(57)【要約】【課題】超音波モータ２１との摩擦駆動によって発生する粉塵が超音波モータ２１と案内装置１０の可動体との隙間に噛み込むことを防止し、超音波モータ２１による安定した駆動特性が得られるようにする。【解決手段】摩擦部材２６を有する超音波モータ２１と、前記摩擦部材２６が当接して摩擦駆動を行うことにより直線方向に可動する可動体とを有する案内装置１０において、少なくとも前記摩擦部材２６よりも前記可動体の可動方向上流側の摩擦駆動面に、前記可動体と前記摩擦部材２６との摩擦駆動により発生する粉塵を除去する軟質部材１ａ、１ｂを配置させた構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦部材を有する超音波モータと、前記摩擦部材が当接して摩擦駆動を行うことにより直線方向に可動する可動体とを有する案内装置において、
少なくとも前記摩擦部材よりも前記可動体の可動方向上流側の摩擦駆動面に、前記可動体と前記摩擦部材との摩擦駆動により発生する粉塵を除去する軟質部材を配置させたことを特徴とする案内装置。
【請求項２】
前記軟質部材を前記摩擦駆動面の端部に配置したことを特徴とする請求項１に記載の案内装置。
【請求項３】
前記軟質部材の粉塵除去面を前記摩擦駆動面と略同一面としたことを特徴とする請求項１または２に記載の案内装置。
【請求項４】
前記摩擦部材を前記軟質部材に摺接させ、前記摩擦部材を高周波振動させることで粉塵を除去することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の案内装置。
【請求項５】
前記軟質部材がゴム、樹脂のいずれかまたはその複合部材からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の案内装置。
【請求項６】
前記粉塵除去面に複数の凹凸部を形成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の案内装置。
【請求項７】
前記軟質部材の前記粉塵除去面の硬度が５０度以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波モータの摩擦駆動により直線運動や回転運動を行う可動体を駆動させる案内装置に関するものであり、特に超音波モータ先端に付着する摩耗粉を有効に除去することが可能で、精密加工機械、精密測定装置、半導体製造装置に用いられる案内装置として好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
超音波モータは、最小振幅がナノメートルオーダーと小さく、高分解能の位置決めが可能であり、しかも同サイズの他の電磁モータと比較して駆動力が大きいといった特徴を有するため、これまでカメラのレンズズーム機構や腕時計のバイブレーションアラームなど回転運動系への実用化が行われており、最近では直線運動系への適用もなされている。
【０００３】
図３に超音波モータを可動体の駆動源とする従来の案内装置１０の一例を示す。この案内装置１０は、図３に示すようにベース盤１１上にクロスローラガイドの如く一対のガイド部材１２を備え、これらのガイド部材１２によって可動体としてのステージ１３を直線的に案内するようになっている。
【０００４】
また、ステージ１３の一方の側面には、ガイド部材１２に対して平行に駆動力伝達部材１４が、ステージ１３の他方の側面には、上記駆動力伝達部材１４と平行にリニアスケール１５がそれぞれ設置されており、このリニアスケール１５と対向する位置には測定ヘッド１６を設けて位置検出手段１７を構成するとともに、上記駆動力伝達部材１４と対向する位置には超音波モータの摩擦部材２６を上記駆動力伝達部材１４の摩擦駆動面１４ａに対して垂直に当接させてある。
【０００５】
なお、図中、２７は超音波モータの駆動部を収容するケース、１８は位置検出手段１７より得られた位置情報を基にステージ１３の駆動条件を制御する制御部、１９は制御部１８から出力された信号を基に超音波モータを駆動させるための指令信号を出力するドライバーである。
【０００６】
次に、超音波モータについて詳説する。図４には、図３に示された案内装置に用いる超音波モータ２１をケース２７内に収容した状態の断面図を示す。超音波モータ２１は、圧電セラミック板２２の一方の主面に４分割された電極膜２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄを有し、対角に位置する電極膜２３ａと電極膜２３ｄを結線するとともに、対角に位置する電極膜２３ｂと電極膜２３ｃを結線し、かつ他方の主面には、ほぼ全面に共通電極膜（不図示）を形成した振動体２５と、この振動体２５の一方端面に設けたセラミックスやガラスからなる摩擦部材２６とからなり、上記共通電極膜をアースするとともに、電極膜２３ｂと電極膜２３ｄにそれぞれ位相を異ならせた電圧を印加することにより圧電セラミック板２２に縦振動と横振動を発生させ、これらの振動の合力によって摩擦部材２６を楕円運動させる。
【０００７】
また、超音波モータ２１は、ケース２７内においてその両側面をスプリング２８により保持されており、スプリング２８の押圧力によって超音波モータ２１をステージ１３の駆動力伝達部材１４に押し付けて予圧を与えるようになっている。
【０００８】
その為、この超音波モータ２１を駆動させると、その摩擦部材２６の摩擦駆動によってステージ２３をガイド部材２２に沿って可動させることができ、ステージ１３の移動に伴う位置検出手段１７からの位置情報と、予め設定してあるステージ１３の基準位置情報との偏差に応じて変化するパラメータを基に制御部１８にて例えばＰＩＤ演算処理を行ってドライバー１９に超音波モータ２１への指令信号を出力するフィードバック制御を行うことにより、ステージ１３を移動、位置決めすることが可能である。
【０００９】
ところが、超音波モータ２１の摩擦部材２６やステージ１３の駆動力伝達部材１４は互いに摩耗し、その摩耗粉（粉塵）が駆動力伝達部材１４に付着するため、この摩耗粉が超音波モータ２１とステージ１３の駆動力伝達部材１４との間に噛み込まれると両者の当接状態が変化することから、ステージ１３の駆動特性を不安定化させてしまうとともに、超音波モータ２１の摩擦部材２６やステージ１３の駆動力伝達部材１４の摩耗が促進され短期間の使用で前記摩擦部材２６や駆動力伝達部材１４を交換しなければならないという問題がある。
【００１０】
また、超音波モータ２１の摩擦部材２６やステージ１３の駆動力伝達部材１４は互いに摩耗し、その粉塵が飛散するため、周囲の雰囲気を汚染するといった課題があった。
【００１１】
この課題に対し、特許文献１では、駆動力伝達部材１４に付着した摩耗粉を除去するため、ブラシやローラあるいはフェルトや剥離爪等を、前記駆動力伝達部材１４に当接させて粉塵を除去する技術並びに、粉塵の再付着を防止するためにクリーニング溶液を塗布することが開示されている。
【００１２】
また、本件出願人らも特許文献２に示すような、ブラシ等の掻き取り部を前記摩耗粉と異なる極性に帯電させ、摩耗粉を掻き取り部に静電気力により吸着させ、掻き取った摩耗粉が駆動力伝達部材１４に再付着するのを防止する提案や、特許文献３のように、掻き取り部先端の摩耗防止と掻き取った摩耗粉を保持させるために、掻き取り部先端を球形状に形成する提案を行っていた。
【特許文献１】特開平１１−１８４４６号公報
【特許文献２】特開２００２−１４２４７１号公報
【特許文献３】特開２００４−２３６３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１〜３のように、駆動力伝達部材１４表面に付着した摩耗粉を取り除くことだけでは、超音波モータ２１を備えた案内装置の駆動特性を安定化させることはできなかった。それは、発生した摩耗粉が、駆動力伝達部材１４のみならず、超音波モータ２１の摩擦部材２６の当接表面および当接表面近辺に付着し、これが剥がれて摩擦部材２１と駆動力伝達部材１４との間に噛み込むためである。駆動力伝達部材１４の当接表面が平面であるのに対し、この表面と当接する摩擦部材２６先端部は、平面はもちろんのこと球状や多角形状等で構成されており、より摩耗粉が付着し易い。
【００１４】
この摩擦部材２６の当接表面および当接表面近辺への摩耗粉の付着に対して、前記磨耗粉を除去するための有効な手段の提案はなく、本発明ではこの問題に対し、前記摩耗粉を除去できる手段を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記課題に鑑み、摩擦部材を有する超音波モータと、前記摩擦部材が当接して摩擦駆動を行うことにより直線方向に可動する可動体とを有する案内装置において、少なくとも前記摩擦部材よりも前記可動体の可動方向上流側の摩擦駆動面に、前記可動体と前記摩擦部材との摩擦駆動により発生する粉塵を除去する軟質部材を配置させたことを特徴とする。
【００１６】
また、前記軟質部材を前記摩擦駆動面の端部に配置したことを特徴とする。
【００１７】
さらに、前記軟質部材の粉塵除去面を前記摩擦駆動面と略同一面としたことを特徴とする。
【００１８】
また、前記摩擦部材を前記軟質部材に摺接させ、前記摩擦部材を高周波振動させることで粉塵を除去することを特徴とする。
【００１９】
また、前記軟質部材がゴム、樹脂のいずれかまたはその複合部材からなることを特徴とする。
【００２０】
また、粉塵除去面に複数の凹凸部を形成したことを特徴とする。
【００２１】
また、前記軟質部材の粉塵除去面の硬度が５０度以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の案内装置は、可動体の可動方向上流側の摩擦駆動面に軟質部材を設置して可動体を直線方向に可動させると、可動体に設けられた前記軟質部材部分が超音波モータの摩擦部材表面と接触する位置まで移動して互いに摺接するため、可動体の摩擦駆動面と摩擦部材との当接表面、および当接表面近辺に付着した摩耗粉を前記軟質部材で除去することができ、可動体の摩擦駆動面と超音波モータの摩擦部材間における摩耗粉の噛み込みを防止することが可能となる。従って、長期間の摩擦駆動を繰り返し実施しても可動体の摩擦駆動面に摩耗粉が付着、凝固して良好な摩擦駆動を阻害することがなく、従来よりも長期間精密な駆動を維持できる案内装置を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、従来例と同一部分については同一符号で示す。
【００２４】
図１に本発明の超音波モータを可動体の駆動源とする本発明の案内装置の一例を示す。
【００２５】
この案内装置１０は、ベース盤１１上にクロスローラガイドの如き一対のガイド部材１２を備え、これらガイド部材１２によって可動体としてのステージ１３を直線的に往復運動可能に案内するようになっている。
【００２６】
また、ステージ１３はその一方の側面にガイド部材１２に対して平行に取り付けた駆動力伝達部材１４を、ステ―ジ１３の他方の側面には、上記駆動力伝達部材１４と平行にリニアスケール１５をそれぞれ有しており、そのリニアスケール１５と対向する位置には測定ヘッド１６を設けて位置検出手段１７を構成するとともに、上記駆動力伝達部材１４と対向する位置には超音波モータ２１の摩擦部材２６を上記駆動力伝達部材１４の摩擦駆動面１４ａに対して垂直に当接させてある。
【００２７】
なお、ステージの位置決めは、位置検出手段１７より得られた位置情報を基に制御部１８にてステージ１３の駆動条件を制御し、そして、制御部１８から出力された信号を基に超音波モータ２１を駆動させるための指令信号を出力するドライバー１９の作用により、ステージの位置決めをすることができる。
【００２８】
ここで、可動体の一部分である駆動力伝達部材１４の摩擦駆動面１４ａの端部には、軟質部材１ａ、１ｂが設置されている。つまり、可動体はステージ１３、駆動力伝達部材１４、および軟質部材１ａ、１ｂより構成されている。
【００２９】
本発明では、図２（ａ）に示すように摩擦駆動面１４ａの端部、すなわち、可動体の可動方向上流側に軟質部材１ａ、１ｂを設けてステージ１３を可動させると、図２（ｂ）に示すように、可動体に設けられた軟質部材１ａ、１ｂが超音波モータ２１の摩擦部材２６と摺接する位置まで移動するため、摩擦部材２６と駆動力伝達部材１４との当接表面および当接表面近辺に付着した粉塵をステージ１３の往復駆動を妨げることなく軟質部材１ａ、１ｂで除去することが可能である。これにより、可動体の駆動力伝達部材１４の摩擦駆動面である摩擦駆動面１４ａと超音波モータ２１の摩擦部材２６の当接面間における粉塵の噛み込みを防止することが可能であり、案内装置１０の良好な駆動を長期間にわたって維持することができる。
【００３０】
ここで、軟質部材１ａ、１ｂは、駆動力伝達部材１４の摩擦駆動面１４ａの端部に段差部や凹部を設け、これに精度よく嵌合できるサイズに加工を施し設置する。駆動力伝達部材１４への設置方法としては軟質部材の材質にもよるが、市販の接着剤や両面テープあるいはネジ止め等の方法を用いる。さらに、軟質部材１ａ、１ｂの設置に際しては、軟質部材１ａ、１ｂの粉塵除去面は、前記駆動力伝達部材１４の当接面である摩擦駆動面１４ａと略同一面となるようにするのが好ましい。これは、前記粉塵除去面と摩擦駆動面１４ａとが略同一面ではなく、粉塵除去面と摩擦駆動面に段差があると、可動体であるステージ１３の可動の際に、駆動力伝達部材１４の摩擦駆動面１４ａより軟質部材１ａ、１ｂ表面が高い段差の場合は、この部分に超音波モータ２１の摩擦部材２６が引っかかり、案内装置１０の駆動が停止してしまう場合があるからである。また低い段差では軟質部材１ａ、１ｂにより超音波モータ２１の摩擦部材２６表面に付着した粉塵を除去できるものの、除去後に該段差部に摩擦部材２６が引っかかり、案内装置の駆動が停止してしまう場合がある。より好適には前記段差を駆動力伝達部材１４の摩擦駆動面１４ａに対し、±５００μｍの範囲内とするとよい。
【００３１】
また、前記可動体であるステージ１３の駆動力伝達部材１４の摩擦駆動面１４ａへの超音波モータの押圧力としては０．５〜５Ｎの範囲内とすることが好ましい。０．５Ｎより小さな押圧力では、図２（ｂ）に示したように軟質部材１ａへ摩擦部材２６の一部が埋没するように接触させることができず、摩擦部材２６の当接表面に付着した粉塵は除去できるものの、当接表面近辺に付着した粉塵を十分な除去が困難になる。また、５Ｎより大きな押圧力では、摩擦部材２６を軟質部材１ａに接触させ粉塵除去を良好に実施できるが、再び駆動力伝達部材１４の摩擦駆動面１４ａとの摩擦駆動を実施しようとした際に強い押圧力により軟質部材１ａが変形し、前記段差が生じて摩擦部材２６が引っかかり、案内装置１０の駆動が停止する場合がある。より好ましくは１〜４Ｎの押圧力とするのが好適である。
【００３２】
さらに、前記軟質部材１ａ、１ｂは摩擦部材２６が接触した際に図２（ｂ）に示すように、摩擦部材２６の一部若しくは全部が埋没するように摩擦駆動面１４ａに設置されるのが良い。ここで、前記埋没とは、押圧力により超音波モータ２１の摩擦部材２６が軟質部材１ａ、１ｂの粉塵除去面に垂直な深さ方向に向かって押圧して軟質部材１ａ、１ｂが凹むことであり、この埋没の深さは、軟質部材１ａ、１ｂの硬度と摩擦部材の先端形状やサイズに左右されるが、超音波モータ２１のケース２７から突出した摩擦部材２６の長さ以内とすれば、摩擦部材２６の当接表面と当接表面近辺に付着した粉塵を良好に除去することが可能である。
【００３３】
また、軟質部材１ａ、１ｂの材質としては、天然ゴム、スチレンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレン・プロピレンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、ネオプレンゴム等のゴム類や種々の樹脂等を好適に用いることができる。
【００３４】
また、軟質部材１ａ、１ｂの形状としては、前述のように摩擦部材２６を埋没させることができる厚さのものであればどのようなものでも適用可能であり、ゴムと樹脂を積層したものや、フィルム状のものも適用可能である。さらには、その表面形状（粉塵除去面）は平坦状のものを用いてもよいが、複数の凹凸部を形成したものを用いると粉塵除去効果をより高めることができるのでより好適に粉塵を除去することができる。すなわち、凹凸部を形成することにより、超音波モータ２１の摩擦部材２６表面との接触面積をより増加させ、粉塵の吸着効果を高めることができるためである。また、前記軟質部材１ａ、１ｂの表面部分を樹脂製のブラシ形状とすることも可能であり、これにより前記摩擦部材２６表面の粉塵を掻き取り、除去することが可能である。
【００３５】
なお、軟質部材１ａ、１ｂは適当な硬度を有していなければ、超音波モータ２１の摩擦部材２６表面の粉塵除去後に、再び超音波モータ２１を駆動力伝達部材１４上で駆動させることが困難となる。なぜなら、軟質部材１ａ、１ｂの硬度が非常に低い場合には、その表面に超音波モータ２１の摩擦部材２６表面を接触させ粉塵除去した後、可動体であるステージ１３の駆動力伝達部材１４に戻そうと超音波モータ２１を駆動させた際に、摩擦部材２６と軟質部材１ａ、１ｂ間で十分な摩擦力を発生させることができない場合があり、上記摩擦力で駆動するステージ１３を高精度に操作するのが困難になる。そのため、超音波モータ２１の再駆動に際に軟質部材１ａ、１ｂが有する硬度としては、ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１に準拠した測定方法を用いて５０度以上とすることが好ましい。
【００３６】
次に、本発明の案内装置１０の駆動状態について詳細を説明する。
【００３７】
まず、ドライバー１９より指令信号を出力して超音波モータ２１の摩擦部材２６を楕円運動させると、駆動力伝達部材１４との摩擦駆動によってステージ１３をガイド部材１２に沿って移動させることができ、ステージ１３の移動に伴う位置検出手段１７からの位置情報と、予め設定してあるステージ１３の基準位置情報との偏差に応じて変化するパラメータを基に制御部１８にて例えばＰＩＤ演算処理を行ってドライバー１９に超音波モータ２１への指令信号を出力するフィードバック制御を行うことにより、ステージ１３を所定の条件で移動させる。
【００３８】
この時、駆動力伝達部材１４の摩擦駆動面１４ａと、超音波モータ２１の摩擦部材２６の先端付近には摩擦駆動等によって発生した粉塵が付着する。
【００３９】
図２（ａ）は駆動力伝達部材１４の摩擦駆動面１４ａと、超音波モータ２１の摩擦部材２６の先端部分を拡大した図であり、ステージ１３が中央付近に位置している場合の配置図である。
【００４０】
さらに、図２（ｂ）は駆動力伝達部材１４の端部に設けた軟質部材１ａに超音波モータ２１の摩擦部材２６の先端部分を当接した図であり、さらには、この状態で摩擦部材２６の先端部分を高周波振動させれば、振動により摩擦部材２６表面が軟質部材１ａ表面に擦りつけられ、その摩擦力により摩擦部材２６の当接表面および当接表面近辺に付着した粉塵が除去される。
【００４１】
ここで、前記高周波振動は、超音波モータ２１の圧電セラミック板２２の電極膜２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄに、摩擦部材２６が楕円運動や単純な縦横振動をするように電圧を印加することで実施することが可能である。そして、前記高周波振動させる際にはその周波数を２０〜１００ｋＨｚの周波数帯で実施するのが良い。これは、周波数が２０ｋＨｚより小さな周波数とすると、粉塵除去に有用な摩擦力を得る振動数が得られず好ましくない。また、１００ｋＨｚより大きな周波数とすると、振動数が大きすぎることで摩擦力が増大するため、軟質部材１ａと超音波モータ２１の摩擦部材２６表面との間で高い摩擦熱が発生し、軟質部材１ａ表面が溶解したり、摩擦力により発生した応力が軟質部材１ａの強度を超えて軟質部材１ａが破損する可能性がある。より好ましくは２０〜５０ｋＨｚの周波数帯で振動させる。
【００４２】
また、軟質部材１ａ、１ｂを用いて粉塵除去を実施する際は、前述のドライバー１９より、超音波モータ２１へ指令信号を出力することにより実施する。このとき、前記指令信号としては、通常の駆動制御に、超音波モータ２１の駆動位置が可動体であるステージ１３の駆動力伝達部材１４の摩擦駆動面１４ａ端部の軟質部材１ａ、１ｂの設置位置に達した場合に駆動停止し、一定時間高周波振動を与える命令を追加した制御方法とすれば良い。
【００４３】
上記のように、本発明の案内装置１０によれば、駆動力伝達部材１４の端部に設置した軟質部材１ａ、１ｂに超音波モータ２１の摩擦部材２６の先端部分を接触させ、さらには摩擦部材２６の先端部分を高周波振動させることにより、従来のように案内装置１０を分解することなく、該摩擦部材２６の先端付近に付着した粉塵を適当なタイミングで除去することが可能であり、駆動力伝達部材１４と超音波モータ２１の摩擦部材２６との当接面に粉塵が付着しにくくすることができる。
【００４４】
その為、本発明の案内装置１０によれば、駆動力伝達部材１４の摩擦駆動面１４ａと超音波モータ２１の摩擦部材２６との隙間に粉塵が噛み込むのを防止することができるため、常に安定した両者の接触状態を得ることができ、超音波モータ２１の駆動によってステージ１３を安定して駆動させることができる。そのため、例えば可動中における精度が１μｍ、位置決め精度が０．１μｍといった高精度が要求されるような場合でも精度良く移動、位置決めすることができる。
【００４５】
以上、本実施形態では、可動体が直線運動する案内装置を例にとって説明したが、可動体が回転運動する案内装置にも適用できることは言う迄もなく、さらに、可動体を駆動させる超音波モータについても、多重モード型のものに限らず、単一振動モードの定在波型や進行波、複数振動モードのモード変換型、複合振動型の超音波モータであっても構わない。
【００４６】
このように、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、種々改良や変更したものにも適用できることはいう迄もない。
【実施例１】
【００４７】
以下本発明の実施例を示す。
【００４８】
まず、図２のように軟質部材１ａ、１ｂからなる粉塵除去機構を備えた、図１に示す本発明の案内装置１０を用意し、案内装置１０のステージ１３を継続して移動させ適当なタイミングで粉塵除去機構を動作させながら案内装置１０の駆動特性を測定した。
【００４９】
なお、実験に使用した案内装置１０の仕様としては、案内装置を構成するガイド部材１２には、ストロークが１００ｍｍのクロスローラガイドを用い、前記ガイド部材１２によって５ｋｇの重さを有する金属製のステージ１３を移動させるようにした。また、ステージ１３の一方の側面にはアルミナセラミック製の駆動力伝達部材１４を配置し、超音波モータ２１との摩擦駆動面１４ａの表面粗さを算術平均粗さ（Ｒａ）で０．０５μｍとした。
【００５０】
なお、前記摩擦駆動面１４ａ両端部に設置する本発明の軟質部材１ａ、１ｂは、ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１に記載の測定方法における硬度が５０度である天然ゴム製のものを、市販の樹脂系接着剤により、駆動力伝達部材１４端部に設置した段差部に、摩擦駆動面１４ａと軟質部材１ａ、１ｂ表面が略同一となるように貼りつけた。
【００５１】
一方、ステージ１３の駆動源である超音波モータ２１は、振動体２５を、長さ３０ｍｍ、幅７．５ｍｍ、厚み３ｍｍの直方体をしたチタン酸ジルコン酸鉛系の圧電セラミック体２２により形成し、振動体２５の端面に、長さ４．２ｍｍ、直径３ｍｍの円柱状をしたアルミナセラミック製の摩擦部材２６を接合したものを用いた。なお、摩擦部材２６の駆動力伝達部材１４との当接面は、曲率半径が７ｍｍの球面とした。
【００５２】
実験にあたっては、制御部１８に予め設定しておくステージ１３の移動プロファイルとして、１回の移動距離１００ｍｍ、加減速度０．０３Ｇ、最高速度１００ｍｍ／ｓｅｃに設定した台形制御とし、超音波モータ２１を４０ｋＨｚの駆動周波数で駆動させるようにした。
【００５３】
そして、この時の位置検出手段１７からの位置情報と予め設定してある基準位置情報との偏差を測定し、この偏差が１μｍを越えた時をステージ１３の駆動特性が不安定であるとし、そのタイミングで粉塵除去動作を行い、改めて駆動実験を再開している。このときの駆動距離と偏差の履歴を図５に示す。（ａ）が本発明の案内装置、（ｂ）が比較として粉塵除去機構なしで駆動させた従来の案内装置のものである。
【００５４】
図５（ｂ）から、従来の案内装置は、５００ｋｍ付近まで移動させると位置決め精度が１μｍを越えてステージ１３の駆動特性が不安定になり、駆動が停止した。この際、超音波モータ２１の摩擦部材２６の先端を観察してみると、小さな粉塵が多数付着していた。
【００５５】
これに対し、図５（ａ）の本発明の案内装置では、５００ｋｍ移動後に粉塵除去動作をおこなうことにより、ステージ１３を１，５００ｋｍ移動させても偏差が１μｍを越えることはなく、ステージ１３を安定して駆動させることができた。また、１，５００ｋｍ移動後の超音波モータ２１の摩擦部材２６の摩耗量を測定したところ０．０１ｍｍ３と極めて少なくすることができ、本発明の案内装置１０が優れた駆動性能を有することが確認された。
【実施例２】
【００５６】
次に、実施例１と同様の本発明の案内装置１０において、ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１に準拠した測定方法における硬度が３０度と５０度の２種類のウレタンゴムを軟質部材１ａ、１ｂに用い、駆動を実施する試験を実施した。なお、移動距離、加減速度、最高速度、制御方法等の駆動条件についても実施例１と同様の条件として試験実施した。
【００５７】
その結果、硬度３０度のウレタンゴムを軟質部材１ａ、１ｂとして用いた場合には、超音波モータ２１の摩擦部材２６先端の粉塵を除去した後、ステージ１３を再駆動させるために超音波モータ２１を駆動させると、軟質部材１ａ、１ｂ表面が比較的柔らかいために、摩擦駆動面で十分な摩擦力を得られず、ステージ１３の再駆動が困難であった。
【００５８】
これに対して、軟質部材１ａ、１ｂに硬度５０度のウレタンゴムを用いた場合には、粉塵除去後にステージ１３を再駆動させるために軟質部材１ａ、１ｂ表面で超音波モータを楕円駆動させると、その摩擦駆動面で十分な摩擦力を有していたため、すべりが生じることがなく良好に再駆動を実施できた。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】超音波モータを可動体の駆動源とする本発明の案内装置の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の案内装置に備える粉塵除去手段の一例を示す模式図であり、（ａ）は案内装置が中央に配置している時、（ｂ）は端部に寄って粉塵除去動作を実施している状態を示す。
【図３】超音波モータを可動体の駆動源とする従来の案内装置の一例を示す斜視図である。
【図４】案内装置に用いる超音波モータをケース内に収容した状態を示す断面図である。
【図５】案内装置におけるステージの移動距離と位置決め精度との関係を表したグラフであり、（ａ）が本発明の案内装置、（ｂ）が従来の案内装置のものを示す。
【符号の説明】
【００６０】
１ａ、１ｂ：軟質部材
１１：ベース盤
１２：ガイド部材
１３：ステージ
１４：駆動力伝達部材
１４ａ：摩擦駆動面
１５：リニアスケール
１６：測定ヘッド
１７：位置検出手段
１８：制御部
１９：ドライバー
２１：超音波モータ
２２：圧電セラミック板
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ：電極膜
２５：振動体
２６：摩擦部材
２７：ケース
２８：スプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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