(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械変換素子と、
前記電気機械変換素子の一端に固定された軸状の駆動部材と、
前記駆動部材に摩擦係合する可動部材と、
前記電気機械変換素子に周期的な駆動電圧を印加する駆動回路とからなり、
前記駆動電圧によって前記電気機械変換素子を伸縮させて前記駆動部材を軸方向に振動させることで前記可動部材を前記駆動部材に対して前記軸方向に相対移動させる駆動装置であって、
前記駆動電圧は、該駆動電圧と等しい周期を有する基本正弦波と高調波とからなり、
前記可動部材が前記電気機械変換素子に近いほど前記高調波の振幅を大きくすることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
電気機械変換素子と、
前記電気機械変換素子の一端に固定された軸状の駆動部材と、
前記駆動部材に摩擦係合する可動部材と、
前記電気機械変換素子に周期的な駆動電圧を印加する駆動回路とからなり、
前記駆動電圧によって前記電気機械変換素子を伸縮させて前記駆動部材を軸方向に振動させることで前記可動部材を前記駆動部材に対して前記軸方向に相対移動させる駆動装置であって、
前記駆動電圧は、矩形波であって、
前記可動部材が前記電気機械変換素子から最も近い位置にあるときは、前記デューティ比を約０．３または約０．７とし、
前記可動部材が前記電気機械変換素子から離れるにつれ、前記デューティ比を約０．３または約０．７から高くすることあるいは低くすることを特徴とする駆動装置。
【請求項３】
電気機械変換素子と、
前記電気機械変換素子の一端に固定された軸状の駆動部材と、
前記駆動部材に摩擦係合する可動部材と、
前記電気機械変換素子に周期的な駆動電圧を印加する駆動回路とからなり、
前記駆動電圧によって前記電気機械変換素子を伸縮させて前記駆動部材を軸方向に振動させることで前記可動部材を前記駆動部材に対して前記軸方向に相対移動させる駆動装置であって、
前記駆動電圧は、矩形波であって、
前記可動部材が前記電気機械変換素子に近いほど前記矩形波の振幅を大きくすることを特徴とする駆動装置。
【請求項４】
情報記録媒体と、
前記情報記録媒体に情報を読み書きする情報記録再生ヘッドと、
前記情報記録再生ヘッドを前記情報記録媒体に対して位置決めする位置決め機構とを有し、
前記位置決め機構は、請求項１から３のいずれかに記載の駆動装置からなることを特徴とする情報記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機械変換素子を用いた駆動装置および電気機械変換素子を用いた駆動装置を使用する情報記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機械変換素子（例えば圧電素子）に周期的な駆動電圧を与えて、電気機械変換素子に一端を固定した駆動部材を前後に不均等な速度で振動させ、該駆動部材に摩擦係合する可動部材を一方向に摺動させることで位置決めを行う駆動装置が特許文献１および２に記載されている。また、そのような駆動装置を情報記録再生ヘッドの位置決め機構に使用したＣＤやＤＶＤなどのディスク型情報記録装置が特許文献３および４に記載されている。
【特許文献１】特開２０００−３５０４８２号公報
【特許文献２】特開２００１−２１１６６９号公報
【特許文献３】特開２００３−１９９３７４号公報
【特許文献４】特開２００３−２０３４４０号公報
【０００３】
図８は、従来の駆動装置３１の動作原理を示す。駆動装置３１は一端に電気機械変換素子３２が固定された駆動部材３３に可動部材３４が摩擦係合しており、電気機械変換素子３２は、支持部材３５に固定されている。電気機械変換素子３２に駆動電圧を印加すると電気機械変換素子３２は、印加した駆動電圧にしたがって伸縮する。図８（Ａ）の状態から電気機械変換素子３２をゆっくりと伸長させると、駆動部材３３は、可動部材３４を摩擦係合させたままゆっくりと繰出され、図８（Ｂ）のように、可動部材３４は絶対位置が移動する。この状態から、電気機械変換素子３２を急峻に収縮させると、駆動部材３３が素早く引き戻されるので、図８（Ｃ）のように、可動部材３４がその場に取り残されて、駆動部材３３に対して相対的に移動する。図９は、可動部材３４を移動させるための理想的な駆動部材３３の軸変位の波形を示す。点Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ図８（Ａ），６（Ｂ），６（Ｃ）に対応しており、駆動部材３３は、このように一定の速度で繰出されて逆方向に一瞬で引き戻される鋸波状の軸変位が与えられることが好ましい。
【０００４】
図１０は、駆動装置３１を動作させるために電気機械変換素子３２に駆動電圧を印加するための駆動回路３６である。駆動回路３６は、電圧Ｅ（Ｖ）の電源と、２つのＰチャネルＦＥＴ３７，３８と、２つのＮチャネルＦＥＴ３９，４０と、各ＦＥＴ３７〜４０をスイッチングするＣＰＵ４１とからなっている。ＣＰＵ４１は、ＦＥＴ３７およびＦＥＴ４０と、ＦＥＴ３８およびＦＥＴ３９とのゲート電圧を交互にスイッチングして電気機械変換素子３２に＋Ｅ（Ｖ）と−Ｅ（Ｖ）とを交互に印加して矩形波の駆動電圧を与えるようになっており、スイッチングの回数（パルス数）をカウントすることで可動部材３４の位置を特定できる。特許文献２に記載されているように、矩形波の周波数は電気機械変換素子３２の共振周波数の０．７倍で、デューティ比は、可動部材３４を繰出し方向に移動させる場合は０．３、引戻し方向に移動させる場合は０．７とすることが好ましい。デューティ比０．３の矩形波は、フーリエ変換して基本波正弦波ｅ１および倍調波（２次の高調波）ｅ２を以下のようにそれぞれ表すことができる。３次以上の高調波は、駆動部材３３の変位にほとんど影響しないので省略する。
【０００５】
【数１】
0004664004.tif 000002
【数２】
0004664004.tif 000003
【０００６】
駆動装置３１の軸変位の伝達特性は、駆動部材３３が完全な剛体であれば、特許文献２に記述されているように、共振周波数を１つ有するものとなる。しかし、実際の駆動部材３３は弾性を有しており、可動部材３４が係合している点の軸変位は、図１１に示すような２次の振動モデルで表されるものとなり、伝達特性は２つの共振周波数を有することになる。図１１において、電気機械変換素子３２は、ばね定数ｋ１、減衰係数ｃ１および質量ｍ１で構成され、駆動部材３３は、ばね定数ｋ２、減衰係数ｃ２および質量ｍ２で構成されている。ここで、ばね定数ｋ２および減衰係数ｃ２は、可動部材３４が駆動部材３３に摩擦係合している位置によって値が変化することに注意が必要である。
【０００７】
図１２は、図８の駆動部材３３のａ点の軸変位の正弦波電圧に対する利得（振幅の直流での変位に対する比）および正弦波電圧に対する位相の伝達特性を実線で示し、ｂ点の伝達特性を点線で示している。ｂ点、つまり、可動部材３４の係合位置が電気機械変換素子３２に近くなると駆動部材３３の特性が剛体に近くなるので２次共振点の利得が低くなる。また、周波数が高いと利得が小さく、３次以上の高調波が軸変位にほとんど寄与しないことが分かる。１次共振周波数をｆ１、２次共振周波数をｆ２、ｆ１の０．７倍の駆動周波数をｆ１ｄ、ｆ１ｄの２倍の周波数をｆｄ２とすると、ａ点でのｆ１ｄに対する利得はＧ１、位相はθ１であり、ｆ２ｄに対する利得はＧ２、位相はθ２である。一方、ｂ点での周波数ｆ１ｄの正弦波に対する利得および位相はＧ１およびθ１とほぼ等しく、周波数ｆ２ｄの正弦波に対する利得はＧ２より小さいＧ２’、位相はθ２より遅れたθ２’である。
【０００８】
Ｅ＝３Ｖのときのｅ１およびｅ２に対するａ点の軸変位の基本周波数成分ｘ１および倍調波成分ｘ２と、ｂ点の軸変位の基本周波数成分ｘ１’および倍調波成分ｘ２’とは、Ｇ１＝−１４４ｄＢ、Ｇ２＝−１５０ｄＢ、Ｇ２’＝−１６０ｄＢ、θ１＝−２０°、θ２＝−１３０°、θ２’＝−１４０°とすると以下の式で表される。
【０００９】
【数３】
0004664004.tif 000004
【数４】
0004664004.tif 000005
【数５】
0004664004.tif 000006
【００１０】
図１３に示すように、駆動部材３３のａ点の軸変位の波形は、一点鎖線で示す基本正弦波による軸変位ｘ１と、破線で示す倍調波による軸変位ｘ２とを加算した、実線で示す合成波形となり、ｂ点の軸変位は、図１４に同様に示すように、ｘ１’とｘ２’とを加算した合成波形となる。ａ点の軸変位は、図１３に示すように、緩やかに繰出してから急峻に引戻す鋸波状の波形となっており、図９に示した理想的な波形に近く、可動部材３４を効果的に移動させられる。一方、ｂ点の軸変位は、図１４に示すように、正弦波に近い波形となり、繰出し方向と引戻し方向の変化率がほとんど同じなので可動部材３４を効率的に移動させられない。つまり、従来の駆動装置３１は、可動部材３４の位置によって、駆動電圧の１周期あたりの可動部材３４の移動量が変化してしまう。
【００１１】
上述したように、可動部材３４の位置によってその移動量が変化する駆動装置３１をディスク型情報記録装置の記録再生ヘッドの位置決め機構に使用すると、ＣＰＵ４１がＦＥＴ２７〜３０をスイッチングした回数に比例して可動部材３４が移動せず、トラッキングエラーを引き起こすことがあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、本発明は、可動部材の駆動部材に対する位置にかかわらず、可動部材の移動量が一定で位置決め精度が高い駆動装置、および、ヘッドの位置決め精度が高い情報記録装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明による駆動装置の第１の態様は、電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の一端に固定された軸状の駆動部材と、前記駆動部材に摩擦係合する可動部材と、前記電気機械変換素子に周期的な駆動電圧を印加する駆動回路とからなり、前記駆動電圧によって前記電気機械変換素子を伸縮させて前記駆動部材を軸方向に振動させることで前記可動部材を前記駆動部材に対して前記軸方向に相対移動させる駆動装置であって、前記駆動電圧は、該駆動電圧と等しい周期を有する基本正弦波と高調波とからなり、前記可動部材が前記電気機械変換素子に近いほど前記高調波の振幅を大きくするものとする。
【００１６】
この構成よれば、駆動電圧の高調波成分を変化させることで、高調波成分に対する利得の変化にかかわらず、駆動電圧１周期あたりの可動部材の移動量を一定にできる。特に、高調波成分の振幅を変化させれば駆動部材の軸変位の波形をほぼ一定にできるので、可動部材の高い位置決め精度が得られる。
【００１７】
また、本発明による駆動装置の第２の態様は、電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の一端に固定された軸状の駆動部材と、前記駆動部材に摩擦係合する可動部材と、前記電気機械変換素子に周期的な駆動電圧を印加する駆動回路とからなり、前記駆動電圧によって前記電気機械変換素子を伸縮させて前記駆動部材を軸方向に振動させることで前記可動部材を前記駆動部材に対して前記軸方向に相対移動させる駆動装置であって、前記駆動電圧は、矩形波であって、前記可動部材が前記電気機械変換素子から最も近い位置にあるときは、前記デューティ比を約０．３または約０．７とし、前記可動部材が前記電気機械変換素子から離れるにつれ、前記デューティ比を約０．３または約０．７から高くすることあるいは低くするものとする。
【００１８】
この構成よれば、駆動電圧のデューティ比を変化させることで駆動電圧１周期あたりの可動部材の移動量が一定となるので高い位置決め精度が得られる。中でも、可動部材が最も電気機械変換素子に近いときに移動量の利得が最低になるので、このときのデューティ比を約０．３または約０．７にして移動量を最大化することで、全体として可動部材の移動量を大きくできる。
【００１９】
また、本発明による駆動装置の第３の態様は、電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の一端に固定された軸状の駆動部材と、前記駆動部材に摩擦係合する可動部材と、前記電気機械変換素子に周期的な駆動電圧を印加する駆動回路とからなり、前記駆動電圧によって前記電気機械変換素子を伸縮させて前記駆動部材を軸方向に振動させることで前記可動部材を前記駆動部材に対して前記軸方向に相対移動させる駆動装置であって、前記駆動電圧は、矩形波であって、前記可動部材が前記電気機械変換素子に近いほど前記矩形波の振幅を大きくするものとする。
【００２０】
この構成よっても、駆動電圧１周期あたりの可動部材の移動量を一定にできるので高い位置決め精度が得られる。
【００２１】
本発明による情報記録装置は、情報記録媒体と、前記情報記録媒体に情報を読み書きする情報記録再生ヘッドと、前記情報記録再生ヘッドを前記情報記録媒体に対して位置決めする位置決め機構とを有し、前記位置決め機構は、前記のいずれかの駆動装置からなるものとする。
【００２２】
この構成よれば、駆動電圧１周期あたりの移動量が一定で位置決め精度の高い駆動装置で情報記録再生ヘッドの位置決めを行うため、情報記録再生ヘッドの位置決め精度が高くトラッキングエラーが起こらない。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、可動部材の駆動部材に対する位置にかかわらず、駆動電圧１周期あたりの可動部材の移動量が一定で位置決め精度が高い駆動装置、および、そのような駆動装置を用いることでヘッドの位置決め精度が高い情報記録装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、本発明の第１実施形態の駆動装置１の概要を示す。駆動装置１はアクチュエータ２とアクチュエータ２を駆動するための駆動電圧を出力する駆動回路３とからなっている。駆動回路３は、ＣＰＵ４と、波形整形回路５および６と、可変利得増幅回路７と、加算回路８と増幅回路９とからなっており、アクチュエータ２の電気機械変換素子（例えば圧電素子）１０に電圧を出力するようになっている。電気機械変換素子１０は、一端に、可動部材１１が摩擦係合する駆動部材１２が固定され、他端が支持部材１３に固定されている。
【００２５】
ＣＰＵ４は、基本周波数ｆｄ１（Ｈｚ）の矩形波Ｖｄ１（デューティー比０．５）と、基本周波数ｆｄ１（Ｈｚ）の倍の周波数ｆｄ２（Ｈｚ）を有し矩形波Ｖｄ１より９０°位相が遅れた矩形波Ｖｄ２（デューティ比０．５）とを出力し、波形整形回路５と波形整形回路６とにそれぞれ入力する。波形整形回路５および６は、矩形波を正弦波に変換する回路であり、矩形波Ｖｄ１およびＶｄ２を基本周波数ｆｄ１（Ｈｚ）の基本正弦波Ｅｄ１および倍周波数ｆｄ２（Ｈｚ）の、基本正弦波Ｅｄ１より９０°位相が遅れた倍調波（２次の高調波）Ｅｄ２にそれぞれ変換して出力する。倍調波Ｅｄ２は、可変利得増幅回路７に入力されてｓ倍に増幅されるが、その増幅率ｓは、ＣＰＵ４から出力されるコントロール信号ｓｃによって定められる。基本正弦波Ｅｄ１と増幅された倍調波Ｅｄ２とは加算回路８で足し合わされてから増幅回路９でさらに増幅されてアクチュエータ２の電気機械変換素子１０に入力されるようになっている。
【００２６】
可変利得増幅回路７における倍調波Ｅｄ２の増幅率ｓがｓ＝１のとき、正弦波Ｅｄ１および倍調波Ｅｄ２は、デューティ比０．７の矩形波をフーリエ変換したときの基本正弦波ｅ１および２次の高調波（倍調波）ｅ２の波形に一致するようになっている。駆動部材１２のａ点の基本周波数ｆｄ１における利得Ｇ１および位相θ１がそれぞれＧ１＝−１４４ｄＢ，θ１＝−２０°、倍調波ｆｄ２における利得Ｇ２および位相θ２がそれぞれＧ２＝−１５０ｄＢ，θ２＝−１３０°、駆動部材１２のｂ点の基本周波数ｆｄ１における利得Ｇ１’および位相θ１’がそれぞれＧ１’＝Ｇ１，θ１’＝θ１、倍調波ｆｄ２における利得Ｇ２’および位相θ２’がＧ２’＝−１６０ｄＢ，θ２’＝−１４０°であるとき、基本周波数ｆｄ１の正弦波および倍周波数ｆｄ２の正弦波に対する駆動部材１２のａ点の軸変位をｘ１およびｘ２とし、基本周波数ｆｄ１および倍周波数ｆｄ２における駆動部材１２のｂ点の軸変位をｘ１’およびｘ２’とすると、ｘ１，ｘ１’，ｘ２およびｘ２’は以下の式で表される。
【００２７】
【数６】
0004664004.tif 000007
【数７】
0004664004.tif 000008
【数８】
0004664004.tif 000009
【００２８】
このとき、駆動部材１２のａ点の軸変位は、ｘ１とｘ２とを加算した合成波形となり、ｂ点の軸変位は、ｘ１’とｘ２’とを加算した合成波形となる。
【００２９】
図２は、ｓ＝１のときの駆動部材１２のａ点の軸変位の波形を示す。ここで、基本正弦波Ｅｄ１による基本周波数ｆｄ１（Ｈｚ）の軸変位成分ｘ１が一点鎖線で示され、倍調波Ｅｄ２による基本周波数ｆｄ１の倍の周波数ｆｄ２（Ｈｚ）の軸変位成分ｘ２が破線で示されており、実線が、ｘ１とｘ２とを加算した合成波として表されるａ点の軸変位を示す。この場合の軸変位は、電気機械変換素子１０に従来の矩形波の駆動電圧を印加したときの波形に一致し、ほぼ理想的な鋸波となっている。
【００３０】
図３は、同じくｓ＝１のときの駆動部材１２のｂ点の軸変位の波形を実線で、基本正弦波Ｅｄ１による基本周波数ｆｄ１（Ｈｚ）の軸変位成分ｘ１を一点鎖線で、周波数ｆｄ２（Ｈｚ）の軸変位成分ｘ２を破線でそれぞれ示す。この場合のｂ点の軸変位は、従来の矩形波の駆動電圧を印加したときと同様に、２次共振点の利得低下によってｘ２の振幅が小さいので、合成波形が基本周波数ｆｄ１（Ｈｚ）の正弦波に近い波形になってしまっている。このため、繰出し方向と引戻し方向の変化率がほとんど同じなので、基本正弦波Ｅｄ１の１周期あたりの可動部材１２の移動量が小さくなってしまう。よって、増幅率を不変とすると位置決め精度が悪くなってしまう。
【００３１】
図４は、ｓ＝１０ｄＢ（Ｇ２−Ｇ２’）としたときの駆動部材１２のｂ点の軸変位の波形を図３と同様にｘ１’およびｘ２’とともに示す。この場合、基本正弦波Ｅｄ１による軸変位ｘ１’はａ点における軸変位ｘ１と同じであり、倍調波Ｅｄ２による軸変位ｘ２’はａ点における軸変位ｘ２と振幅が同じで、軸変位ｘ２よりも位相がわずかに１０°遅れているだけである。これら２つの軸変位成分ｘ１，ｘ２を加算した実線で示す合成波は、図２のａ点における軸変位とほとんど変わらない波形になっている。
【００３２】
本実施形態では、倍調波Ｅｄ２の増幅率ｓを、常に、ａ点における周波数ｆｄ２の倍調波Ｅｄ２に対する軸変位の利得Ｇ２と、可動部材１１が摩擦係合している点における周波数ｆｄ２に対する軸変位の利得との差となるようにコントロール信号ｓｃを変化させる。これによって、電気機械変換素子１０に印加される駆動電圧の２次の高調波成分は、可動部材１１が電気変換素子１０に近いほど振幅が大きくなる。これにより、倍調波による軸変位成分の振幅が一定となり、倍調波による軸変位成分の位相は大きく変化しないので、基本正弦波Ｅｄ１による軸変位との合成波形は、可動部材１１の位置が変わってもほとんど変化しない。その結果、矩形波Ｖｄ１の１周期あたりの可動部材１１の移動量は、可動部材１１の位置にかかわらず一定となる。
【００３３】
本実施形態において、可動部材１１の移動距離は、ＣＰＵ４が出力した矩形波（パルス）Ｖｄ１の数に比例するため、ＣＰＵ４は、矩形波Ｖｄ１の数をカウントすることで可動部材１１の位置を特定して、増幅率ｓを一義的に定めることができる。このため、駆動装置１は、駆動電圧１周期あたりの可動部材１１の駆動部材１２に対する移動量が可動部材１１の位置によって変化しないように一定にできるので位置決め精度が高い。
【００３４】
本実施形態の駆動装置１は、ＣＤやＤＶＤまたはハードディスク装置などのディスク型情報記録装置において、情報記録媒体に情報を読み書きする情報記録再生ヘッドの位置決め機構に適用できる。駆動装置１は、情報記録再生ヘッドを取付けた可動部材１１が、ＣＰＵ４が出力したパルスの数に比例して駆動部材１２上を移動して、目的とする記憶媒体のトラック上に情報記録再生ヘッドを正確に位置決めできるので、情報記録装置はトラッキングエラーを起こし難い。
【００３５】
また、本実施形態において、さらに、可動部材１１の位置に応じて矩形波Ｖｄ２の位相を変化させると、駆動部剤１２の可動部材１１が係合している点の変位が、可動部材１１が係合している位置によらず、ほぼ一定にすることができる。Ｖｄ２の位相をΔθだけ進ませたときのａ点およびｂ点の軸変位の倍調波成分ｘ２およびｘ２’は、以下の式で表される。
【数９】
0004664004.tif 000010
【数１０】
0004664004.tif 000011
【００３６】
ｓ＝１０ｄＢ（Ｇ２−Ｇ２’）、Δθ＝１０°（θ２−θ２’）のときのｂ点の軸変位の倍長波成分ｘ２’は、ｓ＝０ｄｂ、Δθ＝０°のときのａ点の軸変位の倍長波成分ｘ２と完全に一致していることがわかる。ａ点およびｂ点の軸変位の基本周波数成分ｘ１およびｘ１’は同じ波形であるから、ｂ点における可動部材１１の軸変位の波形（ｘ１’とｘ２’との合成波形）は、ａ点における可動部材１１の軸変位の波形（ｘ１とｘ２との合成波形）と完全に一致している。このため、可動部材１１の駆動部材１２に対する相対位置によらず移動量が一定となるので、駆動装置１は、可動部材１１の位置決め精度が高い。また、本実施形態では、可動部材１１の位置によって倍調波の振幅を変化させているが、倍調波の位相のみを変化させて可動部材１１の移動速度を一定に保つことも可能である。
【００３７】
次に、本発明の第２実施形態について説明するが、アクチュエータ２は第１実施形態のものと同一であるので説明を省略する。従来と同じく矩形波を駆動電圧とする駆動装置を使用して、可動部材１１を繰出し方向に移動させる場合、可動部材１１が電気機械変換素子１０に最も近いｂ点にあるときに、デューティ比を０．３（引戻し方向の場合は０．７）とし、可動部材１１が電気機械変換素子１０から遠くなるほど大きく（引戻し方向では電気機械変換素子１０から遠くなるほど小さく）する。
【００３８】
これは、ａ点およびｂ点において、駆動電圧波形のデューティ比と可動部材１１の移動量は、図５に示すような関係にあるため、この特性を利用して可動部材１１の１周期あたりの移動量を一定に保つものである。つまり、駆動部材１２の軸変位の高調波成分の利得が小さくなり可動部材１１の移動量が最も小さくなるｂ点において可動部材１１の移動量が極大となるデューティ比０．３を選択し、可動部材１１がｂ点から離れるに従いデューティ比を０．３から増加または減少させてゆき、可動部材１１の移動速度が上昇しないようにするのである。図５に示す条件において、波形が鋸波に近く可動部材１１の移動量が最も大きくなるａ点において、移動量がｂ点における移動量の極大値と等しくなるためには、デューティ比が繰り出し方向の場合は０．３６、引戻し方向の場合は０．６４であればよい。このように、デューティ比を変化させることで、可動部材１１の移動速度が一定となり、高い位置決め精度が得られる。
【００３９】
本実施形態では、可動部材１１が電気機械変換素子１０から最も遠いａ点にあるときにデューティ比を０．３６（引戻し方向の場合は０．６４）となるようにしたが、可動部材１１が電気機械変換素子１０から最も遠いａ点にあるときにデューティ比を０．２４（引戻し方向の場合は０．７６）としてもよい。また、可動部材１１が電気機械変換素子１０に最も近いｂ点にあるときに、移動量が最大になるデューティ比（繰出し方向で０．３、引戻し方向で０．７）とし、可動部材１１が電気機械変換素子１０から遠くなるほど繰出し方向および引戻し方向のいずれの場合もデューティ比が大きくなるようにしてもよく、あるいは、いずれの場合も小さくなるようにしてもよい。
【００４０】
次に、図６に本発明の第３実施形態の駆動装置２１を示す。本実施形態において、アクチュエータ２は第１実施形態のものと同一であるので説明を省略する。駆動装置２１の駆動回路２２は、ＣＰＵ２３とローパスフィルタ２４とオペアンプ２５とコンデンサ２６と、４つのＦＥＴ２７〜３０とで構成されている。ＦＥＴ２７〜３０は、ＣＰＵ２３によってスイッチングされ、電気機械変換素子１０のいずれか一端を電位Ｅｖ（Ｖ）の点ｓに接続して他端を接地することで、電気機械変換素子１０に±Ｅｖ（Ｖ）の矩形波状の駆動電圧を印加する公知のブリッジ回路である。点ｓの電位Ｅｖは、ＣＰＵ２３が出力する電圧信号ｓｖをオペアンプ２５で増幅することで得られ、ローパスフィルタ２４とコンデンサ２６は、電位Ｅｖを安定化させるためのものである。
【００４１】
以上の構成による駆動装置２１において、ＣＰＵ２３は、ＦＥＴ２７〜３０をスイッチングした回数をカウントして可動部材１１の位置を算出し、可動部材１１が電気機械変換素子１０に近いほど高い電圧信号ｓｖを出力する。そして電圧信号をオペアンプ２５で増幅した電圧ＥｖがＦＥＴ２７〜３０によってスイッチングされて、振幅２Ｅｖの矩形波状の駆動電圧として電気機械変換素子１０に印加される。
【００４２】
図７に、アクチュエータ２に矩形波状の駆動電圧を印加したときの可動部材１１の、ａ点およびｂ点における移動速度と駆動電圧の振幅との関係を示す。可動部材の移動速度は駆動電圧に対してほぼ線形に変化している。可動部材１１がａ点において駆動電圧の振幅（２Ｅｖ）がＥａであるときに移動速度がＶａであるとすると、可動部材１１がｂ点にあるときは、駆動電圧の振幅（２Ｅｖ）がＥａよりも大きいＥｂであるときに可動部材１１の速度が同じＶａになる。このため、可動部材１１が電気機械変換素子１０に近いほど電源電圧Ｅｖを高くすることで、駆動電圧の振幅を大きくして可動部材１１の移動量が位置によって変化しないようにできるので、駆動装置２１は、高い位置決め精度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態の駆動装置の概略図。
【図２】図１の駆動装置のｓ＝１の場合のａ点の軸変位波形。
【図３】図１の駆動装置のｓ＝１の場合のｂ点の軸変位波形。
【図４】図１の駆動装置のｓ＝１０ｄＢの場合のｂ点の軸変位波形。
【図５】矩形波駆動電圧のデューティ比と可動部材の移動量の関係を示すグラフ。
【図６】本発明の第３実施形態の駆動装置の概略図。
【図７】図６の移動体のａ点およびｂ点における移動速度と駆動電圧振幅の関係を示すグラフ。
【図８】従来の駆動装置の動作原理図。
【図９】図８の駆動装置の駆動部材の理想的な軸変位波形。
【図１０】図８の駆動装置の駆動回路図。
【図１１】図８の駆動装置の振動モデル。
【図１２】図８の駆動装置の正弦波電圧に対する軸変位の伝達特性を示すグラフ。
【図１３】図８の駆動装置のａ点の軸変位波形。
【図１４】図８の駆動装置のｂ点の軸変位波形。
【符号の説明】
【００４４】
１  駆動装置
３  駆動回路
１０  電気機械変換素子
１１  可動部材
１２  駆動部材
２１  駆動装置
２２  駆動回路
Ｅｄ１  基本正弦波
Ｅｄ２  倍調波（２次の高調波）
【図１】
0004664004.tif 000012
【図２】
0004664004.tif 000013
【図３】
0004664004.tif 000014
【図４】
0004664004.tif 000015
【図５】
0004664004.tif 000016
【図６】
0004664004.tif 000017
【図７】
0004664004.tif 000018
【図８】
0004664004.tif 000019
【図９】
0004664004.tif 000020
【図１０】
0004664004.tif 000021
【図１１】
0004664004.tif 000022
【図１２】
0004664004.tif 000023
【図１３】
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【図１４】
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