圧電モーターの製造方法、圧電モーター、液体噴射装置及び時計
【課題】 圧電素子と振動部材との位置関係を高精度に維持しながら効率良く所定の作業を進めることができる圧電モーターの製造方法を提供する。
【解決手段】 圧電アクチュエーター１０と、回転軸３と、圧電アクチュエーター１０を回転軸３に向かって付勢する付勢手段８０とを具備する圧電モーター１の製造方法であって、突起部２１の基端となる振動部材２０の短手方向の辺と突起部２１の境界に圧電素子３０の厚さ方向に突出する凸部２６を形成するとともに、振動部材２０の長手方向の二辺の相対向する位置から面方向に突出している腕部２２の基端となる前記長手方向の二辺のそれぞれの境界に前記圧電素子３０の厚さ方向に突出する凸部２７を形成する工程と、凸部２６、２７に圧電素子３０の端面を当接させて振動部材２０に対する圧電素子３０の位置を規制することによりその位置合わせを行ないつつ振動部材２０に圧電素子３０を貼着する工程とを有する。
【解決手段】 圧電アクチュエーター１０と、回転軸３と、圧電アクチュエーター１０を回転軸３に向かって付勢する付勢手段８０とを具備する圧電モーター１の製造方法であって、突起部２１の基端となる振動部材２０の短手方向の辺と突起部２１の境界に圧電素子３０の厚さ方向に突出する凸部２６を形成するとともに、振動部材２０の長手方向の二辺の相対向する位置から面方向に突出している腕部２２の基端となる前記長手方向の二辺のそれぞれの境界に前記圧電素子３０の厚さ方向に突出する凸部２７を形成する工程と、凸部２６、２７に圧電素子３０の端面を当接させて振動部材２０に対する圧電素子３０の位置を規制することによりその位置合わせを行ないつつ振動部材２０に圧電素子３０を貼着する工程とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子によって被駆動部を駆動する圧電モーターの製造方法、圧電モーター、圧電モーターを用いた液体噴射装置及び圧電モーターを用いた時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電モーターは、圧電素子を具備する圧電アクチュエーターによって回転軸を回転駆動させるものである。ここで、圧電モーターに用いられる圧電アクチュエーターは、振動部材と、振動部材の一方面側に保持された圧電素子とを具備する。圧電素子は、振動部材側に設けられた第１電極と、圧電体層の第１電極とは反対側に設けられた第２電極とで構成されており、振動部材と第１電極とが接着剤を介して接着されている。
【０００３】
このような圧電アクチュエーターでは、圧電素子の第１電極と第２電極との間に電圧を印加し、圧電素子を振動部材の面内方向において縦振動及び屈曲振動させることで、振動部材の端部を回転駆動させる。そして、圧電アクチュエーターを回転軸に向かって付勢しながら、振動部材の端部を回転軸に当接させることで回転軸を回転させる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６７４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の如き圧電アクチュエーターを製造するに際しては、圧電素子を振動部材に接着剤により貼着する工程がある。かかる貼着工程においては圧電素子と振動部材との位置関係を高精度に維持しながら効率良く作業を進めることが肝要である。
【０００６】
ところが、従来の貼着工程では圧電素子と振動部材とを単に重ね合わせただけで位置合わせを行っていたので，十分な位置合わせ精度が得られていなかった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑み、圧電素子と振動部材との位置関係を高精度に維持しながら効率良く所定の作業を進めることができる圧電モーターの製造方法、圧電モーター、液体噴射装置及び時計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の態様は、圧電体層を挟んで両側にそれぞれ設けられた第１電極及び第２電極を有する圧電素子と、少なくとも片面に前記圧電素子が貼着されている振動部材とを有する圧電アクチュエーターと、前記振動部材の突起部が当接されて回転駆動する回転軸と、前記圧電アクチュエーターを前記回転軸に向かって付勢する付勢手段とを具備する圧電モーターの製造方法であって、前記突起部の基端となる前記振動部材の短手方向の辺と前記突起部との境界に前記圧電素子の厚さ方向に突出する凸部を形成するとともに、前記振動部材の長手方向の二辺の相対向する位置から面方向に突出している腕部の基端となる前記長手方向の二辺と前記腕部とのそれぞれの境界に前記圧電素子の厚さ方向に突出する凸部を形成する工程と、前記凸部に前記圧電素子の端面を当接させて前記振動部材に対する前記圧電素子の位置を規制することによりその位置合わせを行ないつつ前記振動部材に圧電素子を貼着する工程とを有することを特徴とする圧電モーターの製造方法にある。
【０００９】
本態様によれば、圧電素子の端面を振動部材の凸部に当接させるとその短手方向の一点と長手方向の二点との三点で位置が規制される。この結果、圧電素子を振動板の所定位置に簡易且つ高精度に位置決めすることができる。
【００１０】
ここで、前記凸部は前記突起部及び前記振動部材の一方の面側に他方の面側から前記突起部及び前記振動部材の一部を突出させることにより形成するとともに、前記振動部材の前記一方の面側に前記凸部を利用して位置決めをした前記圧電素子を貼着して形成することができる。この場合は振動部材の片面のみに圧電素子を貼着する場合に適用して特に有用なものとなる。また、前記凸部は前記突起部及び前記振動部材の前記境界において前記突起部及び前記振動部材の幅方向の両端部から切込みを入れ、その後前記突起部及び前記振動部材を捻ることにより切込み部分の一方を一方向に、他方を反対方向に突出させることにより形成するとともに、前記振動部材の両面に前記凸部を利用して位置決めをした圧電素子をそれぞれ貼着して形成しても良い。この場合は振動部材の両面に圧電素子を貼着する場合にも適用できる。
【００１１】
本発明の他の態様は、圧電体層を挟んで両側にそれぞれ設けられた第１電極及び第２電極を有する圧電素子と、少なくとも片面に前記圧電素子が貼着されている振動部材とを有する圧電アクチュエーターと、前記振動部材の突起部が当接されて回転駆動する回転軸と、前記圧電アクチュエーターを前記回転軸に向かって付勢する付勢手段とを具備する圧電モーターであって、前記振動部材は、前記突起部の基端となる短手方向の辺と前記突起部の境界に前記圧電素子の厚さ方向に突出する凸部を具備するとともに、長手方向の二辺の相対向する位置から面方向に突出している腕部の基端となる前記長手方向の二辺と前記腕部とのそれぞれの境界に前記圧電素子の厚さ方向に突出する凸部を具備し、前記圧電素子は、前記凸部に端面をそれぞれ当接させて前記振動部材に貼着したことを特徴とする圧電モーターにある。
【００１２】
本態様によれば、圧電素子の端面を振動部材の凸部に当接させるとその短手方向の一点と長手方向の二点との三点で位置が規制される。この結果、圧電素子を振動板の所定位置に簡易且つ高精度に位置決めすることができ、圧電モーターとして構造的なバランスがとれ、良好な振動特性を得ることができる。
【００１３】
ここで、前記凸部は前記突起部及び前記振動部材の一方の面側に他方の面側から前記突起部及び前記振動部材の一部を突出させることにより形成するとともに、前記圧電素子は前記振動部材の前記一方の面側で前記凸部に端面を当接させることにより位置決めをして貼着して構成することができる。この場合は振動部材の片面のみに圧電素子を貼着する場合に適用して特に有用なものとなる。また、前記凸部は前記突起部及び前記振動部材の前記境界において前記突起部及び前記振動部材の幅方向の両端部から切込んだ切込み部分で前記突起部及び前記振動部材を捻ることにより前記切込み部分の一方を一方向に、他方を反対方向に突出させることにより形成したものであり、前記圧電素子は前記振動部材の両面で前記凸部に端面を当接させることにより位置決めをしてそれぞれ貼着して形成したものであっても良い。この場合は振動部材の両面に圧電素子を貼着する場合にも適用できる。
【００１４】
本発明の他の態様は、上記何れかの圧電モーターを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
【００１５】
本態様によれば、液体噴射装置の、例えば紙送り部分等、回転軸の回転駆動を伴う部分に好適に適用できる。
【００１６】
本発明の他の態様によれば、上記何れかの圧電モーターを具備することを特徴とする時計にある。
【００１７】
本態様によれば、小形化を達成するとともに、耐久性も向上させることができる時計を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１に係る圧電モーターの分解斜視図。
【図２】実施形態１に係る圧電モーターの平面図。
【図３】実施形態１に係る圧電モーターの断面図。
【図４】実施形態１に係る圧電アクチュエーターの位置合わせ時の態様を示す図。
【図５】実施形態１に係る圧電アクチュエーターの動作を示す平面図。
【図６】実施形態１に係る圧電アクチュエーターの動作を示す平面図。
【図７】他の実施形態に係る圧電アクチュエーターの位置合わせ時の態様を示す図。
【図８】一実施形態に係る記録装置の概略斜視図である。
【図９】一実施形態に係る記録装置の要部拡大平面図である。
【図１０】一実施形態に係る時計の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る圧電モーターの分解斜視図であり、図２は、圧電モーターの平面図であり、図３は、圧電モーターの断面図である。
【００２０】
これらの図に示すように、本実施形態の圧電モーター１を構成する圧電アクチュエーター１０は、振動部材２０と、振動部材２０の片面に貼着された圧電素子３０とを具備する。
【００２１】
振動部材２０の片面に貼着された圧電素子３０は、圧電体層４０と、圧電体層４０の振動部材２０側に設けられた第１電極５０と、圧電体層４０の第１電極５０とは反対側に設けられた第２電極６０とを有する。
【００２２】
圧電体層４０は、電気機械変換作用を示す圧電材料、特に圧電材料の中でも一般式ＡＢＯ３で示されるペロブスカイト構造を有する金属酸化物からなる。圧電体層４０としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電体材料や、これに酸化ニオブ、酸化ニッケル又は酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加したもの等が好適である。具体的には、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、ジルコニウム酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）、チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ），ＴｉＯ３）、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）又は、マグネシウムニオブ酸ジルコニウムチタン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ３）等を用いることができる。もちろん、本実施形態の圧電体層４０は、上記した材料に限定されるものではないが、優れた電気機械変換作用を有する圧電体層４０として、鉛を含有するものが挙げられる。
【００２３】
第１電極５０は、圧電体層４０の振動部材２０側の面に亘って連続して設けられて、圧電素子３０の共通電極となっている。
【００２４】
圧電素子３０は、詳しくは後述するが、長手方向の中央部が縦振動及び屈曲振動における基点となっており、長手方向の中央部は比較的変位量が少ない。
【００２５】
第２電極６０は、圧電体層４０の第１電極５０とは反対側に設けられており、溝部７０によって互いに電気的に隔離されて面内方向で複数に分割されている。すなわち、分割されて各領域を個別に駆動するための個別電極となっている。第２電極６０を分割する溝部７０は、圧電素子３０の幅（短手方向）をほぼ三等分するように形成された第１溝部７１と、第１溝部７１によって分割された３つの電極のうち短手方向両側の電極を長手方向でほぼ二等分するように形成された第２溝部７２とからなる。第２電極６０は、これら第１溝部７１及び第２溝部７２からなる溝部７０によって、短手方向中央部に長手方向に亘って設けられた縦振動用電極部６１と、この縦振動用電極部６１の短手方向両側に、縦振動用電極部６１を挟んで対角となるように配置されて対をなす２組の屈曲振動用電極部６２、６３との合計５つに分割されている。ここで、圧電素子３０は、第２電極６０の縦振動用電極部６１が設けられた領域が、圧電素子３０の長手方向の縦振動を励起する縦振動励起領域４１となっている。これに対して、縦振動励起領域４１の短手方向両側の屈曲振動用電極部６２、６３が設けられた領域が、それぞれ圧電素子３０の短手方向に屈曲振動を励起する屈曲振動励起領域４２、４３となっている。
【００２６】
かかる圧電素子３０は、第１電極５０側が振動部材２０に接着剤２５を介して貼着されている。ここで、振動部材２０は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属や樹脂材料で形成された板状部材からなる。
【００２７】
また、振動部材２０は、上述のように圧電素子３０の第１電極５０側と同じ表面形状を有すると共に、長手方向の一端部側に圧電素子３０よりも突出するように延設された突起部２１が設けられている。また、振動部材２０の圧電素子３０の長手方向中央部には、圧電素子３０の短手方向両側に向かって延設された一対の腕部２２を有する。この腕部２２の先端部には、厚さ方向に貫通する貫通孔２４を有する固定部２３が一体的に設けられており、貫通孔２４を挿通させたねじ部材８６を介して詳しくは後述する保持部材８１に固定される。すなわち、圧電アクチュエーター１０は、振動部材２０の腕部２２及び固定部２３を介して保持部材８１に固定されている。この結果、圧電素子３０が、腕部２２を基点として保持部材８１に対し縦振動及び屈曲振動が可能となるように保持されている。
【００２８】
本実施形態における圧電アクチュエーター１０の製造過程において振動部材２０に対して圧電素子３０を貼着する必要があるが、かかる貼着工程における両者の位置合わせは次のような態様で行っている。すなわち、図４（ａ）及びそのＡ−Ａ’線に沿う拡大断面図である図４（ｂ）に示すように、振動部材２０とその突起部２１との境界には凸部２６が、また振動部材２０とその左右の腕部２２との境界には凸部２７がそれぞれ設けられている。かかる凸部２６，２７は、例えば振動部材２０をプレスで抜いて形成する場合に同時に好適に形成することができる。
【００２９】
位置決めは振動部材２０に形成された凸部２６，２７を介して行う。すなわち、かかる凸部２６、２７が形成された振動部材２０に圧電素子３０を載置するだけで良い。凸部２６，２７が圧電素子３０の端面に３点で接触することによりその位置が所定の位置に規制されるからである。かかる状態で振動部材２０と圧電素子３０とを接着することにより両者の位置関係が所定通りに維持された圧電アクチュエーター１０を得る。
【００３０】
このような圧電アクチュエーター１０では、圧電素子３０の縦振動励起領域４１と、屈曲振動励起領域４２、４３とをそれぞれ面方向で縦振動及び屈曲振動するように駆動する。すなわち、図５（ａ）に示すように、振動部材２０の面方向において、縦振動励起領域４１を縦方向（長手方向）に伸張・収縮させることで、圧電素子３０を長手方向に縦振動を行わせる。
【００３１】
また、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、振動部材２０の面方向において、屈曲振動励起領域４２、４３を伸張・収縮させることで圧電素子３０を屈曲駆動させる。具体的には、圧電素子３０の短手方向で対角となる一方の組の屈曲振動励起領域４２を伸張させると同時に対角となる他方の一対の屈曲振動励起領域４３を収縮させる。これにより、図５（ｂ）に示すように圧電素子３０をＳ字状に変形させる。また、伸張していた屈曲振動励起領域４２を収縮させると同時に収縮していた屈曲振動励起領域４３を伸張させることで、図５（ｃ）に示すように、圧電素子３０を逆Ｓ字状に屈曲させる。この図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示す屈曲変形を交互に繰り返させることで、圧電素子３０にＳ字状及び逆Ｓ字状の屈曲振動が行われる。
【００３２】
そして、圧電素子３０に縦振動励起領域４１による縦振動と屈曲振動励起領域４２、４３による屈曲振動とを交互に繰り返させることで、図６に示すように、圧電素子３０の長手方向の端部、すなわち、振動部材２０の突起部２１を楕円軌道を描くように回転駆動することができる。具体的には、圧電素子３０に、縦方向（長手方向）の伸張、Ｓ字状の屈曲、縦方向の収縮、逆Ｓ字状の屈曲の変形を順次繰り返し行わせることで、突起部２１を振動部材２０の面内において時計方向に楕円軌道を描くように回転駆動することができる。また、圧電素子３０に変形を行わせる際に、屈曲の順番を入れ替えることで、突起部２１を振動部材２０の面内において反時計方向に楕円軌道を描くように回転駆動することができる。
【００３３】
一方、図１及び図２に示すように、圧電モーター１には、装置本体２に軸を中心として回転自在となる回転軸３が設けられている。そして、この回転軸３に圧電アクチュエーター１０の楕円軌道を描くように回転駆動される突起部２１を当接させることで、回転軸３は回転される。本実施形態では、圧電アクチュエーター１０の突起部２１が楕円軌道を描く回転方向が、回転軸３の回転方向となるように、突起部２１が回転軸３の周方向の表面に当接するようにした。もちろん、突起部２１が、回転軸３の端面に当接するようにしてもよい。
【００３４】
また、圧電モーター１には、圧電アクチュエーター１０を回転軸３方向に向かって所定の圧力で押圧する付勢手段８０が設けられている。
【００３５】
付勢手段８０は、圧電アクチュエーター１０を保持する保持部材８１と、保持部材８１に一端が固定されたコイルばね等のばね部材８２と、ばね部材８２の他端に当接すると共に装置本体２に固定された支持ピン８３とを具備する。
【００３６】
保持部材８１は、圧電アクチュエーター１０の腕部２２が固定される一対の固定部８４と、固定部８４の間に一体的に設けられて装置本体２に対してスライド移動可能に支持されるスライド部８５とを具備する。固定部８４には、固定部２３の貫通孔２４に対応して、ねじ部材８６が螺合される雌ねじ部８７が形成されている。この雌ねじ部８７に固定部２３の貫通孔２４を挿通したねじ部材８６を螺合させることで、圧電アクチュエーター１０は保持部材８１に保持される。
【００３７】
スライド部８５には、厚さ方向に貫通し、且つスライド方向に延設された長孔である２つのスライド孔８８が設けられている。そして、各スライド孔８８に挿通されて装置本体２に固定されたスライドピン８９によってスライド部８５は装置本体２に対してスライド移動可能に支持されている。
【００３８】
ばね部材８２は、コイルばねからなり、固定部８４に一端が固定されると共に、装置本体２に固定された支持ピン８３の側面に他端が当接するように配置されている。また、ばね部材８２は、スライド部８５のスライド方向に沿って配置されている。このような、ばね部材８２は、圧電アクチュエーター１０を装置本体２に対して回転軸３に向かって付勢される。
【００３９】
なお、本実施形態では、ばね部材８２としてコイルばねを用いたが、ばね部材８２は特にこれに限定されず、例えば、板ばね等を用いるようにしてもよい。
【００４０】
このような付勢手段８０によって、圧電アクチュエーター１０は、圧電素子３０の長手方向（縦振動方向）が回転軸３の軸中心となるように、所定の圧力で回転軸３に押圧される。すなわち、本実施形態の圧電アクチュエーター１０は、圧電素子３０の長手方向が回転軸３の径方向になるように配置され、回転軸３の径方向に向かってスライド移動可能に設けられている。したがって、圧電アクチュエーター１０は、圧電素子３０の長手方向が回転軸３の径方向となるように押圧される。
【００４１】
そして、上述のように、付勢手段８０によって圧電アクチュエーター１０の突起部２１を回転軸３に押圧しながら、圧電素子３０に縦振動及び屈曲振動を交互に行わせて突起部２１を楕円軌道を描くように回転駆動することで、回転軸３を回転駆動することができる。
【００４２】
なお、圧電アクチュエーター１０によって回転される回転軸３の回転数は、縦振動及び屈曲振動を行う振動周期により規定され、また回転軸３のトルクは、付勢手段８０による圧電アクチュエーター１０の回転軸３への押圧力により規定される。
【００４３】
かかる圧電モーター１においては圧電アクチュエーター１０における突起部２１の楕円運動に伴いこの楕円運動に伴う駆動力が突起部２１を介して回転軸３に伝達される。この結果、回転軸３は圧電素子３０の縦振動及び屈曲振動の振動周期で規定される所定の回転数で回転する。
【００４４】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は、上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、振動部材２０の片面に圧電素子３０を設けた圧電アクチュエーター１０を例示したが、特にこれに限定されず、振動部材２０の両面に圧電素子３０を設けた圧電アクチュエーターであっても勿論構わない。この場合の実施形態を図７に示す。同図に示すように、本実施形態における圧電アクチュエーター１０Ａは振動部材２０の両面に圧電素子３０をそれぞれ貼着するものである。このため、圧電素子３０をそれぞれ振動部材２０の両面に貼着する際の位置合わせは、例えば図中の上方に突出する凸部と図中の下方に突出する凸部とを形成して振動部材２０に対する圧電素子３０の位置を規制する必要がある。そこで、本実施形態では、振動部材２０とその突起部２１との境界部分及び振動部材２０とその左右の腕部２２との境界部分の幅方向の両側から切込み２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂをそれぞれ形成し、その後突起部２１及び腕部２２を捻ることにより一方の切込み２１Ａ，２２Ａ部分を図中上方に突出させるとともに、他方の切込み２１Ｂ，２２Ｂ部分を図中下方に突出させている。かかる状態で振動部材２０の両面に圧電素子３０を当接させると上方の圧電素子３０が３点で上方に突出する切込み２１Ａ，２２Ａに当接してその位置が規制され、同時に下方の圧電素子３０が３点で下方に突出する切込み２１Ｂ，２２Ｂに当接してその位置を規制される。かかる状態で振動部材２０と上下の圧電素子３０とを接着することにより両者の位置関係が所定通りに維持された圧電アクチュエーター１０Ａを得る。ここで、位置決め用の凸部を形成するために捻った突起部２１及び腕部２２は反対側に捻ることにより元の状態（水平状態）に戻しておく。
【００４５】
また、上述した実施形態１では、圧電アクチュエーター１０を付勢手段８０によって回転軸３に向かって押圧するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、回転軸３を圧電アクチュエーター１０に向かって押圧するようにしてもよい。
【００４６】
また、上述した実施形態の圧電モーター１は、液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置の駆動手段として用いることができる。ここで、実施形態１の圧電モーター１を用いたインクジェット式記録装置の一例を図８及図９に示す。なお、図８は、一実施形態に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置の概略斜視図であり、図９は、要部を拡大した平面図である。
【００４７】
図８に示すインクジェット式記録装置１００において、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッド１０１を有する記録ヘッドユニット１０２は、インク供給手段を構成するカートリッジ１０３が着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１０２を搭載したキャリッジ１０４は、記録装置本体１０５に取り付けられたキャリッジ軸１０６に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１０２は、例えば、ブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
【００４８】
そして、駆動モーター１０７の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト１０８を介してキャリッジ１０４に伝達されることで、記録ヘッドユニット１０２を搭載したキャリッジ１０４はキャリッジ軸１０６に沿って移動される。一方、記録装置本体１０５にはキャリッジ軸１０６に沿ってプラテン１０９が設けられており、給紙手段１１０によって給紙された紙等の被噴射媒体である記録シートＳがプラテン１０９に巻き掛けられて搬送される。記録シートＳは、プラテン１０９上でインクジェット式記録ヘッド１０１から吐出されたインクによって印刷される。そしてプラテン１０９上で印刷された記録シートＳは、プラテン１０９の給紙手段１１０とは反対側に設けられた排紙手段１２０によって排紙される。
【００４９】
図９に示すように、給紙手段１１０は、給紙ローラー１１１と従動ローラー１１２とで構成されている。給紙ローラー１１１には、その端部に上述した圧電モーター１の回転軸３が固定されており、圧電アクチュエーター１０の駆動によって回転駆動される。また、給紙ローラー１１１には、同軸上に第１歯車１１３が設けられている。
【００５０】
排紙手段１２０は、排紙ローラー１２１と従動ローラー１２２とで構成されている。排紙ローラー１２１には同軸上に第２歯車１２３が設けられている。そして、給紙ローラー１１１の第１歯車１１３が、この第１歯車１１３に噛み合う第３歯車１３０、第３歯車１３０に噛み合う第４歯車１３１、第４歯車１３１に噛み合う第５歯車１３２を介して排紙ローラー１２１の第２歯車１２３に噛み合うことで、給紙ローラー１１１を回転駆動する圧電モーター１の駆動力が、排紙ローラー１２１に伝達される。
【００５１】
なお、図８及び図９に示す例では、圧電モーター１によって、給紙手段１１０及び排紙手段１２０を回転駆動するものであるが、例えば、上述した実施形態の圧電モーター１を、キャリッジ１０４を移動させる駆動モーター１０７の代わりに用いることも可能である。もちろん、その他の駆動系、例えば、インクジェット式記録ヘッド１０１にインクを供給するポンプ等に圧電モーター１を用いることもできる。
【００５２】
本発明は、広く液体噴射装置全般を対象としたものであり、圧電モーターは、上述したインクジェット式記録装置以外の液体噴射装置に搭載することが可能である。その他の液体噴射装置としては、例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射装置、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射装置、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射装置等が挙げられる。
【００５３】
さらに、上述した実施形態の圧電モーター１は、時計の駆動手段としても用いることができる。ここで、実施形態１の圧電モーター１を用いた時計の一例を図１０に示す。
【００５４】
図１０に示すように、時計２００を構成するカレンダー表示機能は、圧電モーター１に連結されており、その駆動力によって駆動される。
【００５５】
カレンダー表示機能の主要部は、圧電モーター１の回転軸３の回転を減速する減速輪列とリング状の日車２０１とを具備する。また、減速輪列は日回し中間車２０２と、日回し車２０３とを有する。
【００５６】
そして、上述の圧電モーター１の圧電アクチュエーター１０によって回転軸３を時計回りに回転駆動させると、回転軸３の回転は、日回し中間車２０２を介して日回し車２０３に伝達され、この日回し車２０３が日車２０１を時計回りに回転させる。これら圧電アクチュエーター１０から回転軸３、回転軸３から減速輪列（日回し中間車２０２、日回し車２０３）、減速輪列から日車２０１への力の伝達は、何れも面内方向で行われる。このためカレンダー表示機構を薄型化することができる。
【００５７】
また、日車２０１には、周方向に沿って日付を表す文字が印刷された円盤状の文字板２０４が固定されている。そして、時計２００の本体には、文字板２０４に設けられた一文字を露出する窓部２０５が設けられており、窓部２０５から日付が覗けるようになっている。なお、時計２００には、特に図示していないが、長針及び短針や、これら長針及び短針を駆動するムーブメント等が設けられている。
【００５８】
なお、圧電モーター１は、カレンダー表示機構だけではなく、時計の長針・短針等を駆動するムーブメントとして利用することができる。これら時計の長針・短針等を駆動する構造については従来周知の電磁モーター等の代わりに上述した圧電モーター１、１Ａを組み込むだけで可能である。
【００５９】
また、本発明は、広く圧電モーター全般を対象としたものであり、上述した液体噴射装置や時計以外の小型デバイスに利用することが可能である。圧電モーターを利用できる小型デバイスとしては、医療用ポンプ、カメラ、義手などのロボット等が挙げられる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 圧電モーター、 １０ 圧電アクチュエーター、 ２０ 振動部材、 ２１ 突起部、 ２１Ａ，２１Ｂ 切欠き、 ２２ 腕部、 ２２Ａ，２２Ｂ 切欠き、 ２５ 接着剤、 ２６，２７ 凸部、 ３０ 圧電素子、 ４０ 圧電体層、 ５０ 第１電極、６０ 第２電極、 ７０ 溝部、 ８０ 付勢手段、 １００ 記録装置、 ２００ 時計
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子によって被駆動部を駆動する圧電モーターの製造方法、圧電モーター、圧電モーターを用いた液体噴射装置及び圧電モーターを用いた時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電モーターは、圧電素子を具備する圧電アクチュエーターによって回転軸を回転駆動させるものである。ここで、圧電モーターに用いられる圧電アクチュエーターは、振動部材と、振動部材の一方面側に保持された圧電素子とを具備する。圧電素子は、振動部材側に設けられた第１電極と、圧電体層の第１電極とは反対側に設けられた第２電極とで構成されており、振動部材と第１電極とが接着剤を介して接着されている。
【０００３】
このような圧電アクチュエーターでは、圧電素子の第１電極と第２電極との間に電圧を印加し、圧電素子を振動部材の面内方向において縦振動及び屈曲振動させることで、振動部材の端部を回転駆動させる。そして、圧電アクチュエーターを回転軸に向かって付勢しながら、振動部材の端部を回転軸に当接させることで回転軸を回転させる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６７４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の如き圧電アクチュエーターを製造するに際しては、圧電素子を振動部材に接着剤により貼着する工程がある。かかる貼着工程においては圧電素子と振動部材との位置関係を高精度に維持しながら効率良く作業を進めることが肝要である。
【０００６】
ところが、従来の貼着工程では圧電素子と振動部材とを単に重ね合わせただけで位置合わせを行っていたので，十分な位置合わせ精度が得られていなかった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑み、圧電素子と振動部材との位置関係を高精度に維持しながら効率良く所定の作業を進めることができる圧電モーターの製造方法、圧電モーター、液体噴射装置及び時計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の態様は、圧電体層を挟んで両側にそれぞれ設けられた第１電極及び第２電極を有する圧電素子と、少なくとも片面に前記圧電素子が貼着されている振動部材とを有する圧電アクチュエーターと、前記振動部材の突起部が当接されて回転駆動する回転軸と、前記圧電アクチュエーターを前記回転軸に向かって付勢する付勢手段とを具備する圧電モーターの製造方法であって、前記突起部の基端となる前記振動部材の短手方向の辺と前記突起部との境界に前記圧電素子の厚さ方向に突出する凸部を形成するとともに、前記振動部材の長手方向の二辺の相対向する位置から面方向に突出している腕部の基端となる前記長手方向の二辺と前記腕部とのそれぞれの境界に前記圧電素子の厚さ方向に突出する凸部を形成する工程と、前記凸部に前記圧電素子の端面を当接させて前記振動部材に対する前記圧電素子の位置を規制することによりその位置合わせを行ないつつ前記振動部材に圧電素子を貼着する工程とを有することを特徴とする圧電モーターの製造方法にある。
【０００９】
本態様によれば、圧電素子の端面を振動部材の凸部に当接させるとその短手方向の一点と長手方向の二点との三点で位置が規制される。この結果、圧電素子を振動板の所定位置に簡易且つ高精度に位置決めすることができる。
【００１０】
ここで、前記凸部は前記突起部及び前記振動部材の一方の面側に他方の面側から前記突起部及び前記振動部材の一部を突出させることにより形成するとともに、前記振動部材の前記一方の面側に前記凸部を利用して位置決めをした前記圧電素子を貼着して形成することができる。この場合は振動部材の片面のみに圧電素子を貼着する場合に適用して特に有用なものとなる。また、前記凸部は前記突起部及び前記振動部材の前記境界において前記突起部及び前記振動部材の幅方向の両端部から切込みを入れ、その後前記突起部及び前記振動部材を捻ることにより切込み部分の一方を一方向に、他方を反対方向に突出させることにより形成するとともに、前記振動部材の両面に前記凸部を利用して位置決めをした圧電素子をそれぞれ貼着して形成しても良い。この場合は振動部材の両面に圧電素子を貼着する場合にも適用できる。
【００１１】
本発明の他の態様は、圧電体層を挟んで両側にそれぞれ設けられた第１電極及び第２電極を有する圧電素子と、少なくとも片面に前記圧電素子が貼着されている振動部材とを有する圧電アクチュエーターと、前記振動部材の突起部が当接されて回転駆動する回転軸と、前記圧電アクチュエーターを前記回転軸に向かって付勢する付勢手段とを具備する圧電モーターであって、前記振動部材は、前記突起部の基端となる短手方向の辺と前記突起部の境界に前記圧電素子の厚さ方向に突出する凸部を具備するとともに、長手方向の二辺の相対向する位置から面方向に突出している腕部の基端となる前記長手方向の二辺と前記腕部とのそれぞれの境界に前記圧電素子の厚さ方向に突出する凸部を具備し、前記圧電素子は、前記凸部に端面をそれぞれ当接させて前記振動部材に貼着したことを特徴とする圧電モーターにある。
【００１２】
本態様によれば、圧電素子の端面を振動部材の凸部に当接させるとその短手方向の一点と長手方向の二点との三点で位置が規制される。この結果、圧電素子を振動板の所定位置に簡易且つ高精度に位置決めすることができ、圧電モーターとして構造的なバランスがとれ、良好な振動特性を得ることができる。
【００１３】
ここで、前記凸部は前記突起部及び前記振動部材の一方の面側に他方の面側から前記突起部及び前記振動部材の一部を突出させることにより形成するとともに、前記圧電素子は前記振動部材の前記一方の面側で前記凸部に端面を当接させることにより位置決めをして貼着して構成することができる。この場合は振動部材の片面のみに圧電素子を貼着する場合に適用して特に有用なものとなる。また、前記凸部は前記突起部及び前記振動部材の前記境界において前記突起部及び前記振動部材の幅方向の両端部から切込んだ切込み部分で前記突起部及び前記振動部材を捻ることにより前記切込み部分の一方を一方向に、他方を反対方向に突出させることにより形成したものであり、前記圧電素子は前記振動部材の両面で前記凸部に端面を当接させることにより位置決めをしてそれぞれ貼着して形成したものであっても良い。この場合は振動部材の両面に圧電素子を貼着する場合にも適用できる。
【００１４】
本発明の他の態様は、上記何れかの圧電モーターを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
【００１５】
本態様によれば、液体噴射装置の、例えば紙送り部分等、回転軸の回転駆動を伴う部分に好適に適用できる。
【００１６】
本発明の他の態様によれば、上記何れかの圧電モーターを具備することを特徴とする時計にある。
【００１７】
本態様によれば、小形化を達成するとともに、耐久性も向上させることができる時計を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１に係る圧電モーターの分解斜視図。
【図２】実施形態１に係る圧電モーターの平面図。
【図３】実施形態１に係る圧電モーターの断面図。
【図４】実施形態１に係る圧電アクチュエーターの位置合わせ時の態様を示す図。
【図５】実施形態１に係る圧電アクチュエーターの動作を示す平面図。
【図６】実施形態１に係る圧電アクチュエーターの動作を示す平面図。
【図７】他の実施形態に係る圧電アクチュエーターの位置合わせ時の態様を示す図。
【図８】一実施形態に係る記録装置の概略斜視図である。
【図９】一実施形態に係る記録装置の要部拡大平面図である。
【図１０】一実施形態に係る時計の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る圧電モーターの分解斜視図であり、図２は、圧電モーターの平面図であり、図３は、圧電モーターの断面図である。
【００２０】
これらの図に示すように、本実施形態の圧電モーター１を構成する圧電アクチュエーター１０は、振動部材２０と、振動部材２０の片面に貼着された圧電素子３０とを具備する。
【００２１】
振動部材２０の片面に貼着された圧電素子３０は、圧電体層４０と、圧電体層４０の振動部材２０側に設けられた第１電極５０と、圧電体層４０の第１電極５０とは反対側に設けられた第２電極６０とを有する。
【００２２】
圧電体層４０は、電気機械変換作用を示す圧電材料、特に圧電材料の中でも一般式ＡＢＯ３で示されるペロブスカイト構造を有する金属酸化物からなる。圧電体層４０としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電体材料や、これに酸化ニオブ、酸化ニッケル又は酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加したもの等が好適である。具体的には、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、ジルコニウム酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）、チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ），ＴｉＯ３）、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）又は、マグネシウムニオブ酸ジルコニウムチタン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ３）等を用いることができる。もちろん、本実施形態の圧電体層４０は、上記した材料に限定されるものではないが、優れた電気機械変換作用を有する圧電体層４０として、鉛を含有するものが挙げられる。
【００２３】
第１電極５０は、圧電体層４０の振動部材２０側の面に亘って連続して設けられて、圧電素子３０の共通電極となっている。
【００２４】
圧電素子３０は、詳しくは後述するが、長手方向の中央部が縦振動及び屈曲振動における基点となっており、長手方向の中央部は比較的変位量が少ない。
【００２５】
第２電極６０は、圧電体層４０の第１電極５０とは反対側に設けられており、溝部７０によって互いに電気的に隔離されて面内方向で複数に分割されている。すなわち、分割されて各領域を個別に駆動するための個別電極となっている。第２電極６０を分割する溝部７０は、圧電素子３０の幅（短手方向）をほぼ三等分するように形成された第１溝部７１と、第１溝部７１によって分割された３つの電極のうち短手方向両側の電極を長手方向でほぼ二等分するように形成された第２溝部７２とからなる。第２電極６０は、これら第１溝部７１及び第２溝部７２からなる溝部７０によって、短手方向中央部に長手方向に亘って設けられた縦振動用電極部６１と、この縦振動用電極部６１の短手方向両側に、縦振動用電極部６１を挟んで対角となるように配置されて対をなす２組の屈曲振動用電極部６２、６３との合計５つに分割されている。ここで、圧電素子３０は、第２電極６０の縦振動用電極部６１が設けられた領域が、圧電素子３０の長手方向の縦振動を励起する縦振動励起領域４１となっている。これに対して、縦振動励起領域４１の短手方向両側の屈曲振動用電極部６２、６３が設けられた領域が、それぞれ圧電素子３０の短手方向に屈曲振動を励起する屈曲振動励起領域４２、４３となっている。
【００２６】
かかる圧電素子３０は、第１電極５０側が振動部材２０に接着剤２５を介して貼着されている。ここで、振動部材２０は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属や樹脂材料で形成された板状部材からなる。
【００２７】
また、振動部材２０は、上述のように圧電素子３０の第１電極５０側と同じ表面形状を有すると共に、長手方向の一端部側に圧電素子３０よりも突出するように延設された突起部２１が設けられている。また、振動部材２０の圧電素子３０の長手方向中央部には、圧電素子３０の短手方向両側に向かって延設された一対の腕部２２を有する。この腕部２２の先端部には、厚さ方向に貫通する貫通孔２４を有する固定部２３が一体的に設けられており、貫通孔２４を挿通させたねじ部材８６を介して詳しくは後述する保持部材８１に固定される。すなわち、圧電アクチュエーター１０は、振動部材２０の腕部２２及び固定部２３を介して保持部材８１に固定されている。この結果、圧電素子３０が、腕部２２を基点として保持部材８１に対し縦振動及び屈曲振動が可能となるように保持されている。
【００２８】
本実施形態における圧電アクチュエーター１０の製造過程において振動部材２０に対して圧電素子３０を貼着する必要があるが、かかる貼着工程における両者の位置合わせは次のような態様で行っている。すなわち、図４（ａ）及びそのＡ−Ａ’線に沿う拡大断面図である図４（ｂ）に示すように、振動部材２０とその突起部２１との境界には凸部２６が、また振動部材２０とその左右の腕部２２との境界には凸部２７がそれぞれ設けられている。かかる凸部２６，２７は、例えば振動部材２０をプレスで抜いて形成する場合に同時に好適に形成することができる。
【００２９】
位置決めは振動部材２０に形成された凸部２６，２７を介して行う。すなわち、かかる凸部２６、２７が形成された振動部材２０に圧電素子３０を載置するだけで良い。凸部２６，２７が圧電素子３０の端面に３点で接触することによりその位置が所定の位置に規制されるからである。かかる状態で振動部材２０と圧電素子３０とを接着することにより両者の位置関係が所定通りに維持された圧電アクチュエーター１０を得る。
【００３０】
このような圧電アクチュエーター１０では、圧電素子３０の縦振動励起領域４１と、屈曲振動励起領域４２、４３とをそれぞれ面方向で縦振動及び屈曲振動するように駆動する。すなわち、図５（ａ）に示すように、振動部材２０の面方向において、縦振動励起領域４１を縦方向（長手方向）に伸張・収縮させることで、圧電素子３０を長手方向に縦振動を行わせる。
【００３１】
また、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、振動部材２０の面方向において、屈曲振動励起領域４２、４３を伸張・収縮させることで圧電素子３０を屈曲駆動させる。具体的には、圧電素子３０の短手方向で対角となる一方の組の屈曲振動励起領域４２を伸張させると同時に対角となる他方の一対の屈曲振動励起領域４３を収縮させる。これにより、図５（ｂ）に示すように圧電素子３０をＳ字状に変形させる。また、伸張していた屈曲振動励起領域４２を収縮させると同時に収縮していた屈曲振動励起領域４３を伸張させることで、図５（ｃ）に示すように、圧電素子３０を逆Ｓ字状に屈曲させる。この図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示す屈曲変形を交互に繰り返させることで、圧電素子３０にＳ字状及び逆Ｓ字状の屈曲振動が行われる。
【００３２】
そして、圧電素子３０に縦振動励起領域４１による縦振動と屈曲振動励起領域４２、４３による屈曲振動とを交互に繰り返させることで、図６に示すように、圧電素子３０の長手方向の端部、すなわち、振動部材２０の突起部２１を楕円軌道を描くように回転駆動することができる。具体的には、圧電素子３０に、縦方向（長手方向）の伸張、Ｓ字状の屈曲、縦方向の収縮、逆Ｓ字状の屈曲の変形を順次繰り返し行わせることで、突起部２１を振動部材２０の面内において時計方向に楕円軌道を描くように回転駆動することができる。また、圧電素子３０に変形を行わせる際に、屈曲の順番を入れ替えることで、突起部２１を振動部材２０の面内において反時計方向に楕円軌道を描くように回転駆動することができる。
【００３３】
一方、図１及び図２に示すように、圧電モーター１には、装置本体２に軸を中心として回転自在となる回転軸３が設けられている。そして、この回転軸３に圧電アクチュエーター１０の楕円軌道を描くように回転駆動される突起部２１を当接させることで、回転軸３は回転される。本実施形態では、圧電アクチュエーター１０の突起部２１が楕円軌道を描く回転方向が、回転軸３の回転方向となるように、突起部２１が回転軸３の周方向の表面に当接するようにした。もちろん、突起部２１が、回転軸３の端面に当接するようにしてもよい。
【００３４】
また、圧電モーター１には、圧電アクチュエーター１０を回転軸３方向に向かって所定の圧力で押圧する付勢手段８０が設けられている。
【００３５】
付勢手段８０は、圧電アクチュエーター１０を保持する保持部材８１と、保持部材８１に一端が固定されたコイルばね等のばね部材８２と、ばね部材８２の他端に当接すると共に装置本体２に固定された支持ピン８３とを具備する。
【００３６】
保持部材８１は、圧電アクチュエーター１０の腕部２２が固定される一対の固定部８４と、固定部８４の間に一体的に設けられて装置本体２に対してスライド移動可能に支持されるスライド部８５とを具備する。固定部８４には、固定部２３の貫通孔２４に対応して、ねじ部材８６が螺合される雌ねじ部８７が形成されている。この雌ねじ部８７に固定部２３の貫通孔２４を挿通したねじ部材８６を螺合させることで、圧電アクチュエーター１０は保持部材８１に保持される。
【００３７】
スライド部８５には、厚さ方向に貫通し、且つスライド方向に延設された長孔である２つのスライド孔８８が設けられている。そして、各スライド孔８８に挿通されて装置本体２に固定されたスライドピン８９によってスライド部８５は装置本体２に対してスライド移動可能に支持されている。
【００３８】
ばね部材８２は、コイルばねからなり、固定部８４に一端が固定されると共に、装置本体２に固定された支持ピン８３の側面に他端が当接するように配置されている。また、ばね部材８２は、スライド部８５のスライド方向に沿って配置されている。このような、ばね部材８２は、圧電アクチュエーター１０を装置本体２に対して回転軸３に向かって付勢される。
【００３９】
なお、本実施形態では、ばね部材８２としてコイルばねを用いたが、ばね部材８２は特にこれに限定されず、例えば、板ばね等を用いるようにしてもよい。
【００４０】
このような付勢手段８０によって、圧電アクチュエーター１０は、圧電素子３０の長手方向（縦振動方向）が回転軸３の軸中心となるように、所定の圧力で回転軸３に押圧される。すなわち、本実施形態の圧電アクチュエーター１０は、圧電素子３０の長手方向が回転軸３の径方向になるように配置され、回転軸３の径方向に向かってスライド移動可能に設けられている。したがって、圧電アクチュエーター１０は、圧電素子３０の長手方向が回転軸３の径方向となるように押圧される。
【００４１】
そして、上述のように、付勢手段８０によって圧電アクチュエーター１０の突起部２１を回転軸３に押圧しながら、圧電素子３０に縦振動及び屈曲振動を交互に行わせて突起部２１を楕円軌道を描くように回転駆動することで、回転軸３を回転駆動することができる。
【００４２】
なお、圧電アクチュエーター１０によって回転される回転軸３の回転数は、縦振動及び屈曲振動を行う振動周期により規定され、また回転軸３のトルクは、付勢手段８０による圧電アクチュエーター１０の回転軸３への押圧力により規定される。
【００４３】
かかる圧電モーター１においては圧電アクチュエーター１０における突起部２１の楕円運動に伴いこの楕円運動に伴う駆動力が突起部２１を介して回転軸３に伝達される。この結果、回転軸３は圧電素子３０の縦振動及び屈曲振動の振動周期で規定される所定の回転数で回転する。
【００４４】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は、上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、振動部材２０の片面に圧電素子３０を設けた圧電アクチュエーター１０を例示したが、特にこれに限定されず、振動部材２０の両面に圧電素子３０を設けた圧電アクチュエーターであっても勿論構わない。この場合の実施形態を図７に示す。同図に示すように、本実施形態における圧電アクチュエーター１０Ａは振動部材２０の両面に圧電素子３０をそれぞれ貼着するものである。このため、圧電素子３０をそれぞれ振動部材２０の両面に貼着する際の位置合わせは、例えば図中の上方に突出する凸部と図中の下方に突出する凸部とを形成して振動部材２０に対する圧電素子３０の位置を規制する必要がある。そこで、本実施形態では、振動部材２０とその突起部２１との境界部分及び振動部材２０とその左右の腕部２２との境界部分の幅方向の両側から切込み２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂをそれぞれ形成し、その後突起部２１及び腕部２２を捻ることにより一方の切込み２１Ａ，２２Ａ部分を図中上方に突出させるとともに、他方の切込み２１Ｂ，２２Ｂ部分を図中下方に突出させている。かかる状態で振動部材２０の両面に圧電素子３０を当接させると上方の圧電素子３０が３点で上方に突出する切込み２１Ａ，２２Ａに当接してその位置が規制され、同時に下方の圧電素子３０が３点で下方に突出する切込み２１Ｂ，２２Ｂに当接してその位置を規制される。かかる状態で振動部材２０と上下の圧電素子３０とを接着することにより両者の位置関係が所定通りに維持された圧電アクチュエーター１０Ａを得る。ここで、位置決め用の凸部を形成するために捻った突起部２１及び腕部２２は反対側に捻ることにより元の状態（水平状態）に戻しておく。
【００４５】
また、上述した実施形態１では、圧電アクチュエーター１０を付勢手段８０によって回転軸３に向かって押圧するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、回転軸３を圧電アクチュエーター１０に向かって押圧するようにしてもよい。
【００４６】
また、上述した実施形態の圧電モーター１は、液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置の駆動手段として用いることができる。ここで、実施形態１の圧電モーター１を用いたインクジェット式記録装置の一例を図８及図９に示す。なお、図８は、一実施形態に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置の概略斜視図であり、図９は、要部を拡大した平面図である。
【００４７】
図８に示すインクジェット式記録装置１００において、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッド１０１を有する記録ヘッドユニット１０２は、インク供給手段を構成するカートリッジ１０３が着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１０２を搭載したキャリッジ１０４は、記録装置本体１０５に取り付けられたキャリッジ軸１０６に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１０２は、例えば、ブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
【００４８】
そして、駆動モーター１０７の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト１０８を介してキャリッジ１０４に伝達されることで、記録ヘッドユニット１０２を搭載したキャリッジ１０４はキャリッジ軸１０６に沿って移動される。一方、記録装置本体１０５にはキャリッジ軸１０６に沿ってプラテン１０９が設けられており、給紙手段１１０によって給紙された紙等の被噴射媒体である記録シートＳがプラテン１０９に巻き掛けられて搬送される。記録シートＳは、プラテン１０９上でインクジェット式記録ヘッド１０１から吐出されたインクによって印刷される。そしてプラテン１０９上で印刷された記録シートＳは、プラテン１０９の給紙手段１１０とは反対側に設けられた排紙手段１２０によって排紙される。
【００４９】
図９に示すように、給紙手段１１０は、給紙ローラー１１１と従動ローラー１１２とで構成されている。給紙ローラー１１１には、その端部に上述した圧電モーター１の回転軸３が固定されており、圧電アクチュエーター１０の駆動によって回転駆動される。また、給紙ローラー１１１には、同軸上に第１歯車１１３が設けられている。
【００５０】
排紙手段１２０は、排紙ローラー１２１と従動ローラー１２２とで構成されている。排紙ローラー１２１には同軸上に第２歯車１２３が設けられている。そして、給紙ローラー１１１の第１歯車１１３が、この第１歯車１１３に噛み合う第３歯車１３０、第３歯車１３０に噛み合う第４歯車１３１、第４歯車１３１に噛み合う第５歯車１３２を介して排紙ローラー１２１の第２歯車１２３に噛み合うことで、給紙ローラー１１１を回転駆動する圧電モーター１の駆動力が、排紙ローラー１２１に伝達される。
【００５１】
なお、図８及び図９に示す例では、圧電モーター１によって、給紙手段１１０及び排紙手段１２０を回転駆動するものであるが、例えば、上述した実施形態の圧電モーター１を、キャリッジ１０４を移動させる駆動モーター１０７の代わりに用いることも可能である。もちろん、その他の駆動系、例えば、インクジェット式記録ヘッド１０１にインクを供給するポンプ等に圧電モーター１を用いることもできる。
【００５２】
本発明は、広く液体噴射装置全般を対象としたものであり、圧電モーターは、上述したインクジェット式記録装置以外の液体噴射装置に搭載することが可能である。その他の液体噴射装置としては、例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射装置、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射装置、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射装置等が挙げられる。
【００５３】
さらに、上述した実施形態の圧電モーター１は、時計の駆動手段としても用いることができる。ここで、実施形態１の圧電モーター１を用いた時計の一例を図１０に示す。
【００５４】
図１０に示すように、時計２００を構成するカレンダー表示機能は、圧電モーター１に連結されており、その駆動力によって駆動される。
【００５５】
カレンダー表示機能の主要部は、圧電モーター１の回転軸３の回転を減速する減速輪列とリング状の日車２０１とを具備する。また、減速輪列は日回し中間車２０２と、日回し車２０３とを有する。
【００５６】
そして、上述の圧電モーター１の圧電アクチュエーター１０によって回転軸３を時計回りに回転駆動させると、回転軸３の回転は、日回し中間車２０２を介して日回し車２０３に伝達され、この日回し車２０３が日車２０１を時計回りに回転させる。これら圧電アクチュエーター１０から回転軸３、回転軸３から減速輪列（日回し中間車２０２、日回し車２０３）、減速輪列から日車２０１への力の伝達は、何れも面内方向で行われる。このためカレンダー表示機構を薄型化することができる。
【００５７】
また、日車２０１には、周方向に沿って日付を表す文字が印刷された円盤状の文字板２０４が固定されている。そして、時計２００の本体には、文字板２０４に設けられた一文字を露出する窓部２０５が設けられており、窓部２０５から日付が覗けるようになっている。なお、時計２００には、特に図示していないが、長針及び短針や、これら長針及び短針を駆動するムーブメント等が設けられている。
【００５８】
なお、圧電モーター１は、カレンダー表示機構だけではなく、時計の長針・短針等を駆動するムーブメントとして利用することができる。これら時計の長針・短針等を駆動する構造については従来周知の電磁モーター等の代わりに上述した圧電モーター１、１Ａを組み込むだけで可能である。
【００５９】
また、本発明は、広く圧電モーター全般を対象としたものであり、上述した液体噴射装置や時計以外の小型デバイスに利用することが可能である。圧電モーターを利用できる小型デバイスとしては、医療用ポンプ、カメラ、義手などのロボット等が挙げられる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 圧電モーター、 １０ 圧電アクチュエーター、 ２０ 振動部材、 ２１ 突起部、 ２１Ａ，２１Ｂ 切欠き、 ２２ 腕部、 ２２Ａ，２２Ｂ 切欠き、 ２５ 接着剤、 ２６，２７ 凸部、 ３０ 圧電素子、 ４０ 圧電体層、 ５０ 第１電極、６０ 第２電極、 ７０ 溝部、 ８０ 付勢手段、 １００ 記録装置、 ２００ 時計
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電体層を挟んで両側にそれぞれ設けられた第１電極及び第２電極を有する圧電素子と、少なくとも片面に前記圧電素子が貼着されている振動部材とを有する圧電アクチュエーターと、前記振動部材の突起部が当接されて回転駆動する回転軸と、前記圧電アクチュエーターを前記回転軸に向かって付勢する付勢手段とを具備する圧電モーターの製造方法であって、
前記突起部の基端となる前記振動部材の短手方向の辺と前記突起部との境界に前記圧電素子の厚さ方向に突出する凸部を形成するとともに、前記振動部材の長手方向の二辺の相対向する位置から面方向に突出している腕部の基端となる前記長手方向の二辺と前記腕部とのそれぞれの境界に前記圧電素子の厚さ方向に突出する凸部を形成する工程と、
前記凸部に前記圧電素子の端面を当接させて前記振動部材に対する前記圧電素子の位置を規制することによりその位置合わせを行ないつつ前記振動部材に圧電素子を貼着する工程とを有することを特徴とする圧電モーターの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載する圧電モーターの製造方法において、
前記凸部は前記突起部及び前記振動部材の一方の面側に他方の面側から前記突起部及び前記振動部材の一部を突出させることにより形成するとともに、前記振動部材の前記一方の面側に前記凸部を利用して位置決めをした前記圧電素子を貼着して形成することを特徴とする圧電モーターの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載する圧電モーターの製造方法において、
前記凸部は前記突起部及び前記振動部材の前記境界において前記突起部及び前記振動部材の幅方向の両端部から切込みを入れ、その後前記突起部及び前記振動部材を捻ることにより切込み部分の一方を一方向に、他方を反対方向に突出させることにより形成するとともに、前記振動部材の両面に前記凸部を利用して位置決めをした圧電素子をそれぞれ貼着して形成することを特徴とする圧電モーターの製造方法。
【請求項４】
圧電体層を挟んで両側にそれぞれ設けられた第１電極及び第２電極を有する圧電素子と、少なくとも片面に前記圧電素子が貼着されている振動部材とを有する圧電アクチュエーターと、前記振動部材の突起部が当接されて回転駆動する回転軸と、前記圧電アクチュエーターを前記回転軸に向かって付勢する付勢手段とを具備する圧電モーターであって、
前記振動部材は、前記突起部の基端となる短手方向の辺と前記突起部の境界に前記圧電素子の厚さ方向に突出する凸部を具備するとともに、長手方向の二辺の相対向する位置から面方向に突出している腕部の基端となる前記長手方向の二辺と前記腕部とのそれぞれの境界に前記圧電素子の厚さ方向に突出する凸部を具備し、
前記圧電素子は、前記凸部に端面をそれぞれ当接させて前記振動部材に貼着したことを特徴とする圧電モーター。
【請求項５】
請求項４に記載する圧電モーターにおいて、
前記凸部は前記突起部及び前記振動部材の一方の面側に他方の面側から前記突起部及び前記振動部材の一部を突出させることにより形成するとともに、前記圧電素子は前記振動部材の前記一方の面側で前記凸部に端面を当接させることにより位置決めをして貼着したものであることを特徴とする圧電モーター。
【請求項６】
請求項４に記載する圧電モーターにおいて、
前記凸部は前記突起部及び前記振動部材の前記境界において前記突起部及び前記振動部材の幅方向の両端部から切込んだ切込み部分で前記突起部及び前記振動部材を捻ることにより前記切込み部分の一方を一方向に、他方を反対方向に突出させることにより形成したものであり、前記圧電素子は前記振動部材の両面で前記凸部に端面を当接させることにより位置決めをしてそれぞれ貼着したものであることを特徴とする圧電モーター。
【請求項７】
請求項４乃至請求項６の何れか一項に記載の圧電モーターを具備することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項８】
請求項４乃至請求項６の何れか一項に記載の圧電モーターを具備することを特徴とする時計。
【請求項１】
圧電体層を挟んで両側にそれぞれ設けられた第１電極及び第２電極を有する圧電素子と、少なくとも片面に前記圧電素子が貼着されている振動部材とを有する圧電アクチュエーターと、前記振動部材の突起部が当接されて回転駆動する回転軸と、前記圧電アクチュエーターを前記回転軸に向かって付勢する付勢手段とを具備する圧電モーターの製造方法であって、
前記突起部の基端となる前記振動部材の短手方向の辺と前記突起部との境界に前記圧電素子の厚さ方向に突出する凸部を形成するとともに、前記振動部材の長手方向の二辺の相対向する位置から面方向に突出している腕部の基端となる前記長手方向の二辺と前記腕部とのそれぞれの境界に前記圧電素子の厚さ方向に突出する凸部を形成する工程と、
前記凸部に前記圧電素子の端面を当接させて前記振動部材に対する前記圧電素子の位置を規制することによりその位置合わせを行ないつつ前記振動部材に圧電素子を貼着する工程とを有することを特徴とする圧電モーターの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載する圧電モーターの製造方法において、
前記凸部は前記突起部及び前記振動部材の一方の面側に他方の面側から前記突起部及び前記振動部材の一部を突出させることにより形成するとともに、前記振動部材の前記一方の面側に前記凸部を利用して位置決めをした前記圧電素子を貼着して形成することを特徴とする圧電モーターの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載する圧電モーターの製造方法において、
前記凸部は前記突起部及び前記振動部材の前記境界において前記突起部及び前記振動部材の幅方向の両端部から切込みを入れ、その後前記突起部及び前記振動部材を捻ることにより切込み部分の一方を一方向に、他方を反対方向に突出させることにより形成するとともに、前記振動部材の両面に前記凸部を利用して位置決めをした圧電素子をそれぞれ貼着して形成することを特徴とする圧電モーターの製造方法。
【請求項４】
圧電体層を挟んで両側にそれぞれ設けられた第１電極及び第２電極を有する圧電素子と、少なくとも片面に前記圧電素子が貼着されている振動部材とを有する圧電アクチュエーターと、前記振動部材の突起部が当接されて回転駆動する回転軸と、前記圧電アクチュエーターを前記回転軸に向かって付勢する付勢手段とを具備する圧電モーターであって、
前記振動部材は、前記突起部の基端となる短手方向の辺と前記突起部の境界に前記圧電素子の厚さ方向に突出する凸部を具備するとともに、長手方向の二辺の相対向する位置から面方向に突出している腕部の基端となる前記長手方向の二辺と前記腕部とのそれぞれの境界に前記圧電素子の厚さ方向に突出する凸部を具備し、
前記圧電素子は、前記凸部に端面をそれぞれ当接させて前記振動部材に貼着したことを特徴とする圧電モーター。
【請求項５】
請求項４に記載する圧電モーターにおいて、
前記凸部は前記突起部及び前記振動部材の一方の面側に他方の面側から前記突起部及び前記振動部材の一部を突出させることにより形成するとともに、前記圧電素子は前記振動部材の前記一方の面側で前記凸部に端面を当接させることにより位置決めをして貼着したものであることを特徴とする圧電モーター。
【請求項６】
請求項４に記載する圧電モーターにおいて、
前記凸部は前記突起部及び前記振動部材の前記境界において前記突起部及び前記振動部材の幅方向の両端部から切込んだ切込み部分で前記突起部及び前記振動部材を捻ることにより前記切込み部分の一方を一方向に、他方を反対方向に突出させることにより形成したものであり、前記圧電素子は前記振動部材の両面で前記凸部に端面を当接させることにより位置決めをしてそれぞれ貼着したものであることを特徴とする圧電モーター。
【請求項７】
請求項４乃至請求項６の何れか一項に記載の圧電モーターを具備することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項８】
請求項４乃至請求項６の何れか一項に記載の圧電モーターを具備することを特徴とする時計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２３３３３４（Ｐ２０１０−２３３３３４Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７７８６９（Ｐ２００９−７７８６９）
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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