专利名称：压电电动机、液体喷射装置以及计时器的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过压电元件驱动被驱动部的压电电动机、采用压电电动机的液体喷 射装置以及采用压电电动机的计时器。
背景技术：
压电电动机是通过具备压电元件的压电致动器(actuator)使旋转轴旋转驱动。这里，压电电动机中所使用的压电致动器包括振动部件和在振动部件的一个表面侧保持的 压电元件。构成压电致动器的压电元件，用两个电极夹持压电体层而构成。这里，在压电体层设有对压电元件进行纵振动的激励的纵振动激励区域，和对压 电元件进行弯曲振动的激励的弯曲振动激励区域(例如，参照专利文献1)。纵振动激励区域设置于压电体层的宽度方向的中央侧，弯曲振动激励区域在宽度 方向上在夹着纵振动激励区域的成对角的位置上设置2组。而且，压电致动器通过在纵振 动激励区域在纵向上进行伸展和收缩来进行纵振动。另外，压电致动器通过交替重复使2 组弯曲振动激励区域中的一方伸展并使另一方收缩的弯曲驱动、和使其逆转而使一方收缩 并使另一方伸展的弯曲驱动来进行弯曲振动。而且，通过交替重复这些纵振动和弯曲振动， 进行驱动使得压电元件的长度方向的端部描绘椭圆轨道。专利文献1 日本特开2007-267482号公报。但是，由于传统的纵振动激励区域和弯曲振动激励区域其一方电极分割成5个部 分而形成，因此与电极连接的布线数增大，从而存在布线的质量将成为阻碍压电元件振动 的主要原因的问题。而且，在上述的传统结构中，多个电极上连接多个布线，所以连接位置增加，有可 能会因连接时的热或压力等而压电元件的振动特性变化，从而担忧不能得到均勻特性的压 电元件。
发明内容
鉴于以上情况，本发明的目的在于提供一种能够提高压电元件的振动特性的压电 电动机、液体喷射装置以及计时器。为了解决上述课题的本发明的方式为一种压电电动机，具备压电致动器，其包 括压电元件，其具有压电体层和在夹持所述压电体层的两面分别设置的第1电极和第2电 极；和振动部件，其固定在所述压电元件的所述第1电极侧；和旋转轴，其触接所述振动部 件进行旋转；其中，所述压电体层具有设置于宽度方向中心侧、激励纵振动的纵振动激励区 域，以及夹持所述纵振动激励区域、成对角的区域成为一对的2组激励弯曲振动的弯曲振 动激励区域；所述压电体层的所述纵振动激励区域和所述弯曲振动激励区域中的一组，与 所述弯曲振动激励区域的另一组的极化方向逆转。该方式中，与传统技术相比，无需将一个电极分割成多个，就能够对整个弯曲振动 激励区域施加同一电场。因此，能够减少连接电极彼此的布线或连接来自外部的布线的数量。因此，不会发生因与电极连接的布线数的增大而压电元件的振动被阻碍的情况，能够提 高压电元件的变位特性。而且，通过减少与电极连接的布线数，能够抑制因布线连接时的热 或压力等而产生的压电元件的振动特性的变化，得到均勻特性的压电元件。进一步地，通过 减少布线的连接数量，能够降低成本。这里，优选为所述第2电极具有在2组所述弯曲振动激励区域连续设置的弯曲振 动用电极部，以及在所述纵振动激励区域设置的纵振动用电极部。根据此结构，通过进一步 使弯曲振动用电极部在2组弯曲振动激励区域连续，能够减少布线的连接数量。另外，优选为所述弯曲振动用电极部在所述压电元件的长度方向端部连续。根据 此结构，通过在难以影响压电元件的振动的区域使屈曲振动用电极部连续，可以不降低压 电元件的变位特性，减少与弯曲振动用电极部连接的配线数。
另外，优选为所述第1电极具有在所述压电体层的极化方向不同的区域被分割并 且以电导通的方式设置的第1极化用电极部和第2极化用电极部。根据此结构，通过使用 第1极化用电极部和第2极化用电极部，能够在各区域以不同极化方向对压电体层进行极 化处理。另外，本发明的其他方式为以具备上述方式的压电电动机为其特征的液体喷射装 置。在该实施方式中，能够实现成本降低且小型化的液体喷射装置。这里，优选为所述压电电动机被用作传送被喷射液体的被喷射介质的供纸装置。 根据此结构，能够实现可稳定供纸的液体喷射装置。另外，本发明的其他方式为以具备上述方式的压电电动机为特征的计时器。在该 实施方式中，能够实现成本降低且小型化的计时器。
图1是有关实施例1的压电电动机的分解斜视图。图2是有关实施例1的压电电动机的平面图。图3是有关实施例1的压电电动机的剖面图。图4是有关实施例1的压电致动器的主要部分平面图。图5是表示有关实施例1的压电致动器的动作的平面图。图6是表示有关实施例1的压电致动器的动作的平面图。图7是表示有关实施例1的压电电动机的控制系统的图。图8是有关实施例2的压电致动器的主要部分平面图。图9是有关一实施例的记录装置的概略斜视图。图10是有关一实施例的记录装置的主要部分放大平面图。图11是有关一实施例的计时器的平面图。符号说明1压电电动机，10压电致动器，20振动部件，30、30A压电元件，40压电体层，50第 1电极，60第2电极，61纵驱动用电极部，62第1弯曲驱动用电极部，63第2弯曲驱动用电 极部，70槽部，80按压单元，100记录装置，200计时器。
具体实施例方式以下，基于实施例对本发明进行详细说明。(实施例1)图1是有关本发明的实施例1的压电电动机的分解斜视图，图2是压电电动机的 平面图，图3是图2的k-k'剖面图，图4是压电致动器的主要部分平面图。如图所示，构成本实施例的压电电动机1的压电致动器10，包括振动部件20，分别 与振动部件20的两面粘结的压电元件30。分别设置于振动部件20两面的压电元件30具有压电体层40、设置于压电体层40 的振动部件20侧的第1电极50、设置于压电体层40的与第1电极50相反侧的第2电极60。压电体层40包括表示机电转换作用的压电材料、特别是在压电材料中具有以一 般式AB03表示的钙钛矿结构的金属氧化物。作为压电体层40，优选为例如锆钛酸铅(PZT) 等的铁电材料，或向其添加了氧化铌、氧化镍或氧化镁等金属氧化物的材料等。具体地说， 可以采用钛酸铅(PBTi03)、锆钛酸铅(Pb(&，Ti)03)、锆酸铅(PbZr03)、钛酸铅镧((Pb，La)， Ti03)、锆钛酸铅镧((Pb，La) (Zr，Ti) 03)、或者铌镁锆钛酸铅(Pb (Zr，Ti) (Mg，Nb) 03)等。当 然，本实施例的压电体层40并不限定于上述材料，但作为具有优良的机电转换作用的压电 体层40，可列举含铅的材料。压电体层40在设有第2电极60的面内，被分割为激励压电元件30纵振动的纵振 动激励区域41和激励压电元件30弯曲振动的弯曲振动激励区域42、43。具体地说，如图4(a)所示，压电体层40，在宽度方向(详细地说与后述的设置振动 部件20的触接部21的方向交差的方向)上大致被三等分的中央部，设有纵振动激励区域 41。而且，在压电元件30的宽度方向的纵振动激励区域41的两侧，设有长度方向上被二等 分并且成对角的区域成为一对的2组(即2对)弯曲振动激励区域42、43。在这种压电体层40中，纵振动激励区域41和弯曲振动激励区域42、43中的一组 与弯曲振动激励区域42、43中的另一组以极化方向逆转(相反)的方式被设置。在本实施 例中，将纵振动激励区域41和一组的弯曲振动激励区域42极化成第2电极60侧为正极性 (+)且第1电极50侧为负极性(_)，并且将另一组的弯曲振动激励区域43极化成第2电极 60侧为负极性㈠且第1电极50侧为正极性(+)。虽然压电体层40的极化处理方法没有特别的限定，但在本实施例中，通过使第1 电极50在极化方向不同的区域分离、在第1电极50分离的区域施加依次、互逆方向的电压 来对压电体层40进行极化处理。如图4⑶所示，第1电极50中第1极化用电极部51和第2极化用电极部52通 过极化用槽部53被隔离从而在面内方向上分割，其中，第1极化用电极部51与极化方向相 同的纵振动激励区域41和一组的弯曲振动激励区域42相对向设置，第2极化用电极部52 与极化方向逆转的另一组的弯曲振动激励区域43相对向设置。而且，如图3所示，第1电极50被固定在振动部件20上。此时，由于振动部件20 由导电性材料形成，所以第1极化用电极部51和第2极化用电极部52经由振动部件20电 导通。顺便指出，即使通过绝缘性的粘结剂粘结第1电极50和振动部件20，由于第1电极 50和振动部件20在互相挤压的状态下粘结，所以也能够使两个第1极化用电极部51和第 2极化用电极部52互相电导通。因此，虽然第1极化用电极部51和第2极化用电极部52
5在面内方向上通过极化用槽部53被物理分割，但经由振动部件20电导通。也就是说，本实 施例的振动部件20也可以作为使两个压电元件30的第1电极50彼此电导通的共用电极 起作用。利用这种第1极化用电极部51和第2极化用电极部52，如上所述压电体层40被 极化处理。也就是说，在对粘结到振动部件20之前的压电元件30进行极化处理时，例如， 对第1极化用电极部51和第2电极60之间施加一个方向的电压来进行极化处理之后，对 第2极化用电极部52和第2电极60之间施加相反方向的电压来进行极化处理，由此能够 在压电体层40容易形成极化方向不同的两个区域。再有，在本实施例中，作为第1电极50设置了第1极化用电极部51和第2极化用 电极部52，但并不特别限定于此，例如，也可以通过第1极化用电极部51和第2极化用电 极部52对压电体层40进行极化处理之后，除去第1极化用电极部51和第2极化用电极部 52并重新形成未被分割的第1电极。第2电极60设置于压电体层40的与第1电极50相反侧，如图4 (c)所示，在面内 的压电元件30的宽度方向中，具有将压电体层40的纵振动激励区域41和设置于纵振动激 励区域41的两侧的弯曲振动激励区域42、43隔离而分割的槽部70。在压电元件30的宽 度方向中，槽部70沿着压电体层40的纵振动激励区域41与设置于纵振动激励区域41的 两侧的各自弯曲振动激励区域42、43之间的边界而设置。因此，第2电极60由三个电极部 61 63构成，其中，电极部61为与压电体层40的纵振动激励区域41对应设置的纵振动用 电极部61，电极部62和电极部63为设置于纵振动激励区域41的宽度方向两侧并在弯曲振 动激励区域42、43设置的第1弯曲振动用电极部62和第2弯曲振动用电极部63。第1弯 曲振动用电极部62设置于纵振动激励区域41的宽度方向的一侧，并横跨构成弯曲振动激 励区域42的两个区域中的一个42A和构成弯曲振动激励区域43的两个区域中的一个43A 而设置。而且，第2弯曲振动用电极部63设置于纵振动激励区域41的宽度方向的另一侧， 并横跨构成弯曲振动激励区域42的两个区域中的另一个42B和构成弯曲振动激励区域43 的两个区域中的另一个43B而设置。另外，分别设置于纵振动用电极部61的宽度方向两侧 的第1弯曲振动用电极部62和第2弯曲振动用电极部63，以在纵振动用电极部61的长度 方向两端部互相连续的方式设置。也就是说，第1弯曲振动用电极部62和第2弯曲振动用 电极部63在面内物理上和电气上连续而设置。因此，上述槽部70在第2电极60的表面以 矩形状设置，在以矩形状设置的槽部70的内侧形成纵振动用电极部61，并且在槽部70的外 侧第1弯曲振动用电极部62和第2弯曲振动用电极部63 —体形成。顺便指出，由于压电元件30的长度方向的两端部为对压电元件30的振动几乎不 起贡献的非活性区域，因此即使在纵振动用电极部61的长度方向两端部以互相连续的方 式设置第1弯曲振动用电极部62和第2弯曲振动用电极部63，也不会导致压电元件30振 动特性的下降。在这种结构的第2电极60中，第1和第2弯曲振动用电极部62、63连续，所以在 第1和第2弯曲振动用电极部62、63上施加同一驱动信号。因此，在压电体层40的2组弯 曲振动激励区域42、43上以相同的定时施加相同方向的电压(电场)。但是，其中一组的弯 曲振动激励区域42和另一组的弯曲振动激励区域43极化方向逆转，所以2组弯曲振动激 励区域42、43的变形也同样反转。也就是说，即使对2组弯曲振动激励区域42、43施加了同一方向的电场，一组的弯曲振动激励区域42伸展变形，而另一组的弯曲振动激励区域43 收缩变形。而且，当逆转所施加的电场方向时，2组弯曲振动激励区域42、43的伸展和收缩 将反转。也就是说，一方弯曲振动激励区域42收缩，另一方弯曲振动激励区域43伸展。这样，通过分别对夹着压电体层40的纵振动激励区域41并位于对角而成对的2 组弯曲振动激励区域42、43进行伸展或收缩，能够使压电元件30按S字形状和逆S字形状 弯曲。 另外，第1电极50及第2电极60可以采用导电性高的材料，例如，金(Au)、钼 (Pt)、铱(Ir)等的金属。另外，在第1电极50、第2电极60的压电体层40侧，也可以在第 1电极50及第2电极60设置提高密着性的密着层。另外，如图1所示，振动部件20具有与上述的压电元件30的第1电极50侧相同 的表面形状，并在长度方向(长方形)的一端部侧设置比压电元件30突出延伸的触接部 21。另外，在振动部件20的压电元件30的长度方向中央部，具有向压电元件30的宽度方 向(短方向)两侧延伸的一对腕部22。该腕部22设置有在厚度方向上贯通的贯通孔23， 经由插通贯通孔23的螺丝部件86固定到详细后述的保持部件81。S卩，压电致动器10的振 动部件20的腕部22固定到保持部件81，从而，压电元件30保持为可以相对于保持部件81 以腕部22基点进行纵振动及弯曲振动。这样的压电致动器10中，驱动压电元件30的纵振动激励区域41和弯曲振动激励 区域42、43分别在面方向进行纵振动及弯曲振动。S卩，如图5(a)所示，在振动部件20的面 方向中，通过使纵振动激励区域41在纵向(长度方向)伸展、收缩，使压电元件30在长度 方向上纵振动。另外，如图5(b)及(c)所示，通过在振动部件20的面方向中使弯曲振动激励区域 42、43伸展、收缩，弯曲驱动压电元件30。具体地，在压电元件30的宽度方向使对角的一组 的弯曲振动激励区域42伸展的同时，使对角的另一对的弯曲振动激励区域43收缩。从而， 如图5(b)所示，压电元件30呈现S字状变形。另外，通过使伸展的弯曲振动激励区域42收 缩的同时使收缩的弯曲振动激励区域43伸展，如图5(c)所示，使压电元件30呈现逆S字 状弯曲。通过交替重复该图5(b)及图5(c)所示弯曲变形，使压电元件30进行S字状及逆 S字状的弯曲振动。通过使压电元件30交替重复进行基于纵振动激励区域41的纵振动和基于弯曲振 动激励区域42、43的弯曲振动，如图6所示，可以驱动压电元件30的长度方向的端部即振 动部件20的触接部21以椭圆轨道旋转。具体地，使压电元件30依次重复进行纵向(长度 方向)的伸展、S字状的弯曲、纵向的收缩、逆S字状的弯曲的变形，可以驱动触接部21在 振动部件20的面内顺时针方向以椭圆轨道旋转。另外，压电元件30变形时，通过替换弯曲 的顺序，可以驱动触接部21在振动部件20的面内逆时针方向以椭圆轨道旋转。另外，本实 施例中，振动部件20的两面分别设置了压电元件30，2个压电元件30在振动部件20的面 内进行相同的纵振动及弯曲振动。即，2个压电元件30的各纵振动激励区域41及弯曲振动 激励区域42、43配置成从一方的压电元件30的第2电极60侧平面观察压电致动器10时 形成重叠，通过在平面观察时重叠的区域中进行相同伸展、收缩，使振动部件20在面内方 向变形。当然，通过使振动部件20的两面的压电元件30进行不同的变形，也可以在振动部 件20和压电元件30的层叠方向上被驱动变形。
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另外，在压电致动器10搭载的压电元件30的各电极(第1电极50及第2电极 60)与用于驱动压电元件30的布线连接。如图3所示，第1电极50与振动部件20电连接，因此如图2所示，经由振动部件 20与共用布线90连接。另外，如图2所示，构成第2电极60的纵振动用电极部61和第1及第2弯曲振动 用电极部62、63分别与纵振动用个别布线91和弯曲振动用个别布线92的2根个别布线连 接。具体地，共用布线90与压电致动器10的振动部件20的腕部22连接。从而，共用布线 90经由振动部件20与第1电极50电连接。另外，纵振动用个别布线91与第2电极60的纵振动用电极部61的长度方向中央 部连接。另外，弯曲振动用个别布线92与第2电极60的第1弯曲振动用电极部62的长度 方向中央部连接。另外，纵振动用个别布线91及弯曲振动用个别布线92分别与成为压电 元件30的纵振动及弯曲振动中的基点的长度方向的中央部连接，从而，抑制个别布线91、 92的断线和个别布线91、92对到压电元件30的变位的阻碍。另外，本实施例中，在振动部件20的两面设置压电元件30，因此，可以将压电元件 30的各第1电极50与个别布线91、92连接，另外，也可以将2个压电元件30的纵振动用电 极部61彼此和弯曲振动用电极部62(63)彼此用连接布线等相互连接。这样，通过减少将压电元件30的第2电极60由槽部70隔离的数目，可以仅仅将 1个压电元件30的第2电极60与2根个别布线91、92连接来驱动压电元件30。相对地， 在传统的极化方向在面内采用同一压电体层的压电元件的场合，1个压电元件30的第1电 极分割为1个纵振动用电极和4个弯曲振动用电极的合计5个。具有这样传统的5份分割的第2电极的压电元件中，必须将连接对角的弯曲用振 动电极彼此的连接布线以交叉的方式连接2根，而且将纵振动用电极与1根个别布线，将对 角的2组的弯曲振动用电极分别与1根个别布线合计3根进行连接。这样，传统的具有多个 隔离的第2电极的压电元件与多根布线连接，因此，因布线的质量阻碍了压电元件的振动， 降低了变位特性。另外，传统构成中，多个布线连接用的连接处多，连接时的加热、加压等的影响导 致压电元件的压电特性变化，无法获得均一特性的压电元件。本发明中，可以减少与压电元件30连接的布线91、92的数目，因此可以抑制布线 91,92的质量导致的压电元件的变位降低，并抑制在连接布线91、92时的加热、加压导致的 对压电元件30的恶劣影响，可以获得具有均一压电特性的压电元件30。另外，在传统的将第2电极5份分割的压电致动器中，压电元件的宽度方向中夹着 纵振动用电极而相对向的区域的个别振动用电极不成对，无法导通，而本实施例中，可以对 夹着纵振动用电极的两侧的弯曲振动用电极供给同一驱动波形，因此可以在纵振动用电极 的长度方向两端部使2个弯曲振动用电极相互导通。这也使连接布线即交叉连接布线变得 不必要。另外，本实施例中，纵振动用电极部61的两侧的第1及第2弯曲振动用电极部62、 63相互连续，但是没有特别限定，也可以将第1及第2弯曲振动用电极部62、63分别与个别 布线连接。该场合，来自外部的布线虽然成为与传统的5份分割的第2电极相同数的3根， 但是与传统不同，不需要交叉的2根连接布线，因此可以实现上述效果。
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另外，布线90 92的连接方法没有特别限定，但是，例如各布线90 92采用接 合引线的场合，可以将这些通过弓I线接合连接。另一方面，如图1及图2所示，压电电动机1设置有将装置主体2以轴为中心自由 旋转的旋转轴3。通过将该旋转轴3与压电致动器10的被驱动以椭圆轨道旋转的触接部21 触接，使旋转轴3旋转。本实施例中，触接部21与旋转轴3的圆周方向的表面触接，使得压 电致动器10的触接部21描绘椭圆轨道的旋转方向与旋转轴3的旋转方向成为相反方向。 当然，触接部21也可以与旋转轴3的端面触接。另外，在压电电动机1设置有向旋转轴3方向以规定的压力按压压电致动器10的 按压单元80。按压单元80具备保持压电致动器10的保持部件81 ；—端固定到保持部件81的 线圈弹簧等的弹簧部件82 ；与弹簧部件82的另一端触接并固定到装置主体2的调节弹簧 部件82的弹性力的偏心销(pin)83。保持部件81具备使压电致动器10的腕部22固定的一对固定部84和在固定部84 之间一体设置并相对于装置主体2可滑动移动地被支撑的滑动部85。在固定部84，与腕部 22的贯通孔23对应，形成螺合螺丝部件86的雌螺丝部87。该雌螺丝部87通过与插通腕 部22的贯通孔23的螺丝部件86螺合，将压电致动器10保持在保持部件81。在滑动部85设置有在厚度方向贯通且沿着滑动方向延伸的长孔即滑动孔88。通 过插通滑动孔88而固定到装置主体2的滑动销89，滑动部85被支撑为相对于装置主体2 可滑动移动。弹簧部件82包括线圈弹簧，配置为一端固定到固定部84，另一端触接到可偏心旋 转地固定到装置主体2的偏心销83的侧面。另外，弹簧部件82沿滑动部85的滑动方向配 置。这样的弹簧部件82使压电致动器10对装置主体2朝向旋转轴3施力。顺便提一下， 偏心销83设为可相对于装置主体2偏心旋转，通过使偏心销83偏心旋转，可以使偏心销83 的侧面和保持部件81的间隔变化，调节弹簧部件82的弹性力。另外，本实施例中，弹簧部件82采用线圈弹簧，但是弹簧部件82不特别限定，例 如，也可以采用板弹簧等。这样的按压单元80以规定的压力按压旋转轴3，以使压电致动器10的压电元件 30的长度方向(纵振动方向)成为旋转轴3的轴中心。即，本实施例的压电致动器10的压 电元件30的长度方向配置为旋转轴3的径向，向旋转轴3的径向按压。如上所述，按压单元80向旋转轴3按压压电致动器10的触接部21的同时，使压 电元件30交替进行纵振动及弯曲振动，驱动触接部21以椭圆轨道旋转，从而驱动旋转轴3 旋转。由压电致动器10旋转的旋转轴3的转数受进行纵振动及弯曲振动的振动周期的 影响大，另外，旋转轴3的转矩受按压单元80对压电致动器10的旋转轴3的按压力的影响 大。这里，参照图7说明本实施例的压电电动机1的控制系统。另外，图7是压电电动 机的控制系统的示图。如图示，信号发生装置300生成规定频率的驱动信号，向驱动电路301输出。驱动 信号在本实施例中可以采用包括交流电压的模拟信号、矩形波的数字信号。
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驱动电路301具有移相器302。移相器302具有使来自信号发生装置300的驱动 信号的移相延迟90度的功能。具体地，移相器302相对于使压电元件30纵振动的驱动信 号，生成进行相位延迟90度的弯曲振动的驱动信号。纵振动用的驱动信号对压电元件30 的第2电极60的纵振动用电极部61施加，相位延迟的弯曲振动用的驱动信号对第2电极 60的第1及第2弯曲振动用电极部62、63施加。移相器302与输出切换信号的正逆切换信号源303连接，根据来自正逆切换信号 源303的切换信号，移相器302生成使纵振动用的驱动信号的相位前进90度的信号，作为 弯曲振动用的驱动信号。这样，通过使弯曲振动的驱动信号相对于纵振动用的驱动信号错 开+90度或-90度相位，可以使触接部21描绘椭圆轨道的方向正逆反相。从而可以控制旋 转轴3的旋转方向。这样，压电电动机1的压电元件30中，通过使压电体层40的2组弯曲振动激励区 域42、43的极化方向相互逆转，可以在极化不同的2个区域施加同一的弯曲振动用的驱动 信号。从而，驱动压电电动机1的驱动信号可以仅仅为向纵振动用电极部61施加的纵振动 用的驱动信号和向第1及第2弯曲振动用电极部62、63施加的弯曲振动用的驱动信号的2 种。因而，没有必要像传统那样生成向2个弯曲振动用电极部施加的2种弯曲振动用的驱动 电极。从而，本发明中，不需要使1个弯曲振动用的驱动信号的相位反相的相位反相单元， 还可实现简化压电电动机1的控制系统、降低成本的效果。(实施例2)图8是本发明的实施例2的压电致动器的要部平面图。另外，与上述实施例1同 样的部件附上同一符号，省略重复说明。如图8所示，本实施例的构成压电电动机1的压电致动器10所搭载的压电元件 30A的第1电极50A被分割为由极化用槽部53A隔离的第1极化用电极部51A和第2极化 用电极部52A。第1极化用电极部51A与压电体层40的纵振动激励区域41及弯曲振动激 励区域42、43的一组相对向设置。另外，第2极化用电极部52A与弯曲振动激励区域42、43 的另一组相对向设置。本实施例中，第1极化用电极部51A设置为与纵振动激励区域41及 弯曲振动激励区域42相对向，第2极化用电极部52A与弯曲振动激励区域43相对向。艮口， 第2极化用电极部52A设置在压电元件30A的对角位置，第1极化用电极部51A在压电元 件30A的表面设置为大致Z字状。另外，第2极化用电极部52A在压电元件30A的长度方 向的两端部中连续设置。这样，通过使第2极化用电极部52A在压电元件30A的面内连续，在极化处理压电 体层40时，可以减少与第1电极50A连接的布线的数目，除了上述实施例1的效果，还可以 抑制极化处理时的布线连接时的加热、加压导致的压电元件30A的变位特性的降低。(其他实施例)以上，说明了本发明的各实施例，但是本发明的基本构成不限于上述。例如，上述 实施例1及2中，将第2电极60的第1及第2弯曲振动用电极部62、63设置为相互连续， 但是没有特别限定，例如，也可以将第1弯曲振动用电极部62和第2弯曲振动用电极部63 设置为不连续。即使在该场合，也不需要传统的交叉连接布线，可以实现与上述实施例1同 样的效果。另外，虽然例示了在振动部件20、20A的两面分别设置压电元件30、30A的压电致
10动器10，但是没有特别限定，即使是仅仅在振动部件20的一面设置压电元件30、30A的压电 致动器10，也可以适用本发明。另外，上述实施例1及2中，由按压单元80向旋转轴3按压压电致动器10，但是没 有特别限定，例如，也可以向压电致动器10按压旋转轴3。当然，按压单元80不是必要部 件。另外，上述实施例的压电电动机1可以用作液体喷射装置的一例即喷墨式记录装 置的驱动单元。这里，采用实施例1的压电电动机1的喷墨式记录装置的一例如图9及图 10所示。另外，图9是一实施例的液体喷射装置的一例即喷墨式记录装置的概略立体图，图 10是要部扩大的平面图。在图9所示的喷墨式记录装置100中，具有吐出墨的喷墨式记录头部101的记录 头部单元102的构成墨供给单元的墨盒103设置为可装卸，搭载该记录头部单元102的托 架104设为可在安装到记录装置主体105的托架轴106上轴方向自由移动。该记录头部单 元102，例如吐出黑色墨组成物及彩色墨组成物。驱动电动机107的驱动力经由未图示多个齿轮及同步带108向托架104传达，从 而，搭载记录头部单元102的托架104沿托架轴106移动。另一方面，在记录装置主体105 沿托架轴106设置压板(platen) 109，通过给纸单元110给纸的纸等的被喷射介质即记录薄 层S卷绕在压板109上传送。记录薄层S在压板109上由喷墨式记录头部101吐出的墨印 刷。在压板109上印刷的记录薄层S由在压板109的给纸单元110的相反侧设置的排纸单 元120排纸。如图10所示，给纸单元110由给纸辊111和从动辊112构成。在给纸辊111的端 部固定上述压电电动机1的旋转轴3，通过压电致动器10的驱动而旋转。另外，在给纸辊 111设置同轴的第1齿轮113。排纸单元120由排纸辊121和从动辊122构成。在排纸辊121设置同轴的第2齿 轮123。给纸辊111的第1齿轮113经由与该第1齿轮113啮合的第3齿轮130、与第3齿 轮130啮合的第4齿轮131、与第4齿轮啮合的第5齿轮132，与排纸辊121的第2齿轮123 啮合，从而将驱动给纸辊111旋转的压电电动机1的驱动力向排纸辊121传达。另外，图9及图10所示例中，由压电电动机1驱动给纸单元110及排纸单元120 旋转，但是，例如，也可以将上述实施例的压电电动机1用使托架104移动的驱动电动机107 取代。当然，也可以采用压电电动机1作为其他驱动系统，例如向喷墨式记录头部101供给 墨的泵等。另外，本发明广泛地以所有液体喷射装置为对象，压电电动机可以在上述喷墨式 记录装置以外的液体喷射装置上搭载。其他液体喷射装置例如有液晶显示器等的彩色滤光 片的制造中采用的色材喷射装置、有机EL显示器、FED(场发射显示器)等的电极形成中采 用的电极材料喷射装置、生物chip制造中采用的生体有机物喷射装置等。而且，上述实施例的压电电动机1也可以用作计时器的驱动单元。这里，采用实施 例1的压电电动机1的计时器的一例如图11所示。如图11所示，构成计时器200的日历显示机构与压电电动机1连结，由其驱动力 驱动。日历显示机构的主要部具备使压电电动机1的旋转轴3的旋转减速的减速轮列和环状的日期轮201。另外，减速轮列具有日期旋转中间轮202和日期旋转轮203。通过上述的压电电动机1的压电致动器10驱动旋转轴3顺时针旋转后，旋转轴3 的旋转经由日期旋转中间轮202向日期旋转轮203传达，该日期旋转轮203使日期轮201 顺时针旋转。这些从压电致动器10到旋转轴3、从旋转轴3到减速轮列(日期旋转中间轮 202、日期旋转轮203)、从减速轮列到日期轮201的力的传达都在面内方向进行。因而可以 使日历显示机构薄型化。另外，在日期轮201固定有沿圆周方向印刷了表示日期的文字的圆盘状的文字板 204。在计时器200的主体，设置了使在文字板204设置的一个文字露出的窗部205，从窗部 205可以看见日期。另外，虽然未特别图示，在计时器200设置了长针及短针和驱动这些长 针及短针的部件等。另外，压电电动机1不仅可以用作日历显示机构，也可用作驱动计时器的长针、短 针等的部件。对于驱动这些计时器的长针、短针等的构造，可嵌入上述压电电动机1取代传 统周知的电磁电动机等。另外，本发明广泛以所有压电电动机为对象，可用于上述液体喷射装置、计时器以 外的小型装置。可利用压电电动机的小型装置例如有医疗用泵、照相机、产业用、义肢等的 机械臂等。
1权利要求
一种压电电动机，其特征在于，具备压电致动器，其包括压电元件，其具有压电体层和在夹持所述压电体层的两面分别设置的第1电极和第2电极；和振动部件，其固定在所述压电元件的所述第1电极侧；和旋转轴，其触接所述振动部件进行旋转；其中，所述压电体层具有设置于宽度方向中心侧、激励纵振动的纵振动激励区域，以及夹持所述纵振动激励区域、成对角的区域成为一对的2组激励弯曲振动的弯曲振动激励区域；所述压电体层的所述纵振动激励区域和所述弯曲振动激励区域中的一组，与所述弯曲振动激励区域的另一组的极化方向逆转。
2.如权利要求1所述的压电电动机，其特征在于所述第2电极具有在2组所述弯曲 振动激励区域连续设置的弯曲振动用电极部，以及在所述纵振动激励区域设置的纵振动用 电极部。
3.如权利要求2所述的压电电动机，其特征在于所述弯曲振动用电极部在所述压电 元件的长度方向端部连续。
4.如权利要求1 3的任一项所述的压电电动机，其特征在于所述第1电极具有在 所述压电体层的极化方向不同的区域被分割并且以电导通的方式设置的第1极化用电极 部和第2极化用电极部。
5.一种液体喷射装置，其特征在于，具备如权利要求1 4的任一项所述的压电电动机。
6.如权利要求5所述的液体喷射装置，其特征在于所述压电电动机被用作传送被喷 射液体的被喷射介质的供纸装置。
7.—种时钟，其特征在于，具备如权利要求1 4的任一项所述的压电电动机。
全文摘要
本发明提供可提高压电元件的振动特性的压电电动机、液体喷射装置及计时器。本发明的压电电动机具备压电致动器，其具备具有压电体层40和在夹着该压电体层40的两面分别设置的第1电极50及第2电极60的压电元件30以及在该压电元件30的第1电极50侧固定的振动部件；和与上述振动部件触接而旋转的旋转轴，上述压电体层40具有在宽度方向中心侧设置的激励纵振动的纵振动激励区域41和在夹着该纵振动激励区域41的成对角区域成对的2组激励弯曲振动的弯曲振动激励区域42、43，上述压电体层40的纵振动激励区域41和弯曲振动激励区域42、43的一组42与弯曲振动激励区域42、43的另一组43的极化方向逆转。
文档编号H02N2/00GK101847942SQ201010150618
公开日2010年9月29日 申请日期2010年3月25日 优先权日2009年3月26日
发明者宫泽修, 松本昭人, 松泽明, 桥本泰治 申请人:精工爱普生株式会社