貫通
電極２１−１−２，２１−１−３に正電位を与えると、
図１３（ｃ）に示すように、（＋）で示した分極領域が
厚さ方向あるいは面内方向に伸び変形し、（−）で示し
た分極領域が縮み変形する。このように分極処理がされ
た積層圧電素子２は、Ｂ相駆動用として用いられる（以
下、Ｂ相駆動用の積層圧電素子２を２−ｂと表記す
る）。

【００８２】そして、このように分極処理された積層圧
電素子２−ａ，２−ｂは、図１５に示すように弾性体１
の端面に配置されて接合される。なお、図１５中には、
各積層圧電素子２における分極領域の分極状態を
（＋），（−）で示している。Ａ相駆動用積圧電素子２
−ａは同形状のものが３個並べて配置される。これらに
対して電位を与えることで各分極領域は交互に伸縮を行
い、適当な周波数の交流電界を与えることで振動子に曲
げの７次モードが励起される。

【００８３】また、Ｂ相駆動用積圧電素子２−ｂも同形
状のものが３個並べて配置される。これらに対して電位
を与えることで各分極領域は交互に伸縮を行い、適当な
周波数の交流電界を与えることで振動子に曲げの７次モ
ードが励起される。そして、これらＡ，Ｂ相に印加する
交番電圧に適当な位相差を与えることで、弾性体１に
は、周方向に節、腹の位置が移動する進行波が発生す
る。

【００８４】さらに、Ａ相駆動用積圧電素子２−ａとＢ
相駆動用積圧電素子２−ｂとの間には、センサ用積層圧
電素子２−ｓが配置される。このセンサ用積層圧電素子
２−ｓは励起される振動モードの１／４波長の長さに形
成され、積層圧電素子２−ａの（＋）の分極領域と同様
に構成されている。

【００８５】各積層圧電素子２と外部との導通には、第
３実施形態にて説明したものと同様のフレキシブルプリ
ント基板等が用いられる。

【００８６】なお、本発明は上記第１〜第４実施形態に
て説明した構成に限定されない。例えば、積層圧電素子
の形状が第１〜第４実施形態にて説明した形状と異なる
ものでもよく、積層圧電素子の積層数も第１〜第４実施
形態にて説明した積層数と異なってもよい。また、第３
実施形態にて説明した積層圧電素子の長さを、振動モー
ドの波長の３／２や２倍としてもよく、また用いるモー
ドの次数も上記各実施形態にて説明した次数に限定され
ない。さらに、積層圧電素子２と弾性体１の幅を同じと
する必要もない。

【００８７】（第５実施形態）図１６には、本発明の第
１〜第４実施形態にて説明した振動装置を用いた振動型
駆動装置（超音波モータ）を示している。この駆動装置
１４は、弾性体１およびこれに接合された積層圧電素子
２からなる振動体（振動装置）１３を有しており、この
振動体１３は、弾性体１の内周に形成された支持部を介
してモータ基台８に固定されている。

【００８８】また、弾性体１の上面（積層圧電素子２の
接合面とは反対側の面）には摩擦部材４が接合されてお
り、この摩擦部材４には移動体（接触体）５が回転摺動
可能に接触している。移動体５は、加圧バネ６およびバ
ネ押さえ１２を介して出力軸７と連結されている。

【００８９】出力軸７は、軸受け９，１０を介してモー
タ基台８に回転自在に保持されており、軸受け１０は出
力軸７に固定された軸押さえ１１によって軸方向位置決
めがなされている。このため、振動体１３と移動体５と
は加圧バネ６を弾性変形させた状態で軸押さえ１１とバ
ネ押さえ１２とによって挟持されるかたちとなり、移動
体５は加圧バネ６の付勢力によって振動子１３に対して
加圧接触する。

【００９０】このように構成された超音波モータにおい
て、振動体１３のＡ，Ｂ相駆動用積層圧電素子２−ａ，
２−ｂに所定の周波数で所定の電圧の周波信号を与える
ことにより、振動体１３（弾性体１）に進行波を形成さ
せ、これと加圧接触する移動体５を回転駆動することが
できる。移動体５の回転は出力軸７によりモータ外部に
取り出され、このモータを駆動源として備えた装置の駆
動対象（例えば、複写機の感光ドラム）に伝達される。

【００９１】（第６実施形態）図１７には、本発明の第
６実施形態である振動装置を示している。この振動装置
は、第１〜第４実施形態にて説明した弾性体１の端面に
２つの圧電素子３−１，３−２を並べて接合して構成さ
れている。なお、弾性体１の端面の外径はφ２６ｍｍ
で、内径はφ１５ｍｍである。

【００９２】圧電素子３−１，３−２の構成は、弾性体
１に４次の曲げモードが励起されるように決定されてい
る。波長λを角度で示すと９０ｄｅｇであり、２つの圧
電素子板３−１，３−２は円環を２等分に分割する形状
に形成されているので、波長λの１／２の４倍の周方向
長さとなる。また、圧電素子３−１，３−２上に形成さ
れる素子電極２０−Ａ，２０−Ｂの周方向長さは波長λ
の１／２、すなわち４５ｄｅｇである。

【００９３】圧電素子３−１には３つの駆動用素子電極
２０−Ａが、各々の励起する振動位相が波長λ×１／２
となるように配置される。これらの素子電極２０−Ａは
第１の振動モードを励振するＡ相駆動用の電極として用
いられる。また、圧電素子３−１には弾性体１の振動状
態を検出するためのセンサ相として用いられる素子電極
２０ーＳも形成されている。

【００９４】圧電素子板３−２にも３つの駆動用の素子
電極２０−Ｂが、各々の励起する振動位相が波長λ×１
／２となるように配置される。これらの素子電極２０−
Ｂは第２の振動モードを励振するＢ相駆動用の電極とし
て用いられる。

【００９５】圧電素子板３−１，３−２は、弾性体１上
に配置されたときに素子電極２０−Ａおよび素子電極２
０−Ｂそれぞれへの周波信号の印加により励振される振
動モードが波長λの１／４倍ずれる位置となるように配
置される。

【００９６】これら圧電素子３−１，３−２は、図１８
に示すようにグリーンシート２２からプレス等により半
円環状に切り出される。この際、１つの切り出し部の端
部を他の切り出し部の内周の内側部分に配置するように
しているので、従来のように円環状の圧電素子を切り出
す場合に比べてグリーンシートを効率的に用いることが
できる。また、このように平面上でのスペースの効果的
な使用は、焼成後の工程、例えば素子電極を形成したり
分極処理したりする際にも一定の効果をもたらす。

【００９７】なお、本実施形態では、圧電素子３−１，
３−２を円環を２等分する形状とした場合について説明
したが、本発明ではこれに限定されず、例えば、圧電素
子を円環を４等分した形状にしてもよい。この倍の圧電
素子の周方向長さは波長λの１／２×２の長さとなる。
このように、圧電素子の周方向長さは上記に限定され
ず、圧電素子に形成される素子電極が収まれば任意の長
さとしてよい。

【００９８】（第７実施形態）図１９（ａ）には、本発
明の第７実施形態である振動装置を示している。駆動に
用いられる２つのモードを励起するために用いられる積
層圧電素子３−１はおよそ振動モードの波長λの１／２
の長さに形成される。圧電素子３−１は略線対称となる
多角形状としているが、これは円環状の弾性体１上に配
置したときに円形の対称性をなるべく崩さないように
し、振動特性を良好なものとするための配慮である。

【００９９】図１９（ａ）に示されるように、弾性体１
の端面には、素子電極２０−Ａを持つ３つの圧電素子３
−１が並べられてＡ相駆動用として用いられ、同様に素
子電極２０−Ｂを持つ３つの圧電素子３−１が並べられ
てＢ相駆動用として用いられる。

【０１００】Ａ相およびＢ相の圧電素子３−１，３−１
が配置されない場所には圧電素子３−３には素子電極２
０−Ｓが形成され、この素子電極２０−Ｓはセンサ用電
極として用いられる。

【０１０１】また、駆動用の圧電素子板３−１およびセ
ンサ用の圧電素子３−３が配置されない場所には、弾性
体１の全周に渡って弾性体１の剛性や質量等が不均一と
ならないように圧電素子３−２が配置される。なお、図
２１（ａ）においては分かり易くするために圧電素子３
−２，３−３を弾性体１の径方向外方にずらして示して
いるが、実際には圧電素子３−１と同様に弾性体１の端
面の範囲内に圧電素子３−１に並べて配置される。

【０１０２】なお、本発明においては、圧電素子３−１
の形状は本実施形態にて示したものに限られるものでは
ない。例えば、図２１（ｂ）に示すように台形状に形成
したり、図２１（ｃ）に示すように１枚の圧電素子に複
数の素子電極２０を形成できるような形状にしたりして
もよい。

【０１０３】また、圧電素子３−２，３−３を配置する
必要は必ずしもない。

【０１０４】（第８実施形態）図２０には、本発明の第
８実施形態である振動装置を示している。本実施形態で
は、円環状の弾性体１の端面の全周にわたって１６個の
台形状の積層圧電素子３が並べて配置されており、面外
曲げの４次のモードを励起することで駆動が行なわれ
る。

【０１０５】１６個の各圧電素子３は、弾性体１に励起
される振動モードの波長λのおおよそ１／４倍の長さに
形成されており、素子の上面のほぼ全面を覆う１つの素
子電極２０を持つ。

【０１０６】本実施形態によれば、駆動用の圧電素子３
が弾性体１のほぼ全周にわたって配置されており、また
励起されるモードの歪の大きくなる弾性体１の外周側に
も配置されているので、振動装置として効率の良いもの
を実現できる。

【０１０７】各圧電素子３は、図２１（ａ）に示すよう
にグリーンシートから切り出される。本実施形態によれ
ば、圧電素子３をグリーンシートから密に切り出すこと
が可能なので、圧電素子３を効率の良く生産することが
できる。

【０１０８】また、圧電素子３は形状が小さなものとな
るので、焼成時の変形も微小なものとなり、この結果変
形を修正する工程を不要としたり簡単な修正工程のみを
設ければ足りるようにしたりすることができる。

【０１０９】なお、本発明における圧電素子の形状は本
実施形態にて説明したものに限られない。例えば、図２
１（ｂ）に示すように、圧電素子３の周方向長さを振動
モードの波長λのおおよそ１／４×２倍の長さとし、等
しい形状の素子電極２０を２つ並べて形成するようにし
てもよい。また、図２１（ｃ）に示すように、圧電素子
の周方向長さを振動モードの波長のおおよそ１／４×３
倍の長さとし、振動モードの波長λの１／４ずつずれて
弾性体１に振動を励起できるように３つの素子電極２０
を並べて形成してもよい。

【０１１０】また、上記第６〜第８実施形態にて説明し
た振動装置は、第５実施形態にて説明した振動型駆動装
置に適用することができる。さらに、上記各実施形態で
は、弾性体１の端面に積層圧電素子を配置した場合につ
いて説明したが、積層圧電素子に代えて単枚構成の圧電
素子を配置してもよい。

【０１１１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
円環状又は多角形環状の弾性体の端面に複数の圧電素子
を並べて配置するようにしたので、１つ１つの圧電素子
を小さくすることができ、従来用いられていた円環状の
１枚の圧電素子を用いる場合に比べて、グリーンシート
から効率的に圧電素子を形成することができる。また、
圧電素子が小形となることにより、焼成時に圧電素子に
生じる変形が微小なものとなるので、この変形を修正す
る作業を不要もしくは簡略化することができる。そし
て、このように圧電素子を効率的に形成することによ
り、振動装置や振動型駆動装置全体のコストダウンを図
ることができる。

【０１１２】また、本発明において積層圧電素子を用い
れば、駆動に必要な周波電圧値を低くすることができ、
振動装置や振動型駆動装置における駆動回路の簡略化や
環境への影響の軽減化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態である振動装置の斜視図
である。

【図２】上記振動装置に用いられる積層圧電素子の構成
を示す説明図である。

【図３】上記積層圧電素子の断面図である。

【図４】上記積層圧電素子の斜視図である。

【図５】上記積層圧電素子を構成する圧電素子板のグリ
ーンシートからの形成についての説明図である。

【図６】本発明の第２実施形態である振動装置に用いら
れる積層圧電素子の構成を示す説明図である。

【図７】上記第２実施形態の振動装置の斜視図である。

【図８】上記第２実施形態の積層圧電素子を構成する圧
電素子板のグリーンシートからの形成についての説明図
である。

【図９】本発明の第３実施形態である振動装置に用いら
れる積層圧電素子の構成を示す説明図である。

【図１０】上記第３実施形態の積層圧電素子の断面図お
よび各圧電素子の分極状態を示す平面図である。

【図１１】上記第３実施形態の振動装置の斜視図であ
る。

【図１２】本発明の第４実施形態である振動装置に用い
られる積層圧電素子の構成を示す説明図である。

【図１３】上記第４実施形態の積層圧電素子の断面図お
よび各圧電素子の分極状態を示す平面図である。

【図１４】上記第４実施形態の積層圧電素子を構成する
圧電素子板のグリーンシートからの形成についての説明
図である。

【図１５】上記第４実施形態の振動装置の平面図であ
る。

【図１６】本発明の第５実施形態である振動型駆動装置
の断面図である。

【図１７】本発明の第６実施形態である振動装置の平面
図である。

【図１８】上記第６実施形態の振動装置に用いられる圧
電素子のグリーンシートからの形成についての説明図で
ある。

【図１９】本発明の第７実施形態である振動装置の平面
図およびこの振動装置に用いられる圧電素子の変形例を
示す平面図である。

【図２０】本発明の第８実施形態である振動装置の平面
図である。

【図２１】上記第８実施形態の振動装置に用いられる圧
電素子のグリーンシートからの形成についての説明図お
よびこの振動装置に用いられる圧電素子の変形例を示す
平面図である。

【図２２】従来の振動装置に用いられる圧電素子の構成
を示す平面図および底面図である。

【図２３】従来の振動装置に用いられる圧電素子の構成
を示す平面図である。

【図２４】従来の圧電素子のグリーンシートからの形成
についての説明図である。

【符号の説明】

１ 弾性体 ２ 積層圧電素子 ３，１９ 圧電素子板 ４ 摩擦部材 ５ 移動体 １３ 振動体 １４ 振動型駆動装置 １５ プリント基板 ２１ 貫通電極 ２２ グリーンシート ２３ 圧電素子 ３１ 基板電極

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状に形成された弾性体の端面に圧電素
   子を接合して構成され、前記圧電素子に周波電圧を印加
   して前記弾性体に振動を励起する振動装置において、 前記弾性体の端面に、複数の圧電素子を並べて接合した
   ことを特徴とする振動装置。
2. 【請求項２】 前記弾性体が、円環状又は多角形環状に
   形成されていることを特徴とする請求項１に記載の振動
   装置。
3. 【請求項３】 前記各圧電素子に１又は複数の分極領域
   が形成されるとともに、これら分極領域が、それぞれ各
   圧電素子に周波電圧が印加されたときに前記弾性体に定
   在波振動を励起するための第１相および第２相に分かれ
   ており、 前記各圧電素子が、前記第１相および前記第２相の分極
   領域がそれぞれ前記定在波の１／２波長の整数倍のピッ
   チで位置するとともに、前記第１相の分極領域と前記第
   ２相の分極領域とが前記定在波の１／４波長分ずれて位
   置するように前記弾性体の端面に接合されていることを
   特徴とする請求項１又は２に記載の振動装置。
4. 【請求項４】 前記各圧電素子が、複数の圧電素子板を
   積層して構成されていることを特徴とする請求項１から
   ３のいずれかに記載の振動装置。
5. 【請求項５】 前記複数の圧電素子のうち一部の圧電素
   子が前記弾性体の振動状態を検出するためのセンサ用素
   子であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに
   記載の振動装置。
6. 【請求項６】 前記各圧電素子に１又は複数形成された
   電極領域のうち一部の電極領域が前記弾性体の振動状態
   を検出するためのセンサ用領域であることを特徴とする
   請求項１から５のいずれかに記載の振動装置。
7. 【請求項７】 前記各圧電素子における前記弾性体との
   接合面と反対側の面に配線基板を圧接させたことを特徴
   とする請求項１から６のいずれかに記載の振動装置。
8. 【請求項８】 請求項１から７のいずれかに記載の振動
   装置と前記弾性体に摩擦接触する接触体とを相対駆動す
   ることを特徴とする振動型駆動装置。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の振動型駆動装置を駆動
   源として用いたことを特徴とする装置。