JP2020054152A - Control method of piezoelectric driving device, piezoelectric driving device, robot, and printer - Google Patents

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Abstract

To provide a control method of a piezoelectric driving device with excellent driving performance, a piezoelectric driving device, a robot, and a printer.SOLUTION: A control method of a piezoelectric driving device has a driving piezoelectric element, a vibrator vibrating by applying a driving signal to the driving piezoelectric element, a driven portion moving by vibration of the vibrator, a driving signal generation section generating a pulse signal on the basis of a target Duty and generating a driving signal on the basis of the pulse signal. According to a difference between the target Duty and Duty of the pulse signal, voltage supplied to the driving signal generation section is changed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、圧電駆動装置の制御方法、圧電駆動装置、ロボットおよびプリンターに関するものである。   The present invention relates to a control method for a piezoelectric driving device, a piezoelectric driving device, a robot, and a printer.

特許文献1に記載されている超音波モーターシステムは、超音波振動子と、超音波振動子により駆動される被駆動体と、超音波振動子に駆動電圧を印加する駆動装置と、を有する。また、駆動装置は、パルス信号を出力する信号生成回路と、信号生成回路から出力されたパルス信号から正弦波に近い波形の駆動信号を生成するドライブ回路と、を有し、ドライブ回路から出力された駆動信号が超音波振動子に印加される。   The ultrasonic motor system described in Patent Literature 1 includes an ultrasonic oscillator, a driven body driven by the ultrasonic oscillator, and a driving device that applies a drive voltage to the ultrasonic oscillator. The drive device includes a signal generation circuit that outputs a pulse signal, and a drive circuit that generates a drive signal having a waveform close to a sine wave from the pulse signal output from the signal generation circuit, and is output from the drive circuit. The applied drive signal is applied to the ultrasonic transducer.

また、超音波モーターシステムは、信号生成回路から出力されるパルス信号のDutyを0%〜50%の範囲内で変更することにより駆動信号の振幅を調整し、被駆動体の駆動速度を制御する。具体的には、パルス信号のDutyを0%側に変化させることにより被駆動体が減速し、反対に、Dutyを50%側に変化させることにより被駆動体が加速する。   Also, the ultrasonic motor system adjusts the amplitude of the drive signal by changing the duty of the pulse signal output from the signal generation circuit within a range of 0% to 50%, and controls the drive speed of the driven body. . Specifically, the driven body is decelerated by changing the duty of the pulse signal to the 0% side, and conversely, the driven body is accelerated by changing the duty to the 50% side.

また、超音波モーターシステムは、被駆動体を減速させる場合、パルス信号のDutyを0%側に変化させると共に、駆動信号の周波数を超音波振動子の共振周波数側へ変化させ、反対に、被駆動体を加速させる場合、パルス信号のDutyを50%側に変化させると共に、駆動信号の周波数を超音波振動子の共振周波数から遠ざかる側へ変化させる。   Also, when decelerating the driven body, the ultrasonic motor system changes the duty of the pulse signal to the 0% side, and changes the frequency of the drive signal to the resonance frequency side of the ultrasonic vibrator. When the driving body is accelerated, the duty of the pulse signal is changed to the 50% side, and the frequency of the driving signal is changed to the side away from the resonance frequency of the ultrasonic transducer.

特開2010−183816号公報JP 2010-183816 A

しかしながら、特許文献1の超音波モーターシステムのような構成の場合、パルス信号から生成した駆動信号により超音波振動子を駆動させるため、低速では超音波振動子の駆動が不安定となる場合がある。   However, in the case of a configuration like the ultrasonic motor system disclosed in Patent Document 1, since the ultrasonic transducer is driven by the drive signal generated from the pulse signal, the drive of the ultrasonic transducer may be unstable at a low speed. .

本発明の圧電駆動装置の制御方法は、駆動用圧電素子を備え、前記駆動用圧電素子に駆動信号を印加することにより振動する振動体と、
前記振動体の振動により移動する被駆動部と、
目標Dutyに基づいてパルス信号を生成し、前記パルス信号に基づいて駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を有する圧電駆動装置の制御方法であって、
前記目標Dutyと前記パルス信号のDutyとの差に応じて、前記駆動信号生成部に供給する電圧の大きさを変更することを特徴とする。
A method of controlling a piezoelectric driving device according to the present invention includes a driving body that includes a driving piezoelectric element and vibrates by applying a driving signal to the driving piezoelectric element.
A driven part that is moved by the vibration of the vibrating body,
A drive signal generation unit that generates a pulse signal based on the target duty, and generates a drive signal based on the pulse signal, comprising:
The magnitude of the voltage supplied to the drive signal generator may be changed according to the difference between the target duty and the duty of the pulse signal.

本発明の第1実施形態に係る圧電モーターを示す平面図である。It is a top view showing the piezoelectric motor concerning a 1st embodiment of the present invention. 圧電アクチュエーターを示す平面図である。It is a top view showing a piezoelectric actuator. 図2中のA−A線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 2. 図2中のB−B線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line BB in FIG. 2. 図2中のC−C線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line CC in FIG. 2. 図2中のD−D線断面図である。It is DD sectional drawing in FIG. 駆動信号を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a drive signal. 圧電モーターの駆動状態を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a driving state of a piezoelectric motor. 圧電モーターの駆動状態を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a driving state of a piezoelectric motor. 制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram showing a control device. パルス信号のDutyを説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the duty of a pulse signal. 第1駆動回路を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a first drive circuit. Dutyが小さ過ぎる場合の問題点を示す図である。It is a figure showing a problem when Duty is too small. 制御装置による制御方法を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a control method by the control device. 制御装置による制御方法を示すグラフである。4 is a graph showing a control method by the control device. パルス信号のDutyと駆動信号の振幅との関係を示すグラフである。5 is a graph showing a relationship between the duty of a pulse signal and the amplitude of a drive signal. 本発明の第2実施形態に係る圧電モーターが備える制御装置による制御方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control method by the control apparatus with which the piezoelectric motor which concerns on 2nd Embodiment of this invention is provided. 制御装置による制御方法を示すグラフである。4 is a graph showing a control method by the control device. 本発明の第3実施形態に係る圧電モーターが備える制御装置による制御方法を示すグラフである。It is a graph which shows the control method by the control apparatus with which the piezoelectric motor concerning a 3rd embodiment of the present invention is provided. 本発明の第3実施形態に係る圧電モーターが備える制御装置による制御方法を示すグラフである。It is a graph which shows the control method by the control apparatus with which the piezoelectric motor concerning a 3rd embodiment of the present invention is provided. 本発明の第3実施形態に係る圧電モーターが備える制御装置による制御方法を示すグラフである。It is a graph which shows the control method by the control apparatus with which the piezoelectric motor concerning a 3rd embodiment of the present invention is provided. 本発明の第3実施形態に係る圧電モーターが備える制御装置による制御方法を示すグラフである。It is a graph which shows the control method by the control apparatus with which the piezoelectric motor concerning a 3rd embodiment of the present invention is provided. 本発明の第4実施形態に係るロボットを示す斜視図である。It is a perspective view showing the robot concerning a 4th embodiment of the present invention. 本発明の第5実施形態に係るプリンターの全体構成を示す概略図である。FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of a printer according to a fifth embodiment of the present invention.

以下、本発明の圧電駆動装置の制御方法、圧電駆動装置、ロボットおよびプリンターを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, a control method of a piezoelectric driving device, a piezoelectric driving device, a robot and a printer according to the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.

<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る圧電モーターを示す平面図である。図2は、圧電アクチュエーター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中のB−B線断面図である。図5は、図2中のC−C線断面図である。図6は、図2中のD−D線断面図である。図7は、駆動信号を示す図である。図8および図9は、それぞれ、圧電モーターの駆動状態を示す平面図である。図10は、制御装置を示すブロック図である。図11は、パルス信号のDuty(デューティー)を説明するための図である。図12は、第1駆動回路を示す回路図である。図13は、Dutyが小さ過ぎる場合の問題点を示す図である。図14は、制御装置による制御方法を示すフローチャートである。図15は、制御装置による制御方法を示すグラフである。
<First embodiment>
FIG. 1 is a plan view showing a piezoelectric motor according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing the piezoelectric actuator. FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG. FIG. 5 is a sectional view taken along line CC in FIG. FIG. 6 is a sectional view taken along line DD in FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating a drive signal. 8 and 9 are plan views each showing a driving state of the piezoelectric motor. FIG. 10 is a block diagram illustrating the control device. FIG. 11 is a diagram for describing the duty (duty) of the pulse signal. FIG. 12 is a circuit diagram showing the first drive circuit. FIG. 13 is a diagram illustrating a problem when the duty is too small. FIG. 14 is a flowchart illustrating a control method by the control device. FIG. 15 is a graph showing a control method by the control device.

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軸とし、X軸に沿う方向をX軸方向、Y軸に沿う方向をY軸方向(第1方向)、Z軸に沿う方向をZ軸方向(第2方向)とも言う。また、各軸の矢印側を「プラス側」とも言い、矢印と反対側を「マイナス側」とも言う。また、X軸方向プラス側を「上」または「上側」とも言い、X軸方向マイナス側を「下」または「下側」とも言う。   In the following, for convenience of explanation, three axes orthogonal to each other are referred to as an X axis, a Y axis, and a Z axis, a direction along the X axis is an X axis direction, a direction along the Y axis is a Y axis direction (first direction), The direction along the Z axis is also referred to as the Z axis direction (second direction). Further, the arrow side of each axis is also referred to as “plus side”, and the side opposite to the arrow is also referred to as “minus side”. Further, the plus side in the X-axis direction is also referred to as “upper” or “upper side”, and the minus side in the X-axis direction is also referred to as “lower” or “lower side”.

図1に示す圧電モーター1は、圧電駆動装置であり、円盤状をなしその中心軸Oまわりに回転可能な被駆動部としてのローター2と、ローター2の外周面21に当接し、ローター2を中心軸Oまわりに回転させる駆動部3と、を有する。また、駆動部3は、圧電アクチュエーター4と、圧電アクチュエーター4をローター2に向けて付勢する付勢部材5と、圧電アクチュエーター4の駆動を制御する制御装置7と、を有する。このような圧電モーター1では、圧電アクチュエーター4が屈曲振動すると、その振動がローター2に伝わり、ローター2が中心軸Oまわりに回転する。   The piezoelectric motor 1 shown in FIG. 1 is a piezoelectric driving device, and is in the form of a disk, and is in contact with a rotor 2 as a driven portion rotatable around its central axis O, and an outer peripheral surface 21 of the rotor 2, and And a driving unit 3 that rotates around the central axis O. The drive unit 3 includes a piezoelectric actuator 4, an urging member 5 for urging the piezoelectric actuator 4 toward the rotor 2, and a control device 7 for controlling the driving of the piezoelectric actuator 4. In such a piezoelectric motor 1, when the piezoelectric actuator 4 bends and vibrates, the vibration is transmitted to the rotor 2, and the rotor 2 rotates around the central axis O.

なお、圧電モーター1の構成としては、図1の構成に限定されない。例えば、ローター2の周方向に沿って複数の駆動部3を配置し、複数の駆動部3の駆動によってローター2を回転させてもよい。また、駆動部3は、ローター2の外周面21ではなく、ローター2の主面22に当接していてもよい。また、被駆動部は、ローター2のような回転体に限定されず、例えば、直線移動するスライダーであってもよい。   The configuration of the piezoelectric motor 1 is not limited to the configuration shown in FIG. For example, a plurality of driving units 3 may be arranged along the circumferential direction of the rotor 2, and the rotor 2 may be rotated by driving the plurality of driving units 3. In addition, the drive unit 3 may be in contact with the main surface 22 of the rotor 2 instead of the outer peripheral surface 21 of the rotor 2. Further, the driven portion is not limited to a rotating body such as the rotor 2, and may be, for example, a slider that moves linearly.

また、本実施形態では、ローター2にエンコーダー9が設けられており、エンコーダー9によって、ローター2の挙動、特に、回転量および角速度が検出できる。エンコーダー9としては、特に限定されず、例えば、ローター2の回転時にその回転量を検出するインクリメンタル型のエンコーダーであってもよいし、ローター2の回転の有無に関わらず、ローター2の原点からの絶対位置を検出するアブソリュート型のエンコーダーであってもよい。   Further, in the present embodiment, the encoder 9 is provided in the rotor 2, and the behavior of the rotor 2, particularly, the rotation amount and the angular velocity can be detected by the encoder 9. The encoder 9 is not particularly limited, and may be, for example, an incremental encoder that detects the amount of rotation of the rotor 2 when the rotor 2 rotates, or regardless of whether or not the rotor 2 rotates, from the origin of the rotor 2. An absolute encoder that detects an absolute position may be used.

本実施形態のエンコーダー9は、ローター2の上面に固定されたスケール91と、スケール91の上側に設けられた光学素子92と、を有する。また、スケール91は、円板状をなし、その上面に図示しないパターンが設けられている。一方、光学素子92は、スケール91のパターンに向けて光を照射する発光素子921と、スケール91のパターンを撮像する撮像素子922と、を有する。このような構成のエンコーダー9では、撮像素子922により取得されるパターンの画像をテンプレートマッチングすることにより、ローター2の回転量、駆動速度、絶対位置等を検出することができる。ただし、エンコーダー9の構成としては、上記の構成に限定されない。例えば、撮像素子922に代えて、スケール91からの反射光または透過光を受光する受光素子を備えた構成であってもよい。   The encoder 9 of the present embodiment has a scale 91 fixed to the upper surface of the rotor 2 and an optical element 92 provided above the scale 91. The scale 91 has a disk shape, and a pattern (not shown) is provided on an upper surface thereof. On the other hand, the optical element 92 includes a light emitting element 921 that irradiates light toward the pattern of the scale 91 and an image sensor 922 that captures an image of the pattern of the scale 91. In the encoder 9 having such a configuration, the amount of rotation, the driving speed, the absolute position, and the like of the rotor 2 can be detected by performing template matching on the image of the pattern acquired by the imaging element 922. However, the configuration of the encoder 9 is not limited to the above configuration. For example, a configuration including a light receiving element that receives reflected light or transmitted light from the scale 91 may be used instead of the imaging element 922.

図2に示すように、圧電アクチュエーター4は、振動体41と、振動体41を支持する支持部42と、振動体41と支持部42とを接続する接続部43と、振動体41に接続され、振動体41の振動をローター2に伝達する凸部44と、を有する。   As shown in FIG. 2, the piezoelectric actuator 4 is connected to the vibrating body 41, a supporting section 42 supporting the vibrating body 41, a connecting section 43 connecting the vibrating body 41 and the supporting section 42, and connected to the vibrating body 41. And a projection 44 for transmitting the vibration of the vibrating body 41 to the rotor 2.

振動体41は、X軸方向を厚さ方向とし、Y軸およびZ軸を含むY−Z平面に広がる板状をなし、Y軸方向に伸縮しながらZ軸方向に屈曲することによりS字状に屈曲振動する。また、振動体41は、X軸方向からの平面視で、伸縮方向であるY軸方向を長手とする長手形状となっている。ただし、振動体41の形状としては、その機能を発揮することができる限り、特に限定されない。   The vibrating body 41 has a plate shape that extends in the YZ plane including the Y axis and the Z axis with the X axis direction as the thickness direction, and is bent in the Z axis direction while expanding and contracting in the Y axis direction. Bending vibration. Further, the vibrating body 41 has a longitudinal shape having a longitudinal direction in the Y-axis direction, which is a direction of expansion and contraction, in a plan view from the X-axis direction. However, the shape of the vibrating body 41 is not particularly limited as long as the function can be exhibited.

また、図2に示すように、振動体41は、振動体41を屈曲振動させるための駆動用の圧電素子6A〜6Eと、振動体41の振動を検出するための検出用の圧電素子6F、6Gと、を有する。   As shown in FIG. 2, the vibrating body 41 includes driving piezoelectric elements 6A to 6E for bending and vibrating the vibrating body 41, and detecting piezoelectric elements 6F for detecting vibration of the vibrating body 41. 6G.

圧電素子6Cは、振動体41の中央部において、振動体41の長手方向であるY軸方向に沿って配置されている。この圧電素子6Cに対して振動体41のZ軸方向プラス側には圧電素子6A、6Bが振動体41の長手方向に並んで配置され、Z軸方向マイナス側には圧電素子6D、6Eが振動体41の長手方向に並んで配置されている。また、これら圧電素子6A〜6Eは、それぞれ、通電によって振動体41の長手方向であるY軸方向に伸縮する。また、圧電素子6A、6Eが互いに電気的に接続されており、圧電素子6B、6Dが互いに電気的に接続されている。   The piezoelectric element 6C is arranged at the center of the vibrating body 41 along the Y-axis direction, which is the longitudinal direction of the vibrating body 41. With respect to the piezoelectric element 6C, the piezoelectric elements 6A and 6B are arranged along the longitudinal direction of the vibrating body 41 on the plus side in the Z-axis direction of the vibrating body 41, and the piezoelectric elements 6D and 6E vibrate on the minus side in the Z-axis direction. They are arranged side by side in the longitudinal direction of the body 41. Each of the piezoelectric elements 6A to 6E expands and contracts in the Y-axis direction, which is the longitudinal direction of the vibrating body 41, by being energized. The piezoelectric elements 6A and 6E are electrically connected to each other, and the piezoelectric elements 6B and 6D are electrically connected to each other.

後述するように、圧電素子6Cと、圧電素子6A、6Eと、圧電素子6B、6Dと、にそれぞれ位相の異なる同周波数の駆動信号V1、V2、V3(交番電圧)を印加し、これらの伸縮タイミングをずらすことにより、振動体41をその面内においてS字状に屈曲振動させることができる。   As will be described later, drive signals V1, V2, V3 (alternating voltages) having the same frequency but different phases are applied to the piezoelectric element 6C, the piezoelectric elements 6A, 6E, and the piezoelectric elements 6B, 6D, and these expand and contract. By shifting the timing, the vibrating body 41 can be bent and vibrated in an S-shape in the plane.

圧電素子6Fは、圧電素子6CのY軸方向プラス側に位置し、圧電素子6Gは、圧電素子6CのY軸方向マイナス側に位置している。また、圧電素子6F、6Gは、互いに電気的に接続されている。これら圧電素子6F、6Gは、圧電素子6A〜6Eの駆動に伴う振動体41の振動に応じた外力を受け、受けた外力に応じた信号を出力する。そのため、圧電素子6F、6Gから出力される信号に基づいて、振動体41の振動状態を検知することができる。   The piezoelectric element 6F is located on the Y axis direction plus side of the piezoelectric element 6C, and the piezoelectric element 6G is located on the Y axis direction minus side of the piezoelectric element 6C. Further, the piezoelectric elements 6F and 6G are electrically connected to each other. These piezoelectric elements 6F and 6G receive an external force corresponding to the vibration of the vibrating body 41 accompanying the driving of the piezoelectric elements 6A to 6E, and output a signal corresponding to the received external force. Therefore, the vibration state of the vibrating body 41 can be detected based on the signals output from the piezoelectric elements 6F and 6G.

また、接続部43は、振動体41の屈曲振動の節となる部分、具体的にはY軸方向の中央部と支持部42とを接続している。また、接続部43は、振動体41に対してZ軸方向マイナス側に位置する第1接続部431と、Z軸方向プラス側に位置する第2接続部432と、を有する。ただし、接続部43の構成は、特に限定されない。   The connecting portion 43 connects a portion serving as a node of the bending vibration of the vibrating body 41, specifically, a center portion in the Y-axis direction and the supporting portion 42. In addition, the connection portion 43 has a first connection portion 431 located on the minus side in the Z-axis direction with respect to the vibrating body 41 and a second connection portion 432 located on the plus side in the Z-axis direction. However, the configuration of the connection unit 43 is not particularly limited.

以上のような振動体41、支持部42および接続部43は、図3から図6に示すように、2つの圧電素子ユニット60を互いに向かい合わせて貼り合せた構成となっている。各圧電素子ユニット60は、基板61と、基板61上に配置された駆動用の圧電素子60A、60B、60C、60D、60Eおよび検出用の圧電素子60F、60Gと、各圧電素子60A〜60Gを覆う保護層63と、を有する。   As shown in FIGS. 3 to 6, the vibrating body 41, the supporting portion 42, and the connecting portion 43 have a configuration in which two piezoelectric element units 60 are attached to each other so as to face each other. Each of the piezoelectric element units 60 includes a substrate 61, driving piezoelectric elements 60A, 60B, 60C, 60D, and 60E, and detecting piezoelectric elements 60F and 60G, and piezoelectric elements 60A to 60G arranged on the substrate 61. And a covering protective layer 63.

圧電素子60A〜60Gは、それぞれ、基板61上に配置された第1電極601と、第1電極601上に配置された圧電体602と、圧電体602上に配置された第2電極603と、を有する。第1電極601は、圧電素子60A〜60Gに共通して設けられている。一方、圧電体602および第2電極603は、それぞれ、圧電素子60A〜60Gに個別に設けられている。   The piezoelectric elements 60A to 60G include a first electrode 601 disposed on the substrate 61, a piezoelectric body 602 disposed on the first electrode 601, and a second electrode 603 disposed on the piezoelectric body 602, respectively. Having. The first electrode 601 is provided commonly to the piezoelectric elements 60A to 60G. On the other hand, the piezoelectric body 602 and the second electrode 603 are individually provided for the piezoelectric elements 60A to 60G, respectively.

2つの圧電素子ユニット60は、圧電素子60A〜60Gが配置されている側の面を対向させた状態で接着剤69を介して接合されている。また、各圧電素子ユニット60の第1電極601同士が図示しない配線等を介して電気的に接続されている。また、各圧電素子ユニット60の圧電素子60Aが有する第2電極603同士が図示しない配線等を介して電気的に接続されており、これら2つの圧電素子60Aから圧電素子6Aが構成されている。他の圧電素子60B〜60Gについても同様であり、2つの圧電素子60Bから圧電素子6Bが構成され、2つの圧電素子60Cから圧電素子6Cが構成され、2つの圧電素子60Dから圧電素子6Dが構成され、2つの圧電素子60Eから圧電素子6Eが構成され、2つの圧電素子60Fから圧電素子6Fが構成され、2つの圧電素子60Gから圧電素子6Gが構成されている。   The two piezoelectric element units 60 are joined via an adhesive 69 with the surfaces on which the piezoelectric elements 60A to 60G are arranged facing each other. In addition, the first electrodes 601 of each piezoelectric element unit 60 are electrically connected to each other via a wiring (not shown) or the like. Further, the second electrodes 603 of the piezoelectric elements 60A of the respective piezoelectric element units 60 are electrically connected to each other via wiring (not shown), and the two piezoelectric elements 60A constitute a piezoelectric element 6A. The same applies to the other piezoelectric elements 60B to 60G. Two piezoelectric elements 60B constitute a piezoelectric element 6B, two piezoelectric elements 60C constitute a piezoelectric element 6C, and two piezoelectric elements 60D constitute a piezoelectric element 6D. The two piezoelectric elements 60E constitute a piezoelectric element 6E, the two piezoelectric elements 60F constitute a piezoelectric element 6F, and the two piezoelectric elements 60G constitute a piezoelectric element 6G.

圧電体602の構成材料としては、特に限定されず、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。また、圧電体602としては、上述した圧電セラミックスの他にも、ポリフッ化ビニリデン、水晶等を用いてもよい。   The constituent material of the piezoelectric body 602 is not particularly limited, and for example, lead zirconate titanate (PZT), barium titanate, lead titanate, potassium niobate, lithium niobate, lithium tantalate, sodium tungstate, sodium oxide, Piezoelectric ceramics such as zinc, barium strontium titanate (BST), strontium bismuth tantalate (SBT), lead metaniobate, and lead scandium niobate can be used. Further, as the piezoelectric body 602, polyvinylidene fluoride, quartz, or the like may be used in addition to the piezoelectric ceramics described above.

また、圧電体602の形成方法としては、特に限定されず、バルク材料から形成してもよいし、ゾル−ゲル法やスパッタリング法を用いて形成してもよい。本実施形態では、圧電体602をゾル−ゲル法を用いて形成している。これにより、例えば、バルク材料から形成する場合と比べて薄い圧電体602が得られ、駆動部3の薄型化を図ることができる。   The method for forming the piezoelectric body 602 is not particularly limited, and the piezoelectric body 602 may be formed from a bulk material, or may be formed using a sol-gel method or a sputtering method. In the present embodiment, the piezoelectric body 602 is formed using a sol-gel method. Thus, for example, a piezoelectric body 602 that is thinner than when formed from a bulk material is obtained, and the driving unit 3 can be made thinner.

凸部44は、振動体41の先端部に設けられ、振動体41からY軸方向プラス側へ突出している。そして、凸部44の先端部は、ローター2の外周面21と接触している。そのため、振動体41の振動は、凸部44を介してローター2に伝達される。   The protrusion 44 is provided at the tip of the vibrating body 41 and protrudes from the vibrating body 41 to the plus side in the Y-axis direction. The tip of the projection 44 is in contact with the outer peripheral surface 21 of the rotor 2. Therefore, the vibration of the vibrating body 41 is transmitted to the rotor 2 via the protrusion 44.

例えば、図7に示す駆動信号V1を圧電素子6A、6Eに印加し、駆動信号V2を圧電素子6Cに印加し、駆動信号V3を圧電素子6B、6Dに印加すると、図8に示すように、振動体41がY軸方向に伸縮振動しつつZ軸方向にS字状に屈曲振動し、これらの振動が合成されて、凸部44の先端が矢印A1で示すように反時計回りに楕円軌道を描く楕円運動(回転運動)する。このような凸部44の楕円運動によってローター2が送り出され、ローター2が矢印B1で示すように時計回りに回転する。また、このような振動体41の振動に対応して、圧電素子6F、6Gからピックアップ電圧Vpuが出力される。   For example, when the drive signal V1 shown in FIG. 7 is applied to the piezoelectric elements 6A and 6E, the drive signal V2 is applied to the piezoelectric element 6C, and the drive signal V3 is applied to the piezoelectric elements 6B and 6D, as shown in FIG. The vibrating body 41 bends and vibrates in the S-shape in the Z-axis direction while expanding and contracting in the Y-axis direction, and these vibrations are combined, so that the tip of the convex portion 44 has a counterclockwise elliptical orbit as indicated by an arrow A1. Make an elliptical motion (rotational motion). The rotor 2 is sent out by such an elliptical motion of the convex portion 44, and the rotor 2 rotates clockwise as indicated by an arrow B1. Further, in response to such vibration of the vibrating body 41, the pickup voltage Vpu is output from the piezoelectric elements 6F and 6G.

また、駆動信号V1、V3を切り換えると、すなわち駆動信号V1を圧電素子6B、6Dに印加し、駆動信号V2を圧電素子6Cに印加し、駆動信号V3を圧電素子6A、6Eに印加すると、図9に示すように、振動体41がY軸方向に伸縮振動しつつZ軸方向にS字状に屈曲振動し、これらの振動が合成されて、凸部44が矢印A2で示すように時計回りに楕円運動する。このような凸部44の楕円運動によってローター2が送り出され、ローター2が矢印B2で示すように反時計回りに回転する。また、このような振動体41の振動に対応して、圧電素子6F、6Gからピックアップ電圧Vpuが出力される。   When the drive signals V1 and V3 are switched, that is, when the drive signal V1 is applied to the piezoelectric elements 6B and 6D, the drive signal V2 is applied to the piezoelectric element 6C, and the drive signal V3 is applied to the piezoelectric elements 6A and 6E. As shown in FIG. 9, the vibrating body 41 bends and vibrates in the S-shape in the Z-axis direction while expanding and contracting in the Y-axis direction, and these vibrations are combined, and the convex portion 44 is turned clockwise as indicated by an arrow A2. Elliptical motion. The rotor 2 is sent out by such an elliptical motion of the convex portion 44, and the rotor 2 rotates counterclockwise as indicated by an arrow B2. Further, in response to such vibration of the vibrating body 41, the pickup voltage Vpu is output from the piezoelectric elements 6F and 6G.

上述のように、圧電素子6A、6B、6D、6Eの伸縮によって凸部44がZ軸方向に屈曲振動し、ローター2を矢印B1または矢印B2の方向に送り出す。そのため、圧電素子6A、6B、6D、6Eに印加する駆動信号V1、V3の振幅を制御し、凸部44のZ軸方向への振幅を制御することにより、ローター2の駆動速度(角速度)を制御することができる。具体的には、駆動信号V1、V3の振幅を大きくすれば、凸部44のZ軸方向の振幅が大きくなってローター2の駆動速度が増加し、反対に、駆動信号V1、V3の振幅を小さくすれば、凸部44のZ軸方向の振幅が小さくなってローター2の駆動速度が減少する。   As described above, the expansion and contraction of the piezoelectric elements 6A, 6B, 6D, and 6E causes the convex portion 44 to bend and vibrate in the Z-axis direction, thereby sending the rotor 2 in the direction of the arrow B1 or the arrow B2. Therefore, by controlling the amplitudes of the drive signals V1 and V3 applied to the piezoelectric elements 6A, 6B, 6D and 6E and controlling the amplitude of the protrusions 44 in the Z-axis direction, the drive speed (angular velocity) of the rotor 2 is reduced. Can be controlled. Specifically, if the amplitudes of the drive signals V1 and V3 are increased, the amplitude of the protrusions 44 in the Z-axis direction is increased and the drive speed of the rotor 2 is increased. Conversely, the amplitudes of the drive signals V1 and V3 are reduced. If the size is reduced, the amplitude of the protrusion 44 in the Z-axis direction is reduced, and the driving speed of the rotor 2 is reduced.

なお、本発明では、ローター2を少なくとも一方向に回転させることができれば、圧電素子6A〜6Eに印加する駆動信号のパターンは、特に限定されない。また、圧電素子6A〜6Eに印加する電圧は、駆動信号でなく、例えば、間欠的に印加する直流電圧でもよい。   In the present invention, the pattern of the drive signal applied to the piezoelectric elements 6A to 6E is not particularly limited as long as the rotor 2 can be rotated in at least one direction. Further, the voltage applied to the piezoelectric elements 6A to 6E may be, for example, a DC voltage intermittently applied instead of the drive signal.

制御装置7は、圧電素子6A〜6Eに交番電圧である駆動信号V1、V2、V3を印加することにより、駆動部3の駆動を制御する。なお、以下では、説明の便宜上、図8に示すように、ローター2を矢印B1の方向に回転させる場合について代表して説明する。図9に示すように、ローター2を矢印B2の方向に回転させる場合については、ローター2を矢印B1の方向に回転させる場合と同様であるため、その説明を省略する。   The control device 7 controls the drive of the drive unit 3 by applying drive signals V1, V2, and V3, which are alternating voltages, to the piezoelectric elements 6A to 6E. In the following, for convenience of description, a case where the rotor 2 is rotated in the direction of arrow B1 as illustrated in FIG. 8 will be described as a representative. As shown in FIG. 9, the case where the rotor 2 is rotated in the direction of the arrow B2 is the same as the case where the rotor 2 is rotated in the direction of the arrow B1, and a description thereof will be omitted.

図10に示すように、制御装置7は、駆動信号V1、V2、V3を生成し、生成した駆動信号V1、V2、V3を対応する圧電素子6A、6B、6C、6D、6Eに印加する電圧制御部70を有する。   As shown in FIG. 10, the control device 7 generates drive signals V1, V2, and V3, and applies the generated drive signals V1, V2, and V3 to the corresponding piezoelectric elements 6A, 6B, 6C, 6D, and 6E. It has a control unit 70.

電圧制御部70は、振動体41をZ軸方向へ屈曲振動させる圧電素子6A、6B、6D、6Eに駆動信号V1、V3を印加する第1電圧制御部71と、振動体41をY軸方向へ伸縮振動させる圧電素子6Cに駆動信号V2を印加する第2電圧制御部78と、駆動信号V1、V2、V3の周波数を制御する周波数制御部79と、を有する。このような電圧制御部70は、ローター2が各時刻において目標位置となるように、ローター2の駆動速度を駆動信号V1、V3の振幅を変化させることにより制御する。これにより、各時刻におけるローター2の目標位置に対する位置ずれを抑制することができ、優れた駆動特性を有する圧電モーター1となる。   The voltage control unit 70 includes a first voltage control unit 71 that applies drive signals V1 and V3 to the piezoelectric elements 6A, 6B, 6D, and 6E that bends and vibrates the vibrating body 41 in the Z-axis direction. A second voltage control unit 78 that applies a drive signal V2 to the piezoelectric element 6C that causes the piezoelectric device 6C to expand and contract and a frequency control unit 79 that controls the frequencies of the drive signals V1, V2, and V3. The voltage control unit 70 controls the drive speed of the rotor 2 by changing the amplitudes of the drive signals V1 and V3 so that the rotor 2 is at the target position at each time. Accordingly, the displacement of the rotor 2 with respect to the target position at each time can be suppressed, and the piezoelectric motor 1 having excellent driving characteristics can be obtained.

図10に示すように、第1電圧制御部71は、位置指令制御部711と、位置制御部712と、速度制御部713と、駆動信号V1を生成する第1駆動信号生成部72と、駆動信号V3を生成する第2駆動信号生成部73と、を有する。   As shown in FIG. 10, the first voltage control unit 71 includes a position command control unit 711, a position control unit 712, a speed control unit 713, a first drive signal generation unit 72 that generates a drive signal V1, and a drive A second drive signal generation unit 73 that generates the signal V3.

また、第1駆動信号生成部72は、第1駆動電圧制御部721と、第1PWM波形生成部722と、第1駆動回路723と、第1電圧指令制御部724と、第1電圧供給部725と、を有する。同様に、第2駆動信号生成部73は、第2駆動電圧制御部731と、第2PWM波形生成部732と、第2駆動回路733と、第2電圧指令制御部734と、第2電圧供給部735と、を有する。このような第1電圧制御部71は、エンコーダー9から出力される信号をフィードバックすることにより、各時刻においてローター2の位置が目標位置となるように駆動信号V1、V3を制御する。なお、上記「PWM」は、「Pulse Width Modulation」の略である。   The first drive signal generation unit 72 includes a first drive voltage control unit 721, a first PWM waveform generation unit 722, a first drive circuit 723, a first voltage command control unit 724, and a first voltage supply unit 725. And Similarly, the second drive signal generation unit 73 includes a second drive voltage control unit 731, a second PWM waveform generation unit 732, a second drive circuit 733, a second voltage command control unit 734, and a second voltage supply unit. 735. The first voltage control unit 71 controls the drive signals V1 and V3 so that the position of the rotor 2 becomes the target position at each time by feeding back the signal output from the encoder 9. Note that the above “PWM” is an abbreviation for “Pulse Width Modulation”.

位置指令制御部711は、例えば、図示しないホストコンピューターからの指令に基づいて、ローター2の目標位置を示した位置指令Maを生成して出力する。位置制御部712は、この位置指令Maとエンコーダー9が検出したローター2の現在位置との偏差に対して比例ゲインを調整する比例制御を行うP制御を実施し、位置指令Maに基づく位置となるローター2の目標速度を示した速度指令Mbを生成する。速度制御部713は、位置制御部712が生成した速度指令Mbとエンコーダー9が検出した現在のローター2の駆動速度との偏差に対して比例ゲインを調整する比例制御と、積分ゲインを調整する積分制御と、を行うPI制御を実施し、速度指令Mbに基づく駆動速度となる目標駆動電圧を示した電圧指令Mcを生成する。   The position command control unit 711 generates and outputs a position command Ma indicating a target position of the rotor 2 based on a command from a host computer (not shown), for example. The position control unit 712 performs P control for performing proportional control for adjusting a proportional gain with respect to a deviation between the position command Ma and the current position of the rotor 2 detected by the encoder 9, and a position based on the position command Ma is obtained. A speed command Mb indicating the target speed of the rotor 2 is generated. The speed control unit 713 adjusts a proportional gain for a deviation between the speed command Mb generated by the position control unit 712 and the current drive speed of the rotor 2 detected by the encoder 9, and an integral control for adjusting an integral gain. And a PI control that performs the control, and generates a voltage command Mc indicating a target drive voltage that is a drive speed based on the speed command Mb.

第1駆動電圧制御部721は、この電圧指令Mcと第1駆動回路723が生成した駆動信号V1との偏差に対して比例ゲインを調整する比例制御と、積分ゲインを調整する積分制御と、を行うPI制御を実施し、電圧指令Mcに基づく電圧(振幅)となる目標Dutyを示したDuty指令Md1を生成する。第1PWM波形生成部722は、このDuty指令Md1に基づくDutyを有し、周波数が周波数制御部79で生成された周波数指令Mgに基づく周波数となるパルス信号Pd1を生成する。そして、第1駆動回路723は、このパルス信号Pd1から駆動信号V1を生成する。   The first drive voltage control unit 721 performs a proportional control for adjusting a proportional gain with respect to a deviation between the voltage command Mc and the drive signal V1 generated by the first drive circuit 723, and an integral control for adjusting an integral gain. The PI control to be performed is performed, and the duty command Md1 indicating the target duty which becomes the voltage (amplitude) based on the voltage command Mc is generated. The first PWM waveform generator 722 has a duty based on the duty command Md1 and generates a pulse signal Pd1 having a frequency based on the frequency command Mg generated by the frequency controller 79. Then, the first drive circuit 723 generates a drive signal V1 from the pulse signal Pd1.

ここで、パルス信号Pd1のDutyとは、図11に示すように、パルス幅のLとHの比であり、0%〜50%の範囲で変更可能である。パルス信号Pd1のDutyが0%に近い程、第1駆動回路723で生成される駆動信号V1の振幅(電圧)が小さくなり、反対に、パルス信号Pd1のDutyが50%に近い程、第1駆動回路723で生成される駆動信号V1の振幅(電圧)が大きくなる。そのため、パルス信号Pd1のDutyを0%に近づける程、ローター2の駆動速度が遅くなり、反対に、パルス信号Pd1のDutyを50%に近づける程、ローター2の駆動速度が速くなる。   Here, the duty of the pulse signal Pd1 is a ratio of L and H of the pulse width, as shown in FIG. 11, and can be changed in a range of 0% to 50%. As the duty of the pulse signal Pd1 approaches 0%, the amplitude (voltage) of the drive signal V1 generated by the first drive circuit 723 decreases, and conversely, as the duty of the pulse signal Pd1 approaches 50%, the first The amplitude (voltage) of the drive signal V1 generated by the drive circuit 723 increases. Therefore, as the duty of the pulse signal Pd1 approaches 0%, the driving speed of the rotor 2 decreases, and conversely, as the duty of the pulse signal Pd1 approaches 50%, the driving speed of the rotor 2 increases.

ここで、パルス信号Pd1のDutyが小さくなると、第1駆動回路723で生成される駆動信号V1の波形が正弦波から崩れる。特に、パルス信号Pd1のDutyが0%に近い領域では、その問題が顕著なものとなる。この一因について、簡単に説明する。図12に示すように、第1駆動回路723は、例えば、MOSFET等で構成された2つのスイッチング素子723a、723bと、コイルLおよびコンデンサCを含むLC共振回路723cと、を有する。そして、スイッチング素子723a、723bには反転したパルス信号Pd1が入力され、パルス信号Pd1がHのときにスイッチング素子723a、723bがONとなり、パルス信号Pd1がLのときにスイッチング素子723a、723bがOFFとなる。   Here, when the duty of the pulse signal Pd1 decreases, the waveform of the drive signal V1 generated by the first drive circuit 723 breaks from a sine wave. In particular, in a region where the duty of the pulse signal Pd1 is close to 0%, the problem becomes significant. One reason for this will be briefly described. As shown in FIG. 12, the first drive circuit 723 has, for example, two switching elements 723a and 723b composed of MOSFETs and the like, and an LC resonance circuit 723c including a coil L and a capacitor C. Then, the inverted pulse signal Pd1 is input to the switching elements 723a and 723b. When the pulse signal Pd1 is at H, the switching elements 723a and 723b are turned on. When the pulse signal Pd1 is at L, the switching elements 723a and 723b are turned off. Becomes

パルス信号Pd1のDutyが0%に近い場合、第1PWM波形生成部722と第1駆動回路723との間の配線抵抗等によっては、図13に示すように、パルス信号Pd1の波形が鎖線で示す理想的な矩形波から崩れ(立ち上がり切らずに)、Hのときの電圧値がスイッチング素子723a、723bのON/OFFを切り換える電圧閾値SHを跨ぐことができない場合が生じる。このような波形崩れが生じると、スイッチング素子723a、723bを適正なタイミングでON/OFFすることができず、その結果として、パルス信号Pd1の波形が正弦波からさらに崩れ、上述した問題がより顕著なものとなる。   When the duty of the pulse signal Pd1 is close to 0%, the waveform of the pulse signal Pd1 is indicated by a dashed line as shown in FIG. 13 depending on the wiring resistance between the first PWM waveform generator 722 and the first drive circuit 723. There is a case where the voltage value at the time of H collapses from the ideal rectangular wave (without rising) and cannot cross the voltage threshold SH for switching ON / OFF of the switching elements 723a and 723b. When such waveform collapse occurs, the switching elements 723a and 723b cannot be turned on / off at an appropriate timing. As a result, the waveform of the pulse signal Pd1 further collapses from a sine wave, and the above-described problem becomes more prominent. It becomes something.

そこで、第1PWM波形生成部722にはDuty下限値DLが設定され、第1PWM波形生成部722は、Duty指令Md1に示された目標Dutyに関わらず、Duty下限値DL未満のDutyを有するパルス信号Pd1を生成しない。具体的には、第1PWM波形生成部722は、目標DutyがDuty下限値DL以上であれば、目標Dutyと等しいDutyのパルス信号Pd1を生成する。一方、第1PWM波形生成部722は、目標DutyがDuty下限値DL未満であれば、Duty下限値DLと等しいDutyのパルス信号Pd1を生成する。このように、第1PWM波形生成部722がDuty下限値DL未満のDutyを有するパルス信号Pd1を生成しないことにより、Dutyが0%に近いパルス信号Pd1の生成が抑制され、上述した問題すなわちパルス信号Pd1の波形崩れを効果的に抑制することができる。   Therefore, the first PWM waveform generator 722 is set with the duty lower limit DL, and the first PWM waveform generator 722 outputs a pulse signal having a duty less than the duty lower limit DL irrespective of the target duty indicated in the duty command Md1. Do not generate Pd1. Specifically, if the target duty is equal to or greater than the duty lower limit DL, the first PWM waveform generator 722 generates a pulse signal Pd1 having a duty equal to the target duty. On the other hand, if the target duty is less than the duty lower limit DL, the first PWM waveform generator 722 generates a pulse signal Pd1 having a duty equal to the duty lower limit DL. As described above, since the first PWM waveform generation unit 722 does not generate the pulse signal Pd1 having a duty less than the duty lower limit DL, the generation of the pulse signal Pd1 having a duty close to 0% is suppressed, and the above-described problem, that is, the pulse signal Pd1 is suppressed. Waveform collapse of Pd1 can be effectively suppressed.

Duty下限値DLとしては、特に限定されないが、例えば、10%とすることができる。これにより、上述した効果がより顕著なものとなる。また、前述では、目標DutyがDuty下限値DL未満の場合、第1PWM波形生成部722は、Duty下限値DLと等しいDutyのパルス信号Pd1を生成しているが、これに限定されず、第1PWM波形生成部722は、Duty下限値DLよりも大きいDutyのパルス信号Pd1、例えば、Duty下限値DLが10%であれば11%〜15%程度のDutyのパルス信号Pd1を生成してもよい。   The duty lower limit DL is not particularly limited, but may be, for example, 10%. Thereby, the above-mentioned effect becomes more remarkable. In the above description, when the target Duty is less than the Duty lower limit DL, the first PWM waveform generator 722 generates the pulse signal Pd1 of Duty equal to the Duty lower limit DL, but is not limited thereto, and the first PWM is not limited to this. The waveform generation unit 722 may generate the duty pulse signal Pd1 that is larger than the duty lower limit DL, for example, the duty pulse signal Pd1 of about 11% to 15% when the duty lower limit DL is 10%.

前述したように、パルス信号Pd1のDutyによって駆動信号V1の振幅が変化するため、目標DutyがDuty下限値DL未満であり、第1PWM波形生成部722が目標Dutyよりも大きいDutyのパルス信号Pd1を生成した場合、駆動信号V1の振幅は、目標値に対して大きくなる。そこで、駆動信号V1の振幅のずれを補正するために、第1駆動信号生成部72は、第1電圧指令制御部724と、第1電圧供給部725と、を有する。第1駆動信号生成部72では、第1電圧指令制御部724および第1電圧供給部725によって、第1駆動回路723に供給される電圧の大きさを変更することにより、駆動信号V1の振幅の目標値からのずれを補正する。ここで、前記「目標値」とは、目標Dutyと等しいDutyのパルス信号Pd1から生成された駆動信号V1の振幅を意味する。   As described above, since the amplitude of the drive signal V1 changes according to the Duty of the pulse signal Pd1, the target Duty is smaller than the Duty lower limit DL, and the first PWM waveform generation unit 722 generates the Duty pulse signal Pd1 larger than the target Duty. When it is generated, the amplitude of the drive signal V1 becomes larger than the target value. Therefore, the first drive signal generation unit 72 includes a first voltage command control unit 724 and a first voltage supply unit 725 in order to correct the deviation of the amplitude of the drive signal V1. In the first drive signal generation unit 72, the amplitude of the drive signal V1 is changed by changing the magnitude of the voltage supplied to the first drive circuit 723 by the first voltage command control unit 724 and the first voltage supply unit 725. Correct the deviation from the target value. Here, the “target value” means the amplitude of the drive signal V1 generated from the pulse signal Pd1 having the same Duty as the target Duty.

第1電圧指令制御部724は、Duty指令Md1が示す目標Dutyとパルス信号Pd1のDutyとの差ΔDに基づいて、駆動信号V1の振幅が目標値となる目標電圧を示した供給電圧指令Me1を生成する。第1電圧供給部725は、供給電圧指令Me1に基づいて、第1駆動回路723に供給する電圧の大きさを制御する。なお、第1電圧供給部725は、例えば、図12に示すように、固定電圧である電源電圧VDDを供給する電源725aと、電源725aから供給される電源電圧VDDを供給電圧指令Me1に基づいた電圧値に変圧するDC/DCコンバーター725bと、を有する。   The first voltage command control unit 724 generates a supply voltage command Me1 indicating a target voltage at which the amplitude of the drive signal V1 reaches a target value, based on a difference ΔD between the target duty indicated by the duty command Md1 and the duty of the pulse signal Pd1. Generate. The first voltage supply unit 725 controls the magnitude of the voltage supplied to the first drive circuit 723 based on the supply voltage command Me1. The first voltage supply unit 725, for example, as shown in FIG. 12, supplies a power supply 725a that supplies a power supply voltage VDD that is a fixed voltage and a power supply voltage VDD supplied from the power supply 725a based on a supply voltage command Me1. A DC / DC converter 725b that converts the voltage to a voltage value.

例えば、目標DutyがDuty下限値DL以上で、パルス信号Pd1のDutyが目標Dutyと等しい場合、すなわちΔD=0の場合、第1電圧供給部725は、基準電圧V’を第1駆動回路723に供給する。基準電圧V’とは、この電圧に基づいて前述した各種指令が生成されることを意味する。これに対して、目標DutyがDuty下限値DL未満で、パルス信号Pd1のDutyが目標Dutyよりも大きい場合、すなわちΔD≠0の場合、第1電圧供給部725は、基準電圧V’よりも小さい電圧V”を第1駆動回路723に供給する。電圧V”は、差ΔDが大きい程、小さくなる。   For example, when the target duty is equal to or greater than the duty lower limit DL and the duty of the pulse signal Pd1 is equal to the target duty, that is, when ΔD = 0, the first voltage supply unit 725 sends the reference voltage V ′ to the first drive circuit 723. Supply. The reference voltage V 'means that the various commands described above are generated based on this voltage. On the other hand, when the target duty is smaller than the duty lower limit DL and the duty of the pulse signal Pd1 is larger than the target duty, that is, when ΔD ≠ 0, the first voltage supply unit 725 sets the target voltage lower than the reference voltage V ′. The voltage V ″ is supplied to the first drive circuit 723. The voltage V ″ decreases as the difference ΔD increases.

まとめると、図14および図15に示すように、目標DutyがDuty下限値DL以上の場合には、第1駆動回路723に供給される電圧を一定とし、目標Dutyと等しいDutyのパルス信号Pd1を生成し、パルス信号Pd1のDutyを変更することにより駆動信号V1の振幅を制御する。一方、目標DutyがDuty下限値DL未満の場合には、Duty下限値と等しいDutyのパルス信号Pd1を生成し、第1駆動回路723に供給される電圧を変更することにより駆動信号V1の振幅を制御する。   In summary, as shown in FIGS. 14 and 15, when the target duty is equal to or more than the duty lower limit value DL, the voltage supplied to the first drive circuit 723 is fixed, and the pulse signal Pd1 of the duty equal to the target duty is output. The amplitude of the drive signal V1 is controlled by generating and changing the duty of the pulse signal Pd1. On the other hand, when the target Duty is less than the Duty lower limit DL, a pulse signal Pd1 of Duty equal to the Duty lower limit is generated, and the amplitude of the drive signal V1 is changed by changing the voltage supplied to the first drive circuit 723. Control.

このような駆動方法によれば、パルス信号Pd1のDutyが小さくなることに起因したパルス信号Pd1の波形崩れを効果的に抑制することができる。また、目標Dutyとパルス信号Pd1のDutyとの差ΔDに起因する振幅のずれを、第1駆動回路723に供給する電圧の大きさによって補正することができる。そのため、駆動信号V1の振幅の目標値からのずれを効果的に抑制することができる。したがって、各時刻におけるローター2の目標位置に対する位置ずれを抑制することができ、優れた駆動特性を有する圧電モーター1となる。   According to such a driving method, it is possible to effectively suppress the waveform collapse of the pulse signal Pd1 due to the decrease in the duty of the pulse signal Pd1. Further, a deviation in amplitude due to a difference ΔD between the target duty and the duty of the pulse signal Pd1 can be corrected by the magnitude of the voltage supplied to the first drive circuit 723. Therefore, the deviation of the amplitude of the drive signal V1 from the target value can be effectively suppressed. Therefore, the displacement of the rotor 2 with respect to the target position at each time can be suppressed, and the piezoelectric motor 1 having excellent driving characteristics can be obtained.

また、パルス信号Pd1のDutyの制御と第1駆動回路723に供給する電圧の制御とを組み合わせることにより、従来のようにパルス信号Pd1のDutyだけで駆動信号V1の振幅を制御する場合と比べて、より小さい振幅を有する駆動信号V1を得ることができる。そのため、制御可能な駆動信号V1の振幅の最小値が大きくなり、駆動信号V1の振幅のダイナミックレンジが広くなる。したがって、より優れた駆動特性を有する圧電モーター1となる。   Further, by combining the control of the duty of the pulse signal Pd1 with the control of the voltage supplied to the first drive circuit 723, compared with the conventional case where the amplitude of the drive signal V1 is controlled only by the duty of the pulse signal Pd1. , A driving signal V1 having a smaller amplitude can be obtained. Therefore, the controllable minimum value of the amplitude of the drive signal V1 increases, and the dynamic range of the amplitude of the drive signal V1 increases. Therefore, the piezoelectric motor 1 has more excellent driving characteristics.

第2駆動信号生成部73は、第1駆動信号生成部72と同様の構成である。したがって、以下では、第2駆動信号生成部73について簡単に説明する。第2駆動電圧制御部731は、電圧指令Mcと第2駆動回路733が生成した駆動信号V3とに基づくPI制御を実施し、駆動信号V3の振幅(電圧)が電圧指令Mcに基づく電圧となる目標Dutyを示したDuty指令Md2を生成する。第2PWM波形生成部732は、目標Dutyを有し、周波数が周波数制御部79で生成された周波数指令Mgに基づく周波数となるパルス信号Pd2を生成する。第2PWM波形生成部732にはDuty下限値DLが設定されており、第2PWM波形生成部732は、目標Dutyに関わらず、Duty下限値DL未満のDutyを有するパルス信号Pd2を生成しない。そして、第2駆動回路733は、パルス信号Pd2に基づいて駆動信号V3を生成する。   The second drive signal generator 73 has the same configuration as the first drive signal generator 72. Therefore, the second drive signal generation unit 73 will be briefly described below. The second drive voltage control unit 731 performs PI control based on the voltage command Mc and the drive signal V3 generated by the second drive circuit 733, and the amplitude (voltage) of the drive signal V3 becomes a voltage based on the voltage command Mc. A duty command Md2 indicating the target duty is generated. The second PWM waveform generator 732 generates a pulse signal Pd2 having a target duty and having a frequency based on the frequency command Mg generated by the frequency controller 79. The duty lower limit DL is set in the second PWM waveform generator 732, and the second PWM waveform generator 732 does not generate the pulse signal Pd2 having the duty less than the duty lower limit DL regardless of the target duty. Then, the second drive circuit 733 generates a drive signal V3 based on the pulse signal Pd2.

第2電圧指令制御部734は、目標Dutyとパルス信号Pd2のDutyとの差ΔDに基づいて、駆動信号V3の振幅が目標値となる目標電圧を示した供給電圧指令Me2を生成する。第2電圧供給部735は、供給電圧指令Me2に基づいて、第2駆動回路733に供給する電圧の大きさを制御する。これにより、駆動信号V3の振幅の目標値からのずれを効果的に抑制することができる。また、駆動信号V3の振幅のダイナミックレンジが広くなる。したがって、より優れた駆動特性を有する圧電モーター1となる。   The second voltage command control unit 734 generates a supply voltage command Me2 indicating a target voltage at which the amplitude of the drive signal V3 becomes a target value, based on the difference ΔD between the target duty and the duty of the pulse signal Pd2. The second voltage supply unit 735 controls the magnitude of the voltage supplied to the second drive circuit 733 based on the supply voltage command Me2. This makes it possible to effectively suppress the deviation of the amplitude of the drive signal V3 from the target value. Further, the dynamic range of the amplitude of the drive signal V3 is widened. Therefore, the piezoelectric motor 1 has more excellent driving characteristics.

図10に示すように、第2電圧制御部78は、PU電圧制御部781と、圧電素子6Cに印加する駆動信号V2を生成する第3駆動信号生成部77と、を有する。また、第3駆動信号生成部77は、第3駆動電圧制御部771と、第3PWM波形生成部772と、第3駆動回路773と、第3電圧指令制御部774と、第3電圧供給部775と、を有する。このような第2電圧制御部78は、圧電素子6F、6Gから出力されるピックアップ電圧Vpuをフィードバックすることにより、ピックアップ電圧Vpuが目標値となるように駆動信号V2を制御する。ピックアップ電圧Vpuを目標値に維持することにより、振動体41がY軸方向に安定して振動するため、安定した駆動が可能な圧電モーター1となる。   As shown in FIG. 10, the second voltage control unit 78 has a PU voltage control unit 781 and a third drive signal generation unit 77 that generates a drive signal V2 applied to the piezoelectric element 6C. The third drive signal generation unit 77 includes a third drive voltage control unit 771, a third PWM waveform generation unit 772, a third drive circuit 773, a third voltage command control unit 774, and a third voltage supply unit 775. And The second voltage control unit 78 controls the drive signal V2 so that the pickup voltage Vpu becomes a target value by feeding back the pickup voltage Vpu output from the piezoelectric elements 6F and 6G. By maintaining the pickup voltage Vpu at the target value, the vibrating body 41 vibrates stably in the Y-axis direction, so that the piezoelectric motor 1 can be driven stably.

PU電圧制御部781には、図示しないホストコンピューターからピックアップ電圧Vpuの目標振幅値である振幅指令と、圧電素子6F、6Gから出力されるピックアップ電圧Vpuと、が入力される。PU電圧制御部781は、振幅指令とピックアップ電圧Vpuとの偏差に対して比例ゲインを調整する比例制御と、積分ゲインを調整する積分制御とを実施するPI制御を行い、ピックアップ電圧Vpuが振幅指令に基づく振幅となるように電圧指令Mfを生成する。   The PU voltage control unit 781 receives an amplitude command that is a target amplitude value of the pickup voltage Vpu from a host computer (not shown) and the pickup voltage Vpu output from the piezoelectric elements 6F and 6G. PU voltage control section 781 performs PI control for performing a proportional control for adjusting a proportional gain with respect to a deviation between the amplitude command and pickup voltage Vpu and an integral control for adjusting an integral gain. A voltage command Mf is generated so as to have an amplitude based on.

第3駆動信号生成部77は、第1、第2駆動信号生成部72、73と同様の構成である。したがって、以下では、第3駆動信号生成部77について簡単に説明する。第3駆動電圧制御部771は、電圧指令Mfと第3駆動回路773が生成した駆動信号V2との偏差に対して比例ゲインを調整する比例制御と、積分ゲインを調整する積分制御と、を行うPI制御を実施し、駆動信号V2の振幅(電圧)が電圧指令Mfに基づく電圧となる目標Dutyを示したDuty指令Md3を生成する。   The third drive signal generator 77 has the same configuration as the first and second drive signal generators 72 and 73. Therefore, the third drive signal generator 77 will be briefly described below. The third drive voltage control unit 771 performs proportional control for adjusting a proportional gain with respect to a deviation between the voltage command Mf and the drive signal V2 generated by the third drive circuit 773, and integral control for adjusting an integral gain. The PI control is performed, and the duty command Md3 indicating the target duty at which the amplitude (voltage) of the drive signal V2 becomes the voltage based on the voltage command Mf is generated.

第3PWM波形生成部772は、目標Dutyを有し、周波数が周波数制御部79で生成された周波数指令Mgに基づく周波数となるパルス信号Pd3を生成する。第3PWM波形生成部772にはDuty下限値DLが設定されており、第3PWM波形生成部772は、目標Dutyに関わらず、Duty下限値DL未満のDutyを有するパルス信号Pd3を生成しない。そして、第3駆動回路773は、パルス信号Pd3に基づいて駆動信号V2を生成する。   The third PWM waveform generator 772 generates a pulse signal Pd3 having a target duty and having a frequency based on the frequency command Mg generated by the frequency controller 79. The duty lower limit DL is set in the third PWM waveform generator 772, and the third PWM waveform generator 772 does not generate the pulse signal Pd3 having the duty less than the duty lower limit DL regardless of the target duty. Then, the third drive circuit 773 generates a drive signal V2 based on the pulse signal Pd3.

第3電圧指令制御部774は、目標Dutyとパルス信号Pd3のDutyとの差ΔDに基づいて、駆動信号V2の振幅が目標値となる目標電圧を示した供給電圧指令Me3を生成する。第3電圧供給部775は、供給電圧指令Me3に基づいて、第3駆動回路773に供給する電圧の大きさを制御する。これにより、駆動信号V2の振幅の目標値からのずれを効果的に抑制することができる。また、駆動信号V2の振幅のダイナミックレンジが広くなる。したがって、より優れた駆動特性を有する圧電モーター1となる。   The third voltage command control unit 774 generates a supply voltage command Me3 indicating a target voltage at which the amplitude of the drive signal V2 becomes a target value, based on the difference ΔD between the target duty and the duty of the pulse signal Pd3. The third voltage supply unit 775 controls the magnitude of the voltage supplied to the third drive circuit 773 based on the supply voltage command Me3. Thereby, the deviation of the amplitude of the drive signal V2 from the target value can be effectively suppressed. Further, the dynamic range of the amplitude of the drive signal V2 is widened. Therefore, the piezoelectric motor 1 has more excellent driving characteristics.

周波数制御部79には、第3駆動回路773で生成された駆動信号V2と、圧電素子6F、6Gから出力されるピックアップ電圧Vpuと、が入力される。周波数制御部79は、駆動信号V2とピックアップ電圧Vpuとの位相差を求め、予め設定されている目標位相差と実際の位相差との偏差に対して比例ゲインを調整する比例制御と、積分ゲインを調整する積分制御とを実施するPI制御を行い、実際の位相差が目標位相差に基づく位相差となるように周波数指令Mgを生成する。そして、周波数制御部79で生成された周波数指令Mgは、第1PWM波形生成部722、第2PWM波形生成部732および第3PWM波形生成部772に送信され、第1PWM波形生成部722、第2PWM波形生成部732および第3PWM波形生成部772は、周波数指令Mgに基づく周波数の駆動信号V1〜V3を生成する。   The drive signal V2 generated by the third drive circuit 773 and the pickup voltage Vpu output from the piezoelectric elements 6F and 6G are input to the frequency control unit 79. The frequency control unit 79 obtains a phase difference between the drive signal V2 and the pickup voltage Vpu, and adjusts a proportional gain for a deviation between a preset target phase difference and an actual phase difference, and an integral gain. Is performed, and a frequency command Mg is generated such that the actual phase difference becomes a phase difference based on the target phase difference. The frequency command Mg generated by the frequency control unit 79 is transmitted to the first PWM waveform generation unit 722, the second PWM waveform generation unit 732, and the third PWM waveform generation unit 772, and the first PWM waveform generation unit 722 and the second PWM waveform generation The unit 732 and the third PWM waveform generation unit 772 generate drive signals V1 to V3 having a frequency based on the frequency command Mg.

以上、圧電駆動装置としての圧電モーター1について説明した。このような圧電駆動装置の制御方法は、前述したように、駆動用圧電素子である圧電素子6A〜6Eを備え、圧電素子6A〜6Eに駆動信号V1〜V3を印加することにより振動する振動体41と、振動体41の振動により移動する被駆動部としてのローター2と、目標Dutyに基づいてパルス信号Pd1〜Pd3を生成し、パルス信号Pd1〜Pd3に基づいて駆動信号V1〜V3を生成する駆動信号生成部としての第1、第2、第3駆動回路723、733、773と、を有する圧電モーター1の制御方法であって、目標Dutyとパルス信号Pd1〜Pd3のDutyとの差ΔDに応じて、第1、第2、第3駆動回路723、733、773に供給する電圧の大きさを変更するように構成されている。   The piezoelectric motor 1 as the piezoelectric driving device has been described above. As described above, the control method of such a piezoelectric driving device includes the piezoelectric elements 6A to 6E, which are driving piezoelectric elements, and vibrates by applying the driving signals V1 to V3 to the piezoelectric elements 6A to 6E. 41, a rotor 2 as a driven part that is moved by the vibration of the vibrating body 41, generates pulse signals Pd1 to Pd3 based on the target Duty, and generates drive signals V1 to V3 based on the pulse signals Pd1 to Pd3. This is a method for controlling the piezoelectric motor 1 having first, second, and third drive circuits 723, 733, and 773 as drive signal generation units, wherein the difference ΔD between the target Duty and the duty of the pulse signals Pd1 to Pd3 is calculated. The magnitude of the voltage supplied to the first, second, and third driving circuits 723, 733, and 773 is changed accordingly.

このように、差ΔDに応じて第1、第2、第3駆動回路723、733、773に供給する電圧の大きさを変更することにより、パルス信号Pd1〜Pd3のDutyが小さくなり過ぎるのを抑制しつつ、駆動信号V1〜V3の振幅の目標値からのずれを効果的に抑制することができる。そのため、優れた駆動特性を有する圧電モーター1となる。   As described above, by changing the magnitude of the voltage supplied to the first, second, and third drive circuits 723, 733, and 773 in accordance with the difference ΔD, it is possible to prevent the duty of the pulse signals Pd1 to Pd3 from becoming too small. While suppressing, it is possible to effectively suppress the deviation of the amplitude of the drive signals V1 to V3 from the target value. Therefore, the piezoelectric motor 1 has excellent driving characteristics.

また、前述したように、目標Dutyが予め有するDuty下限値DL未満になった場合に、Duty下限値DLと等しいDutyを有するパルス信号Pd1〜Pd3を生成し、第1、第2、第3駆動回路723、733、773に供給する電圧を小さくする。このように、第1、第2、第3駆動回路723、733、773に供給する電圧を小さくすることにより、差ΔDに起因する駆動信号V1〜V3の振幅の目標値からのずれを補正することができる。   Further, as described above, when the target Duty is less than the preset Duty lower limit DL, the pulse signals Pd1 to Pd3 having the Duty equal to the Duty lower limit DL are generated, and the first, second, and third driving are performed. The voltage supplied to the circuits 723, 733, and 773 is reduced. As described above, by reducing the voltage supplied to the first, second, and third drive circuits 723, 733, and 773, the deviation of the amplitude of the drive signals V1 to V3 from the target value due to the difference ΔD is corrected. be able to.

また、前述したように、目標Dutyが予め有するDuty上限値DHより大きくなった場合に、Duty上限値DHと等しいDutyを有するパルス信号Pd1〜Pd3を生成し、第1、第2、第3駆動回路723、733、773に供給する電圧を大きくする。このように、第1、第2、第3駆動回路723、733、773に供給する電圧を大きくすることにより、差ΔDに起因する駆動信号V1〜V3の振幅の目標値からのずれを補正することができる。   Further, as described above, when the target Duty is larger than the Duty upper limit DH that is set in advance, the pulse signals Pd1 to Pd3 having the Duty equal to the Duty upper limit DH are generated, and the first, second, and third driving are performed. The voltage supplied to the circuits 723, 733, and 773 is increased. As described above, by increasing the voltage supplied to the first, second, and third drive circuits 723, 733, and 773, the deviation of the amplitude of the drive signals V1 to V3 from the target value due to the difference ΔD is corrected. be able to.

また、圧電モーター1は、前述したように、駆動用圧電素子である圧電素子6A〜6Eを備え、圧電素子6A〜6Eに駆動信号V1〜V3を印加することにより振動する振動体41と、振動体41の振動により移動する被駆動部としてのローター2と、圧電素子6A〜6Eに駆動信号V1〜V3を印加する電圧制御部70と、を有する。また、電圧制御部70は、入力される指令であるDuty指令Md1〜Md3に含まれる目標Dutyに基づいてパルス信号Pd1〜Pd3を生成するパルス信号生成部としての第1、第2、第3PWM波形生成部722、732、772と、パルス信号Pd1〜Pd3に基づいて駆動信号V1〜V3を生成する駆動信号生成部としての第1、第2、第3駆動回路723、733、773と、第1、第2、第3駆動回路723、733、773に電圧を供給する電圧供給部としての第1、第2、第3電圧供給部725、735、775と、を有する。また、第1、第2、第3PWM波形生成部722、732、772は、Duty下限値DLを有し、Duty下限値DL以上のDutyを有するパルス信号Pd1〜Pd3を生成する。また、第1、第2、第3電圧供給部725、735、775は、目標Dutyとパルス信号Pd1〜Pd3のDutyとの差ΔDに応じて第1、第2、第3駆動回路723、733、773に供給する電圧の大きさを変更する。   Further, as described above, the piezoelectric motor 1 includes the piezoelectric elements 6A to 6E that are driving piezoelectric elements, and includes a vibrating body 41 that vibrates by applying drive signals V1 to V3 to the piezoelectric elements 6A to 6E, It has a rotor 2 as a driven part that is moved by the vibration of the body 41, and a voltage controller 70 that applies drive signals V1 to V3 to the piezoelectric elements 6A to 6E. Further, the voltage control unit 70 includes first, second, and third PWM waveforms as pulse signal generation units that generate pulse signals Pd1 to Pd3 based on the target duty included in the duty commands Md1 to Md3 that are input commands. First, second, and third drive circuits 723, 733, and 773 as drive signal generators that generate drive signals V1 to V3 based on pulse signals Pd1 to Pd3; , Second, and third drive circuits 723, 733, and 773 as first, second, and third voltage supply units 725, 735, and 775. In addition, the first, second, and third PWM waveform generation units 722, 732, and 772 generate pulse signals Pd1 to Pd3 having a duty lower limit DL and having a duty equal to or greater than the duty lower limit DL. Further, the first, second, and third voltage supply units 725, 735, and 775 provide the first, second, and third drive circuits 723 and 733 according to the difference ΔD between the target duty and the duty of the pulse signals Pd1 to Pd3. , 773 are changed.

このような構成によれば、パルス信号Pd1〜Pd3のDutyが小さくなり過ぎるのを抑制することができるため、駆動信号V1〜V3の波形崩れを効果的に抑制することができる。また、差ΔDに応じて第1、第2、第3駆動回路723、733、773に供給する電圧の大きさを変更することにより、駆動信号V1〜V3の振幅の目標値からのずれを効果的に抑制することができる。そのため、優れた駆動特性を有する圧電モーター1となる。さらには、パルス信号Pd1〜Pd3のDutyの制御と第1〜第3駆動回路723、733、773に供給する電圧の制御とを組み合わせることにより、従来のようにパルス信号Pd1〜Pd3のDutyだけで駆動信号V1〜V3の振幅を制御する場合と比べて、駆動信号V1〜V3の振幅の可変範囲すなわちローター2の駆動速度の可変範囲が広がり、より優れた駆動特性を有する圧電モーター1となる。   According to such a configuration, it is possible to prevent the duty of the pulse signals Pd1 to Pd3 from becoming too small, and thus it is possible to effectively suppress the waveform collapse of the drive signals V1 to V3. Further, by changing the magnitude of the voltage supplied to the first, second, and third drive circuits 723, 733, and 773 in accordance with the difference ΔD, the deviation of the amplitude of the drive signals V1 to V3 from the target value can be effectively reduced. Can be suppressed. Therefore, the piezoelectric motor 1 has excellent driving characteristics. Further, by combining the control of the duty of the pulse signals Pd1 to Pd3 and the control of the voltage supplied to the first to third drive circuits 723, 733, 773, only the duty of the pulse signals Pd1 to Pd3 is different from the conventional case. As compared with the case where the amplitudes of the drive signals V1 to V3 are controlled, the variable range of the amplitude of the drive signals V1 to V3, that is, the variable range of the drive speed of the rotor 2 is widened, and the piezoelectric motor 1 has more excellent drive characteristics.

なお、本実施形態では、駆動信号V1〜V3のそれぞれについて、上述したようなパルス信号のDuty制御と電圧制御とを行っているが、これに限定されず、駆動信号V1〜V3の少なくとも1つで上述の制御が行われていればよい。この場合、例えば、駆動信号V1、V3について上述の制御を行い、駆動信号V2については、上述の制御を行わない構成とすることができる。駆動信号V2は、振動体41をY軸方向に振動させる信号であり、駆動信号V1、V3のような振動体41を屈曲振動させる信号ではないため、駆動信号V1、V3に比べてローター2の駆動速度に寄与し難いためである。   In the present embodiment, the duty control and the voltage control of the pulse signal as described above are performed for each of the drive signals V1 to V3. However, the present invention is not limited to this, and at least one of the drive signals V1 to V3 is used. It is sufficient that the above-described control is performed. In this case, for example, the above-described control may be performed on the driving signals V1 and V3, and the above-described control may not be performed on the driving signal V2. The drive signal V2 is a signal for causing the vibrating body 41 to vibrate in the Y-axis direction, and is not a signal for causing the vibrating body 41 to bend and vibrate like the drive signals V1 and V3. This is because it is difficult to contribute to the driving speed.

また、前述したように、目標DutyがDuty下限値DL未満の場合に、第1、第2、第3PWM波形生成部722、732、772は、Duty下限値DLと等しいDutyを有するパルス信号Pd1〜Pd3を生成し、第1、第2、第3電圧供給部725、735、775は、第1、第2、第3駆動回路723、733、773に供給する電圧を小さくする。これにより、パルス信号Pd1〜Pd3のDutyが小さくなり過ぎるのを抑制することができるため、駆動信号V1〜V3の波形崩れを効果的に抑制することができる。また、差ΔDに起因する駆動信号V1〜V3の振幅の目標値からのずれを補正することができる。   Also, as described above, when the target duty is less than the duty lower limit DL, the first, second, and third PWM waveform generators 722, 732, and 772 output the pulse signals Pd1 to Pd1 having the duty equal to the duty lower limit DL. The Pd3 is generated, and the first, second, and third voltage supply units 725, 735, 775 reduce the voltage supplied to the first, second, and third drive circuits 723, 733, 773. Thus, the duty of the pulse signals Pd1 to Pd3 can be prevented from becoming too small, so that the waveform collapse of the drive signals V1 to V3 can be effectively suppressed. Further, it is possible to correct a deviation of the amplitude of the drive signals V1 to V3 from the target value due to the difference ΔD.

また、前述したように、圧電モーター1は、振動体41に接続され、ローター2に当接している凸部44を有している。そして、振動体41と凸部44とが並ぶ方向を第1方向としてのY軸方向としたとき、第1、第2駆動回路723、733に供給する電圧の大きさを変更することで、Y軸方向に直交する第2方向としてのZ軸方向に屈曲振動する振動の大きさを変更する。これにより、振動体41のZ軸方向への屈曲振動を精度よく制御することができ、ローター2の目標位置からのずれを精度よく抑制することができる。   Further, as described above, the piezoelectric motor 1 has the protrusion 44 connected to the vibrator 41 and in contact with the rotor 2. When the direction in which the vibrating body 41 and the convex portion 44 are arranged is the Y-axis direction as the first direction, the magnitude of the voltage supplied to the first and second drive circuits 723 and 733 is changed, so that the Y direction is changed. The magnitude of the vibration that bends and vibrates in the Z-axis direction as a second direction orthogonal to the axial direction is changed. Thereby, the bending vibration of the vibrating body 41 in the Z-axis direction can be accurately controlled, and the deviation of the rotor 2 from the target position can be accurately suppressed.

また、前述したように、第3駆動回路773に供給する電圧の大きさを変更することで、第1方向に伸縮振動する振動の大きさを変更する。これにより、振動体41のY軸方向への伸縮振動を精度よく制御することができ、ローター2をスムーズに駆動することができる。   Further, as described above, by changing the magnitude of the voltage supplied to the third drive circuit 773, the magnitude of the vibration that expands and contracts in the first direction is changed. Thereby, the expansion and contraction vibration of the vibrating body 41 in the Y-axis direction can be accurately controlled, and the rotor 2 can be driven smoothly.

<第2実施形態>
図16は、パルス信号のDutyと駆動信号の振幅との関係を示すグラフである。図17は、本発明の第2実施形態に係る圧電モーターが備える制御装置による制御方法を示すフローチャートである。図18は、制御装置による制御方法を示すグラフである。
<Second embodiment>
FIG. 16 is a graph showing the relationship between the duty of the pulse signal and the amplitude of the drive signal. FIG. 17 is a flowchart illustrating a control method by the control device provided in the piezoelectric motor according to the second embodiment of the present invention. FIG. 18 is a graph showing a control method by the control device.

本実施形態に係る圧電モーター1は、第1、第2、第3駆動信号生成部72、73、77による制御方法が異なること以外は、前述した第1実施形態の圧電モーター1と同様である。なお、以下の説明では、第2実施形態の圧電モーター1に関し、前述した第1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、第1、第2、第3駆動信号生成部72、73、77による制御方法は、互いに同様であるため、以下では、第1駆動信号生成部72について代表して説明し、第2、第3駆動信号生成部73、77については、その説明を省略する。   The piezoelectric motor 1 according to the present embodiment is the same as the piezoelectric motor 1 according to the above-described first embodiment except that the control method by the first, second, and third drive signal generation units 72, 73, and 77 is different. . In the following description, the piezoelectric motor 1 of the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment described above, and the description of the same items will be omitted. Since the control methods by the first, second, and third drive signal generation units 72, 73, and 77 are the same as each other, the first drive signal generation unit 72 will be described below as a representative, Description of the third drive signal generators 73 and 77 is omitted.

第1PWM波形生成部722には前述したDuty下限値DLと共にDuty上限値DHが設定されている。そして、第1PWM波形生成部722は、Duty指令Md1に関わらず、Duty下限値DL未満のDutyを有するパルス信号Pd1およびDuty上限値DHを超えるDutyを有するパルス信号Pd1を生成しない。すなわち、第1PWM波形生成部722は、Duty下限値DL以上、Duty上限値以下の範囲内のDutyを有するパルス信号Pd1を生成する。   In the first PWM waveform generation unit 722, the Duty upper limit DH is set together with the above-described Duty lower limit DL. Then, the first PWM waveform generation unit 722 does not generate the pulse signal Pd1 having the duty less than the duty lower limit DL and the pulse signal Pd1 having the duty exceeding the duty upper limit DH regardless of the duty command Md1. That is, the first PWM waveform generator 722 generates the pulse signal Pd1 having a duty within the range from the duty lower limit DL to the duty upper limit.

パルス信号Pd1にDuty下限値DLを設定する理由については、上述した第1実施形態と同様であるため、その説明を省略し、以下では、パルス信号Pd1にDuty上限値DHを設定する理由について説明する。   The reason for setting the duty lower limit value DL in the pulse signal Pd1 is the same as that in the first embodiment described above, and thus the description thereof will be omitted. Hereinafter, the reason for setting the duty upper limit value DH in the pulse signal Pd1 will be described. I do.

図16に、パルス信号Pd1のDutyと駆動信号V1の振幅との関係を示す。同図から分かるように、パルス信号Pd1のDutyと駆動信号V1の振幅との関係は、線形ではなく、Dutyが50%付近の領域において、Dutyが大きくなるにつれてDutyの変化量に対するパルス信号Pd1の振幅の変化量が小さくなっている。そのため、駆動信号V1の振幅のダイナミックレンジが小さくなってしまう。   FIG. 16 shows the relationship between the duty of the pulse signal Pd1 and the amplitude of the drive signal V1. As can be seen from the figure, the relationship between the duty of the pulse signal Pd1 and the amplitude of the drive signal V1 is not linear, and in a region where the duty is around 50%, the duty ratio of the pulse signal Pd1 with respect to the variation of the duty increases as the duty increases. The amount of change in amplitude is small. Therefore, the dynamic range of the amplitude of the drive signal V1 is reduced.

そこで、第1PWM波形生成部722にDuty上限値DHを設け、Duty上限値DHのパルス信号Pd1で生成される振幅を超える駆動信号V1を得たい場合は、パルス信号Pd1のDutyをそれ以上大きくするのではなく、第1電圧供給部725から第1駆動回路723に供給する電圧を大きくする。これにより、目標Dutyとパルス信号Pd1のDutyとの差ΔDに起因する振幅のずれを、第1駆動回路723に供給する電圧の大きさによって補正することができる。さらには、パルス信号Pd1のDutyを大きくして駆動信号V1の振幅を大きくする場合と比べて、制御可能な駆動信号V1の振幅の最大値が大きくなる。すなわち、駆動信号V1の振幅のダイナミックレンジが広くなる。以下、詳細に説明する。   Therefore, the first PWM waveform generating section 722 is provided with a duty upper limit value DH, and when it is desired to obtain a drive signal V1 exceeding the amplitude generated by the pulse signal Pd1 having the duty upper limit value DH, the duty of the pulse signal Pd1 is further increased. Instead, the voltage supplied from the first voltage supply unit 725 to the first drive circuit 723 is increased. Thus, the deviation of the amplitude caused by the difference ΔD between the target duty and the duty of the pulse signal Pd1 can be corrected by the magnitude of the voltage supplied to the first drive circuit 723. Furthermore, the maximum value of the controllable amplitude of the drive signal V1 becomes larger than when the duty of the pulse signal Pd1 is increased to increase the amplitude of the drive signal V1. That is, the dynamic range of the amplitude of the drive signal V1 is widened. The details will be described below.

第1PWM波形生成部722は、Duty指令Md1に示された目標DutyがDuty上限値DH以下であれば、目標Dutyと等しいDutyのパルス信号Pd1を生成する。一方、第1PWM波形生成部722は、目標DutyがDuty上限値DHを超えれば、Duty上限値DHと等しいDutyのパルス信号Pd1を生成する。Duty上限値DHとしては、特に限定されないが、例えば、40%とすることができる。なお、上述したように、本実施形態では、目標DutyがDuty上限値DHを超える場合、第1PWM波形生成部722は、Duty上限値DHと等しいDutyのパルス信号Pd1を生成しているが、これに限定されず、例えば、第1PWM波形生成部722は、Duty上限値DHよりも小さいDutyのパルス信号Pd1、例えば、Duty上限値DHが40%であれば、35%〜39%程度のDutyのパルス信号Pd1を生成してもよい。   If the target duty indicated by the duty command Md1 is equal to or smaller than the duty upper limit DH, the first PWM waveform generation unit 722 generates a pulse signal Pd1 having a duty equal to the target duty. On the other hand, if the target duty exceeds the duty upper limit DH, the first PWM waveform generator 722 generates a pulse signal Pd1 having a duty equal to the duty upper limit DH. The duty upper limit DH is not particularly limited, but may be, for example, 40%. As described above, in the present embodiment, when the target duty exceeds the duty upper limit value DH, the first PWM waveform generation unit 722 generates the pulse signal Pd1 having a duty equal to the duty upper limit value DH. For example, the first PWM waveform generation unit 722 may determine that the pulse signal Pd1 having a duty lower than the duty upper limit DH, for example, if the duty upper limit DH is 40%, a duty of about 35% to 39%. The pulse signal Pd1 may be generated.

目標DutyがDuty上限値DHを超え、第1PWM波形生成部722が目標Dutyよりも小さいDutyのパルス信号Pd1を生成した場合、第1駆動回路723で生成される駆動信号V1の振幅は、目標値に対して小さくなる。そこで、駆動信号V1の振幅の目標値からのずれを補正するために、第1駆動信号生成部72は、第1電圧指令制御部724と、第1電圧供給部725と、を有する。   When the target duty exceeds the duty upper limit value DH and the first PWM waveform generator 722 generates the pulse signal Pd1 having a duty smaller than the target duty, the amplitude of the drive signal V1 generated by the first drive circuit 723 becomes equal to the target value. To become smaller. Therefore, the first drive signal generation unit 72 includes a first voltage command control unit 724 and a first voltage supply unit 725 in order to correct the deviation of the amplitude of the drive signal V1 from the target value.

第1電圧指令制御部724は、Duty指令Md1が示す目標Dutyと第1PWM波形生成部722が生成したパルス信号Pd1のDutyとの差ΔDに基づいて、駆動信号V1の振幅が目標値となる目標電圧を示した供給電圧指令Me1を生成する。第1電圧供給部725は、供給電圧指令Me1に基づいて、第1駆動回路723に供給する電圧の大きさを制御する。具体的には、目標DutyがDuty上限値DHを超え、目標Dutyよりも小さいDutyのパルス信号Pd1が生成されている場合、すなわちΔD≠0の場合、第1電圧供給部725は、基準電圧V’よりも大きい電圧V”を第1駆動回路723に供給する。電圧V”は、差ΔDが大きい程、大きくなる。   The first voltage command control unit 724 determines the target at which the amplitude of the drive signal V1 becomes the target value, based on the difference ΔD between the target duty indicated by the duty command Md1 and the duty of the pulse signal Pd1 generated by the first PWM waveform generation unit 722. A supply voltage command Me1 indicating a voltage is generated. The first voltage supply unit 725 controls the magnitude of the voltage supplied to the first drive circuit 723 based on the supply voltage command Me1. Specifically, when the target duty exceeds the duty upper limit value DH and the pulse signal Pd1 having a duty smaller than the target duty is generated, that is, when ΔD ≠ 0, the first voltage supply unit 725 sets the reference voltage V Is supplied to the first drive circuit 723. The voltage V "increases as the difference ΔD increases.

まとめると、図17および図18に示すように、目標DutyがDuty下限値DL以上でかつ上限値DH以下の場合には、第1駆動回路723に供給される電圧を一定とし、目標Dutyと等しいDutyのパルス信号Pd1を生成し、パルス信号Pd1のDutyを変更することにより駆動信号V1の振幅を制御する。一方、目標DutyがDuty下限値DL未満の場合には、Duty下限値と等しいDutyのパルス信号Pd1を生成し、第1駆動回路723に供給される電圧を変更することにより駆動信号V1の振幅を制御する。また、目標DutyがDuty上限値DHを超える場合には、Duty上限値と等しいDutyのパルス信号Pd1を生成し、第1駆動回路723に供給される電圧を変更することにより駆動信号V1の振幅を制御する。   In summary, as shown in FIGS. 17 and 18, when the target duty is equal to or more than the duty lower limit value DL and equal to or less than the upper limit value DH, the voltage supplied to the first drive circuit 723 is fixed and equal to the target duty. A duty pulse signal Pd1 is generated, and the amplitude of the drive signal V1 is controlled by changing the duty of the pulse signal Pd1. On the other hand, when the target Duty is less than the Duty lower limit DL, a pulse signal Pd1 of Duty equal to the Duty lower limit is generated, and the amplitude of the drive signal V1 is changed by changing the voltage supplied to the first drive circuit 723. Control. When the target duty exceeds the duty upper limit DH, a pulse signal Pd1 having a duty equal to the duty upper limit is generated, and the voltage supplied to the first drive circuit 723 is changed to change the amplitude of the drive signal V1. Control.

以上のように、本実施形態では、第1PWM波形生成部722にDuty上限値DHを設け、Duty上限値DHのパルス信号Pd1で生成される駆動信号V1の振幅よりも大きい振幅の駆動信号V1を得たい場合は、第1駆動回路723に供給する電圧を大きくすることにより、目標の振幅を有する駆動信号V1を生成することができる。さらには、パルス信号Pd1のDutyを大きくして駆動信号V1の振幅を大きくする場合、50%付近のDutyすなわちDuty変化量に対するパルス信号Pd1の振幅変化量が小さい領域のDutyを使用せざるを得ず、十分な大きさの振幅を有する駆動信号V1が得られないおそれがあるが、第1駆動回路723に供給する電圧を大きくする方法によれば、このような問題が生じず、十分な大きさの振幅を有する駆動信号V1を得ることができる。そのため、制御可能な駆動信号V1の振幅の最大値が大きくなり、駆動信号V1の振幅のダイナミックレンジが広くなる。   As described above, in the present embodiment, the first PWM waveform generator 722 is provided with the duty upper limit value DH, and the drive signal V1 having an amplitude larger than the amplitude of the drive signal V1 generated by the pulse signal Pd1 having the duty upper limit value DH. If desired, the drive signal V1 having the target amplitude can be generated by increasing the voltage supplied to the first drive circuit 723. Furthermore, when the duty of the pulse signal Pd1 is increased to increase the amplitude of the drive signal V1, the duty near 50%, that is, the duty of the area where the amplitude change of the pulse signal Pd1 is small with respect to the duty change, must be used. However, there is a possibility that a drive signal V1 having a sufficiently large amplitude may not be obtained. However, according to the method of increasing the voltage supplied to the first drive circuit 723, such a problem does not occur, and a sufficiently large drive signal V1 can be obtained. A drive signal V1 having an amplitude of the same can be obtained. Therefore, the controllable maximum value of the amplitude of the drive signal V1 increases, and the dynamic range of the amplitude of the drive signal V1 increases.

以上のように、目標Dutyが予め有するDuty上限値DHより大きくなった場合に、第1、第2、第3PWM波形生成部722、732、772は、Duty上限値DHと等しいDutyを有するパルス信号Pd1〜Pd3を生成し、第1、第2、第3電圧供給部725、735、775は、第1、第2、第3駆動回路723、733、773に供給する電圧を大きくする。これにより、パルス信号Pd1〜Pd3のDutyが大きくなり過ぎるのを抑制することができる。また、差ΔDに起因する駆動信号V1〜V3の振幅の目標値からのずれを補正することができる。   As described above, when the target duty becomes larger than the previously set duty upper limit value DH, the first, second, and third PWM waveform generators 722, 732, and 772 output a pulse signal having a duty equal to the duty upper limit value DH. Pd1 to Pd3 are generated, and the first, second, and third voltage supply units 725, 735, and 775 increase the voltage supplied to the first, second, and third drive circuits 723, 733, and 773. Thus, it is possible to suppress the duty of the pulse signals Pd1 to Pd3 from becoming too large. Further, it is possible to correct a deviation of the amplitude of the drive signals V1 to V3 from the target value due to the difference ΔD.

以上のような第3実施形態によっても前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。   According to the third embodiment as described above, the same effects as in the first embodiment can be exhibited.

<第3実施形態>
図19および図21は、本発明の第3実施形態に係る圧電モーターが備える制御装置による制御方法を示すグラフである。図20および図22は、本発明の第3実施形態に係る圧電モーターが備える制御装置による制御方法を示すグラフである。
<Third embodiment>
FIGS. 19 and 21 are graphs showing a control method by the control device provided in the piezoelectric motor according to the third embodiment of the present invention. FIGS. 20 and 22 are graphs showing a control method by the control device provided in the piezoelectric motor according to the third embodiment of the present invention.

本実施形態に係る圧電モーター1は、第1、第2、第3駆動信号生成部72、73、77による制御方法が異なること以外は、前述した第2実施形態の圧電モーター1と同様である。なお、以下の説明では、第3実施形態の圧電モーター1に関し、前述した第1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、第1、第2、第3駆動信号生成部72、73、77による制御方法は、互いに同様であるため、以下では、第1駆動信号生成部72について代表して説明し、第2、第3駆動信号生成部73、77については、その説明を省略する。   The piezoelectric motor 1 according to the present embodiment is the same as the piezoelectric motor 1 according to the above-described second embodiment except that the control method by the first, second, and third drive signal generation units 72, 73, and 77 is different. . In the following description, the piezoelectric motor 1 of the third embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment described above, and the description of the same items will be omitted. Since the control methods by the first, second, and third drive signal generation units 72, 73, and 77 are the same as each other, the first drive signal generation unit 72 will be described below as a representative, Description of the third drive signal generators 73 and 77 is omitted.

例えば、図19に示すように、目標DutyがDuty下限値DL付近で変化し、Duty下限値DLを跨いで上下するような場合、目標DutyがDuty下限値DL以上であり、パルス信号Pd1のDutyで駆動信号V1の振幅を制御する状態T1と、目標DutyがDuty下限値DL未満であり、第1駆動回路723に供給する電圧で駆動信号V1の振幅を制御する状態T2と、が頻繁に切り替わる。このように、状態T1、T2が頻繁に切り替わると、例えば、第1電圧供給部725から第1駆動回路723に供給される電圧が不安定になる等、駆動信号V1の振幅制御が精度よく行うことができなくなるおそれがある。   For example, as shown in FIG. 19, when the target Duty changes near the Duty lower limit DL and moves up and down over the Duty lower limit DL, the target Duty is equal to or larger than the Duty lower limit DL and the duty of the pulse signal Pd1 is changed. Frequently switches between a state T1 in which the amplitude of the drive signal V1 is controlled and a state T2 in which the target Duty is less than the duty lower limit DL and the amplitude of the drive signal V1 is controlled by the voltage supplied to the first drive circuit 723. . As described above, when the states T1 and T2 are frequently switched, the amplitude control of the drive signal V1 is accurately performed, for example, the voltage supplied from the first voltage supply unit 725 to the first drive circuit 723 becomes unstable. May not be possible.

そこで、本実施形態の第1PWM波形生成部722では、Duty下限値DLにヒステリシスを持たせ、状態T1、T2が頻繁に切り替わるのを抑制している。以下、このことについて詳細に説明する。第1PWM波形生成部722には、図20に示すように、第1Duty下限値DL1と、第1Duty下限値DL1よりも大きい第2Duty下限値DL2と、が設けられている。そして、目標Dutyが第1Duty下限値DL1未満となり、状態T1から状態T2に切り替わった後は、第2Duty下限値DL2に基づいて状態T1、T2が切り替わる。つまり、目標Dutyが第1Duty下限値DL1以上となっても、第2Duty下限値DL2以上とならなければ、状態T2がそのまま維持され、目標Dutyが第2Duty下限値DL2以上となったときに状態T2から状態T1に切り替わる。なお、目標Dutyが第2Duty下限値DL2以上となり、状態T2から状態T1に切り替わった場合、再び、第1Duty下限値DL1に基づいて状態T1、T2が切り替わる。   Therefore, in the first PWM waveform generation unit 722 of the present embodiment, the duty lower limit DL has hysteresis to suppress frequent switching between the states T1 and T2. Hereinafter, this will be described in detail. As shown in FIG. 20, the first PWM waveform generator 722 is provided with a first duty lower limit DL1 and a second duty lower limit DL2 which is larger than the first duty lower limit DL1. Then, after the target duty becomes less than the first duty lower limit DL1 and the state is switched from the state T1 to the state T2, the states T1 and T2 are switched based on the second duty lower limit DL2. In other words, even if the target duty is equal to or greater than the first duty lower limit DL1, if the target duty is not equal to or greater than the second duty lower limit DL2, the state T2 is maintained. If the target duty is equal to or greater than the second duty lower limit DL2, the state T2 To state T1. When the target duty is equal to or more than the second duty lower limit DL2 and the state is switched from the state T2 to the state T1, the states T1 and T2 are switched again based on the first duty lower limit DL1.

このように、Duty下限値DLにヒステリシスを持たせ、状態T1から状態T2に切り替える第1Duty下限値DL1と、状態T2から状態T1に切り替える第2Duty下限値DL2と、を設定することにより、状態T1、T2が頻繁に切り替わるのを抑制することができる。そのため、第1電圧供給部725から第1駆動回路723に供給される電圧が安定し、駆動信号V1の振幅制御を精度よく行うことができる。   In this manner, the state Duty lower limit DL is provided with hysteresis, and the first duty lower limit DL1 for switching from the state T1 to the state T2 and the second duty lower limit DL2 for switching from the state T2 to the state T1 are set. , T2 can be prevented from frequently switching. Therefore, the voltage supplied from the first voltage supply unit 725 to the first drive circuit 723 is stabilized, and the amplitude control of the drive signal V1 can be accurately performed.

以上、Duty下限値DLについて説明したが、Duty上限値DHについても同様である。すなわち、例えば、図21に示すように、目標DutyがDuty上限値DH付近で変化し、Duty上限値DHを跨いで上下するような場合、目標DutyがDuty上限値DH以下であり、パルス信号Pd1のDutyで駆動信号V1の振幅を制御する状態T1と、目標DutyがDuty上限値DHを超え、第1駆動回路723に供給する電圧で駆動信号V1の振幅を制御する状態T3と、が頻繁に切り替わる。このように、状態T1、T3が頻繁に切り替わると、例えば、第1電圧供給部725から第1駆動回路723に供給される電圧が不安定になる等、駆動信号V1の振幅制御が精度よく行うことができなくなるおそれがある。   Although the duty lower limit DL has been described above, the same applies to the duty upper limit DH. That is, for example, as shown in FIG. 21, when the target duty changes near the duty upper limit DH and moves up and down over the duty upper limit DH, the target duty is equal to or less than the duty upper limit DH, and the pulse signal Pd1 The state T1 in which the amplitude of the drive signal V1 is controlled by the duty of the period T1 and the state T3 in which the target duty exceeds the duty upper limit value DH and the amplitude of the drive signal V1 is controlled by the voltage supplied to the first drive circuit 723 frequently occur. Switch. As described above, when the states T1 and T3 are frequently switched, the amplitude control of the drive signal V1 is accurately performed, for example, the voltage supplied from the first voltage supply unit 725 to the first drive circuit 723 becomes unstable. May not be possible.

そこで、本実施形態の第1PWM波形生成部722では、Duty上限値DHにヒステリシスを持たせ、状態T1、T3が頻繁に切り替わるのを抑制している。以下、このことについて詳細に説明する。第1PWM波形生成部722には、図22に示すように、第1Duty上限値DH1と、第1Duty上限値DH1よりも小さい第2Duty上限値DH2と、が設けられている。そして、目標Dutyが第1Duty上限値DH1を超え、状態T1から状態T3に切り替わった後は、第2Duty上限値DH2に基づいて状態T1、T3が切り替わる。つまり、目標Dutyが第1Duty上限値DH1以下となっても、第2Duty上限値DH2以下とならなければ、状態T3がそのまま維持され、目標Dutyが第2Duty上限値DH2以下となったときに状態T3から状態T1に切り替わる。なお、目標Dutyが第2Duty上限値DH2以下となり、状態T3から状態T1に切り替わった場合、再び、第1Duty上限値DH1に基づいて状態T1、T3が切り替わる。   Therefore, in the first PWM waveform generation unit 722 of the present embodiment, the duty upper limit value DH has hysteresis to suppress frequent switching between the states T1 and T3. Hereinafter, this will be described in detail. As shown in FIG. 22, the first PWM waveform generator 722 is provided with a first duty upper limit value DH1 and a second duty upper limit value DH2 which is smaller than the first duty upper limit value DH1. Then, after the target duty exceeds the first duty upper limit DH1 and the state is switched from the state T1 to the state T3, the states T1 and T3 are switched based on the second duty upper limit DH2. In other words, even if the target duty is equal to or less than the first duty upper limit DH1, if the target duty is not equal to or less than the second duty upper limit DH2, the state T3 is maintained. If the target duty becomes equal to or less than the second duty upper limit DH2, the state T3 To state T1. When the target duty becomes equal to or less than the second duty upper limit DH2 and the state is switched from the state T3 to the state T1, the states T1 and T3 are switched again based on the first duty upper limit DH1.

このように、Duty上限値DHにヒステリシスを持たせ、状態T1から状態T3に切り替える第1Duty上限値DH1と、状態T3から状態T1に切り替える第2Duty上限値DH2と、を設定することにより、状態T1、T3が頻繁に切り替わるのを抑制することができる。そのため、第1電圧供給部725から第1駆動回路723に供給される電圧が安定し、駆動信号V1の振幅制御を精度よく行うことができる。   In this way, by giving the hysteresis to the duty upper limit DH and setting the first duty upper limit DH1 for switching from the state T1 to the state T3 and the second duty upper limit DH2 for switching from the state T3 to the state T1, the state T1 is set. , T3 can be prevented from frequently switching. Therefore, the voltage supplied from the first voltage supply unit 725 to the first drive circuit 723 is stabilized, and the amplitude control of the drive signal V1 can be accurately performed.

以上のような第3実施形態によっても前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。   According to the third embodiment as described above, the same effects as in the first embodiment can be exhibited.

<第4実施形態>
図23は、本発明の第4実施形態に係るロボットを示す斜視図である。
<Fourth embodiment>
FIG. 23 is a perspective view showing a robot according to the fourth embodiment of the present invention.

図23に示すロボット1000は、精密機器やこれを構成する部品の給材、除材、搬送および組立等の作業を行うことができる。ロボット1000は、6軸ロボットであり、床や天井に固定されるベース1010と、ベース1010に回動自在に連結されたアーム1020と、アーム1020に回動自在に連結されたアーム1030と、アーム1030に回動自在に連結されたアーム1040と、アーム1040に回動自在に連結されたアーム1050と、アーム1050に回動自在に連結されたアーム1060と、アーム1060に回動自在に連結されたアーム1070と、これらアーム1020、1030、1040、1050、1060、1070の駆動を制御する制御装置1080と、を有する。   The robot 1000 shown in FIG. 23 can perform operations such as feeding, removing, transporting, and assembling precision equipment and components constituting the same. The robot 1000 is a six-axis robot, and includes a base 1010 fixed to a floor or a ceiling, an arm 1020 rotatably connected to the base 1010, an arm 1030 rotatably connected to the arm 1020, and an arm 1030. Arm 1040 rotatably connected to arm 10, arm 1050 rotatably connected to arm 1040, arm 1060 rotatably connected to arm 1050, and arm 1060 rotatably connected to arm 1060. An arm 1070 and a control device 1080 for controlling the driving of the arms 1020, 1030, 1040, 1050, 1060, and 1070 are provided.

また、アーム1070にはハンド接続部が設けられており、ハンド接続部にはロボット1000に実行させる作業に応じたエンドエフェクター1090が装着される。また、各関節部のうちの全部または一部には圧電モーター1が搭載されており、この圧電モーター1の駆動によって各アーム1020、1030、1040、1050、1060、1070が回動する。なお、圧電モーター1は、エンドエフェクター1090に搭載され、エンドエフェクター1090の駆動に用いられてもよい。   Further, the arm 1070 is provided with a hand connection unit, and an end effector 1090 corresponding to a task to be executed by the robot 1000 is mounted on the hand connection unit. A piezoelectric motor 1 is mounted on all or a part of the joints, and the arms 1020, 1030, 1040, 1050, 1060, and 1070 are rotated by driving the piezoelectric motor 1. Note that the piezoelectric motor 1 may be mounted on the end effector 1090 and used for driving the end effector 1090.

制御装置1080は、コンピューターで構成され、例えば、プロセッサ(CPU)、メモリ、I/F(インターフェース)等を有する。そして、プロセッサが、メモリに格納されている所定のプログラム(コード列)を実行することで、ロボット1000の各部の駆動を制御する。なお、前記プログラムは、I/Fを介して外部のサーバーからダウンロードしてもよい。また、制御装置1080の構成の全部または一部は、ロボット1000の外部に設けられ、LAN(ローカルエリアネットワーク)等の通信網を介して接続された構成となっていてもよい。   The control device 1080 is configured by a computer, and has, for example, a processor (CPU), a memory, an I / F (interface), and the like. Then, the processor controls the driving of each unit of the robot 1000 by executing a predetermined program (code sequence) stored in the memory. The program may be downloaded from an external server via an I / F. Further, all or a part of the configuration of the control device 1080 may be provided outside the robot 1000 and connected via a communication network such as a LAN (local area network).

このようなロボット1000は、前述したように、圧電モーター1を備えている。すなわち、ロボット1000は、駆動用圧電素子である圧電素子6A〜6Eを備え、圧電素子6A〜6Eに駆動信号V1〜V3を印加することにより振動する振動体41と、振動体41の振動により移動する被駆動部としてのローター2と、圧電素子6A〜6Eに駆動信号V1〜V3を印加する電圧制御部70と、を有する。また、電圧制御部70は、入力される指令であるDuty指令Md1〜Md3に含まれる目標Dutyに基づいてパルス信号Pd1〜Pd3を生成するパルス信号生成部としての第1、第2、第3PWM波形生成部722、732、772と、パルス信号Pd1〜Pd3に基づいて駆動信号V1〜V3を生成する駆動信号生成部としての第1、第2、第3駆動回路723、733、773と、第1、第2、第3駆動回路723、733、773に電圧を供給する電圧供給部としての第1、第2、第3電圧供給部725、735、775と、を有する。また、第1、第2、第3PWM波形生成部722、732、772は、Duty下限値DLを有し、Duty下限値DL以上のDutyを有するパルス信号Pd1〜Pd3を生成する。また、第1、第2、第3電圧供給部725、735、775は、目標Dutyとパルス信号Pd1〜Pd3のDutyとの差ΔDに応じて第1、第2、第3駆動回路723、733、773に供給する電圧の大きさを変更する。そのため、優れた駆動特性を有するロボット1000となる。   Such a robot 1000 includes the piezoelectric motor 1 as described above. That is, the robot 1000 includes the piezoelectric elements 6A to 6E that are driving piezoelectric elements, and the vibrating body 41 vibrates by applying the driving signals V1 to V3 to the piezoelectric elements 6A to 6E, and moves by the vibration of the vibrating body 41. And a voltage controller 70 that applies drive signals V1 to V3 to the piezoelectric elements 6A to 6E. Further, the voltage control unit 70 includes first, second, and third PWM waveforms as pulse signal generation units that generate pulse signals Pd1 to Pd3 based on the target duty included in the duty commands Md1 to Md3 that are input commands. First, second, and third drive circuits 723, 733, and 773 as drive signal generators that generate drive signals V1 to V3 based on pulse signals Pd1 to Pd3; , Second, and third drive circuits 723, 733, and 773 as first, second, and third voltage supply units 725, 735, and 775. In addition, the first, second, and third PWM waveform generation units 722, 732, and 772 generate pulse signals Pd1 to Pd3 having a duty lower limit DL and having a duty equal to or greater than the duty lower limit DL. Further, the first, second, and third voltage supply units 725, 735, and 775 provide the first, second, and third drive circuits 723 and 733 according to the difference ΔD between the target duty and the duty of the pulse signals Pd1 to Pd3. , 773 are changed. Therefore, the robot 1000 has excellent driving characteristics.

<第5実施形態>
図24は、本発明の第5実施形態に係るプリンターの全体構成を示す概略図である。
<Fifth embodiment>
FIG. 24 is a schematic diagram showing the overall configuration of the printer according to the fifth embodiment of the present invention.

図24に示すプリンター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および制御装置3040と、を備えている。また、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。   The printer 3000 illustrated in FIG. 24 includes an apparatus main body 3010, a printing mechanism 3020, a paper feeding mechanism 3030, and a control device 3040 provided inside the apparatus main body 3010. Further, the apparatus main body 3010 is provided with a tray 3011 on which the recording paper P is set, a discharge port 3012 for discharging the recording paper P, and an operation panel 3013 such as a liquid crystal display.

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。また、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、を有する。   The printing mechanism 3020 includes a head unit 3021, a carriage motor 3022, and a reciprocating mechanism 3023 that reciprocates the head unit 3021 by the driving force of the carriage motor 3022. The head unit 3021 includes a head 3021a that is an ink jet recording head, an ink cartridge 3021b that supplies ink to the head 3021a, and a carriage 3021c on which the head 3021a and the ink cartridge 3021b are mounted.

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3023a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3023a上で移動させるタイミングベルト3023bと、を有する。また、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を駆動する圧電モーター1と、を有する。   The reciprocating mechanism 3023 has a carriage guide shaft 3023a that supports the carriage 3021c so as to be able to reciprocate, and a timing belt 3023b that moves the carriage 3021c on the carriage guide shaft 3023a by the driving force of the carriage motor 3022. The paper feed mechanism 3030 includes a driven roller 3031 and a driving roller 3032 that are in pressure contact with each other, and the piezoelectric motor 1 that drives the driving roller 3032.

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。   In such a printer 3000, the paper feed mechanism 3030 intermittently feeds the recording paper P one by one to the vicinity of the lower part of the head unit 3021. At this time, the head unit 3021 reciprocates in a direction substantially orthogonal to the feeding direction of the recording paper P, and printing on the recording paper P is performed.

制御装置3040は、コンピューターで構成され、例えば、プロセッサ(CPU)、メモリ、I/F(インターフェース)等を有する。そして、プロセッサが、メモリに格納されている所定のプログラム(コード列)を実行することで、プリンター3000の各部の駆動を制御する。このような制御は、例えば、I/Fを介してパーソナルコンピュータ等のホストコンピューターから入力された印刷データに基づいて実行される。なお、前記プログラムは、I/Fを介して外部のサーバーからダウンロードしてもよい。また、制御装置3040の構成の全部または一部は、プリンター3000の外部に設けられ、LAN(ローカルエリアネットワーク)等の通信網を介して接続された構成となっていてもよい。   The control device 3040 is configured by a computer, and has, for example, a processor (CPU), a memory, an I / F (interface), and the like. Then, the processor controls the driving of each unit of the printer 3000 by executing a predetermined program (code sequence) stored in the memory. Such control is executed, for example, based on print data input from a host computer such as a personal computer via an I / F. The program may be downloaded from an external server via an I / F. Further, all or a part of the configuration of the control device 3040 may be provided outside the printer 3000 and connected via a communication network such as a LAN (local area network).

このようなプリンター3000は、前述したように、圧電モーター1を備えている。すなわち、プリンター3000は、駆動用圧電素子である圧電素子6A〜6Eを備え、圧電素子6A〜6Eに駆動信号V1〜V3を印加することにより振動する振動体41と、振動体41の振動により移動する被駆動部としてのローター2と、圧電素子6A〜6Eに駆動信号V1〜V3を印加する電圧制御部70と、を有する。また、電圧制御部70は、入力される指令であるDuty指令Md1〜Md3に含まれる目標Dutyに基づいてパルス信号Pd1〜Pd3を生成するパルス信号生成部としての第1、第2、第3PWM波形生成部722、732、772と、パルス信号Pd1〜Pd3に基づいて駆動信号V1〜V3を生成する駆動信号生成部としての第1、第2、第3駆動回路723、733、773と、第1、第2、第3駆動回路723、733、773に電圧を供給する電圧供給部としての第1、第2、第3電圧供給部725、735、775と、を有する。また、第1、第2、第3PWM波形生成部722、732、772は、Duty下限値DLを有し、Duty下限値DL以上のDutyを有するパルス信号Pd1〜Pd3を生成する。また、第1、第2、第3電圧供給部725、735、775は、目標Dutyとパルス信号Pd1〜Pd3のDutyとの差ΔDに応じて第1、第2、第3駆動回路723、733、773に供給する電圧の大きさを変更する。そのため、優れた駆動特性を有するプリンター3000となる。   Such a printer 3000 includes the piezoelectric motor 1 as described above. That is, the printer 3000 includes the piezoelectric elements 6A to 6E that are driving piezoelectric elements, and the vibrating body 41 vibrates by applying the driving signals V1 to V3 to the piezoelectric elements 6A to 6E, and moves due to the vibration of the vibrating body 41. And a voltage controller 70 that applies drive signals V1 to V3 to the piezoelectric elements 6A to 6E. Further, the voltage control unit 70 includes first, second, and third PWM waveforms as pulse signal generation units that generate pulse signals Pd1 to Pd3 based on the target duty included in the duty commands Md1 to Md3 that are input commands. First, second, and third drive circuits 723, 733, and 773 as drive signal generators that generate drive signals V1 to V3 based on pulse signals Pd1 to Pd3; , Second, and third drive circuits 723, 733, and 773 as first, second, and third voltage supply units 725, 735, and 775. In addition, the first, second, and third PWM waveform generation units 722, 732, and 772 generate pulse signals Pd1 to Pd3 having a duty lower limit DL and having a duty equal to or greater than the duty lower limit DL. Further, the first, second, and third voltage supply units 725, 735, and 775 provide the first, second, and third drive circuits 723 and 733 according to the difference ΔD between the target duty and the duty of the pulse signals Pd1 to Pd3. , 773 are changed. Therefore, the printer 3000 has excellent driving characteristics.

なお、本実施形態では、圧電モーター1が給紙用の駆動ローラー3032を駆動しているが、この他にも、例えば、キャリッジ3021cを駆動してもよい。   In the present embodiment, the piezoelectric motor 1 drives the driving roller 3032 for feeding paper. However, for example, the carriage 3021c may be driven.

以上、本発明の圧電駆動装置の制御方法、圧電駆動装置、ロボットおよびプリン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。   As described above, the control method of the piezoelectric driving device, the piezoelectric driving device, the robot and the printer according to the present invention have been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each unit is the same. Can be replaced with any configuration having the function of Further, other arbitrary components may be added to the present invention. Further, the embodiments may be appropriately combined.

1…圧電モーター、2…ローター、21…外周面、22…主面、3…駆動部、4…圧電アクチュエーター、41…振動体、42…支持部、43…接続部、431…第1接続部、432…第2接続部、44…凸部、5…付勢部材、6A〜6G…圧電素子、60…圧電素子ユニット、60A〜60G…圧電素子、601…第1電極、602…圧電体、603…第2電極、61…基板、63…保護層、69…接着剤、7…制御装置、70…電圧制御部、71…第1電圧制御部、711…位置指令制御部、712…位置制御部、713…速度制御部、72…第1駆動信号生成部、721…第1駆動電圧制御部、722…第1PWM波形生成部、723…第1駆動回路、723a…スイッチング素子、723b…スイッチング素子、723c…LC共振回路、724…第1電圧指令制御部、725…第1電圧供給部、725a…電源、725b…DC/DCコンバーター、73…第2駆動信号生成部、731…第2駆動電圧制御部、732…第2PWM波形生成部、733…第2駆動回路、734…第2電圧指令制御部、735…第2電圧供給部、77…第3駆動信号生成部、771…第3駆動電圧制御部、772…第3PWM波形生成部、773…第3駆動回路、774…第3電圧指令制御部、775…第3電圧供給部、78…第2電圧制御部、781…PU電圧制御部、79…周波数制御部、9…エンコーダー、91…スケール、92…光学素子、921…発光素子、922…撮像素子、1000…ロボット、1010…ベース、1020〜1070…アーム、1080…制御装置、1090…エンドエフェクター、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…キャリッジガイド軸、3023b…タイミングベルト、3030…給紙機構、3031…従動ローラー、3032…駆動ローラー、3040…制御装置、A1、A2、B1、B2…矢印、C…コンデンサ、DH…Duty上限値、DH1…第1Duty上限値、DH2…第2Duty上限値、DL…Duty下限値、DL1…第1Duty下限値、DL2…第2Duty下限値、L…コイル、Ma…位置指令、Mb…速度指令、Mc…電圧指令、Md1〜Md3…Duty指令、Me1〜Me3…供給電圧指令、Mf…電圧指令、Mg…周波数指令、O…中心軸、P…記録用紙、Pd1〜Pd3…パルス信号、SH…電圧閾値、T1〜T3…状態、V’……基準電圧、V”…電圧、V1〜V3…駆動信号、VDD…電源電圧、Vpu…ピックアップ電圧   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piezoelectric motor, 2 ... Rotor, 21 ... Outer peripheral surface, 22 ... Main surface, 3 ... Drive part, 4 ... Piezoelectric actuator, 41 ... Vibration body, 42 ... Support part, 43 ... Connection part, 431 ... First connection part , 432: second connecting portion, 44: convex portion, 5: urging member, 6A to 6G: piezoelectric element, 60: piezoelectric element unit, 60A to 60G: piezoelectric element, 601: first electrode, 602: piezoelectric body, 603: second electrode, 61: substrate, 63: protective layer, 69: adhesive, 7: control device, 70: voltage controller, 71: first voltage controller, 711: position command controller, 712: position control Unit, 713: speed control unit, 72: first drive signal generation unit, 721: first drive voltage control unit, 722: first PWM waveform generation unit, 723: first drive circuit, 723a: switching element, 723b: switching element , 723c ... LC resonance 724: first voltage command control unit, 725: first voltage supply unit, 725a: power supply, 725b: DC / DC converter, 73: second drive signal generation unit, 731: second drive voltage control unit, 732 ... 2nd PWM waveform generation section, 733: second drive circuit, 734: second voltage command control section, 735: second voltage supply section, 77: third drive signal generation section, 771: third drive voltage control section, 772 ... Third PWM waveform generation unit, 773: third drive circuit, 774: third voltage command control unit, 775: third voltage supply unit, 78: second voltage control unit, 781: PU voltage control unit, 79: frequency control unit , 9 ... Encoder, 91 ... Scale, 92 ... Optical element, 921 ... Light emitting element, 922 ... Imaging element, 1000 ... Robot, 1010 ... Base, 1020-1070 ... Arm, 1080 ... Control device, 10 0: End effector, 3000: Printer, 3010: Device body, 3011: Tray, 3012: Discharge port, 3013: Operation panel, 3020: Printing mechanism, 3021: Head unit, 3021a: Head, 3021b: Ink cartridge, 3021c ... Carriage, 3022 Carriage motor, 3023 Reciprocating mechanism, 3023a Carriage guide shaft, 3023b Timing belt, 3030 Paper feed mechanism, 3031 Driven roller, 3032 Drive roller, 3040 Control device, A1, A2, B1 , B2: Arrow, C: Capacitor, DH: Duty upper limit, DH1: First duty upper limit, DH2: Second duty upper limit, DL: Duty lower limit, DL1: First duty lower limit, DL2: Second duty lower limit, L ... coils, Ma ... Position command, Mb ... Speed command, Mc ... Voltage command, Md1-Md3 ... Duty command, Me1-Me3 ... Supply voltage command, Mf ... Voltage command, Mg ... Frequency command, O ... Center axis, P ... Recording paper, Pd1 Pd3: pulse signal, SH: voltage threshold, T1 to T3: state, V ': reference voltage, V ": voltage, V1 to V3: drive signal, VDD: power supply voltage, Vpu: pickup voltage

Claims (10)

駆動用圧電素子を備え、前記駆動用圧電素子に駆動信号を印加することにより振動する振動体と、
前記振動体の振動により移動する被駆動部と、
目標Dutyに基づいてパルス信号を生成し、前記パルス信号に基づいて駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を有する圧電駆動装置の制御方法であって、
前記目標Dutyと前記パルス信号のDutyとの差に応じて、前記駆動信号生成部に供給する電圧の大きさを変更することを特徴とする圧電駆動装置の制御方法。
A vibrating body that includes a driving piezoelectric element and vibrates by applying a driving signal to the driving piezoelectric element;
A driven part that is moved by the vibration of the vibrating body,
A drive signal generation unit that generates a pulse signal based on the target duty, and generates a drive signal based on the pulse signal, comprising:
A method of controlling a piezoelectric driving device, comprising: changing a magnitude of a voltage to be supplied to the drive signal generation unit according to a difference between the target duty and a duty of the pulse signal.
前記目標Dutyが予め有するDuty下限値未満になった場合に、前記Duty下限値と等しいDutyを有する前記パルス信号を生成し、前記駆動信号生成部に供給する電圧を小さくする請求項1に記載の圧電駆動装置の制御方法。   2. The pulse signal having a duty equal to the duty lower limit when the target duty is less than a duty lower limit previously set, and the voltage supplied to the drive signal generator is reduced. 3. A method for controlling a piezoelectric driving device. 前記目標Dutyが予め有するDuty上限値より大きくなった場合に、前記Duty上限値と等しいDutyを有する前記パルス信号を生成し、前記駆動信号生成部に供給する電圧を大きくする請求項2に記載の圧電駆動装置の制御方法。   3. The pulse signal according to claim 2, wherein when the target duty is greater than a duty upper limit that has been set in advance, the pulse signal having the duty equal to the duty upper limit is generated, and a voltage supplied to the drive signal generator is increased. A method for controlling a piezoelectric driving device. 駆動用圧電素子を備え、前記駆動用圧電素子に駆動信号を印加することにより振動する振動体と、
前記振動体の振動により移動する被駆動部と、
前記駆動用圧電素子に駆動電圧を印加する電圧制御部と、を有し、
前記電圧制御部は、入力される指令に含まれる目標Dutyに基づいてパルス信号を生成するパルス信号生成部と、
前記パルス信号に基づいて前記駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記駆動信号生成部に電圧を供給する電圧供給部と、を備え、
前記パルス信号生成部は、Duty下限値を記憶し、前記Duty下限値以上のDutyを有する前記パルス信号を生成し、
前記電圧供給部は、前記目標Dutyと前記パルス信号のDutyとの差に応じて前記駆動信号生成部に供給する電圧の大きさを変更することを特徴とする圧電駆動装置。
A vibrating body that includes a driving piezoelectric element and vibrates by applying a driving signal to the driving piezoelectric element;
A driven part that is moved by the vibration of the vibrating body,
A voltage control unit that applies a driving voltage to the driving piezoelectric element,
A voltage signal generator configured to generate a pulse signal based on a target duty included in the input command;
A drive signal generation unit that generates the drive signal based on the pulse signal;
A voltage supply unit that supplies a voltage to the drive signal generation unit,
The pulse signal generation unit stores a duty lower limit value, and generates the pulse signal having a duty equal to or greater than the duty lower limit value,
The piezoelectric drive device according to claim 1, wherein the voltage supply unit changes a magnitude of a voltage supplied to the drive signal generation unit according to a difference between the target duty and a duty of the pulse signal.
前記目標Dutyが前記Duty下限値未満の場合に、
前記パルス信号生成部は、前記Duty下限値と等しいDutyを有する前記パルス信号を生成し、
前記電圧供給部は、前記駆動信号生成部に供給する電圧を小さくする請求項4に記載の圧電駆動装置。
When the target duty is less than the duty lower limit,
The pulse signal generation unit generates the pulse signal having a Duty equal to the Duty lower limit,
The piezoelectric drive device according to claim 4, wherein the voltage supply unit reduces a voltage supplied to the drive signal generation unit.
前記目標Dutyが予め有するDuty上限値より大きくなった場合に、
前記パルス信号生成部は、前記Duty上限値と等しいDutyを有する前記パルス信号を生成し、
前記電圧供給部は、前記駆動信号生成部に供給する電圧を大きくする請求項4に記載の圧電駆動装置。
When the target Duty is larger than the Duty upper limit value which has in advance,
The pulse signal generation unit generates the pulse signal having a Duty equal to the Duty upper limit,
The piezoelectric drive device according to claim 4, wherein the voltage supply unit increases a voltage supplied to the drive signal generation unit.
前記振動体に接続され、前記被駆動部に当接している凸部を有し、
前記振動体と前記凸部とが並ぶ方向を第1方向としたとき、前記駆動信号生成部に供給する電圧の大きさを変更することで、前記第1方向に直交する第2方向に屈曲振動する振動の大きさを変更する請求項4ないし6のいずれか1項に記載の圧電駆動装置。
A protrusion connected to the vibrator and in contact with the driven part;
When the direction in which the vibrating body and the convex portion are arranged is the first direction, by changing the magnitude of the voltage supplied to the drive signal generation unit, the bending vibration is performed in the second direction orthogonal to the first direction. The piezoelectric drive device according to claim 4, wherein the magnitude of the generated vibration is changed.
前記駆動信号生成部に供給する電圧の大きさを変更することで、前記第1方向に伸縮振動する振動の大きさを変更する請求項7に記載の圧電駆動装置。   The piezoelectric drive device according to claim 7, wherein the magnitude of the vibration that expands and contracts in the first direction is changed by changing the magnitude of the voltage supplied to the drive signal generation unit. 駆動用圧電素子を備え、前記駆動用圧電素子に駆動信号を印加することにより振動する振動体と、
前記振動体の振動により移動する被駆動部と、
前記駆動用圧電素子に駆動電圧を印加する電圧制御部と、を有し、
前記電圧制御部は、入力される指令に含まれる目標Dutyに基づいてパルス信号を生成するパルス信号生成部と、
前記パルス信号に基づいて前記駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記駆動信号生成部に電圧を供給する電圧供給部と、を備え、
前記パルス信号生成部は、Duty下限値を有し、前記Duty下限値以上のDutyを有する前記パルス信号を生成し、
前記電圧供給部は、前記目標Dutyと前記パルス信号のDutyとの差に応じて前記駆動信号生成部に供給する電圧の大きさを変更することを特徴とするロボット。
A vibrating body that includes a driving piezoelectric element and vibrates by applying a driving signal to the driving piezoelectric element;
A driven part that is moved by the vibration of the vibrating body,
A voltage control unit that applies a driving voltage to the driving piezoelectric element,
A voltage signal generator configured to generate a pulse signal based on a target duty included in the input command;
A drive signal generation unit that generates the drive signal based on the pulse signal;
A voltage supply unit that supplies a voltage to the drive signal generation unit,
The pulse signal generation unit has a duty lower limit, and generates the pulse signal having a duty equal to or greater than the duty lower limit,
The voltage supply unit changes a magnitude of a voltage supplied to the drive signal generation unit according to a difference between the target duty and a duty of the pulse signal.
駆動用圧電素子を備え、前記駆動用圧電素子に駆動信号を印加することにより振動する振動体と、
前記振動体の振動により移動する被駆動部と、
前記駆動用圧電素子に駆動電圧を印加する電圧制御部と、を備え、
前記電圧制御部は、入力される指令に含まれる目標Dutyに基づいてパルス信号を生成するパルス信号生成部と、
前記パルス信号に基づいて前記駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記駆動信号生成部に電圧を供給する電圧供給部と、を有し、
前記パルス信号生成部は、Duty下限値を有し、前記Duty下限値以上のDutyを有する前記パルス信号を生成し、
前記電圧供給部は、前記目標Dutyと前記パルス信号のDutyとの差に応じて前記駆動信号生成部に供給する電圧の大きさを変更することを特徴とするプリンター。
A vibrating body that includes a driving piezoelectric element and vibrates by applying a driving signal to the driving piezoelectric element;
A driven part that is moved by the vibration of the vibrating body,
A voltage control unit that applies a drive voltage to the driving piezoelectric element,
A voltage signal generator configured to generate a pulse signal based on a target duty included in the input command;
A drive signal generation unit that generates the drive signal based on the pulse signal;
A voltage supply unit that supplies a voltage to the drive signal generation unit,
The pulse signal generation unit has a duty lower limit, and generates the pulse signal having a duty equal to or greater than the duty lower limit,
The printer, wherein the voltage supply unit changes the magnitude of a voltage supplied to the drive signal generation unit according to a difference between the target duty and the duty of the pulse signal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111775182A (en) * 2020-05-26 2020-10-16 安克创新科技股份有限公司 Method of detecting idle running, walking robot, and computer storage medium

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