(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、
上記固定子に対して移動可能に配置された移動子と、
上記移動子に取り付けられ移動子が移動するための駆動力を発揮する超音波モータと、
上記超音波モータの反移動子側端に取り付けられた振動子と、
を具備し、
上記移動子は剛性体であり、
上記超音波モータはＺ軸方向の変形を発生させる厚み縦効果圧電素子対と上記Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向の滑りを発生させる厚み滑り効果圧電素子対と上記Ｚ軸方向とＸ軸方向に直交するＹ軸方向の滑りを発生させる厚み滑り効果圧電素子対とから積層構成され、又は、上記超音波モータはＺ軸方向の変形を発生させる厚み縦効果圧電素子対と上記Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向への駆動力を発生させる厚み縦効果圧電素子対と上記Ｚ軸方向とＸ軸方向に直交するＹ軸方向への駆動力を発生させる厚み縦効果圧電素子対とから積層構成され、単独で任意の方向に駆動可能なものであり、
上記厚み縦効果圧電素子対と上記厚み滑り効果圧電素子対を同時に変形させることにより、又は、上記複数の厚み縦効果圧電素子対を同時に変形させることによって上記振動子を介して任意の方向に沿った楕円運動を出力させ、その楕円運動により発生する推力によって上記移動子をＸ・Ｙ二次元平面内にて上記任意の方向に移動させるようにしたものであることを特徴とするステージ。
【請求項２】
請求項１記載のステージにおいて、
上記超音波モータは少なくとも３個取り付けられていることを特徴とするステージ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のステージにおいて、
上記超音波モータは厚み縦効果圧電素子及び少なくとも２枚の厚み滑り効果圧電素子を積層させたものであり、上記少なくとも２枚の厚み滑り効果圧電素子の分極方向を直交又は任意の角度で交差する方向とし、それによって、Ｘ・Ｙ二次元平面内にて任意の方向に移動可能なものであることを特徴とするステージ。
【請求項４】
請求項１又は請求項２記載のステージにおいて、
上記超音波モータは厚み縦効果圧電素子及び少なくとも２枚の厚み滑り効果圧電素子を積層させたものであり、上記少なくとも２枚の厚み滑り効果圧電素子の電極方向を直交又は任意の角度で交差する方向とし、それによって、Ｘ・Ｙ二次元平面内にて任意の方向に移動可能なものであることを特徴とするステージ。
【請求項５】
請求項１又は請求項２記載のステージにおいて、
上記超音波モータは少なくとも２枚の厚み縦効果圧電素子を積層させて備えており、上記少なくとも２枚の厚み縦効果圧電素子内において分極が分割され相反していて該分極の分割を直交又は任意の角度で交差する方向とし、それによって、Ｘ・Ｙ二次元平面内にて任意の方向に移動可能なものであることを特徴とするステージ。
【請求項６】
請求項１又は請求項２記載のステージにおいて、
上記超音波モータは少なくとも２枚の厚み縦効果圧電素子を積層させて備えており、上記少なくとも２枚の厚み縦効果圧電素子内において電極が分割され相反していて該電極の分割を直交又は任意の角度で交差する方向とし、それによって、Ｘ・Ｙ二次元平面内にて任意の方向に移動可能なものであることを特徴とするステージ。
【請求項７】
請求項１又は請求項２記載のステージにおいて、
上記超音波モータは厚み縦効果圧電素子を積層させたものであり、厚み縦効果圧電素子内において電極が分割され異なる電圧が印加され、異なる電圧が印加される電極対が２組以上あり、それによって、Ｘ・Ｙ二次元平面内にて任意の方向に移動可能なものであることを特徴とするステージ。
【請求項８】
請求項１又は請求項２記載のステージにおいて、
上記超音波モータは厚み縦効果圧電素子と厚み滑り効果圧電素子を積層させたものであり、厚み縦効果圧電素子内において電極が分割され異なる電圧が印加され、異なる電圧が印加される電極対が２組以上あり、それによって、Ｘ・Ｙ二次元平面内にて任意の方向に移動可能なものであることを特徴とするステージ。
【請求項９】
請求項１〜請求項８の何れかに記載のステージにおいて、上記超音波モータは単独で制御可能なものであることを特徴とするステージ。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９の何れかに記載のステージにおいて、
上記超音波モータは振動子を突起状に備えていて、該振動子は円柱形状又は球面形状をなしていることを特徴とするステージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明はステージに係り、特に、小型化、構成の簡略化を図ることができるように工夫したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高い精度で位置決めを行うステージとして、いわゆる「超音波モータ」を使用したものがある。そのようなものとして、例えば、特開２０００−５８２６９号公報に示すようなものがある。ここに開示されているステージは、超音波モータを使用した第１ステージ（Ｘ軸方向ステージ）の上に別の超音波モータを使用した第２ステージ（Ｙ軸方向ステージ）を積層させて構成されたものである。
【０００３】
ところが、このような構成では、超音波モータを使用した別々のステージを積層させているために、ステージ全体としての高さが高くなってしまうと共に、全体として装置が大型化してしまって構成が複雑化してしまうという問題があった。
【０００４】
そこで、この種の問題を解決するものとして、例えば、特開平８−２３６８６号公報、特開平１１−２３５０６３号公報に示されているようなステージが提案されている。
まず、特開平８−２３６８６号公報に記載されているステージは、弾性体に４個の圧電素子を取り付けると共に、弾性体の４箇所に駆動力取出部を設け、上記４個の圧電素子に適宜所定の電圧を印加することにより、Ｘ軸方向又はＹ軸方向への駆動力を出力させ、それによって、移動子をＸ軸方向又はＹ軸方向に移動させようとするものである。
【０００５】
又、特開平１１−２３５０６３号公報に記載されているステージは、固定側に４個の超音波モータを配置すると共に、これら４個の超音波モータの上に移動板を載置し、上記４個の超音波モータを適宜制御することにより、移動板をＸ軸方向又はＹ軸方向に移動させようとするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成によると次のような問題があった。
まず、特開平８−２３６８６号公報、特開平１１−２３５０６３号公報の何れに記載されたステージの場合も、基本的には固定側に超音波モータを設置し、そこに設置されている移動子を移動させる構成であり、そのため、移動子の移動範囲は固定側の超音波モータから外れない範囲内に限定されてしまい、それによって移動範囲が狭められてしまうという問題があった。
又、特開平８−２３６８６号公報、特開平１１−２３５０６３号公報の何れに開示されている超音波モータの場合も、それ単体で二次元平面内の任意の方向に移動させることはできるようなものではなく、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動できるにすぎなかった。
これは移動子に回転運動を行わせようとする場合も同様であり、そもそも回転運動が不可能であったり、或いは、専用の超音波モータを必要としてしまうという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、移動範囲を拡大することができ、又、簡単な構成でＸ・Ｙ二次元平面内にて任意の方向に動作を行わせると共に簡単な構成で回転運動を可能にするステージを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するべく本願発明の請求項１によるステージは、固定子と、上記固定子に対して移動可能に配置された移動子と、上記移動子に取り付けられ移動子が移動するための駆動力を発揮する超音波モータと、上記超音波モータの反移動子側端に取り付けられた振動子と、を具備し、上記移動子は剛性体であり、上記超音波モータはＺ軸方向の変形を発生させる厚み縦効果圧電素子対と上記Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向の滑りを発生させる厚み滑り効果圧電素子対と上記Ｚ軸方向とＸ軸方向に直交するＹ軸方向の滑りを発生させる厚み滑り効果圧電素子対とから積層構成され、又は、上記超音波モータはＺ軸方向の変形を発生させる厚み縦効果圧電素子対と上記Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向への駆動力を発生させる厚み縦効果圧電素子対と上記Ｚ軸方向とＸ軸方向に直交するＹ軸方向への駆動力を発生させる厚み縦効果圧電素子対とから積層構成され、単独で任意の方向に駆動可能なものであり、上記厚み縦効果圧電素子対と上記厚み滑り効果圧電素子対を同時に変形させることにより、又は、上記複数の厚み縦効果圧電素子対を同時に変形させることによって上記振動子を介して任意の方向に沿った楕円運動を出力させ、その楕円運動により発生する推力によって上記移動子をＸ・Ｙ二次元平面内にて上記任意の方向に移動させるようにしたものであることを特徴とするものである。
又、請求項２によるステージは、請求項１記載のステージにおいて、上記超音波モータは少なくとも３個取り付けられていることを特徴とするものである。
又、請求項３によるステージは、請求項１又は請求項２記載のステージにおいて、上記超音波モータは厚み縦効果圧電素子及び少なくとも２枚の厚み滑り効果圧電素子を積層させたものであり、上記少なくとも２枚の厚み滑り効果圧電素子の分極方向を直交又は任意の角度で交差する方向とし、それによって、Ｘ・Ｙ二次元平面内にて任意の方向に移動可能なものであることを特徴とするものである。
又、請求項４によるステージは、請求項１又は請求項２記載のステージにおいて、上記超音波モータは厚み縦効果圧電素子及び少なくとも２枚の厚み滑り効果圧電素子を積層させたものであり、上記少なくとも２枚の厚み滑り効果圧電素子の電極方向を直交又は任意の角度で交差する方向とし、それによって、Ｘ・Ｙ二次元平面内にて任意の方向に移動可能なものであることを特徴とするものである。
又、請求項５によるステージは、請求項１又は請求項２記載のステージにおいて、上記超音波モータは少なくとも２枚の厚み縦効果圧電素子を積層させて備えており、上記少なくとも２枚の厚み縦効果圧電素子内において分極が分割され相反していて該分極の分割を直交又は任意の角度で交差する方向とし、それによって、Ｘ・Ｙ二次元平面内にて任意の方向に移動可能なものであることを特徴とするものである。
又、請求項６によるステージは、請求項１又は請求項２記載のステージにおいて、上記超音波モータは少なくとも２枚の厚み縦効果圧電素子を積層させて備えており、上記少なくとも２枚の厚み縦効果圧電素子内において電極が分割され相反していて該電極の分割を直交又は任意の角度で交差する方向とし、それによって、Ｘ・Ｙ二次元平面内にて任意の方向に移動可能なものであることを特徴とするものである。
又、請求項７によるステージは、請求項１又は請求項２記載のステージにおいて、上記超音波モータは厚み縦効果圧電素子を積層させたものであり、厚み縦効果圧電素子内において電極が分割され異なる電圧が印加され、異なる電圧が印加される電極対が２組以上あり、それによって、Ｘ・Ｙ二次元平面内にて任意の方向に移動可能なものであることを特徴とするものである。
又、請求項８によるステージは、請求項１又は請求項２記載のステージにおいて、上記超音波モータは厚み縦効果圧電素子と厚み滑り効果圧電素子を積層させたものであり、厚み縦効果圧電素子内において電極が分割され異なる電圧が印加され、異なる電圧が印加される電極対が２組以上あり、それによって、Ｘ・Ｙ二次元平面内にて任意の方向に移動可能なものであることを特徴とするものである。
又、請求項９によるステージは、請求項１〜請求項８の何れかに記載のステージにおいて、上記超音波モータは単独で制御可能なものであることを特徴とするものである。
又、請求項１０によるステージは、請求項１〜請求項９の何れかに記載のステージにおいて、上記超音波モータは振動子を突起状に備えていて、該振動子は円柱形状又は球面形状をなしていることを特徴とするものである。
【０００９】
すなわち、本願発明によるステージは、固定子と、上記固定子に対して移動可能に配置された移動子と、上記移動子に取り付けられ移動子が移動するための駆動力を発揮する超音波モータと、上記超音波モータの反移動子側端に取り付けられた振動子と、を具備し、上記移動子は剛性体であり、上記超音波モータは厚み縦効果圧電素子及び又は厚み滑り効果圧電素子から構成され単独で任意の方向に駆動可能なものであり、上記厚み縦効果圧電素子と上記厚み滑り効果圧電素子を同時に変形させることにより又は少なくとも二種類の厚み縦効果圧電素子を同時に変形させることによって上記振動子を介して任意の方向に沿った楕円運動を出力させ、その楕円運動により発生する推力によって上記移動子を上記任意の方向に移動させるようにしたものであるので、従来のように、固定子側に設けられた超音波モータから外れてしまうことを理由に移動範囲が制限されるようなことはなくなる。
その際、上記移動子としては剛性体としているので、それによって、形状に対する制限がなくなるものである。
又、上記超音波モータを少なくとも３個取り付けることが考えられ、それによって、安定した動作を提供することができる。
又、上記超音波モータを厚み縦効果圧電素子及び又は厚み滑り効果圧電素子から構成して、Ｘ・Ｙ二次元平面内にて任意の方向に移動可能なものとすることが考えられる。
又、上記超音波モータを厚み縦効果圧電素子及び少なくとも２枚の厚み滑り効果圧電素子を積層させたものとし、上記少なくとも２枚の厚み滑り効果圧電素子の分極方向を直行又は任意の角度で交差する方向とし、それによって、Ｘ・Ｙ二次元平面内にて任意の方向に移動可能なものとすることが考えられる。
又、上記超音波モータを厚み縦効果圧電素子及び少なくとも２枚の厚み滑り効果圧電素子を積層させたものとし、上記少なくとも２枚の厚み滑り効果圧電素子の電極方向を直行又は任意の角度で交差する方向とし、それによって、
Ｘ・Ｙ二次元平面内にて任意の方向に移動可能なものとすることが考えられる。  又、上記超音波モータを少なくとも２枚の厚み縦効果圧電素子を積層させて備えたものとし、上記少なくとも２枚の厚み縦効果圧電素子内において分極が分割され相反していて該分極の分割を直行又は任意の角度で交差する方向とし、それによって、Ｘ・Ｙ二次元平面内にて任意の方向に移動可能なものとすることが考えられる。
又、上記超音波モータを少なくとも２枚の厚み縦効果圧電素子を積層させて備えたものとし、上記少なくとも２枚の厚み縦効果圧電素子内において電極が分割され相反していて該電極の分割を直行又は任意の角度で交差する方向とし、それによって、Ｘ・Ｙ二次元平面内にて任意の方向に移動可能なものとすることが考えられる。
又、上記超音波モータを厚み縦効果圧電素子を積層させたものとし、厚み縦効果圧電素子内において電極が分割され異なる電圧が印加され、異なる電圧が印加される電極対が２組以上あり、それによって、Ｘ・Ｙ二次元平面内にて任意の方向に移動可能なものとすることが考えられる。
又、上記超音波モータは厚み縦効果圧電素子と厚み滑り効果圧電素子を積層させたものとし、厚み縦効果圧電素子内において電極が分割され異なる電圧が印加され、異なる電圧が印加される電極対が２組以上あり、それによって、Ｘ・Ｙ二次元平面内にて任意の方向に移動可能なものとすることが考えられる。
又、上記超音波モータを単独で制御可能なものとすることが考えられる。
又、上記超音波モータを振動子を突起状に備えたものとし、該振動子は円柱形状又は球面形状をなしている構成にすることが考えられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図３を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。図１（ａ）は本実施の形態によるステージを構成する移動子１の構成を示す正面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。まず、平板状をなす移動子本体３があり、この移動子本体３の下面側であって四隅には超音波モータ５が取り付けられている。移動子１はこれら４個の超音波モータ５による駆動力によって固定子７上をＸ・Ｙ二次元平面内にて任意の方向に移動するものである。
尚、上記移動子本体３は剛性体である。
【００１１】
上記超音波モータ５は次のような構成をなしている。すなわち、図２（ａ）に示すように、厚み縦効果圧電素子対９と厚み滑り効果圧電素子対１１、１３を積層させた構成になっている。まず、厚み縦効果圧電素子対９は、一対の圧電素子９ａ、９ｂを厚み方向（図中上下方向）に積層させた構成をなしていて、電圧を印加することによりＺ軸方向（図中上下方向）に向かう変形が発生するように構成されている。
又、厚み滑り効果圧電素子対１１は一対の圧電素子１１ａ、１１ｂを厚み方向に積層させた構成をなしていて、電圧を印加することによりＸ軸方向（図左右方向）に向かう滑りが発生するように構成されている。又、厚み滑り効果圧電素子対１３は一対の圧電素子１３ａ、１３ｂを厚み方向に積層させた構成をなしていて、電圧を印加することによりＹ軸方向（図中紙面に直行する方向）に向かう滑りが発生するように構成されている。
【００１２】
又、上記各圧電素子９ａ、９ｂ、１１ａ、１１ｂ、１３ａ、１３ｂであるが、例えば、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛等より製作され、予め所定の分極処理が施されていると共に、その表面には、例えば、蒸着等の手段によって金や銅等からなる電極が形成されている。又、図では省略しているが、各超音波モータ５には給電用ケーブル等が接続されていて、上記各圧電素子９ａ、９ｂ、１１ａ、１１ｂ、１３ａ、１３ｂに所定の電圧を印加できるように構成されている。
尚、図中示す矢印は各圧電素子９ａ、９ｂ、１１ａ、１１ｂ、１３ａ、１３ｂの分極方向を示すものである。
【００１３】
上記超音波モータ５の下面には振動子１５が取り付けられている。この振動子１５は半球状をなしていて、既に説明した固定子７上に直接接触して振動するものである。
【００１４】
上記振動であるが、例えば、図２（ａ）に示すように、厚み縦効果圧電素子対９に図示するようなＺ軸方向の変形が発生し、同時に厚み滑り効果圧電素子対１１に図示するようなＸ軸方向の滑りが発生すると、それらが合成されて、図３に示すように、各超音波モータ５の振動子１５において楕円運動が出力されることになる。このような楕円運動によって移動子１は、図３に示すように、Ｘ軸方向であって右側に移動することになる。
【００１５】
以下、同様の理屈により、厚み縦効果圧電素子対９と厚み滑り効果圧電素子対１３の運動の合成により、移動子１はＹ軸方向に移動することができる。又、厚み縦効果圧電素子対９、厚み滑り効果圧電素子対１１、厚み滑り効果圧電素子対１３の組み合わせによりＸ・Ｙ二次元平面内の任意の方向に移動することが可能になる。つまり、厚み滑り効果圧電素子対１１と厚み滑り効果圧電素子対１３における滑りの大きさ等を印加する電圧によって制御することにより、Ｘ軸方向とＹ軸方向の間の任意の方向に移動することができるものである。
又、この実施の形態の場合には、４個の超音波モータ５のそれぞれが上記のような機能を備えているものである。
【００１６】
以上この第１の実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、ステージ全体をみた場合、移動子１側に超音波モータ５を取り付けて移動させるようにしているので、固定子７上を広範囲で制限なく移動することが可能になる。すなわち、固定子側に超音波モータを配置した場合には移動子がそこから外れる範囲では移動不能となるが、本実施の形態の場合にはそのような制限がないからである。
又、本実施の形態の移動子１はＸ・Ｙ二次元平面内にて任意の方向に移動可能であり、又、そのための構成も簡単である。
又、本実施の形態の場合には４個の超音波モータ５の移動方向を制御することにより、移動子１を回転させることが可能になる。すなわち、図１（ａ）に示すように、移動子１に円ａ（図中仮想線で示す）で示すような回転運動を行わせる場合には、各超音波モータ５に円ａに対する接線方向（矢印ｂで示す方向）への移動動作を行わせればよく、それによって、移動子１に所望の回転運動を容易に実行させることが可能になる。
又、本実施の形態における超音波モータ５は、それ単体でＸ・Ｙ二次元平面内にて任意の方向に移動する機能を備えているので、例えば、超音波モータ５の個数を１個にしても回転運動を除けば所望の動作を実行させることができる。又、回転運動をも実行させたい場合には２個以上の超音波モータを使用すればよい。
又、この実施の形態における振動子１５は半球状をなしていて、固定子７側に対して点接触するように構成されているので、移動時における抵抗も軽減され、より円滑で安定した動作が実現される。
【００１７】
次に、図４及び図５を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態の場合には、超音波モータにおける圧電素子対の構成を前記第１の実施の形態の場合とは変えているものである。以下、この第２の実施の形態による超音波モータの構成を説明する。
この第２の実施の形態による超音波モータ５１は、厚み縦効果圧電素子対５３を備えていて、この厚み縦効果圧電素子対５３は一対の圧電素子５３ａ、５３ｂを厚み方向に積層させた構成となっている。これら一対の圧電素子５３ａ、５３ｂに電圧を印加することによりＺ軸方向への変形が発生する。
【００１８】
上記厚み縦効果圧電素子対５３を挟むようにして別の厚み縦効果圧電素子対５５、５７が積層されている。上記厚み縦効果圧電素子対５５は円板状の一枚の圧電素子に所定の分極処理を施して一対の圧電素子部５５ａ、５５ｂを隣接・配置した構成になっている。同様に、上記厚み縦効果圧電素子対５７も円板状の一枚の圧電素子に所定の分極処理を施して一対の圧電素子部５７ａ、５７ｂを隣接・配置した構成になっている。上記厚み縦効果圧電素子対５５の各圧電素子部５５ａ、５５ｂに電圧を印加することにより、垂直方向への変形が発生する。同様に、上記厚み縦効果圧電素子対５７の各圧電素子部５７ａ、５７ｂに電圧を印加することにより、垂直方向への伸長・圧縮が発生する。これらの垂直方向への伸長・圧縮と上記厚み縦効果圧電素子対５３によるＺ軸方向への変形により、図４（ｃ）に示すように、Ｘ軸方向（図中左右方向）に沿った振動子６３の楕円運動が発生する。このような楕円運動によってＸ軸方向への駆動力が発生するものである。
【００１９】
又、図５（ａ）に示すように、上記厚み縦効果圧電素子対５５、５７を挟むようにして別の厚み縦効果圧電素子対５９、６１が積層されている。又、上記厚み縦効果圧電素子対６１の下面側には振動子６３が取り付けられている。この振動子６３は前記第１の実施の形態における振動子１５と同じである。
尚、第５図（ａ）は第４図（ａ）に示す超音波モータ５１を図中右方向からみた側面図である。
上記厚み縦効果圧電素子対５９は円板状の一枚の圧電素子に所定の分極処理を施して一対の圧電素子部５９ａ、５９ｂを隣接・配置した構成になっている。同様に、上記厚み縦効果圧電素子対６１も円板状の一枚の圧電素子に所定の分極処理を施して一対の圧電素子部６１ａ、６１ｂを隣接・配置した構成になっている。
上記厚み縦効果圧電素子対５９の各圧電素子部５９ａ、５９ｂに電圧を印加することにより、垂直方向への変形が発生する。同様に、上記厚み縦効果圧電素子対６１の各圧電素子部６１ａ、６１ｂに電圧を印加することにより、垂直方向への伸長・圧縮が発生する。これらの垂直方向への伸長・圧縮と上記厚み縦効果圧電素子対５３によるＺ軸方向への変形により、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向（図中左右方向）に沿った振動子６３の楕円運動が発生する。このような楕円運動によってＹ軸方向への駆動力が発生するものである。
【００２０】
そして、上記Ｘ軸方向への動作とＹ軸方向への動作を適宜組み合わせることにより、Ｘ・Ｙ二軸平面内の任意の方向に移動することができるものである。
【００２１】
以上この第２の実施の形態の場合も前記第１の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができるものである。
尚、この第２の実施の形態では超音波モータ５１としての構成のみを図示して説明しているが、そのような超音波モータ５１を使用して図１に示すようなステージを構成できることは勿論である。
又、この第２の実施の形態においては、例えば、厚み縦効果圧電素子対５５、５７の各圧電素子部５５ａの分極方向と５７ａの分極方向、各圧電素子部５５ｂの分極方向と５７ｂの分極方向を逆向きとしているが、これを同じ向きとしてその代わり印加する電圧の向きを逆向きにすることにより同様の変形を得るようにしてもよい。
【００２２】
次に、図６を参照して本発明の第３の実施の形態を説明する。前記第１の実施の形態の場合には長方形をなす移動子本体３に４個の超音波モータ５を取り付けた移動子１を例に挙げて説明したが、この第３の実施の形態の場合は、移動子本体の形状と超音波モータの個数を変えたものを例に挙げて示すものである。
すなわち、この第３の実施の形態における移動子１０１は、円板状をなす移動子本体１０３を備えていて、この移動子本体１０３の下面側であって均等・配置された３箇所には超音波モータ１０５が取り付けられている。この超音波モータ１０５の構成は前記第１の実施の形態の場合或いは第２の実施の形態の場合と同様の構成をなしていて、複数の圧電素子対と振動子１０７とから構成されている。
【００２３】
この第３の実施の形態の場合も前記第１の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができると共に、３個の超音波モータ１０５としたことにより、より安定した動作が実現できるものである。つまり、超音波モータ１０５が３個であるので、それぞれの振動子１０７は確実に図示しない固定子側に接地することになるからであり、例えば、４個の場合のように、何れか１個の振動子が固定子側に対して浮いてしまうといったことが発生しないからである。
【００２４】
尚、本発明は前記第１〜第３の実施の形態に限定されるものではない。
例えば、ステージ全体としてみた場合、そこに使用される超音波モータの個数を特に限定するものではない。実施の形態で示した４個、３個以外にも、１個、２個、５個以上であってもよい。
又、超音波モータ自体の構成に関しても、圧電素子対をどのように構成・配置するかについては任意に設定すればよい。
又、必ずしも圧電素子対として構成する必要はなく一枚の圧電素子として構成して積層するようにしてもよい。
又、前記各実施の形態では厚み滑り効果圧電素対の分極方向を直交させるようにしたが、必ずしも直交させる必要はなく、任意の角度で交差させるようにしてもよい。
又、分極方向を直行させる或いは任意の角度で交差させる代わりに、電極方向を直行させる或いは任意の角度で交差させるようにしてもよい。
又、一枚の厚み縦効果圧電素子において、Ｘ・Ｙ二軸の方向に変形させ得るような分極構造、電極構造とすることも考えられる。具体的には、異なる電圧が印加される電極対を２組以上設けるようにするものである。
又、前記各実施の形態においては、振動子を半球状としたが、それ以外にも円柱状等の形状であってもよい。その例を図２（ａ）に仮想線で示すと共に符合２０１で示す。このような振動子２０１の場合には固定子側に対して線接触することになり、それによっても、移動時の抵抗は軽減されるものである。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によるステージと超音波モータによると、固定子と、上記固定子に対して移動可能に配置された移動子と、上記移動子側に取り付けられ移動子が移動するための駆動力を発揮する超音波モータと、を具備したものであり、基本的に移動子側に超音波モータを取り付けて移動させるように構成したので、従来のように、固定子側に設けられた超音波モータから外れてしまうことを理由に移動範囲が制限されるようなことはなく、移動子の移動範囲を拡大することができ、それによって、ステージの用途の拡大を図ることができる。
その際、上記移動子を剛性体としているので、それによって、形状に対する制限がなくなるものである。
又、上記超音波モータを少なくとも３個取り付けることが考えられ、それによって、安定した動作を提供することができる。
又、上記超音波モータを厚み縦効果圧電素子及び又は厚み滑り効果圧電素子から構成して、単独で任意の方向に駆動可能なものとした場合には、比較的簡単な構成で所望の超音波モータを得ることができる。
又、上記超音波モータを厚み縦効果圧電素子及び又は厚み滑り効果圧電素子から構成して、Ｘ・Ｙ二次元平面内にて任意の方向に移動可能なものとした場合も同様であり、又、例えば、超音波モータの個数を１個にしても所望の動作を実現させることができるものである。
又、各超音波モータは独立して制御可能なため各超音波モータ間の駆動力バランスを容易に制御することができ、より安定した動作が簡単に実現できる。
又、超音波モータに突起状に設けられた振動子を円柱形状又は球面形状とした場合にはより円滑な安定した動作を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、第１図（ａ）はステージを構成する移動子の構成を示す正面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す図で、第２図（ａ）はステージを構成する移動子に設けられた複数個の超音波モータの内の一つの超音波モータの構成を示す正面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示す図で、ステージの構成を示す移動子と固定子との関係を示すと共に駆動力となる楕円運動を模式的に示す正面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す図で、第４図（ａ）は超音波モータの正面図、第４図（ｂ）は第４図（ａ）のｂ−ｂ矢視図、第４図（ｃ）は作用を示す正面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す図で、第５図（ａ）は超音波モータの側面図、第５図（ｂ）は第５図（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態を示す図で、第６図（ａ）はステージを構成する移動子の構成を示す正面図、第６図（ｂ）は第６図（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。
【符号の説明】
１  移動子
３  移動子本体
５  超音波モータ
７  固定子
９  厚み縦効果圧電素子対
９ａ  圧電素子
９ｂ  圧電素子
１１  厚み滑り効果圧電素子対
１１ａ  圧電素子
１１ｂ  圧電素子
１３  厚み滑り効果圧電素子対
１３ａ  圧電素子
１３ｂ  圧電素子
１５  振動子
【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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