阅读说明：本技术 压电驱动装置、机器人以及打印机 (Piezoelectric driving device, robot, and printer ) 是由 斋藤英俊 于 2019-07-24 设计创作，主要内容包括：一种压电驱动装置、机器人以及打印机,能够进行稳定驱动。压电驱动装置通过使振动体振动而使凸部的末端进行描绘椭圆轨道的旋转运动来对被驱动构件进行驱动,振动体具备基板、使基板振动的驱动用压电元件、检测基板的振动的检测用压电元件,驱动用压电元件具备使振动体沿第一方向伸缩振动的第一驱动用压电元件及使振动体沿与第一方向正交的第二方向弯曲振动的第二驱动用压电元件,检测用压电元件配置为与第一驱动用压电元件在第一方向上并排,并具备基于从检测用压电元件输出的信号来控制对第一驱动用压电元件施加的电压的大小的电压控制部,电压控制部以使凸部的第一方向上的振幅的偏差变小的方式控制对第一驱动用压电元件施加的电压的大小。(A piezoelectric driving device, a robot, and a printer capable of stable driving. The piezoelectric driving device drives a driven member by vibrating a vibrator to cause a tip of a convex portion to perform a rotational motion describing an elliptical orbit, the vibrator including a substrate, a driving piezoelectric element for vibrating the substrate, and a detecting piezoelectric element for detecting vibration of the substrate, the driving piezoelectric element including a first driving piezoelectric element for causing the vibrator to expand and contract in a first direction and a second driving piezoelectric element for causing the vibrator to bend and vibrate in a second direction orthogonal to the first direction, the detecting piezoelectric element being arranged in parallel with the first driving piezoelectric element in the first direction, the piezoelectric drive device further includes a voltage control unit that controls the magnitude of the voltage applied to the first drive piezoelectric element based on a signal output from the detection piezoelectric element, wherein the voltage control unit controls the magnitude of the voltage applied to the first drive piezoelectric element so that the variation in the amplitude of the protruding portion in the first direction is reduced.)

压电驱动装置、机器人以及打印机

技术领域

本发明涉及压电驱动装置、机器人以及打印机。

背景技术

专利文献1所记载的超声波致动器具有振动器、向振动器施加交流电压的电力输入装置、配置在振动器与电力输入装置之间的可变电阻、在振动器的振动下移动的相对运动构件以及将振动器向相对运动构件按压的加压构件。另外，振动器具备具有配置成2×2的矩阵状的四个振动区域的压电元件、以及与相对运动构件抵接的滑动构件。然后，通过从电力输入装置向位于一对角线上的两个振动区域与位于另一对角线上的两个振动区域施加相位错开2/π的交流电压，滑动构件进行椭圆振动，配合该椭圆振动并使相对运动构件相对于振动器移动。另外，在专利文献1的超声波致动器中，通过使可变电阻的电阻值变化，使向压电元件施加的交流电压的大小变化，由此能够使滑动构件的椭圆运动的形状自由变化。

专利文献1：日本特开2000-295876号公报

然而，在专利文献1的超声波致动器中，由于通过加压构件将振动器向相对运动构件按压，因此仅使可变电阻的电阻值变化，无法高精度地控制滑动构件的椭圆运动的形状。

发明内容

本发明的压电驱动装置具备振动体以及与所述振动体连接的凸部，通过使所述振动体振动并使所述凸部的末端进行描绘椭圆轨道的旋转运动来对与所述凸部抵接的被驱动构件进行驱动，其特征在于，

所述振动体具备基板、使所述基板振动的驱动用压电元件、以及检测所述基板的振动的检测用压电元件，

所述驱动用压电元件具备使所述振动体沿所述振动体与所述凸部并排的第一方向伸缩振动的第一驱动用压电元件、以及使所述振动体在所述基板的俯视下沿与所述第一方向正交的第二方向弯曲振动的第二驱动用压电元件，

所述检测用压电元件配置为与所述第一驱动用压电元件在所述第一方向上并排，

所述检测用压电元件具备基于从所述检测用压电元件输出的信号而控制对所述第一驱动用压电元件施加的电压的大小的电压控制部，

与不控制对所述第一驱动用压电元件施加的电压的大小的情况相比，所述电压控制部以使所述凸部的所述第一方向上的振幅的偏差变小的方式控制对所述第一驱动用压电元件施加的电压的大小。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的压电马达的俯视图。

图2是表示压电致动器的俯视图。

图3是图2中的A-A线剖视图。

图4是图2中的B-B线剖视图。

图5是图2中的C-C线剖视图。

图6是图2中的D-D线剖视图。

图7是表示对图2所示的压电致动器施加的交变电压的图。

图8是表示图1所示的压电马达的驱动状态的俯视图。

图9是表示图1所示的压电马达的驱动状态的俯视图。

图10是图1中的E-E线剖视图。

图11是表示施力构件的俯视图。

图12是表示施力构件的仰视图。

图13是表示转子与凸部的分离状态的俯视图。

图14是表示交变电压V1、V3与转子的驱动速度的关系的曲线图。

图15是表示控制装置的框图。

图16是表示本发明的第二实施方式所涉及的压电致动器的俯视图。

图17是表示本发明的第三实施方式所涉及的机器人的立体图。

图18是表示本发明的第四实施方式所涉及的打印机的整体结构的简要图。

附图标记说明

1、压电马达；2、转子；21、外周面；22、主面；3、压电驱动装置；4、压电致动器；41、振动体；42、支承部；43、连接部；431、第一连接部；432、第二连接部；44、凸部；5、施力构件；51、第一基板；511、基部；512、支承部；513、弹簧部；52、第二基板；521、基部；522、支承部；523、弹簧部；53、衬垫；59、贯通孔；6A、压电元件；6B、压电元件；6C、压电元件；6C’、第一分割片；6C”、第二分割片；6D、压电元件；6E、压电元件；6F、压电元件；6G、压电元件；60、压电元件单元；60A、压电元件；60B、压电元件；60C、压电元件；60D、压电元件；60E、压电元件；60F、压电元件；60G、压电元件；601、第一电极；602、压电体；603、第二电极；61、基板；63、保护层；69、粘结剂；7、控制装置；70、电压控制部；71、第一电压控制部；711、PU电压控制部；712、第一PWM波形生成部；713、第一驱动电路；72、第二电压控制部；721、位置指令控制部；722、位置控制部；723、速度控制部；724、第二PWM波形生成部；725、第三PWM波形生成部；726、第二驱动电路；727、第三驱动电路；73、频率控制部；9、编码器；91、标尺；92、光学元件；921、发光元件；922、拍摄元件；1000、机器人；1010、基座；1020、臂；1030、臂；1040、臂；1050、臂；1060、臂；1070、臂；1080、控制装置；1090、末端执行器；3000、打印机；3010、装置主体；3011、托盘；3012、排纸口；3013、操作面板；3020、印刷机构；3021、头单元；3021a、打印头；3021b、墨盒；3021c、滑架；3022、滑架马达；3023、往复运动机构；3023a、滑架引导轴；3023b、同步带；3030、供纸机构；3031、从动辊；3032、驱动辊；3040、控制装置；A1、A2、B1、B2、箭头；D、分离距离；O、中心轴线；P、记录纸；P0、下止点；Pd、脉冲波；V1、交变电压；V2、交变电压；V3、交变电压；Vm、振幅指令；Vpu、拾取电压。

具体实施方式

以下，基于附图所示的实施方式对本发明的压电驱动装置、机器人以及打印机进行详细说明。

第一实施方式

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的压电马达的俯视图。图2是表示压电致动器的俯视图。图3是图2中的A-A线剖视图。图4是图2中的B-B线剖视图。图5是图2中的C-C线剖视图。图6是图2中的D-D线剖视图。图7是表示对图2所示的压电致动器施加的交变电压的图。图8以及图9分别是表示图1所示的压电马达的驱动状态的俯视图。图10是图1中的E-E线剖视图。图11是表示施力构件的俯视图。图12是表示施力构件的仰视图。图13是表示转子与凸部的分离状态的俯视图。图14是表示交变电压V1、V3与转子的驱动速度的关系的曲线图。图15是表示控制装置的框图。

此外，以下，为了方便说明，也可以将彼此正交的3轴设为X轴、Y轴以及Z轴，将沿着X轴的方向称为X轴方向，将沿着Y轴的方向称为Y轴方向(第一方向)，将沿着Z轴的方向称为Z轴方向(第二方向)。另外，也将各轴的箭头侧称为“正侧”，将与箭头相反一侧称为“负侧”。另外，也将X轴方向正侧称为“上”或者“上侧”，将X轴方向负侧称为“下”或者“下侧”。

图1所示的压电马达1具有呈圆盘状并绕其中心轴线O能够旋转的作为被驱动部的转子2、以及与转子2的外周面21抵接的压电驱动装置3。在上述那样的压电马达1中，当使压电驱动装置3弯曲振动时，转子2绕与X轴平行的中心轴线O旋转。此外，压电马达1的结构不限于图1的结构。例如，也可以沿着转子2的周向配置多个压电驱动装置3，通过多个压电驱动装置3的驱动使转子2旋转。另外，压电驱动装置3也可以与转子2的主面22抵接，而不与转子2的外周面21抵接。另外，被驱动部不限于转子2那样的旋转体，例如也可以是直线移动的滑块。

另外，在本实施方式中，在转子2上设有编码器9，利用编码器9能够检测转子2的举动尤其是旋转量以及角速度。编码器9没有特别限定，例如可以是在转子2旋转时检测其旋转量的增量编码器，也可以是与转子2有无旋转无关，检测转子2与原点相距的绝对位置的绝对编码器。

本实施方式的编码器9具有固定于转子2的上表面的标尺91、以及设于标尺91的上侧的光学元件92。另外，标尺91呈圆板状，在其上表面设有未图示的图案。另一方面，光学元件92具有朝向标尺91的图案照射光的发光元件921、拍摄标尺91的图案的拍摄元件922。在上述那样结构的编码器9中，通过对由拍摄元件922获取的图案图像进行模板匹配，能够检测转子2的旋转量、驱动速度(角速度)、绝对位置等。但是，编码器9的结构不限于上述的结构。例如，也可以构成为替代拍摄元件922而具备接收来自标尺91的反射光或者透过光的受光元件。

另外，压电驱动装置3具有压电致动器4、将压电致动器4朝向转子2施力的施力构件5、以及控制压电致动器4的驱动的控制装置7。

如图2所示，压电致动器4具有振动体41、支承振动体41的支承部42、连接振动体41与支承部42的连接部43、以及与振动体41连接且将振动体41的振动向转子2传递的凸部44。

振动体41呈现以X轴方向为厚度方向且在包含Y轴以及Z轴的Y-Z平面上扩展的板状，一边沿Y轴方向(第一方向)伸缩一边沿Z轴方向(第二方向)弯曲，由此呈S字形弯曲振动。另外，在从X轴方向观察的俯视下，振动体41形成以作为伸缩方向的Y轴方向为长边的长条形状。但是，关于振动体41的形状，只要能够发挥其功能，则没有特别限定。

另外，如图2所示，振动体41具有用于使振动体41弯曲振动的驱动用的压电元件6A～6E、以及用于检测振动体41的振动的检测用的压电元件6F、6G。

压电元件6C在振动体41的中央部沿着振动体41的长度方向(Y轴方向)配置。在振动体41的相对于该压电元件6C而言Z轴方向正侧，压电元件6A、6B沿振动体41的长度方向排列配置，在Z轴方向负侧，压电元件6D、6E沿振动体41的长度方向排列配置。另外，这些压电元件6A～6E分别通过通电沿振动体41的长度方向(Y轴方向)伸缩。另外，压电元件6A、6E彼此电连接，压电元件6B、6D彼此电连接。如后述那样，通过向压电元件6C、压电元件6A、6E和压电元件6B、6D分别施加相位不同的相同频率的交变电压，使它们的伸缩定时错开，由此能够使振动体41在其面上呈S字形弯曲振动。

压电元件6F位于压电元件6C的末端侧(Y轴方向正侧)，压电元件6G位于压电元件6C的基端侧(Y轴方向负侧)。即，压电元件6F、6G分别相对于压电元件6C沿其伸缩方向(Y轴方向)排列配置。另外，压电元件6F、6G彼此电连接。这些压电元件6F、6G接收与压电元件6A～6E的驱动所带来的振动体41的振动相应的外力，输出与接收的外力相应的信号。因此，能够基于从压电元件6F、6G输出的信号来检测振动体41的振动状态。此外，“压电元件6F、6G与压电元件6C沿其伸缩方向排列配置”是意指，压电元件6F、6G的至少一部分位于将压电元件6C沿伸缩方向(Y轴方向)延长而成的区域内，优选的是，压电元件6F、6G的所有区域位于将压电元件6C沿伸缩方向(Y轴方向)延长而成的区域内。

另外，压电元件6F、6G配置于成为振动体41的弯曲振动波节的部分。弯曲振动的波节是意指，朝向Z轴方向的振幅实质为0(零)的部分即实质上不产生弯曲振动的部分。如此，通过将压电元件6F、6G相对于压电元件6C沿其伸缩方向(Y轴方向)排列配置，并且配置在包含振动体41的弯曲振动波节的部分，由此容易向压电元件6F、6G传递振动体41朝向Y轴方向的伸缩振动，并且不容易传递振动体41朝向Z轴方向的弯曲振动。即，能够提高伸缩振动的灵敏度同时降低弯曲振动的灵敏度。因此，通过压电元件6F、6G，能够更高精度地检测振动体41朝向Y轴方向的伸缩振动。

其中，关于压电元件6F、6G的配置，只要能够检测振动体41朝向Y轴方向的伸缩振动，则没有特别限定，例如也可以配置在成为振动体41的弯曲振动波腹的部分。

另外，支承部42支承振动体41。支承部42在从X轴方向观察的俯视下形成包围振动体41的基端侧(Y轴方向负侧)的U字形状。但是，关于支承部42的形状、配置，只要能够发挥其功能，则没有特别限定。

另外，连接部43对成为振动体41的弯曲振动波节的部分具体而言Y轴方向的中央部与支承部42进行连接。连接部43具有相对于振动体41位于Z轴方向负侧的第一连接部431、以及位于Z轴方向正侧的第二连接部432。但是，连接部43的结构只要能够发挥其功能，则没有特别限定。

如图3～图6所示，以上那样的振动体41、支承部42以及连接部43构成为使两个压电元件单元60彼此面对贴合。各压电元件单元60具有基板61、配置在基板61上的驱动用的压电元件60A、60B、60C、60D、60E以及检测用的压电元件60F、60G、以及覆盖各压电元件60A～60G的保护层63。关于基板61，没有特别限定，例如能够使用硅基板。

压电元件60A～60G分别具有配置在基板61上的第一电极601、配置在第一电极601上的压电体602、以及配置在压电体602上的第二电极603。第一电极601设为共用于压电元件60A～60G。另一方面，压电体602以及第二电极603分别独立地设于压电元件60A～60G。

两个压电元件单元60在使配置有压电元件60A～60G一侧的面对置的状态下借助粘结剂69进行接合。另外，各压电元件单元60的第一电极601彼此经由未图示的布线等进行电连接。另外，各压电元件单元60的压电元件60A所具有的第二电极603彼此经由未图示的布线等进行电连接，由这些两个压电元件60A构成压电元件6A。对于其它压电元件60B～60G也同样，由两个压电元件60B构成压电元件6B，由两个压电元件60C构成压电元件6C，由两个压电元件60D构成压电元件6D，由两个压电元件60E构成压电元件6E，由两个压电元件60F构成压电元件6F，由两个压电元件60G构成压电元件6G。

关于压电体602的构成材料，没有特别限定，例如能够使用钛酸锆酸铅(PZT)、钛酸钡、钛酸铅、铌酸钾、铌酸锂、钽酸锂、钨酸钠、氧化锌、钛酸锶钡(BST)、钽酸钡锶(SBT)、偏铌酸铅、钪铌酸铅等的压电陶瓷。另外，关于压电体602，除上述的压电陶瓷以外，也可以使用聚偏二氟乙烯、水晶等。

另外，关于压电体602的形成方法，没有特别限定，既可以由块体材料形成，也可以使用溶胶-凝胶法、溅射法来形成。在本实施方式中，使用溶胶-凝胶法来形成压电体602。由此，例如与由块体材料形成的情况相比而获得较薄的压电体602，能够实现压电驱动装置3的薄化。

凸部44设于振动体41的末端部，从振动体41朝向Y轴方向正侧凸出。然后，凸部44的末端部与转子2的外周面21接触。因此，振动体41的振动经由凸部44向转子2传递。关于凸部44的构成材料，没有特别限定，例如可列举氧化锆、氧化铝、二氧化钛等各种陶瓷。由此，形成耐久性优异的凸部44。

例如，当将图7所示的交变电压V1向压电元件6A、6E施加，将交变电压V2向压电元件6C施加，将交变电压V3向压电元件6B、6D施加时，如图8所示，振动体41在沿Y轴方向伸缩振动的同时沿Z轴方向呈S字形弯曲振动，这些振动合成而使凸部44的末端如箭头A1所示那样进行以逆时针旋转方向描绘椭圆轨道的椭圆运动(旋转运动)。通过上述那样的凸部44的椭圆运动来送出转子2，使转子2如箭头B1所示那样以顺时针方向旋转。另外，对应于上述那样的振动体41的振动，从压电元件6F、6G输出拾取电压Vpu。

此外，在箭头A1所示的凸部44的椭圆运动中，在从点A1’至点A1”的区间，凸部44与转子2的外周面21抵接而将转子2沿箭头B1的方向送出，在从点A1”至点A1’的区间，凸部44与转子的外周面21分离。因此，抑制转子2朝向与箭头B1相反一侧旋转。

另外，当切换交变电压V1、V3，即将交变电压V1向压电元件6B、6D施加，将交变电压V2向压电元件6C施加，将交变电压V3向压电元件6A、6E施加时，如图9所示，振动体41在沿Y轴方向伸缩振动的同时沿Z轴方向呈S字形弯曲振动，这些振动合成而使凸部44如箭头A2所示那样以顺时针方向椭圆运动。通过上述那样的凸部44的椭圆运动来送出转子2，转子2如箭头B2所示那样以逆时针方向旋转。另外，对应于上述那样的振动体41的振动，从压电元件6F、6G输出拾取电压Vpu。

此外，在箭头A2所示的凸部44的椭圆运动中，在从点A2’至点A2”的区间，凸部44与转子2的外周面21抵接而将转子2向箭头B2的方向送出，在从点A2”至点A2’的区间，凸部44与转子的外周面21分离。因此，抑制转子2朝向与箭头B2相反一侧旋转。

但是，在本发明中，只要能够使转子2向至少一个方向旋转，则对压电元件6A～6E施加的交变电压的图案没有特别限定。另外，对压电元件6A～6E施加的电压例如也可以是间歇性施加的直流电压，而不是交变电压。

施力构件5是将凸部44朝向转子2的外周面21施力的构件。如图10所示，施力构件5具有位于压电致动器4的上表面侧(X轴方向正侧)的第一基板51、以及位于压电致动器4的下表面侧(X轴方向负侧)的第二基板52。然后，利用第一基板51和第二基板52夹入压电致动器4。此外，第一基板51以及第二基板52没有特别限定，例如可使用硅基板。

在此，在本实施方式中，利用第一基板51和第二基板52夹入一个压电致动器4，但不限于此，例如也可以是利用第一基板51和第二基板52夹入多个压电致动器4层叠而成的层叠体。由此，一个压电驱动装置3中所含有的压电致动器4的数量增加，因此与之相应，能够使转子2以较大转矩进行旋转。

如图11所示，第一基板51具有固定于支承部42的上表面的基部511、支承部512、以及连接基部511与支承部512的弹簧部513。同样，如图12所示，第二基板52具有固定于支承部42的下表面的基部521、支承部522、以及连接基部521与支承部522的弹簧部523。这些第一基板51以及第二基板52为彼此相同的形状、大小，相对于压电致动器4对称设置。

另外，如图10所示，在支承部512、522之间设有与压电致动器4相同厚度的衬垫53。另外，在该部分形成有沿X轴方向贯通的贯通孔59，利用该贯通孔59将施力构件5螺纹紧固于壳体等。通过在使弹簧部513、523沿Y轴方向挠曲的状态下将施力构件5固定于所述壳体等，能够利用弹簧部513、523的恢复力对凸部44朝向转子2的外周面21施力。

以上，对施力构件5进行说明，只要能够对凸部44朝向转子2的外周面21施力，则施力构件5的结构没有特别限定。例如，也可以省略第一基板51和第二基板52中任一方。另外，例如，施力构件5也可以使用螺旋弹簧、板簧等。

控制装置7通过对压电元件6A～6E施加交变电压V1、V2、V3来控制压电驱动装置3的驱动。首先，对该控制装置7的功能进行简单说明。此外，以下，为了方便说明，如图8所示，以使转子2沿箭头B1的方向旋转的情况为代表进行说明。如图9所示，对于使转子2沿箭头B2的方向旋转的情况，由于与使转子2沿箭头B1的方向旋转的情况相同，因此省略其说明。

如上述那样，转子2呈圆盘状，在制造技术上难以使俯视形状与正圆一致，另外，也存在外周面21因使用其局部磨损导致俯视形状偏离正圆的情况。即，存在正圆度降低的情况。如此，当转子2偏离正圆时，在外周面21的各部分处发生半径变动，与之相应，在外周面21的周向上各部分处，外周面21与凸部44在从箭头A1的点A1”至点A1’的区间分离距离D发生变动。如此，当分离距离D发生变动时，与之相应，在从点A1’至点A1”区间产生的凸部44的椭圆运动所引起的转子2的送出力发生变动，转子2的旋转不稳定。此外，如图13所示，分离距离D是指进行椭圆运动的凸部44的下止点P0即与外周面21最远分离点处凸部44与外周面21的分离距离。

在此，由于通过压电元件6C的伸缩来使凸部44在Y轴方向上振动，因此通过控制向压电元件6C施加的交变电压V2的振幅，能够控制分离距离D。具体来说，交变电压V2的振幅越大，分离距离D越大，相反，交变电压V2的振幅越小，分离距离D越小。为此，控制装置7以使分离距离D的变动在外周面21的整周范围内尽量小的方式控制对压电元件6C施加的交变电压V2的振幅。由此，抑制分离距离D的变动，凸部44的椭圆运动所引起的转子2的送出力稳定，使转子2的旋转稳定。因此，成为能够进行顺畅驱动的压电马达1。

另外，由于通过压电元件6A、6B、6D、6E的伸缩使凸部44沿Z轴方向振动而将转子2向箭头B1的方向送出，因此通过控制对压电元件6A、6E施加的交变电压V1的振幅以及对压电元件6B、6D施加的交变电压V3的振幅，能够控制转子2的驱动速度。具体来说，交变电压V1、V3的振幅越大，凸部44在Z轴方向的振幅越大而转子2的驱动速度变快，相反，交变电压V1、V3的振幅越小，凸部44在Z轴方向的振幅越小而转子2的驱动速度变小。为此，控制装置7通过以使转子2在各时刻成为目标位置的方式控制交变电压V1、V3的振幅，控制转子2的驱动速度。由此，能够抑制转子2在各时刻下的位置偏离，形成具有优异驱动特性的压电马达1。

此外，如图14所示，与后述的拾取电压Vpu的大小无关，交变电压V1的振幅和转子2的驱动速度具有大致线性关系。交变电压V3也是同样的。

如图15所示，具有上述那样功能的控制装置7具有对交变电压V1、V2、V3进行控制的电压控制部70。另外，电压控制部70具有对使振动体41朝向Y轴方向伸缩振动的压电元件6C施加交变电压V2的第一电压控制部71、对使振动体41朝向Z轴方向弯曲振动的压电元件6A、6B、6D、6E施加交变电压V1、V3的第二电压控制部72、以及对交变电压V1、V2、V3的频率进行控制的频率控制部73。

第一电压控制部71具有PU电压控制部711、第一PWM波形生成部712以及第一驱动电路713，对从压电元件6F、6G输出的拾取电压Vpu进行反馈，由此以使拾取电压Vpu成为目标值(恒定值)的方式控制交变电压V2。换句话说，第一电压控制部71进行如下控制：拾取电压Vpu越小，交变电压V2的振幅越大。由于拾取电压Vpu与分离距离D具有相关关系，因此通过将拾取电压Vpu维持为目标值，抑制分离距离D变动，形成能够进行稳定驱动的压电马达1。

PU电压控制部711被输入来自未图示的主机的作为拾取电压Vpu的目标振幅值的振幅指令Vm与从压电元件6F、6G输出的拾取电压Vpu。PU电压控制部711对振幅指令Vm与拾取电压Vpu进行微分，进行实施对与实际振幅偏差调整比例增益的比例控制、以及调整积分增益的积分控制的PI控制，以使拾取电压Vpu成为基于振幅指令Vm的振幅的方式生成电压指令。

另一方面，频率控制部73被输入在第一驱动电路713生成的交变电压V2和从压电元件6F、6G输出的拾取电压Vpu。频率控制部73求出交变电压V2与拾取电压Vpu的相位差，进行实施针对预先设定的目标相位差与实际相位差的偏差而调整比例增益的比例控制、以及调整积分增益的积分控制的PI控制，以使实际相位差成为基于目标相位差的相位差的方式生成频率指令。此外，通过使交变电压V2的频率发生变化，能够使交变电压V2与拾取电压Vpu的相位差发生变化。

第一PWM波形生成部712生成使在第一驱动电路713生成的交变电压V2的振幅成为基于电压指令的振幅、并且频率成为基于频率指令的频率那样的具有Duty周期的脉冲波Pd。然后，第一驱动电路713根据在第一PWM波形生成部712生成的脉冲波Pd来生成交变电压V2。只要能够生成交变电压V2，则第一驱动电路713的结构没有特别限定，例如可以是具备开关电路和线圈的结构。

第二电压控制部72具有位置指令控制部721、位置控制部722、速度控制部723、第二PWM波形生成部724、第三PWM波形生成部725、第二驱动电路726以及第三驱动电路727，通过对从编码器9输出的信号进行反馈，以使转子2的位置在各时刻下成为目标位置的方式控制交变电压V1、V3。即，第二电压控制部72基于转子2的驱动速度来控制交变电压V1、V3。

位置指令控制部721例如基于来自未图示的主机的指令，生成并输出表示转子2的目标位置的位置指令。位置控制部722实施针对该位置指令与编码器9所检测到的当前位置的偏差调整比例增益的比例控制的P控制，以成为基于位置指令的位置的方式生成速度指令。速度控制部723实施针对位置控制部722生成的速度指令与编码器9所检测到的当前的转子2的驱动速度的偏差调整比例增益的比例控制、以及调整积分增益的积分控制的PI控制，以成为基于速度指令的驱动速度的方式生成电压指令。

第二PWM波形生成部724生成使在第二驱动电路726生成的交变电压V1成为基于在速度控制部723生成的电压指令的振幅、并且频率成为基于在频率控制部73生成的频率指令的频率那样的具有Duty周期的脉冲波Pd。然后，第二驱动电路726根据在第二PWM波形生成部724生成的脉冲波Pd来生成交变电压V1。只要能够生成交变电压V1，则第二驱动电路726的结构没有特别限定，例如可形成与上述的第一驱动电路713相同的结构。

第三PWM波形生成部725生成使由第三驱动电路727生成的交变电压V3成为基于由速度控制部723生成的电压指令的振幅、并且使频率成为基于由频率控制部73生成的频率指令的频率那样的具有Duty周期的脉冲波Pd。然后，第三驱动电路727根据由第三PWM波形生成部725生成的脉冲波Pd来生成交变电压V3。只要能够生成交变电压V3，则第三驱动电路727的结构没有特别限定，例如，能够形成与上述的第一驱动电路713、第二驱动电路726相同的结构。

通过向压电元件6A～6E施加以上那样生成的交变电压V1、V2、V3，凸部44沿箭头方向进行椭圆运动，与之相伴地转子2沿箭头B1方向旋转。

根据以上那样的控制装置7，对拾取电压Vpu进行反馈，以使拾取电压Vpu成为目标值的方式控制交变电压V2的振幅，因此与不进行上述那样的控制的情况、即与拾取电压Vpu无关地将交变电压V2的振幅设为一定的情况相比，分离距离D的变动受到抑制，形成能够进行稳定驱动的压电马达1。另外，对编码器9的检测结果进行反馈，以使转子2成为目标位置的方式控制交变电压V1、V3的振幅，因此与不进行上述那样的控制的情况相比，抑制转子2从目标位置错开，形成能够进行稳定驱动的压电马达1。

接下来，对开始转子2的旋转时即在使凸部44产生椭圆运动时的交变电压V1、V2、V3的施加方法进行说明。如所述那样，由于利用施力构件5将凸部44向转子2推压，因此难以使凸部44产生椭圆振动，以往，同时施加交变电压V1、V2、V3，通过进行使施加的交变电压V1、V2、V3的频率逐渐下降的“下行扫频”来使凸部44产生椭圆运动。然而，在上述那样的以往的方法中，需要使交变电压V1、V2、V3的频率逐渐下降的时间，与之相应，使凸部44产生椭圆运动为止的时间变长。

相对于上述那样的以往的方法，本实施方式的控制装置7向压电元件6C施加交变电压V2而开始凸部44朝向Y轴方向的振动之后，向压电元件6A、6E施加交变电压V1并且向压电元件6B、6D施加交变电压V3。即，在比开始朝向压电元件6C施加交变电压V2的时刻靠后的时刻，开始交变电压V1朝向压电元件6A、6E的施加以及交变电压V3朝向压电元件6B、6D的施加。根据上述那样的施加方法，凸部44一边将分离距离D保持为一定，一边解除沿Y轴方向振动的状态即凸部44对转子2进行按压的状态，之后使凸部44进一步沿Z轴方向振动，因此与以往相比，能够容易且在较短时间内使凸部44产生椭圆运动。此外，开始交变电压V1、V3的施加的时刻可以彼此相同，也可以不同。

接下来，对切换转子2的旋转方向时的交变电压V1、V2、V3的施加方法进行说明。此外，由于在将转子2的旋转方向从箭头B1向箭头B2切换的情况与从箭头B2向箭头B1切换的情况下，控制方法相同，因此，以下，为了方便说明，以将转子2的旋转方向从箭头B1向箭头B2切换的情况为代表进行说明。

以往，首先，在停止交变电压V1、V2、V3的施加并停止转子2朝向箭头B1方向的旋转之后，进行上述的“下行扫频”，使转子2朝向箭头B2方向的旋转再次开始，切换转子2的旋转方向。然而，在上述那样的方法中，通过与上述理由同样的理由，切换转子2的旋转方向时的时间变长。

相对于上述那样的以往的方法，本实施方式的控制装置7首先停止交变电压V1朝向压电元件6A、6E的施加、交变电压V3朝向压电元件6B、6D的施加。由此，由于凸部44成为仅沿Y轴方向振动的状态，因此转子2朝向箭头B1方向的旋转停止。接下来，控制装置7开始交变电压V1朝向压电元件6B、6D的施加、交变电压V3朝向压电元件6A、6E的施加。由此，凸部44成为沿箭头A2方向椭圆运动的状态，因此转子2朝向箭头B2的方向的旋转开始。即，控制装置7一边继续交变电压V2的施加，一边彼此切换交变电压V1、V3，由此切换转子2的旋转方向。根据上述那样的方法，能够更容易并且在更短的时间内切换转子2的旋转方向。停止交变电压V1、V3的施加的时刻可以彼此相同，也可以不同。同样，开始交变电压V1、V3的施加的时刻可以彼此相同，也可以不同。

作为切换转子2的旋转方向的其他方法，本实施方式的控制装置7首先在停止交变电压V1朝向压电元件6A、6E的施加、交变电压V3朝向压电元件6B、6D的施加之后，停止交变电压V2朝向压电元件6C的施加。由此，凸部44的椭圆运动停止，转子2的旋转停止。此外，并不限于此，例如，也可以同时停止交变电压V1、V2、V3的施加。接下来，控制装置7与所述的开始转子2的旋转的情况同样地对压电元件6C施加交变电压V2而开始凸部44朝向Y轴方向的振动，之后对压电元件6A、6E施加交变电压V1，并且对压电元件6B、6D施加交变电压V3。根据上述那样的施加方法，从凸部44一边将分离距离D保持为一定，一边沿Y轴方向振动的状态起，使凸部44进一步沿Z轴方向振动，因此相对于进行下行扫频的以往，能够容易并且在较短时间内使凸部44产生椭圆运动。此外，开始交变电压V1、V3的施加的时刻可以彼此相同，也可以不同。

以上，对压电马达1进行说明。上述那样的压电马达1所包含的压电驱动装置3是具备与振动体41以及振动体41连接的凸部44、并通过使振动体41振动并使凸部44的末端进行描绘椭圆轨道的椭圆运动(旋转运动)来驱动作为与凸部44抵接的被驱动构件的转子2的压电驱动装置。另外，振动体41具备基板61、作为使基板61振动的驱动用压电元件的压电元件6A～6E、以及作为检测基板61的振动的检测用压电元件的压电元件6F、6G。另外，驱动用压电元件具备使振动体41向振动体41与凸部44并排的第一方向、即Y轴方向伸缩振动的作为第一驱动用压电元件的压电元件6C与在基板61的俯视下使振动体41向与Y轴方向正交的第二方向即Z轴方向弯曲振动的作为第二驱动用压电元件的压电元件6A、6B、6D、6E，压电元件6F、6G与压电元件6C在Y轴方向上排列配置。另外，压电驱动装置3具备基于作为从压电元件6F、6G输出的信号的拾取电压Vpu而控制作为对压电元件6C施加的电压的交变电压V2的大小(振幅)的电压控制部70。然后，与不控制对压电元件6C施加的交变电压V2的大小(振幅)的情况、即交变电压V2的振幅恒定的情况相比，电压控制部70以使凸部44的Y轴方向的振幅的偏差变小的方式控制对压电元件6C施加的交变电压V2的大小(振幅)。即，以使分离距离D的变动变小的方式控制对压电元件6C施加的交变电压V2的大小(振幅)。根据上述那样的压电驱动装置3，对拾取电压Vpu进行反馈，以使拾取电压Vpu成为目标值的方式控制交变电压V2的振幅，因此与不进行该控制的情况相比，能够抑制分离距离D的变动。因此，形成能够进行稳定驱动的压电驱动装置3。

另外，如上述那样，电压控制部70从压电元件6F、6G输出的拾取电压Vpu越小，对压电元件6C施加的交变电压V2的振幅越大。由此，能够抑制分离距离D的变动。

另外，如上述那样，压电驱动装置3具有使振动体41朝向转子2沿Y轴方向施力的施力构件5。由此，能够将凸部44向转子2按压，将凸部44的旋转运动高效地传递给转子2。

另外，如上述那样，电压控制部70基于编码器9的驱动速度来控制对压电元件6A、6E施加的交变电压V1以及对压电元件6B、6D施加的交变电压V3。由此，能够提高转子2的各时刻下的位置精度。

另外，如上述那样，电压控制部70基于转子2的驱动速度来控制对压电元件6A、6E施加的交变电压V1以及对压电元件6B、6D施加的交变电压V3。由此，能够提高转子2的各时刻下的位置精度。

另外，如上述那样，压电元件6F、6G配置在基板61的包含弯曲振动的波节的部分。由此，能够利用压电元件6F、6G高精度地检测基板61的Y轴方向上的振动。

另外，如上述那样，电压控制部70在反向切换凸部44的旋转运动的方向时，使交变电压V2朝向压电元件6C的施加继续。由此，能够更容易并且迅速地切换凸部44的旋转运动的方向。

另外，如上述那样，电压控制部70在开始凸部44的旋转运动时，在开始交变电压V2朝向压电元件6C的施加之后开始交变电压V1朝向压电元件6A、6E的施加以及交变电压V3朝向压电元件6B、6D的施加。由此，能够更容易并且迅速地开始凸部44的旋转运动。

＜第二实施方式＞

图16是表示本发明的第二实施方式所涉及的压电致动器的俯视图。

本实施方式所涉及的压电马达1除了振动体41的结构不同以外，与上述的第一实施方式的压电马达1同样。此外，在以下的说明中，关于第二实施方式的压电马达1，以与上述第一实施方式的不同点为中心进行说明，关于同样的事项而省略其说明。另外，在图16中，对于与上述的实施方式相同的结构而标注同一附图标记。

如图16所示，振动体41具有驱动用的压电元件6A～6E与检测用的压电元件6F。另外，压电元件6C被分割为位于Y轴方向正侧的第一分割片6C’与位于Y轴方向负侧的第二分割片6C”，第一分割片6C’以及第二分割片6C”电连接。而且，在这些第一分割片6C’与第二分割片6C”之间配置有压电元件6F。这样，通过将压电元件6F配置在第一分割片6C’与第二分割片6C”之间，能够利用压电元件6F高效地检测振动体41的Y轴方向的振动。另外，压电元件6F配置在振动体41的成为弯曲振动的波节的部分。由此，振动体41的弯曲振动难以向压电元件6F传递，能够利用压电元件6F更高精度地检测振动体41的Y轴方向的振动。

利用以上那样的第二实施方式也能够发挥与所述的第一实施方式同样的效果。

＜第三实施方式＞

图17是表示本发明的第三实施方式所涉及的机器人的立体图。

图17所示的机器人1000能够进行精密设备、构成该精密设备的元件的给材、除材、搬运以及组装等作业。机器人1000是6轴机器人，具有固定于地面或屋顶的基座1010、与基座1010连结为转动自如的臂1020、与臂1020连结为转动自如的臂1030、与臂1030连结为转动自如的臂1040、与臂1040连结为转动自如的臂1050、与臂1050连结为转动自如的臂1060、与臂1060连结为转动自如的臂1070、以及对这些臂1020、1030、1040、1050、1060、1070的驱动进行控制的控制装置1080。

另外，在臂1070设有手连接部，在手连接部装配与使机器人1000执行的作业相应的末端执行器1090。另外，在各关节部中的全部或者一部分搭载有压电马达1，通过该压电马达1的驱动使各臂1020、1030、1040、1050、1060、1070转动。此外，压电马达1也可以搭载于末端执行器1090，用于末端执行器1090的驱动。

控制装置1080由计算机构成，例如具有处理器(CPU)、存储器、I/F(接口)等。然后，处理器通过执行保存于存储器的规定的程序(字符串)来控制机器人1000的各部分的驱动。此外，所述程序也可以经由I/F从外部的服务器下载。另外，控制装置1080的结构的全部或者一部分也可以设于机器人1000的外部，形成经由LAN(本地区域网络)等通信网来连接的结构。

上述那样的机器人1000如上述那样具备压电马达1。即，机器人1000具备压电驱动装置3，该压电驱动装置3具备振动体41以及与振动体41连接的凸部44，通过使振动体41振动并使凸部44的末端进行描绘椭圆轨道的旋转运动来驱动作为与凸部44抵接的被驱动构件的转子2。另外，振动体41具备基板61、作为使基板61振动的驱动用压电元件的压电元件6A～6E、以及作为检测基板61的振动的检测用压电元件的压电元件6F、6G。另外，驱动用压电元件具备作为使振动体41向作为振动体41与凸部44并排的第一方向的Y轴方向伸缩振动的第一驱动用压电元件的压电元件6C、以及作为在基板61的俯视下使振动体41向作为与Y轴方向正交的第二方向的Z轴方向弯曲振动的第二驱动用压电元件的压电元件6A、6B、6D、6E，压电元件6F、6G配置为与压电元件6C在Y轴方向上并排。另外，压电驱动装置3具备基于作为从压电元件6F、6G输出的信号的拾取电压Vpu来控制作为向压电元件6C施加的电压的交变电压V2的大小(振幅)的电压控制部70。然后，与不控制对压电元件6C施加的交变电压V2的大小(振幅)的情况即振幅恒定的情况相比，电压控制部70以使凸部44的Y轴方向上的振幅的偏差变小的方式控制对压电元件6C施加的交变电压V2的大小(振幅)。根据上述那样的压电驱动装置3，对拾取电压Vpu进行反馈，以使拾取电压Vpu成为目标值的方式控制交变电压V2的振幅，因此与不进行该控制的情况相比，能够抑制分离距离D的变动。因此，形成能够进行稳定驱动的机器人1000。

＜第四实施方式＞

图18是表示本发明的第四实施方式所涉及的打印机的整体结构的简要图。

图18所示的打印机3000具备装置主体3010、设于装置主体3010的内部的印刷机构3020、供纸机构3030以及控制装置3040。另外，在装置主体3010设有供记录纸P设置的托盘3011、排出记录纸P的排纸口3012、以及液晶显示器等操作面板3013。

印刷机构3020具备头单元3021、滑架马达3022、通过滑架马达3022的驱动力使头单元3021往复运动的往复运动机构3023。另外，头单元3021具有作为喷墨式记录头的打印头3021a、向打印头3021a供给墨的墨盒3021b、以及搭载有打印头3021a以及墨盒3021b的滑架3021c。

往复运动机构3023具有将滑架3021c支承为能够往复移动的滑架引导轴3023a、以及通过滑架马达3022的驱动力使滑架3021c在滑架引导轴3023a上移动的同步带3023b。另外，供纸机构3030具有彼此压接的从动辊3031以及驱动辊3032、对驱动辊3032进行驱动的压电马达1。

在上述那样的打印机3000中，供纸机构3030将记录纸P一张一张地朝向头单元3021的下部附近间歇输送。此时，头单元3021在与记录纸P的输送方向几乎正交的方向上往复移动，进行朝向记录纸P的印刷。

控制装置3040由计算机构成，例如，具有处理器(CPU)、存储器、I/F(接口)等。然后，处理器通过执行保存于存储器的规定的程序(字符串)来控制打印机3000的各部分的驱动。上述那样的控制例如基于经由I/F从个人计算机等主机输入的印刷数据来执行。此外，所述程序也可以经由I/F从外部的服务器下载。另外，控制装置3040的结构的全部或者一部分也可以设于打印机3000的外部，形成经由LAN(本地区域网络)等通信网连接的结构。

上述那样的打印机3000如上述那样具备压电马达1。即，打印机3000具备压电驱动装置3，该压电驱动装置3具备振动体41以及与振动体41连接的凸部44，通过使振动体41振动而使凸部44的末端进行描绘椭圆轨道的旋转运动来驱动作为与凸部44抵接的被驱动构件的转子2。另外，振动体41具备基板61、作为使基板61振动的驱动用压电元件的压电元件6A～6E、以及作为检测基板61的振动的检测用压电元件的压电元件6F、6G。另外，驱动用压电元件具备作为使振动体41向作为振动体41与凸部44并排的第一方向的Y轴方向伸缩振动的第一驱动用压电元件的压电元件6C、以及作为在基板61的俯视下使振动体41向作为与Y轴方向正交的第二方向的Z轴方向弯曲振动的第二驱动用压电元件的压电元件6A、6B、6D、6E，压电元件6F、6G配置为与压电元件6C在Y轴方向上并排。另外，压电驱动装置3具备基于作为从压电元件6F、6G输出的信号的拾取电压Vpu来控制作为向压电元件6C施加的电压的交变电压V2的大小(振幅)的电压控制部70。然后，与不控制对压电元件6C施加的交变电压V2的大小(振幅)的情况即振幅恒定的情况相比，电压控制部70以使凸部44的Y轴方向上的振幅的偏差变小的方式控制对压电元件6C施加的交变电压V2的大小(振幅)。根据上述那样的压电驱动装置3，对拾取电压Vpu进行反馈，以使拾取电压Vpu成为目标值的方式控制交变电压V2的振幅，因此与不进行该控制的情况相比，能够抑制分离距离D的变动。因此，形成能够进行稳定驱动的打印机3000。

此外，在本实施方式中，压电马达1对供纸用的驱动辊3032进行驱动，但除此之外，例如也可以驱动滑架3021c。

以上，基于图示的实施方式对本发明的压电驱动装置、机器人以及打印机进行了说明，但本发明不限于此，各部分的结构也能够置换为具有同样的功能的任意的结构。另外，也可以向本发明附加有其他任意的构成物。另外，也可以适当组合各实施方式。