(57)【要約】【課題】付加される力を検出し得る圧電アクチュエーターまたはその付加力検出方法、駆動状態における圧電アクチュエーターの共振状態を検出する圧電アクチュエーターの共振状態検出方法、ならびに、前記圧電アクチュエーターを備える圧電駆動装置、ハンド、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。【解決手段】駆動用圧電体および駆動用電極を含む駆動用圧電素子を備える振動部と、前記振動部を固定する固定部と、前記振動部と前記固定部とを接続し、第１検出用圧電体および第１検出用電極を含む第１検出用圧電素子ならびに第２検出用圧電体および第２検出用電極を含む第２検出用圧電素子を備える接続部と、を有することを特徴とする圧電アクチュエーター。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動用圧電体および駆動用電極を含む駆動用圧電素子を備える振動部と、
前記振動部を固定する固定部と、
前記振動部と前記固定部とを接続し、第１検出用圧電体および第１検出用電極を含む第１検出用圧電素子ならびに第２検出用圧電体および第２検出用電極を含む第２検出用圧電素子を備える接続部と、
を有することを特徴とする圧電アクチュエーター。
【請求項２】
前記駆動用圧電体、前記第１検出用圧電体および前記第２検出用圧電体は、一体になっている請求項１に記載の圧電アクチュエーター。
【請求項３】
前記接続部は、前記振動部を介して互いに反対側に配置されている第１接続部および第２接続部を有する請求項１または２に記載の圧電アクチュエーター。
【請求項４】
前記第１検出用圧電素子は、前記第１接続部に設けられ、
前記第２検出用圧電素子は、前記第２接続部に設けられている請求項３に記載の圧電アクチュエーター。
【請求項５】
前記駆動用電極に駆動信号を入力し前記駆動用圧電素子を駆動する駆動回路と、
前記第１検出用電極および前記第２検出用電極から出力される検出信号を取得する検出回路と、
前記駆動回路および前記検出回路の動作を制御する制御部と、
を有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーター。
【請求項６】
圧電アクチュエーターに付加されている力を検出する付加力検出方法であって、
振動部と固定部とを接続する接続部に設けられた第１検出用圧電素子から出力される第１検出信号と、前記接続部に設けられた第２検出用圧電素子から出力される第２検出信号と、の差分を取得する工程と、
前記差分に基づき、付加されている力を取得する工程と、
を有することを特徴とする圧電アクチュエーターの付加力検出方法。
【請求項７】
圧電アクチュエーターの共振状態を検出する共振状態検出方法であって、
振動部に設けられた駆動用圧電素子に駆動信号を入力し前記駆動用圧電素子を駆動する工程と、
前記振動部と固定部とを接続する接続部に設けられた第１検出用圧電素子から出力される第１検出信号および前記接続部に設けられた第２検出用圧電素子から出力される第２検出信号の和で生成される演算信号を取得する工程と、
前記駆動信号と前記演算信号の位相差を取得する工程と、
を有することを特徴とする圧電アクチュエーターの共振状態検出方法。
【請求項８】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーターと、
前記圧電アクチュエーターにより駆動される被駆動部と、
を備えることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項９】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーターを備えることを特徴とするハンド。
【請求項１０】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーターを備えることを特徴とするロボット。
【請求項１１】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーター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５のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーター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５のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーター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、圧電アクチュエーター、圧電アクチュエーターの付加力検出方法、圧電アクチュエーターの共振状態検出方法、圧電駆動装置、ハンド、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】
従来から、圧電素子を備える駆動装置（圧電アクチュエーター）が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の駆動装置は、補強板と、補強板の表裏両面に設けられ回動軸に当接する振動体と、を備えている。そして、振動体が略楕円軌跡を描くことにより回動軸を回動させる。
【０００３】
このような振動体は、圧電材料により形成された圧電素子と、表裏両面に形成されている電極と、を有する。この電極としては、駆動信号が入力される第１駆動電極および一対の第２駆動電極と、圧電素子の歪みを検出する検出電極と、が用いられている。
【０００４】
圧電素子の歪みを検出することにより、これを駆動周波数の制御に利用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１６６８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の圧電アクチュエーターでは、振動体の駆動に用いる駆動電極だけでなく、圧電素子の歪みを検出する検出電極についても、振動体の表面に設けられている。このため、圧電アクチュエーターに付加される力を検出したい場合、検出電極においてはその力を検出することができない。したがって、従来は、圧電アクチュエーターとは別に、圧電アクチュエーターに付加される力を検出する力センサーを用いている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。
【０００８】
本適用例の圧電アクチュエーターは、駆動用圧電体および駆動用電極を含む駆動用圧電素子を備える振動部と、
前記振動部を固定する固定部と、
前記振動部と前記固定部とを接続し、第１検出用圧電体および第１検出用電極を含む第１検出用圧電素子ならびに第２検出用圧電体および第２検出用電極を含む第２検出用圧電素子を備える接続部と、
を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧電アクチュエーターの全体構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す圧電アクチュエーターが備える圧電振動体を示す平面図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２に示す圧電振動体の動作を説明する図である。
【図５】図２中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図５に示す断面図の変形例である。
【図７】図２に示す圧電アクチュエーターの駆動部が駆動されていない状態において、経過時間と検出信号の電圧との関係の一例を示すグラフである。
【図８】図７および図９のグラフを作成する際に用いた圧電アクチュエーターとそれによって駆動される被駆動部の一例である。
【図９】図２に示す圧電アクチュエーターの駆動部が駆動されている状態において、経過時間と検出信号の電圧との関係の一例を示すグラフである。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る圧電アクチュエーターが備える圧電振動体を示す平面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る圧電アクチュエーターが備える圧電振動体を示す断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る圧電アクチュエーターが備える圧電振動体を示す断面図である。
【図１３】本発明のロボットの実施形態の概略構成を示す図である。
【図１４】図１３に示すロボットが備えるハンドを説明する概略図である。
【図１５】本発明の電子部品搬送装置の実施形態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備える電子部品保持部の斜視図である。
【図１７】本発明のプリンターの実施形態を示す斜視図である。
【図１８】本発明のプロジェクターの実施形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の圧電アクチュエーター、圧電アクチュエーターの付加力検出方法、圧電アクチュエーターの共振状態検出方法、圧電駆動装置、ハンド、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。
【００１１】
１．圧電アクチュエーター
まず、本発明の圧電アクチュエーターの実施形態について説明する。
【００１２】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧電アクチュエーターの全体構成を示す概略図である。図２は、図１に示す圧電アクチュエーターが備える圧電振動体を示す平面図である。図３は、図２中のＡ−Ａ線断面図である。図４は、図２に示す圧電振動体の動作を説明する図である。
【００１３】
図１に示す圧電アクチュエーター１は、図示しない被駆動部に与える駆動力を発生する圧電振動体１０と、圧電振動体１０を駆動する駆動回路２０と、圧電振動体１０からの検出信号を取得する検出回路３０と、検出信号に基づいて駆動回路２０を制御する制御部４０と、を有している。以下、圧電アクチュエーター１の各部を順次説明する。
【００１４】
（圧電振動体）
図２および図３に示す圧電振動体１０は、２つの圧電素子ユニット１１と、２つの圧電素子ユニット１１を互いに接合している接着層１２と、２つの圧電素子ユニット１１に跨って設けられている凸部材１３と、を有している。ここで、２つの圧電素子ユニット１１は、接着層１２に対して対称（図３中の上下対称）に構成され、互いに同様の構成を有する。
【００１５】
各圧電素子ユニット１１は、基板１４と、基板１４上に設けられている複数の駆動用圧電素子１５と、複数の駆動用圧電素子１５を覆っている保護層１６と、を有する。
【００１６】
基板１４は、図２に示すように、駆動部１４１と、固定部１４２と、これらを接続している１対の接続部１４３ａ、１４３ｂと、を有する。本実施形態では、駆動部１４１は、基板１４の厚さ方向から見た平面視（以下、単に「平面視」ともいう）で、長方形をなしている。また、固定部１４２は、平面視で駆動部１４１の長手方向での一端側の部分の外周に沿って、駆動部１４１に対して離間して設けられている。また、１対の接続部１４３ａ、１４３ｂは、駆動部１４１の幅方向（長手方向に対して直交する方向）での両側に配置されている。そして、１対の接続部１４３ａ、１４３ｂは、駆動部１４１の長手方向での中央部と固定部１４２とを接続している。なお、駆動部１４１の所望の変形または振動が可能であれば、駆動部１４１、固定部１４２および１対の接続部１４３ａ、１４３ｂの形状や配置等は、前述したものに限定されない。例えば、固定部１４２が接続部１４３ａ、１４３ｂごとに分離して設けられていてもよい。また、接続部１４３ａ、１４３ｂの数、形状および配置等も任意である。
【００１７】
基板１４としては、例えば、シリコン基板を用いることができる。また、図示しないが、基板１４の駆動用圧電素子１５側の面には、絶縁層が設けられている。この絶縁層は、特に限定されないが、例えば、基板１４としてシリコン基板を用いる場合、当該シリコン基板の表面を熱酸化することにより形成することができる。
【００１８】
このような基板１４の駆動部１４１上には、複数の駆動用圧電素子１５が配置されている。本実施形態では、複数の駆動用圧電素子１５が、５つの駆動用の駆動用圧電素子１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅからなる。
【００１９】
駆動用圧電素子１５ｅは、駆動部１４１の幅方向での中央部において、駆動部１４１の長手方向に沿って配置されている。この駆動用圧電素子１５ｅに対して駆動部１４１の幅方向での一方側には、駆動用圧電素子１５ａ、１５ｂが配置され、他方側には、駆動用圧電素子１５ｃ、１５ｄが配置されている。駆動用圧電素子１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、駆動部１４１の長手方向および幅方向に沿って分割した４つの領域に対応して配置されている。本実施形態では、駆動用圧電素子１５ａ、１５ｂが、駆動部１４１の幅方向での一方側に配置され、駆動用圧電素子１５ｃ、１５ｄが、駆動部１４１の幅方向での他方側に配置されている。また、駆動用圧電素子１５ａ、１５ｃが、駆動部１４１の長手方向での一方側（凸部材１３側）に配置され、駆動用圧電素子１５ｂ、１５ｄが、駆動部１４１の長手方向での他方側に配置されている。
【００２０】
このように配置された駆動用圧電素子１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅは、それぞれ、基板１４上に設けられている駆動用共通電極１５１と、駆動用共通電極１５１上に設けられている駆動用圧電体１５２と、駆動用圧電体１５２上に設けられている駆動用個別電極１５３と、を有している。
【００２１】
駆動用共通電極１５１は、駆動用圧電素子１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅに共通して設けられている共通電極である。一方、駆動用個別電極１５３は、駆動用圧電素子１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅごとに個別に設けられている個別電極である。なお、駆動用共通電極１５１についても、駆動用圧電素子１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅごとに個別に設けられていてもよい。
【００２２】
また、本実施形態では、駆動用圧電体１５２は、駆動用圧電素子１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅごとに個別に設けられている。なお、駆動用圧電体１５２は、駆動用圧電素子１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅのうちの少なくとも２つ以上に共通して一体的に設けられていてもよい。
【００２３】
ここで、複数の駆動用個別電極１５３は、駆動用圧電素子１５ａに対応して設けられている駆動用個別電極１５３ａ、駆動用圧電素子１５ｂに対応して設けられている駆動用個別電極１５３ｂ、駆動用圧電素子１５ｃに対応して設けられている駆動用個別電極１５３ｃ、駆動用圧電素子１５ｄに対応して設けられている駆動用個別電極１５３ｄ、および、駆動用圧電素子１５ｅに対応して設けられている駆動用個別電極１５３ｅからなる。
【００２４】
駆動用個別電極１５３ａと駆動用個別電極１５３ｄは、図示しない配線を介して電気的に接続されている。同様に、駆動用個別電極１５３ｂと駆動用個別電極１５３ｃは、図示しない配線を介して電気的に接続されている。また、駆動用個別電極１５３上や上記２つの配線間等には、図示しないＳｉＯ２膜等の絶縁膜が適宜設けられている。
【００２５】
また、駆動用共通電極１５１は、図示しない配線を介して接地（グランド電位に接続）されている。
【００２６】
また、２つの圧電素子ユニット１１の駆動用共通電極１５１同士、駆動用個別電極１５３ａ同士または駆動用個別電極１５３ｄ同士、駆動用個別電極１５３ｂ同士または駆動用個別電極１５３ｃ同士、および、駆動用個別電極１５３ｅ同士は、それぞれ、図示しない配線を介して電気的に接続されている。
【００２７】
このような駆動用共通電極１５１および駆動用個別電極１５３のそれぞれの構成材料としては、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）等の金属材料が用いられる。また、駆動用共通電極１５１および駆動用個別電極１５３は、それぞれ、スパッタリングにより形成することができる。
【００２８】
駆動用圧電体１５２は、駆動部１４１の厚さ方向に沿った方向の電界が印加されることにより駆動部１４１の長手方向に沿った方向に伸縮するように構成されている。このような駆動用圧電体１５２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駆動用圧電体１５２は、例えば、バルク材料から形成してもよいし、ゾル−ゲル法のような湿式法、スパッタリング法のような乾式法（蒸着法）を用いて形成してもよい。なお、駆動用圧電体１５２の構成材料としては、ポリフッ化ビニリデン、水晶等を用いてもよい。
【００２９】
以上のような構成の複数の駆動用圧電素子１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ上には、これらを一括して覆うように保護層１６が設けられている。この保護層１６の構成材料としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等を用いることができる。また、保護層１６は、例えば、スピンコート法を用いて形成することができる。
【００３０】
また、前述したような駆動用共通電極１５１、駆動用圧電体１５２、駆動用個別電極１５３および保護層１６からなる積層体は、基板１４の固定部１４２上にも配置されている。これにより、接着層１２を介して２つの圧電素子ユニット１１を安定的に接合することができる。
【００３１】
ここで、図５は、図２中のＢ−Ｂ線断面図である。
２つの圧電素子ユニット１１のうち、図３の上方に位置する圧電素子ユニット１１は、第１検出用圧電素子１８および第２検出用圧電素子１９を備えている。具体的には、圧電素子ユニット１１の基板１４のうち、接続部１４３ａ上には、第１検出用圧電素子１８が配置され、一方、基板１４のうち、接続部１４３ｂ上には、第２検出用圧電素子１９が配置されている。
【００３２】
このように配置された第１検出用圧電素子１８は、接続部１４３ａにおいて、基板１４上に設けられている第１検出用電極１８１と、第１検出用電極１８１上に設けられている第１検出用圧電体１８２と、第１検出用圧電体１８２上に設けられている第１検出用電極１８３と、を有している。
【００３３】
また、第２検出用圧電素子１９は、接続部１４３ｂにおいて、基板１４上に設けられている第２検出用電極１９１と、第２検出用電極１９１上に設けられている第２検出用圧電体１９２と、第２検出用圧電体１９２上に設けられている第２検出用電極１９３と、を有している。
【００３４】
また、第１検出用電極１８３および第２検出用電極１９３は、それぞれ図示しない配線を介して接地（グランド電位に接続）されている。
【００３５】
なお、２つの圧電素子ユニット１１の第１検出用電極１８１同士、第１検出用電極１８３同士、第２検出用電極１９１同士、および、第２検出用電極１９３同士は、それぞれ、図示しない配線を介して電気的に接続されている。
【００３６】
このような第１検出用電極１８１、第１検出用電極１８３、第２検出用電極１９１および第２検出用電極１９３のそれぞれの構成材料としては、例えば、前述した駆動用共通電極１５１および駆動用個別電極１５３のそれぞれの構成材料として列挙した材料から適宜選択される。
【００３７】
また、第１検出用圧電体１８２および第２検出用圧電体１９２の構成材料としては、例えば、前述した駆動用圧電体１５２の構成材料として列挙した材料から適宜選択される。
【００３８】
また、第１検出用圧電素子１８および第２検出用圧電素子１９上には、それぞれを覆うように保護層１６が設けられている。
【００３９】
また、図６は、図５に示す断面図の変形例である。
なお、駆動用圧電体１５２、第１検出用圧電体１８２および第２検出用圧電体１９２は、図５に示すように互いに個別のものであってもよいが、図６に示すように一体になっていてもよい。すなわち、図６に示す圧電振動体１０’では、駆動用圧電体１５２、第１検出用圧電体１８２および第２検出用圧電体１９２が互いに繋がっており、全体として一体になっている。この場合、圧電振動体１０’の製造が容易になるとともに、一体になった圧電体の機械的強度を高めることができるので、圧電振動体１０’の信頼性を高めることができる。
【００４０】
以上説明したような構成の２つの圧電素子ユニット１１の保護層１６同士は、接着層１２を介して接合されている。接着層１２としては、例えば、エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００４１】
また、２つの圧電素子ユニット１１の駆動部１４１の固定部１４２とは反対側の端部には、凸部材１３が例えば接着剤により固定されている。本実施形態では、凸部材１３は、円柱状をなし、その一部が駆動部１４１から突出して設けられている。凸部材１３の構成材料としては、耐摩耗性に優れた材料が好ましく、例えば、セラミックス等が挙げられる。なお、凸部材１３の形状は、駆動力を被駆動部に伝達可能であれば、円柱状に限定されない。
【００４２】
また、圧電アクチュエーター１は、複数の圧電振動体１０を備えていてもよい。これにより、ローター５０の複数箇所に対して同時に駆動力を伝達することができる。このため、より大きな駆動力を伝達することができる。
【００４３】
また、圧電アクチュエーター１は、圧電振動体１０に代えて、図３に示すような圧電振動体１０を基板１４の厚さ方向にさらに積層してなる積層構造（スタック構造）を備えていてもよい。これにより、ローター５０の一箇所に対してより大きな駆動力を伝達することができる。この際の積層数は、特に限定されないが、例えば２層以上５０層以下とされる。
【００４４】
（駆動回路）
図１に示すように、駆動回路２０は、圧電振動体１０の駆動用個別電極１５３ｂ、１５３ｄおよび駆動用共通電極１５１とそれぞれ電気的に接続されている。この駆動回路２０は、周期的に電圧値が変化する電圧信号を駆動信号として駆動用個別電極１５３ｂ、１５３ｄのそれぞれに入力することにより、駆動用圧電素子１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを駆動する機能を有する。また、駆動回路２０は、周期的に電圧値が変化する電圧信号を駆動信号として駆動用個別電極１５３ｅに入力することにより、駆動用圧電素子１５ｅを駆動する機能を有する。このような駆動回路２０は、図示しないが、周期的に電圧値が変化する電圧信号を出力する駆動電圧発生回路を有する。
【００４５】
周期的に電圧値が変化する駆動信号が駆動用個別電極１５３ｂに入力されると、駆動用圧電素子１５ｂ、１５ｃのそれぞれが図４中の矢印ａで示す方向に伸張と収縮を繰り返す。これにより、駆動部１４１の屈曲振動を伴って、駆動部１４１の長手方向での一端部に設けられた凸部材１３が図４中の矢印ｂに示す方向に往復移動（振動）する。このように振動する凸部材１３の駆動力を、被駆動部であるローター５０に伝達することにより、ローター５０をその回動軸Ｏまわりに図４中の矢印ｃに示す方向に回転させることができる。このとき、駆動用圧電素子１５ｂ、１５ｃの伸縮に同期した駆動信号を駆動用圧電素子１５ｅに入力することにより、凸部材１３からローター５０に与える駆動力を大きくしたり、凸部材１３の軌道を制御したりすることができる。なお、周期的に電圧値が変化する駆動信号を駆動用個別電極１５３ｄに入力しても、同様に、駆動用圧電素子１５ａ、１５ｄの駆動により、凸部材１３を図４中の矢印ｂに示す方向に往復移動（振動）することができる。この場合、駆動用個別電極１５３ｂに駆動信号を入力してもよく、その際、例えば、その駆動信号の位相を、駆動用個別電極１５３ｄに入力する駆動信号の位相に対して１８０度ずらせばよい。
【００４６】
なお、圧電アクチュエーター１およびローター５０は、圧電モーター１００（圧電駆動装置）を構成する。すなわち、圧電モーター１００は、圧電アクチュエーター１と、圧電アクチュエーター１により駆動されるローター５０（被駆動部）と、を備えている。このような圧電モーター１００によれば、圧電アクチュエーター１に付加される力を検出することができるため、検出される力、すなわちローター５０から圧電アクチュエーター１が受ける力に基づいて駆動力を制御することが可能になる。
【００４７】
（検出回路）
図１に示すように、検出回路３０は、圧電振動体１０の第１検出用電極１８１、第１検出用電極１８３、第２検出用電極１９１および第２検出用電極１９３とそれぞれ電気的に接続されている。前述したように駆動部１４１を駆動すると、その駆動に伴って、第１検出用圧電素子１８および第２検出用圧電素子１９に歪みが発生する。この歪みに伴って、圧電効果により、第１検出用電極１８１および第２検出用電極１９１から検出信号が出力される。
【００４８】
検出回路３０は、第１検出用電極１８１、１８３および第２検出用電極１９１、１９３から出力される検出信号を取得する。
【００４９】
（制御部）
図１に示す制御部４０は、検出回路３０からの検出信号に基づいて、圧電アクチュエーター１に付加されている力を検出する機能を有する。これにより、圧電アクチュエーター１とは別に力センサーを用意することなく、駆動部１４１に付加されている力を検出することができる。このようにして検出した力に基づき、例えば圧電アクチュエーター１に力をモニターしながらローター５０に駆動力を与えることができ、さらに、検出した力に基づき駆動力を制御することが可能になる。
【００５０】
また、制御部４０は、検出回路３０からの検出信号に基づいて、圧電アクチュエーター１の共振状態を検出する機能を有する。
すなわち、制御部４０は、駆動回路２０および検出回路３０の動作を制御する。
【００５１】
以上のように、圧電アクチュエーター１は、駆動用圧電体１５２、駆動用電極（駆動用共通電極１５１および駆動用個別電極１５３）を含む駆動用圧電素子１５を備える駆動部１４１（振動部）と、駆動部１４１を固定する固定部１４２と、駆動部１４１と固定部１４２とを接続し、第１検出用圧電体１８２および第１検出用電極１８１、１８３を含む第１検出用圧電素子１８ならびに第２検出用圧電体１９２および第２検出用電極１９１、１９３を含む第２検出用圧電素子１９を備える接続部１４３ａ、１４３ｂと、を有する。
【００５２】
また、本実施形態に係る圧電アクチュエーター１は、さらに、駆動用共通電極１５１および駆動用個別電極１５３に駆動信号を入力し駆動用圧電素子１５を駆動する駆動回路２０と、第１検出用電極１８１、１８３および第２検出用電極１９１、１９３から出力される検出信号を取得する検出回路３０と、駆動回路２０および検出回路３０の動作を制御する制御部４０と、を有する。
【００５３】
このような圧電アクチュエーター１によれば、それとは別に力センサーを用意することなく、駆動部１４１に付加されている力を検出することができる。このため、圧電アクチュエーター１の構造の簡素化、小型化および低コスト化を図ることができる。
【００５４】
また、力を検出するための第１検出用圧電素子１８および第２検出用圧電素子１９は、いずれも接続部１４３ａ、１４３ｂに設けられている。このため、駆動部１４１に検出用圧電素子を設ける必要がなく、その分、駆動用圧電素子１５が占める面積を拡大することができる。このため、大型化を招くことなく、駆動部１４１の振動能力を高めることができる。その結果、例えば、より小型で、かつ、より駆動力を高めた圧電アクチュエーター１を実現することができる。
【００５５】
一方、第１検出用圧電素子１８および第２検出用圧電素子１９からの検出信号の位相に基づいて、圧電アクチュエーター１の共振状態を検出することができる。これにより、検出した共振状態に基づき、駆動回路２０を制御し、駆動信号に反映させることができる。その結果、より安定した駆動力を発生させ得る圧電アクチュエーター１を実現することができる。
【００５６】
（圧電アクチュエーターの付加力検出方法および共振状態検出方法）
以下、図７ないし図９に基づいて、圧電アクチュエーター１に付加されている力の検出方法（本実施形態に係る圧電アクチュエーターの付加力検出方法）、および、駆動部１４１が駆動されているときの圧電アクチュエーター１の共振状態の検出方法（本実施形態に係る圧電アクチュエーターの共振状態検出方法）について説明する。
【００５７】
−振動部が駆動されていない状態−
まず、圧電アクチュエーター１の駆動部１４１が駆動されていない状態における力の検出について説明する。
【００５８】
図７は、図２に示す圧電アクチュエーター１の駆動部１４１が駆動されていない状態において、経過時間と検出信号の電圧との関係の一例を示すグラフである。そして、図７では、時間ごとに付加する力を変化させており、図８は、圧電アクチュエーター１に力を付加する様子を説明するための図である。
【００５９】
図８は、図７および図９のグラフを作成する際に用いた圧電アクチュエーター１とそれによって駆動される被駆動部の一例である。この被駆動部５１は、棒状（直線状）をなしており、圧電アクチュエーター１が当接する面は平坦面になっている。
【００６０】
図７の横軸に示す経過時間のうち、０〜５マイクロ秒の間では、力Ｆ１が０から２Ｎまで経時的に大きくなるように圧電アクチュエーター１を被駆動部５１に向かって押圧している。また、５〜１０マイクロ秒の間では、２Ｎで一定の力Ｆ１を加えている。また、１０〜２０マイクロ秒の間では、力Ｆ１を加えたまま、図７の左側に向かって１ｍ／ｓの速度で被駆動部５１を強制的に移動させている。一方、２０〜３０マイクロ秒の間では、図７の右側に向かって１ｍ／ｓの速度で被駆動部５１を強制的に移動させている。
【００６１】
図７では、第１検出用圧電素子１８からの検出信号を「第１検出信号１８５」とし、第２検出用圧電素子１９からの検出信号を「第２検出信号１９５」とする。
【００６２】
前述したように被駆動部５１を変位させたとき、それに伴って圧電アクチュエーター１に力Ｆ２が付加される。この力Ｆ２に応じて第１検出信号１８５および第２検出信号１９５が出力される。
【００６３】
０〜５マイクロ秒では、圧電アクチュエーター１を変位させたとき、電圧が経時的に高くなるような第１検出信号１８５および第２検出信号１９５が出力される。５〜１０マイクロ秒では、一定な電圧の第１検出信号１８５および第２検出信号１９５が出力される。
【００６４】
以上のような期間では、第１検出信号１８５と第２検出信号１９５との間に差がないため、圧電アクチュエーター１には図８の左右方向の成分の力Ｆ２が加わっていない（凸部材１３が左右方向の中立点に位置している）ことを検出することができる。また、第１検出信号１８５および第２検出信号１９５が経時的に大きくなることに、図８の上下方向の成分の力Ｆ１が経時的に大きくなっていることを検出することができる。
【００６５】
一方、１０〜２０マイクロ秒では、図８の左側に向かって被駆動部５１を強制的に移動させているので、凸部材１３と被駆動部５１との間の摩擦力に伴って、凸部材１３が左側に引っ張られる力が付加される。このため、第１検出信号１８５および第２検出信号１９５は経時的に変化する。また、第１検出用圧電素子１８と第２検出用圧電素子１９とで歪みの加わり方が互いに異なるため、第１検出信号１８５と第２検出信号１９５との間で差が生じる。
【００６６】
具体的には、図７の１０〜１３マイクロ秒では、第１検出信号１８５が経時的に大きく、第２検出信号１９５が経時的に小さくなっており、かつ、それらの差分２００（第１検出信号１８５から第２検出信号１９５を引いた差分）が経時的に大きくなっている。一方、１３〜２０マイクロ秒では、第１検出信号１８５および第２検出信号１９５がそれぞれ一定値を示している。１３マイクロ秒付近における検出信号の変化は、被駆動部５１による引っ張り力が凸部材１３と被駆動部５１との間の摩擦力を上回ってしまい、凸部材１３と被駆動部５１との間に滑りが生じていることに基づくものである。
【００６７】
したがって、１０〜１３マイクロ秒では、第２検出信号１９５が第１検出信号１８５よりも大きく、かつ、これらの差分が経時的に大きくなっていることから、圧電アクチュエーター１を左側に引っ張る力が経時的に大きくなるように付加されていることを検出することができる。また、１３〜２０マイクロ秒では、第２検出信号１９５が第１検出信号１８５よりも大きく、かつ、これらの差分が一定になっていることから、圧電アクチュエーター１を左側に引っ張る力が一定に付加されていることを検出することができる。
【００６８】
また、２０〜３０マイクロ秒では、図８の右側に向かって被駆動部５１を強制的に移動させているので、凸部材１３が右側に引っ張られる力が付加される。
【００６９】
具体的には、図７の２０〜２３マイクロ秒では、第１検出信号１８５が経時的に小さく、第２検出信号１９５が経時的に大きくなっており、かつ、それらの差分が経時的に小さくなっている。このため、この期間では、左側に引っ張られていた凸部材１３が中立点に向かって徐々に戻されていることを検出することができる。
【００７０】
また、図７の２３〜２５マイクロ秒では、第１検出信号１８５と第２検出信号１９５の差分が経時的に大きくなっている。このため、この期間では、凸部材１３が中立点よりも右側に向かって引っ張る力が経時的に大きくなるように付加されていることを検出することができる。また、２５〜３０マイクロ秒では、第１検出信号１８５が第２検出信号１９５よりも大きく、かつ、これらの差分が一定になっていることから、圧電アクチュエーター１を右側に引っ張る力が一定に付加されていることを検出することができる。
【００７１】
なお、接続部１４３ａ、１４３ｂに設けられている第１検出用圧電素子１８および第２検出用圧電素子１９は、対になって設けられているため、これらから出力される第１検出信号１８５および第２検出信号１９５は、基本的に位相が揃った状態で出力される。このため、第１検出信号１８５と第２検出信号１９５の差分を取得することにより、随時、第１検出用圧電素子１８および第２検出用圧電素子１９に加わった力の向きや大きさをより精度よく検出することができる。
【００７２】
具体的には、第１検出信号１８５と第２検出信号１９５の差分２００は、第１検出用圧電素子１８に発生する歪みの大きさと第２検出用圧電素子１９に発生する歪みの大きさとの差に対応しているため、圧電アクチュエーター１に加わった力の向きと大きさに対応している。したがって、第１検出信号１８５と第２検出信号１９５の差分を取得することにより、図８の左右方向の成分の力Ｆ２を検出することができる。また、差分２００によれば、図８の左右方向における凸部材１３の変位方向と変位量を見積もることができる。
【００７３】
−振動部が駆動されている状態−
次に、圧電アクチュエーター１の駆動部１４１が駆動されている状態における力の検出について説明する。
【００７４】
図９は、図２に示す圧電アクチュエーター１の駆動部１４１が駆動されている状態において、経過時間と検出信号の電圧との関係の一例を示すグラフである。
【００７５】
図９に示すグラフでは、一定の周波数および振幅の波形の駆動信号を入力して駆動部１４１が駆動されたとき、その駆動に応じた波形の検出信号が図示されている。また、図９では、第１検出用圧電素子１８からの検出信号を「第１検出信号１８６」とし、第２検出用圧電素子１９からの検出信号を「第２検出信号１９６」とする。
【００７６】
図９では、第１検出信号１８６が第２検出信号１９６よりも電圧が高くなっている。また、第１検出信号１８６と第２検出信号１９６の差分２０１（第１検出信号１８６から第２検出信号１９６を引いた差分）は、図８の左右方向において圧電アクチュエーター１に加わった力の向きと大きさに対応している。したがって、第１検出信号１８６と第２検出信号１９６の差分２０１を取得することにより、圧電アクチュエーター１が駆動されている状態においても、図８の左右方向の成分の力Ｆ２を検出することができる。また、差分２０１によれば、図８の左右方向における凸部材１３の変位方向と変位量を見積もることができる。
【００７７】
また、図９に示す第１検出信号１８６と第２検出信号１９６の和２０２は、図８の上下方向において圧電アクチュエーター１に加わった力の向きと大きさに対応している。したがって、第１検出信号１８６と第２検出信号１９６の和２０２を取得することにより、圧電アクチュエーター１が駆動されている状態においても、図８の上下方向の成分の力Ｆ１を検出することができる。また、和２０２によれば、図８の上下方向における凸部材１３の変位方向と変位量を見積もることができる。
【００７８】
さらに、和２０２で生成される演算信号の位相と、駆動部１４１に入力される駆動信号（図９には図示せず）の位相と、を比較することにより、圧電アクチュエーター１の駆動部１４１の共振状態をモニターすることができる。すなわち、和２０２で生成される演算信号と駆動信号の位相差を取得することにより、駆動部１４１が安定的に共振しているか否かを容易に評価することができる。
【００７９】
したがって、例えば位相差を所定の値に近づける駆動条件を制御部４０において設定し、その駆動条件に基づいて駆動回路２０から出力される駆動信号を制御することにより、駆動部１４１において適切な共振状態を維持することができる。これにより、例えば圧電アクチュエーター１によりローター５０をより高速で回転させることができる。
【００８０】
以上をまとめると、本実施形態に係る圧電アクチュエーター１の付加力検出方法は、圧電アクチュエーター１に付加されている力を検出する方法であって、駆動部１４１（振動部）と固定部１４２とを接続する接続部１４３ａに設けられた第１検出用圧電素子１８（第１検出用電極１８１）から出力される第１検出信号１８６と、駆動部１４１と固定部１４２とを接続する接続部１４３ｂに設けられた第２検出用圧電素子１９（第２検出用電極１９１）から出力される第２検出信号１９６と、の差分２００、２０１を取得する工程と、差分２００、２０１に基づき、付加されている力を取得する工程と、を有する。
【００８１】
このような検出方法によれば、圧電アクチュエーター１の駆動力を犠牲にしたり、大型化を招いたりすることなく、力を検出することができる。
【００８２】
また、本実施形態に係る圧電アクチュエーター１の共振状態検出方法は、圧電アクチュエーター１の共振状態を検出する方法であって、駆動部１４１（振動部）に設けられた駆動用圧電素子１５（駆動用共通電極１５１および駆動用個別電極１５３）に駆動信号を入力し駆動用圧電素子１５を駆動する工程と、駆動部１４１と固定部１４２とを接続する接続部１４３ａに設けられた第１検出用圧電素子１８（第１検出用電極１８１）から出力される第１検出信号１８６および駆動部１４１と固定部１４２とを接続する接続部１４３ｂに設けられた第２検出用圧電素子１９（第２検出用電極１９１）から出力される第２検出信号１９６の和で生成される演算信号を取得する工程と、駆動信号と演算信号の位相差を取得する工程と、を有する。
【００８３】
このような検出方法によれば、位相差に基づいて、圧電アクチュエーター１の共振状態を検出することができる。
【００８４】
以上、力の検出方法および共振状態の検出方法について説明したが、より精度よく検出するためには、後述するように、第１検出用圧電素子１８および第２検出用圧電素子１９の配置等が最適化されることが好ましい。
【００８５】
例えば、第１検出用圧電素子１８および第２検出用圧電素子１９は、その双方が接続部１４３ａ（第１接続部）に配置されていてもよく、双方が接続部１４３ｂ（第２接続部）に配置されていてもよいが、本実施形態では、平面視で、駆動部１４１を介して互いに反対側に配置されている。すなわち、第１検出用圧電素子１８は、接続部１４３ａに配置され、第２検出用圧電素子１９は、駆動部１４１を介して接続部１４３ａとは反対側の位置する接続部１４３ｂに配置されている。
【００８６】
このように配置されていることで、例えば圧電アクチュエーター１に力Ｆ２が付加されたとき、第１検出用圧電素子１８および第２検出用圧電素子１９は互いに反対の挙動を示す。このため、このような素子から出力される第１検出信号１８５および第２検出信号１９５を用いることにより、圧電アクチュエーター１に付加される力をより精度よく検出することができる。
【００８７】
なお、駆動部１４１と固定部１４２とを接続する接続部１４３ａ（第１接続部）および接続部１４３ｂ（第２接続部）は、いずれか一方が省略されてもよい（片持ち支持であってもよい）が、好ましくは本実施形態のように接続部１４３ａおよび接続部１４３ｂの双方が設けられる。すなわち、接続部１４３ａおよび接続部１４３ｂは、図２に示すように、駆動部１４１を介して互いに反対側に設けられているのが好ましい。これにより、図２に示すように、駆動部１４１を両持ち支持することができるので、駆動部１４１の駆動が安定化するとともに、圧電振動体１０の機械的強度を高めることができる。
【００８８】
また、駆動用共通電極１５１の平面視で、接続部１４３ａと接続部１４３ｂとを結ぶ線分Ｌ１の垂直二等分線Ｌ２を引いたとき、本実施形態では、第１検出用圧電素子１８および第２検出用圧電素子１９は、垂直二等分線Ｌ２を対称軸とする線対称の関係を満たす。具体的には、第１検出用圧電素子１８は、接続部１４３ａのうちの凸部材１３側に偏って配置されており、第２検出用圧電素子１９は、接続部１４３ｂのうちの凸部材１３側に偏って配置されており、結果的に、第１検出用圧電素子１８および第２検出用圧電素子１９は、垂直二等分線Ｌ２を対称軸とする線対称の関係を満たしている。
【００８９】
これにより、第１検出信号１８５および第２検出信号１９５についても、検出信号の波形の振幅や位相において、良好な対称性を有するものとなる。このため、圧電アクチュエーター１に付加される力をより精度よく検出することができる。
【００９０】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００９１】
図１０は、本発明の第２実施形態に係る圧電アクチュエーターが備える圧電振動体を示す平面図である。
【００９２】
以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１０において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付してある。
【００９３】
本実施形態に係る圧電振動体１０Ａは、第１検出用圧電素子および第２検出用圧電素子の構成が異なる以外、前述した第１実施形態と同様である。
【００９４】
すなわち、前述した第１実施形態では、圧電素子ユニット１１の基板１４のうち、接続部１４３ａ上に第１検出用圧電素子１８が配置され、基板１４のうち、接続部１４３ｂ上に第２検出用圧電素子１９が配置されている。
【００９５】
これに対し、本実施形態では、圧電素子ユニット１１の基板１４のうち、接続部１４３ａ上に第１検出用圧電素子１８と第２検出用圧電素子１９の双方が配置されている。
【００９６】
その上で、第１検出用圧電素子１８は、接続部１４３ａのうちの凸部材１３側に偏って配置されている。一方、第２検出用圧電素子１９は、接続部１４３ａのうちの凸部材１３とは反対側に偏って配置されている。
【００９７】
このような配置になっていることにより、本実施形態においても、圧電アクチュエーター１に付加される力や圧電アクチュエーター１の共振状態を検出することができる。
【００９８】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
【００９９】
図１１は、本発明の第３実施形態に係る圧電アクチュエーターが備える圧電振動体を示す断面図である。
【０１００】
以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１１において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付してある。
【０１０１】
本実施形態に係る圧電振動体１０Ｂは、駆動用圧電素子、第１検出用圧電素子および第２検出用圧電素子の構成が異なる以外、前述した第１実施形態と同様である。
【０１０２】
すなわち、前述した第１実施形態に係る圧電振動体１０は、圧電素子ユニット１１同士が接着剤１２を介して接合されることによって構成されている。これに対し、本実施形態に係る圧電振動体１０Ｂは、このような接合構造ではなく、基板１４同士が単層の圧電体を介して積層された構造になっている点で相違している。
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。
【０１０３】
また、圧電振動体１０Ｂは、その厚さ方向に複数積層されていてもよい。すなわち、本実施形態に係る圧電アクチュエーターは、図１１に示す圧電振動体１０Ｂをその厚さ方向に複数積層してなる積層体（スタック構造）を備えていてもよい。これにより、より大きな駆動力を発生させ得る圧電アクチュエーターが得られる。
【０１０４】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
【０１０５】
図１２は、本発明の第４実施形態に係る圧電アクチュエーターが備える圧電振動体を示す断面図である。
【０１０６】
以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１２において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付してある。
【０１０７】
本実施形態に係る圧電振動体１０Ｃは、駆動用圧電素子、第１検出用圧電素子および第２検出用圧電素子の構成が異なる以外、前述した第３実施形態と同様である。
【０１０８】
すなわち、前述した第３実施形態に係る圧電振動体１０Ｂでは、駆動用圧電体１５２、第１検出用圧電体１８２および第２検出用圧電体１９２が互いに離間している。これに対し、本実施形態に係る圧電振動体１０Ｃは、駆動用圧電体１５２、第１検出用圧電体１８２および第２検出用圧電体１９２が互いに繋がっており、全体として一体になっている。
このような第４実施形態においても、第１〜第３実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０９】
また、この場合、圧電振動体１０Ｃの製造が容易になるとともに、一体になった圧電体の機械的強度を高めることができるので、圧電振動体１０Ｃの信頼性を高めることができる。
【０１１０】
２．ロボットおよびハンド
次に、本発明のロボットおよびハンドの実施形態について説明する。
【０１１１】
図１３は、本発明のロボットの実施形態の概略構成を示す図である。図１４は、図１３に示すロボットが備えるハンドを説明する概略図である。
【０１１２】
図１３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。
【０１１３】
ロボット１０００は、６軸の垂直多関節ロボットであり、基台１１００と、基台１１００に接続されたロボットアーム１２００と、ロボットアーム１２００の先端部に設けられた力検出器（図示せず）とハンド１４００と、を有する。また、ロボット１０００は、ロボットアーム１２００を駆動させる動力を発生させる複数の駆動源（圧電アクチュエーター１を含む駆動源）を有している。
【０１１４】
基台１１００は、ロボット１０００を任意の設置箇所に取り付ける部分である。なお、基台１１００の設置箇所は、特に限定されず、例えば、床、壁、天井、移動可能な台車上などが挙げられる。
【０１１５】
ロボットアーム１２００は、第１アーム１２１０と、第２アーム１２２０と、第３アーム１２３０と、第４アーム１２４０と、第５アーム１２５０と、第６アーム１２６０と、を有し、これらが基端側（基台１１００側）から先端側に向ってこの順に連結されている。第１アーム１２１０は、基台１１００に接続されている。第６アーム１２６０の先端には、例えば、各種部品等を把持するハンド１４００（エンドエフェクター）が着脱可能に取り付けられている。このハンド１４００は、２本の指１４１０を有しており、指１４１０で例えば各種部品等を把持することができる。
【０１１６】
第５アーム１２５０には、第６アーム１２６０を駆動する駆動源として複数の圧電振動体１０が設けられている。また、図示しないが、基台１１００、第１アーム１２１０、第２アーム１２２０、第３アーム１２３０および第４アーム１２４０には、それぞれ、モーターおよび減速機を有する駆動源が設けられている。そして、各駆動源は、図示しない制御装置により制御される。
【０１１７】
図１４に示すように、第５アーム１２５０に設けられた複数の圧電振動体１０は、第５アーム１２５０に対する第６アーム１２６０の回動軸Ｏまわりに周方向に並んで設けられている。そして、この各圧電振動体１０は、第６アーム１２６０の端面に回動軸Ｏまわりの駆動力を与える。これにより、第５アーム１２５０に対して第６アーム１２６０を回動軸Ｏまわりに回動させることができる。
【０１１８】
また、多指ハンドであるハンド１４００にも、複数の圧電振動体１０が各指１４１０に対応して設けられており、この各圧電振動体１０は、指１４１０に回動軸Ｏに接近または離間する方向の駆動力を与える。これにより、２本の指１４１０を接近または離間する方向に移動させることができる。
【０１１９】
以上説明したようなロボット１０００およびハンド１４００によれば、それぞれ、圧電アクチュエーター１を備えるので、圧電アクチュエーター１に付加される力を検出することができる。このため、例えばロボットアーム１２００が停止または駆動されているとき、検出した力に基づいて、圧電アクチュエーター１の駆動力を制御することができる。また、例えばハンド１４００が何らかの物体を把持しているとき、検出した力に基づいて、圧電アクチュエーター１の駆動力を制御することができる。
【０１２０】
３．電子部品搬送装置
次に、本発明の電子部品搬送装置の実施形態について説明する。
【０１２１】
図１５は、本発明の電子部品搬送装置の実施形態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備える電子部品保持部の斜視図である。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。
【０１２２】
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デバイス等が挙げられる。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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圧電アクチュエーター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アクチュエーター１（１ｙ）と、回動部２２３２をＺ軸まわりに回動させるための圧電アクチュエーター１（１θ）と、が内蔵されている。
【０１２５】
以上のような電子部品搬送装置２０００は、圧電アクチュエーター１を備える。このような電子部品搬送装置２０００によれば、圧電アクチュエーター１を備えるので、圧電アクチュエーター１に付加される力を検出することができる。このため、例えば電子部品搬送装置２０００が停止または駆動されているとき、検出した力に基づいて、圧電アクチュエーター１の駆動力を制御することができる。
【０１２６】
４．プリンター
図１７は、本発明のプリンターの実施形態を示す斜視図である。
【０１２７】
図１７に示すプリンター３０００は、インクジェット記録方式のプリンターである。このプリンター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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。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。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３０２３ｂ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３０２３ｂ上で移動させるタイミングベルト３０２３ａと、を有している。
【０１３０】
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（圧電アクチュエーター１）と、を有している。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
以上のようなプリンター３０００は、圧電アクチュエーター１を備える。このようなプリンター３０００によれば、圧電アクチュエーター１を備えるので、圧電アクチュエーター１に付加される力を検出することができる。このため、例えばプリンター３０００が停止または駆動されているとき、検出した力に基づいて、圧電アクチュエーター１の駆動力を制御することができる。
【０１３４】
５．プロジェクター
図１８は、本発明のプロジェクターの実施形態を示す模式図である。
【０１３５】
図１８に示すプロジェクター４０００は、赤色光を出射する光源４１００Ｒと、緑色光を出射する光源４１００Ｇと、青色光を出射する光源４１００Ｂと、レンズアレイ４２００Ｒ、４２００Ｇ、４２００Ｂと、透過型の液晶ライトバルブ（光変調部）４３００Ｒ、４３００Ｇ、４３００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム４４００と、投射レンズ（投射部）４５００と、圧電駆動装置４７００と、を有している。
【０１３６】
光源４１００Ｒ、４１００Ｇ、４１００Ｂから出射された光は、各レンズアレイ４２００Ｒ、４２００Ｇ、４２００Ｂを介して、液晶ライトバルブ４３００Ｒ、４３００Ｇ、４３００Ｂに入射する。各液晶ライトバルブ４３００Ｒ、４３００Ｇ、４３００Ｂは、入射した光をそれぞれ画像情報に応じて変調する。
【０１３７】
各液晶ライトバルブ４３００Ｒ、４３００Ｇ、４３００Ｂによって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム４４００に入射して合成される。クロスダイクロイックプリズム４４００によって合成された光は、投射光学系である投射レンズ４５００に入射する。投射レンズ４５００は、液晶ライトバルブ４３００Ｒ、４３００Ｇ、４３００Ｂによって形成された像を拡大して、スクリーン４６００（表示面）に投射する。これにより、スクリーン４６００上に所望の映像が映し出される。ここで、投射レンズ４５００は、圧電アクチュエーター１を有する圧電駆動装置４７００に支持されており、圧電駆動装置４７００の駆動により位置および姿勢の変更（位置決め）が可能となっている。これにより、スクリーン４６００に投射される映像の形状や大きさ等を調整することができる。
【０１３８】
なお、上述の例では、光変調部として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、液晶以外のライトバルブを用いてもよいし、反射型のライトバルブを用いてもよい。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の液晶ライトバルブや、デジタルマイクロミラーデバイス（Digital Micromirror Device）が挙げられる。また、投射光学系の構成は、使用されるライトバルブの種類によって適宜変更される。また、プロジェクターとしては、光をスクリーン上で走査させることにより、表示面に所望の大きさの画像を表示させる走査型のプロジェクターであってもよい。
【０１３９】
以上のように、プロジェクター４０００は、圧電アクチュエーター１を備える。このようなプロジェクター４０００によれば、圧電アクチュエーター１を備えるので、圧電アクチュエーター１に付加される力を検出することができる。このため、例えばプロジェクター４０００が停止または駆動されているとき、検出した力に基づいて、圧電アクチュエーター１の駆動力を制御することができる。
【０１４０】
以上、本発明の圧電アクチュエーター、圧電駆動装置、ハンド、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。
【０１４１】
また、前述した実施形態では、圧電アクチュエーターを圧電駆動装置（圧電モーター）、ハンド、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、圧電アクチュエーターは、これら以外の各種電子デバイスにも適用することができる。
【符号の説明】
【０１４２】
１…圧電アクチュエーター、１ｘ…圧電アクチュエーター、１ｙ…圧電アクチュエーター、１θ…圧電アクチュエーター、１０…圧電振動体、１０’…圧電振動体、１０Ａ…圧電振動体、１０Ｂ…圧電振動体、１０Ｃ…圧電振動体、１１…圧電素子ユニット、１２…接着層、１３…凸部材、１４…基板、１５…駆動用圧電素子、１５ａ…駆動用圧電素子、１５ｂ…駆動用圧電素子、１５ｃ…駆動用圧電素子、１５ｄ…駆動用圧電素子、１５ｅ…駆動用圧電素子、１６…保護層、１８…第１検出用圧電素子、１９…第２検出用圧電素子、２０…駆動回路、３０…検出回路、４０…制御部、５０…ローター、５１…被駆動部、１００…圧電モーター、１４１…駆動部、１４２…固定部、１４３ａ…接続部、１４３ｂ…接続部、１５１…駆動用共通電極、１５２…駆動用圧電体、１５３…駆動用個別電極、１５３ａ…駆動用個別電極、１５３ｂ…駆動用個別電極、１５３ｃ…駆動用個別電極、１５３ｄ…駆動用個別電極、１５３ｅ…駆動用個別電極、１８１…第１検出用電極、１８２…第１検出用圧電体、１８３…第１検出用電極、１８５…第１検出信号、１８６…第１検出信号、１９１…第２検出用電極、１９２…第２検出用圧電体、１９３…第２検出用電極、１９５…第２検出信号、１９６…第２検出信号、２００…差分、２０１…差分、２０２…和、１０００…ロボット、１１００…基台、１２００…ロボットアーム、１２１０…第１アーム、１２２０…第２アーム、１２３０…第３アーム、１２４０…第４アーム、１２５０…第５アーム、１２６０…第６アーム、１４００…ハンド、１４１０…指、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…タイミングベルト、３０２３ｂ…キャリッジガイド軸、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、４１００Ｂ…光源、４１００Ｇ…光源、４１００Ｒ…光源、４２００Ｂ…レンズアレイ、４２００Ｇ…レンズアレイ、４２００Ｒ…レンズアレイ、４３００Ｂ…液晶ライトバルブ、４３００Ｇ…液晶ライトバルブ、４３００Ｒ…液晶ライトバルブ、４４００…クロスダイクロイックプリズム、４５００…投射レンズ、４６００…スクリーン、４７００…圧電駆動装置、Ｆ１…力、Ｆ２…力、Ｌ１…線分、Ｌ２…垂直二等分線、Ｏ…回動軸、Ｐ…記録用紙、Ｑ…電子部品、ａ…矢印、ｂ…矢印、ｃ…矢印
【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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