CN110875693A - 压电驱动装置、机器人以及打印机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供通过获得精度较高的检测信号而能够稳定地进行驱动的压电驱动装置、机器人以及打印机。该压电驱动装置的特征在于,具有振动部和控制所述振动部的振动的控制部;所述振动部具备:压电体,具有处于表背关系的第一面和第二面;驱动用电极,具备配置于所述第一面的第一电极和配置于所述第二面的第二电极,并通过将来自所述控制部的驱动信号输入所述第二电极而使所述压电体振动;以及检测用电极,具备配置于所述第一面的第三电极和配置于所述第二面的第四电极,并将与所述压电体的振动对应的检测信号经由所述第四电极输出至所述控制部,在所述第一面上,所述第一电极与所述第三电极分离,并且,在所述第二面上,所述第二电极与所述第四电极分离。
Description
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所记载的振子是通过以具有一定的频率和振幅的主振动模式使振子振荡,从而能够检测微小物质的附着或液体的粘度变化等的振子。这样的振子具备基板、形成于该基板的薄壁部上的基底电极、形成于该基底电极上的压电体层、以及形成于该压电体层上的驱动电极及检测电极。在该振子中,在从压电体层的厚度方向观察时,基底电极配置为与驱动电极及检测电极双方重叠。即,基底电极成为对驱动电极和检测电极双方共用的对置电极。
专利文献1:日本专利特开2009-284375号公报
发明内容
在专利文献1所记载的振子中,如上所述,与驱动电极对置的基底电极和与检测电极对置的基底电极是共用的。因此,当对驱动电极与基底电极之间施加电压,伴随于此在驱动电极与基底电极之间流过电流时,该电流所包含的噪声经由基底电极和检测电极与基底电极之间产生的电位差的波形重叠。因此,从检测电极取出重叠有噪声的电位差的波形。由此,存在从根据取出的电位差的波形获取振幅或相位时,该取得的值的精度降低这一技术问题。
本发明的适用例涉及的压电驱动装置具有:振动部,通过振动来驱动被驱动部件;和控制部,控制所述振动部的振动,所述振动部具备:压电体,具有处于表背关系的第一面和第二面;驱动用电极,具备配置于所述第一面的第一电极和配置于所述第二面的第二电极,并通过将来自所述控制部的驱动信号输入所述第二电极而使所述压电体振动;以及检测用电极,具备配置于所述第一面的第三电极和配置于所述第二面的第四电极,并将与所述压电体的振动对应的检测信号经由所述第四电极输出至所述控制部,在所述第一面上,所述第一电极与所述第三电极分离,并且,在所述第二面上,所述第二电极与所述第四电极分离。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式涉及的压电电机的俯视图。
图2是表示图1所示的压电电机所包含的压电致动器中的电极的配置的俯视图。
图3是表示图1所示的压电电机所包含的压电致动器中的布线的配置的俯视图。
图4是图3中的A-A线剖视图。
图5是图3中的B-B线剖视图。
图6是图3中的C-C线剖视图。
图7是图3中的D-D线剖视图。
图8是表示对图2所示的压电致动器施加的交变电压的图。
图9是表示图1所示的压电电机的驱动状态的俯视图。
图10是表示图1所示的压电电机的驱动状态的俯视图。
图11是图1中的E-E线剖视图。
图12是表示图1及图3所示的控制装置的电路图。
图13是示意性地示出现有的压电驱动装置所包含的电路的图。
图14是示意性地示出本实施方式涉及的压电驱动装置所包含的电路的图。
图15是图7所示的支承部的局部放大图。
图16是表示本发明的第二实施方式涉及的机器人的立体图。
图17是表示本发明的第三实施方式涉及的打印机的整体构成的概略图。
附图标记说明
1…压电电机;2…转子;3…压电驱动装置;3’…压电驱动装置;4…压电致动器;5…施力部件;6A…压电元件;6B…压电元件;6C…压电元件;6D…压电元件;6E…压电元件;6F…压电元件;6G…压电元件;7…控制装置;9…编码器;11…振动体;21…外周面;22…主面;41…振动体;42…支承部;43…连接部;44…凸部;51…第一基板;52…第二基板;53…间隔件;59…贯通孔;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;61…基板;63…保护层;69…粘接剂;71…驱动脉冲信号生成部;71A…电极;71B…电极;71C…开关元件;72…驱动信号生成部;72A…缓冲器;72B…线圈;73…检测脉冲信号生成部;73A…差动放大器;73B…比较器;74…相位差获取部;75…驱动控制部;81…第一检测布线;81a…第一振动部布线;81b…侧面;81c…端子;82…第二检测布线;82a…第二振动部布线;82b…侧面;82c…端子;83…基准电位布线;84…基准电位布线;84c…端子;85…驱动侧布线;85a…第三振动部布线;86…贯通布线;91…标尺;92…光学元件;431…第一连接部;432…第二连接部;512…支承部;513…弹簧部;522…支承部;601…第一电极;602…压电体;603…第二电极;604…第三电极;606…第四电极;711…第一驱动脉冲信号生成部;712…第二驱动脉冲信号生成部;713…第三驱动脉冲信号生成部;721…第一驱动信号生成部;722…第二驱动信号生成部;723…第三驱动信号生成部;921…发光元件;922…摄像元件;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…磁头单元;3021a…磁头;3021b…墨盒;3021c…滑架;3022…滑架电机;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;6021…下表面;6022…上表面;A1…箭头;A2…箭头;B1…箭头;B2…箭头;O…中心轴;P…记录用纸;Pd…驱动脉冲信号;Ps…检测脉冲信号;R1…内部电阻;R2…内部电阻;R3…内部电阻;R4…内部电阻;Sd…驱动信号;Ss…检测信号;V1…交变电压;V2…交变电压;V3…交变电压;V601…电位;V602…电位;V604…电位;V606…电位;id…电流。
具体实施方式
以下,根据附图对本发明的压电驱动装置、机器人以及打印机的优选实施方式详细进行说明。
第一实施方式
图1是表示本发明的第一实施方式涉及的压电电机的俯视图。图2是表示图1所示的压电电机所包含的压电致动器中的电极的配置的俯视图。图3是表示图1所示的压电电机所包含的压电致动器中的布线的配置的俯视图。图4是图3中的A-A线剖视图。图5是图3中的B-B线剖视图。图6是图3中的C-C线剖视图。图7是图3中的D-D线剖视图。图8是表示对图2所示的压电致动器施加的交变电压的图。图9及图10分别是表示图1所示的压电电机的驱动状态的俯视图。图11是图1中的E-E线剖视图。
此外,以下为了便于说明,将相互正交的三个轴设为X轴、Y轴以及Z轴,将沿着X轴的方向也称为X轴方向,将沿着Y轴的方向也称为Y轴方向,将沿着Z轴的方向也称为Z轴方向。另外,将各轴的箭头侧也称为“正侧”,将箭头的相反侧也称为“负侧”。另外,将X轴方向正侧也称为“上”或“上侧”,将X轴方向负侧也称为“下”或“下侧”。
图1所示的压电电机1呈圆盘状,具有能够绕其中心轴O旋转的作为被驱动部件的转子2、和与转子2的外周面21抵接的压电驱动装置3。在这样的压电电机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O旋转。此外,作为压电电机1的构成,并不限定于图1的构成。例如,也可以沿着转子2的周向配置多个压电驱动装置3,并通过多个压电驱动装置3的驱动而使转子2旋转。另外,压电驱动装置3也可以不与转子2的外周面21抵接,而是与转子2的主面22抵接。另外,被驱动部件并不限定于转子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上设置有编码器9,可以通过编码器9检测转子2的动作、尤其是旋转量及角速度。编码器9并无特别限定,例如既可以是在转子2旋转时检测其旋转量的增量式的编码器,也可以是无论转子2是否旋转均检测转子2相对于原点的绝对位置的绝对值型的编码器。
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、和设置于标尺91的上侧的光学元件92。另外,标尺91呈圆板状,其上表面上设置有未图示的图案。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、和拍摄标尺91的图案的摄像元件922。在这样构成的编码器9中,通过对由摄像元件922取得的图案的图像进行模板匹配,能够检测转子2的旋转量、驱动速度、绝对位置等。但是,编码器9的构成并不限定于上述构成。例如,也可以是取代摄像元件922而具备接收来自标尺91的反射光或透射光的受光元件的构成。
另外,压电驱动装置3具有作为振动部的压电致动器4、朝向转子2对压电致动器4施力的施力部件5、以及对压电致动器4的驱动进行控制的作为控制部的控制装置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、与振动体41连接并将振动体41的振动传递至转子2的凸部44。
振动体41呈以X轴方向为厚度方向,且在包含Y轴及Z轴的Y-Z平面上扩展的板状,通过在Y轴方向上伸缩并朝向Z轴方向弯曲而呈S字状地弯曲振动。另外,振动体41在从X轴方向俯视时,呈以作为伸缩方向的Y轴方向为长边的长条形状。但是,作为振动体41的形状,只要能够发挥其功能,便无特别限定。
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~6F、以及用于检测振动体41的振动的检测用的压电元件6G。
压电元件6C、6D分别在振动体41的Z轴方向的中央部处沿振动体41的长度方向(Y轴方向)配置。另外,压电元件6C位于比压电元件6D更靠Y轴方向正侧的位置处,另一方面,压电元件6D位于比压电元件6C更靠Y轴方向负侧的位置处。并且,在压电元件6C与压电元件6D之间配置有压电元件6G。另外,压电元件6C及压电元件6D相互电连接。
此外,也可以取代两个压电元件6C、6D而设置一个压电元件。
另外,相对于压电元件6C、6D而在振动体41的Z轴方向正侧,沿着振动体41的长度方向排列配置有压电元件6A、6B,在Z轴方向负侧,沿着振动体41的长度方向排列配置有压电元件6E、6F。另外,这些压电元件6A~6F分别通过通电而沿振动体41的长度方向(Y轴方向)伸缩。另外,压电元件6A、6F相互电连接,压电元件6B、6E相互电连接。如下所述,通过对压电元件6C、6D、压电元件6A、6F以及压电元件6B、6E分别施加相位不同的同一频率的交变电压,使这些压电元件的伸缩定时错开,从而能够使振动体41在其面内呈S字状地弯曲振动。
压电元件6G位于压电元件6C与压电元件6D之间。即,压电元件6G相对于压电元件6C、6D排列配置于其伸缩方向(Y轴方向)上。该压电元件6G受到与伴随着压电元件6A~6F的驱动而产生的振动体41的振动对应的外力,并输出与所受外力对应的信号。因此,能够根据从压电元件6G输出的信号来检测振动体41的振动状态。另外,“压电元件6G相对于压电元件6C、6D排列配置于其伸缩方向上”是指:压电元件6G的至少一部分、优选为整个压电元件6G位于使压电元件6C沿伸缩方向(Y轴方向)延长的区域与使压电元件6D沿伸缩方向(Y轴方向)延长的区域重叠的区域内。
另外,压电元件6G配置于振动体41的作为弯曲振动的波节的部分上。所谓弯曲振动的波节是指:朝向Z轴方向的振幅实质上为0(零)的部分、即实质上不产生弯曲振动的部分。这样,通过将压电元件6G配置成与压电元件6C、6D在其伸缩方向(Y轴方向)上排列,并且配置于包含弯曲振动的波节的部分上,从而振动体41朝向Y轴方向的伸缩振动容易传递至压电元件6G,而振动体41朝向Z轴方向的弯曲振动难以传递至压电元件6G。即,能够提高伸缩振动的灵敏度,并且降低弯曲振动的灵敏度。因此,能够通过压电元件6G更高精度地检测振动体41朝向Y轴方向的伸缩振动。
但是,作为压电元件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,便无特别限定,例如也可以配置于振动体41的成为弯曲振动的波腹的部分上。另外,也可以将压电元件6G分割为多个。
另外,支承部42支承振动体41。支承部42在从X轴方向俯视时,呈将振动体41的基端侧(Y轴方向负侧)包围的U字形状。但是,作为支承部42的形状和配置,只要能够发挥其功能,便无特别限定。
另外,连接部43将振动体41的成为弯曲振动的波节的部分、具体而言为振动体41的Y轴方向的中央部与支承部42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、和位于Z轴方向正侧的第二连接部432。但是,连接部43的构成只要能够发挥其功能,便无特别限定。
如图4至图7所示,以上那样的振动体41、支承部42以及连接部43呈使两个压电元件单元60相互对置地贴合而成的构成。即,在图4至图7所示的剖视图中,压电元件单元60彼此的构成相对于从它们中间通过的线满足镜像关系。各压电元件单元60具有基板61、配置于基板61上的驱动用的压电元件60A、60B、60C、60D、60E、60F及检测用的压电元件60G、以及将各压电元件60A~60G覆盖的保护层63。由于保护层63具有绝缘性,因而也可以称为绝缘部。作为基板61,并无特别限定,例如可以使用硅基板。另外,在以下的说明中,以图4至图7所示的两个压电元件单元60中位于各图下方的压电元件单元60为代表进行说明。
如图4所示,压电元件60A~60F分别具有配置于基板61上的第一电极601、配置于第一电极601上的压电体602、以及配置于压电体602上的第二电极603。第一电极601、压电体602以及第二电极603分别独立地设置于压电元件60A~60F。即,第一电极601及第二电极603是根据驱动信号使驱动用的压电元件60A~60F的各压电体602振动的驱动用电极。
另一方面,如图5所示,压电元件60G具有配置于基板61上的第三电极604、配置于第三电极604上的压电体602、以及配置于压电体602上的第四电极606。第三电极604与第一电极601分开设置,第四电极606与第二电极603分开设置。即,第三电极604及第四电极606是将与检测用的压电元件60G的压电体602的振动对应的检测信号向后述的控制装置7输出的检测用电极。
两个压电元件单元60以使配置有压电元件60A~60G的一侧的面相对的状态经由粘接剂69接合。此外,压电元件单元60也可以分别单独使用。另外,贴合的数量也不限定于两个,也可以为三个以上。
另外,各压电元件60A的第一电极601彼此经由未图示的布线等而电连接。另外,各压电元件60A的第二电极603彼此经由未图示的布线等而电连接。而且,由这两个压电元件60A构成压电元件6A。其他的压电元件60B~60F也是同样的,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。
另一方面,各压电元件60G的第三电极604彼此经由未图示的布线等而电连接。另外,各压电元件60G的第四电极606彼此经由未图示的布线等而电连接。而且,由这两个压电元件60G构成压电元件6G。
作为压电体602的构成材料,并无特别限定,例如可以使用锆钛酸铅(PZT)、钛酸钡、钛酸铅、铌酸钾、铌酸锂、钽酸锂、钨酸钠、氧化锌、钛酸钡锶(BST)、钽酸锶铋(SBT)、偏铌酸铅、钪铌酸铅等的压电陶瓷。另外,作为压电体602,除了上述压电陶瓷以外,还可以使用聚偏氟乙烯、水晶等。
另外,作为压电体602的形成方法,并无特别限定,既可以由块状材料形成,也可以使用溶胶-凝胶法或溅射法形成。在本实施方式中,使用溶胶-凝胶法形成压电体602。由此,例如与由块状材料形成时相比,能够得到薄的压电体602,从而能够实现压电驱动装置3的薄型化。
凸部44设置于振动体41的前端部,并从振动体41向Y轴方向正侧突出。而且,凸部44的前端部与转子2的外周面21接触。因此,振动体41的振动经由凸部44传递至转子2。作为凸部44的构成材料,并无特别限定,例如可以举出氧化锆、氧化铝、二氧化钛等的各种陶瓷。由此,成为耐久性优异的凸部44。
在这样的压电致动器4中,当向压电元件6A、6F施加图8所示的交变电压V1,向压电元件6C、6D施加交变电压V2,向压电元件6B、6E施加交变电压V3时,如图9所示,振动体41在Y轴方向上伸缩振动且在Z轴方向上呈S字状地弯曲振动,这些振动被合成,凸部44的前端如箭头A1所示那样朝向逆时针方向沿着椭圆轨道椭圆运动(旋转运动)。因此,交变电压V1、V2、V3是压电驱动装置3中的驱动信号Sd。通过这样的凸部44的椭圆运动而使转子2被送出,从而转子2如箭头B1所示那样顺时针旋转。另外,与这样的振动体41的振动对应地,从压电元件6G输出检测信号Ss。
此外,在箭头A1所示的凸部44的椭圆运动中,从点A1’至点A1”,凸部44与转子2的外周面21抵接而将转子2朝向箭头B1的方向送出,从点A1”至点A1’,凸部44与转子2的外周面21分离。因此,转子2朝向箭头B1的相反侧的旋转被抑制。
另外,当切换交变电压V1、V3时,即向压电元件6B、6E施加交变电压V1,向压电元件6C、6D施加交变电压V2,向压电元件6A、6F施加交变电压V3时,如图10所示,振动体41在Y轴方向上伸缩振动且在Z轴方向上呈S字状地弯曲振动,这些振动被合成,凸部44如箭头A2所示那样朝向顺时针方向进行椭圆运动。通过这样的凸部44的椭圆运动而使转子2被送出,从而转子2如箭头B2所示那样逆时针旋转。另外,与这样的振动体41的振动对应地,从压电元件6G输出检测信号Ss。
此外,在箭头A2所示的凸部44的椭圆运动中,从点A2’至点A2”,凸部44与转子2的外周面21抵接而将转子2朝向箭头B2的方向送出,从点A2”至点A2’,凸部44与转子2的外周面21分离。因此,转子2朝向箭头B2的相反侧的旋转被抑制。
但是,在本实施方式中,只要能够使转子2朝向至少一个方向旋转,则向压电元件6A~6F施加的交变电压的模式便无特别限定。另外,向压电元件6A~6F施加的电压也可以不是交变电压,例如也可以是间歇性地施加的直流电压。
另外,凸部44只要根据需要而设置即可,也可以由其他部件代替。
施力部件5是朝向转子2的外周面21对凸部44施力的部件。如图11所示,施力部件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、和位于压电致动器4的下表面侧(X轴方向负侧)的第二基板52。并且,由第一基板51和第二基板52夹持压电致动器4。此外,第一基板51及第二基板52并无特别限定,例如可以使用硅基板。
在此,在本实施方式中,由第一基板51及第二基板52夹持一个压电致动器4,但并不限定于此,例如也可以是由第一基板51及第二基板52夹持多个压电致动器4层叠而成的层叠体的构成。由此,由于一个压电驱动装置3所包含的压电致动器4的数量增加,因此,相应地能够利用较大的转矩使转子2旋转。
另外,如图11所示,支承部512、522之间设置有厚度与压电致动器4相等的间隔件53。另外,该部分上形成有沿X轴方向贯通的贯通孔59,利用该贯通孔59将施力部件5螺纹固定于框体等上。通过以使弹簧部513向Y轴方向挠曲的状态将施力部件5固定于所述框体等上,能够利用弹簧部513的恢复力朝向转子2的外周面21对凸部44施力。
以上,对施力部件5进行了说明,但施力部件5的构成只要能够朝向转子2的外周面21对凸部44施力,便无特别限定。例如,也可以省略第一基板51及第二基板52中的任意一方。另外,例如,作为施力部件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~6F施加交变电压V1、V2、V3来控制压电驱动装置3的驱动。
图12是表示图1及图3所示的控制装置的电路图。
如图12所示,控制装置7具有:生成驱动脉冲信号Pd的驱动脉冲信号生成部71、根据驱动脉冲信号Pd生成施加于压电元件6A、6B、6C、6D、6E、6F的驱动信号Sd的驱动信号生成部72、将从压电元件6G输出的检测信号Ss二值化而生成检测脉冲信号Ps的检测脉冲信号生成部73、获取驱动脉冲信号Pd与检测脉冲信号Ps的相位差的相位差获取部74、以及根据相位差控制驱动脉冲信号生成部71的驱动的驱动控制部75。
驱动脉冲信号生成部71是生成用于生成驱动信号Sd的驱动脉冲信号Pd(数字信号)的电路。如图12所示,由驱动脉冲信号生成部71生成的驱动脉冲信号Pd是被二值化为High/Low的矩形波。驱动脉冲信号生成部71能够改变驱动脉冲信号Pd的占空比(Duty)。通过改变驱动脉冲信号Pd的占空比,可以改变驱动信号Sd的振幅。例如,若将占空比设为50%,则驱动信号Sd的振幅最大,随着占空比接近于0%,驱动信号Sd的振幅减小。
此外,驱动脉冲信号生成部71的构成只要能够生成上述驱动脉冲信号Pd,且能够变更驱动脉冲信号Pd的占空比,便无特别限定。如图12所示,本实施方式的驱动脉冲信号生成部71构成为:具有呈GND的电位的电极71A、呈+VDD的电位的电极71B以及开关元件71C,并通过交替切换电极71A与开关元件71C连接的状态、和电极71B与开关元件71C连接的状态而生成驱动脉冲信号Pd。另外,在本实施方式中,驱动脉冲信号生成部71具有第一驱动脉冲信号生成部711、第二驱动脉冲信号生成部712以及第三驱动脉冲信号生成部713,以便生成不同的三个驱动信号、例如交变电压V1、V2、V3或使其相位不同的信号。
驱动信号生成部72是根据由驱动脉冲信号生成部71生成的驱动脉冲信号Pd生成作为模拟信号的驱动信号Sd的电路。如图12所示,由驱动信号生成部72生成的驱动信号Sd是大致正弦波状的信号。
此外,驱动信号生成部72的构成只要能够生成上述驱动信号Sd,便无特别限定。如图12所示,本实施方式的驱动信号生成部72呈主要具备缓冲器72A和线圈72B的构成。另外,在本实施方式中,驱动信号生成部72具有与第一驱动脉冲信号生成部711连接的第一驱动信号生成部721、与第二驱动脉冲信号生成部712连接的第二驱动信号生成部722、以及与第三驱动脉冲信号生成部713连接的第三驱动信号生成部723,以便生成不同的三个驱动信号、例如交变电压V1、V2、V3或使其相位不同的信号。
通过向压电元件6A、6B、6C、6D、6E、6F施加由驱动信号生成部72生成的三个驱动信号、此处为交变电压V1、V2、V3,如上所述,振动体41进行弯曲振动,转子2伴随于此进行旋转。
检测脉冲信号生成部73是将伴随振动体41的弯曲振动而从压电元件6G输出的作为模拟信号的检测信号Ss二值化,从而生成作为数字信号的检测脉冲信号Ps的电路。如图12所示,从压电元件6G输出的检测信号Ss是与振动体41的振幅对应的大致正弦波状的信号,检测脉冲信号Ps是将检测信号Ss二值化为High/Low的矩形波状的信号。此外,检测脉冲信号生成部73的构成只要能够生成上述检测脉冲信号Ps,便无特别限定。如图12所示,本实施方式的检测脉冲信号生成部73呈具有差动放大器73A及比较器73B的结构。
相位差获取部74是获取驱动脉冲信号Pd与检测脉冲信号Ps的相位差的电路。这样,通过获取相位差,能够监视振动体41的振动状态。
驱动控制部75是根据相位差获取部74取得的相位差来控制驱动脉冲信号生成部71的驱动的电路。驱动控制部75例如使各驱动脉冲信号Pd的频率随时变化,以使相位差追随规定值。由于振动体41的振幅与相位差具有相关关系,因此,通过使相位差与振动体41的振幅成为最大值的值一致,能够使转子2更高速地旋转。
通过以上这样,能够控制压电驱动装置3的驱动。
在此,图13是示意性地示出现有的压电驱动装置所包含的电路的图。此外,为了便于说明,图13中也使用与图2相同的附图标记。
在图13所示的现有的压电驱动装置3’中,驱动用的压电元件6A~6F分别如上所述具有第一电极601和第二电极603。而且,第一电极601与GND(基准电位)连接。另外,第二电极603与驱动脉冲信号生成部71及驱动信号生成部72电连接。
另外,图13所示的检测用的压电元件6G如上所述具有第三电极604和第四电极606。而且,第三电极604与第一电极601电连接。即,在现有的电路中,驱动用的压电元件6A~6F的第一电极601和检测用的压电元件6G的第三电极604为共用的电极。另外,第四电极606与检测脉冲信号生成部电连接。
另外,在连接驱动信号生成部72与压电元件6A~6F的布线等中,存在内部电阻R1。同样,在连接压电元件6A~6F与GND的布线等中也存在内部电阻R2。进而,在连接压电元件6G与检测脉冲信号生成部73的布线等中也存在内部电阻R3。
在驱动这样的现有压电驱动装置3’时,从驱动信号生成部72对驱动用的压电元件6A~6F输入例如具有大致正弦波状的电压波形的驱动信号Sd。当输入这样的驱动信号Sd时,在驱动用的压电元件6A~6F的第一电极601与第二电极603之间流动与驱动信号Sd的电压波形对应的波形的电流id。
但是,在该电流id中,因为经时性变化的布线的寄生电容或压电元件6A~6F的振动的影响,而重叠有比驱动信号Sd更高次的噪声成分。即,电流id呈在大致正弦波状的波形中重叠有高次谐波的噪声成分的波形。而且,当这样的电流id流经内部电阻R2时,在内部电阻R2的两端产生电流id与电阻值相乘所得的电位差。因此,第一电极601的电位V601的波形呈反映了重叠有噪声成分的电流id的波形的波形。
另外,在现有的压电驱动装置3’中,如上所述,第一电极601与第三电极604电连接。因此,第三电极604的电位V604的波形成为与第一电极601的电位V601的波形大致相同的波形。即,在驱动用的压电元件6A~6F中重叠于电位V601的噪声成分直接转移至电位V604。
另外,当通过压电元件6A~6F的第二电极603的电位V603而使压电体602变形,振动体41振动时,压电元件6G的第四电极606中产生与之相应的电荷。因此,压电元件6G的第四电极606的电位V606的波形成为包含反映了振动体41的振动的成分、即信号成分的波形。
在此,若在检测用的压电元件6G的第三电极604与第四电极606之间流过电流,则重叠于电位V604的噪声成分也转移至第四电极606的电位V606。由此,电位V606的波形成为不仅重叠有基于振动体41的振动的信号成分,还重叠有噪声成分的波形。此外,为了便于说明,图13所示的电位V606的波形图示为减去信号成分的波形、即仅示出噪声成分的波形。
在以上那样的现有压电驱动装置3’中,上述重叠有噪声成分的电位V606的波形被输入比较器,生成检测脉冲信号。因此,在现有的压电驱动装置3’中,根据包含噪声成分的电位V606生成检测脉冲信号,并据此控制压电驱动装置3’的驱动。因此,在现有的压电驱动装置3’中,难以正确地控制其驱动。
相对于此,图14是示意性地示出本实施方式涉及的压电驱动装置所包含的电路的图。此外,在以下的说明中,以与图13所示的现有的压电驱动装置3’的不同点为中心进行说明,对于相同的事项省略说明。
在图14所示的压电驱动装置3中,如上所述,第三电极604与第一电极601分开设置。即,第一电极601及第三电极604分别配置于图4及图5所示的压电体602的下表面6021(第一面)上,并且在下表面6021上相互分离。
另一方面,如上所述,第四电极606与第二电极603分开设置。而且,第二电极603及第四电极606分别配置于图4及图5所示的压电体602的上表面6022(第二面)上,并且在上表面6022上相互分离。在此,分离是指未经由布线等导体连接的状态。在本实施方式中,第一电极601和第三电极604、以及第二电极603和第四电极606分别经由基板61等的非导体连接。
而且,第三电极604与差动放大器73A的负极输入端子连接。另外,第四电极606与差动放大器73A的正极输入端子连接。此外,在连接压电元件6G的第四电极606与差动放大器73A的布线等中,存在上述内部电阻R3,但在连接第三电极604与差动放大器73A的布线等中也存在内部电阻R4。
在这样的本实施方式涉及的压电驱动装置3中,从驱动信号生成部72对驱动用的压电元件6A~6F的第二电极603输入驱动信号Sd。当输入这样的驱动信号Sd时,在驱动用的压电元件6A~6F的第一电极601与第二电极603之间流动与驱动信号Sd的电压波形对应的波形的电流id。
但是,如上所述,在该电流id中,因为经时性变化的布线的寄生电容或压电元件6A~6F的振动的影响,而重叠有比驱动信号Sd更高次的噪声成分。而且,当这样的电流id流经内部电阻R2时,在内部电阻R2的两端产生电流id与电阻值相乘所得的电位差。因此,基于该电位差的第一电极601侧的电位V601的波形成为反映了重叠有噪声成分的电流id的波形的波形。此时,在现有的压电驱动装置3’中,检测用的压电元件6G的第三电极604与第一电极601共用,第三电极604的电位V604与电位V601相等。进而,重叠于电位V604上的噪声成分也转移至第四电极606的电位V606。因此,电位V606的波形成为电位V601的噪声成分几乎无衰减地重叠于其中的波形。
在此,在图14所示的本实施方式涉及的压电驱动装置3中,如上所述,第三电极604与第一电极601分开设置。因此,第一电极601的电位V601的波形原则上不会直接转移至第三电极604的电位V604的波形。但是,如上所述,由于第一电极601与第三电极604在结构上经由基板61等连接,因此,有时第一电极601与第三电极604之间电耦合。在这样的情况下,电位V601的波形中所包含的噪声成分衰减且重叠于电位V604。因此,第三电极604的电位V604的波形成为包含衰减后的噪声成分的波形。
而且,重叠于电位V604上的噪声成分也转移至第四电极606的电位V606。由此,电位V606的波形成为不仅重叠有基于振动体41的振动的信号成分,还重叠有衰减后的噪声成分的波形。此外,为了便于说明,图14所示的电位V606的波形图示为减去信号成分的波形、即仅示出噪声成分的波形。
在以上那样的压电驱动装置3中,包含第四电极606的电位V606的波形的检测信号Ss的波形虽然是包含噪声成分的波形,但其噪声成分与现有技术相比衰减。因此,检测信号Ss作为精度更高的信号从第四电极606被取出。而且,检测信号Ss经由第四电极606输出至控制装置7。因此,在检测脉冲信号生成部73中,在根据该检测信号Ss生成检测脉冲信号Ps时,生成精度高的检测脉冲信号Ps,在相位差获取部74中,能够更高精度地获得驱动脉冲信号Pd与检测脉冲信号Ps的相位差。由此,能够更准确地控制驱动脉冲信号生成部71的驱动,从而能够稳定地控制压电驱动装置3的驱动。
以上那样的压电驱动装置3具有通过振动来驱动转子2(被驱动部件)的压电致动器4(振动部)、和控制压电致动器4的振动的控制装置7(控制部)。其中,压电致动器4具备:压电体602,具有处于表背关系的下表面6021(第一面)和上表面6022(第二面);驱动用电极,具有配置于下表面6021上的第一电极601和配置于上表面6022上的第二电极603,并通过将来自控制装置7的驱动信号Sd输入第二电极603而使压电体602振动;以及检测用电极,具有配置于下表面6021上的第三电极604和配置于上表面6022上的第四电极606,并将与压电体602的振动对应的检测信号Ss经由第四电极606输出至控制装置7(控制部)。而且,在下表面6021上,第一电极601与第三电极604分离,并且,在上表面6022上,第二电极603与第四电极606相互分离。
根据这样的压电驱动装置3,能够获得精度高的检测信号Ss。因此,能够实现可稳定地进行驱动的压电驱动装置3。
另外,如上所述,控制装置7(控制部)具有包含于检测脉冲信号生成部73中的差动放大器73A。并且,从第四电极606的电位V606、即从第四电极606取出的检测信号Ss被输入差动放大器73A的正极输入端子。
检测信号Ss与伴随振动体41的振动而产生的信号成分一同包含以上述那样的路径重叠的噪声成分。该噪声成分成为使检测信号Ss的S/N比降低的原因,因此,使例如求出驱动脉冲信号Pd与检测脉冲信号Ps的相位差时的精度降低。
另一方面,第三电极604的电位V604被输入差动放大器73A的负极输入端子。该电位V604上也重叠有与重叠于检测信号Ss的噪声成分相同程度的噪声成分。
差动放大器73A抑制相同相位的成分,并放大不同相位的成分。因此,输入至正极输入端子的噪声成分和输入至负极输入端子的噪声成分由于为相同相位的概率高,因而能够在差动放大器73A中选择性地使其衰减。由此,在差动放大器73A中,能够高精度地输出本来应该检测的信号成分,接着输入比较器73B中。由此,在差动放大器73A中,能够通过噪声成分的抵消而提高检测信号Ss的S/N比,在相位差获取部74中,能够高精度地求出检测脉冲信号Ps的相位。
此外,本实施方式涉及的控制装置7具有差动放大器73A,但在噪声成分小的情况下也可以省略该差动放大器73A。另外,差动放大器73A也可以用具有与其相同功能的其他元件、电路、软件等代替。
另外,如上所述,为了通过差动放大器73A等抵消噪声成分,优选在从第三电极604至差动放大器73A的路径与从第四电极606至差动放大器73A的路径之间电气特性一致。由此,在双方的路径中噪声成分的波形容易一致,从而在差动放大器73A中能够更加良好地使噪声成分抵消而减少。
具体而言,如图2、图3以及图5所示,压电驱动装置3具有将第三电极604与控制装置7(控制部)电连接的第一检测布线81、和将第四电极606与控制装置7电连接的第二检测布线82。并且,在将第一检测布线81中的配置于压电致动器4(振动部)上的部分设为第一振动部布线81a,将第二检测布线82中的配置于压电致动器4上的部分设为第二振动部布线82a时,在该压电驱动装置3中,如图3、图6以及图7所示,在基板61上,第一振动部布线81a与第二振动部布线82a分离配置。
通过这样配置,比较容易通过例如对第一振动部布线81a的面积及第二振动部布线82a的面积这样的可调整的参数进行控制,而使第一振动部布线81a及第二振动部布线82a的寄生电容、电阻等的电气特性一致。另外,由于第一振动部布线81a及第二振动部布线82a也是第一检测布线81及第二检测布线82中寄生电容或电阻容易变大的部分,因此,通过这样设计,更容易使第一检测布线81及第二检测布线82整体的电气特性一致。由此,在第一检测布线81及第二检测布线82中,噪声成分的波形不易相互偏移,在差动放大器73A中能够更加良好地抵消噪声成分而使其减少。
另外,第四电极606与第二振动部布线82a之间经由贯通保护层63的贯通布线86电连接。
另一方面,如图3所示,压电驱动装置3具有将第二电极603与控制装置7电连接的驱动侧布线85。而且,将驱动侧布线85中的配置于压电致动器4上的部分设为第三振动部布线85a。在压电驱动装置3中,如图3所示,从连接部43至支承部42的范围内配置有第三振动部布线85a。
另外,第一振动部布线81a及第二振动部布线82a分别配置于压电致动器4中从支承部42至连接部43的范围内。第一振动部布线81a与第三电极604连接,第二振动部布线82a与第四电极606连接。
另一方面,本实施方式涉及的压电驱动装置3在基板61上具有与第一振动部布线81a及第二振动部布线82a并列延伸的基准电位布线83。
另外,如图15所示,本实施方式涉及的压电驱动装置3具有设置于覆盖第一振动部布线81a及第二振动部布线82a的保护层63上的基准电位布线84。该基准电位布线84经由未图示的布线与设置于基板61上的端子84c电连接。
这些基准电位布线83、84分别与基准电位、即GND的电位连接。
图15是图7所示的支承部42的局部放大图。
在图15所示的第一振动部布线81a中,左表面、右表面以及上表面均为侧面81b。同样,在图15所示的第二振动部布线82a中,左表面、右表面以及上表面均为侧面82b。
在本实施方式涉及的压电驱动装置3中,经由保护层63以与第一振动部布线81a的侧面81b重叠的方式配置有基准电位布线83、84。同样,在压电驱动装置3中,经由保护层63以与第二振动部布线82a的侧面82b重叠的方式配置有基准电位布线83、84。
具体而言,以分别与图15所示的侧面81b中的左表面及右表面重叠的方式配置有基准电位布线83(第一基准电位布线及第二基准电位布线)。即,在第一基准电位布线及第二基准电位布线这两个基准电位布线83之间,并排配置有第一振动部布线81a和第二振动部布线82a。另外,以与图15所示的侧面81b中的上表面重叠的方式配置有基准电位布线84。
同样,以分别与图15所示的侧面82b中的左表面及右表面重叠的方式配置有基准电位布线83。另外,以与图15所示的侧面82b中的上表面重叠的方式配置有基准电位布线84。
通过这样配置基准电位布线83、84,在第一振动部布线81a及第二振动部布线82a的双方中,容易使与基准电位布线83、84之间的寄生电容一致。即,通过以与侧面81b、82b重叠的方式配置基准电位布线83、84,容易强制性地使寄生于第一振动部布线81a及第二振动部布线82a的电容一致。由此,第一检测布线81及第二检测布线82的电气特性相互一致,从而双方之间噪声成分的波形不易相互偏移。由此,能够在差动放大器73A中更加良好地抵消噪声成分而使其减少。
另外,通过这样配置基准电位布线83、84,能够附加抑制例如由在空间中传播来的电磁波诱发的噪声成分重叠于第一振动部布线81a或第二振动部布线82a的电磁屏蔽功能。因此,能够抑制以上述路径重叠的噪声成分,从而能够在差动放大器73A中更加良好地减少噪声成分。
该情况下,通过使基准电位布线83、84分别与基准电位(GND)连接,能够使基准电位布线83、84中产生的涡电流极小化,从而能够附加也抑制由涡电流诱发的噪声成分的功能。
此外,侧面81b、82b与基准电位布线83、84重叠是指:当分别俯视侧面81b、82b时,以将侧面81b、82b的至少一部分覆盖的方式,经由保护层63配置有基准电位布线83、84的状态。另外,优选以将侧面81b、82b各自的一半以上覆盖的方式配置有基准电位布线83、84。
另外,本实施方式涉及的基准电位布线83配置为与第一振动部布线81a及第二振动部布线82a各自的左表面及右表面重叠,但也可以配置为仅与任一方重叠。
进而,基准电位布线84只要根据需要设置即可,也可以省略,反之,在设置有基准电位布线84的情况下,也可以省略基准电位布线83。
另外,基准电位布线84(第三基准电位布线)配置为:在俯视压电体602的下表面6021(第一面)时,与两个基准电位布线83(第一基准电位布线及第二基准电位布线)、和第一振动部布线81a及第二振动部布线82a重叠。
由此,第一检测布线81及第二检测布线82的电气特性特别准确地变一致,从而在双方之间噪声成分的波形不易相互偏移。由此,能够在差动放大器73A中更加良好地抵消噪声成分而使其减少。
另外,通过这样配置基准电位布线83、84,能够进一步增强上述作为电磁屏蔽的功能。因此,能够更加可靠地抑制在空间中传播来的噪声成分的重叠,从而能够在差动放大器73A中更加良好地减少噪声成分。
此外,上述配置换而言之就是,基准电位布线83、84配置为与第一振动部布线81a的侧面81b及第二振动部布线82a的侧面82b重叠。即,基准电位布线83、84分别配置于将第一振动部布线81a包围的位置和将第二振动部布线82a包围的位置处。
此外,包围的位置是指将图15所示的第一振动部布线81a的左表面、右表面以及上表面这三个面各自的至少一部分覆盖的位置、以及将图15所示的第二振动部布线82a的左表面、右表面以及上表面这三个面各自的至少一部分覆盖的位置。
从该观点出发,也能够进一步增强作为电磁屏蔽的功能。
另外,如上所述,第一振动部布线81a及第二振动部布线82a分别配置于基板61上,但在本实施方式中,它们的排列方向为第一振动部布线81a的宽度方向。通过这样使第一振动部布线81a及第二振动部布线82a并列,能够抑制基准电位布线83、84的数量或面积,并且,如图15所示,能够以与侧面81b、82b重叠的方式配置基准电位布线83、84。由此,能够实现压电致动器4的小型化。
另外,通过这样配置,容易使第一振动部布线81a与基准电位布线83的距离、以及第二振动部布线82a与基准电位布线83的距离相互一致。即,在本实施方式中,容易使图15所示的第一振动部布线81a与两个基准电位布线83的距离的合计和第二振动部布线82a与两个基准电位布线83的距离的合计相等。由此,能够使第一振动部布线81a中的寄生电容与第二振动部布线82a中的寄生电容一致,在第一振动部布线81a与第二振动部布线82a之间,噪声成分的波形不易相互偏移。由此,能够在差动放大器73A中更加良好地抵消噪声成分而使其减少。
此外,也可以根据需要在第一振动部布线81a与第二振动部布线82a之间也追加基准电位布线83。
另外,第一振动部布线81a的长度及第二振动部布线82a的长度也可以互不相同,但优选相互一致。由此,例如通过使第一振动部布线81a的宽度与第二振动部布线82a的宽度一致,能够更容易地使第一检测布线81及第二检测布线82的电阻等的电气特性一致。由此,能够在差动放大器73A中更加良好地抵消噪声成分而使其减少。
此外,长度相互一致是指:在比较从各布线的宽度中心通过的线段的长度时,其差收敛于较短一方的长度的5%以下的状态。
第一振动部布线81a及第二振动部布线82a的构成材料也可以互不相同,但优选构成材料彼此相同。此外,构成材料并无特别限定,可以举出例如各种金属材料等。
另外,第一振动部布线81a及第二振动部布线82a的设置位置也可以互不相同,但优选如图7所示那样压电体602的X轴方向上的位置彼此相同。具体而言,第一振动部布线81a及第二振动部布线82a都配置在基板61的同一面上。通过满足这些,第一检测布线81及第二检测布线82的电气特性特别容易变一致,从而在双方之间噪声成分的波形不易相互偏移。由此,能够在差动放大器73A中更加良好地抵消噪声成分而使其减少。另外,根据这样的配置,还具有容易形成第一振动部布线81a及第二振动部布线82a这一优点。
另外,本实施方式涉及的压电致动器4具备基板61和配置于基板61的一方面侧的压电体602。此时,在该压电致动器4中,第一振动部布线81a及第三电极604与基板61之间的寄生电容和第二振动部布线82a及第四电极606与基板61之间的寄生电容也可以互不相同,但优选彼此相同。由此,能够抑制基于这些寄生电容而变化的噪声成分的变化量,从而在第一振动部布线81a和第二振动部布线82a的双方之间,重叠的噪声成分的波形不易相互偏移。由此,能够在差动放大器73A中更加良好地抵消噪声成分而使其减少。
此外,为了使第一振动部布线81a及第三电极604与基板61之间的寄生电容和第二振动部布线82a及第四电极606与基板61之间的寄生电容彼此相同,例如可以举出使第一振动部布线81a的面积和第二振动部布线82a的面积彼此相同、或者使第一振动部布线81a与基板61的距离和第二振动部布线82a与基板61的距离彼此相同。而且,例如对于无法使距离相同的部分而言,为了弥补伴随于此而产生的寄生电容之差,只要使面积不同即可。同样,对于无法使面积相同的部分而言,为了弥补伴随于此而产生的寄生电容之差,只要使距离不同即可。
在图3所示的压电致动器4的情况下,设置于第二振动部布线82a的端部上的端子82c的面积大于设置于第一振动部布线81a的端部上的端子81c的面积。这是与如图5所示第四电极606与基板61的距离大于第三电极604与基板61的距离的情况相符的措施。通过这样使端子82c的面积大于端子81c的面积,能够使第一振动部布线81a及第三电极604与基板61之间的寄生电容和第二振动部布线82a及第四电极606与基板61之间的寄生电容为相互接近的值而一致,从而能够在差动放大器73A中更加良好地抵消噪声成分而使其减少。
此外,端子82c的面积根据寄生电容的差或端子81c的面积而适当设定,作为一例,优选大于端子81c的面积的100%且在1000%以下,更优选为105%以上且800%以下。
第二实施方式
图16是表示本发明的第二实施方式涉及的机器人的立体图。
图16所示的机器人1000能够进行精密设备或其构成部件的供料、除料、搬运以及组装等作业。机器人1000为六轴机器人,具有:固定于地板或天花板上的基座1010、转动自如地连接于基座1010上的臂1020、转动自如地连接于臂1020上的臂1030、转动自如地连接于臂1030上的臂1040、转动自如地连接于臂1040上的臂1050、转动自如地连接于臂1050上的臂1060、转动自如地连接于臂1060上的臂1070、以及控制这些臂1020、1030、1040、1050、1060、1070的驱动的控制装置1080。
另外,臂1070上设置有手连接部,手连接部上安装有与使机器人1000执行的作业相对应的末端执行器1090。另外,各关节部中的全部或一部分上搭载有压电电机1,通过该压电电机1的驱动而使各臂1020、1030、1040、1050、1060、1070转动。此外,压电电机1也可以搭载于末端执行器1090上,并用于驱动末端执行器1090。
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。并且,通过由处理器执行存储于存储器中的规定的程序(代码串)来控制机器人1000的各部的驱动。此外,所述程序也可以经由I/F从外部的服务器下载。另外,也可以构成为控制装置1080的构成的全部或一部分设置于机器人1000的外部,并经由LAN(局域网)等的通信网连接。
如上所述,这样的机器人1000具备压电电机1。即,机器人1000具备压电致动器4(振动部)和控制压电致动器4的振动的控制装置7(控制部),并具有使压电致动器4振动而驱动与压电致动器4抵接的转子2(被驱动部件)的压电驱动装置3。其中,压电致动器4具备:压电体602,具有处于表背关系的下表面6021(第一面)和上表面6022(第二面);驱动用电极,具有配置于下表面6021上的第一电极601和配置于上表面6022上的第二电极603,并通过将来自控制装置7的驱动信号Sd输入第二电极603而使压电体602振动;以及检测用电极,具有配置于下表面6021上的第三电极604和配置于上表面6022上的第四电极606,并将与压电体602的振动对应的检测信号Ss经由第四电极606输出至控制装置7(控制部)。而且,在下表面6021上,第一电极601与第三电极604分离,并且,在上表面6022上,第二电极603与第四电极606分离。根据这样的机器人1000,能够在压电驱动装置3中获得精度高的检测信号Ss。因此,通过根据该检测信号Ss进行驱动,能够实现可稳定地进行驱动的压电驱动装置3。由此,能够得到可稳定地进行驱动的机器人1000。
第三实施方式
图17是表示本发明的第三实施方式涉及的打印机的整体构成的概略图。
图17所示的打印机3000具备装置主体3010、和设置于装置主体3010的内部的印刷机构3020、供纸机构3030以及控制装置3040。另外,装置主体3010上设置有设置记录用纸P的托盘3011、排出记录用纸P的排纸口3012、以及液晶显示器等的操作面板3013。
印刷机构3020具备磁头单元3021、滑架电机3022、以及利用滑架电机3022的驱动力使磁头单元3021往复运动的往复运动机构3023。另外,磁头单元3021具有作为喷墨式记录头的磁头3021a、向磁头3021a供给墨水的墨盒3021b、以及搭载磁头3021a及墨盒3021b的滑架3021c。
往复运动机构3023具有以能够往复运动的方式支承滑架3021c的滑架引导轴3023a、和通过滑架电机3022的驱动力使滑架3021c在滑架引导轴3021a上移动的同步带3023b。另外,供纸机构3030具有相互压接的从动辊3031及驱动辊3032、和驱动驱动辊3032的压电电机1。
在这样的打印机3000中,供纸机构3030一张一张地向磁头单元3021的下部附近间歇输送记录用纸P。此时,磁头单元3021在与记录用纸P的输送方向大致正交的方向上往复运动,进行向记录用纸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。并且,通过由处理器执行存储于存储器的规定的程序(代码串)来控制打印机3000的各部的驱动。这样的控制例如根据经由I/F从个人计算机等的主计算机输入的印刷数据而执行。此外,所述程序也可以经由I/F从外部的服务器下载。另外,也可以构成为控制装置1080的构成的全部或一部分设置于打印机3000的外部,并经由LAN(局域网)等的通信网连接。
如上所述,这样的打印机3000具备压电电机1。即,打印机3000具备压电致动器4(振动部)和控制压电致动器4的振动的控制装置7(控制部),并具有使压电致动器4振动而驱动与压电致动器4抵接的转子2(被驱动部件)的压电驱动装置3。其中,压电致动器4具备:压电体602,具有相互处于表背关系的下表面6021(第一面)和上表面6022(第二面);驱动用电极,具有配置于下表面6021上的第一电极601和配置于上表面6022上的第二电极603,并通过将来自控制装置7的驱动信号Sd输入第二电极603而使压电体602振动;以及检测用电极,具有配置于下表面6021上的第三电极604和配置于上表面6022上的第四电极606,并将与压电体602的振动对应的检测信号Ss经由第四电极606输出至控制装置7(控制部)。而且,在下表面6021上,第一电极601与第三电极604分离,并且,在上表面6022上,第二电极603与第四电极606分离。根据这样的打印机3000,能够在压电驱动装置3中获得精度高的检测信号Ss。因此,通过根据该检测信号Ss进行驱动,能够实现可稳定地进行驱动的压电驱动装置3。由此,能够得到可稳定地进行驱动的打印机3000。
此外,在本实施方式中,压电电机1驱动供纸用的驱动辊3032,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,但本发明并不限定于此,各部分的构成能够置换为具有相同功能的任意构成。另外,也可以对本发明附加其他任意的构成物。另外,也可以适当组合各实施方式。
Claims (10)
1.一种压电驱动装置,其特征在于,具有:
振动部,通过振动来驱动被驱动部件;和
控制部,控制所述振动部的振动,
所述振动部具备:
压电体,具有处于表背关系的第一面和第二面;
驱动用电极,具备配置于所述第一面的第一电极和配置于所述第二面的第二电极,并通过将来自所述控制部的驱动信号输入所述第二电极而使所述压电体振动;以及
检测用电极,具备配置于所述第一面的第三电极和配置于所述第二面的第四电极,并将与所述压电体的振动对应的检测信号经由所述第四电极输出至所述控制部,
在所述第一面上,所述第一电极与所述第三电极分离,并且,在所述第二面上,所述第二电极与所述第四电极分离。
2.根据权利要求1所述的压电驱动装置,其特征在于,具有:
第一检测布线,将所述第三电极与所述控制部电连接;和
第二检测布线,将所述第四电极与所述控制部电连接,
当将所述第一检测布线中的配置于所述振动部的部分设为第一振动部布线并将所述第二检测布线中的配置于所述振动部的部分设为第二振动部布线时,
所述第一振动部布线与所述第二振动部布线分离而配置。
3.根据权利要求2所述的压电驱动装置,其特征在于,
所述控制部具有与所述第一检测布线和所述第二检测布线连接的差动放大器。
4.根据权利要求2或3所述的压电驱动装置,其特征在于,
具有与基准电位连接的第一基准电位布线和第二基准电位布线,
在所述第一基准电位布线与所述第二基准电位布线之间,配置有所述第一振动部布线和所述第二振动部布线。
5.根据权利要求4所述的压电驱动装置,其特征在于,
具有与基准电位连接的第三基准电位布线,
在俯视所述第一面时,所述第一基准电位布线、所述第二基准电位布线、所述第一振动部布线以及所述第二振动部布线与所述第三基准电位布线重叠。
6.根据权利要求2所述的压电驱动装置,其特征在于,
所述第一振动部布线的长度与所述第二振动部布线的长度一致。
7.根据权利要求2所述的压电驱动装置,其特征在于,
所述第一振动部布线及所述第二振动部布线的构成材料相同,并且配置在同一面上。
8.根据权利要求2所述的压电驱动装置,其特征在于,
所述振动部具备基板和配置于所述基板的一方面侧的所述压电体,
所述第一振动部布线及所述第三电极与所述基板之间的寄生电容、和所述第二振动部布线及所述第四电极与所述基板之间的寄生电容相同。
9.一种机器人,其特征在于,具有压电驱动装置,所述压电驱动装置具备振动部和控制所述振动部的振动的控制部,并使所述振动部振动而驱动与所述振动部抵接的被驱动部件,
所述振动部具备:
压电体,具有处于表背关系的第一面和第二面;
驱动用电极,具备配置于所述第一面的第一电极和配置于所述第二面的第二电极,并通过将来自所述控制部的驱动信号输入所述第二电极而使所述压电体振动;以及
检测用电极,具备配置于所述第一面的第三电极和配置于所述第二面的第四电极,并将与所述压电体的振动对应的检测信号经由所述第四电极输出至所述控制部,
在所述第一面上,所述第一电极与所述第三电极分离,并且,在所述第二面上,所述第二电极与所述第四电极分离。
10.一种打印机,其特征在于,具有压电驱动装置,所述压电驱动装置具备振动部和控制所述振动部的振动的控制部,并使所述振动部振动而驱动与所述振动部抵接的被驱动部件,
所述振动部具备:
压电体,具有处于表背关系的第一面和第二面;
驱动用电极,具备配置于所述第一面的第一电极和配置于所述第二面的第二电极,并通过将来自所述控制部的驱动信号输入所述第二电极而使所述压电体振动;以及
检测用电极,具备配置于所述第一面的第三电极和配置于所述第二面的第四电极,并将与所述压电体的振动对应的检测信号经由所述第四电极输出至所述控制部,
在所述第一面上,所述第一电极与所述第三电极分离,并且,在所述第二面上,所述第二电极与所述第四电极分离。
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