(57)【要約】【課題】駆動力を過剰に大きくせずに、保持力を高めることができる圧電駆動装置、圧電駆動装置の駆動方法、ロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよびプロジェクターを提供する。【解決手段】圧電駆動装置は、振動部と、被駆動部に当接し、前記振動部の振動を前記被駆動部に伝達する伝達部と、を備える圧電振動モジュールを有し、前記振動部は、前記被駆動部との並び方向である第１方向に交差する第２方向に重なって配置されている第１振動部および第２振動部を有し、前記第１振動部は、前記第１方向および前記第２方向に交差する第３方向へ振動する横振動を行うことが可能であり、前記第２振動部は、前記第１方向へ振動する縦振動を行い、前記第１振動部の横振動と前記第２振動部の縦振動との合成によって、前記伝達部が回転振動を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動部と、被駆動部に当接し、前記振動部の振動を前記被駆動部に伝達する伝達部と、を備える圧電振動モジュールを有し、
前記振動部は、前記被駆動部との並び方向である第１方向に交差する第２方向に重なって配置されている第１振動部および第２振動部を有し、
前記第１振動部は、前記第１方向および前記第２方向に交差する第３方向へ振動する横振動を行うことが可能であり、
前記第２振動部は、前記第１方向へ振動する縦振動を行い、
前記第１振動部の横振動と前記第２振動部の縦振動との合成によって、前記伝達部が回転振動を行うことを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項２】
前記第１振動部は、前記横振動と、前記第１方向への縦振動と、の複合振動を行う請求項１に記載の圧電駆動装置。
【請求項３】
前記伝達部が前記被駆動部に接触していない状態において、前記第１振動部および前記第２振動部をそれぞれ個別に駆動した場合、
前記第２振動部の前記縦振動による前記伝達部の前記第１方向の振幅は、前記第１振動部の前記縦振動による前記伝達部の前記第１方向の振幅よりも大きい、請求項２に記載の圧電駆動装置。
【請求項４】
前記第１振動部および前記第２振動部は、互いに異なる構成である請求項２または３に記載の圧電駆動装置。
【請求項５】
前記第２振動部の前記縦振動を生じさせる振動領域の面積が、前記第１振動部の前記縦振動を生じさせる振動領域の面積よりも大きい請求項４に記載の圧電駆動装置。
【請求項６】
前記第１振動部および前記第２振動部は、互いに同じ構成である請求項２に記載の圧電駆動装置。
【請求項７】
前記第１振動部および前記第２振動部は、それぞれ、前記第３方向に並んで配置されている少なくとも一対の振動領域を有し、
前記第１振動部では、前記一対の振動領域を異なる位相で伸縮させることで前記横振動を行い、
前記第２振動部では、前記一対の振動領域を同じ位相で伸縮させることで前記縦振動を行う請求項６に記載の圧電駆動装置。
【請求項８】
前記第１振動部および前記第２振動部は、前記第２方向に対称に配置されている請求項１ないし７のいずれか１項に記載の圧電駆動装置。
【請求項９】
振動部と、被駆動部に当接し、前記振動部の振動を前記被駆動部に伝達する伝達部と、を備える圧電振動モジュールを有する圧電駆動装置の駆動方法であって、
前記振動部を、前記被駆動部との並び方向である第１方向に交差する第２方向に並んで配置されている第１振動部および第２振動部を備える構成とし、
前記第１振動部を前記第１方向および前記第２方向に交差する第３方向へ振動させつつ、前記第２振動部を前記第１方向へ振動させることで、前記伝達部を回転振動させることを特徴とする圧電駆動装置の駆動方法。
【請求項１０】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の圧電駆動装置を備えること特徴とするロボット。
【請求項１１】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の圧電駆動装置を備えることを特徴とする電子部品搬送装置。
【請求項１２】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の圧電駆動装置を備えることを特徴とするプリンター。
【請求項１３】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の圧電駆動装置を備えることを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電駆動装置、圧電駆動装置の駆動方法、ロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよびプロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の圧電駆動装置は、ローター（被駆動部）を回転させるための圧電駆動部を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１５２７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、圧電駆動装置の重要なパラメーターとして、駆動力（ローターを回転させる力）と、保持力（ローターを保持する力）と、がある。保持力を大きくする場合には、圧電駆動部の数を多くすればよいが、単に、圧電駆動部の数を多くしてしまうと、駆動力が過剰に大きくなり過ぎたり、装置の大型化を招いたりしてしまう。
【０００５】
本発明の目的は、駆動力を過剰に大きくせずに、保持力を高めることができる圧電駆動装置、圧電駆動装置の駆動方法、ロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよびプロジェクターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、下記の本発明により達成される。
【０００７】
本発明の圧電駆動装置は、振動部と、被駆動部に当接し、前記振動部の振動を前記被駆動部に伝達する伝達部と、を備える圧電振動モジュールを有し、
前記振動部は、前記被駆動部との並び方向である第１方向に交差する第２方向に重なって配置されている第１振動部および第２振動部を有し、
前記第１振動部は、前記第１方向および前記第２方向に交差する第３方向へ振動する横振動を行うことが可能であり、
前記第２振動部は、前記第１方向へ振動する縦振動を行い、
前記第１振動部の横振動と前記第２振動部の縦振動との合成によって、前記伝達部が回転振動を行うことを特徴とする。
これにより、被駆動部の駆動力を過剰に大きくせずに、被駆動部の保持力を高めることができる圧電駆動装置が得られる。
【０００８】
本発明の圧電駆動装置では、前記第１振動部は、前記横振動と、前記第１方向への縦振動と、の複合振動を行うことが好ましい。
これにより、振動部の縦振動の振幅をより大きくすることができる。そのため、振動部をより強い押圧力で被駆動部に押し付けることができ、被駆動部の保持力をさらに高めることができる。
【０００９】
本発明の圧電駆動装置では、前記伝達部が前記被駆動部に接触していない状態において、前記第１振動部および前記第２振動部をそれぞれ個別に駆動した場合、
前記第２振動部の前記縦振動による前記伝達部の前記第１方向の振幅は、前記第１振動部の前記縦振動による前記伝達部の前記第１方向の振幅よりも大きいことが好ましい。
これにより、伝達部の縦振動の振幅をより大きくすることができる。そのため、振動部をより強い押圧力で被駆動部に押し付けることができ、被駆動部の保持力をさらに高めることができる。
【００１０】
本発明の圧電駆動装置では、前記第１振動部および前記第２振動部は、互いに異なる構成であることが好ましい。
これにより、第１振動部および第２振動部をそれぞれ適した構成とすることができ、より効率的な駆動が可能な圧電駆動装置となる。
【００１１】
本発明の圧電駆動装置では、前記第２振動部の前記縦振動を生じさせる振動領域の面積が、前記第１振動部の前記縦振動を生じさせる振動領域の面積よりも大きいことが好ましい。
これにより、より確実に、第２振動部の縦振動の振幅を、第１振動部の縦振動の振幅よりも大きくすることができる。これにより、伝達部の縦振動の振幅をより大きくすることができる。そのため、振動部をより強い押圧力で被駆動部に押し付けることができ、被駆動部の保持力をさらに高めることができる。
【００１２】
本発明の圧電駆動装置では、前記第１振動部および前記第２振動部は、互いに同じ構成であることが好ましい。
これにより、第１振動部および第２振動部で、部品の共通化を図ることができ、圧電振動モジュールの低コスト化を図ることができる。
【００１３】
本発明の圧電駆動装置では、前記第１振動部および前記第２振動部は、それぞれ、前記第３方向に並んで配置されている少なくとも一対の振動領域を有し、
前記第１振動部では、前記一対の振動領域を異なる位相で伸縮させることで前記横振動を行い、
前記第２振動部では、前記一対の振動領域を同じ位相で伸縮させることで前記縦振動を行うことが好ましい。
これにより、簡単な構成で、第１振動部を横振動させると共に、第２振動部を縦振動させることができる。
【００１４】
本発明の圧電駆動装置では、前記第１振動部および前記第２振動部は、前記第２方向に対称に配置されていることが好ましい。
これにより、振動部の振動時における第２方向（厚さ方向）への撓みを抑制することができ、伝達部をより効率よく振動させることができる。
【００１５】
本発明の圧電駆動装置の駆動方法は、振動部と、被駆動部に当接し、前記振動部の振動を前記被駆動部に伝達する伝達部と、を備える圧電振動モジュールを有する圧電駆動装置の駆動方法であって、
前記振動部を、前記被駆動部との並び方向である第１方向に交差する第２方向に並んで配置されている第１振動部および第２振動部を備える構成とし、
前記第１振動部を前記第１方向および前記第２方向に交差する第３方向へ振動させつつ、前記第２振動部を前記第１方向へ振動させることで、前記伝達部を回転振動させることを特徴とする。
これにより、被駆動部の駆動力を過剰に大きくせずに、被駆動部の保持力を高めることができる。
【００１６】
本発明のロボットは、本発明の圧電駆動装置を備えること特徴とする。
これにより、本発明の圧電駆動装置の効果を享受でき、信頼性の高いロボットが得られる。
【００１７】
本発明の電子部品搬送装置は、本発明の圧電駆動装置を備えることを特徴とする。
これにより、本発明の圧電駆動装置の効果を享受でき、信頼性の高い電子部品搬送装置が得られる。
【００１８】
本発明のプリンターは、本発明の圧電駆動装置を備えることを特徴とする。
これにより、本発明の圧電駆動装置の効果を享受でき、信頼性の高いプリンターが得られる。
【００１９】
本発明のプロジェクターは、本発明の圧電駆動装置を備えることを特徴とする。
これにより、本発明の圧電駆動装置の効果を享受でき、信頼性の高いプロジェクターが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧電駆動装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す圧電駆動装置が有する圧電振動モジュールを示す側面図である。
【図３】図２に示す圧電振動モジュールが有する第１圧電振動モジュールの平面図である。
【図４】図３中のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図３中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図３に示す第１圧電振動モジュールの振動状態を示す図である。
【図７】第１圧電振動モジュールに印加する電圧の波形を示す図である。
【図８】図２に示す圧電振動モジュールが有する第２圧電振動モジュールの平面図である。
【図９】図８中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１０】図８に示す第２圧電振動モジュールの振動状態を示す図である。
【図１１】第２圧電振動モジュールに印加する電圧の波形を示す図である。
【図１２】図２に示す圧電振動モジュールの電気的な接続方法を説明するための側面図である。
【図１３】図２に示す圧電振動モジュールの電気的な接続方法を説明するための側面図である。
【図１４】図１に示す圧電駆動装置の駆動方法を説明するための図である。
【図１５】図１に示す圧電駆動装置の駆動方法を説明するための図である。
【図１６】従来構成の圧電振動モジュールを示す側面図である。
【図１７】従来構成で実現できる駆動力および保持力の一例を示す表である。
【図１８】本発明の圧電振動モジュールを示す側面図である。
【図１９】本発明の構成で実現できる駆動力および保持力の一例を示す表である。
【図２０】図２に示す圧電振動モジュールの変形例を示す側面図である。
【図２１】図２に示す圧電振動モジュールの変形例を示す側面図である。
【図２２】図２に示す圧電振動モジュールの変形例を示す側面図である。
【図２３】本発明の第２実施形態に係る圧電駆動装置が有する第１圧電振動モジュールの平面図である。
【図２４】図２３に示す第１圧電振動モジュールの振動状態を示す図である。
【図２５】第１圧電振動モジュールに印加する電圧の波形を示す図である。
【図２６】本発明の第３実施形態に係る圧電駆動装置が有する第２圧電振動モジュールの平面図である。
【図２７】図２６に示す第２圧電振動モジュールの振動状態を示す図である。
【図２８】第２圧電振動モジュールに印加する電圧の波形を示す図である。
【図２９】本発明の第４実施形態に係る圧電駆動装置を示す斜視図である。
【図３０】本発明の第５実施形態に係るロボットを示す斜視図である。
【図３１】本発明の第６実施形態に係る電子部品搬送装置を示す斜視図である。
【図３２】図３１に示す電子部品搬送装置が有する電子部品保持部を示す斜視図である。
【図３３】本発明の第７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。
【図３４】本発明の第８実施形態に係るプロジェク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】
【００２１】
以下、本発明の圧電駆動装置、圧電駆動装置の駆動方法、ロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよびプロジェクターを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係る圧電駆動装置について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧電駆動装置を示す斜視図である。図２は、図１に示す圧電駆動装置が有する圧電振動モジュールを示す側面図である。図３は、図２に示す圧電振動モジュールが有する第１圧電振動モジュールの平面図である。図４は、図３中のＡ−Ａ線断面図である。図５は、図３中のＢ−Ｂ線断面図である。図６は、図３に示す第１圧電振動モジュールの振動状態を示す図である。図７は、第１圧電振動モジュールに印加する電圧の波形を示す図である。図８は、図２に示す圧電振動モジュールが有する第２圧電振動モジュールの平面図である。図９は、図８中のＣ−Ｃ線断面図である。図１０は、図８に示す第２圧電振動モジュールの振動状態を示す図である。図１１は、第２圧電振動モジュールに印加する電圧の波形を示す図である。図１２は、図２に示す圧電振動モジュールの電気的な接続方法を説明するための側面図である。図１３は、図２に示す圧電振動モジュールの電気的な接続方法を説明するための側面図である。図１４および図１５は、それぞれ、図１に示す圧電駆動装置の駆動方法を説明するための図である。図１６は、従来構成の圧電振動モジュールを示す側面図である。図１７は、従来構成で実現できる駆動力および保持力の一例を示す表である。図１８は、本発明の圧電振動モジュールを示す側面図である。図１９は、本発明の構成で実現できる駆動力および保持力の一例を示す表である。図２０、図２１および図２２は、それぞれ、図２に示す圧電振動モジュールの変形例を示す側面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図４、図５および図９中の上側を「上」とも言い、下側を「下」とも言う。
【００２４】
図１に示す圧電駆動装置１は、回転モーター（超音波モーター）として利用され、回転軸Ｏまわりに回転可能なローター２（被駆動部）と、ローター２の上面２１に当接する圧電振動モジュール３と、圧電振動モジュール３を支持するステージ６と、ステージ６を介して圧電振動モジュール３をローター２に向けて付勢する付勢部７と、圧電振動モジュール３の駆動を制御する制御部８と、を有している。なお、圧電振動モジュール３の数としては、特に限定されず、２つ以上であってもよい。
【００２５】
図１に示すように、ローター２は、円板状をなしており、回転軸Ｏまわりに回転可能に軸受されている。そして、ローター２の上面２１に当接して圧電振動モジュール３が配置されている。ただし、ローター２の構成としては、特に限定されず、例えば、平面視形状が円形でなくてもよい。また、ローター２を回転させることができれば、圧電振動モジュール３の配置は、特に限定されず、例えば、ローター２の側面に当接するように配置されてもよい。
【００２６】
図１に示すように、圧電振動モジュール３は、振動可能な振動部３１と、振動部３１を支持する支持部３２と、振動部３１および支持部３２を接続する一対の接続部３３と、振動部３１に設けられた伝達部３４と、を有している。振動部３１は、略長方形状の板状をなし、その先端部に伝達部３４が設けられている。また、支持部３２は、振動部３１の基端側を囲むＵ字形状となっている。
【００２７】
このような構成の圧電振動モジュール３は、伝達部３４の先端部においてローター２の上面２１に当接し、支持部３２においてステージ６に固定されている。なお、ステージ６は、ばね部材（板ばね、スプリングばね）等の付勢部７によってローター２側（図１中下方側）に向けて付勢されており、これにより、伝達部３４が十分な摩擦力を持ってローター２の上面２１と接触している。そのため、スリップが抑制され、伝達部３４を介して振動部３１の振動を効率的にローター２へ伝達することができる。
【００２８】
ただし、圧電振動モジュール３の構成としては、特に限定されず、例えば、支持部３２および接続部３３を省略してもよい。なお、以下では、説明の便宜上、振動部３１とローター２の並び方向（振動部３１の長手方向）を「第１方向Ｘ」とも言い、第１方向Ｘと直交（交差）する圧電振動モジュール３の厚さ方向（振動面の法線方向）を「第２方向Ｙ」とも言い、第１方向および第２方向に直交（交差）する振動部３１の幅方向を「第３方向Ｚ」とも言う。さらに、第１方向Ｘと第３方向Ｚとで規定される面を「ＸＺ面」とも言う。
【００２９】
図２に示すように、圧電振動モジュール３は、第２方向Ｙに積層して配置された第１圧電振動モジュール４および第２圧電振動モジュール５を有している。また、第１圧電振動モジュール４は、第２圧電振動モジュール５を間に挟むように、一対配置されている。すなわち、第１圧電振動モジュール４および第２圧電振動モジュール５は、第２方向Ｙに対称に配置されている。また、各第１圧電振動モジュール４と第２圧電振動モジュール５とは、それぞれ、接着剤等の接合部材Ｓによって接合されている。なお、圧電振動モジュール３の構成としては、第１圧電振動モジュール４および第２圧電振動モジュール５を少なくとも１つずつ有していれば、特に限定されない。
【００３０】
また、本実施形態では、一体の伝達部３４が第１圧電振動モジュール４、第２圧電振動モジュール５および第１圧電振動モジュール４に跨って配置されているが、これに限定されず、例えば、伝達部３４は、第１圧電振動モジュール４、第２圧電振動モジュール５および第１圧電振動モジュール４ごとに別体となっており、それらが接着剤で固定された構成であってもよい。また、このように伝達部３４が別体で形成されている場合には、そのいくつかを省略してもよい。
【００３１】
第１圧電振動モジュール４は、ローター２を回転軸Ｏまわりに回転（移動）させる駆動部としての機能と、ローター２をその状態で保持する保持部としての機能と、を併せ持っている。一方、第２圧電振動モジュール５は、ローター２を回転軸Ｏまわりに回転させる駆動部としての機能を実質的に有しておらず、ローター２をその状態で保持する保持部としての機能を有している。すなわち、圧電振動モジュール３は、第１圧電振動モジュール４によってローター２を回転させ、第１圧電振動モジュール４および第２圧電振動モジュール５によってローター２を保持する構成となっている。
【００３２】
このように、実質的に第１圧電振動モジュール４の駆動力だけでローター２を回転させることにより、ローター２の駆動力が過剰（必要以上）に大きくなってしまうことを抑制することができる。また、第１圧電振動モジュール４および第２圧電振動モジュール５の両方でローター２を保持することにより、ローター２の保持力をより高めることができる。そのため、駆動力を過剰に大きくせずに、保持力を高めることができる圧電駆動装置１が得られる。
【００３３】
図３に示すように、第１圧電振動モジュール４は、ＸＺ面内に振動可能な振動部４１（第１振動部）と、振動部４１を支持する支持部４２と、振動部４１および支持部４２を接続する一対の接続部４３と、を有している。振動部４１は、第１方向Ｘに延在する略長方形状の板状をなし、その先端部に伝達部３４が設けられている。また、支持部４２は、振動部４１の基端側を囲むＵ字形状となっている。ただし、これら各部の形状や配置は、特に限定されない。
【００３４】
また、図２に示すように、第１圧電振動モジュール４は、第２方向Ｙに対向配置された第１基板４５および第２基板４６を有している。また、振動部４１は、第１基板４５と第２基板４６との間に設けられた圧電素子４７を有し、支持部４２は、第１基板４５と第２基板４６との間に設けられた間座４８を有している。なお、間座４８は、支持部４２の厚さを振動部４１の厚さに揃えるためのスペーサーとして機能する。なお、第１圧電振動モジュール４としては、特に限定されず、例えば、第１基板４５および第２基板４６の一方を省略してもよい。
【００３５】
図３に示すように、圧電素子４７は、５つの圧電素子４７Ａ、４７Ｂ、４７Ｃ、４７Ｄ、４７Ｅを含んでいる。そして、圧電素子４７Ａ、４７Ｂは、振動部４１の幅方向の一方側（図３中右側）に位置し、振動部４１の長手方向に並んで配置されている。また、圧電素子４７Ｄ、４７Ｅは、振動部４１の幅方向の他方側（図３中の左側）に位置し、振動部４１の長手方向に並んで配置されている。また、圧電素子４７Ｃは、振動部４１の幅方向の中央部に位置し、振動部４１の長手方向に沿って配置されている。なお、圧電素子４７の構成としては、後述する横振動を生じることができれば、特に限定されず、例えば、圧電素子４７Ｃを省略してもよい。
【００３６】
また、図４および図５に示すように、５つの圧電素子４７Ａ、４７Ｂ、４７Ｃ、４７Ｄ、４７Ｅは、それぞれ、圧電体４７２と、圧電体４７２の上面に設けられた第１電極４７１と、圧電体４７２の下面に設けられた第２電極４７３と、を有している。そして、圧電体４７２の第１電極４７１と第２電極４７３とで挟まれた領域が振動領域４７０となっている。
【００３７】
第１電極４７１は、圧電素子４７Ａ、４７Ｂ、４７Ｃ、４７Ｄ、４７Ｅに共通して設けられた共通電極である。一方、第２電極４７３は、圧電素子４７Ａ、４７Ｂ、４７Ｃ、４７Ｄ、４７Ｅごとに個別に設けられた個別電極である。ここで、圧電素子４７Ａ、４７Ｂ、４７Ｃ、４７Ｄ、４７Ｅの第２電極４７３の幅（第３方向Ｚに沿う長さ）は、それぞれ、ほぼ等しい。また、圧電素子４７Ａ、４７Ｂ、４７Ｄ、４７Ｅの第２電極４７３の長さ（第１方向Ｘに沿う長さ）は、圧電素子４７Ｃの第２電極４７３の長さの約１／２である。ただし、圧電素子４７Ａ、４７Ｂ、４７Ｃ、４７Ｄ、４７Ｅの第２電極４７３のサイズは、これに限定されない。
【００３８】
また、圧電体４７２は、圧電素子４７Ａ、４７Ｂ、４７Ｃ、４７Ｄ、４７Ｅに共通して一体的に設けられている。なお、圧電体４７２は、圧電素子４７Ａ、４７Ｂ、４７Ｃ、４７Ｄ、４７Ｅごとに個別に設けられていてもよい。
【００３９】
圧電体４７２は、振動部４１の厚さ方向（第２方向Ｙ）に沿った方向の電界が印加されることで振動部４１の長手方向（第１方向Ｘ）に伸縮する。圧電体４７２の構成材料としては、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。圧電セラミックスで構成された圧電体４７２は、例えば、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。なお、圧電体４７２の構成材料としては、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。
【００４０】
以上のような構成の第１圧電振動モジュール４は、図６に示すように、図中の反時計回りに伝達部３４を回転振動（楕円振動）させるように振動することができる。このような振動を行うには、例えば、図７に示す電圧Ｖ１を圧電素子４７Ａ、４７Ｅに印加し、電圧Ｖ２を圧電素子４７Ｃに印加し、電圧Ｖ３を圧電素子４７Ｂ、４７Ｄに印加する。これにより、振動部４１は、第１方向Ｘに伸縮する縦振動を行いつつ、第３方向Ｚに２次で屈曲する横振動を行う。このような縦振動と横振動とが合成され、振動部４１がＳ字状に屈曲振動し、それに伴って、伝達部３４が縦振動と横振動の複合振動である回転振動（楕円振動）を行う。このように、圧電素子４７Ａ、４７Ｅと、圧電素子４７Ｂ、４７Ｄと、圧電素子４７Ｃと、を異なる位相で伸縮させることで、伝達部３４を回転振動させることができる。ただし、伝達部３４を回転振動させることができれば、第１圧電振動モジュール４に印加する電圧パターンは、特に限定されない。
【００４１】
次に、第２圧電振動モジュール５について説明する。第２圧電振動モジュール５は、圧電素子５７の構成が異なること以外は、前述した第１圧電振動モジュール４とほぼ同様の構成である。すなわち、図８に示すように、第２圧電振動モジュール５は、ＸＺ面内で振動可能な振動部５１（第２振動部）と、振動部５１を支持する支持部５２と、振動部５１および支持部５２を接続する一対の接続部５３と、を有している。振動部５１は、第１方向Ｘに延在する略長方形状の板状をなし、その先端部に伝達部３４が設けられている。また、支持部５２は、振動部５１の基端側を囲むＵ字形状となっている。ただし、これら各部の形状や配置は、特に限定されない。
【００４２】
また、図２に示すように、第２圧電振動モジュール５は、第２方向Ｙに対向配置された第１基板５５および第２基板５６を有している。また、振動部５１は、第１基板５５と第２基板５６との間に設けられた圧電素子５７を有し、支持部５２は、第１基板５５と第２基板５６との間に設けられた間座５８を有している。なお、間座５８は、支持部５２の厚さを振動部５１の厚さに揃えるためのスペーサーとして機能する。なお、第２圧電振動モジュール５としては、特に限定されず、例えば、第１基板５５および第２基板５６の一方を省略してもよい。
【００４３】
図９に示すように、圧電素子５７は、振動部５１のほぼ全域に広がって配置された１つの圧電素子５７Ａを有している。また、圧電素子５７Ａは、圧電体５７２と、圧電体５７２の上面に設けられた第１電極５７１と、圧電体５７２の下面に設けられた第２電極５７３と、を有している。そして、圧電体５７２の第１電極５７１と第２電極５７３とで挟まれた領域が振動領域５７０となっている。
【００４４】
以上のような構成の第２圧電振動モジュール５は、図１０に示すように、第１方向Ｘに伝達部３４を振動させることができる。このような振動を行うには、例えば、図１１に示す電圧Ｖ４を圧電素子５７Ａに印加する。これにより、振動部５１は、第１方向Ｘに伸縮する縦振動を行い、これに伴って、伝達部３４が第１方向Ｘに縦振動を行う。そして、このような第２圧電振動モジュール５の縦振動は、第１圧電振動モジュール４の回転振動と共に励振されるようになっている。具体的には、第１圧電振動モジュール４の圧電素子４７Ｃに印加する電圧Ｖ２を第２圧電振動モジュール５の圧電素子５７Ａにも印加することで、圧電素子５７Ａと圧電素子４７Ｃとを同位相で伸縮させるようになっている。これにより、振動部４１、５１が同位相で縦振動するため、伝達部３４をスムーズに、滑らかな軌跡で回転振動させることができると共に、伝達部３４の縦振動の振幅を増幅することができる。
【００４５】
前述したように、第２圧電振動モジュール５が有する圧電素子５７Ａの伸縮と、第１圧電振動モジュール４が有する圧電素子４７Ｃの伸縮と、によって伝達部３４に縦振動を生じさる。ここで、圧電素子５７Ａの振動領域５７０は、圧電素子４７Ｃの振動領域４７０よりも大きいため、第２圧電振動モジュール５の縦振動によって、伝達部３４の縦振動の振幅をより大きくすることができる。すなわち、圧電振動モジュール３は、例えば、圧電振動モジュール３が第１圧電振動モジュール４を３つ積層した構成（第２圧電振動モジュール５を第１圧電振動モジュール４に置換した構成）である場合と比べて、伝達部３４の縦振動の振幅が大きくなる。伝達部３４の縦振動の振幅が大きくなれば縦振動の力が大きくなり、その分、圧電振動モジュール３のローター２への押圧力を大きくすることができる。そのため、ローター２の保持力をより高めることができる。なお、本実施形態では、圧電素子５７Ａの振動領域５７０の面積は、圧電素子４７Ｃの振動領域４７０の面積の約３倍である。そのため、圧電素子５７Ａの縦振動により生じる伝達部３４の縦振動の振幅は、圧電素子４７Ａの縦振動により生じる伝達部３４の縦振動の振幅の約３倍となる。
【００４６】
なお、前記「縦振動の振幅」とは、第１圧電振動モジュール４および第２圧電振動モジュール５をそれぞれ単体として考え、さらに、これらがローター２と接触していない状態（他の部材と接触していない状態。以下、「自然状態」とも言う。）での伝達部３４の振幅を意味している。言い換えると、圧電振動モジュール３を１つの第１圧電振動モジュール４で構成し、伝達部３４をローター２に当接させることなくフリーな状態として回転振動させたときの伝達部３４の縦振動の振幅をＧ１とし、圧電振動モジュール３を１つの第２圧電振動モジュール５で構成し、伝達部３４をローター２に当接させることなくフリーな状態として縦振動させたときの伝達部３４の縦振動の振幅をＧ２としたとき、Ｇ２＞Ｇ１の関係を満足していることを意味する。
【００４７】
ここで、Ｇ１、Ｇ２の関係としては、２≦Ｇ２／Ｇ１≦１０であることが好ましく、３≦Ｇ２／Ｇ１≦５であることがより好ましい。これにより、振幅Ｇ２を十分に大きくすることができ、より高い保持力を発揮することができる。
【００４８】
以上、圧電振動モジュール３について説明した。このような圧電振動モジュール３では、振動部４１、５１、４１の積層体で振動部３１が構成され、支持部４２、５２、４２の積層体で支持部３２が構成され、接続部４３、５３、４３の積層体で接続部３３が構成されている。
【００４９】
ここで、圧電振動モジュール３に含まれる２つの第１圧電振動モジュール４と１つの第２圧電振動モジュール５との電気的な接続方法の一例を説明する。ただし、これらの電気的な接続方法は、以下の方法に限定されない。
【００５０】
図１２に示すように、第１圧電振動モジュール４は、支持部４２の基端面４２１に、基端面４２１から突出する６つの端子４９１、４９２、４９３、４９４、４９５、４９６を有している。このうち、端子４９１は、間座４８の第１基板４５側に設けられ、残りの端子４９２、４９３、４９４、４９５、４９６は、それぞれ、間座４８の第２基板４６側に設けられている。また、これら端子４９１、４９２、４９３、４９４、４９５、４９６は、第２方向Ｙ（圧電振動モジュール３の厚さ方向）に重なることなく、第３方向Ｚ（圧電振動モジュール３の幅方向）に間隔を隔てて配置されている。
【００５１】
また、端子４９１は、第１基板４５の内面に設けられた図示しない配線を介して圧電素子４７の第１電極４７１と電気的に接続されている。また、端子４９２は、第２基板４６の内面に設けられた図示しない配線を介して圧電素子４７Ｄの第２電極４７３と電気的に接続されている。また、端子４９３は、第２基板４６の内面に設けられた図示しない配線を介して圧電素子４７Ｅの第２電極４７３と電気的に接続されている。また、端子４９４は、第２基板４６の内面に設けられた図示しない配線を介して圧電素子４７Ｂの第２電極４７３と電気的に接続されている。また、端子４９５は、第２基板４６の内面に設けられた図示しない配線を介して圧電素子４７Ｃの第２電極４７３と電気的に接続されている。また、端子４９６は、第２基板４６の内面に設けられた図示しない配線を解して圧電素子４７Ａの第２電極４７３と電気的に接続されている。
【００５２】
一方、第２圧電振動モジュール５は、支持部５２の基端面５２１に、基端面５２１から突出する２つの端子５９１、５９５を有している。また、端子５９１は、間座５８の第１基板５５側に設けられ、端子５９５は、間座５８の第２基板５６側に設けられている。また、端子５９１、５９５は、第２方向Ｙ（圧電振動モジュール３の厚さ方向）に重なることなく、第３方向Ｚ（圧電振動モジュール３の幅方向）に間隔を隔てて配置されている。また、端子５９１は、第１圧電振動モジュール４の端子４９１と第２方向Ｙに並ぶように配置されており、端子５９５は、第１圧電振動モジュール４の端子４９５と第２方向Ｙに並ぶように配置されている。
【００５３】
また、端子５９１は、第１基板５５の内面に設けられた図示しない配線を介して圧電素子５７の第１電極５７１と電気的に接続されている。また、端子５９５は、第２基板４６の内面に設けられた図示しない配線を介して圧電素子５７の第２電極５７３と電気的に接続されている。
【００５４】
このような構成の圧電振動モジュール３に対して、図１３に示す配線基板９を準備する。この配線基板９は、シート状の基体９０と、基体９０に配置された６本の配線９１、９２、９３、９４、９４、９６を有している。配線９１、９２、９３、９４、９４、９６は、それぞれ、第２方向Ｙに延在し、第３方向Ｚに並んで配置されている。このような配線基板９としては、特に限定されないが、例えば、プリント配線基板（フレキシブル配線基板、リジッド基板等）を用いることができる。
【００５５】
配線基板９は、圧電振動モジュール３の支持部３２の基端面３２１に図示しない接着剤を介して接合される。これにより、配線９１によって各第１圧電振動モジュール４の端子４９１と第２圧電振動モジュール５の端子５９１とが電気的に接続され、配線９２によって各第１圧電振動モジュール４の端子４９２が電気的に接続され、配線９３によって各第１圧電振動モジュール４の端子４９３が電気的に接続され、配線９４によって各第１圧電振動モジュール４の端子４９４が電気的に接続され、配線９５によって各第１圧電振動モジュール４の端子４９５と第２圧電振動モジュール５の端子５９５とが電気的に接続され、配線９６によって各第１圧電振動モジュール４の端子４９６が電気的に接続される。
【００５６】
このように、電気的に接続する端子同士を第２方向Ｙ（圧電振動モジュール３の厚さ方向）に並べて配置し、かつ、電気的に接続しない端子同士を第３方向Ｚ（圧電振動モジュール３の幅方向）にずらして配置すれば、第２方向Ｙに延在する配線を用いることで、電気的な接続を容易に行うことができる。
【００５７】
次に、圧電駆動装置１の駆動方法について説明する。圧電駆動装置１は、ローター２を保持する保持モードと、ローター２を回転させる駆動モードと、を有し、いずれかのモードを選択できるようになっている。保持モード、駆動モードの選択は、制御部８によって行われる。
【００５８】
まず、駆動モードについて説明する。駆動モードは、圧電振動モジュール３を駆動（振動）させて、ローター２を回転させるモードである。このモードでは、図１４に示すように、圧電振動モジュール３を駆動して伝達部３４を回転振動させる。これにより、圧電振動モジュール３の駆動力によってローター２が送り出され、ローター２が回転軸Ｏまわりに回転（従動）する。なお、図１４とは反対方向に伝達部３４を回転振動させれば、ローター２を逆回転させることができる。
【００５９】
この駆動モードにおいて、第２圧電振動モジュール５で生じる縦振動は、ローター２を回転させる駆動力を実質的に発生しない。このように、第２圧電振動モジュール５を、ローター２を移動させる駆動部として用いないことで、ローター２の駆動力が過剰（必要以上）に大きくなるのを抑制することができる。
【００６０】
次に、保持モードについて説明する。保持モードは、ローター２の移動を規制するモードである。このモードでは、図１５に示すように、圧電振動モジュール３が駆動（振動）を停止している。前述したように、圧電振動モジュール３は、付勢部７によってローター２側に付勢されており、伝達部３４が十分な摩擦力を持ってローター２の上面２１と接触している。そのため、この状態では、圧電振動モジュール３によってローター２が保持されており、ローター２の回転（移動）が阻止されている。このような保持モードを有することで、ローター２を所定の位置（回転角度）に保持することができる。また、ローター２の意図しない移動を抑制することができ、圧電駆動装置１の安全性や使い勝手（利便性）が向上する。
【００６１】
ここで、前述したように、圧電振動モジュール３は、第１圧電振動モジュール４の縦振動と第２圧電振動モジュール５の縦振動とによって、伝達部３４の縦振動の振幅をより大きくすることができ、その分、圧電振動モジュール３のローター２への押圧力を大きくすることができる。そのため、保持モードにおいて、より高いローター２の保持力を発揮することができる。
【００６２】
以上、圧電駆動装置１について説明した。前述したように、圧電駆動装置１は、振動部３１と、ローター２（被駆動部）に当接し、振動部３１の振動をローター２に伝達する伝達部３４と、を備える圧電振動モジュール３を有している。また、振動部３１は、ローター２との並び方向である第１方向Ｘに交差する第２方向Ｙに重なって配置されている振動部４１（第１振動部）および振動部５１（第２振動部）を有している。そして、振動部４１は、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに交差する第３方向Ｚへ振動する横振動を行うことが可能であり、振動部５１は、第１方向Ｘへ振動する縦振動を行う。そして、振動部４１の横振動と振動部５１の縦振動との合成によって、伝達部３４が回転振動を行うように構成されている。このような構成によれば、実質的に振動部４１の振動だけでローター２を移動させるため、ローター２の駆動力が過剰に大きくなってしまうことを抑制することができる。また、振動部４１および振動部５１の両方でローター２を保持するため、ローター２の保持力をより高めることができる。すなわち、駆動力を過剰に大きくせずに、保持力を高めることができる圧電駆動装置１が得られる。
【００６３】
上述の効果を図１６、図１７、図１８および図１９に基づいてより分かり易く説明する。図１６には、従来構成として、５つの第１圧電振動モジュール４の積層体で構成された圧電振動モジュール３’を示し、図１８には、本実施形態の圧電振動モジュール３を示す。なお、両構成ともに、圧電振動モジュール３とローター２との摩擦係数は０．３であり、ローター２の保持力として３（Ｎ）が求められており、ローター２の駆動力として１．２（Ｎ）が求められている。また、第１圧電振動モジュール４のローター２への押圧力の許容値は、２（Ｎ）であり、第２圧電振動モジュール５のローター２への押圧力の許容値は、その３倍の６（Ｎ）である。なお、前記許容値とは、この値を超えると、押圧力が強くなり過ぎてしまい、ローター２を回転させるのが困難となる値である。
【００６４】
図１６に示す従来構成では、圧電振動モジュール３を１０（Ｎ）の押圧力でローター２に押し付けることで、図１７の表に示すように、各第１圧電振動モジュール４の前記許容値を超えることなく、ローター２の保持力の目標値である３（Ｎ）を確保している。一方で、ローター２の駆動力は、目標値である１．２（Ｎ）を大きく上回って、３（Ｎ）となっている。これでは、ローター２の駆動力が過剰に大きくなってしまい（オーバースペックとなってしまい）、使用し難い圧電駆動装置１となる。また、５つの第１圧電振動モジュール４を用いていることから、図１８に示す本発明の構成に対して、圧電振動モジュール３の大型化（厚肉化）やコスト増を招く。
【００６５】
これに対して、図１８に示す本発明の構成では、同じく、圧電振動モジュール３を１０（Ｎ）の押圧力でローター２に押し付けることで、図１９の表に示すように、第１圧電振動モジュール４および第２圧電振動モジュール５のそれぞれの前記許容値を超えることなく、ローター２の保持力の目標値である３（Ｎ）を確保している。一方で、ローター２の駆動力も、目標値である１．２（Ｎ）を確保している。これにより、保持力および駆動力が共に目標値となり、極めて使用し易い圧電駆動装置１となる。また、圧電振動モジュール３が、２つの第１圧電振動モジュール４と１つの第２圧電振動モジュール５とで構成されていることから、図１６に示す従来構成に対して、圧電振動モジュール３の小型化（薄肉化）や低コスト化を図ることができる。このように、圧電駆動装置１によれば、駆動力を過剰に大きくせずに、保持力を高めることができる。
【００６６】
また、前述したように、圧電駆動装置１の駆動方法は、振動部３１と、ローター２（被駆動部）に当接し、振動部３１の振動をローター２に伝達する伝達部３４と、を備える圧電振動モジュール３を有し、振動部３１を、ローター２との並び方向である第１方向Ｘに交差する第２方向Ｙに並んで配置されている振動部４１（第１振動部）および振動部５１（第２振動部）を備える構成とし、振動部４１を第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに交差する第３方向Ｚ（横方向）へ振動させつつ、振動部５１を第１方向Ｘ（縦方向）へ振動させることで、伝達部３４を回転振動させるように構成されている。このような駆動方法によれば、実質的に振動部４１だけでローター２を回転させるため、ローター２の駆動力が過剰に大きくなってしまうことを抑制することができる。また、振動部４１および振動部５１の両方でローター２を保持するため、ローター２の保持力をより高めることができる。すなわち、駆動力を過剰に大きくせずに、保持力を高めることができる。
【００６７】
また、前述したように、振動部４１は、第３方向Ｚへの横振動と、第１方向Ｘへの縦振動と、の複合振動を行う。このように、振動部４１が縦振動することで、振動部５１との相乗効果によって、振動部３１の縦振動の振幅をより大きくすることができる。そのため、振動部３１をより強い押圧力でローター２に押し付けることができ、ローター２の保持力をさらに高めることができる。
【００６８】
また、前述したように、伝達部３４がローター２に接触していない状態において、振動部４１および振動部５１をそれぞれ個別に駆動した場合、振動部５１の縦振動による伝達部３４の第１方向Ｘの振幅は、振動部４１の縦振動による伝達部３４の第１方向Ｘの振幅よりも大きい。これにより、伝達部３４の縦振動の振幅をより大きくすることができる。そのため、振動部３１をより強い押圧力でローター２に押し付けることができ、ローター２の保持力をさらに高めることができる。
【００６９】
また、前述したように、振動部４１および振動部５１は、互いに異なる構成である。これにより、振動部４１および振動部５１をそれぞれ適した構成とすることができ、より効率的な駆動が可能な圧電駆動装置１となる。なお、「互いに異なる構成」とは、振動部４１が実質的に横振動専用の振動部として機能し、振動部５１が実質的に縦振動専用の振動部として機能することを意味している。特に、本実施形態では、振動部４１は、実質的に縦振動を行えず、振動部５１は、縦振動を行えるという点で「互いに異なる構成」であるという意味である。
【００７０】
また、前述したように、振動部５１の縦振動を生じさせる振動領域５７０（圧電素子５７Ａの振動領域５７０）の面積が、振動部４１の縦振動を生じさせる振動領域４７０（圧電素子４７Ｃの振動領域４７０）の面積よりも大きい。そのため、より確実に、振動部５１の縦振動の振幅を、振動部４１の縦振動の振幅よりも大きくすることができる。これにより、伝達部３４の縦振動の振幅をより大きくすることができる。そのため、振動部３１をより強い押圧力でローター２に押し付けることができ、ローター２の保持力をさらに高めることができる。
【００７１】
また、前述したように、振動部４１および振動部５１は、第２方向Ｙに対称に配置されている。これにより、振動部３１の振動時における厚さ方向への撓みを抑制することができ、伝達部３４をＸＺ面内でより効率よく振動させることができる。そのため、伝達部３４の振動が伝達部３４を介して効率的にローター２に伝わり、効率的にローター２を回転させることができる。
【００７２】
なお、圧電振動モジュール３の構成としては、特に限定されず、例えば、図２０、図２１および図２２に示すような変形例が挙げられる。なお、図２０、図２１および図２２に示す各変形例は、振動部４１（第１圧電振動モジュール４）および振動部５１（第２圧電振動モジュール５）が第２方向Ｙに対称に配置されているが、これに限定されず、振動部４１（第１圧電振動モジュール４）および振動部５１（第２圧電振動モジュール５）が第２方向Ｙに非対称に配置されていてもよい。
【００７３】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る圧電駆動装置について説明する。
【００７４】
図２３は、本発明の第２実施形態に係る圧電駆動装置が有する第１圧電振動モジュールの平面図である。図２４は、図２３に示す第１圧電振動モジュールの振動状態を示す図である。図２５は、第１圧電振動モジュールに印加する電圧の波形を示す図である。
【００７５】
以下、第２実施形態の圧電駆動装置１について、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。
【００７６】
本発明の第２実施形態に係る圧電駆動装置１は、第１圧電振動モジュール４の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態とほぼ同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
【００７７】
図２３に示すように、本実施形態の圧電駆動装置１では、第１圧電振動モジュール４の圧電素子４７が圧電素子４７Ａ、４７Ｂ、４７Ｄ、４７Ｅを含んでいる。すなわち、圧電素子４７は、前述した第１実施形態の構成から圧電素子４７Ｃを省略した構成となっている。これにより、例えば、前述した第１実施形態の圧電振動モジュール３と比べて、小型を図ることができる。
【００７８】
このような構成の第１圧電振動モジュール４では、図２４に示すように、第３方向Ｚ（図中の横方向）に伝達部３４を横振動させるように振動部４１が振動する。このような振動を行うには、例えば、図２５に示す電圧Ｖ１’を圧電素子４７Ａ、４７Ｅに印加し、電圧Ｖ３’を圧電素子４７Ｂ、４７Ｄに印加する。これにより、振動部４１は、第３方向Ｚに２次で屈曲する横振動を行い、それに伴って伝達部３４が横振動を行う。このように、圧電素子４７Ａ、４７Ｅと、圧電素子４７Ｂ、４７Ｄと、を異なる位相で伸縮させることで、伝達部３４を横振動させることができる。ただし、伝達部３４を横振動させることができれば、第１圧電振動モジュール４に印加する電圧パターンは、特に限定されない。
【００７９】
このように、本実施形態の圧電振動モジュール３では、振動部４１が縦振動を行わないため、振動部４１の横振動と振動部５１の縦振動とを合成することで、振動部３１を回転振動させ、それに伴って伝達部３４を回転振動させることができる。
【００８０】
このような第２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。
【００８１】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る圧電駆動装置について説明する。
【００８２】
図２６は、本発明の第３実施形態に係る圧電駆動装置が有する第２圧電振動モジュールの平面図である。図２７は、図２６に示す第２圧電振動モジュールの振動状態を示す図である。図２８は、第２圧電振動モジュールに印加する電圧の波形を示す図である。
【００８３】
以下、第３実施形態の圧電駆動装置１について、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。
【００８４】
本発明の第３実施形態に係る圧電駆動装置１は、第２圧電振動モジュール５の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態とほぼ同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
【００８５】
図２６に示すように、本実施形態の圧電駆動装置１では、第２圧電振動モジュール５の振動部５１（圧電素子５７）が、第１圧電振動モジュール４の振動部４１（圧電素子４７）と同じ構成となっている。具体的には、圧電素子５７は、５つの圧電素子５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃ、５７Ｄ、５７Ｅを含んでいる。そして、圧電素子５７Ａ、５７Ｂは、振動部５１の幅方向の一方側（図２６中右側）に位置し、振動部５１の長手方向に並んで配置されている。また、圧電素子５７Ｄ、５７Ｅは、振動部５１の幅方向の他方側（図２６中の左側）に位置し、振動部５１の長手方向に並んで配置されている。また、圧電素子５７Ｃは、振動部５１の幅方向の中央部に位置し、振動部５１の長手方向に沿って配置されている。
【００８６】
このような構成の第２圧電振動モジュール５では、図２７に示すように、第１方向Ｘ（図中の縦方向）に伝達部３４を縦振動させるように振動部５１が振動する。このような振動を行うには、例えば、図２８に示す電圧Ｖ４’を各圧電素子５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃ、５７Ｄ、５７Ｅに印加する。これにより、振動部４１は、第１方向Ｘに伸縮する縦振動を行い、それに伴って伝達部３４が縦振動を行う。このように、全ての圧電素子５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃ、５７Ｄ、５７Ｅを同位相で伸縮させることで、容易かつ確実に伝達部３４を縦振動させることができる。ただし、伝達部３４を縦振動させることができれば、圧電素子５７に印加する電圧パターンは、特に限定されない。
【００８７】
なお、圧電素子５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃ、５７Ｄ、５７Ｅは、それぞれ、第２基板５６の内面に配置された配線を介して端子５９５に接続され、互いに同電位となっている。そのため、前述したような電圧Ｖ４’を、圧電素子５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃ、５７Ｄ、５７Ｅへ印加し易くなる。
【００８８】
以上、本実施形態の圧電駆動装置１について説明した。このような圧電駆動装置１では、前述したように、振動部４１（第１振動部）および振動部５１（第２振動部）は、互いに同じ構成である。これにより、振動部４１および振動部５１で、部品の共通化を図ることができ、圧電振動モジュール３の低コスト化を図ることができる。なお、「互いに同じ構成」とは、振動部４１および振動部５１が共に横振動および縦振動を行うことができることを意味している。
【００８９】
また、前述したように、振動部４１および振動部５１は、それぞれ、第３方向Ｚに並んで配置されている少なくとも一対の振動領域を有している。例えば、振動部４１では、圧電素子４７Ａの振動領域４７０と圧電素子４７Ｄの振動領域４７０とを有し、振動部５１では、圧電素子５７Ａの振動領域５７０と圧電素子５７Ｄの振動領域５７０とを有している。そして、振動部４１では、一対の振動領域４７０を異なる位相で伸縮させることで横振動を行い、振動部５１では、一対の振動領域５７０を同じ位相で伸縮させることで縦振動を行っている。これにより、簡単な構成で、振動部４１を横振動させると共に、振動部５１を縦振動させることができる。
【００９０】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る圧電駆動装置について説明する。
図２９は、本発明の第４実施形態に係る圧電駆動装置を示す斜視図である。
【００９１】
以下、第４実施形態の圧電駆動装置１について、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。
【００９２】
本発明の第４実施形態に係る圧電駆動装置は、被駆動部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態とほぼ同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
【００９３】
図２９に示すように、本実施形態の圧電駆動装置１は、直動モーターとして利用され、直線移動可動なスライダー１０（被駆動部）と、スライダー１０の上面１０１に当接する圧電振動モジュール３と、圧電振動モジュール３を支持するステージ６と、ステージ６を介して圧電振動モジュール３をスライダー１０に向けて付勢する付勢部７と、圧電振動モジュール３の駆動を制御する制御部８と、を有している。このような構成の圧電駆動装置１についても、前述した第１実施形態と同様に、駆動モードにおいて、伝達部３４を回転振動させることで、スライダー１０を移動することができ、保持モードにおいて、伝達部３４をスライダー１０に押し付けることで、スライダー１０を保持することができる。
【００９４】
このような第４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。
【００９５】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係るロボットについて説明する。
図３０は、本発明の第５実施形態に係るロボットを示す斜視図である。
【００９６】
図３０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の駆動を制御するロボット制御部１０８０と、を有している。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、各圧電駆動装置１の駆動は、ロボット制御部１０８０によって制御される。また、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。
【００９７】
このようなロボット１０００は、圧電駆動装置１を備えている。そのため、上述した圧電駆動装置１の効果を享受することができ、高い信頼性を発揮することができる。
【００９８】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態に係る電子部品搬送装置について説明する。
【００９９】
図３１は、本発明の第６実施形態に係る電子部品搬送装置を示す斜視図である。図３２は、図３１に示す電子部品搬送装置が有する電子部品保持部を示す斜視図である。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軸とする。
【０１００】
図３１に示す電子部品搬送装置２０００は、電子部品検査装置に適用されており、基台２１００と、基台２１００の側方に配置された支持台２２００と、を有している。また、基台２１００には、検査対象の電子部品Ｑが載置されてＹ軸方向に搬送される上流側ステージ２１１０と、検査済みの電子部品Ｑが載置されてＹ軸方向に搬送される下流側ステージ２１２０と、上流側ステージ２１１０と下流側ステージ２１２０との間に位置し、電子部品Ｑの電気的特性を検査する検査台２１３０と、が設けられている。なお、電子部品Ｑの例として、例えば、半導体、半導体ウェハー、ＣＬＤやＯＬＥＤ等の表示デバイス、水晶デバイス、各種センサー、インクジェットヘッド、各種ＭＥＭＳデバイス等などが挙げられる。
【０１０１】
また、支持台２２００には、支持台２２００に対してＹ軸方向に移動可能なＹステージ２２１０が設けられており、Ｙステージ２２１０には、Ｙステージ２２１０に対してＸ軸方向に移動可能なＸステージ２２２０が設けられており、Ｘステージ２２２０には、Ｘステージ２２２０に対してＺ軸方向に移動可能な電子部品保持部２２３０が設けられている。
【０１０２】
また、図３２に示すように、電子部品保持部２２３０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能な微調整プレート２２３１と、微調整プレート２２３１に対してＺ軸まわりに回動可能な回動部２２３２と、回動部２２３２に設けられ、電子部品Ｑを保持する保持部２２３３と、を有している。また、電子部品保持部２２３０には、微調整プレート２２３１をＸ軸方向に移動させるための圧電駆動装置１（１ｘ）と、微調整プレート２２３１をＹ軸方向に移動させるための圧電駆動装置１（１ｙ）と、回動部２２３２をＺ軸まわりに回動させるための圧電駆動装置１（１θ）と、が内蔵されている。なお、圧電駆動装置１ｘ、１ｙとして、前述した第４実施形態のものを用いることができ、圧電駆動装置１θとして、前述した第１、第２、第３実施形態のものを用いることができる。
【０１０３】
このような電子部品搬送装置２０００は、圧電駆動装置１を備えている。そのため、上述した圧電駆動装置１の効果を享受することができ、高い信頼性を発揮することができる。
【０１０４】
＜第７実施形態＞
次に、本発明の第７実施形態に係るプリンターについて説明する。
図３３は、本発明の第７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。
【０１０５】
図３３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および制御部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。
【０１０６】
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、を有している。
【０１０７】
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、を有している。
【０１０８】
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を駆動する給紙モーターである圧電駆動装置１と、を有している。
【０１０９】
制御部３０４０は、例えばパーソナルコンピュータ等のホストコンピュータから入力された印刷データに基づいて、印刷機構３０２０や給紙機構３０３０等を制御する。
【０１１０】
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。
【０１１１】
このようなプリンター３０００は、圧電駆動装置１を備えている。そのため、上述した圧電駆動装置１の効果を享受することができ、高い信頼性を発揮することができる。なお、本実施系形態では、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。
【０１１２】
＜第８実施形態＞
次に、本発明の第８実施形態に係るプロジェクターについて説明する。
【０１１３】
図３４は、本発明の第８実施形態に係るプロジェクターの全体構成を示す概略図である。
【０１１４】
図３４に示すプロジェクター４０００は、ＬＣＤ方式のプロジェクターであり、光源４０１０と、ミラー４０２１、４０２２、４０２３と、ダイクロイックミラー４０３１、４０３２と、液晶表示素子４０４０Ｒ、４０４０Ｇ、４０４０Ｂと、ダイクロイックプリズム４０５０と、投射レンズ系４０６０と、圧電駆動装置１と、を備えている。
【０１１５】
光源４０１０としては、例えば、ハロゲンランプ、水銀ランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）等が挙げられる。また、この光源４０１０としては、白色光が出射するものが用いられる。そして、光源４０１０から出射された光は、まず、ダイクロイックミラー４０３１によって赤色光（Ｒ）とその他の光とに分離される。赤色光は、ミラー４０２１で反射された後、液晶表示素子４０４０Ｒに入射し、その他の光は、ダイクロイックミラー４０３２によってさらに緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とに分離される。そして、緑色光は、液晶表示素子４０４０Ｇに入射し、青色光は、ミラー４０２２、４０２３で反射された後、液晶表示素子４０４０Ｂに入射する。
【０１１６】
液晶表示素子４０４０Ｒ、４０４０Ｇ、４０４０Ｂは、それぞれ、空間光変調器として用いられる。これらの液晶表示素子４０４０Ｒ、４０４０Ｇ、４０４０Ｂは、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの原色に対応する透過型の空間光変調器であり、例えば縦１０８０行、横１９２０列のマトリクス状に配列した画素を備えている。各画素では、入射光に対する透過光の光量が調整され、各液晶表示素子４０４０Ｒ、４０４０Ｇ、４０４０Ｂにおいて全画素の光量分布が協調制御される。このような液晶表示素子４０４０Ｒ、４０４０Ｇ、４０４０Ｂによってそれぞれ空間的に変調された光は、ダイクロイックプリズム４０５０で合成され、ダイクロイックプリズム４０５０からフルカラーの映像光ＬＬが出射される。そして、出射された映像光ＬＬは、投射レンズ系４０６０によって拡大されて、例えばスクリーン等に投射される。圧電駆動装置１は、投射レンズ系４０６０に含まれる少なくとも１つのレンズを光軸方向に移動させて焦点距離を変更することができる。
【０１１７】
このようなプロジェクター４０００は、圧電駆動装置１を備えている。そのため、上述した圧電駆動装置１の効果を享受することができ、高い信頼性を発揮することができる。
【０１１８】
以上、本発明の圧電駆動装置、圧電駆動装置の駆動方法、ロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよびプロジェクターを、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。
【０１１９】
また、前述した実施形態では、圧電駆動装置をロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよびプロジェクターに適用した構成について説明したが、圧電駆動装置は、これら以外の各種電子デバイスに適用することができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１、１ｘ、１ｙ、１θ…圧電駆動装置、２…ローター、２１…上面、３、３’…圧電振動モジュール、３１…振動部、３２…支持部、３２１…基端面、３３…接続部、３４…伝達部、４…第１圧電振動モジュール、４１…振動部、４２…支持部、４２１…基端面、４３…接続部、４５…第１基板、４６…第２基板、４７、４７Ａ、４７Ｂ、４７Ｃ、４７Ｄ、４７Ｅ…圧電素子、４７０…振動領域、４７１…第１電極、４７２…圧電体、４７３…第２電極、４８…間座、４９１、４９２、４９３、４９４、４９５、４９６…端子、５…第２圧電振動モジュール、５１…振動部、５２…支持部、５２１…基端面、５３…接続部、５５…第１基板、５６…第２基板、５７、５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃ、５７Ｄ、５７Ｅ…圧電素子、５７０…振動領域、５７１…第１電極、５７２…圧電体、５７３…第２電極、５８…間座、５９１、５９５…端子、６…ステージ、７…付勢部、８…制御部、９…配線基板、９０…基体、９１、９２、９３、９４、９５、９６…配線、１０…スライダー、１０１…上面、１０００…ロボット、１０１０…ベース、１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０…アーム、１０８０…ロボット制御部、１０９０…エンドエフェクター、２０００…電子部品搬送装置、２１００…基台、２１１０…上流側ステージ、２１２０…下流側ステージ、２１３０…検査台、２２００…支持台、２２１０…Ｙステージ、２２２０…Ｘステージ、２２３０…電子部品保持部、２２３１…微調整プレート、２２３２…回動部、２２３３…保持部、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…制御部、４０００…プロジェクター、４０１０…光源、４０２１、４０２２、４０２３…ミラー、４０３１、４０３２…ダイクロイックミラー、４０４０Ｂ、４０４０Ｇ、４０４０Ｒ…液晶表示素子、４０５０…ダイクロイックプリズム、４０６０…投射レンズ系、ＬＬ…映像光、Ｏ…回転軸、Ｐ…記録用紙、Ｑ…電子部品、Ｓ…接合部材、Ｖ１、Ｖ１’、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ３’、Ｖ４、Ｖ４’…電圧、Ｘ…第１方向、Ｙ…第２方向、Ｚ…第３方向
【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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【図６】
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【図７】
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【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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