(57)【要約】【課題】正常な駆動と消費電力の削減とを両立させる圧電駆動装置およびその制御方法、ならびに、かかる圧電駆動装置を備えるプリンターおよびロボットを提供すること。【解決手段】振動部および前記振動部に接続されている先端部を備え、前記振動部が伸縮振動および屈曲振動することにより前記先端部が楕円運動する圧電振動体と、前記先端部の前記楕円運動により駆動される被駆動体と、前記圧電振動体に前記伸縮振動を発生させる伸縮振動駆動信号および前記屈曲振動を発生させる屈曲振動駆動信号を出力する駆動信号生成回路と、を備える圧電駆動装置の制御方法であって、前記被駆動体が停止しているとき、前記駆動信号生成回路は、前記伸縮振動駆動信号に振幅変調の変調信号を重畳させて出力することを特徴とする圧電駆動装置の制御方法。【選択図】図１５
2020072533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動部および前記振動部に接続されている先端部を備え、前記振動部が伸縮振動および屈曲振動することにより前記先端部が楕円運動する圧電振動体と、
前記先端部の前記楕円運動により駆動される被駆動体と、
前記圧電振動体に前記伸縮振動を発生させる伸縮振動駆動信号および前記屈曲振動を発生させる屈曲振動駆動信号を出力する駆動信号生成回路と、
を備える圧電駆動装置の制御方法であって、
前記被駆動体が停止しているとき、前記駆動信号生成回路は、前記伸縮振動駆動信号に振幅変調の変調信号を重畳させて出力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】
前記振動部は、圧電体と前記圧電体に設けられている電極とを備える駆動用圧電素子を備え、
前記伸縮振動および前記屈曲振動は、前記電極の表面と平行な平面における振動である請求項１に記載の圧電駆動装置の制御方法。
【請求項３】
前記伸縮振動駆動信号は、乱数に基づく変調信号が重畳されている請求項１または２に記載の圧電駆動装置の制御方法。
【請求項４】
前記伸縮振動駆動信号は、ランプ波に基づく変調信号が重畳されている請求項１または２に記載の圧電駆動装置の制御方法。
【請求項５】
前記伸縮振動駆動信号は、間欠波に基づく変調信号が重畳されている請求項１または２に記載の圧電駆動装置の制御方法。
【請求項６】
前記振幅変調の変調信号を経時的に変更する請求項３ないし５のいずれか１項に記載の圧電駆動装置の制御方法。
【請求項７】
振動部および前記振動部に接続されている先端部を備え、前記振動部が伸縮振動および屈曲振動することにより前記先端部が楕円運動する圧電振動体と、
前記先端部の前記楕円運動により駆動される被駆動体と、
を有し、
前記被駆動体が停止しているとき、前記圧電振動体が、第１の振幅と前記第１の振幅とは異なる第２の振幅とを含む前記伸縮振動を行うことを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項８】
振動部および前記振動部に接続されている先端部を備え、前記振動部が伸縮振動および屈曲振動することにより前記先端部が楕円運動する圧電振動体と、
前記先端部の前記楕円運動により駆動される被駆動体と、
前記圧電振動体に前記伸縮振動を発生させる伸縮振動駆動信号および前記屈曲振動を発生させる屈曲振動駆動信号を出力する駆動信号生成回路と、
を備え、
前記駆動信号生成回路は、前記被駆動体が停止しているとき、前記伸縮振動駆動信号に振幅変調の変調信号を重畳させて出力することを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項９】
圧電駆動装置を備えるロボットであって、
前記圧電駆動装置は、
振動部および前記振動部に接続されている先端部を備え、前記振動部が伸縮振動および屈曲振動することにより前記先端部が楕円運動する圧電振動体と、
前記先端部の前記楕円運動により駆動される被駆動体と、
を有し、
前記圧電振動体は、前記被駆動体が停止しているとき、第１の振幅と前記第１の振幅とは異なる第２の振幅とを含む前記伸縮振動を行うことを特徴とするロボット。
【請求項１０】
圧電駆動装置を備えるプリンターであって、
前記圧電駆動装置は、
振動部および前記振動部に接続されている先端部を備え、前記振動部が伸縮振動および屈曲振動することにより前記先端部が楕円運動する圧電振動体と、
前記先端部の前記楕円運動により駆動される被駆動体と、
を有し、
前記圧電振動体は、前記被駆動体が停止しているとき、第１の振幅と前記第１の振幅とは異なる第２の振幅とを含む前記伸縮振動を行う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には、前面および裏面に接続された電極を有する第１および第２圧電プレートと、物体の表面に係合するセラミックスペーサーと、各プレートの一部に印加され、セラミックスペーサーを物体の表面に押圧する弾性力源と、いくつかの電極に励起電圧を印加する電圧源と、からなる圧電マイクロモーターが開示されている。このような圧電マイクロモーターでは、圧電プレートの電極に励起電圧（ＡＣ電圧）を印加し、セラミックスペーサーを楕円形状に運動させることによって、スペーサーと物体の表面との間で駆動力を発生させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２３７９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
円滑に駆動部を起動させるために、待機中にも伸縮振動を行うことが有効である。しかしながら、駆動しないときにも振動させるので、消費電力の削減が難しくなるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の適用例に係る圧電駆動装置の制御方法は、振動部および前記振動部に接続されている先端部を備え、前記振動部が伸縮振動および屈曲振動することにより前記先端部が楕円運動する圧電振動体と、
前記先端部の前記楕円運動により駆動される被駆動体と、
前記圧電振動体に前記伸縮振動を発生させる伸縮振動駆動信号および前記屈曲振動を発生させる屈曲振動駆動信号を出力する駆動信号生成回路と、
を備える圧電駆動装置の制御方法であって、
前記被駆動体が停止しているとき、前記駆動信号生成回路は、前記伸縮振動駆動信号に振幅変調の変調信号を重畳させて出力する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態に係る圧電駆動装置を示す平面図である。
【図２】図１に示す振動体の電極の配置を示す平面図である。
【図３】図１に示す振動体の電極の配置を示す平面図である。
【図４】図２および図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図２および図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図２および図３のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】図２に示す振動部に印加する交番電圧の例を示す図である。
【図８】図１に示す振動部の駆動状態を示す平面図である。
【図９】図１に示す振動部の駆動状態を示す平面図である。
【図１０】図１中のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１１】図１の制御装置を示すブロック図である。
【図１２】ローターと先端部との離間状態を示す平面図である。
【図１３】図１１に示す振幅変調信号生成部中に乱数発生部を実装したブロック図である。
【図１４】最小駆動電圧制御値を求める方法を説明するためのフローチャートである。
【図１５】乱数に基づく変調信号が重畳された交番電圧Ｖ２の波形の一例、および、かかる交番電圧Ｖ２を生成するＰＷＭ信号Ｐｄの波形の一例を示す図である。
【図１６】図１５の比較のために示す図であって、変調信号が重畳されていない交番電圧Ｖ２の波形の一例、および、かかる交番電圧Ｖ２を生成するＰＷＭ信号Ｐｄの波形の一例を示す図である。
【図１７】ランプ波に基づく変調信号が重畳された交番電圧Ｖ２の波形の一例、および、かかる交番電圧Ｖ２を生成するＰＷＭ信号Ｐｄの波形の一例を示す図である。
【図１８】間欠波に基づく変調信号が重畳された交番電圧Ｖ２の波形の一例、および、かかる交番電圧Ｖ２を生成するＰＷＭ信号Ｐｄの波形の一例を示す図である。
【図１９】第４実施形態に係るロボットを示す斜視図である。
【図２０】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】
【０００７】
以下、本発明の圧電駆動装置の製造方法、圧電駆動装置、ロボットおよびプリンターの好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る圧電駆動装置を示す平面図である。図２および図３は、それぞれ図１に示す振動体の電極の配置を示す平面図である。図４は、図２および図３のＡ−Ａ線断面図である。図５は、図２および図３のＢ−Ｂ線断面図である。図６は、図２および図３のＣ−Ｃ線断面図である。図７は、図２に示す振動部に印加する交番電圧の例を示す図である。図８および図９は、それぞれ、図１に示す振動部の駆動状態を示す平面図である。図１０は、図１中のＥ−Ｅ線断面図である。図１１は、図１の制御装置を示すブロック図である。図１２は、ローターと先端部との離間状態を示す平面図である。
【０００９】
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、Ｚ軸に沿う方向をＺ軸方向とも言う。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。
【００１０】
図１に示す圧電駆動装置１は、円板状をなし中心軸Ｏまわりに回転可能な被駆動体としてのローター２と、ローター２の外周面２１に当接する振動アクチュエーター３と、を有する。このような圧電駆動装置１では、振動アクチュエーター３を屈曲振動させると、ローター２がＸ軸と平行な中心軸Ｏまわりに回転する。なお、圧電駆動装置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振動アクチュエーター３を配置し、複数の振動アクチュエーター３の駆動によってローター２を回転させてもよい。また、振動アクチュエーター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、被駆動体は、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。
【００１１】
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を検出することができる。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。
【００１２】
本実施形態に係るエンコーダー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。
【００１３】
また、振動アクチュエーター３は、振動体４と、振動体４をローター２に向けて付勢する付勢部材５と、振動体４の駆動を制御する制御装置７と、を有する。
【００１４】
このうち、振動体４は、図２に示すように、振動部４１と、振動部４１を支持する支持部４２と、振動部４１と支持部４２とを接続する接続部４３と、振動部４１に接続され、振動部４１の振動をローター２に伝達する先端部４４と、を有する。
【００１５】
振動部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、振動部４１は、Ｘ軸方向からの平面視で、伸縮方向であるＹ軸方向を長軸とする略長方形をなしている。ただし、振動部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。
【００１６】
また、図２に示すように、振動部４１は、振動部４１を屈曲振動させるための駆動用の圧電素子６Ａ〜６Ｆと、振動部４１の振動を検出するための検出用の圧電素子６Ｇと、を有する。
【００１７】
圧電素子６Ｃ、６Ｄは、それぞれ、振動部４１のＺ軸方向の中央部において、振動部４１の長手方向（Ｙ軸方向）に沿って配置されている。また、圧電素子６Ｃは、圧電素子６ＤよりもＹ軸方向プラス側に位置しており、一方、圧電素子６Ｄは、圧電素子６ＣよりもＹ軸方向マイナス側に位置している。そして、圧電素子６Ｃと圧電素子６Ｄとの間には、圧電素子６Ｇが配置されている。また、圧電素子６Ｃおよび圧電素子６Ｄは、互いに電気的に接続されている。
【００１８】
なお、２つの圧電素子６Ｃ、６Ｄに代えて、１つの圧電素子を設けるようにしてもよい。
【００１９】
また、圧電素子６Ｃ、６Ｄに対して振動部４１のＺ軸方向プラス側には圧電素子６Ａ、６Ｂが振動部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６Ｅ、６Ｆが振動部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〜６Ｆは、それぞれ、通電によって振動部４１の長手方向に伸縮する。また、圧電素子６Ａ、６Ｆが互いに電気的に接続されており、圧電素子６Ｂ、６Ｅが互いに電気的に接続されている。後述するように、圧電素子６Ｃ、６Ｄと、圧電素子６Ａ、６Ｆと、圧電素子６Ｂ、６Ｅとに、互いに位相が異なりかつ互いに同じ周波数の交番電圧を印加し、これらの伸縮タイミングをずらすことにより、振動部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。
【００２０】
圧電素子６Ｇは、圧電素子６Ｃと圧電素子６Ｄとの間に位置している。すなわち、圧電素子６Ｇは、圧電素子６Ｃ、６Ｄに対してその伸縮方向（Ｙ軸方向）に並んで配置されている。この圧電素子６Ｇは、圧電素子６Ａ〜６Ｆの駆動に伴う振動部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６Ｇから出力される信号に基づいて、振動部４１の振動状態を検知することができる。なお、「圧電素子６Ｇが圧電素子６Ｃ、６Ｄに対してその伸縮方向に並んで配置されている」とは、圧電素子６Ｃを伸縮方向に延長した領域と、圧電素子６Ｄを伸縮方向に延長した領域と、が重複する領域内に、圧電素子６Ｇの少なくとも一部が位置することを意味し、好ましくは、圧電素子６Ｇの全体が位置することを意味する。
【００２１】
また、圧電素子６Ｇは、振動部４１の屈曲振動の節となる部分に配置されている。屈曲振動の節とは、Ｚ軸方向への振幅が実質的に０（ゼロ）となる部分、すなわち実質的に屈曲振動が生じない部分である。このように、圧電素子６Ｇを圧電素子６Ｃ、６Ｄに対してその伸縮方向に並ぶように配置し、かつ、振動部４１の屈曲振動の節を含む部分に配置することにより、圧電素子６Ｇに振動部４１のＹ軸方向への伸縮振動が伝わり易くなるとともに、振動部４１のＺ軸方向への屈曲振動が伝わり難くなる。すなわち、伸縮振動の感度を高めつつ、屈曲振動の感度を低下させることができる。そのため、圧電素子６Ｇによって、振動部４１のＹ軸方向への伸縮振動をより精度よく検出することができる。
【００２２】
ただし、圧電素子６Ｇの配置としては、振動部４１のＹ軸方向への伸縮振動を検出することができれば、特に限定されず、例えば、振動部４１の屈曲振動の腹となる部分に配置されていてもよい。また、圧電素子６Ｇを複数に分割するようにしてもよい。
【００２３】
また、支持部４２は、振動部４１を支持している。支持部４２は、Ｘ軸方向からの平面視で、振動部４１の基端側、すなわちＹ軸方向マイナス側を囲むＵ字形状となっている。ただし、支持部４２の形状や配置としては、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。
【００２４】
また、接続部４３は、振動部４１の屈曲振動の節となる部分、具体的には振動部４１のＹ軸方向の中央部と支持部４２とを接続している。ただし、接続部４３の構成は、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。
【００２５】
以上のような振動部４１、支持部４２および接続部４３は、図４ないし図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わせた構成となっている。すなわち、図４ないし図６に示す断面図では、圧電素子ユニット６０同士の構成が、これらの中間を通過する線に対して鏡像の関係を満たしている。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、６０Ｆおよび検出用の圧電素子６０Ｇと、各圧電素子６０Ａ〜６０Ｇを覆う保護層６３と、を有する。保護層６３は絶縁性を有するので絶縁部とも言える。基板６１としては、特に限定されないが、例えばシリコン基板を用いることができる。また、以下の説明では、図４ないし図６に示す２つの圧電素子ユニット６０のうち、各図の下方に位置する圧電素子ユニット６０を代表にして説明している。
【００２６】
圧電素子６０Ａ〜６０Ｆは、それぞれ、図４および図６に示すように、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。すなわち、第１電極６０１は、圧電体６０２の下面６０２１に設けられ、第２電極６０３は、圧電体６０２の上面６０２２に設けられている。第１電極６０１、圧電体６０２および第２電極６０３は、それぞれ、圧電素子６０Ａ〜６０Ｆに設けられている。すなわち、第１電極６０１および第２電極６０３は、駆動信号に基づき、駆動用の圧電素子６０Ａ〜６０Ｆの各圧電体６０２を振動させる駆動用電極である。
【００２７】
一方、圧電素子６０Ｇは、図５に示すように、基板６１上に配置された第３電極６０４と、第３電極６０４上に配置された圧電体６０２と、圧電体６０２上に配置された第４電極６０６と、を有する。すなわち、第３電極６０４は、圧電体６０２の下面６０２１に設けられ、第４電極６０６は、圧電体６０２の上面６０２２に設けられている。第３電極６０４は、第１電極６０１と個別に設けられ、第４電極６０６は、第２電極６０３と個別に設けられている。すなわち、第３電極６０４および第４電極６０６は、検出用の圧電素子６０Ｇの圧電体６０２の振動に応じた検出信号を、後述する制御装置７へ出力する検出用電極である。
【００２８】
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。なお、圧電素子ユニット６０は、それ単独で用いられてもよい。また、貼り合わせる数も、２つに限定されず、３つ以上であってもよい。
【００２９】
また、各圧電素子６０Ａ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６０Ａの第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いる。そして、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〜６０Ｆ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が構成されている。
【００３０】
なお、本実施形態では、図３に示すように、第１電極６０１と第３電極６０４とを個別の電極としているが、これらは１つの共通した電極になっていてもよい。
【００３１】
また、第１電極６０１、第２電極６０３、第３電極６０４、および第４電極６０６は、図示しない配線を介して制御装置７と電気的に接続されている。なお、図２は、第２電極６０３および第４電極６０６が設けられている階層を図示した平面図であり、図３は、第１電極６０１および第３電極６０４が設けられている階層を図示した平面図である。
【００３２】
一方、各圧電素子６０Ｇの第３電極６０４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６０Ｇの第４電極６０６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。そして、これら２つの圧電素子６０Ｇから圧電素子６Ｇが構成されている。
【００３３】
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。
【００３４】
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、振動アクチュエーター３の薄型化を図ることができる。
【００３５】
先端部４４は、振動部４１の先端に設けられ、振動部４１からＹ軸方向プラス側へ突出している。そして、先端部４４は、ローター２の外周面２１と接触している。そのため、振動部４１の振動は、先端部４４を介してローター２に伝達される。先端部４４の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、ジルコニア、アルミナ、チタニア等の各種セラミックスが挙げられる。これにより、耐久性に優れた先端部４４となる。
【００３６】
このような振動体４において、図７に示す交番電圧Ｖ１を圧電素子６Ａ、６Ｆに印加し、交番電圧Ｖ２を圧電素子６Ｃ、６Ｄに印加し、交番電圧Ｖ３を圧電素子６Ｂ、６Ｅに印加すると、図８に示すように、振動部４１がＹ軸方向に伸縮振動しつつＺ軸方向に屈曲振動する。このとき、圧電素子６Ｃ、６Ｄに印加される交番電圧Ｖ２は、振動部４１に伸縮振動を発生させる。一方、圧電素子６Ａ、６Ｆに印加される交番電圧Ｖ１および圧電素子６Ｂ、６Ｅに印加される交番電圧Ｖ３は、振動部４１に屈曲振動を発生させる。つまり、交番電圧Ｖ２は、振動部４１に伸縮振動を発生させる伸縮振動駆動信号であり、交番電圧Ｖ１、Ｖ３は、それぞれ振動部４１に屈曲振動を発生させる屈曲振動駆動信号である。そして、これらの振動が合成されると、先端部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をする。したがって、交番電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が振動アクチュエーター３における駆動信号Ｓｄである。このような先端部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、このような振動部４１の振動に対応して、圧電素子６Ｇから検出信号Ｓｓが出力される。
【００３７】
なお、矢印Ａ１で示す先端部４４の楕円運動では、点Ａ１’から点Ａ１”までは、先端部４４がローター２の外周面２１と当接してローター２を矢印Ｂ１の方向に送り出し、点Ａ１”から点Ａ１’までは、先端部４４がローター２の外周面２１から離間している。そのため、点Ａ１”から点Ａ１’までは、ローター２の矢印Ｂ１とは反対側への回転が抑制される。
【００３８】
また、交番電圧Ｖ１、Ｖ３を互いに切り換えると、すなわち交番電圧Ｖ１を圧電素子６Ｂ、６Ｅに印加し、交番電圧Ｖ２を圧電素子６Ｃ、６Ｄに印加し、交番電圧Ｖ３を圧電素子６Ａ、６Ｆに印加すると、図９に示すように、振動部４１がＹ軸方向に伸縮振動しつつＺ軸方向に屈曲振動する。このときも、圧電素子６Ｃ、６Ｄに印加される交番電圧Ｖ２は、振動部４１に伸縮振動を発生させる。一方、圧電素子６Ｂ、６Ｅに印加される交番電圧Ｖ１および圧電素子６Ａ、６Ｆに印加される交番電圧Ｖ３は、振動部４１に屈曲振動を発生させる。そして、これらの振動が合成されると、先端部４４が矢印Ａ２で示すように時計回りに楕円運動する。このような先端部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、このような振動部４１の振動に対応して、圧電素子６Ｇから検出信号Ｓｓが出力される。
【００３９】
なお、矢印Ａ２で示す先端部４４の楕円運動では、点Ａ２’から点Ａ２”までは、先端部４４がローター２の外周面２１と当接してローター２を矢印Ｂ２の方向に送り出し、点Ａ２”から点Ａ２’までは、先端部４４がローター２の外周面２１から離間している。そのため、点Ａ２”から点Ａ２’までは、ローター２の矢印Ｂ２とは反対側への回転が抑制される。
【００４０】
ただし、本実施形態では、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〜６Ｆに印加する交番電圧のパターンは、特に限定されない。圧電素子６Ａ〜６Ｆに印加する電圧は、交番電圧でなく、例えば、間欠的に印加する直流電圧または振幅が０の交番電圧波形でもよい。
【００４１】
また、振動部４１は、前述したように、圧電体６０２と、この圧電体６０２に設けられている第１電極６０１および第２電極６０３と、を有する圧電素子６Ａ〜６Ｆ（駆動用圧電素子）を備えている。この振動部４１における伸縮振動および屈曲振動は、それぞれ、圧電体６０２と第１電極６０１との界面、すなわち第１電極６０１の表面に平行な平面における振動である。
【００４２】
これにより、振動部４１における振動効率が高くなり、消費電力の小さい圧電駆動装置１を実現することができる。
【００４３】
なお、本明細書における「平行」とは、前述した伸縮振動および屈曲振動の振動面と第１電極６０１の表面とのなす角度が０°の状態に加え、この角度が±５°の範囲内にある状態を指す概念である。
【００４４】
また、先端部４４は、必要に応じて設けられればよく、その他の部材で代替されてもよい。
【００４５】
付勢部材５は、先端部４４をローター２の外周面２１に向けて付勢する部材である。付勢部材５は、図１０に示すように、振動体４の上面側、すなわちＸ軸方向プラス側に位置する第１基板５１と、振動体４の下面側、すなわちＸ軸方向マイナス側に位置する第２基板５２と、を有する。そして、第１基板５１と第２基板５２とで振動体４を挟み込んでいる。なお、第１基板５１および第２基板５２としては、特に限定されないが、例えば、シリコン基板を用いることができる。
【００４６】
ここで、本実施形態では、１つの振動体４を第１基板５１および第２基板５２で挟み込んでいるが、これに限定されず、例えば、複数の振動体４が積層してなる積層体を第１基板５１および第２基板５２で挟み込んだ構成であってもよい。これにより、１つの振動アクチュエーター３に含まれる振動体４の数が増えるため、その分、大きいトルクでローター２を回転させることができる。
【００４７】
また、図１０に示すように、支持部５１２、５２２の間には、振動体４と等しい厚さの間座５３が設けられている。また、当該部分には、Ｘ軸方向に貫通する貫通孔５９が形成されており、この貫通孔５９を利用して、付勢部材５が筐体等にねじ止めされる。図１に示すばね部５１３をＹ軸方向に撓ませた状態で付勢部材５を前記筐体等に固定することにより、ばね部５１３の復元力を利用して先端部４４をローター２の外周面２１に向けて付勢することができる。
【００４８】
なお、付勢部材５の構成は、先端部４４をローター２の外周面２１に向けて付勢することができれば、特に限定されない。例えば、第１基板５１および第２基板５２のいずれか一方を省略してもよい。また、例えば、付勢部材５として、コイルスプリング、板ばね等を用いてもよい。
【００４９】
制御装置７は、圧電素子６Ａ〜６Ｆに印加する交番電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を適宜調整することにより、振動アクチュエーター３の駆動を制御する。
【００５０】
図１１に示すように、制御装置７は、駆動電圧制御値生成部７５と、駆動信号生成回路７２と、検出信号処理回路７１と、を有する。このうち、駆動信号生成回路７２は、ＰＷＭ信号Ｐｄを生成するＰＷＭ信号生成部７２Ｐと、ＰＷＭ信号Ｐｄから圧電素子６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ、６Ｆに印加する駆動信号Ｓｄを生成する駆動信号生成部７２Ｓと、で構成されている。さらに、検出信号処理回路７１は、圧電素子６Ｇから出力される検出信号Ｓｓを２値化して検出パルス信号Ｐｓを生成する検出パルス信号生成部７１Ｓと、ＰＷＭ信号Ｐｄと検出パルス信号Ｐｓとの位相差を取得する位相差取得部７１Ｐと、で構成されている。そして、駆動電圧制御値生成部７５は、ＰＷＭ信号生成部７２Ｐに対しＰＷＭ信号Ｐｄの生成を指示する駆動電圧制御値を生成する。前述した駆動信号生成回路７２は、この駆動電圧制御値に基づいてＰＷＭ信号Ｐｄの波形（パルス幅）を決定する。以下、各部について詳述する。
【００５１】
駆動電圧制御値生成部７５は、ＰＷＭ信号生成部７２Ｐの駆動を制御するための駆動電圧制御値を生成し、出力する。このとき、駆動電圧制御値生成部７５は、位相差取得部７１Ｐが取得した位相差に基づいて、その位相差が目標値に近づくように、駆動電圧制御値の出力周波数を調整する。
【００５２】
また、駆動電圧制御値生成部７５は、振幅変調信号生成部７５２を備える。この振幅変調信号生成部７５２は、振幅変調された交番電圧Ｖ２を生成するための駆動電圧制御値を生成し、ＰＷＭ信号生成部７２Ｐに向けて出力する。
【００５３】
ＰＷＭ信号生成部７２Ｐは、駆動信号Ｓｄを生成するためのＰＷＭ信号Ｐｄを生成する。図１１に示すように、ＰＷＭ信号生成部７２Ｐで生成されるＰＷＭ信号Ｐｄは、Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗに２値化された矩形波である。ＰＷＭ信号生成部７２Ｐは、ＰＷＭ信号Ｐｄのデューティーを変化させることができる。ＰＷＭ信号Ｐｄのデューティーを変更することで、駆動信号Ｓｄの振幅を変更することができる。例えば、デューティーを５０％とすれば、駆動信号Ｓｄの振幅が最大となり、デューティーを０％に近づけるにつれて、駆動信号Ｓｄの振幅が減少する。
【００５４】
なお、ＰＷＭ信号生成部７２Ｐの構成は、上述したＰＷＭ信号Ｐｄを生成することができ、かつ、ＰＷＭ信号Ｐｄのデューティーを変更することができれば、特に限定されない。本実施形態に係るＰＷＭ信号生成部７２Ｐは、図１１に示すように、異なる３つの駆動信号、例えば交番電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３やその位相を異ならせた信号を生成するために、第１ＰＷＭ信号生成部７２１Ｐ、第２ＰＷＭ信号生成部７２２Ｐおよび第３ＰＷＭ信号生成部７２３Ｐを有している。
【００５５】
駆動信号生成部７２Ｓは、ＰＷＭ信号生成部７２Ｐで生成されたＰＷＭ信号Ｐｄからアナログ信号である駆動信号Ｓｄを生成する。図１１に示すように、駆動信号生成部７２Ｓで生成される駆動信号Ｓｄは、略正弦波状の信号である。
【００５６】
なお、駆動信号生成部７２Ｓの構成は、上述した駆動信号Ｓｄを生成することができれば、特に限定されない。本実施形態に係る駆動信号生成部７２Ｓは、異なる３つの駆動信号、例えば交番電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３やその位相を異ならせた信号を生成するために、第１ＰＷＭ信号生成部７２１Ｐと接続された第１駆動信号生成部７２１Ｓと、第２ＰＷＭ信号生成部７２２Ｐと接続された第２駆動信号生成部７２２Ｓと、第３ＰＷＭ信号生成部７２３Ｐと接続された第３駆動信号生成部７２３Ｓと、を有している。
【００５７】
駆動信号生成部７２Ｓによって生成された３つの駆動信号、ここでは交番電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を圧電素子６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ、６Ｆに印加することで、前述したように、振動部４１が伸縮振動および屈曲振動し、それに伴ってローター２が回転する。
【００５８】
検出パルス信号生成部７１Ｓは、振動部４１の屈曲振動に伴って圧電素子６Ｇから出力されるアナログ信号である検出信号Ｓｓを２値化して、デジタル信号である検出パルス信号Ｐｓを生成する。図１１に示すように、圧電素子６Ｇから出力される検出信号Ｓｓは、振動部４１の振幅に対応した略正弦波状の信号であり、検出パルス信号Ｐｓは、検出信号ＳｓをＨｉｇｈ／Ｌｏｗに２値化した矩形波状の信号である。なお、検出パルス信号生成部７１Ｓの構成は、上述した検出パルス信号Ｐｓを生成することができれば、特に限定されない。
【００５９】
位相差取得部７１Ｐは、ＰＷＭ信号Ｐｄと検出パルス信号Ｐｓとの位相差を取得する回路である。このように、位相差を取得することで、振動部４１の振動状態をモニターすることができる。
以上のようにして、振動アクチュエーター３の駆動を制御することができる。
【００６０】
ここで、振動アクチュエーター３によるローター２の駆動については、以下のような課題がある。
【００６１】
前述したようにローター２は、円盤状であるが、製造技術上、平面視形状を真円と一致させることは極めて困難であり、また、使用によって外周面２１が部分的に摩耗することにより、平面視形状が真円から崩れる場合もある。すなわち、真円度が低下する場合がある。このように、ローター２が真円から崩れていると、外周面２１の各部で半径が変動し、それに応じて、外周面２１の周方向の各部において矢印Ａ１の点Ａ１”から点Ａ１’までにおける外周面２１と先端部４４との離間距離、すなわち図１２に示す離間距離Ｄが変動する。このように、離間距離Ｄが変動すると、それに応じて点Ａ１’から点Ａ１”までに生じる先端部４４の楕円運動によるローター２の送り出し力が変動し、ローター２の回転が不安定となる。なお、離間距離Ｄとは、図１２に示すように、楕円運動する先端部４４の下死点Ｐ０すなわち最も外周面２１と離間する点での先端部４４と外周面２１との離間距離を言う。
【００６２】
制御装置７によって圧電素子６Ａ、６Ｂ、６Ｅ、６Ｆを伸縮させると、先端部４４がＺ軸方向に屈曲振動し、ローター２を矢印Ｂ１の方向に送り出す。その際、圧電素子６Ａ、６Ｆに印加する交番電圧Ｖ１の振幅および圧電素子６Ｂ、６Ｅに印加する交番電圧Ｖ３の振幅を制御することにより、ローター２の駆動速度を制御することができる。具体的には、交番電圧Ｖ１、Ｖ３の振幅を大きくすれば、先端部４４のＺ軸方向の振幅が大きくなってローター２の駆動速度が大きくなり、反対に、交番電圧Ｖ１、Ｖ３の振幅を小さくすれば、先端部４４のＺ軸方向の振幅が小さくなってローター２の駆動速度が小さくなる。
【００６３】
また、制御装置７によって圧電素子６Ｃ、６Ｄを伸縮させると、先端部４４がＹ軸方向に伸縮振動する。その際、圧電素子６Ｃ、６Ｄに印加する交番電圧Ｖ２の振幅を制御することにより、離間距離Ｄを制御することができる。具体的には、交番電圧Ｖ２の振幅を大きくすれば離間距離Ｄが大きくなり、反対に、交番電圧Ｖ２の振幅を小さくすれば、離間距離Ｄが小さくなる。
【００６４】
交番電圧Ｖ２の振幅を大きくすると、仮にローター２の平面視形状が真円から外れていたとしても、それによる半径の変動幅、すなわち外乱を離間距離Ｄで吸収しやすくなる。このため、交番電圧Ｖ２の振幅を大きくすることにより、先端部４４の楕円運動によるローター２の送り出し力を調整しやすくなり、ローター２の回転を安定させることができる。
【００６５】
また、交番電圧Ｖ２の振幅を小さくすると、半径の変動幅によっては、離間距離Ｄで吸収しきれない場合がある。このような場合、離間距離Ｄが０（ゼロ）になる場合があり、ローター２の回転が不安定になるおそれがある。
【００６６】
そこで、制御装置７において交番電圧Ｖ２（伸縮振動駆動信号）の振幅を適宜調整し、離間距離Ｄを制御することにより、先端部４４の楕円運動によるローター２の送り出し力を調整する。これにより、ローター２の回転が安定化し、スムーズな駆動が可能な圧電駆動装置１が得られる。
【００６７】
一方、ローター２が回転し続けている場合は、ローター２の回転が不安定になりにくいものの、ローター２の回転が停止した状態から回転を開始する際には、ローター２の回転が特に不安定になりやすい。これは、付勢部材５によって先端部４４がローター２に押し付けられた状態で停止しているため、先端部４４において楕円運動を開始することが難しいためである。かかる課題に対し、従来、交番電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を同時に印加し、印加した交番電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の周波数を徐々に下げていく「ダウンスイープ」を行うことで先端部４４において楕円運動を開始させるという制御を行っていた。しかしながら、このような従来の方法では、交番電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の周波数を徐々に下げていく時間が必要となり、その分、先端部４４に楕円運動を生じさせるまでの時間が長くなってしまうという課題が生じる。すなわち、ローター２が停止した状態から実際に回転を始めるまでにタイムラグが発生するという課題があった。
【００６８】
そこで、本実施形態では、ローター２が停止しているときであっても、交番電圧Ｖ２を圧電素子６Ｃ、６Ｄに印加し続けるように制御する。換言すれば、ローター２の回転を開始する際には、それより前の時刻から圧電素子６Ｃ、６Ｄに対して交番電圧Ｖ２の印加を開始し、その後、実際にローター２の回転を開始させたいタイミングで、圧電素子６Ａ、６Ｆに対する交番電圧Ｖ１の印加および圧電素子６Ｂ、６Ｅに対する交番電圧Ｖ３の印加をそれぞれ開始する。このように圧電駆動装置１を制御することにより、ローター２が停止している状態であっても、先端部４４とローター２との間に、ある程度の離間距離Ｄを保持することができる。このため、ローター２の回転を開始させたいタイミングでは、少ないタイムラグで、先端部４４に楕円運動を生じさせ、ローター２を回転させることが可能になる。
【００６９】
その上で、このタイムラグをより少なくするためには、先端部４４とローター２との離間距離Ｄを十分に大きく確保することが望ましい。これにより、前述したように、ローター２の外周面２１の半径に変動幅があったとしても、それを離間距離Ｄによって十分に吸収することができ、先端部４４の楕円運動によるローター２の送り出しをよりスムーズに行うことができる。その結果、上述したタイムラグのさらなる削減が図られる。しかしながら、その一方、交番電圧Ｖ２の振幅を一律に大きくした場合には消費電力が増大するという課題が生じる。
【００７０】
そこで、本実施形態では、さらに、交番電圧Ｖ２（伸縮振動駆動信号）に対し、変調信号を重畳させるように制御する。具体的には、本実施形態に係る制御装置７は、駆動電圧制御値生成部７５に振幅変調信号生成部７５２を設けるとともに、この振幅変調信号生成部７５２により、ローター２が停止しているときに印加される交番電圧Ｖ２に対し、その振幅を変調させる変調信号を重畳させるように制御する。このような振幅変調を行うことにより、交番電圧Ｖ２の振幅を一律に大きくする場合に比べて、消費電力の削減を図ることができる。また、振幅変調信号生成部７５２において生成する変調信号を適宜設定することにより、一時的に大きな振幅を発生させるという制御が可能になる。このような一時的に大きな振幅を発生させることにより、消費電力を著しく増大させることなく、先端部４４とローター２との離間距離Ｄを一時的に拡大することができる。このような離間距離Ｄの一時的な拡大は、それをきっかけとして先端部４４の楕円運動を発生させやすくする作用がある。その結果、消費電力の削減を図りつつ、ローター２の回転をスムーズに開始することができる。換言すれば、消費電力を抑えつつ、意図したタイミングで正常な駆動が可能な圧電駆動装置１が得られる。
【００７１】
なお、ローター２が停止しているときは、交番電圧Ｖ１、Ｖ３（屈曲振動駆動信号）はそれぞれ印加が停止されている。そして、ローター２の回転を開始させたいタイミングで、これらの交番電圧Ｖ１、Ｖ３の印加を開始するようにすればよい。なお、交番電圧Ｖ１の印加を開始する時刻と交番電圧Ｖ３の印加を開始する時刻は、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００７２】
以上のように、圧電駆動装置１は、振動部４１および振動部４１に接続されている先端部４４を備え、振動部４１が伸縮振動および屈曲振動することにより先端部４４が楕円運動する振動体４（圧電振動体）と、先端部４４の楕円運動により駆動されるローター２（被駆動体）と、振動体４にそれぞれ伸縮振動を発生させる伸縮振動駆動信号である交番電圧Ｖ２および屈曲振動を発生させる屈曲振動駆動信号である交番電圧Ｖ１、Ｖ３を出力する駆動信号生成回路７２と、を備えている。そして、その制御方法では、ローター２が停止しているときであっても、駆動信号生成回路７２が、交番電圧Ｖ２に振幅変調の変調信号を重畳させて出力するように制御する。換言すれば、駆動信号生成回路７２は、ローター２が停止しているときであっても、交番電圧Ｖ２に振幅変調の変調信号を重畳させて出力するように構成されている。
【００７３】
このような制御方法が可能な駆動信号生成回路７２を備える圧電駆動装置１によれば、消費電力の削減を図りつつ、ローター２の回転をスムーズに開始することができる。その結果、消費電力を抑えつつ、意図したタイミングで正常な駆動が可能な圧電駆動装置１が得られる。
【００７４】
また、交番電圧Ｖ２の変調は、周期性を有する変調信号による振幅変調であるのが好ましい。このような周期性を与えることにより、交番電圧Ｖ２において定期的に大きな振幅を発生させるという制御が可能になる。その結果、消費電力を削減し、離間距離Ｄを十分に確保できていない場合でも、一定の周期で離間距離Ｄを拡大することができる。このため、そのタイミングで先端部４４の楕円運動を発生させ、ローター２の回転をスムーズに開始することができる。つまり、遅くとも変調信号の１周期後には、先端部４４の楕円運動を開始させることができる。
【００７５】
したがって、周期性を有する変調信号におけるその周期は、定期的に大きな振幅が発生する頻度を左右する。換言すれば、変調信号の周期によって大きな振幅の発生頻度を調整することができる。これにより、消費電力の削減幅とローター２の駆動の正確度との均衡を容易に図ることができる。
【００７６】
また、交番電圧Ｖ２の振幅変調における変調信号は、特に限定されないが、本実施形態では、乱数に基づく変調信号を用いている。つまり、伸縮振動を発生させる駆動信号Ｓｄである交番電圧Ｖ２には、位相差取得部７１Ｐから出力された位相差から求められた基本信号に、乱数に基づく変調信号が重畳されている。このように変調信号として乱数を利用することにより、平均的な振幅を小さく抑えつつ、定期的に大きな振幅を発生させるための変調信号を容易に生成することができる。その結果、消費電力の削減を図りつつ、ローター２の回転をスムーズに開始することができる交番電圧Ｖ２を容易に生成することができる。
【００７７】
図１３は、図１１に示す振幅変調信号生成部７５２中に乱数発生部７５２１を実装したブロック図である。図１３に示す振幅変調信号生成部７５２は、前述した乱数発生部７５２１と、駆動電圧制御値の幅を設定する駆動電圧制御値幅算出部７５２２と、乗算部７５２３と、加算部７５２４と、を備えている。
【００７８】
このうち、乱数発生部７５２１では、所定の範囲内の乱数を演算で発生させる。演算による乱数の発生方式は、特に限定されないが、例えばＭ系列という疑似乱数が好ましく用いられる。Ｍ系列を用いることにより、設定した範囲内ですべての要素が周期的に現れる疑似乱数をコンピューターによる演算で容易に生成することができる。したがって、かかる疑似乱数は、交番電圧Ｖ２の変調信号として有用である。
【００７９】
一方、駆動電圧制御値生成部７５では、位相差取得部７１Ｐから出力された位相差に基づき、交番電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３に反映させるべき周波数および周期を算出する。そして、屈曲振動駆動信号である交番電圧Ｖ１、Ｖ３については、適宜求めた駆動電圧制御値を出力する。これに対し、交番電圧Ｖ２については、そのようにして算出した周期で乱数発生部７５２１において、発生させた乱数に基づく変調信号を重畳させる。これにより、交番電圧Ｖ２の１波形に対し、１つの乱数が対応する駆動信号制御値を重畳することができる。このような駆動信号制御値に基づいて交番電圧Ｖ２を生成することにより、前述した効果、すなわち、停止状態にあるローター２の回転を開始させるとき、その回転をスムーズに開始させることができ、かつ、消費電力を削減するという効果を、より確実に発揮させることができる。
【００８０】
なお、一例として、交番電圧Ｖ２の周波数が３３０ｋＨｚであるとき、その周期は３．０３μｓとなる。この場合、乱数発生部７５２１では、３．０３μｓの周期で乱数が発生されればよい。発生させた乱数は、乗算部７５２３に入力する。
【００８１】
また、駆動電圧制御値幅算出部７５２２は、交番電圧Ｖ２に許容される振幅を与える駆動電圧制御値の幅を算出する。このうち、最大駆動電圧値は、圧電駆動装置１において許容される交番電圧Ｖ２の最大振幅から導くことができる。なお、このような最大駆動電圧値を与える駆動電圧制御値を「最大駆動電圧制御値」という。最大駆動電圧制御値は、外部から入力されてもよく、駆動電圧制御値生成部７５に記憶されていてもよい。
【００８２】
一方、最小駆動電圧値は、前述したようにローター２が停止しているとき、交番電圧Ｖ２を印加することによってローター２の回転をスムーズに開始することができるという効果を発現させるための最小振幅である。このような最小駆動電圧値を与える駆動電圧制御値を「最小駆動電圧制御値」という。この最小駆動電圧制御値には、外部から入力されたり駆動電圧制御値生成部７５に記憶されたりした所定の数値が用いられてもよいが、ローター２の形状や外周面２１の表面状態、先端部４４の摩耗状態等の外乱によって異なるため、圧電駆動装置１の実際の駆動においてあらかじめ求めた数値が用いられてもよい。
以下、最小駆動電圧制御値を求める方法について説明する。
【００８３】
図１４は、最小駆動電圧制御値を求める方法を説明するためのフローチャートである。
図１４に示すように、まず、交番電圧Ｖ２の駆動電圧制御値を０に、交番電圧Ｖ１、Ｖ３の駆動電圧制御値を最大値に、それぞれ設定する。なお、交番電圧Ｖ１、Ｖ３の最大値（最大振幅）は、前述した交番電圧Ｖ２の最大振幅と同様にして求められる。次に、現在の駆動電圧制御値による交番電圧Ｖ２を圧電素子６Ｃ、６Ｄに印加する。その後、交番電圧Ｖ２を印加した状態で一定時間放置する。放置する時間は、特に限定されないが、例えば０．１秒以上１０秒以下程度とされる。このように時間を置くことにより、交番電圧Ｖ２の印加によって発生する伸縮振動を安定化させることができる。
【００８４】
次に、交番電圧Ｖ１を圧電素子６Ａ、６Ｆに印加し、交番電圧Ｖ３を圧電素子６Ｂ、６Ｅに印加する。
【００８５】
次に、交番電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の印加を停止する。そして、交番電圧Ｖ２の印加開始時点から印加停止までの間にローター２が回転したか否かを、エンコーダー等に基づいて確認する。ローター２が回転していた場合には、交番電圧Ｖ２の現在の駆動電圧制御値を最小駆動電圧制御値とする。一方、ローター２が回転していなかった場合には、交番電圧Ｖ２の現在の駆動電圧制御値が最大値であるか否かを確認する。交番電圧Ｖ２の現在の駆動電圧制御値が最大値である場合には、駆動電圧制御値の最大値が最小駆動電圧制御値となる。また、交番電圧Ｖ２の現在の駆動電圧制御値が最大値ではない場合には、交番電圧Ｖ２の現在の駆動電圧制御値に規定ステップ量を加算する。この規定ステップ量とは、特に限定されないが、例えば圧電駆動装置１において交番電圧Ｖ２の駆動電圧制御値に設定可能な最小値とされるが、それよりも大きな値であってもよい。その後、フローを、現在の駆動電圧制御値で交番電圧Ｖ２を印加するステップの直前に戻す。
【００８６】
なお、例えばＰＷＭ信号Ｐｄの精度が１２ビットである場合、交番電圧Ｖ２の最大駆動電圧値を与えるための最大駆動電圧制御値は４０９５となる。フローを実行した結果、ここでは、一例として１０９５という値を最小駆動電圧制御値とする。
【００８７】
以上のようにして最小駆動電圧制御値を求めることができる。このようにして求めた最小駆動電圧制御値に基づく交番電圧Ｖ２の最小駆動電圧値は、ローター２が停止しており、かつ外乱が存在しているときであっても、先端部４４に楕円運動を発生させる確率が高い最小の電圧値ということになる。このため、このような最小駆動電圧値を上回る振幅の交番電圧Ｖ２を印加すれば、ローター２が停止しているときでも、先端部４４に楕円運動を発生させ、ローター２の回転を開始させる確率が高いことを担保することができる。
【００８８】
このようにして求めた最小駆動電圧制御値を、最大駆動電圧制御値とともに、図１３に示す駆動電圧制御値幅算出部７５２２に入力する。駆動電圧制御値幅算出部７５２２では、入力された最大駆動電圧制御値と最小駆動電圧制御値との差を算出する。この差が、駆動電圧制御値幅になる。算出した駆動電圧制御値幅は、乗算部７５２３に入力される。ここでは、一例として最大駆動電圧制御値４０９５と最小駆動電圧制御値１０９５との差３０００が、駆動電圧制御値幅となる。
【００８９】
次に、図１３に示す乗算部７５２３において、乱数発生部７５２１で発生させた乱数と、駆動電圧制御値幅算出部７５２２で求めた駆動電圧制御値幅と、を乗算して積を算出する。算出した積は、新たな信号として加算部７５２４に入力される。
【００９０】
次に、図１３に示す加算部７５２４において、乗算部７５２３で算出した積と、前述した最小駆動電圧制御値と、を加算して和を算出する。この和が、交番電圧Ｖ２の振幅を決めるＰＷＭ信号Ｐｄの生成を指示する駆動電圧制御値となる。得られた交番電圧Ｖ２の駆動電圧制御値は、ＰＷＭ信号生成部７２Ｐの第２ＰＷＭ信号生成部７２２Ｐに入力される。
【００９１】
その後、第２ＰＷＭ信号生成部７２２Ｐで生成されたＰＷＭ信号Ｐｄが第２駆動信号生成部７２２Ｓに入力されると、乱数に基づく変調信号が重畳された交番電圧Ｖ２が生成される。
【００９２】
なお、Ｍ系列の疑似乱数のように周期性を有する変調信号を用いた場合、前述したように、すべての要素がある一定の周期内に現れる。例えば０．０〜１．０の範囲に設定された疑似乱数の場合であって、その周期が４０９６要素分であった場合、３．０３μｓ×４０９６＝１２．４ｍｓとなり、１２．４ｍｓの単位時間の中で１回、最大値「１．０」が現れる。この「１．０」が現れたタイミングで、乗算部７５２３で算出される積は、１．０×３０００＝３０００となる。そして、加算部７５２４では、３０００＋１０９５＝４０９５となる。その結果、このタイミングで駆動電圧制御値生成部７５から出力される駆動電圧制御値は、最大駆動電圧制御値４０９５に等しい「４０９５」となる。その結果、このタイミングで駆動信号生成部７２Ｓから出力される交番電圧Ｖ２の振幅は最大駆動電圧値となる。したがって、このような疑似乱数を用いて生成された交番電圧Ｖ２の波形は、１２．４ｍｓの単位時間の中で１回、最大駆動電圧値が現れるような波形となる。
【００９３】
このようにして最大駆動電圧値が現れることにより、例えば、最大駆動電圧値未満の振幅では、ローター２の回転を開始させることが難しい条件下においても、さらに高い確率でローター２の回転を開始させることができる。したがって、ローター２の回転を開始させることを担保し得る圧電駆動装置１を実現することができる。
【００９４】
なお、このような最大駆動電圧値が現れる周期、すなわち周期性を有する変調信号における周期は、振動体４やローター２の状態、環境条件等に応じて適宜設定されるが、一例として交番電圧Ｖ２の周期の１０倍以上１００００００倍以下の範囲で設定されるのが好ましい。
【００９５】
ここで、図１５は、乱数に基づく変調信号が重畳された交番電圧Ｖ２の波形の一例、および、かかる交番電圧Ｖ２を生成するＰＷＭ信号Ｐｄの波形の一例を示す図である。なお、図１５には、全部で４つの波形が示されており、上から１番目の波形が乱数に基づく変調信号が重畳された交番電圧Ｖ２の波形であり、そのＰ１部の部分拡大図が上から３番目の波形である。また、上から２番目の波形は、乱数に基づく変調信号が重畳された交番電圧Ｖ２を生成するためのＰＷＭ信号Ｐｄの波形であり、そのＰ１部の部分拡大図が上から４番目の波形である。
【００９６】
一方、図１６は、図１５の比較のために示す図であって、変調信号が重畳されていない交番電圧Ｖ２の波形の一例、および、かかる交番電圧Ｖ２を生成するＰＷＭ信号Ｐｄの波形の一例を示す図である。なお、図１６にも、全部で４つの波形が示されており、上から１番目の波形が振幅変調されていない交番電圧Ｖ２の波形であり、そのＰ’部の部分拡大図が上から３番目の波形である。また、上から２番目の波形は、振幅変調されていない交番電圧Ｖ２を生成するためのＰＷＭ信号Ｐｄの波形であり、そのＰ’部の部分拡大図が上から４番目の波形である。
【００９７】
図１５に示すように、乱数に基づく変調信号が重畳された交番電圧Ｖ２の波形は、１波形ごとに振幅が変化し、相対的に大きい振幅ＡＭ１とそれより小さい振幅ＡＭ２とが混在している。このような波形であれば、例えば図１６に示すように常時大きい振幅が続く場合に比べて、消費電力を削減することができる。また、１波形周期よりも長い時間間隔で、大きい振幅ＡＭ１が現れていることが認められる。このような交番電圧Ｖ２が振動体４に印加されることにより、例えばローター２が停止しており、かつ外乱が存在しているときであっても、ローター２の回転をスムーズに開始することができる。
【００９８】
なお、本実施形態では、振幅変調の変調信号として乱数を用いているが、変調信号はこれに限定されず、後述するような信号も含め、いかなる変調信号であってもよい。そして、伸縮振動を発生させる駆動信号Ｓｄ、すなわち交番電圧Ｖ２に重畳される変調信号は、常時固定されていてもよいが、経時的に変更されてもよい。このような変更が可能になることにより、圧電駆動装置１の用途や使用環境、劣化度合い等に応じて、最適な変調信号に切り替えることが可能になる。その結果、より安定した駆動と消費電力の削減とを両立させることができる。
【００９９】
また、本実施形態に係る圧電駆動装置１は、振動部４１および振動部４１に接続されている先端部４４を備え、振動部４１が伸縮振動および屈曲振動することにより先端部４４が楕円運動する振動体４（圧電振動体）と、先端部４４の楕円運動により駆動されるローター２（被駆動体）と、を有する。そして、ローター２（被駆動体）が停止しているとき、振動体４は、前述したように、振幅ＡＭ１（第１の振幅）と、振幅ＡＭ１とは異なる振幅ＡＭ２（第２の振幅）と、を有する伸縮振動を行う。
【０１００】
このような圧電駆動装置１によれば、ローター２が停止しており、かつ外乱が存在しているときであっても、消費電力の削減を図りつつ、ローター２の回転をスムーズに開始することができる。その結果、消費電力を抑えつつ、意図したタイミングで正常な駆動が可能な圧電駆動装置１が得られる。
【０１０１】
なお、図１５に示す例では、振幅ＡＭ１を最大振幅、つまり最大駆動電圧値とし、振幅ＡＭ２が最小振幅、つまり最小駆動電圧値としている。振幅ＡＭ１、ＡＭ２をこのように設定した場合、振幅ＡＭ１、ＡＭ２は、前述した最大駆動電圧制御値および最小駆動電圧制御値に基づいて決まることになる。このため、双方の大小関係を表す「振幅ＡＭ２／振幅ＡＭ１の比」は、実測に基づいて求められることになり、特に限定されるものではないが、本実施形態では１０９５／４０９５≒０．２７である。そして、安定した駆動と消費電力の削減とのさらなる両立を考慮すると、この振幅ＡＭ２／振幅ＡＭ１の比は、０．１０以上０．５０以下であるのが好ましい。
【０１０２】
また、制御装置７は、例えばＣＰＵのようなプロセッサー、メモリー、インターフェース等を有するコンピューターで構成される。そして、メモリーに格納されている所定のプログラムをプロセッサーによって実行することにより、各部の動作が制御される。なお、プログラムは、インターフェースを介して外部からダウンロードされたものであってもよい。また、制御装置７の構成の全部または一部が、圧電駆動装置１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であってもよい。
【０１０３】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る圧電駆動装置について説明する。
【０１０４】
図１７は、ランプ波に基づく振幅信号が重畳された交番電圧Ｖ２の波形の一例、および、かかる交番電圧Ｖ２を生成するＰＷＭ信号Ｐｄの波形の一例を示す図である。なお、図１７には、全部で４つの波形が示されており、上から１番目の波形がランプ波に基づく変調信号が重畳された交番電圧Ｖ２の波形であり、そのＰ２部の部分拡大図が上から３番目の波形である。また、上から２番目の波形は、ランプ波に基づく変調信号が重畳された交番電圧Ｖ２を生成するためのＰＷＭ信号Ｐｄの波形であり、そのＰ２部の部分拡大図が上から４番目の波形である。
【０１０５】
以下、第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図１７において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１０６】
第２実施形態は、交番電圧Ｖ２の波形が異なる以外、第１実施形態と同様である。すなわち、振動部４１に伸縮振動を発生させる駆動信号である図１７に示す交番電圧Ｖ２は、ランプ波に基づく変調信号が重畳された波形を有している。ランプ波は、のこぎり波とも呼ばれ、経時的に徐々に振幅が増加した後、急激に減少する波形を有する。図１７に示す交番電圧Ｖ２では、時間経過とともに振幅が徐々に大きくなり、最大値を迎えた後、振幅が急減するという振幅変化が一定の周期で繰り返されている。すなわち、図１７に示す交番電圧Ｖ２も、図１５に示す交番電圧Ｖ２と同様、相対的に大きい振幅ＡＭ１とそれより小さい振幅ＡＭ２とが混在している。
【０１０７】
また、図１７に示す交番電圧Ｖ２を生成する変調信号は、リセット付きカウンターにより容易に生成することができる。すなわち、図１７に示す交番電圧Ｖ２を生成するためには、図１３に示す乱数発生部７５２１に代えて、リセット付きカウンターを実装するようにすればよい。このようなリセット付きカウンターを設けることにより、例えば０．０から１．０まで徐々に増加する数値を発生させ、リセット後、再び同様の数値を発生させる、という周期性を有する変調信号を生成することができる。例えば、交番電圧Ｖ２の周波数が３３０ｋＨｚであるとき、その周期は３．０３μｓとなる。この場合、リセット付きカウンターでは３．０３μｓの周期で数値を発生させればよい。
【０１０８】
このような第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、リセット付きカウンターは、図１３に示す乱数発生部７５２１よりも回路構成が簡単である。このため、制御装置７の回路構成の簡略化を図ることができるという利点もある。
【０１０９】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係る圧電駆動装置について説明する。
【０１１０】
図１８は、間欠波に基づく変調信号が重畳された交番電圧Ｖ２の波形の一例、および、かかる交番電圧Ｖ２を生成するＰＷＭ信号Ｐｄの波形の一例を示す図である。なお、図１８には、全部で４つの波形が示されており、上から１番目の波形が間欠波に基づく変調信号が重畳された交番電圧Ｖ２の波形であり、そのＰ３部の部分拡大図が上から３番目の波形である。また、上から２番目の波形は、間欠波に基づく変調信号が重畳された交番電圧Ｖ２を生成するためのＰＷＭ信号Ｐｄの波形であり、そのＰ３部の部分拡大図が上から４番目の波形である。
【０１１１】
以下、第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、図１８において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１１２】
第３実施形態は、交番電圧Ｖ２の波形が異なる以外、第１実施形態と同様である。すなわち、振動部４１に伸縮振動を発生させる駆動信号である図１８に示す交番電圧Ｖ２は、間欠波に基づく変調信号が重畳された波形を有している。間欠波は、バースト波とも呼ばれ、大きい振幅で一定している期間と、小さい振幅で一定している期間と、を繰り返す波形を有する。図１８に示す交番電圧Ｖ２では、大きい振幅と小さい振幅とが一定の周期で繰り返されている。すなわち、図１８に示す交番電圧Ｖ２も、図１５に示す交番電圧Ｖ２と同様、相対的に大きい振幅ＡＭ１とそれより小さい振幅ＡＭ２とが混在している。
【０１１３】
また、図１８に示す交番電圧Ｖ２を生成する変調信号は、例えば０と１を交互に発生させるＯＮ／ＯＦＦスイッチ等により容易に生成することができる。すなわち、図１８に示す交番電圧Ｖ２を生成するためには、図１３に示す乱数発生部７５２１に代えて、ＯＮ／ＯＦＦスイッチを実装するようにすればよい。このようなＯＮ／ＯＦＦスイッチを設けることにより、０と１が交互に現れる変調信号を生成することができる。
【０１１４】
なお、間欠波におけるデューティー比、すなわち繰り返し周期における大きい振幅の継続時間の比は、特に限定されないが、５％以上８０％以下の範囲内であるのが好ましく、１０％以上６０％以下の範囲内であるのがより好ましい。間欠波のデューティー比をこのように設定することにより、安定した駆動と消費電力の削減とのバランスを図ることができる。
【０１１５】
このような第３実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、ＯＮ／ＯＦＦスイッチは、図１３に示す乱数発生部７５２１や前述したリセット付きカウンターよりもさらに回路構成が簡単である。このため、制御装置７の回路構成の簡略化を図ることができるという利点もある。
【０１１６】
＜第４実施形態＞
図１９は、第４実施形態に係るロボットを示す斜視図である。
【０１１７】
図１９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。
【０１１８】
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駆動装置１が搭載されており、この圧電駆動装置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、圧電駆動装置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。
【０１１９】
制御装置１０８０は、コンピューターで構成され、例えば、ＣＰＵのようなプロセッサー、メモリー、インターフェース等を有する。そして、プロセッサーが、メモリーに格納されている所定のプログラムを実行することで、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、インターフェースを介して外部のサーバーからダウンロードされたものであってよい。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。
【０１２０】
このようなロボット１０００は、前述したように、圧電駆動装置１を備えている。
すなわち、ロボット１０００は、振動部４１および振動部４１に接続されている先端部４４を備え、振動部４１が伸縮振動および屈曲振動することにより先端部４４が楕円運動する振動体４（圧電振動体）と、先端部４４の楕円運動により駆動されるローター２（被駆動体）と、を有し、ローター２（被駆動体）が停止しているとき、振動体４が、振幅ＡＭ１（第１の振幅）と、振幅ＡＭ１とは異なる振幅ＡＭ２（第２の振幅）と、を有する伸縮振動を行う圧電駆動装置１を備えている。
【０１２１】
このような圧電駆動装置１によれば、ローター２が停止しており、かつ外乱が存在しているときであっても、消費電力の削減を図りつつ、ローター２の回転をスムーズに開始することができる。その結果、安定した駆動が可能であり、かつ、消費電力が小さいロボット１０００が得られる。
【０１２２】
＜第５実施形態＞
図２０は、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。
【０１２３】
図２０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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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を駆動する圧電駆動装置１と、を有する。
【０１２６】
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。
【０１２７】
制御装置３０４０は、コンピューターで構成され、例えば、ＣＰＵのようなプロセッサー、メモリー、インターフェース等を有する。そして、プロセッサーが、メモリーに格納されている所定のプログラムを実行することで、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、インターフェースを介して外部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、インターフェースを介して外部のサーバーからダウンロードされたものであってもよい。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。
【０１２８】
このようなプリンター３０００は、前述したように、圧電駆動装置１を備えている。
すなわち、プリンター３０００は、振動部４１および振動部４１に接続されている先端部４４を備え、振動部４１が伸縮振動および屈曲振動することにより先端部４４が楕円運動する振動体４（圧電振動体）と、先端部４４の楕円運動により駆動されるローター２（被駆動体）と、を有し、ローター２（被駆動体）が停止しているとき、振動体４が、振幅ＡＭ１（第１の振幅）と、振幅ＡＭ１とは異なる振幅ＡＭ２（第２の振幅）と、を有する伸縮振動を行う圧電駆動装置１を備えている。
【０１２９】
このような圧電駆動装置１によれば、ローター２が停止しており、かつ外乱が存在しているときであっても、消費電力の削減を図りつつ、ローター２の回転をスムーズに開始することができる。その結果、安定した駆動が可能であり、かつ、消費電力が小さいプリンター３０００が得られる。
【０１３０】
なお、本実施形態では、圧電駆動装置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。
【０１３１】
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】
【０１３２】
１…圧電駆動装置、２…ローター、３…振動アクチュエーター、４…振動体、５…付勢部材、６Ａ…圧電素子、６Ｂ…圧電素子、６Ｃ…圧電素子、６Ｄ…圧電素子、６Ｅ…圧電素子、６Ｆ…圧電素子、６Ｇ…圧電素子、７…制御装置、９…エンコーダー、２１…外周面、２２…主面、４１…振動部、４２…支持部、４３…接続部、４４…先端部、５１…第１基板、５２…第２基板、５３…間座、５９…貫通孔、６０…圧電素子ユニット、６０Ａ…圧電素子、６０Ｂ…圧電素子、６０Ｃ…圧電素子、６０Ｄ…圧電素子、６０Ｅ…圧電素子、６０Ｆ…圧電素子、６０Ｇ…圧電素子、６１…基板、６３…保護層、６９…接着剤、７１…検出信号処理回路、７１Ｐ…位相差取得部、７１Ｓ…検出パルス信号生成部、７２…駆動信号生成回路、７２Ｐ…ＰＷＭ信号生成部、７２Ｓ…駆動信号生成部、７５…駆動電圧制御値生成部、９１…スケール、９２…光学素子、５１２…支持部、５１３…ばね部、５２２…支持部、６０１…第１電極、６０２…圧電体、６０３…第２電極、６０４…第３電極、６０６…第４電極、７２１Ｐ…第１ＰＷＭ信号生成部、７２１Ｓ…第１駆動信号生成部、７２２Ｐ…第２ＰＷＭ信号生成部、７２２Ｓ…第２駆動信号生成部、７２３Ｐ…第３ＰＷＭ信号生成部、７２３Ｓ…第３駆動信号生成部、７５２…振幅変調信号生成部、９２１…発光素子、９２２…撮像素子、１０００…ロボット、１０１０…ベース、１０２０…アーム、１０３０…アーム、１０４０…アーム、１０５０…アーム、１０６０…アーム、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、６０２１…下面、６０２２…上面、７５２１…乱数発生部、７５２２…駆動電圧制御値幅算出部、７５２３…乗算部、７５２４…加算部、Ａ１…矢印、Ａ２…矢印、ＡＭ１…振幅、ＡＭ２…振幅、Ｂ１…矢印、Ｂ２…矢印、Ｄ…離間距離、Ｏ…中心軸、Ｐ…記録用紙、Ｐ０…下死点、Ｐｄ…ＰＷＭ信号、Ｐｓ…検出パルス信号、Ｓｄ…駆動信号、Ｓｓ…検出信号、Ｖ１…交番電圧、Ｖ２…交番電圧、Ｖ３…交番電圧
【図１】
2020072533.tif 000003
【図２】
2020072533.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020072533.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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