(57)【要約】【課題】優れた駆動特性を有する駆動装置、圧電モーター、ロボット、電子部品搬送装置およびプリンターを提供する。【解決手段】駆動装置は、振動を被駆動部に伝達する伝達部を有している複数の振動体と、少なくとも２つの前記振動体の、前記伝達部の振動軌跡をそれぞれ独立して変化させる制御部と、を有する。また、前記被駆動部と前記振動体とが並ぶ方向を第１方向とし、前記第１方向に直交する方向を第２方向としたとき、少なくとも２つの前記振動体は、それぞれ、前記伝達部の、前記第１方向および前記第２方向の少なくとも一方の振幅が異なる複数の振動モードを有し、前記制御部は、少なくとも２つの前記振動体を、それぞれ、前記複数の振動モードのうちのいずれかの振動モードで駆動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動を被駆動部に伝達する伝達部を有している複数の振動体と、
少なくとも２つの前記振動体の、前記伝達部の振動軌跡をそれぞれ独立して変化させる制御部と、を有することを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記２つの振動体の前記伝達部の振動軌跡が、それぞれ異なる請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記被駆動部と前記振動体とが並ぶ方向を第１方向とし、前記第１方向に直交する方向を第２方向としたとき、
前記２つの振動体は、前記第１方向および前記第２方向の少なくとも一方の振幅が異なる複数の振動モードを有し、
前記制御部は、前記２つの振動体を、前記複数の振動モードのうちのいずれかの振動モードで駆動させる請求項１または２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記複数の振動モードには、前記伝達部において前記第１方向と前記第２方向に振幅を有する第１振動モードと、前記伝達部において前記第１振動モードよりも前記第２方向の振幅が小さい第２振動モードと、が含まれている請求項３に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記複数の振動モードには、前記伝達部において前記第１方向と前記第２方向に振幅を有する第１振動モードと、前記伝達部において前記第１振動モードよりも前記第１方向の振幅が小さい第３振動モードと、が含まれている請求項３に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記被駆動部の駆動速度に応じて、前記伝達部が前記第１振動モードで振動する前記振動体の数を変化させる請求項４または５に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記被駆動部の駆動速度が大きくなった場合に、前記伝達部が前記第１振動モードで振動する前記振動体の数を増加させる請求項６に記載の駆動装置。
【請求項８】
前記振動体は、圧電体を有している請求項１ないし７のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項９】
前記振動体は、積層されている複数の前記圧電体を有している請求項８に記載の駆動装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の駆動装置を備えていることを特徴とする圧電モーター。
【請求項１１】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の駆動装置を備えていることを特徴とするロボット。
【請求項１２】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の駆動装置を備えていることを特徴とする電子部品搬送装置。
【請求項１３】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の駆動装置を備えてい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、駆動装置、圧電モーター、ロボット、電子部品搬送装置およびプリンターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被駆動体を変位駆動させる駆動装置として、被駆動体が変位する方向に並んで配置されると共に、被駆動体が変位する方向と平行な方向に振動する複数の駆動素子と、駆動素子の振動を被駆動体に伝達する接触子と、を有し、駆動素子の振動を接触子によって被駆動体に伝達することで、被駆動体を変位させる構成が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−７５９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の駆動装置では、接触子の振動軌跡を変化させることができないため、例えば、被駆動体の回転速度を高精度に制御することができず、優れた駆動特性を発揮することが困難である。
【０００５】
本発明の目的は、優れた駆動特性を有する駆動装置、圧電モーター、ロボット、電子部品搬送装置およびプリン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】
本発明の駆動装置は、振動を被駆動部に伝達する伝達部を有している複数の振動体と、
少なくとも２つの前記振動体の、前記伝達部の振動軌跡をそれぞれ独立して変化させる制御部と、を有することを特徴とする。
このような構成の駆動装置によれば、複数の振動体の伝達部の振動軌跡をそれぞれ独立して制御（例えば、全ての振動体の伝達部の振動軌跡を同じにしたり、ある振動体の伝達部の振動軌跡を他の振動体の伝達部の振動軌跡と異ならせたり）することで、被駆動部の駆動を高精度に制御することができ、被駆動部を所望の条件で安定して駆動させることができる。したがって、優れた駆動特性を有する駆動装置となる。
【０００８】
本発明の駆動装置では、前記２つの振動体の前記伝達部の振動軌跡が、それぞれ異なることが好ましい。
これにより、被駆動部の駆動をより高精度に制御することができる。
【０００９】
本発明の駆動装置では、前記被駆動部と前記振動体とが並ぶ方向を第１方向とし、前記第１方向に直交する方向を第２方向としたとき、
前記２つの振動体は、前記第１方向および前記第２方向の少なくとも一方の振幅が異なる複数の振動モードを有し、
前記制御部は、前記２つの振動体を、前記複数の振動モードのうちのいずれかの振動モードで駆動させることが好ましい。
このように、振動体が複数の振動モードを有していれば、複数の振動モードの中から１つの振動モードを選択することで、簡単に、伝達部の振動軌跡を変化させることができる。そのため、制御部での制御が簡単となる。
【００１０】
本発明の駆動装置では、前記複数の振動モードには、前記伝達部において前記第１方向と前記第２方向に振幅を有する第１振動モードと、前記伝達部において前記第１振動モードよりも前記第２方向の振幅が小さい第２振動モードと、が含まれていることが好ましい。
これにより、被駆動部をより確実に、かつスムーズに回転させることができる。さらには、振動体の構成が簡単となる。
【００１１】
本発明の駆動装置では、前記複数の振動モードには、前記伝達部において前記第１方向と前記第２方向に振幅を有する第１振動モードと、前記伝達部において前記第１振動モードよりも前記第１方向の振幅が小さい第３振動モードと、が含まれていることが好ましい。
これにより、被駆動部をより確実に、かつスムーズに回転させることができる。さらには、振動体の構成が簡単となる。
【００１２】
本発明の駆動装置では、前記制御部は、前記被駆動部の駆動速度に応じて、前記伝達部が前記第１振動モードで振動する前記振動体の数を変化させることが好ましい。
これにより、被駆動部の駆動をより高精度に制御することができ、より優れた駆動特性を発揮することができる。
【００１３】
本発明の駆動装置では、前記制御部は、前記被駆動部の駆動速度が大きくなった場合に、前記伝達部が前記第１振動モードで振動する前記振動体の数を増加させることが好ましい。
これにより、被駆動部の駆動をより高精度に制御することができ、より優れた駆動特性を発揮することができる。
【００１４】
本発明の駆動装置では、前記振動体は、圧電体を有していることが好ましい。
これにより、簡単な構成で振動体を振動させることができる。また、振動体の小型化を図ることもできる。
【００１５】
本発明の駆動装置では、前記振動体は、積層されている複数の前記圧電体を有していることが好ましい。
これにより、振動体の駆動力がより大きくなる。
【００１６】
本発明の圧電モーターは、本発明の駆動装置を備えていることを特徴とする。
これにより、本発明の駆動装置の効果を享受でき、優れた駆動特性を有する圧電モーターが得られる。
【００１７】
本発明のロボットは、本発明の駆動装置を備えていることを特徴とする。
これにより、本発明の駆動装置の効果を享受でき、高い信頼性を有するロボットが得られる。
【００１８】
本発明の電子部品搬送装置は、本発明の駆動装置を備えていることを特徴とする。
これにより、本発明の駆動装置の効果を享受でき、高い信頼性を有する電子部品搬送装置が得られる。
【００１９】
本発明のプリンターは、本発明の駆動装置を備えていることを特徴とする。
これにより、本発明の駆動装置の効果を享受でき、高い信頼性を有するプリンターが得られる。
【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モーターの全体構成を示す平面図である。
【図２】図１に示す圧電モーターの変形例を示す側面図である。
【図３】図１に示す圧電モーターが有する振動体を示す平面図である。
【図４】図３に示す振動体の斜視図である。
【図５】図３中のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図３中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】第１振動モードを示す平面図である。
【図８】第２振動モードを示す平面図である。
【図９】圧電モーターの制御方法（駆動方法）を示す表である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る圧電モーターが有する振動子の第３振動モードを示す平面図である。
【図１１】圧電モーターの制御方法（駆動方法）を示す表である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る圧電モーターの制御方法（駆動方法）を示す表である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る圧電モーターが有する振動体の斜視図である。
【図１４】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１５】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１６】図１５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１７】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。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の駆動装置、圧電モーター、ロボット、電子部品搬送装置およびプリン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モーターについて説明する。
【００２３】
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧電モーターの全体構成を示す平面図である。図２は、図１に示す圧電モーターの変形例を示す側面図である。図３は、図１に示す圧電モーターが有する振動体を示す平面図である。図４は、図３に示す振動体の斜視図である。図５は、図３中のＡ−Ａ線断面図である。図６は、図３中のＢ−Ｂ線断面図である。図７は、第１振動モードを示す平面図である。図８は、第２振動モードを示す平面図である。図９は、圧電モーターの制御方法（駆動方法）を示す表である。なお、以下では、説明の便宜上、図１中の紙面手前側を「上」とも言い、図１中の紙面奥側を「下」とも言う。また、駆動装置のローター側を「先端側」とも言い、ローターと反対側を「基端側」とも言う。
【００２４】
図１に示す圧電モーター１００（超音波モーター）は、回動軸Ｏまわりに回転可能な被駆動部（従動部）としてのローター１１０と、ローター１１０を回転させる駆動装置１と、を有している。このような圧電モーター１００では、駆動装置１を駆動（振動）させることで、ローター１１０を回動軸Ｏまわりに回転させることができる。なお、圧電モーター１００の構成としては図１の構成に限定されない。例えば、本実施形態では、被駆動部として回転移動するローター１１０を用いているが、被駆動部は、ローター１１０に限定されない。例えば、被駆動部として直線移動するものを用いてもよい。
【００２５】
以下、駆動装置１について詳細に説明する。図１に示すように、駆動装置１は、振動をローター１１０に伝達する伝達部２４を有している複数の振動体２と、少なくとも２つの振動体２の、伝達部２４の振動軌跡をそれぞれ独立して変化させる制御部９と、を有している。そして、これら複数の振動体２をそれぞれ駆動（振動）させることで、ローター１１０を回動軸Ｏまわりに回転させることができる。このような構成の駆動装置１によれば、複数の振動体２の伝達部２４の振動軌跡をそれぞれ独立して制御（例えば、全ての振動体２の伝達部２４の振動軌跡を同じにしたり、ある振動体２の伝達部２４の振動軌跡を他の振動体２の伝達部２４の振動軌跡と異ならせたり）することができ、そのため、ローター１１０の回転（速度、制動力、トルク等）を高精度に制御することができ、ローター１１０を所望の条件（速度等）でかつより安定して駆動させることができる。したがって、優れた駆動特性を有する駆動装置１となる。以下、このような駆動装置１について、詳細に説明する。
【００２６】
図１に示すように、駆動装置１は、複数（４つ）の振動体２と、各振動体２の駆動を制御する制御部９と、を有している。また、複数の振動体２は、それぞれ、ローター１１０の外周面１１１に当接して配置されている。また、複数の振動体２は、ローター１１０の回転方向（ローター１１０の移動方向：ローター１１０の周方向）に並んで互いに離間して配置されている。なお、本実施形態では、複数の振動体２がローター１１０の周りに等角度間隔で配置されているが、このような配置に限定されない。
【００２７】
なお、本実施形態の駆動装置１は、４つの振動体２を有しているが、振動体２の数としては、複数（２つ以上）であれば、特に限定されず、２つ、３つであってもよいし、５つ以上であってもよい。ただし、振動体２の数としては、５つ以上、２００以下であることが好ましい。これにより、圧電モーター１００の過度な大型化を防止しつつ、十分な駆動力を発揮することのできる駆動装置１となる。また、本実施形態の駆動装置１では、複数の振動体２が、ローター１１０の回転方向に並んで配置されているが、例えば、図２に示すように、ローター１１０の回動軸Ｏに沿った方向に並んで配置されていてもよい。
【００２８】
次に、振動体２の構成について説明する。なお、複数の振動体２は、互いに同様の構成である。図３に示すように、振動体２は、振動部２１と、振動部２１を支持する支持部２２と、振動部２１および支持部２２を接続する一対の接続部２３と、振動部２１に設けられた伝達部２４と、を有している。振動部２１は、振動体２の厚さ方向から見た平面視で、略長方形状（長手形状）をなし、その先端部に伝達部２４が設けられている。また、支持部２２は、振動部２１の基端側を囲むＵ字形状となっている。
【００２９】
そして、振動体２は、支持部２２においてステージ等の図示しない固定部材に固定され、振動部２１が振動することで伝達部２４が振動し、伝達部２４の振動がローター１１０に伝達されるようになっている。なお、振動体２は、図示しない付勢部材によってローター１１０に押し付けられるように付勢されており、伝達部２４が十分な摩擦力を持ってローター１１０と接触している。そのため、スリップが抑制され、伝達部２４の振動を効率的にローター１１０へ伝達することができる。
【００３０】
図４に示すように、このような振動体２は、第１基板３と、第２基板４と、第１基板３および第２基板４の間に位置している圧電素子５および基板間部６と、を有している。また、図５および図６に示すように、第１基板３は、振動板３１と、振動板３１を支持する支持板３２と、振動板３１および支持板３２を接続する一対の接続部３３と、を有し、同様に、第２基板４は、振動板４１と、振動板４１を支持する支持板４２と、振動板４１および支持板４２を接続する一対の接続部４３と、を有している。第１基板３および第２基板４は、実質的に同じ形状および大きさを有しており、圧電素子５を挟んで振動板３１、４１が配置され、基板間部６を挟んで支持板３２、４２が配置されている。そして、振動板３１、圧電素子５および振動板４１の積層体で振動部２１が構成され、支持板３２、基板間部６および支持板４２の積層体で支持部２２が構成され、接続部３３、４３で接続部２３が構成されている。第１基板３および第２基板４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。
【００３１】
図３に示すように、圧電素子５は、４つの圧電素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを含んでいる。圧電素子５ａ、５ｂは、振動部２１の幅方向の一方側に位置し、振動部２１の長手方向に沿って配置されている。一方、圧電素子５ｃ、５ｄは、振動部２１の幅方向の他方側に位置し、振動部２１の長手方向に沿って配置されている。
【００３２】
また、図５および図６に示すように、４つの圧電素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、それぞれ、圧電体５２と、圧電体５２の上面（振動板３１側の主面）に設けられた第１電極５１と、圧電体５２の下面（振動板４１側の主面）に設けられた第２電極５３と、を有している。
【００３３】
第１電極５１は、圧電素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに共通して設けられた共通電極である。一方、第２電極５３は、圧電素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄごとに個別に設けられた個別電極である。また、圧電体５２は、圧電素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに共通して一体的に設けられている。なお、圧電体５２は、圧電素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄごとに個別に設けられていてもよい。
【００３４】
圧電体５２は、振動部２１の厚さ方向に沿った方向の電界が印加されることで振動部２１の長手方向に沿った方向に伸縮する。このような圧電体５２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５２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５２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。
【００３５】
第１電極５１および第２電極５３の構成材料としては、導電性を有していれば、特に限定されず、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）等の金属材料、またはこれらのうちの少なくとも１種を含む合金（例えば、チタン（Ｔｉ）／タングステン（Ｗ）系合金、銅（Ｃｕ）／アルミニウム（Ａｌ）系合金等）、金属間化合物が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例えば２層以上の積層体として）用いることができる。また、第１電極５１および第２電極５３は、それぞれ、蒸着、スパッタリング等により形成することができる。
【００３６】
図示しない電源部より供給される駆動電圧を第１電極５１と第２電極５３との間に印加すると、駆動電圧のパターンに応じて各圧電素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが振動し、振動部２１全体が振動する。
【００３７】
また、図４および図６に示すように、基板間部６は、支持板３２と支持板４２との間に位置している。このような基板間部６は、絶縁性を有し、また、圧電素子５の厚さとほぼ等しい。基板間部６としては、特に限定されず、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、シリコン、各種樹脂材料等を用いることができる。
【００３８】
以上、振動体２について説明した。このような振動体２は、前述したように、通電により振動する圧電体５２（圧電素子５）を有している。そのため、簡単な構成で振動体２（振動部２１）を振動させることができる。また、振動体２の小型化を図ることもできる。
【００３９】
このような複数の振動体２のうち、少なくとも２つの振動体２は、それぞれ、伝達部２４の振動軌跡が異なる複数の振動モードを有している。具体的には、ローター１１０と振動体２とが並ぶ方向を第１方向ｘ（振動部２１の長手方向：図３中の縦方向）とし、第１方向ｘに直交する方向を第２方向ｙ（振動部２１の幅方向：図３中の横方向）としたとき、少なくとも２つの振動体２は、それぞれ、第１方向ｘおよび第２方向ｙの少なくとも一方の振幅が異なる複数の振動モードを有している。そして、制御部９は、少なくとも２つの振動体２を、それぞれ、複数の振動モードのうちのいずれかの振動モードで駆動させる。このように、振動体２が伝達部２４の振動軌跡が異なる複数の振動モードを有していれば、複数の振動モードの中から１つの振動モードを選択することで、伝達部２４の振動軌跡を変化させることができる。そのため、制御部９での制御が簡単となる。
【００４０】
なお、上述したように、複数の振動体２のうち、少なくとも２つの振動体２が、伝達部２４の振動軌跡が異なる複数の振動モードを有していればよいが、本実施形態では、全ての振動体２が、伝達部２４の振動軌跡が異なる複数の振動モードを有している。これにより、ローター１１０の回転（速度、制動力、トルク等）をより高精度に制御することができ、より優れた駆動特性を有する駆動装置１となる。
【００４１】
次に、各振動体２が有する複数の振動モードについて説明する。複数の振動モードとしては、伝達部２４の振動軌跡が異なっていれば、特に限定されない。本実施形態では、複数の振動モードには、伝達部２４において第１方向ｘと第２方向ｙとに振幅を有する第１振動モードと、伝達部２４において第１振動モードよりも第２方向ｙの振幅が小さい第２振動モードと、が含まれている。
【００４２】
第１振動モードは、例えば、図７に示すように、伝達部２４の先端が楕円運動する振動モードである。振動体２を第１振動モードで駆動させるためには、例えば、圧電素子５ｂ、５ｃに交番電圧（駆動電圧）を印加し、圧電素子５ｂ、５ｃを同じタイミングで伸縮させればよい。すると、振動部２１がその面内方向でＳ字形状に屈曲変形（第１方向ｘへ伸縮変形すると共に第２方向ｙへ２次の屈曲変形）し、伝達部２４が楕円運動する。この第１振動モードは、主に、ローター１１０を回転させる駆動力を発生させるための振動モードである。すなわち、図７に示すように、振動体２を第１振動モードで振動させると、伝達部２４によってローター１１０が送り出され、ローター１１０が回動軸Ｏまわりに矢印ａの方向に回転する。なお、圧電素子５ａ、５ｄに交番電圧（駆動電圧）を印加し、圧電素子５ａ、５ｄを伸縮させれば、伝達部２４を図７とは反対まわりの楕円運動で振動させることができ、ローター１１０を逆回転（図７中の矢印ｂの方向に回転）させることができる。
【００４３】
一方、第２振動モードは、例えば、図８に示すように、伝達部２４の先端が縦運動する（第１方向ｘに沿って振動する）振動モードである。振動体２を第２振動モードで駆動させるためには、例えば、圧電素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに交番電圧（駆動電圧）を印加し、圧電素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを同じタイミングで伸縮させればよい。この第２振動モードは、ローター１１０を回転させる駆動力を実質的に発生せず、他の振動体２が第１振動モードで振動することにより生じるローター１１０の回転を許容するための振動モードである。
【００４４】
詳しく説明すると、前述したように、各振動体２は、ローター１１０に向けて付勢されており、非駆動状態において、各伝達部２４は、十分な摩擦力を持ってローター１１０の外周面１１１に当接している。そのため、駆動していない振動体２が存在すると、この振動体２が抵抗（ブレーキ）となって、一部の振動体２を第１振動モードで振動させてローター１１０を回転させようとしても、ローター１１０を回転させることができないか、または、回転しても所望の回転スピードに到達しない等の問題が生じるおそれがある。そこで、第１振動モードで駆動させない振動体２について、ローター１１０との摩擦力を減少させて、ローター１１０の回転を許容する必要があり、これを実現するのが第２振動モードである。第２振動モードは、縦振動（ローター１１０に対して接近、離間する方向の往復振動）であるため、離間する方向に振動した際にローター１１０との摩擦力が低下する（伝達部２４がローター１１０から離間すれば摩擦力は０となる）。そのため、平均すれば、非駆動状態と比べて、伝達部２４とローター１１０との摩擦力を小さくすることができ、ローター１１０の回転を許容することができる。
【００４５】
このように、複数の振動モードが第１振動モードおよび第２振動モードを含んでいることで、ローター１１０をより確実に、かつスムーズに回転させることができる。さらには、振動体２の構成が簡単となる。このことについて詳しく説明すると、前述したように、第１振動モードがローター１１０を回転させる駆動力を発生させるための振動モードであるため、ローター１１０を回転させるためには、第１振動モードで振動することのできる振動体２が必要となる。そして、第１振動モードで振動することのできる振動体２として、比較的簡単な構成が、本実施形態のように４つの圧電素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを有する構成である。この構成の振動体２において実現可能であり、ローター１１０との摩擦力を非駆動状態よりも低減できる振動モードが第２振動モードである。このように、第２振動モードは、第１振動モードで振動することのできる振動体２であれば、簡単に発生させることのできる振動モードである。そのため、振動体２の構成が複雑化せず、前述したように、振動体２の構成が簡単となる。
【００４６】
次に、制御部９について説明する。制御部９は、図示しない電源部から供給される駆動電圧のパターンを制御するものであり、少なくとも２つの振動体２の駆動を独立して制御することができる。なお、本実施形態では、制御部９は、全ての振動体２の駆動を独立して制御することができる。すなわち、制御部９は、全ての振動体２について、第１振動モードで振動させるか、第２振動モードで振動させるかを選択できるようになっている。これにより、ローター１１０の回転（速度、制動力、トルク等）をより高精度に制御することができ、より優れた駆動特性を有する駆動装置１となる。
【００４７】
また、制御部９は、ローター１１０の駆動速度（回転速度）に応じて、伝達部２４が第１振動モードで振動する振動体２の数を変化させる。これにより、ローター１１０の回転（速度、制動力、トルク等）をより高精度に制御することができ、より優れた駆動特性を有する駆動装置１となる。具体的には、制御部９は、ローター１１０の駆動速度（回転速度）が大きくなった場合に（速くなるほど）、伝達部２４が第１振動モードで振動する振動体２の数を増加させる。すなわち、制御部９は、ローター１１０の駆動速度（回転速度）が速くなるほど、より大きい駆動力を発生させる。例えば、図９に示すように、ローター１１０を低速で駆動する場合は、１つの振動体２を第１振動モードで振動させ、他の振動体２を第２振動モードで駆動させる。また、ローター１１０を中速（低速よりも速い速度）で駆動する場合は、２つの振動体２を第１振動モードで振動させ、他の振動体２を第２振動モードで駆動させる。また、ローター１１０を高速（中速よりも速い速度）で駆動する場合は、３つの振動体２を第１振動モードで振動させ、他の振動体２を第２振動モードで駆動させる。また、ローター１１０を超高速（高速よりも速い速度）で駆動する場合は、全ての振動体２を第１振動モードで振動させる。なお、第１振動モードで振動させる振動体２の数が増える程、駆動速度と共にトルクも高くなる。これにより、ローター１１０の回転（速度、制動力、トルク等）をより高精度に制御することができ、より優れた駆動特性を有する駆動装置１となる。
【００４８】
以上、圧電モーター１００について説明した。圧電モーター１００は、駆動装置１を備えている。そのため、上述した駆動装置１の効果を享受することができるため、優れた駆動特性を発揮することができる。
【００４９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る圧電モーターについて説明する。
【００５０】
図１０は、本発明の第２実施形態に係る圧電モーターが有する振動子の第３振動モードを示す平面図である。図１１は、圧電モーターの制御方法（駆動方法）を示す表である。
【００５１】
以下、第２実施形態の圧電モーターについて、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。
【００５２】
本発明の第２実施形態に係る圧電モーターは、振動体が有する振動モード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。
【００５３】
本実施形態では、複数の振動体２のうち、少なくとも２つの振動体２は、それぞれ、伝達部２４の第１方向ｘおよび第２方向ｙの少なくとも一方の振幅が異なる複数の振動モードを有している。そして、制御部９は、少なくとも２つの振動体２を、それぞれ、複数の振動モードのうちのいずれかの振動モードで駆動させる。なお、上述したように、複数の振動体２のうち、少なくとも２つの振動体２が、伝達部２４の振動軌跡が異なる複数の振動モードを有していればよいが、本実施形態では、全ての振動体２が、伝達部２４の振動軌跡が異なる複数の振動モードを有している。これにより、ローター１１０の回転（速度、制動力、トルク等）をより高精度に制御することができ、より優れた駆動特性を有する駆動装置１となる。
【００５４】
次に、各振動体２が有する複数の振動モードについて説明する。複数の振動モードとしては、伝達部２４の振動軌跡が異なっていれば特に限定されない。本実施形態では、複数の振動モードには、伝達部２４において第１方向ｘと第２方向ｙとに振幅を有する第１振動モードと、伝達部２４において第１振動モードよりも第１方向ｘの振幅が小さい第３振動モードと、が含まれている。
【００５５】
第１振動モードは、前述した第１実施形態で説明した第１振動モードと同様であるため、説明を省略する。一方、第３振動モードは、例えば、図１０に示すように、伝達部２４の先端が横運動する（第２方向ｙに沿って振動する）振動モードである。振動体２を第３振動モードで駆動させるためには、例えば、圧電素子５ａ、５ｂと圧電素子５ｃ、５ｄとに位相が１８０°ずれている交番電圧（駆動電圧）を印加し、圧電素子５ａ、５ｂと圧電素子５ｃ、５ｄとを交互に伸縮させればよい。この第３振動モードは、ローター１１０を回転させる駆動力を実質的に発生せず、他の振動体２が第１振動モードで振動することにより生じるローター１１０の回転を許容するための振動モードである（すなわち、前述した第２振動モードと同様の機能を有する振動モードである）。
【００５６】
詳しく説明すると、前述した第１実施形態でも説明したように、駆動していない振動体２が存在すると、この振動体２がブレーキとなって、一部の振動体２を第１振動モードで振動させてローター１１０を回転させようとしても、ローター１１０を回転させることができない、または、回転しても所望の回転スピードに到達しない等の問題が生じるおそれがある。そこで、第１振動モードで駆動させない振動体２について、ローター１１０との摩擦力を減少させて、ローター１１０の回転を許容する必要があり、これを実現するのが第３振動モードである。第３振動モードは、横振動であり、縦振動が実質的に発生しないため、伝達部２４とローター１１０の摩擦力が第１振動モードほど大きくならない。その結果、伝達部２４が、ローター１１０の外周面１１１に対して滑るように（スリップするように）振動する。そのため、非駆動状態と比べて、伝達部２４とローター１１０との平均的な摩擦力を小さくすることができ、ローター１１０の回転を許容することができる。
【００５７】
このように、複数の振動モードが第１振動モードおよび第３振動モードを含んでいることで、ローター１１０をより確実に、かつスムーズに回転させることができる。さらには、振動体２の構成が簡単となる。すなわち、第３振動モードは、前述した第２振動モードと同様に、第１振動モードで振動することのできる振動体２であれば、簡単に発生させることのできる振動モードである。そのため、振動体２の構成が複雑化せず、前述したように、振動体２の構成が簡単となる。
【００５８】
次に、制御部９について説明する。制御部９は、少なくとも２つの振動体２の駆動を独立して制御することができる。なお、本実施形態では、制御部９は、全ての振動体２の駆動を独立して制御することができる。すなわち、制御部９は、全ての振動体２について、第１振動モードで振動させるか、第３振動モードで振動させるかを選択できるようになっている。これにより、ローター１１０の回転（速度、制動力、トルク等）をより高精度に制御することができ、より優れた駆動特性を有する駆動装置１となる。
【００５９】
また、制御部９は、ローター１１０の駆動速度（回転速度）に応じて、伝達部２４が第１振動モードで振動する振動体２の数を変化させる。これにより、ローター１１０の回転（速度、制動力、トルク等）をより高精度に制御することができ、より優れた駆動特性を有する駆動装置１となる。具体的には、制御部９は、ローター１１０の駆動速度（回転速度）が速くなるほど、伝達部２４が第１振動モードで振動する振動体２の数を増加させる。すなわち、制御部９は、ローター１１０の駆動速度（回転速度）が速くなるほど、より大きい駆動力を発生させる。例えば、図１１に示すように、ローター１１０を低速で駆動する場合は、１つの振動体２を第１振動モードで振動させ、他の振動体２を第３振動モードで駆動させる。また、ローター１１０を中速（低速よりも速い速度）で駆動する場合は、２つの振動体２を第１振動モードで振動させ、他の振動体２を第３振動モードで駆動させる。また、ローター１１０を高速（中速よりも速い速度）で駆動する場合は、３つの振動体２を第１振動モードで振動させ、他の振動体２を第３振動モードで駆動させる。また、ローター１１０を超高速（高速よりも速い速度）で駆動する場合は、全ての振動体２を第１振動モードで振動させる。これにより、ローター１１０の回転（速度、制動力、トルク等）をより高精度に制御することができ、より優れた駆動特性を有する駆動装置１となる。
【００６０】
以上のような第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。
【００６１】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る圧電モーターについて説明する。
【００６２】
図１２は、本発明の第３実施形態に係る圧電モーターの制御方法（駆動方法）を示す表である。
【００６３】
以下、第３実施形態の圧電モーターについて、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。
【００６４】
本発明の第３実施形態に係る圧電モーターは、振動体が有する振動モード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。
【００６５】
本実施形態では、複数の振動体２のうち、少なくとも２つの振動体２は、それぞれ、伝達部２４の第１方向ｘおよび第２方向ｙの少なくとも一方の振幅が異なる複数の振動モードを有している。そして、制御部９は、少なくとも２つの振動体２を、それぞれ、複数の振動モードのうちのいずれかの振動モードで駆動させる。なお、上述したように、複数の振動体２のうち、少なくとも２つの振動体２が、伝達部２４の振動軌跡が異なる複数の振動モードを有していればよいが、本実施形態では、全ての振動体２が、伝達部２４の振動軌跡が異なる複数の振動モードを有している。これにより、ローター１１０の回転（速度、制動力、トルク等）をより高精度に制御することができ、より優れた駆動特性を有する駆動装置１となる。
【００６６】
次に、各振動体２が有する複数の振動モードについて説明する。複数の振動モードとしては、伝達部２４の振動軌跡が異なっていれば特に限定されない。本実施形態では、複数の振動モードには、伝達部２４を第１方向ｘに振動させつつ第２方向ｙに振動させる第１振動モードと、伝達部２４を第１振動モードよりも第２方向ｙの振幅が小さくなるように振動させる第２振動モードと、伝達部２４を第１振動モードよりも第１方向ｘの振幅が小さくなるように振動させる第３振動モードと、が含まれている。これら第１、第２、第３振動モードは、前述した第１、第２実施形態で説明した第１、第２、第３振動モードと同様であるため、その説明を省略する。
【００６７】
次に、制御部９について説明する。制御部９は、少なくとも２つの振動体２の駆動を独立して制御することができる。なお、本実施形態では、制御部９は、全ての振動体２の駆動を独立して制御することができる。すなわち、制御部９は、全ての振動体２について、第１振動モードで振動させるか、第２振動モードで振動させるか、第３振動モードで振動させるかを選択できるようになっている。これにより、ローター１１０の回転（速度、制動力、トルク等）をより高精度に制御することができ、より優れた駆動特性を有する駆動装置１となる。
【００６８】
また、制御部９は、ローター１１０の駆動速度（回転速度）に応じて、伝達部２４が第１振動モードで振動する振動体２の数を変化させる。これにより、ローター１１０の回転（速度、制動力、トルク等）をより高精度に制御することができ、より優れた駆動特性を有する駆動装置１となる。具体的には、制御部９は、ローター１１０の駆動速度（回転速度）が速くなるほど、伝達部２４が第１振動モードで振動する振動体２の数を増加させる。すなわち、制御部９は、ローター１１０の駆動速度（回転速度）が速くなるほど、より大きい駆動力を発生させる。例えば、図１２に示すように、ローター１１０を低速で駆動する場合は、１つの振動体２を第１振動モードで振動させ、他の振動体２を第２振動モードまたは第３振動モードで駆動させる。また、ローター１１０を中速（低速よりも速い速度）で駆動する場合は、２つの振動体２を第１振動モードで振動させ、他の振動体２を第２振動モードまたは第３振動モードで駆動させる。また、ローター１１０を高速（中速よりも速い速度）で駆動する場合は、３つの振動体２を第１振動モードで振動させ、他の振動体２を第２振動モードまたは第３振動モードで駆動させる。また、ローター１１０を超高速（高速よりも速い速度）で駆動する場合は、全ての振動体２を第１振動モードで振動させる。これにより、ローター１１０の回転（速度、制動力、トルク等）をより高精度に制御することができ、より優れた駆動特性を有する駆動装置１となる。
【００６９】
また、例えば、ローター１１０を低速で駆動する場合を例に挙げて説明すれば、第１振動モードで駆動させない３つの振動体２のうち、第２振動モードで振動させる振動体２の数を変更することで、ローター１１０の回転（速度、制動力、トルク等）をさらに高精度に制御することができる。詳細に説明すると、例えば、第２振動モードで振動する場合の伝達部２４とローター１１０との平均的な摩擦力Ｆ２が、第３振動モードで振動する場合の伝達部２４とローター１１０との平均的な摩擦力Ｆ３よりも小さいとすれば、第２振動モードで振動する振動体２の数を増やすことで、３つの振動体２の全体的な摩擦力を小さくすることができ、ローター１１０の回転速度がわずかに速くなる。すなわち、図１２に示すように、低速の中でも、４段階（遅い順に、低速１、低速２、低速３、低速４）で速度を選択することができる。中速、高速についても同様である。
【００７０】
このような第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。なお、本実施形態では、摩擦力Ｆ２が摩擦力Ｆ３よりも小さい場合について説明したが、これに限定されず、摩擦力Ｆ２が摩擦力Ｆ３よりも大きくてもよい。この場合にも、本実施形態と同様の制御が可能である。また、摩擦力Ｆ２と摩擦力Ｆ３とが等しくてもよい。
【００７１】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る圧電モーターについて説明する。
図１３は、本発明の第４実施形態に係る圧電モーターが有する振動体の斜視図である。
【００７２】
以下、第４実施形態の圧電モーターについて、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。
【００７３】
本発明の第４実施形態に係る圧電モーターは、振動体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。
【００７４】
図１３に示すように、本実施形態の振動体２０は、積層されている複数の圧電体５２を有している。具体的には、振動体２０は、前述した第１実施形態の振動体２を複数積層した構成となっている。これにより、振動体２０の駆動力がより大きくなる。なお、制御部９は、１つの振動体２０に属する複数の振動体２には同一の駆動電圧を印加するように制御する。
【００７５】
以上のような第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。なお、振動体の構成としては、複数の圧電体が積層されていれば、特に限定されず、例えば、前述した第１実施形態で説明した振動体２において、振動板３１と振動板４１との間に複数の圧電体５２（圧電素子５）が積層された構成であってもよい。
【００７６】
＜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。
【００７７】
図１４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。
図１４に示すロボット１０００は、精密機器やこれを構成する部品（対象物）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モーター１００（駆動装置１）が搭載されており、この圧電モーター１００の駆動によって各アーム１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０が回動する。なお、各圧電モーター１００の駆動は、ロボット制御部１０８０によって制御される。
【００７８】
このようなロボット１０００は、圧電モーター１００（駆動装置１）を備えている。そのため、上述した駆動装置１の効果を享受することができ、優れた信頼性を発揮することができる。
【００７９】
＜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。
【００８０】
図１５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１６は、図１５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。
【００８１】
図１５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。
【００８２】
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。また、図１６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駆動装置１（１θ）と、が内蔵されている。
【００８３】
このような電子部品搬送装置２０００は、駆動装置１を備えている。そのため、上述した駆動装置１の効果を享受することができ、優れた信頼性を発揮することができる。
【００８４】
＜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。
【００８５】
図１７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。
図１７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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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モーター１００（駆動装置１）と、を有している。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
このようなプリンター３０００は、圧電モーター１００（駆動装置１）を備えている。そのため、上述した駆動装置１の効果を享受することができ、優れた信頼性を発揮することができる。なお、本実施系形態では、圧電モーター１００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。
【００９４】
以上、本発明の駆動装置、圧電モーター、ロボット、電子部品搬送装置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。
【００９５】
また、前述した実施形態では、駆動装置を圧電モーター、ロボット、電子部品搬送装置およびプリンターに適用した構成について説明したが、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】
【００９６】
１、１ｘ、１ｙ、１θ…駆動装置、２、２０…振動体、２１…振動部、２２…支持部、２３…接続部、２４…伝達部、３…第１基板、３１…振動板、３２…支持板、３３…接続部、４…第２基板、４１…振動板、４２…支持板、４３…接続部、５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ…圧電素子、５１…第１電極、５２…圧電体、５３…第２電極、６…基板間部、９…制御部、１００…圧電モーター、１１０…ローター、１１１…外周面、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、Ｏ…回動軸、Ｐ…記録用紙、Ｑ…電子部品、Ｘ…第１方向、Ｙ…第２方向、ａ、ｂ…矢印
【図１】
2018074723.tif 000003
【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】
2018074723.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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