(57)【要約】【課題】優れた駆動特性を有する圧電駆動装置の制御方法、圧電駆動装置、ロボットおよびプリンターを提供すること。【解決手段】圧電駆動装置の制御方法は、駆動用圧電素子を備え、前記駆動用圧電素子に駆動信号を印加することにより振動する振動体と、前記振動体の振動により移動する被駆動部と、目標Ｄｕｔｙに基づいてパルス信号を生成し、前記パルス信号に基づいて駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を有する圧電駆動装置の制御方法であって、前記目標Ｄｕｔｙと前記パルス信号のＤｕｔｙとの差に応じて、前記駆動信号生成部に供給する電圧の大きさを変更することを特徴とする。【選択図】図１
2020054152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動用圧電素子を備え、前記駆動用圧電素子に駆動信号を印加することにより振動する振動体と、
前記振動体の振動により移動する被駆動部と、
目標Ｄｕｔｙに基づいてパルス信号を生成し、前記パルス信号に基づいて駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を有する圧電駆動装置の制御方法であって、
前記目標Ｄｕｔｙと前記パルス信号のＤｕｔｙとの差に応じて、前記駆動信号生成部に供給する電圧の大きさを変更することを特徴とする圧電駆動装置の制御方法。
【請求項２】
前記目標Ｄｕｔｙが予め有するＤｕｔｙ下限値未満になった場合に、前記Ｄｕｔｙ下限値と等しいＤｕｔｙを有する前記パルス信号を生成し、前記駆動信号生成部に供給する電圧を小さくする請求項１に記載の圧電駆動装置の制御方法。
【請求項３】
前記目標Ｄｕｔｙが予め有するＤｕｔｙ上限値より大きくなった場合に、前記Ｄｕｔｙ上限値と等しいＤｕｔｙを有する前記パルス信号を生成し、前記駆動信号生成部に供給する電圧を大きくする請求項２に記載の圧電駆動装置の制御方法。
【請求項４】
駆動用圧電素子を備え、前記駆動用圧電素子に駆動信号を印加することにより振動する振動体と、
前記振動体の振動により移動する被駆動部と、
前記駆動用圧電素子に駆動電圧を印加する電圧制御部と、を有し、
前記電圧制御部は、入力される指令に含まれる目標Ｄｕｔｙに基づいてパルス信号を生成するパルス信号生成部と、
前記パルス信号に基づいて前記駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記駆動信号生成部に電圧を供給する電圧供給部と、を備え、
前記パルス信号生成部は、Ｄｕｔｙ下限値を記憶し、前記Ｄｕｔｙ下限値以上のＤｕｔｙを有する前記パルス信号を生成し、
前記電圧供給部は、前記目標Ｄｕｔｙと前記パルス信号のＤｕｔｙとの差に応じて前記駆動信号生成部に供給する電圧の大きさを変更することを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項５】
前記目標Ｄｕｔｙが前記Ｄｕｔｙ下限値未満の場合に、
前記パルス信号生成部は、前記Ｄｕｔｙ下限値と等しいＤｕｔｙを有する前記パルス信号を生成し、
前記電圧供給部は、前記駆動信号生成部に供給する電圧を小さくする請求項４に記載の圧電駆動装置。
【請求項６】
前記目標Ｄｕｔｙが予め有するＤｕｔｙ上限値より大きくなった場合に、
前記パルス信号生成部は、前記Ｄｕｔｙ上限値と等しいＤｕｔｙを有する前記パルス信号を生成し、
前記電圧供給部は、前記駆動信号生成部に供給する電圧を大きくする請求項４に記載の圧電駆動装置。
【請求項７】
前記振動体に接続され、前記被駆動部に当接している凸部を有し、
前記振動体と前記凸部とが並ぶ方向を第１方向としたとき、前記駆動信号生成部に供給する電圧の大きさを変更することで、前記第１方向に直交する第２方向に屈曲振動する振動の大きさを変更する請求項４ないし６のいずれか１項に記載の圧電駆動装置。
【請求項８】
前記駆動信号生成部に供給する電圧の大きさを変更することで、前記第１方向に伸縮振動する振動の大きさを変更する請求項７に記載の圧電駆動装置。
【請求項９】
駆動用圧電素子を備え、前記駆動用圧電素子に駆動信号を印加することにより振動する振動体と、
前記振動体の振動により移動する被駆動部と、
前記駆動用圧電素子に駆動電圧を印加する電圧制御部と、を有し、
前記電圧制御部は、入力される指令に含まれる目標Ｄｕｔｙに基づいてパルス信号を生成するパルス信号生成部と、
前記パルス信号に基づいて前記駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記駆動信号生成部に電圧を供給する電圧供給部と、を備え、
前記パルス信号生成部は、Ｄｕｔｙ下限値を有し、前記Ｄｕｔｙ下限値以上のＤｕｔｙを有する前記パルス信号を生成し、
前記電圧供給部は、前記目標Ｄｕｔｙと前記パルス信号のＤｕｔｙとの差に応じて前記駆動信号生成部に供給する電圧の大きさを変更することを特徴とするロボット。
【請求項１０】
駆動用圧電素子を備え、前記駆動用圧電素子に駆動信号を印加することにより振動する振動体と、
前記振動体の振動により移動する被駆動部と、
前記駆動用圧電素子に駆動電圧を印加する電圧制御部と、を備え、
前記電圧制御部は、入力される指令に含まれる目標Ｄｕｔｙに基づいてパルス信号を生成するパルス信号生成部と、
前記パルス信号に基づいて前記駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記駆動信号生成部に電圧を供給する電圧供給部と、を有し、
前記パルス信号生成部は、Ｄｕｔｙ下限値を有し、前記Ｄｕｔｙ下限値以上のＤｕｔｙを有する前記パルス信号を生成し、
前記電圧供給部は、前記目標Ｄｕｔｙと前記パルス信号のＤｕｔｙとの差に応じて前記駆動信号生成部に供給する電圧の大きさを変更することを特徴とするプリンター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電駆動装置の制御方法、圧電駆動装置、ロボットおよびプリンターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されている超音波モーターシステムは、超音波振動子と、超音波振動子により駆動される被駆動体と、超音波振動子に駆動電圧を印加する駆動装置と、を有する。また、駆動装置は、パルス信号を出力する信号生成回路と、信号生成回路から出力されたパルス信号から正弦波に近い波形の駆動信号を生成するドライブ回路と、を有し、ドライブ回路から出力された駆動信号が超音波振動子に印加される。
【０００３】
また、超音波モーターシステムは、信号生成回路から出力されるパルス信号のＤｕｔｙを０％〜５０％の範囲内で変更することにより駆動信号の振幅を調整し、被駆動体の駆動速度を制御する。具体的には、パルス信号のＤｕｔｙを０％側に変化させることにより被駆動体が減速し、反対に、Ｄｕｔｙを５０％側に変化させることにより被駆動体が加速する。
【０００４】
また、超音波モーターシステムは、被駆動体を減速させる場合、パルス信号のＤｕｔｙを０％側に変化させると共に、駆動信号の周波数を超音波振動子の共振周波数側へ変化させ、反対に、被駆動体を加速させる場合、パルス信号のＤｕｔｙを５０％側に変化させると共に、駆動信号の周波数を超音波振動子の共振周波数から遠ざかる側へ変化させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１８３８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の超音波モーターシステムのような構成の場合、パルス信号から生成した駆動信号により超音波振動子を駆動させるため、低速では超音波振動子の駆動が不安定となる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の圧電駆動装置の制御方法は、駆動用圧電素子を備え、前記駆動用圧電素子に駆動信号を印加することにより振動する振動体と、
前記振動体の振動により移動する被駆動部と、
目標Ｄｕｔｙに基づいてパルス信号を生成し、前記パルス信号に基づいて駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を有する圧電駆動装置の制御方法であって、
前記目標Ｄｕｔｙと前記パルス信号のＤｕｔｙとの差に応じて、前記駆動信号生成部に供給する電圧の大きさを変更することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧電モーターを示す平面図である。
【図２】圧電アクチュエーターを示す平面図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図２中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】図２中のＤ−Ｄ線断面図である。
【図７】駆動信号を示す図である。
【図８】圧電モーターの駆動状態を示す平面図である。
【図９】圧電モーターの駆動状態を示す平面図である。
【図１０】制御装置を示すブロック図である。
【図１１】パルス信号のＤｕｔｙを説明するための図である。
【図１２】第１駆動回路を示す回路図である。
【図１３】Ｄｕｔｙが小さ過ぎる場合の問題点を示す図である。
【図１４】制御装置による制御方法を示すフローチャートである。
【図１５】制御装置による制御方法を示すグラフである。
【図１６】パルス信号のＤｕｔｙと駆動信号の振幅との関係を示すグラフである。
【図１７】本発明の第２実施形態に係る圧電モーターが備える制御装置による制御方法を示すフローチャートである。
【図１８】制御装置による制御方法を示すグラフである。
【図１９】本発明の第３実施形態に係る圧電モーターが備える制御装置による制御方法を示すグラフである。
【図２０】本発明の第３実施形態に係る圧電モーターが備える制御装置による制御方法を示すグラフである。
【図２１】本発明の第３実施形態に係る圧電モーターが備える制御装置による制御方法を示すグラフである。
【図２２】本発明の第３実施形態に係る圧電モーターが備える制御装置による制御方法を示すグラフである。
【図２３】本発明の第４実施形態に係るロボットを示す斜視図である。
【図２４】本発明の第５実施形態に係るプリンターの全体構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の圧電駆動装置の制御方法、圧電駆動装置、ロボットおよびプリンターを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧電モーターを示す平面図である。図２は、圧電アクチュエーターを示す平面図である。図３は、図２中のＡ−Ａ線断面図である。図４は、図２中のＢ−Ｂ線断面図である。図５は、図２中のＣ−Ｃ線断面図である。図６は、図２中のＤ−Ｄ線断面図である。図７は、駆動信号を示す図である。図８および図９は、それぞれ、圧電モーターの駆動状態を示す平面図である。図１０は、制御装置を示すブロック図である。図１１は、パルス信号のＤｕｔｙ（デューティー）を説明するための図である。図１２は、第１駆動回路を示す回路図である。図１３は、Ｄｕｔｙが小さ過ぎる場合の問題点を示す図である。図１４は、制御装置による制御方法を示すフローチャートである。図１５は、制御装置による制御方法を示すグラフである。
【００１１】
なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とし、Ｘ軸に沿う方向をＸ軸方向、Ｙ軸に沿う方向をＹ軸方向（第１方向）、Ｚ軸に沿う方向をＺ軸方向（第２方向）とも言う。また、各軸の矢印側を「プラス側」とも言い、矢印と反対側を「マイナス側」とも言う。また、Ｘ軸方向プラス側を「上」または「上側」とも言い、Ｘ軸方向マイナス側を「下」または「下側」とも言う。
【００１２】
図１に示す圧電モーター１は、圧電駆動装置であり、円盤状をなしその中心軸Ｏまわりに回転可能な被駆動部としてのローター２と、ローター２の外周面２１に当接し、ローター２を中心軸Ｏまわりに回転させる駆動部３と、を有する。また、駆動部３は、圧電アクチュエーター４と、圧電アクチュエーター４をローター２に向けて付勢する付勢部材５と、圧電アクチュエーター４の駆動を制御する制御装置７と、を有する。このような圧電モーター１では、圧電アクチュエーター４が屈曲振動すると、その振動がローター２に伝わり、ローター２が中心軸Ｏまわりに回転する。
【００１３】
なお、圧電モーター１の構成としては、図１の構成に限定されない。例えば、ローター２の周方向に沿って複数の駆動部３を配置し、複数の駆動部３の駆動によってローター２を回転させてもよい。また、駆動部３は、ローター２の外周面２１ではなく、ローター２の主面２２に当接していてもよい。また、被駆動部は、ローター２のような回転体に限定されず、例えば、直線移動するスライダーであってもよい。
【００１４】
また、本実施形態では、ローター２にエンコーダー９が設けられており、エンコーダー９によって、ローター２の挙動、特に、回転量および角速度が検出できる。エンコーダー９としては、特に限定されず、例えば、ローター２の回転時にその回転量を検出するインクリメンタル型のエンコーダーであってもよいし、ローター２の回転の有無に関わらず、ローター２の原点からの絶対位置を検出するアブソリュート型のエンコーダーであってもよい。
【００１５】
本実施形態のエンコーダー９は、ローター２の上面に固定されたスケール９１と、スケール９１の上側に設けられた光学素子９２と、を有する。また、スケール９１は、円板状をなし、その上面に図示しないパターンが設けられている。一方、光学素子９２は、スケール９１のパターンに向けて光を照射する発光素子９２１と、スケール９１のパターンを撮像する撮像素子９２２と、を有する。このような構成のエンコーダー９では、撮像素子９２２により取得されるパターンの画像をテンプレートマッチングすることにより、ローター２の回転量、駆動速度、絶対位置等を検出することができる。ただし、エンコーダー９の構成としては、上記の構成に限定されない。例えば、撮像素子９２２に代えて、スケール９１からの反射光または透過光を受光する受光素子を備えた構成であってもよい。
【００１６】
図２に示すように、圧電アクチュエーター４は、振動体４１と、振動体４１を支持する支持部４２と、振動体４１と支持部４２とを接続する接続部４３と、振動体４１に接続され、振動体４１の振動をローター２に伝達する凸部４４と、を有する。
【００１７】
振動体４１は、Ｘ軸方向を厚さ方向とし、Ｙ軸およびＺ軸を含むＹ−Ｚ平面に広がる板状をなし、Ｙ軸方向に伸縮しながらＺ軸方向に屈曲することによりＳ字状に屈曲振動する。また、振動体４１は、Ｘ軸方向からの平面視で、伸縮方向であるＹ軸方向を長手とする長手形状となっている。ただし、振動体４１の形状としては、その機能を発揮することができる限り、特に限定されない。
【００１８】
また、図２に示すように、振動体４１は、振動体４１を屈曲振動させるための駆動用の圧電素子６Ａ〜６Ｅと、振動体４１の振動を検出するための検出用の圧電素子６Ｆ、６Ｇと、を有する。
【００１９】
圧電素子６Ｃは、振動体４１の中央部において、振動体４１の長手方向であるＹ軸方向に沿って配置されている。この圧電素子６Ｃに対して振動体４１のＺ軸方向プラス側には圧電素子６Ａ、６Ｂが振動体４１の長手方向に並んで配置され、Ｚ軸方向マイナス側には圧電素子６Ｄ、６Ｅが振動体４１の長手方向に並んで配置されている。また、これら圧電素子６Ａ〜６Ｅは、それぞれ、通電によって振動体４１の長手方向であるＹ軸方向に伸縮する。また、圧電素子６Ａ、６Ｅが互いに電気的に接続されており、圧電素子６Ｂ、６Ｄが互いに電気的に接続されている。
【００２０】
後述するように、圧電素子６Ｃと、圧電素子６Ａ、６Ｅと、圧電素子６Ｂ、６Ｄと、にそれぞれ位相の異なる同周波数の駆動信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３（交番電圧）を印加し、これらの伸縮タイミングをずらすことにより、振動体４１をその面内においてＳ字状に屈曲振動させることができる。
【００２１】
圧電素子６Ｆは、圧電素子６ＣのＹ軸方向プラス側に位置し、圧電素子６Ｇは、圧電素子６ＣのＹ軸方向マイナス側に位置している。また、圧電素子６Ｆ、６Ｇは、互いに電気的に接続されている。これら圧電素子６Ｆ、６Ｇは、圧電素子６Ａ〜６Ｅの駆動に伴う振動体４１の振動に応じた外力を受け、受けた外力に応じた信号を出力する。そのため、圧電素子６Ｆ、６Ｇから出力される信号に基づいて、振動体４１の振動状態を検知することができる。
【００２２】
また、接続部４３は、振動体４１の屈曲振動の節となる部分、具体的にはＹ軸方向の中央部と支持部４２とを接続している。また、接続部４３は、振動体４１に対してＺ軸方向マイナス側に位置する第１接続部４３１と、Ｚ軸方向プラス側に位置する第２接続部４３２と、を有する。ただし、接続部４３の構成は、特に限定されない。
【００２３】
以上のような振動体４１、支持部４２および接続部４３は、図３から図６に示すように、２つの圧電素子ユニット６０を互いに向かい合わせて貼り合せた構成となっている。各圧電素子ユニット６０は、基板６１と、基板６１上に配置された駆動用の圧電素子６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ、６０Ｅおよび検出用の圧電素子６０Ｆ、６０Ｇと、各圧電素子６０Ａ〜６０Ｇを覆う保護層６３と、を有する。
【００２４】
圧電素子６０Ａ〜６０Ｇは、それぞれ、基板６１上に配置された第１電極６０１と、第１電極６０１上に配置された圧電体６０２と、圧電体６０２上に配置された第２電極６０３と、を有する。第１電極６０１は、圧電素子６０Ａ〜６０Ｇに共通して設けられている。一方、圧電体６０２および第２電極６０３は、それぞれ、圧電素子６０Ａ〜６０Ｇに個別に設けられている。
【００２５】
２つの圧電素子ユニット６０は、圧電素子６０Ａ〜６０Ｇが配置されている側の面を対向させた状態で接着剤６９を介して接合されている。また、各圧電素子ユニット６０の第１電極６０１同士が図示しない配線等を介して電気的に接続されている。また、各圧電素子ユニット６０の圧電素子６０Ａが有する第２電極６０３同士が図示しない配線等を介して電気的に接続されており、これら２つの圧電素子６０Ａから圧電素子６Ａが構成されている。他の圧電素子６０Ｂ〜６０Ｇについても同様であり、２つの圧電素子６０Ｂから圧電素子６Ｂが構成され、２つの圧電素子６０Ｃから圧電素子６Ｃが構成され、２つの圧電素子６０Ｄから圧電素子６Ｄが構成され、２つの圧電素子６０Ｅから圧電素子６Ｅが構成され、２つの圧電素子６０Ｆから圧電素子６Ｆが構成され、２つの圧電素子６０Ｇから圧電素子６Ｇが構成されている。
【００２６】
圧電体６０２の構成材料としては、特に限定されず、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、酸化亜鉛、チタン酸バリウムストロンチウム（ＢＳＴ）、タンタル酸ストロンチウムビスマス（ＳＢＴ）、メタニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の圧電セラミックスを用いることができる。また、圧電体６０２としては、上述した圧電セラミックスの他にも、ポリフッ化ビニリデン、水晶等を用いてもよい。
【００２７】
また、圧電体６０２の形成方法としては、特に限定されず、バルク材料から形成してもよいし、ゾル−ゲル法やスパッタリング法を用いて形成してもよい。本実施形態では、圧電体６０２をゾル−ゲル法を用いて形成している。これにより、例えば、バルク材料から形成する場合と比べて薄い圧電体６０２が得られ、駆動部３の薄型化を図ることができる。
【００２８】
凸部４４は、振動体４１の先端部に設けられ、振動体４１からＹ軸方向プラス側へ突出している。そして、凸部４４の先端部は、ローター２の外周面２１と接触している。そのため、振動体４１の振動は、凸部４４を介してローター２に伝達される。
【００２９】
例えば、図７に示す駆動信号Ｖ１を圧電素子６Ａ、６Ｅに印加し、駆動信号Ｖ２を圧電素子６Ｃに印加し、駆動信号Ｖ３を圧電素子６Ｂ、６Ｄに印加すると、図８に示すように、振動体４１がＹ軸方向に伸縮振動しつつＺ軸方向にＳ字状に屈曲振動し、これらの振動が合成されて、凸部４４の先端が矢印Ａ１で示すように反時計回りに楕円軌道を描く楕円運動（回転運動）する。このような凸部４４の楕円運動によってローター２が送り出され、ローター２が矢印Ｂ１で示すように時計回りに回転する。また、このような振動体４１の振動に対応して、圧電素子６Ｆ、６Ｇからピックアップ電圧Ｖｐｕが出力される。
【００３０】
また、駆動信号Ｖ１、Ｖ３を切り換えると、すなわち駆動信号Ｖ１を圧電素子６Ｂ、６Ｄに印加し、駆動信号Ｖ２を圧電素子６Ｃに印加し、駆動信号Ｖ３を圧電素子６Ａ、６Ｅに印加すると、図９に示すように、振動体４１がＹ軸方向に伸縮振動しつつＺ軸方向にＳ字状に屈曲振動し、これらの振動が合成されて、凸部４４が矢印Ａ２で示すように時計回りに楕円運動する。このような凸部４４の楕円運動によってローター２が送り出され、ローター２が矢印Ｂ２で示すように反時計回りに回転する。また、このような振動体４１の振動に対応して、圧電素子６Ｆ、６Ｇからピックアップ電圧Ｖｐｕが出力される。
【００３１】
上述のように、圧電素子６Ａ、６Ｂ、６Ｄ、６Ｅの伸縮によって凸部４４がＺ軸方向に屈曲振動し、ローター２を矢印Ｂ１または矢印Ｂ２の方向に送り出す。そのため、圧電素子６Ａ、６Ｂ、６Ｄ、６Ｅに印加する駆動信号Ｖ１、Ｖ３の振幅を制御し、凸部４４のＺ軸方向への振幅を制御することにより、ローター２の駆動速度（角速度）を制御することができる。具体的には、駆動信号Ｖ１、Ｖ３の振幅を大きくすれば、凸部４４のＺ軸方向の振幅が大きくなってローター２の駆動速度が増加し、反対に、駆動信号Ｖ１、Ｖ３の振幅を小さくすれば、凸部４４のＺ軸方向の振幅が小さくなってローター２の駆動速度が減少する。
【００３２】
なお、本発明では、ローター２を少なくとも一方向に回転させることができれば、圧電素子６Ａ〜６Ｅに印加する駆動信号のパターンは、特に限定されない。また、圧電素子６Ａ〜６Ｅに印加する電圧は、駆動信号でなく、例えば、間欠的に印加する直流電圧でもよい。
【００３３】
制御装置７は、圧電素子６Ａ〜６Ｅに交番電圧である駆動信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を印加することにより、駆動部３の駆動を制御する。なお、以下では、説明の便宜上、図８に示すように、ローター２を矢印Ｂ１の方向に回転させる場合について代表して説明する。図９に示すように、ローター２を矢印Ｂ２の方向に回転させる場合については、ローター２を矢印Ｂ１の方向に回転させる場合と同様であるため、その説明を省略する。
【００３４】
図１０に示すように、制御装置７は、駆動信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を生成し、生成した駆動信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を対応する圧電素子６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅに印加する電圧制御部７０を有する。
【００３５】
電圧制御部７０は、振動体４１をＺ軸方向へ屈曲振動させる圧電素子６Ａ、６Ｂ、６Ｄ、６Ｅに駆動信号Ｖ１、Ｖ３を印加する第１電圧制御部７１と、振動体４１をＹ軸方向へ伸縮振動させる圧電素子６Ｃに駆動信号Ｖ２を印加する第２電圧制御部７８と、駆動信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の周波数を制御する周波数制御部７９と、を有する。このような電圧制御部７０は、ローター２が各時刻において目標位置となるように、ローター２の駆動速度を駆動信号Ｖ１、Ｖ３の振幅を変化させることにより制御する。これにより、各時刻におけるローター２の目標位置に対する位置ずれを抑制することができ、優れた駆動特性を有する圧電モーター１となる。
【００３６】
図１０に示すように、第１電圧制御部７１は、位置指令制御部７１１と、位置制御部７１２と、速度制御部７１３と、駆動信号Ｖ１を生成する第１駆動信号生成部７２と、駆動信号Ｖ３を生成する第２駆動信号生成部７３と、を有する。
【００３７】
また、第１駆動信号生成部７２は、第１駆動電圧制御部７２１と、第１ＰＷＭ波形生成部７２２と、第１駆動回路７２３と、第１電圧指令制御部７２４と、第１電圧供給部７２５と、を有する。同様に、第２駆動信号生成部７３は、第２駆動電圧制御部７３１と、第２ＰＷＭ波形生成部７３２と、第２駆動回路７３３と、第２電圧指令制御部７３４と、第２電圧供給部７３５と、を有する。このような第１電圧制御部７１は、エンコーダー９から出力される信号をフィードバックすることにより、各時刻においてローター２の位置が目標位置となるように駆動信号Ｖ１、Ｖ３を制御する。なお、上記「ＰＷＭ」は、「Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ」の略である。
【００３８】
位置指令制御部７１１は、例えば、図示しないホストコンピューターからの指令に基づいて、ローター２の目標位置を示した位置指令Ｍａを生成して出力する。位置制御部７１２は、この位置指令Ｍａとエンコーダー９が検出したローター２の現在位置との偏差に対して比例ゲインを調整する比例制御を行うＰ制御を実施し、位置指令Ｍａに基づく位置となるローター２の目標速度を示した速度指令Ｍｂを生成する。速度制御部７１３は、位置制御部７１２が生成した速度指令Ｍｂとエンコーダー９が検出した現在のローター２の駆動速度との偏差に対して比例ゲインを調整する比例制御と、積分ゲインを調整する積分制御と、を行うＰＩ制御を実施し、速度指令Ｍｂに基づく駆動速度となる目標駆動電圧を示した電圧指令Ｍｃを生成する。
【００３９】
第１駆動電圧制御部７２１は、この電圧指令Ｍｃと第１駆動回路７２３が生成した駆動信号Ｖ１との偏差に対して比例ゲインを調整する比例制御と、積分ゲインを調整する積分制御と、を行うＰＩ制御を実施し、電圧指令Ｍｃに基づく電圧（振幅）となる目標Ｄｕｔｙを示したＤｕｔｙ指令Ｍｄ１を生成する。第１ＰＷＭ波形生成部７２２は、このＤｕｔｙ指令Ｍｄ１に基づくＤｕｔｙを有し、周波数が周波数制御部７９で生成された周波数指令Ｍｇに基づく周波数となるパルス信号Ｐｄ１を生成する。そして、第１駆動回路７２３は、このパルス信号Ｐｄ１から駆動信号Ｖ１を生成する。
【００４０】
ここで、パルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙとは、図１１に示すように、パルス幅のＬとＨの比であり、０％〜５０％の範囲で変更可能である。パルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙが０％に近い程、第１駆動回路７２３で生成される駆動信号Ｖ１の振幅（電圧）が小さくなり、反対に、パルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙが５０％に近い程、第１駆動回路７２３で生成される駆動信号Ｖ１の振幅（電圧）が大きくなる。そのため、パルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙを０％に近づける程、ローター２の駆動速度が遅くなり、反対に、パルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙを５０％に近づける程、ローター２の駆動速度が速くなる。
【００４１】
ここで、パルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙが小さくなると、第１駆動回路７２３で生成される駆動信号Ｖ１の波形が正弦波から崩れる。特に、パルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙが０％に近い領域では、その問題が顕著なものとなる。この一因について、簡単に説明する。図１２に示すように、第１駆動回路７２３は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ等で構成された２つのスイッチング素子７２３ａ、７２３ｂと、コイルＬおよびコンデンサＣを含むＬＣ共振回路７２３ｃと、を有する。そして、スイッチング素子７２３ａ、７２３ｂには反転したパルス信号Ｐｄ１が入力され、パルス信号Ｐｄ１がＨのときにスイッチング素子７２３ａ、７２３ｂがＯＮとなり、パルス信号Ｐｄ１がＬのときにスイッチング素子７２３ａ、７２３ｂがＯＦＦとなる。
【００４２】
パルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙが０％に近い場合、第１ＰＷＭ波形生成部７２２と第１駆動回路７２３との間の配線抵抗等によっては、図１３に示すように、パルス信号Ｐｄ１の波形が鎖線で示す理想的な矩形波から崩れ（立ち上がり切らずに）、Ｈのときの電圧値がスイッチング素子７２３ａ、７２３ｂのＯＮ／ＯＦＦを切り換える電圧閾値ＳＨを跨ぐことができない場合が生じる。このような波形崩れが生じると、スイッチング素子７２３ａ、７２３ｂを適正なタイミングでＯＮ／ＯＦＦすることができず、その結果として、パルス信号Ｐｄ１の波形が正弦波からさらに崩れ、上述した問題がより顕著なものとなる。
【００４３】
そこで、第１ＰＷＭ波形生成部７２２にはＤｕｔｙ下限値ＤＬが設定され、第１ＰＷＭ波形生成部７２２は、Ｄｕｔｙ指令Ｍｄ１に示された目標Ｄｕｔｙに関わらず、Ｄｕｔｙ下限値ＤＬ未満のＤｕｔｙを有するパルス信号Ｐｄ１を生成しない。具体的には、第１ＰＷＭ波形生成部７２２は、目標ＤｕｔｙがＤｕｔｙ下限値ＤＬ以上であれば、目標Ｄｕｔｙと等しいＤｕｔｙのパルス信号Ｐｄ１を生成する。一方、第１ＰＷＭ波形生成部７２２は、目標ＤｕｔｙがＤｕｔｙ下限値ＤＬ未満であれば、Ｄｕｔｙ下限値ＤＬと等しいＤｕｔｙのパルス信号Ｐｄ１を生成する。このように、第１ＰＷＭ波形生成部７２２がＤｕｔｙ下限値ＤＬ未満のＤｕｔｙを有するパルス信号Ｐｄ１を生成しないことにより、Ｄｕｔｙが０％に近いパルス信号Ｐｄ１の生成が抑制され、上述した問題すなわちパルス信号Ｐｄ１の波形崩れを効果的に抑制することができる。
【００４４】
Ｄｕｔｙ下限値ＤＬとしては、特に限定されないが、例えば、１０％とすることができる。これにより、上述した効果がより顕著なものとなる。また、前述では、目標ＤｕｔｙがＤｕｔｙ下限値ＤＬ未満の場合、第１ＰＷＭ波形生成部７２２は、Ｄｕｔｙ下限値ＤＬと等しいＤｕｔｙのパルス信号Ｐｄ１を生成しているが、これに限定されず、第１ＰＷＭ波形生成部７２２は、Ｄｕｔｙ下限値ＤＬよりも大きいＤｕｔｙのパルス信号Ｐｄ１、例えば、Ｄｕｔｙ下限値ＤＬが１０％であれば１１％〜１５％程度のＤｕｔｙのパルス信号Ｐｄ１を生成してもよい。
【００４５】
前述したように、パルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙによって駆動信号Ｖ１の振幅が変化するため、目標ＤｕｔｙがＤｕｔｙ下限値ＤＬ未満であり、第１ＰＷＭ波形生成部７２２が目標Ｄｕｔｙよりも大きいＤｕｔｙのパルス信号Ｐｄ１を生成した場合、駆動信号Ｖ１の振幅は、目標値に対して大きくなる。そこで、駆動信号Ｖ１の振幅のずれを補正するために、第１駆動信号生成部７２は、第１電圧指令制御部７２４と、第１電圧供給部７２５と、を有する。第１駆動信号生成部７２では、第１電圧指令制御部７２４および第１電圧供給部７２５によって、第１駆動回路７２３に供給される電圧の大きさを変更することにより、駆動信号Ｖ１の振幅の目標値からのずれを補正する。ここで、前記「目標値」とは、目標Ｄｕｔｙと等しいＤｕｔｙのパルス信号Ｐｄ１から生成された駆動信号Ｖ１の振幅を意味する。
【００４６】
第１電圧指令制御部７２４は、Ｄｕｔｙ指令Ｍｄ１が示す目標Ｄｕｔｙとパルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙとの差ΔＤに基づいて、駆動信号Ｖ１の振幅が目標値となる目標電圧を示した供給電圧指令Ｍｅ１を生成する。第１電圧供給部７２５は、供給電圧指令Ｍｅ１に基づいて、第１駆動回路７２３に供給する電圧の大きさを制御する。なお、第１電圧供給部７２５は、例えば、図１２に示すように、固定電圧である電源電圧ＶＤＤを供給する電源７２５ａと、電源７２５ａから供給される電源電圧ＶＤＤを供給電圧指令Ｍｅ１に基づいた電圧値に変圧するＤＣ／ＤＣコンバーター７２５ｂと、を有する。
【００４７】
例えば、目標ＤｕｔｙがＤｕｔｙ下限値ＤＬ以上で、パルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙが目標Ｄｕｔｙと等しい場合、すなわちΔＤ＝０の場合、第１電圧供給部７２５は、基準電圧Ｖ’を第１駆動回路７２３に供給する。基準電圧Ｖ’とは、この電圧に基づいて前述した各種指令が生成されることを意味する。これに対して、目標ＤｕｔｙがＤｕｔｙ下限値ＤＬ未満で、パルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙが目標Ｄｕｔｙよりも大きい場合、すなわちΔＤ≠０の場合、第１電圧供給部７２５は、基準電圧Ｖ’よりも小さい電圧Ｖ”を第１駆動回路７２３に供給する。電圧Ｖ”は、差ΔＤが大きい程、小さくなる。
【００４８】
まとめると、図１４および図１５に示すように、目標ＤｕｔｙがＤｕｔｙ下限値ＤＬ以上の場合には、第１駆動回路７２３に供給される電圧を一定とし、目標Ｄｕｔｙと等しいＤｕｔｙのパルス信号Ｐｄ１を生成し、パルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙを変更することにより駆動信号Ｖ１の振幅を制御する。一方、目標ＤｕｔｙがＤｕｔｙ下限値ＤＬ未満の場合には、Ｄｕｔｙ下限値と等しいＤｕｔｙのパルス信号Ｐｄ１を生成し、第１駆動回路７２３に供給される電圧を変更することにより駆動信号Ｖ１の振幅を制御する。
【００４９】
このような駆動方法によれば、パルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙが小さくなることに起因したパルス信号Ｐｄ１の波形崩れを効果的に抑制することができる。また、目標Ｄｕｔｙとパルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙとの差ΔＤに起因する振幅のずれを、第１駆動回路７２３に供給する電圧の大きさによって補正することができる。そのため、駆動信号Ｖ１の振幅の目標値からのずれを効果的に抑制することができる。したがって、各時刻におけるローター２の目標位置に対する位置ずれを抑制することができ、優れた駆動特性を有する圧電モーター１となる。
【００５０】
また、パルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙの制御と第１駆動回路７２３に供給する電圧の制御とを組み合わせることにより、従来のようにパルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙだけで駆動信号Ｖ１の振幅を制御する場合と比べて、より小さい振幅を有する駆動信号Ｖ１を得ることができる。そのため、制御可能な駆動信号Ｖ１の振幅の最小値が大きくなり、駆動信号Ｖ１の振幅のダイナミックレンジが広くなる。したがって、より優れた駆動特性を有する圧電モーター１となる。
【００５１】
第２駆動信号生成部７３は、第１駆動信号生成部７２と同様の構成である。したがって、以下では、第２駆動信号生成部７３について簡単に説明する。第２駆動電圧制御部７３１は、電圧指令Ｍｃと第２駆動回路７３３が生成した駆動信号Ｖ３とに基づくＰＩ制御を実施し、駆動信号Ｖ３の振幅（電圧）が電圧指令Ｍｃに基づく電圧となる目標Ｄｕｔｙを示したＤｕｔｙ指令Ｍｄ２を生成する。第２ＰＷＭ波形生成部７３２は、目標Ｄｕｔｙを有し、周波数が周波数制御部７９で生成された周波数指令Ｍｇに基づく周波数となるパルス信号Ｐｄ２を生成する。第２ＰＷＭ波形生成部７３２にはＤｕｔｙ下限値ＤＬが設定されており、第２ＰＷＭ波形生成部７３２は、目標Ｄｕｔｙに関わらず、Ｄｕｔｙ下限値ＤＬ未満のＤｕｔｙを有するパルス信号Ｐｄ２を生成しない。そして、第２駆動回路７３３は、パルス信号Ｐｄ２に基づいて駆動信号Ｖ３を生成する。
【００５２】
第２電圧指令制御部７３４は、目標Ｄｕｔｙとパルス信号Ｐｄ２のＤｕｔｙとの差ΔＤに基づいて、駆動信号Ｖ３の振幅が目標値となる目標電圧を示した供給電圧指令Ｍｅ２を生成する。第２電圧供給部７３５は、供給電圧指令Ｍｅ２に基づいて、第２駆動回路７３３に供給する電圧の大きさを制御する。これにより、駆動信号Ｖ３の振幅の目標値からのずれを効果的に抑制することができる。また、駆動信号Ｖ３の振幅のダイナミックレンジが広くなる。したがって、より優れた駆動特性を有する圧電モーター１となる。
【００５３】
図１０に示すように、第２電圧制御部７８は、ＰＵ電圧制御部７８１と、圧電素子６Ｃに印加する駆動信号Ｖ２を生成する第３駆動信号生成部７７と、を有する。また、第３駆動信号生成部７７は、第３駆動電圧制御部７７１と、第３ＰＷＭ波形生成部７７２と、第３駆動回路７７３と、第３電圧指令制御部７７４と、第３電圧供給部７７５と、を有する。このような第２電圧制御部７８は、圧電素子６Ｆ、６Ｇから出力されるピックアップ電圧Ｖｐｕをフィードバックすることにより、ピックアップ電圧Ｖｐｕが目標値となるように駆動信号Ｖ２を制御する。ピックアップ電圧Ｖｐｕを目標値に維持することにより、振動体４１がＹ軸方向に安定して振動するため、安定した駆動が可能な圧電モーター１となる。
【００５４】
ＰＵ電圧制御部７８１には、図示しないホストコンピューターからピックアップ電圧Ｖｐｕの目標振幅値である振幅指令と、圧電素子６Ｆ、６Ｇから出力されるピックアップ電圧Ｖｐｕと、が入力される。ＰＵ電圧制御部７８１は、振幅指令とピックアップ電圧Ｖｐｕとの偏差に対して比例ゲインを調整する比例制御と、積分ゲインを調整する積分制御とを実施するＰＩ制御を行い、ピックアップ電圧Ｖｐｕが振幅指令に基づく振幅となるように電圧指令Ｍｆを生成する。
【００５５】
第３駆動信号生成部７７は、第１、第２駆動信号生成部７２、７３と同様の構成である。したがって、以下では、第３駆動信号生成部７７について簡単に説明する。第３駆動電圧制御部７７１は、電圧指令Ｍｆと第３駆動回路７７３が生成した駆動信号Ｖ２との偏差に対して比例ゲインを調整する比例制御と、積分ゲインを調整する積分制御と、を行うＰＩ制御を実施し、駆動信号Ｖ２の振幅（電圧）が電圧指令Ｍｆに基づく電圧となる目標Ｄｕｔｙを示したＤｕｔｙ指令Ｍｄ３を生成する。
【００５６】
第３ＰＷＭ波形生成部７７２は、目標Ｄｕｔｙを有し、周波数が周波数制御部７９で生成された周波数指令Ｍｇに基づく周波数となるパルス信号Ｐｄ３を生成する。第３ＰＷＭ波形生成部７７２にはＤｕｔｙ下限値ＤＬが設定されており、第３ＰＷＭ波形生成部７７２は、目標Ｄｕｔｙに関わらず、Ｄｕｔｙ下限値ＤＬ未満のＤｕｔｙを有するパルス信号Ｐｄ３を生成しない。そして、第３駆動回路７７３は、パルス信号Ｐｄ３に基づいて駆動信号Ｖ２を生成する。
【００５７】
第３電圧指令制御部７７４は、目標Ｄｕｔｙとパルス信号Ｐｄ３のＤｕｔｙとの差ΔＤに基づいて、駆動信号Ｖ２の振幅が目標値となる目標電圧を示した供給電圧指令Ｍｅ３を生成する。第３電圧供給部７７５は、供給電圧指令Ｍｅ３に基づいて、第３駆動回路７７３に供給する電圧の大きさを制御する。これにより、駆動信号Ｖ２の振幅の目標値からのずれを効果的に抑制することができる。また、駆動信号Ｖ２の振幅のダイナミックレンジが広くなる。したがって、より優れた駆動特性を有する圧電モーター１となる。
【００５８】
周波数制御部７９には、第３駆動回路７７３で生成された駆動信号Ｖ２と、圧電素子６Ｆ、６Ｇから出力されるピックアップ電圧Ｖｐｕと、が入力される。周波数制御部７９は、駆動信号Ｖ２とピックアップ電圧Ｖｐｕとの位相差を求め、予め設定されている目標位相差と実際の位相差との偏差に対して比例ゲインを調整する比例制御と、積分ゲインを調整する積分制御とを実施するＰＩ制御を行い、実際の位相差が目標位相差に基づく位相差となるように周波数指令Ｍｇを生成する。そして、周波数制御部７９で生成された周波数指令Ｍｇは、第１ＰＷＭ波形生成部７２２、第２ＰＷＭ波形生成部７３２および第３ＰＷＭ波形生成部７７２に送信され、第１ＰＷＭ波形生成部７２２、第２ＰＷＭ波形生成部７３２および第３ＰＷＭ波形生成部７７２は、周波数指令Ｍｇに基づく周波数の駆動信号Ｖ１〜Ｖ３を生成する。
【００５９】
以上、圧電駆動装置としての圧電モーター１について説明した。このような圧電駆動装置の制御方法は、前述したように、駆動用圧電素子である圧電素子６Ａ〜６Ｅを備え、圧電素子６Ａ〜６Ｅに駆動信号Ｖ１〜Ｖ３を印加することにより振動する振動体４１と、振動体４１の振動により移動する被駆動部としてのローター２と、目標Ｄｕｔｙに基づいてパルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３を生成し、パルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３に基づいて駆動信号Ｖ１〜Ｖ３を生成する駆動信号生成部としての第１、第２、第３駆動回路７２３、７３３、７７３と、を有する圧電モーター１の制御方法であって、目標Ｄｕｔｙとパルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３のＤｕｔｙとの差ΔＤに応じて、第１、第２、第３駆動回路７２３、７３３、７７３に供給する電圧の大きさを変更するように構成されている。
【００６０】
このように、差ΔＤに応じて第１、第２、第３駆動回路７２３、７３３、７７３に供給する電圧の大きさを変更することにより、パルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３のＤｕｔｙが小さくなり過ぎるのを抑制しつつ、駆動信号Ｖ１〜Ｖ３の振幅の目標値からのずれを効果的に抑制することができる。そのため、優れた駆動特性を有する圧電モーター１となる。
【００６１】
また、前述したように、目標Ｄｕｔｙが予め有するＤｕｔｙ下限値ＤＬ未満になった場合に、Ｄｕｔｙ下限値ＤＬと等しいＤｕｔｙを有するパルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３を生成し、第１、第２、第３駆動回路７２３、７３３、７７３に供給する電圧を小さくする。このように、第１、第２、第３駆動回路７２３、７３３、７７３に供給する電圧を小さくすることにより、差ΔＤに起因する駆動信号Ｖ１〜Ｖ３の振幅の目標値からのずれを補正することができる。
【００６２】
また、前述したように、目標Ｄｕｔｙが予め有するＤｕｔｙ上限値ＤＨより大きくなった場合に、Ｄｕｔｙ上限値ＤＨと等しいＤｕｔｙを有するパルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３を生成し、第１、第２、第３駆動回路７２３、７３３、７７３に供給する電圧を大きくする。このように、第１、第２、第３駆動回路７２３、７３３、７７３に供給する電圧を大きくすることにより、差ΔＤに起因する駆動信号Ｖ１〜Ｖ３の振幅の目標値からのずれを補正することができる。
【００６３】
また、圧電モーター１は、前述したように、駆動用圧電素子である圧電素子６Ａ〜６Ｅを備え、圧電素子６Ａ〜６Ｅに駆動信号Ｖ１〜Ｖ３を印加することにより振動する振動体４１と、振動体４１の振動により移動する被駆動部としてのローター２と、圧電素子６Ａ〜６Ｅに駆動信号Ｖ１〜Ｖ３を印加する電圧制御部７０と、を有する。また、電圧制御部７０は、入力される指令であるＤｕｔｙ指令Ｍｄ１〜Ｍｄ３に含まれる目標Ｄｕｔｙに基づいてパルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３を生成するパルス信号生成部としての第１、第２、第３ＰＷＭ波形生成部７２２、７３２、７７２と、パルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３に基づいて駆動信号Ｖ１〜Ｖ３を生成する駆動信号生成部としての第１、第２、第３駆動回路７２３、７３３、７７３と、第１、第２、第３駆動回路７２３、７３３、７７３に電圧を供給する電圧供給部としての第１、第２、第３電圧供給部７２５、７３５、７７５と、を有する。また、第１、第２、第３ＰＷＭ波形生成部７２２、７３２、７７２は、Ｄｕｔｙ下限値ＤＬを有し、Ｄｕｔｙ下限値ＤＬ以上のＤｕｔｙを有するパルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３を生成する。また、第１、第２、第３電圧供給部７２５、７３５、７７５は、目標Ｄｕｔｙとパルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３のＤｕｔｙとの差ΔＤに応じて第１、第２、第３駆動回路７２３、７３３、７７３に供給する電圧の大きさを変更する。
【００６４】
このような構成によれば、パルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３のＤｕｔｙが小さくなり過ぎるのを抑制することができるため、駆動信号Ｖ１〜Ｖ３の波形崩れを効果的に抑制することができる。また、差ΔＤに応じて第１、第２、第３駆動回路７２３、７３３、７７３に供給する電圧の大きさを変更することにより、駆動信号Ｖ１〜Ｖ３の振幅の目標値からのずれを効果的に抑制することができる。そのため、優れた駆動特性を有する圧電モーター１となる。さらには、パルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３のＤｕｔｙの制御と第１〜第３駆動回路７２３、７３３、７７３に供給する電圧の制御とを組み合わせることにより、従来のようにパルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３のＤｕｔｙだけで駆動信号Ｖ１〜Ｖ３の振幅を制御する場合と比べて、駆動信号Ｖ１〜Ｖ３の振幅の可変範囲すなわちローター２の駆動速度の可変範囲が広がり、より優れた駆動特性を有する圧電モーター１となる。
【００６５】
なお、本実施形態では、駆動信号Ｖ１〜Ｖ３のそれぞれについて、上述したようなパルス信号のＤｕｔｙ制御と電圧制御とを行っているが、これに限定されず、駆動信号Ｖ１〜Ｖ３の少なくとも１つで上述の制御が行われていればよい。この場合、例えば、駆動信号Ｖ１、Ｖ３について上述の制御を行い、駆動信号Ｖ２については、上述の制御を行わない構成とすることができる。駆動信号Ｖ２は、振動体４１をＹ軸方向に振動させる信号であり、駆動信号Ｖ１、Ｖ３のような振動体４１を屈曲振動させる信号ではないため、駆動信号Ｖ１、Ｖ３に比べてローター２の駆動速度に寄与し難いためである。
【００６６】
また、前述したように、目標ＤｕｔｙがＤｕｔｙ下限値ＤＬ未満の場合に、第１、第２、第３ＰＷＭ波形生成部７２２、７３２、７７２は、Ｄｕｔｙ下限値ＤＬと等しいＤｕｔｙを有するパルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３を生成し、第１、第２、第３電圧供給部７２５、７３５、７７５は、第１、第２、第３駆動回路７２３、７３３、７７３に供給する電圧を小さくする。これにより、パルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３のＤｕｔｙが小さくなり過ぎるのを抑制することができるため、駆動信号Ｖ１〜Ｖ３の波形崩れを効果的に抑制することができる。また、差ΔＤに起因する駆動信号Ｖ１〜Ｖ３の振幅の目標値からのずれを補正することができる。
【００６７】
また、前述したように、圧電モーター１は、振動体４１に接続され、ローター２に当接している凸部４４を有している。そして、振動体４１と凸部４４とが並ぶ方向を第１方向としてのＹ軸方向としたとき、第１、第２駆動回路７２３、７３３に供給する電圧の大きさを変更することで、Ｙ軸方向に直交する第２方向としてのＺ軸方向に屈曲振動する振動の大きさを変更する。これにより、振動体４１のＺ軸方向への屈曲振動を精度よく制御することができ、ローター２の目標位置からのずれを精度よく抑制することができる。
【００６８】
また、前述したように、第３駆動回路７７３に供給する電圧の大きさを変更することで、第１方向に伸縮振動する振動の大きさを変更する。これにより、振動体４１のＹ軸方向への伸縮振動を精度よく制御することができ、ローター２をスムーズに駆動することができる。
【００６９】
＜第２実施形態＞
図１６は、パルス信号のＤｕｔｙと駆動信号の振幅との関係を示すグラフである。図１７は、本発明の第２実施形態に係る圧電モーターが備える制御装置による制御方法を示すフローチャートである。図１８は、制御装置による制御方法を示すグラフである。
【００７０】
本実施形態に係る圧電モーター１は、第１、第２、第３駆動信号生成部７２、７３、７７による制御方法が異なること以外は、前述した第１実施形態の圧電モーター１と同様である。なお、以下の説明では、第２実施形態の圧電モーター１に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、第１、第２、第３駆動信号生成部７２、７３、７７による制御方法は、互いに同様であるため、以下では、第１駆動信号生成部７２について代表して説明し、第２、第３駆動信号生成部７３、７７については、その説明を省略する。
【００７１】
第１ＰＷＭ波形生成部７２２には前述したＤｕｔｙ下限値ＤＬと共にＤｕｔｙ上限値ＤＨが設定されている。そして、第１ＰＷＭ波形生成部７２２は、Ｄｕｔｙ指令Ｍｄ１に関わらず、Ｄｕｔｙ下限値ＤＬ未満のＤｕｔｙを有するパルス信号Ｐｄ１およびＤｕｔｙ上限値ＤＨを超えるＤｕｔｙを有するパルス信号Ｐｄ１を生成しない。すなわち、第１ＰＷＭ波形生成部７２２は、Ｄｕｔｙ下限値ＤＬ以上、Ｄｕｔｙ上限値以下の範囲内のＤｕｔｙを有するパルス信号Ｐｄ１を生成する。
【００７２】
パルス信号Ｐｄ１にＤｕｔｙ下限値ＤＬを設定する理由については、上述した第１実施形態と同様であるため、その説明を省略し、以下では、パルス信号Ｐｄ１にＤｕｔｙ上限値ＤＨを設定する理由について説明する。
【００７３】
図１６に、パルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙと駆動信号Ｖ１の振幅との関係を示す。同図から分かるように、パルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙと駆動信号Ｖ１の振幅との関係は、線形ではなく、Ｄｕｔｙが５０％付近の領域において、Ｄｕｔｙが大きくなるにつれてＤｕｔｙの変化量に対するパルス信号Ｐｄ１の振幅の変化量が小さくなっている。そのため、駆動信号Ｖ１の振幅のダイナミックレンジが小さくなってしまう。
【００７４】
そこで、第１ＰＷＭ波形生成部７２２にＤｕｔｙ上限値ＤＨを設け、Ｄｕｔｙ上限値ＤＨのパルス信号Ｐｄ１で生成される振幅を超える駆動信号Ｖ１を得たい場合は、パルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙをそれ以上大きくするのではなく、第１電圧供給部７２５から第１駆動回路７２３に供給する電圧を大きくする。これにより、目標Ｄｕｔｙとパルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙとの差ΔＤに起因する振幅のずれを、第１駆動回路７２３に供給する電圧の大きさによって補正することができる。さらには、パルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙを大きくして駆動信号Ｖ１の振幅を大きくする場合と比べて、制御可能な駆動信号Ｖ１の振幅の最大値が大きくなる。すなわち、駆動信号Ｖ１の振幅のダイナミックレンジが広くなる。以下、詳細に説明する。
【００７５】
第１ＰＷＭ波形生成部７２２は、Ｄｕｔｙ指令Ｍｄ１に示された目標ＤｕｔｙがＤｕｔｙ上限値ＤＨ以下であれば、目標Ｄｕｔｙと等しいＤｕｔｙのパルス信号Ｐｄ１を生成する。一方、第１ＰＷＭ波形生成部７２２は、目標ＤｕｔｙがＤｕｔｙ上限値ＤＨを超えれば、Ｄｕｔｙ上限値ＤＨと等しいＤｕｔｙのパルス信号Ｐｄ１を生成する。Ｄｕｔｙ上限値ＤＨとしては、特に限定されないが、例えば、４０％とすることができる。なお、上述したように、本実施形態では、目標ＤｕｔｙがＤｕｔｙ上限値ＤＨを超える場合、第１ＰＷＭ波形生成部７２２は、Ｄｕｔｙ上限値ＤＨと等しいＤｕｔｙのパルス信号Ｐｄ１を生成しているが、これに限定されず、例えば、第１ＰＷＭ波形生成部７２２は、Ｄｕｔｙ上限値ＤＨよりも小さいＤｕｔｙのパルス信号Ｐｄ１、例えば、Ｄｕｔｙ上限値ＤＨが４０％であれば、３５％〜３９％程度のＤｕｔｙのパルス信号Ｐｄ１を生成してもよい。
【００７６】
目標ＤｕｔｙがＤｕｔｙ上限値ＤＨを超え、第１ＰＷＭ波形生成部７２２が目標Ｄｕｔｙよりも小さいＤｕｔｙのパルス信号Ｐｄ１を生成した場合、第１駆動回路７２３で生成される駆動信号Ｖ１の振幅は、目標値に対して小さくなる。そこで、駆動信号Ｖ１の振幅の目標値からのずれを補正するために、第１駆動信号生成部７２は、第１電圧指令制御部７２４と、第１電圧供給部７２５と、を有する。
【００７７】
第１電圧指令制御部７２４は、Ｄｕｔｙ指令Ｍｄ１が示す目標Ｄｕｔｙと第１ＰＷＭ波形生成部７２２が生成したパルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙとの差ΔＤに基づいて、駆動信号Ｖ１の振幅が目標値となる目標電圧を示した供給電圧指令Ｍｅ１を生成する。第１電圧供給部７２５は、供給電圧指令Ｍｅ１に基づいて、第１駆動回路７２３に供給する電圧の大きさを制御する。具体的には、目標ＤｕｔｙがＤｕｔｙ上限値ＤＨを超え、目標Ｄｕｔｙよりも小さいＤｕｔｙのパルス信号Ｐｄ１が生成されている場合、すなわちΔＤ≠０の場合、第１電圧供給部７２５は、基準電圧Ｖ’よりも大きい電圧Ｖ”を第１駆動回路７２３に供給する。電圧Ｖ”は、差ΔＤが大きい程、大きくなる。
【００７８】
まとめると、図１７および図１８に示すように、目標ＤｕｔｙがＤｕｔｙ下限値ＤＬ以上でかつ上限値ＤＨ以下の場合には、第１駆動回路７２３に供給される電圧を一定とし、目標Ｄｕｔｙと等しいＤｕｔｙのパルス信号Ｐｄ１を生成し、パルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙを変更することにより駆動信号Ｖ１の振幅を制御する。一方、目標ＤｕｔｙがＤｕｔｙ下限値ＤＬ未満の場合には、Ｄｕｔｙ下限値と等しいＤｕｔｙのパルス信号Ｐｄ１を生成し、第１駆動回路７２３に供給される電圧を変更することにより駆動信号Ｖ１の振幅を制御する。また、目標ＤｕｔｙがＤｕｔｙ上限値ＤＨを超える場合には、Ｄｕｔｙ上限値と等しいＤｕｔｙのパルス信号Ｐｄ１を生成し、第１駆動回路７２３に供給される電圧を変更することにより駆動信号Ｖ１の振幅を制御する。
【００７９】
以上のように、本実施形態では、第１ＰＷＭ波形生成部７２２にＤｕｔｙ上限値ＤＨを設け、Ｄｕｔｙ上限値ＤＨのパルス信号Ｐｄ１で生成される駆動信号Ｖ１の振幅よりも大きい振幅の駆動信号Ｖ１を得たい場合は、第１駆動回路７２３に供給する電圧を大きくすることにより、目標の振幅を有する駆動信号Ｖ１を生成することができる。さらには、パルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙを大きくして駆動信号Ｖ１の振幅を大きくする場合、５０％付近のＤｕｔｙすなわちＤｕｔｙ変化量に対するパルス信号Ｐｄ１の振幅変化量が小さい領域のＤｕｔｙを使用せざるを得ず、十分な大きさの振幅を有する駆動信号Ｖ１が得られないおそれがあるが、第１駆動回路７２３に供給する電圧を大きくする方法によれば、このような問題が生じず、十分な大きさの振幅を有する駆動信号Ｖ１を得ることができる。そのため、制御可能な駆動信号Ｖ１の振幅の最大値が大きくなり、駆動信号Ｖ１の振幅のダイナミックレンジが広くなる。
【００８０】
以上のように、目標Ｄｕｔｙが予め有するＤｕｔｙ上限値ＤＨより大きくなった場合に、第１、第２、第３ＰＷＭ波形生成部７２２、７３２、７７２は、Ｄｕｔｙ上限値ＤＨと等しいＤｕｔｙを有するパルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３を生成し、第１、第２、第３電圧供給部７２５、７３５、７７５は、第１、第２、第３駆動回路７２３、７３３、７７３に供給する電圧を大きくする。これにより、パルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３のＤｕｔｙが大きくなり過ぎるのを抑制することができる。また、差ΔＤに起因する駆動信号Ｖ１〜Ｖ３の振幅の目標値からのずれを補正することができる。
【００８１】
以上のような第３実施形態によっても前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００８２】
＜第３実施形態＞
図１９および図２１は、本発明の第３実施形態に係る圧電モーターが備える制御装置による制御方法を示すグラフである。図２０および図２２は、本発明の第３実施形態に係る圧電モーターが備える制御装置による制御方法を示すグラフである。
【００８３】
本実施形態に係る圧電モーター１は、第１、第２、第３駆動信号生成部７２、７３、７７による制御方法が異なること以外は、前述した第２実施形態の圧電モーター１と同様である。なお、以下の説明では、第３実施形態の圧電モーター１に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、第１、第２、第３駆動信号生成部７２、７３、７７による制御方法は、互いに同様であるため、以下では、第１駆動信号生成部７２について代表して説明し、第２、第３駆動信号生成部７３、７７については、その説明を省略する。
【００８４】
例えば、図１９に示すように、目標ＤｕｔｙがＤｕｔｙ下限値ＤＬ付近で変化し、Ｄｕｔｙ下限値ＤＬを跨いで上下するような場合、目標ＤｕｔｙがＤｕｔｙ下限値ＤＬ以上であり、パルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙで駆動信号Ｖ１の振幅を制御する状態Ｔ１と、目標ＤｕｔｙがＤｕｔｙ下限値ＤＬ未満であり、第１駆動回路７２３に供給する電圧で駆動信号Ｖ１の振幅を制御する状態Ｔ２と、が頻繁に切り替わる。このように、状態Ｔ１、Ｔ２が頻繁に切り替わると、例えば、第１電圧供給部７２５から第１駆動回路７２３に供給される電圧が不安定になる等、駆動信号Ｖ１の振幅制御が精度よく行うことができなくなるおそれがある。
【００８５】
そこで、本実施形態の第１ＰＷＭ波形生成部７２２では、Ｄｕｔｙ下限値ＤＬにヒステリシスを持たせ、状態Ｔ１、Ｔ２が頻繁に切り替わるのを抑制している。以下、このことについて詳細に説明する。第１ＰＷＭ波形生成部７２２には、図２０に示すように、第１Ｄｕｔｙ下限値ＤＬ１と、第１Ｄｕｔｙ下限値ＤＬ１よりも大きい第２Ｄｕｔｙ下限値ＤＬ２と、が設けられている。そして、目標Ｄｕｔｙが第１Ｄｕｔｙ下限値ＤＬ１未満となり、状態Ｔ１から状態Ｔ２に切り替わった後は、第２Ｄｕｔｙ下限値ＤＬ２に基づいて状態Ｔ１、Ｔ２が切り替わる。つまり、目標Ｄｕｔｙが第１Ｄｕｔｙ下限値ＤＬ１以上となっても、第２Ｄｕｔｙ下限値ＤＬ２以上とならなければ、状態Ｔ２がそのまま維持され、目標Ｄｕｔｙが第２Ｄｕｔｙ下限値ＤＬ２以上となったときに状態Ｔ２から状態Ｔ１に切り替わる。なお、目標Ｄｕｔｙが第２Ｄｕｔｙ下限値ＤＬ２以上となり、状態Ｔ２から状態Ｔ１に切り替わった場合、再び、第１Ｄｕｔｙ下限値ＤＬ１に基づいて状態Ｔ１、Ｔ２が切り替わる。
【００８６】
このように、Ｄｕｔｙ下限値ＤＬにヒステリシスを持たせ、状態Ｔ１から状態Ｔ２に切り替える第１Ｄｕｔｙ下限値ＤＬ１と、状態Ｔ２から状態Ｔ１に切り替える第２Ｄｕｔｙ下限値ＤＬ２と、を設定することにより、状態Ｔ１、Ｔ２が頻繁に切り替わるのを抑制することができる。そのため、第１電圧供給部７２５から第１駆動回路７２３に供給される電圧が安定し、駆動信号Ｖ１の振幅制御を精度よく行うことができる。
【００８７】
以上、Ｄｕｔｙ下限値ＤＬについて説明したが、Ｄｕｔｙ上限値ＤＨについても同様である。すなわち、例えば、図２１に示すように、目標ＤｕｔｙがＤｕｔｙ上限値ＤＨ付近で変化し、Ｄｕｔｙ上限値ＤＨを跨いで上下するような場合、目標ＤｕｔｙがＤｕｔｙ上限値ＤＨ以下であり、パルス信号Ｐｄ１のＤｕｔｙで駆動信号Ｖ１の振幅を制御する状態Ｔ１と、目標ＤｕｔｙがＤｕｔｙ上限値ＤＨを超え、第１駆動回路７２３に供給する電圧で駆動信号Ｖ１の振幅を制御する状態Ｔ３と、が頻繁に切り替わる。このように、状態Ｔ１、Ｔ３が頻繁に切り替わると、例えば、第１電圧供給部７２５から第１駆動回路７２３に供給される電圧が不安定になる等、駆動信号Ｖ１の振幅制御が精度よく行うことができなくなるおそれがある。
【００８８】
そこで、本実施形態の第１ＰＷＭ波形生成部７２２では、Ｄｕｔｙ上限値ＤＨにヒステリシスを持たせ、状態Ｔ１、Ｔ３が頻繁に切り替わるのを抑制している。以下、このことについて詳細に説明する。第１ＰＷＭ波形生成部７２２には、図２２に示すように、第１Ｄｕｔｙ上限値ＤＨ１と、第１Ｄｕｔｙ上限値ＤＨ１よりも小さい第２Ｄｕｔｙ上限値ＤＨ２と、が設けられている。そして、目標Ｄｕｔｙが第１Ｄｕｔｙ上限値ＤＨ１を超え、状態Ｔ１から状態Ｔ３に切り替わった後は、第２Ｄｕｔｙ上限値ＤＨ２に基づいて状態Ｔ１、Ｔ３が切り替わる。つまり、目標Ｄｕｔｙが第１Ｄｕｔｙ上限値ＤＨ１以下となっても、第２Ｄｕｔｙ上限値ＤＨ２以下とならなければ、状態Ｔ３がそのまま維持され、目標Ｄｕｔｙが第２Ｄｕｔｙ上限値ＤＨ２以下となったときに状態Ｔ３から状態Ｔ１に切り替わる。なお、目標Ｄｕｔｙが第２Ｄｕｔｙ上限値ＤＨ２以下となり、状態Ｔ３から状態Ｔ１に切り替わった場合、再び、第１Ｄｕｔｙ上限値ＤＨ１に基づいて状態Ｔ１、Ｔ３が切り替わる。
【００８９】
このように、Ｄｕｔｙ上限値ＤＨにヒステリシスを持たせ、状態Ｔ１から状態Ｔ３に切り替える第１Ｄｕｔｙ上限値ＤＨ１と、状態Ｔ３から状態Ｔ１に切り替える第２Ｄｕｔｙ上限値ＤＨ２と、を設定することにより、状態Ｔ１、Ｔ３が頻繁に切り替わるのを抑制することができる。そのため、第１電圧供給部７２５から第１駆動回路７２３に供給される電圧が安定し、駆動信号Ｖ１の振幅制御を精度よく行うことができる。
【００９０】
以上のような第３実施形態によっても前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００９１】
＜第４実施形態＞
図２３は、本発明の第４実施形態に係るロボットを示す斜視図である。
【００９２】
図２３に示すロボット１０００は、精密機器やこれを構成する部品の給材、除材、搬送および組立等の作業を行うことができる。ロボット１０００は、６軸ロボットであり、床や天井に固定されるベース１０１０と、ベース１０１０に回動自在に連結されたアーム１０２０と、アーム１０２０に回動自在に連結されたアーム１０３０と、アーム１０３０に回動自在に連結されたアーム１０４０と、アーム１０４０に回動自在に連結されたアーム１０５０と、アーム１０５０に回動自在に連結されたアーム１０６０と、アーム１０６０に回動自在に連結されたアーム１０７０と、これらアーム１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０の駆動を制御する制御装置１０８０と、を有する。
【００９３】
また、アーム１０７０にはハンド接続部が設けられており、ハンド接続部にはロボット１０００に実行させる作業に応じたエンドエフェクター１０９０が装着される。また、各関節部のうちの全部または一部には圧電モーター１が搭載されており、この圧電モーター１の駆動によって各アーム１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０が回動する。なお、圧電モーター１は、エンドエフェクター１０９０に搭載され、エンドエフェクター１０９０の駆動に用いられてもよい。
【００９４】
制御装置１０８０は、コンピューターで構成され、例えば、プロセッサ（ＣＰＵ）、メモリ、Ｉ／Ｆ（インターフェース）等を有する。そして、プロセッサが、メモリに格納されている所定のプログラム（コード列）を実行することで、ロボット１０００の各部の駆動を制御する。なお、前記プログラムは、Ｉ／Ｆを介して外部のサーバーからダウンロードしてもよい。また、制御装置１０８０の構成の全部または一部は、ロボット１０００の外部に設けられ、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）等の通信網を介して接続された構成となっていてもよい。
【００９５】
このようなロボット１０００は、前述したように、圧電モーター１を備えている。すなわち、ロボット１０００は、駆動用圧電素子である圧電素子６Ａ〜６Ｅを備え、圧電素子６Ａ〜６Ｅに駆動信号Ｖ１〜Ｖ３を印加することにより振動する振動体４１と、振動体４１の振動により移動する被駆動部としてのローター２と、圧電素子６Ａ〜６Ｅに駆動信号Ｖ１〜Ｖ３を印加する電圧制御部７０と、を有する。また、電圧制御部７０は、入力される指令であるＤｕｔｙ指令Ｍｄ１〜Ｍｄ３に含まれる目標Ｄｕｔｙに基づいてパルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３を生成するパルス信号生成部としての第１、第２、第３ＰＷＭ波形生成部７２２、７３２、７７２と、パルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３に基づいて駆動信号Ｖ１〜Ｖ３を生成する駆動信号生成部としての第１、第２、第３駆動回路７２３、７３３、７７３と、第１、第２、第３駆動回路７２３、７３３、７７３に電圧を供給する電圧供給部としての第１、第２、第３電圧供給部７２５、７３５、７７５と、を有する。また、第１、第２、第３ＰＷＭ波形生成部７２２、７３２、７７２は、Ｄｕｔｙ下限値ＤＬを有し、Ｄｕｔｙ下限値ＤＬ以上のＤｕｔｙを有するパルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３を生成する。また、第１、第２、第３電圧供給部７２５、７３５、７７５は、目標Ｄｕｔｙとパルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３のＤｕｔｙとの差ΔＤに応じて第１、第２、第３駆動回路７２３、７３３、７７３に供給する電圧の大きさを変更する。そのため、優れた駆動特性を有するロボット１０００となる。
【００９６】
＜第５実施形態＞
図２４は、本発明の第５実施形態に係るプリンターの全体構成を示す概略図である。
【００９７】
図２４に示すプリンター３０００は、装置本体３０１０と、装置本体３０１０の内部に設けられている印刷機構３０２０、給紙機構３０３０および制御装置３０４０と、を備えている。また、装置本体３０１０には、記録用紙Ｐを設置するトレイ３０１１と、記録用紙Ｐを排出する排紙口３０１２と、液晶ディスプレイ等の操作パネル３０１３とが設けられている。
【００９８】
印刷機構３０２０は、ヘッドユニット３０２１と、キャリッジモーター３０２２と、キャリッジモーター３０２２の駆動力によりヘッドユニット３０２１を往復動させる往復動機構３０２３と、を備えている。また、ヘッドユニット３０２１は、インクジェット式記録ヘッドであるヘッド３０２１ａと、ヘッド３０２１ａにインクを供給するインクカートリッジ３０２１ｂと、ヘッド３０２１ａおよびインクカートリッジ３０２１ｂを搭載したキャリッジ３０２１ｃと、を有する。
【００９９】
往復動機構３０２３は、キャリッジ３０２１ｃを往復移動可能に支持しているキャリッジガイド軸３０２３ａと、キャリッジモーター３０２２の駆動力によりキャリッジ３０２１ｃをキャリッジガイド軸３０２３ａ上で移動させるタイミングベルト３０２３ｂと、を有する。また、給紙機構３０３０は、互いに圧接している従動ローラー３０３１および駆動ローラー３０３２と、駆動ローラー３０３２を駆動する圧電モーター１と、を有する。
【０１００】
このようなプリンター３０００では、給紙機構３０３０が記録用紙Ｐを一枚ずつヘッドユニット３０２１の下部近傍へ間欠送りする。このとき、ヘッドユニット３０２１が記録用紙Ｐの送り方向とほぼ直交する方向に往復移動して、記録用紙Ｐへの印刷が行なわれる。
【０１０１】
制御装置３０４０は、コンピューターで構成され、例えば、プロセッサ（ＣＰＵ）、メモリ、Ｉ／Ｆ（インターフェース）等を有する。そして、プロセッサが、メモリに格納されている所定のプログラム（コード列）を実行することで、プリンター３０００の各部の駆動を制御する。このような制御は、例えば、Ｉ／Ｆを介してパーソナルコンピュータ等のホストコンピューターから入力された印刷データに基づいて実行される。なお、前記プログラムは、Ｉ／Ｆを介して外部のサーバーからダウンロードしてもよい。また、制御装置３０４０の構成の全部または一部は、プリンター３０００の外部に設けられ、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）等の通信網を介して接続された構成となっていてもよい。
【０１０２】
このようなプリンター３０００は、前述したように、圧電モーター１を備えている。すなわち、プリンター３０００は、駆動用圧電素子である圧電素子６Ａ〜６Ｅを備え、圧電素子６Ａ〜６Ｅに駆動信号Ｖ１〜Ｖ３を印加することにより振動する振動体４１と、振動体４１の振動により移動する被駆動部としてのローター２と、圧電素子６Ａ〜６Ｅに駆動信号Ｖ１〜Ｖ３を印加する電圧制御部７０と、を有する。また、電圧制御部７０は、入力される指令であるＤｕｔｙ指令Ｍｄ１〜Ｍｄ３に含まれる目標Ｄｕｔｙに基づいてパルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３を生成するパルス信号生成部としての第１、第２、第３ＰＷＭ波形生成部７２２、７３２、７７２と、パルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３に基づいて駆動信号Ｖ１〜Ｖ３を生成する駆動信号生成部としての第１、第２、第３駆動回路７２３、７３３、７７３と、第１、第２、第３駆動回路７２３、７３３、７７３に電圧を供給する電圧供給部としての第１、第２、第３電圧供給部７２５、７３５、７７５と、を有する。また、第１、第２、第３ＰＷＭ波形生成部７２２、７３２、７７２は、Ｄｕｔｙ下限値ＤＬを有し、Ｄｕｔｙ下限値ＤＬ以上のＤｕｔｙを有するパルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３を生成する。また、第１、第２、第３電圧供給部７２５、７３５、７７５は、目標Ｄｕｔｙとパルス信号Ｐｄ１〜Ｐｄ３のＤｕｔｙとの差ΔＤに応じて第１、第２、第３駆動回路７２３、７３３、７７３に供給する電圧の大きさを変更する。そのため、優れた駆動特性を有するプリンター３０００となる。
【０１０３】
なお、本実施形態では、圧電モーター１が給紙用の駆動ローラー３０３２を駆動しているが、この他にも、例えば、キャリッジ３０２１ｃを駆動してもよい。
【０１０４】
以上、本発明の圧電駆動装置の制御方法、圧電駆動装置、ロボットおよびプリンターを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１…圧電モーター、２…ローター、２１…外周面、２２…主面、３…駆動部、４…圧電アクチュエーター、４１…振動体、４２…支持部、４３…接続部、４３１…第１接続部、４３２…第２接続部、４４…凸部、５…付勢部材、６Ａ〜６Ｇ…圧電素子、６０…圧電素子ユニット、６０Ａ〜６０Ｇ…圧電素子、６０１…第１電極、６０２…圧電体、６０３…第２電極、６１…基板、６３…保護層、６９…接着剤、７…制御装置、７０…電圧制御部、７１…第１電圧制御部、７１１…位置指令制御部、７１２…位置制御部、７１３…速度制御部、７２…第１駆動信号生成部、７２１…第１駆動電圧制御部、７２２…第１ＰＷＭ波形生成部、７２３…第１駆動回路、７２３ａ…スイッチング素子、７２３ｂ…スイッチング素子、７２３ｃ…ＬＣ共振回路、７２４…第１電圧指令制御部、７２５…第１電圧供給部、７２５ａ…電源、７２５ｂ…ＤＣ／ＤＣコンバーター、７３…第２駆動信号生成部、７３１…第２駆動電圧制御部、７３２…第２ＰＷＭ波形生成部、７３３…第２駆動回路、７３４…第２電圧指令制御部、７３５…第２電圧供給部、７７…第３駆動信号生成部、７７１…第３駆動電圧制御部、７７２…第３ＰＷＭ波形生成部、７７３…第３駆動回路、７７４…第３電圧指令制御部、７７５…第３電圧供給部、７８…第２電圧制御部、７８１…ＰＵ電圧制御部、７９…周波数制御部、９…エンコーダー、９１…スケール、９２…光学素子、９２１…発光素子、９２２…撮像素子、１０００…ロボット、１０１０…ベース、１０２０〜１０７０…アーム、１０８０…制御装置、１０９０…エンドエフェクター、３０００…プリンター、３０１０…装置本体、３０１１…トレイ、３０１２…排紙口、３０１３…操作パネル、３０２０…印刷機構、３０２１…ヘッドユニット、３０２１ａ…ヘッド、３０２１ｂ…インクカートリッジ、３０２１ｃ…キャリッジ、３０２２…キャリッジモーター、３０２３…往復動機構、３０２３ａ…キャリッジガイド軸、３０２３ｂ…タイミングベルト、３０３０…給紙機構、３０３１…従動ローラー、３０３２…駆動ローラー、３０４０…制御装置、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２…矢印、Ｃ…コンデンサ、ＤＨ…Ｄｕｔｙ上限値、ＤＨ１…第１Ｄｕｔｙ上限値、ＤＨ２…第２Ｄｕｔｙ上限値、ＤＬ…Ｄｕｔｙ下限値、ＤＬ１…第１Ｄｕｔｙ下限値、ＤＬ２…第２Ｄｕｔｙ下限値、Ｌ…コイル、Ｍａ…位置指令、Ｍｂ…速度指令、Ｍｃ…電圧指令、Ｍｄ１〜Ｍｄ３…Ｄｕｔｙ指令、Ｍｅ１〜Ｍｅ３…供給電圧指令、Ｍｆ…電圧指令、Ｍｇ…周波数指令、Ｏ…中心軸、Ｐ…記録用紙、Ｐｄ１〜Ｐｄ３…パルス信号、ＳＨ…電圧閾値、Ｔ１〜Ｔ３…状態、Ｖ’……基準電圧、Ｖ”…電圧、Ｖ１〜Ｖ３…駆動信号、ＶＤＤ…電源電圧、Ｖｐｕ…ピックアップ電圧
【図１】
2020054152.tif 000003
【図２】
2020054152.tif 000004
【図３】
2020054152.tif 000005
【図４】
2020054152.tif 000006
【図５】
2020054152.tif 000007
【図６】
2020054152.tif 000008
【図７】
2020054152.tif 000009
【図８】
2020054152.tif 000010
【図９】
2020054152.tif 000011
【図１０】
2020054152.tif 000012
【図１１】
2020054152.tif 000013
【図１２】
2020054152.tif 000014
【図１３】
2020054152.tif 000015
【図１４】
2020054152.tif 000016
【図１５】
2020054152.tif 000017
【図１６】
2020054152.tif 000018
【図１７】
2020054152.tif 000019
【図１８】
2020054152.tif 000020
【図１９】
2020054152.tif 000021
【図２０】
2020054152.tif 000022
【図２１】
2020054152.tif 000023
【図２２】
2020054152.tif 000024
【図２３】
2020054152.tif 000025
【図２４】
2020054152.tif 000026