JP7180129B2 - 超音波装置および電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、超音波装置および電子機器に関するものである。
被測定物までの距離を測定する超音波装置が活用されている。超音波装置は超音波を送信して反射波を受信する。他にも、超音波装置から超音波を射出してシート状の媒体を通過した超音波の強度を用いて媒体の枚数を測定する装置が活用されている。これらの装置に用いられる超音波装置が特許文献１に開示されている。それによると、超音波装置にはＳＯＩ基板（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）が用いられている。そして、ＳＯＩ基板の一部に凹部が形成され、凹部ではＳＯＩ基板が薄くなっている。この薄い部分の上に超音波素子が配置されている。この薄い部分を振動膜やメンブレンという。
超音波素子は圧電薄膜を電極で挟んだ構造をしている。この構造の超音波素子は超音波の送信と受信とに用いることができる。超音波を送信するとき、電極間に電圧を印加すると圧電薄膜が撓む。電極間に所定の電圧波形を印加する。このとき、メンブレンが振動する。電極間への電圧の印加を停止するとき、メンブレンの振動が減衰して停止する。メンブレンの振動の減衰にともなって送信される超音波が減衰する。超音波素子を覆って薄い減衰吸収膜が設置されている。この減衰吸収膜はメンブレンの振動吸収を得ることができ残響振動を抑制する。このため、メンブレンの振動が短時間で減衰するので、送信される超音波が短時間に減衰する。
超音波素子が超音波を受信するときには、超音波によりメンブレンが振動する。そして、圧電薄膜が撓む。このとき、電極間に電圧が発生する。電極間の電圧を検出することにより、超音波素子が超音波を受信したことを認識できる。このとき、減衰吸収膜が残響振動を抑制するので、超音波を超音波装置は応答性良く電気信号に変換できる。
特開２００７－３７００６号公報
特許文献１の超音波装置では超音波素子を覆って減衰吸収膜としての残響低減膜が設置されている。超音波素子を複数配置した構造のとき減衰吸収膜を伝わって超音波が伝播する。このとき、超音波素子は減衰吸収膜を伝播する超音波の影響を受ける。超音波素子が超音波を送信する。このとき、超音波素子が送信する超音波と減衰吸収膜内を伝播する超音波とが干渉する。超音波の干渉により超音波素子から送信される超音波の強度が低下する。また、超音波素子が超音波を受信する。このとき、超音波素子が受信する超音波と減衰吸収膜内を伝播する超音波とが干渉する。超音波の干渉により超音波素子が受信する超音波の強度が低下する。そこで、メンブレンの振動を吸収する減衰吸収膜に沿う超音波の伝播を低減し、超音波素子が配列しても品質よく超音波を送信または受信することができる超音波装置が望まれていた。
本願の超音波装置は、第１方向に超音波を送信する超音波素子が配列する基板を備え、前記超音波素子の前記第１方向側には前記基板の残響振動を低減する残響低減膜が配置され、前記残響低減膜には隣り合う前記超音波素子の間に溝部が配置されていることを特徴とする。
上記の超音波装置では、前記残響低減膜の材質はシリコーンゴムを含むことが好ましい。
上記の超音波装置では前記残響低減膜には前記超音波素子と対向する場所に凹部が配置されていることが好ましい。
本願の電子機器は、媒体の搬送路に設置され、前記媒体が２枚以上重なっているか否かを検出する重送検出装置を備え、前記重送検出装置は上記に記載の超音波装置を有することを特徴とする。
本願の電子機器は、超音波を送信する超音波送信器と、前記超音波送信器が送信した超音波を受信する超音波受信器と、を備え、前記超音波送信器は上記に記載の超音波装置を有することを特徴とする。
本願の超音波装置は、第１方向側から進行する超音波を受信する超音波素子が配列する基板を備え、前記超音波素子の前記第１方向側には前記基板の残響振動を低減する残響低減膜が配置され、前記残響低減膜には隣り合う前記超音波素子の間に溝部が配置されていることを特徴とする。
第１の実施形態にかかわる超音波装置の構造示す模式平面図。 超音波素子の構成を示す要部模式平面図。 超音波素子の構成を示す要部模式側断面図。 超音波素子の構成を示す要部模式側断面図。 残響低減膜内を伝播する超音波を説明するための模式図。 超音波装置の製造方法を説明するための模式図。 超音波装置の製造方法を説明するための模式図。 超音波装置の製造方法を説明するための模式図。 超音波装置の製造方法を説明するための模式図。 超音波装置の製造方法を説明するための模式図。 超音波装置の製造方法を説明するための模式図。 超音波装置の製造方法を説明するための模式図。 超音波装置の製造方法を説明するための模式図。 超音波装置の製造方法を説明するための模式図。 超音波装置の製造方法を説明するための模式図。 第２の実施形態にかかわる超音波素子の構成を示す要部模式平面図。 超音波素子の構成を示す要部模式側断面図。 超音波素子の構成を示す要部模式側断面図。 残響低減膜内を伝播する超音波を説明するための模式図。 超音波素子の動作を説明するための模式側断面図。 超音波素子の動作を説明するための模式側断面図。 第３の実施形態にかかわるスキャナーの構造を示す模式側断面図。 第４の実施形態にかかわる印刷装置の構造を示す模式側断面図。 第５の実施形態にかかわる距離測定装置の構成を示すブロック図。
以下、実施形態について図面に従って説明する。
尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
（第１の実施形態）
本実施形態では、特徴的な超音波装置の例とこの超音波装置の製造方法の例とについて、図に従って説明する。第１の実施形態にかかわる超音波装置について図１～図５に従って説明する。超音波装置は超音波トランスデューサーデバイスともいわれる装置である。
図１は、超音波装置の構造示す模式平面図である。図１に示すように、超音波装置１は基板２を備えている。基板２は矩形であり隣り合う２辺が直交する。１辺が延びている方向をＸ方向とし、Ｘ方向の辺の隣の１辺が延びている方向をＹ方向とする。基板２の厚み方向をＺ方向とする。基板２の－Ｙ方向側には外部端子３がＸ方向に配列して設置されている。
外部端子３の＋Ｙ方向側には基板２上にマトリックス状に配列する複数の超音波素子４が配置されている。超音波素子４の行数及び列数は特に限定されない。超音波装置１をセンサーとして利用するときには行数を１０行～１００行、列数を１０列～１００列にするのが好ましい。感度良く検出可能な超音波の強度にすることができる。本実施形態では説明を分り易くするために、例えば、１５行１５列の超音波素子４が配置されている設定とする。
外部端子３の内－Ｘ方向から数えて１個目から１５個目までが信号端子３ａである。そして、各列の超音波素子４と信号端子３ａとが信号配線５により電気的に接続されている。外部端子３の内最も＋Ｘ方向側の端子が共通端子３ｂである。各超音波素子４の＋Ｘ方向には共通端子３ｂから＋Ｙ方向に長い第１共通配線６が設置され、第１共通配線６は超音波素子４の＋Ｙ方向側において、Ｘ方向に長い配線になっている。そして、第１共通配線６は超音波素子４の＋Ｙ方向側の部分が分岐し各超音波素子４と電気的に接続している。第１共通配線６により各超音波素子４は共通端子３ｂと接続されている。
図２は超音波素子の構成を示す要部模式平面図である。図３及び図４は超音波素子の構成を示す要部模式側断面図である。図３は図２のＡＡ線に沿う断面側から見た図であり、図４は図２のＢＢ線に沿う断面側から見た図である。図２、図３及び図４に示すように、基板２には超音波素子４と対向する場所に凹部２ａが形成されている。凹部２ａは超音波素子４と同じくマトリックス状に配置されている。凹部２ａの大きさは特に限定されないが、本実施形態では例えば、１辺の長さが１５０μｍから２５０μｍの正方形になっている。Ｘ方向及びＹ方向で隣り合う凹部２ａの間の部分を梁部２ｂとする。梁部２ｂはＸ方向に長い部分とＹ方向に長い部分とが直交している。基板２の材質は特に限定されず強度があり微細な加工ができれば良い。本実施形態では、例えば、基板２にシリコン基板が用いられている。
基板２の＋Ｚ方向側には基板２に接して振動膜７が設置され、振動膜７は基板２の一部になっている。凹部２ａでは振動膜７が振動しやすくなっている。振動膜７の材質は振動特性の良い材質であれば良く特に限定されない。他にも、振動膜７は絶縁性があると好ましい。本実施形態では、例えば、振動膜７の材質に２酸化シリコンや２酸化ジルコニウムを用いている。振動膜７に絶縁性がないときには振動膜７上に絶縁膜を設置しても良い。振動膜７はメンブレンともいう。
振動膜７上には下電極８、圧電体９及び上電極１０が重ねて設置されている。下電極８、圧電体９及び上電極１０により超音波素子４が構成されている。下電極８と上電極１０との間に駆動電圧を印加する。駆動電圧により圧電体９が撓む。超音波素子４は図中Ｚ方向に超音波１２を送信する。超音波素子４が超音波１２を送信するＺ方向を第１方向１３とする。基板２には第１方向１３に超音波１２を送信する超音波素子４が配列されている。基板２に配列された超音波素子４は第１方向１３側から進行する超音波１２ａを受信することもできる。下電極８は圧電体９に覆われており、Ｙ方向に並ぶ下電極８は図２に示す配線１１により接続されている。配線１１は信号配線５を介して信号端子３ａと電気的に接続されている。
圧電体９の種類は特に限定されないがＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）素子やＰＤＶＦ（ポリフッ化ビニリデン）素子等の圧電体を用いることができる。本実施形態では圧電体９にＰＺＴ素子を用いている。下電極８、上電極１０の材質は導電性があり安定性のある材質であれば良く本実施形態では、例えば、イリジウムの膜とプラチナの膜とが積層された膜を用いている。プラチナの膜上にＰＺＴ素子を安定して形成することができる。
超音波素子４における上電極１０の＋Ｚ方向側には保護膜１４が配置されている。保護膜１４は圧電体９、下電極８、上電極１０の一部を覆う。保護膜１４は圧電体９に水分が進入することを防止し、塵による配線間のリークを防止する。保護膜１４の材質には酸化シリコンや酸化アルミニウム等の無機物の絶縁膜を用いる。本実施形態では、例えば、保護膜１４である無機絶縁膜の材質に酸化アルミニウムを採用している。
超音波素子４の第１方向１３側には基板２の残響振動を低減する残響低減膜１５が配置されている。残響低減膜１５は保護膜１４に重ねて設置されている。残響低減膜１５は振動膜７を含む基板２の振動の残響を低減する。残響低減膜１５の材質はシリコーンゴムを含む。シリコーンゴムはヤング率が小さいので、残響低減膜１５は振動膜７を含む基板２及び超音波素子４の動きを阻害せずに残響振動を低減することができる。
駆動電圧にはバースト波形が用いられる。バースト波形では矩形波形が反復する区間と直流波形の区間とが交互に組み合わされる。矩形波形が反復する区間では超音波素子４が振動する。直流波形の区間では超音波素子４の振動が減衰される。直流波形の区間で超音波素子４の振動が残留するとき、残留した振動と次に矩形波形が反復する駆動波形で生じる振動とが合成させる。残留した振動の位相と反復する矩形波形で駆動される振動の位相が異なるとき、振動の強度が低下する。
残響低減膜１５が直流波形の区間で超音波素子４の振動を低減する。従って、残留した振動が矩形波形で駆動される振動の強度を低下させることを低減することができる。
超音波素子４は超音波１２ａを受信して振動する。このときにも、超音波１２ａを受信して振動した後で振動が減衰しないと、所定の時間経た後に受信して生ずる振動と合成される。このときにも、残留した振動の位相と受信して生ずる振動の位相が異なるとき、振動の強度が低下する。そして、超音波１２ａを受信しない区間で残響低減膜１５が超音波素子４の振動を低減する。従って、残留した振動が受信する超音波１２ａによる振動の強度を低下させることを残響低減膜１５が抑制することができる。
図３に示すように、超音波素子４の＋Ｘ方向側及び－Ｘ方向側の梁部２ｂの＋Ｚ方向側では、振動膜７に重ねて配線１６が配置されている。配線１６はＹ方向に長い配線である。配線１６の材質は下電極８の材質と同じである。配線１６は下電極８と同じ工程で形成されるが、下電極８とは電気的に分離されている。
配線１６と重ねて配線１０ａが配置されている。配線１０ａはＸ方向に隣り合う上電極１０を電気的に接続する。さらに、配線１０ａと重ねて第２共通配線１７が配置されている。第２共通配線１７はＹ方向に長い配線である。配線１６と第２共通配線１７との間に配線１０ａが配置されている。配線１０ａは配線１６及び第２共通配線１７と上電極１０とを電気的に接続する。配線１０ａの材料は上電極１０と同じ材料が用いられている。配線１６及び第２共通配線１７は第１共通配線６を介して共通端子３ｂと電気的に接続されている。配線１６は第２共通配線１７と共に電気信号を送信するので、第２共通配線１７だけが配置されたときより配線１６は電気抵抗を低減する。
第２共通配線１７の＋Ｚ方向側には残響低減膜１５が配置されている。残響低減膜１５は超音波素子４から続いている。そして、残響低減膜１５には隣り合う超音波素子４間に溝部１８が配置されている。溝部１８のある場所では残響低減膜１５の厚みが薄くなっている。または、溝部１８のある場所には残響低減膜１５が無い状態になっている。
図４に示すように、超音波素子４の＋Ｙ方向側及び－Ｙ方向側の梁部２ｂの＋Ｚ方向側では、振動膜７に重ねて配線１６が配置されている。配線１６はＸ方向に長い配線である。梁部２ｂと同様に、配線１６はＸ方向に長い部分とＹ方向に長い部分とが直交している。
配線１６と重ねて第２共通配線１７が配置されている。第２共通配線１７はＸ方向に長い配線である。配線１６と同様に、第２共通配線１７はＸ方向に長い部分とＹ方向に長い部分とが直交している。Ｙ方向においても配線１６は第２共通配線１７と共に電気信号を送信するので、第２共通配線１７だけが配置されたときより配線１６は電気抵抗を低減する。
Ｙ方向においても残響低減膜１５は超音波素子４から続いている。そして、残響低減膜１５には隣り合う超音波素子４間に溝部１８が配置されている。溝部１８のある場所では残響低減膜１５の厚みが薄くなっている。または、溝部１８のある場所には残響低減膜１５が無い状態になっている。
図２に示すように、Ｚ方向から見た平面視で残響低減膜１５は四角形である。そして、Ｘ方向においてもＹ方向においても残響低減膜１５には隣り合う超音波素子４間に溝部１８が配置されている。
図５は残響低減膜内を伝播する超音波を説明するための模式図である。図５に示すように、超音波素子４から第１方向１３に超音波１２が送信される。超音波素子４から送信された超音波１２の一部は第１方向１３と交差する方向に進行する。このとき、超音波１２の一部が残響低減膜１５の内部を伝播して進行する。そして、超音波１２は溝部１８に到達する。溝部１８には空気が入っており、溝部１８では残響低減膜１５と屈折率が大きく異なる。つまり、残響低減膜１５と空気とでは超音波１２の伝播速度が異なる。
このため、一部の超音波１２は溝部１８で反射して方向をかえる。一部の超音波１２は残響低減膜１５から空気中にでるが、空気中の進行方向は多方向に亘る。従って、送信した超音波素子４の隣りの超音波素子４へは超音波１２が到達し難い。このため、超音波素子４は隣の超音波素子４が送信した超音波１２の影響を受け難い。従って、超音波素子４は配列しても品質よく超音波１２を送信することができる。
図中、残響低減膜１５のＸ方向に進行する超音波１２の挙動を説明した。残響低減膜１５のＹ方向に進行する超音波１２においても、一部の超音波１２は溝部１８で反射する。一部の超音波１２は残響低減膜１５から空気中にでるが、空気中の進行方向は多方向に亘る。従って、送信した超音波素子４の隣りの超音波素子４へは超音波１２が到達し難い。このため、超音波素子４は隣の超音波素子４が送信した超音波１２の影響を受け難い。従って、超音波素子４は配列しても品質よく超音波１２を送信することができる。
超音波素子４が超音波１２ａを受信するときにも残響低減膜１５に到達した超音波１２ａの一部が残響低減膜１５の内部を進行する。このとき、一部の超音波１２ａは溝部１８で反射して方向をかえる。一部の超音波１２ａは残響低減膜１５から空気中にでるが、空気中の進行方向は多方向に亘る。従って、受信した超音波素子４の隣りの超音波素子４へは超音波１２ａが到達し難い。このため、超音波素子４は隣の超音波素子４が受信した超音波１２ａの影響を受け難い。従って、超音波素子４は配列しても品質よく超音波１２ａを受信することができる。
溝部１８の幅は特に限定されないが本実施形態では、例えば、３０μｍ以上４０μｍ以下になっている。このとき、超音波１２が残響低減膜１５を伝播して隣りの超音波素子４へは超音波１２が到達することが抑制される。そして、溝部１８の幅が狭いので超音波装置１の面積が広くなることを低減できる。
図６～図１５は超音波装置の製造方法を説明するための模式図である。次に、図６～１５を用いて、超音波装置１の製造方法について説明する。図６は振動板設置工程を説明するための模式図である。図６に示すように、ベース板２１を用意する。ベース板２１はシリコン基板である。そして、ベース板２１上に振動膜７にする層を設置する。まず、ベース板２１の表面に酸化シリコン層（ＳｉＯ2）を積層し、酸化シリコン層の表面に２酸化ジルコニウム層（ＺｒＯ2）を積層する。材料を積層する方法にはスパッタ法やＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を用いる。
振動膜７上に下電極８及び配線１６を設置する。まず、振動膜７上に金属膜を設置する。本実施形態では、例えば、金属膜は酸化イリジウム上にプラチナが積層された層である。プラチナは白金とも称される。金属膜の設置方法は特に限定されないが本実施形態では、例えば、スパッタ法を用いて設置される。
次に、金属膜上に感光性のレジストを設置し、下電極８及び配線１６の形状のマスクを重ねて露光する。次に、感光性のレジストをエッチングして除去し、さらに、レジストをマスクにして金属膜をエッチングした後でレジストを除去する。その結果、振動膜７上に下電極８及び配線１６が設置される。
図７～図９は圧電体設置工程を説明するための模式図である。図７に示すように、焦電体材料層２２を設置する。焦電体材料層２２は圧電体９の材料になる層であり、ＰＺＴ膜の層である。焦電体材料層２２はスパッタ法やゾルゲル法を用いて設置される。スパッタ法では特定成分のＰＺＴ焼結体をスパッタリングのターゲットとして用い、振動膜７上にスパッタリングによりアモルファス状の圧電体膜前駆体膜を形成する。
次に、このアモルファス状の圧電体膜前駆体膜を加熱し結晶化し、焼結させる。この加熱は例えば、酸素または酸素とアルゴン等の不活性ガスとの混合ガス等の酸素雰囲気中において行われる。加熱工程では酸素雰囲気中で圧電体膜前駆体膜を５００～７００℃の温度で加熱する。加熱によって圧電体膜前駆体膜を結晶化する。
ゾルゲル法では焦電体材料層２２の材料となるチタン、ジルコニウム、鉛等の水酸化物の水和錯体であるゾルを作成する。このゾルを脱水処理してゲルとする。このゲルを加熱焼成して無機酸化物である焦電体材料層２２を調製する。チタン、ジルコニウム、鉛、さらには他の金属成分のそれぞれのアルコキシドまたはアセテートを出発原料とする。この出発原料がゾルになっている。このゾルは有機高分子化合物と混合された組成物として用いられる。この有機高分子化合物は、乾燥及び焼成時に焦電体材料層２２の残留応力を吸収し、焦電体材料層２２にクラックが生ずる虞を低減する。
次に、振動膜７上にゾル組成物を塗布する。塗布方法には各種のコート法や印刷法が用いられる。塗布後ゾル組成物の膜を乾燥する。乾燥は自然乾燥、または８０℃以上２００℃以下の温度に加熱して乾燥する。次に、ゾル組成物の膜を焼成する。焼成温度は３００～４５０℃の範囲で１０～１２０分程度焼成する。焼成によりゾル組成物の膜がゲル化する。
次に温度を変えて再焼成する。焼成温度としては４００～８００℃の範囲で、０．１～５時間程度焼成する。再焼成では４００～６００℃の範囲の温度の第一段階を行い。次に、６００～８００℃以下の範囲の温度で第二段階を行う。これにより、多孔質ゲル薄膜が結晶質の金属酸化物からなる膜に変換される。この膜を積層膜にするときには出発原料の塗布から焼成までの工程を繰り返す。その後でプレアニールする。
図８に示すように、上金属膜２３を設置する。本実施形態では、例えば、上金属膜２３はイリジウム膜、チタン膜、イリジウム膜がこの順に積層される。上金属膜２３の設置方法は特に限定されないが本実施形態では、例えば、スパッタ法を用いて設置される。
図９に示すように、焦電体材料層２２及び上金属膜２３をパターニングする。上金属膜２３の上にマスク膜の材料からなる膜を設置する。そして、フォトリソグラフィー法を用いて露光及び現像しマスク膜の材料からなる膜をパターニングしてマスク膜を形成する。詳しくは、まず、感光性のレジスト膜を設置し、圧電体９の形状のマスクを重ねて露光する。次に、レジスト膜をエッチングして除去し、マスク膜を設置する。マスク膜の形状は圧電体９の形状にする。
マスク膜をマスクにしたドライエッチング法を用いて焦電体材料層２２の一部を除去する。ドライエッチングにより、焦電体材料層２２及び上金属膜２３がエッチングされて四角形になる。次に、剥離液を用いてマスク膜を剥離する。
さらに、上金属膜２３をパターニングする。上金属膜２３の上にマスク膜の材料からなる膜を設置する。そして、フォトリソグラフィー法を用いて露光及び現像しマスク膜の材料からなる膜をパターニングしてマスク膜を形成する。次に、レジスト膜をエッチングして除去し、マスク膜を設置する。マスク膜の形状は上電極１０の形状にする。
マスク膜をマスクにしたドライエッチング法を用いて上電極１０の一部を除去する。ドライエッチングにより、上金属膜２３がエッチングされて上電極１０の形状になる。次に、剥離液を用いてマスク膜を剥離する。その結果、振動膜７上に下電極８、圧電体９及び上電極１０が積層されて設置される。
図１０は配線設置工程を説明するための模式図である。図１０に示すように、配線１０ａを設置する。まず、金属膜を成膜する。金属膜は配線１０ａの材料となる膜である。金属膜の成膜方法は特に限定されないが本実施形態では、例えば、スパッタ法を用いている。
次に、金属膜の上に感光性の材料からなる樹脂膜を成膜する。続いて、フォトリソグラフィー法を用いて露光及び現像し樹脂膜をパターニングしてマスク膜を形成する。マスク膜の形状を配線１０ａの形状にする。次に、マスク膜をマスクにして金属膜をドライエッチングする。その結果、金属膜から配線１０ａが形成される。ドライエッチングはウエットエッチングに比べて平面方向のオーバーエッチング量が少ないので微細なパターンを精度良く形成することができる。
図１１及び図１２は共通配線設置工程を説明するための模式図である。図１１に示すように、感光性樹脂層２４を設置する。このとき、配線１０ａ上における感光性樹脂層２４の厚み寸法が、第２共通配線１７の厚み寸法となるように、感光性樹脂層２４の厚みを調整する。本実施形態では例えば、感光性樹脂層２４にポジ型のフォトレジストを用いる。感光性樹脂層２４の厚みは例えば１０μｍにしている。この感光性樹脂層２４を露光して現像し、第２共通配線１７を形成する場所の感光性樹脂層２４を除去する。そして、第２共通配線１７を形成する場所に開口２４ａを形成するマスクパターンを形成する。次に、例えば、電気めっき法により開口２４ａ内の配線１０ａ上にＣｕを析出させて第２共通配線１７を形成する。その後、図１２に示すように、感光性樹脂層２４を除去する。例えば、無電解めっき法により第２共通配線１７の表面にＮｉ層やＡｕ層を形成しても良い。
図１３は保護膜設置工程を説明するための模式図である。図１３に示すように、保護膜１４を設置する。まず、上電極１０、配線１０ａ及び第２共通配線１７に重ねて無機膜を設置する。無機膜は酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）の膜であり、ＣＶＤ法を用いて成膜する。次に、感光性の材料からなる樹脂膜を成膜する。続いて、フォトリソグラフィー法を用いて露光及び現像し樹脂膜をパターニングしてマスク膜を形成する。次に、マスク膜をマスクにして無機膜をドライエッチングする。続いて、マスク膜を除去する。その結果、無機膜が保護膜１４の形状に形成される。
図１４は凹部設置工程を説明するための模式図である。図１４に示すように、ベース板２１がパターニングされて、凹部２ａが形成される。詳しくは、ベース板２１の－Ｚ方向側の面にマスク膜の材料からなる膜を設置する。そして、フォトリソグラフィー法を用いて露光及び現像しマスク膜の材料からなる膜をパターニングしてマスク膜を形成する。マスク膜の形状は凹部２ａが開口した平面形状にする。次に、マスク膜をマスクにしてベース板２１をエッチングする。エッチング方法としては、例えば、湿式の異方性エッチング、平行平板型反応性イオンエッチング等の活性気体を用いた異方性エッチングを用いて、ベース板２１のエッチングを行う。振動膜７がエッチングストップ層として機能する。次に、マスク膜を除去する。その結果、ベース板２１に凹部２ａが形成される。以上の工程で基板２が完成する。
図１５は残響低減膜設置工程を説明するための模式図である。図１５に示すように、次に、保護膜１４に重ねて残響低減膜１５を設置する。まず、残響低減膜１５に重ねてシリコーンゴムのベタ膜を設置する。ベタ膜は平坦に塗布された膜を示す。シリコーンゴムのベタ膜は感光性膜である。感光性のシリコーンゴム材料を溶解した溶液を基板２の保護膜１４上に塗布する。塗布方法は溶液が所定の量が均等に塗布されれば良く特に限定されない。本実施形態では、例えば、スピンコーターを用いて溶液を塗布した。次に、溶液を乾燥して溶媒を除去する。
次に、シリコーンゴムのベタ膜を所定のパターンでマスクして露光する。このマスクのパターンは溝部１８が形成されるパターンにする。さらに、シリコーンゴムのベタ膜をエッチングしてパターニングする。その結果、保護膜１４上にシリコーンゴムの残響低減膜１５が設置される。尚、残響低減膜１５の設置方法には精密なスクリーン印刷を用いても良い。以上の工程により超音波素子４が完成する。さらに、基板２上に外部端子３、信号配線５及び第１共通配線６を形成して超音波装置１が完成する。外部端子３、信号配線５及び第１共通配線６は金属膜の成膜、マスク膜の設置、マスク膜のパターニング、マスク膜のエッチング、金属膜のエッチング、マスク膜の除去の順に行って形成される。以上の工程により図１に示す超音波装置１が完成する。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、超音波装置１は基板２を備え、基板２には超音波素子４が配列して設置されている。各超音波素子４は第１方向１３に超音波１２を送信する。そして、超音波素子４の第１方向１３側には残響低減膜１５が配置され、残響低減膜１５は基板２の残響振動を低減する。残響低減膜１５があることにより超音波素子４は応答性良く超音波１２を送信できる。この残響低減膜１５には隣り合う超音波素子４の間に溝部１８が配置されている。
超音波素子４から送信された超音波１２の一部は第１方向１３と交差する方向に進行する。そして、残響低減膜１５内を進行して溝部１８に到達する。溝部１８には空気が入っており、残響低減膜１５と空気とでは超音波１２の伝播速度が異なる。超音波１２は溝部１８で反射するので、送信した超音波素子４の隣りの超音波素子４へは到達し難い。このため、超音波素子４は隣の超音波素子４が送信した超音波１２の影響を受け難い。従って、超音波素子４が配列しても超音波装置１は品質よく超音波１２を送信することができる。
（２）本実施形態によれば、残響低減膜１５の材質はシリコーンゴムを含んでいる。シリコーンゴムはヤング率が小さいので、残響低減膜１５は基板２の動きを阻害せずに残響振動を低減することができる。
（３）本実施形態によれば、超音波素子４が受信した超音波１２ａの一部は第１方向１３と交差する方向に進行する。そして、残響低減膜１５内を進行して溝部１８に到達する。溝部１８には空気が入っており、残響低減膜１５と空気とでは超音波１２ａの伝播速度が異なる。超音波１２ａは溝部１８で反射するので、受信した超音波素子４の隣りの超音波素子４へは到達し難い。このため、超音波素子４は隣の超音波素子４が受信した超音波１２ａの影響を受け難い。従って、超音波素子４は配列しても品質よく超音波１２ａを受信することができる。
（第２の実施形態）
次に、超音波装置１の一実施形態について図１６～図２１を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、超音波素子４と対向する場所の残響低減膜３２に凹部がある点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。図１６は超音波素子の構成を示す要部模式平面図である。図１７及び図１８は超音波素子の構成を示す要部模式側断面図である。図１７は図１６のＣＣ線に沿う断面側から見た図であり、図１８は図１６のＤＤ線に沿う断面側から見た図である。
すなわち、本実施形態では、図１６、図１７及び図１８に示すように、超音波装置３１は基板２を備えている。基板２上には超音波素子４がマトリックス状に配置されている。そして、超音波素子４の第１方向１３側には基板２の残響振動を低減する残響低減膜３２が配置されている。残響低減膜３２は保護膜１４に重ねて設置されている。残響低減膜３２は振動膜７を含む基板２及び超音波素子４の振動の残響を低減する。残響低減膜３２の材質はシリコーンゴムを含む。シリコーンゴムはヤング率が小さいので、残響低減膜３２は振動膜７を含む基板２及び超音波素子４の動きを阻害せずに残響振動を低減することができる。残響低減膜３２には超音波素子４と対向する場所に凹部３３が配置されている。凹部３３では残響低減膜３２が薄いまたは残響低減膜３２がない。従って、超音波１２に凹部３３を通過させている為、残響低減膜３２によって超音波１２の音圧が低下することを低減させることができる。
図１９は残響低減膜内を伝播する超音波を説明するための模式図である。図１９に示すように、超音波素子４から第１方向１３に超音波１２が送信される。超音波素子４から送信された超音波１２の一部は第１方向１３と交差する方向に進行する。残響低減膜３２に凹部３３があるときにも超音波１２の一部が残響低減膜３２の内部を伝播して進行する。そして、超音波１２は溝部１８に到達する。溝部１８には空気が入っており、溝部１８では残響低減膜３２と屈折率が大きく異なる。つまり、残響低減膜３２と空気とでは超音波１２の伝播速度が異なる。
このため、一部の超音波１２は溝部１８で反射して方向を変える。一部の超音波１２は残響低減膜３２から空気中にでるが、空気中の進行方向は多方向に亘る。従って、送信した超音波素子４の隣りの超音波素子４へは超音波１２が到達し難い。このため、超音波素子４は隣の超音波素子４が送信した超音波１２の影響を受け難い。従って、残響低減膜３２に凹部３３があるときにも超音波素子４は配列しても品質よく超音波１２を送信することができる。
図中、残響低減膜３２のＸ方向に進行する超音波１２の挙動を説明した。残響低減膜３２のＹ方向に進行する超音波１２においても同様に、隣りの超音波素子４へは超音波１２が到達し難い。従って、Ｙ方向においても超音波素子４は隣の超音波素子４が送信した超音波１２の影響を受け難い。
残響低減膜３２に凹部３３があるときにも超音波素子４が超音波１２ａを受信するときには残響低減膜３２に到達した超音波１２ａの一部が残響低減膜３２の内部を進行する。このとき、一部の超音波１２ａは溝部１８で反射して方向を変える。一部の超音波１２ａは残響低減膜３２から空気中にでるが、空気中の進行方向は多方向に亘る。従って、受信した超音波素子４の隣りの超音波素子４へは超音波１２ａが到達し難い。このため、超音波素子４は隣の超音波素子４が受信した超音波１２ａの影響を受け難い。従って、残響低減膜３２に凹部３３があるときにも超音波素子４は配列しても品質よく超音波１２ａを受信することができる。
図２０及び図２１は超音波素子の動作を説明するための模式側断面図である。図２０は第１方向１３に超音波素子４が移動したときの状態を示す。図２１は第１方向１３の逆方向に超音波素子４が移動したときの状態を示す。図２０及び図２１に示すように、圧電体９が位置する場所と梁部２ｂが位置する場所では振動膜７の撓みが小さい。そして、圧電体９が位置する場所と梁部２ｂが位置する場所との間では振動膜７の撓みが大きい。
残響低減膜３２は圧電体９の第１方向１３側で対向する面から梁部２ｂの第１方向１３側で対向する面まで配置されている。このとき、圧電体９の側面側の面から第２共通配線１７の側面側の面まで確実に残響低減膜３２が配置される。従って、振動膜７の撓みが大きい範囲を覆って残響低減膜３２が配置されている。このため、残響低減膜３２は振動膜７の残響を確実に低減することができる。
図中、残響低減膜３２のＸ方向側の構造を説明した。残響低減膜３２のＹ方向側の構造はＸ方向側の構造と同じになっている。従って、Ｙ方向側においても振動膜７の撓みが大きい範囲を覆って残響低減膜３２が配置されている。このため、残響低減膜３２は振動膜７の残響を確実に低減することができる。
超音波素子４が超音波１２ａを受信するときも振動膜７が撓む。このとき、振動膜７の撓みが大きい範囲を覆って残響低減膜３２が配置されている。このため、残響低減膜３２は振動膜７の残響を確実に低減することができる。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、残響低減膜３２には超音波素子４と対向する場所に凹部３３が配置されている。凹部３３では残響低減膜３２が薄いまたは残響低減膜３２がない。従って、超音波１２に凹部３３を通過させて残響低減膜３２によって超音波１２の音圧が低下することを低減させることができる。
（第３の実施形態）
次に、超音波装置１または超音波装置３１を備えたスキャナーの一実施形態について図２２のスキャナーの構造を示す模式側断面図を用いて説明する。尚、第１の実施形態及び第２の実施形態と同じ点については説明を省略する。
すなわち、本実施形態では、図２２に示すように、電子機器としてのスキャナー４１は紙等の媒体に描画された画像を読み取る装置であり画像読取装置ともいう。スキャナー４１は下ケース４２及び上ケース４３を備えている。下ケース４２と上ケース４３とは蝶番４４により開閉可能に連結されている。
下ケース４２の図中右上側には、カバー部４５が下ケース４２に対して回動可能に取り付けられている。カバー部４５の上ケース４３側の面が用紙載置面４５ａになっている。用紙載置面４５ａには媒体としての用紙４６が複数載置される。用紙４６は四角形であり複数の用紙４６は同じ形状になっている。用紙載置面４５ａと上ケース４３との間には開口する給送口４７が配置されている。用紙４６は給送口４７からスキャナー４１の内部に搬送される。
用紙４６の進行方向を－Ｙ方向とする。用紙４６の幅方向をＸ方向とする。用紙４６が重ねられた方向をＺ方向とする。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は互いに直交する方向になっている。
下ケース４２の－Ｙ方向側には排紙トレイ４８が設置されている。排紙トレイ４８と上ケース４３との間には開口する排出口４９が下ケース４２に配置されている。用紙４６は給送口４７からスキャナー４１の内部に進入し、排出口４９から排出される。排出口４９から排出された用紙４６は排紙トレイ４８上に重ねられる。用紙載置面４５ａから排紙トレイ４８まで用紙４６が移動する経路が用紙４６の搬送路５０である。尚、搬送路５０においてカバー部４５側を上流側とし、排紙トレイ４８側を下流側とする。
給送口４７の下流側には給送ローラー５１及び分離ローラー５２が設置されている。用紙載置面４５ａ上に載置された用紙４６には重力が作用して下流側に移動する。そして、用紙４６の端が分離ローラー５２に接触する。給送ローラー５１が図中反時計回りに回転するとき、用紙４６は給送ローラー５１と分離ローラー５２との間に進入する。
給送ローラー５１と分離ローラー５２との間に用紙４６が１枚だけ挟まれるとき、給送ローラー５１及び分離ローラー５２が共に回転して用紙４６を搬送する。給送ローラー５１と分離ローラー５２との間に用紙４６が２枚挟まれるとき、分離ローラー５２は給送ローラー５１と異なる方向に所定の角度だけ回転する。給送ローラー５１と分離ローラー５２との間に用紙４６が３枚以上挟まれるとき、給送ローラー５１は用紙４６を２枚以上搬送することがある。
給送ローラー５１及び分離ローラー５２の下流には用紙４６の搬送路５０に重送検出装置５３が設置されている。重送検出装置５３は用紙４６が２枚以上重なっているか否かを検出する装置である。重送検出装置５３は超音波送信器５４及び超音波受信器５５を備えている。超音波送信器５４が超音波１２を送信する。超音波送信器５４が送信した超音波１２を超音波受信器５５が受信する。
用紙４６の枚数が多い程、用紙４６を通過するする超音波１２の強度が減少する。超音波受信器５５が受信する超音波１２の強度を判定値と比較して重送検出装置５３は用紙４６の枚数が１枚か２枚以上かを検出する。そして、重送検出装置５３は超音波装置１または超音波装置３１を有している。超音波装置１及び超音波装置３１は超音波素子４が配列しても品質よく超音波１２を送信し受信することができる装置である。従って、スキャナー４１は、配列しても品質よく超音波１２を送信し受信することができる超音波素子４が配置された重送検出装置５３を備えた機器とすることができる。
重送検出装置５３の下流には搬送ローラー対５６が配置されている。搬送ローラー対５６は搬送駆動ローラー５７及び搬送従動ローラー５８を備えている。搬送駆動ローラー５７及び搬送従動ローラー５８が用紙４６を挟んで回転する。そして、搬送ローラー対５６は用紙４６を下流に搬送する。
搬送ローラー対５６の下流には画像読取装置６１が配置されている。画像読取装置６１は下部読み取りユニット６２及び上部読み取りユニット６３を備えている。下部読み取りユニット６２は用紙４６の－Ｚ方向側の面に記載されたイメージを読み取る。上部読み取りユニット６３は＋Ｚ方向側の面に記載されたイメージを読み取る。下部読み取りユニット６２及び上部読み取りユニット６３には、例えば、密着型イメージセンサーモジュール（ＣＩＳＭ：Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ Ｍｏｄｕｌｅ）が設置されている。
画像読取装置６１の下流には排出ローラー対６４が配置されている。排出ローラー対６４は排出駆動ローラー６５及び排出従動ローラー６６を備えている。排出駆動ローラー６５及び排出従動ローラー６６が用紙４６を挟んで回転する。そして、排出ローラー対６４は用紙４６を排出口４９に搬送する。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、スキャナー４１は搬送路５０を備えている。搬送路５０には重送検出装置５３が設置され、重送検出装置５３は用紙４６が２枚以上重なっているか否かを検出する。そして、重送検出装置５３には超音波装置１及び超音波装置３１が用いられている。超音波装置１及び超音波装置３１は超音波素子４が配列しても品質よく超音波１２を送信し受信することができる装置である。従って、スキャナー４１は、配列しても品質よく超音波１２を送信し受信することができる超音波素子４が配置された重送検出装置５３を備えた機器とすることができる。
（第４の実施形態）
次に、超音波装置１または超音波装置３１を備えた印刷装置の一実施形態について図２３の印刷装置の構造を示す模式側断面図を用いて説明する。尚、第１の実施形態及び第２の実施形態と同じ点については説明を省略する。
すなわち、本実施形態では、図２３に示すように、電子機器としてのプリンター７１はフロント給紙トレイ７２とリア給紙トレイ７３とを有する。フロント給紙トレイ７２はプリンター７１の底部に略水平に設置される。リア給紙トレイ７３はプリンター７１の背面部７１ａに図中右上方へ突出するように配設される。フロント給紙トレイ７２及びリア給紙トレイ７３には、各種の用紙４６が載置される。
フロント給紙トレイ７２及びリア給紙トレイ７３に載置された用紙４６は所定の搬送経路に供給される。そして、用紙４６は搬送経路に沿って搬送されプリンター７１の前面部７１ｂ側に配設される排紙トレイ７４へ排出される。搬送経路においてフロント給紙トレイ７２及びリア給紙トレイ７３を上流側とし、排紙トレイ７４側を下流側とする。
プリンター７１においては、フロント給紙トレイ７２を搬送経路の上流位置とする用紙４６の第１搬送路７５と、リア給紙トレイ７３を搬送経路の上流位置とする用紙４６の第２搬送路７６とが存在する。そして、第１搬送路７５及び第２搬送路７６により搬送路７７が構成されている。
まず、第１搬送路７５からの用紙４６の搬送について説明する。フロント給紙トレイ７２に載置された用紙４６のうち図中最も上に載置された用紙４６に対して、ピックアップローラー７８がその外周を用紙４６に接するように備えられている。ピックアップローラー７８は図中反時計回りに回転し、外周にて接する用紙４６を背面部７１ａ側に送り出す。
用紙４６は図中右側の端部が搬送ガイド７９に誘導される。搬送ガイド７９の一部は略半円を描くように湾曲した搬送経路を形成している。用紙４６は、搬送ガイド７９に誘導されて排紙トレイ７４側へ進行する。用紙４６は搬送ガイド７９に沿って湾曲しつつ図中上方側に誘導される。
搬送ガイド７９の湾曲する経路の中程には、中間ローラー８０及び中間従動ローラー８０ａが設けられている。中間ローラー８０及び中間従動ローラー８０ａは用紙４６を挟んで回転する。中間ローラー８０は図中の時計回りに回転する。中間ローラー８０の回転駆動により用紙４６は搬送ガイド７９に沿ってさらに搬送される。
用紙４６の第１搬送路７５において搬送ガイド７９の下流には重送検出装置８１が設置されている。重送検出装置８１は用紙４６が２枚以上重なっているか否かを検出する。重送検出装置８１は超音波送信器８１ａ及び超音波受信器８１ｂを備える。超音波送信器８１ａが送信した超音波１２を超音波受信器８１ｂが受信する。重送検出装置８１は超音波装置１または超音波装置３１を有する。超音波装置１及び超音波装置３１は超音波素子４が配列しても品質よく超音波１２を送信し受信することができる装置である。従って、プリンター７１は、配列しても品質よく超音波１２を送信し受信することができる超音波素子４が配置された重送検出装置８１を備えた機器とすることができる。
第１搬送路７５において重送検出装置８１の下流には紙端センサー８２が配置されている。紙端センサー８２は図示しない発光部と受光部を有しており、発光部と受光部の間の光路を用紙４６が遮るか否かを判定することにより用紙先端を検出する。
第１搬送路７５において紙端センサー８２の下流には搬送ローラー８３及び搬送従動ローラー８３ａが配置されている。搬送ローラー８３及び搬送従動ローラー８３ａは用紙４６を挟んで下流側へ搬送する。
第１搬送路７５において搬送ローラー８３の下流にはプラテン８４及びキャリッジ８５が配置されている。プラテン８４は搬送される用紙４６を図中下方から支持する。キャリッジ８５は用紙４６を挟んでプラテン８４の図中上方に位置する。キャリッジ８５は図中下側に印字ヘッド８５ａを備えている。印字ヘッド８５ａの図中下側の面には多数のノズルが配列して設置され、各ノズルからインクを吐出する。キャリッジ８５は、図の紙面に対して垂直な方向に移動する。この方向へキャリッジ８５が移動することを主走査という。キャリッジ８５が主走査を行いながら印字ヘッド８５ａは用紙４６にインクを吐出する。そして、印字ヘッド８５ａはノズルに対向する領域に対して、主走査方向に沿ったラスタラインを描画することができる。
主走査を行った後で用紙４６を搬送することにより、用紙４６の印字位置をずらすことができる。描画するために用紙４６を搬送することを副走査という。用紙４６を副走査することにより用紙４６の異なる位置にラスタラインを描画することができる。そして、主走査と副走査を順次繰り返して実行することにより、プリンター７１は用紙４６上に印刷画像を形成する。印刷画像が形成された用紙４６は排紙トレイ７４に排出される。
次に、第２搬送路７６における用紙４６の搬送について説明する。リア給紙トレイ７３にはホッパー８８が設置されている。そして、第２搬送路７６においてホッパー８８の下流にはロードローラー８６及びロード従動ローラー８７が配置されている。
ホッパー８８は、リア給紙トレイ７３の下流側がロードローラー８６へ接近する方向とロードローラー８６から離間する方向とへ揺動する。ホッパー８８がロードローラー８６に接近することで、リア給紙トレイ７３の最も上にある用紙４６の先端がロードローラー８６に当り、この用紙４６がホッパー８８とロードローラー８６との間に挟まれる。この状況でロードローラー８６を回転させることで、用紙４６はロードローラー８６及びロード従動ローラー８７に挟まれて、下流側へ搬送される。
ロードローラー８６の回転により搬送された用紙４６は重送検出装置８１を通過する。重送検出装置８１は用紙４６の第２搬送路７６に設置され、用紙４６が２枚以上重なっているか否かを検出する。
次に、用紙４６の先端が紙端センサー８２に到達する。そして、ロードローラー８６の回転によりさらに前面部７１ｂ側に搬送された用紙４６の先端が紙端センサー８２を通過し、搬送ローラー８３に到達する。用紙４６は搬送ローラー８３によってプラテン８４上に搬送される。そして、キャリッジ８５の主走査と用紙４６の副走査とが繰り返し行われて印刷画像の形成が行なわれる。リア給紙トレイ７３から排紙トレイ７４まで用紙４６が搬送される経路が第２搬送路７６である。そして、第１搬送路７５及び第２搬送路７６により搬送路７７が構成されている。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、プリンター７１は搬送路７７を備えている。搬送路７７には重送検出装置８１が設置され、重送検出装置８１は用紙４６が２枚以上重なっているか否かを検出する。そして、重送検出装置８１には超音波装置１及び超音波装置３１が用いられている。超音波装置１及び超音波装置３１は超音波素子４が配列しても品質よく超音波１２を送信し受信することができる装置である。従って、プリンター７１は、配列しても品質よく超音波１２を送信し受信することができる超音波素子４が配置された重送検出装置８１を備えた機器とすることができる。
（第５の実施形態）
次に、超音波装置１または超音波装置３１を備えた距離測定装置の一実施形態について図２４の距離測定装置の構成を示すブロック図を用いて説明する。尚、第１の実施形態及び第２の実施形態と同じ点については説明を省略する。
すなわち、本実施形態では、図２４に示すように、電子機器としての距離測定装置９１は制御部９２を備えている。制御部９２はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やメモリーを備え、メモリーにはプログラムや各種のデーターが記憶されている。そして、制御部９２はプログラムに従って動作する。制御部９２には通信装置９３、入力装置９４、表示装置９５が接続されている。
通信装置９３は外部機器と接続され、外部機器が出力する信号を入力する。そして、入力した信号に従って制御部９２は作動する。また、測定結果を通信装置９３は外部機器に出力する。入力装置９４は各種のスイッチ等により構成され操作者の指示を入力する装置である。制御部９２は入力装置９４から信号を入力し、入力した信号に従って作動する。表示装置９５は測定条件や測定結果を表示する。表示装置９５には、例えば、液晶表示装置が用いられる。
制御部９２には他にも波形形成回路９６及び時間計測回路９７が接続されている。波形形成回路９６は送信駆動回路９８及び時間計測回路９７と接続されている。送信駆動回路９８には超音波送信器９９が接続されている。時間計測回路９７は受信駆動回路１００と接続されている。受信駆動回路１００は超音波受信器１０１と接続されている。
波形形成回路９６は超音波送信器９９を駆動する駆動波形を形成する回路である。駆動波形の波形は特に限定されないが、本実施形態では例えば、波形形成回路９６が形成する駆動波形は６００ｋＨｚの矩形波を有するバースト波形になっている。送信駆動回路９８は駆動波形を増幅する。超音波送信器９９は増幅された駆動波形を入力して超音波１２を測定対象１０２に向けて送信する。超音波送信器９９から送信された超音波１２は測定対象１０２で反射する。反射した超音波１２ａの一部が超音波受信器１０１に向かって進行する。そして、超音波送信器９９が送信した超音波１２ａを超音波受信器１０１が受信する。
超音波受信器１０１は超音波１２ａを受信して超音波１２ａに対応する電圧信号を受信駆動回路１００に出力する。超音波１２ａに対応する電圧信号を超音波信号とする。受信駆動回路１００は超音波信号を入力して増幅し時間計測回路９７に出力する。時間計測回路９７は波形形成回路９６が駆動波形を出力してから超音波信号を入力するまでの間の時間を計測する。時間計測回路９７は計測した時間の計測値を制御部９２に出力する。
制御部９２ではＣＰＵがメモリー内に記憶されたプログラムに従って距離測定装置９１の動作を制御する。制御部９２は機能を実現するための各種の機能部を有する。具体的な機能部として距離測定装置９１は距離変換部１０３及び表示制御部１０４を有する。距離変換部１０３は時間計測回路９７から時間の計測値を入力する。そして、距離変換部１０３は時間の計測値に超音波１２の速度を乗算する。そして、超音波１２が超音波送信器９９から測定対象１０２を経由して超音波受信器１０１に到達するまでの距離である進行距離を距離変換部１０３が演算する。さらに、距離変換部１０３は進行距離を２で除算して超音波送信器９９及び超音波受信器１０１から測定対象１０２までの距離である離間距離を演算する。
表示制御部１０４は離間距離の値を表示装置９５に表示させる。さらに、表示制御部１０４は通信装置９３に離間距離の値を外部機器に出力させる。超音波送信器９９及び超音波受信器１０１は超音波装置１または超音波装置３１を有している。超音波装置１及び超音波装置３１は超音波素子４が配列しても品質よく超音波１２を送信し受信することができる装置である。従って、距離測定装置９１は、配列しても品質よく超音波１２を送信し受信することができる超音波素子４を有する超音波装置１または超音波装置３１が配置された機器とすることができる。
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第５の実施形態では、超音波送信器９９及び超音波受信器１０１は超音波装置１または超音波装置３１を有していた。超音波送信器９９及び超音波受信器１０１のいずれか一方が超音波装置１または超音波装置３１を有していても良い。超音波送信器９９が超音波装置１または超音波装置３１を有しているとき、超音波送信器９９は損傷を受け難く性能良く超音波１２を送信することができる。超音波受信器１０１が超音波装置１または超音波装置３１を有しているとき、超音波受信器１０１は損傷を受け難く性能良く超音波１２ａを受信することができる。この内容は前記第３の実施形態及び前記第４の実施形態にも適用できる。
（変形例２）
前記第５の実施形態では、超音波装置１または超音波装置３１を有している距離測定装置９１の例を示した。他にも、近くに物体があるか否かを検出する近接センサーに超音波装置１または超音波装置３１を用いても良い。このときにも、近接センサーは品質良く物体を検出することができる。
以下に、実施形態から導き出される内容を記載する。
超音波装置は、第１方向に超音波を送信する超音波素子が配列する基板を備え、前記超音波素子の前記第１方向側には前記基板の残響振動を低減する残響低減膜が配置され、前記残響低減膜には隣り合う前記超音波素子の間に溝部が配置されていることを特徴とする。
この構成によれば、超音波装置は基板を備え、基板には超音波素子が配列して設置されている。各超音波素子は第１方向に超音波を送信する。そして、超音波素子の第１方向側には残響低減膜が配置され、残響低減膜は基板の残響振動を低減する。残響低減膜があることにより超音波素子は応答性良く超音波を送信できる。この残響低減膜には隣り合う超音波素子の間に溝部が配置されている。
超音波素子から送信された超音波の一部は第１方向と交差する方向に進行する。そして、残響低減膜内を進行して溝部に到達する。溝部には空気が入っており、残響低減膜と空気とでは超音波の伝播速度が異なる。超音波は溝部で反射するので、送信した超音波素子の隣りの超音波素子へは到達し難い。このため、超音波素子は隣の超音波素子が送信した超音波の影響を受け難い。従って、超音波素子は配列しても品質よく超音波を送信することができる。
上記の超音波装置は、前記残響低減膜の材質はシリコーンゴムを含むことが好ましい。
この構成によれば、残響低減膜の材質はシリコーンゴムを含んでいる。シリコーンゴムはヤング率が小さいので、残響低減膜は基板の動きを阻害せずに残響振動を低減することができる。
上記の超音波装置では前記残響低減膜には前記超音波素子と対向する場所に凹部が配置されていることが好ましい。
この構成によれば、残響低減膜には超音波素子と対向する場所に凹部が配置されている。凹部では残響低減膜が薄いまたは残響低減膜がない。従って、超音波に凹部を通過させて残響低減膜によって超音波の音圧が低下することを低減させることができる。
電子機器は、媒体の搬送路に設置され、前記媒体が２枚以上重なっているか否かを検出する重送検出装置を備え、前記重送検出装置は上記に記載の超音波装置を有することを特徴とする。
この構成によれば、電子機器は搬送路を備えている。搬送路には重送検出装置が設置され、重送検出装置は媒体が２枚以上重なっているか否かを検出する。そして、重送検出装置には上記の超音波装置が用いられている。上記の超音波装置は超音波素子が配列しても品質よく超音波を送信し受信することができる装置である。従って、電子機器は、配列しても品質よく超音波を送信し受信することができる超音波素子が配置された超音波装置を有する重送検出装置を備えた機器とすることができる。
電子機器は、超音波を送信する超音波送信器と、前記超音波送信器が送信した超音波を受信する超音波受信器と、を備え、前記超音波送信器は上記に記載の超音波装置を有することを特徴とする。
この構成によれば、電子機器は超音波送信器及び超音波受信器を備えている。そして、超音波送信器には上記の超音波装置が用いられている。上記の超音波装置は超音波素子が配列しても品質よく超音波を送信し受信することができる装置である。従って、電子機器は、配列しても品質よく超音波を送信することができる超音波送信器が配置された超音波装置を備えた機器とすることができる。
超音波装置は、第１方向側から進行する超音波を受信する超音波素子が配列する基板を備え、前記超音波素子の前記第１方向側には前記基板の残響振動を低減する残響低減膜が配置され、前記残響低減膜には隣り合う前記超音波素子の間に溝部が配置されていることを特徴とする。
この構成によれば、超音波素子が受信した超音波の一部は第１方向と交差する方向に進行する。そして、残響低減膜内を進行して溝部に到達する。溝部には空気が入っており、残響低減膜と空気とでは超音波の伝播速度が異なる。超音波は溝部で反射するので、受信した超音波素子の隣りの超音波素子へは到達し難い。このため、超音波素子は隣の超音波素子が受信した超音波の影響を受け難い。従って、超音波素子は配列しても品質よく超音波を受信することができる。
１，３１…超音波装置、２…基板、４…超音波素子、１２…超音波、１３…第１方向、１５，３２…残響低減膜、１８…溝部、３３…凹部、４１…電子機器としてのスキャナー、４６…媒体としての用紙、５０…搬送路、５３，８１…重送検出装置、７１…電子機器としてのプリンター、９１…電子機器としての距離測定装置、９９…超音波送信器、１０１…超音波受信器。

Claims (6)

  1. 第１方向に超音波を送信する複数の超音波素子が配列する基板を備え、
    前記複数の超音波素子は互いに離間して配列され、
    隣り合う前記超音波素子の間には配線が設けられ、
    前記超音波素子の前記第１方向側には前記基板の残響振動を低減する残響低減膜が配置
    され、
    前記残響低減膜には隣り合う前記超音波素子の間に溝部が配置され、
    前記溝部が前記配線上に位置していることを特徴とする超音波装置。
  2. 請求項１に記載の超音波装置であって、
    前記残響低減膜の材質はシリコーンゴムを含むことを特徴とする超音波装置。
  3. 請求項１または２に記載の超音波装置であって、
    前記残響低減膜には前記超音波素子と対向する場所に凹部が配置されていることを特徴
    とする超音波装置。
  4. 媒体の搬送路に設置され、前記媒体が２枚以上重なっているか否かを検出する重送検出
    装置を備え、
    前記重送検出装置は請求項１～３のいずれか一項に記載の超音波装置を有することを特
    徴とする電子機器。
  5. 超音波を送信する超音波送信器と、
    前記超音波送信器が送信した超音波を受信する超音波受信器と、を備え、
    前記超音波送信器は請求項１～３のいずれか一項に記載の超音波装置を有することを特
    徴とする電子機器。
  6. 第１方向側から進行する超音波を受信する複数の超音波素子が配列する基板を備え、
    前記複数の超音波素子は互いに離間して配列され、
    隣り合う前記超音波素子の間には配線が設けられ、
    前記超音波素子の前記第１方向側には前記基板の残響振動を低減する残響低減膜が配置
    され、
    前記残響低減膜には隣り合う前記超音波素子の間に溝部が配置され、
    前記溝部が前記配線上に位置していることを特徴とする超音波装置。
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