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JP2019146364A - Piezoelectric drive device, robot, electronic component conveying device, printer, and projector - Google Patents

Piezoelectric drive device, robot, electronic component conveying device, printer, and projector Download PDF

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JP2019146364A
JP2019146364A JP2018028548A JP2018028548A JP2019146364A JP 2019146364 A JP2019146364 A JP 2019146364A JP 2018028548 A JP2018028548 A JP 2018028548A JP 2018028548 A JP2018028548 A JP 2018028548A JP 2019146364 A JP2019146364 A JP 2019146364A
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JP
Japan
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piezoelectric
region
drive device
optical scale
piezoelectric drive
Prior art date
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Pending
Application number
JP2018028548A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
友寿 岩▲崎▼
Tomohisa Iwasaki
友寿 岩▲崎▼
智明 ▲高▼橋
智明 ▲高▼橋
Tomoaki Takahashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

To provide a piezoelectric drive device that can stably detect a drive state, and a robot, an electronic component conveying device, a printer, and a projector including the piezoelectric drive device.SOLUTION: A piezoelectric drive device comprises: a first member; a second member that is provided movably or rotatably relative to the first member; a member to be driven that is arranged on the first member; a piezoelectric actuator that is arranged on the second member and transmits, to the member to be driven, a driving force to move or rotate the first member relative to the second member; an optical scale that is arranged on one of the first member and the second member and has a conductive optical pattern connected to a reference potential; and a sensor that is arranged on the other of the first member and the second member and receives transmitted light or reflected light from the optical scale.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、圧電駆動装置、ロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよびプロジェクターに関するものである。   The present invention relates to a piezoelectric drive device, a robot, an electronic component transport device, a printer, and a projector.

圧電素子を備える圧電アクチュエーターの駆動力により被駆動部材を駆動する圧電駆動装置が知られている。例えば、特許文献1に記載の駆動装置は、固定台と、固定台に対して移動可能に支持された可動体と、可動体に固定された摺動部材と、摺動部材との摩擦により可動体と固定台とを相対移動させる超音波モーターと、を備える。ここで、可動体にはスケールが固定され、固定台にはエンコーダーが固定されており、エンコーダーから出力される変位信号に応じて超音波モーターが制御される。   A piezoelectric driving device that drives a driven member by a driving force of a piezoelectric actuator including a piezoelectric element is known. For example, the driving device described in Patent Document 1 is movable by friction between a fixed base, a movable body supported to be movable with respect to the fixed base, a sliding member fixed to the movable body, and the sliding member. An ultrasonic motor for moving the body and the fixed base relative to each other. Here, a scale is fixed to the movable body, and an encoder is fixed to the fixed base, and the ultrasonic motor is controlled in accordance with a displacement signal output from the encoder.

特開2011−147266号公報JP 2011-147266 A

特許文献1に記載の駆動装置では、超音波モーター駆動時に発生した摩耗粉が静電気力によりスケールに付着し、エンコーダーの位置検出精度を低下させる可能性があるという課題がある。   In the driving device described in Patent Document 1, there is a problem that wear powder generated when the ultrasonic motor is driven may adhere to the scale due to electrostatic force, which may reduce the position detection accuracy of the encoder.

本発明の適用例に係る圧電駆動装置は、第1部材と、
前記第1部材に対して相対的に移動または回動可能に設けられている第2部材と、
前記第1部材に配置されている被駆動部材と、
前記第2部材に配置され、前記第1部材を前記第2部材に対して相対的に移動または回動させる駆動力を前記被駆動部材に伝達する圧電アクチュエーターと、
前記第1部材および前記第2部材のうちの一方に配置され、基準電位に接続されている導電性の光学パターンを有する光学スケールと、
前記第1部材および前記第2部材のうちの他方に配置され、前記光学スケールからの透過光または反射光を受光するセンサーと、を有する。
A piezoelectric driving device according to an application example of the present invention includes a first member,
A second member provided to be movable or rotatable relative to the first member;
A driven member disposed on the first member;
A piezoelectric actuator that is disposed on the second member and transmits a driving force to the driven member for moving or rotating the first member relative to the second member;
An optical scale having a conductive optical pattern disposed on one of the first member and the second member and connected to a reference potential;
A sensor disposed on the other of the first member and the second member and receiving transmitted light or reflected light from the optical scale.

本発明の第1実施形態に係る圧電駆動装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the piezoelectric drive device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1に示す圧電駆動装置をZ軸方向から見た図(一部省略した図)である。FIG. 2 is a view (partially omitted) of the piezoelectric drive device shown in FIG. 1 viewed from the Z-axis direction. 図1に示す圧電駆動装置が備える圧電アクチュエーターの平面図である。It is a top view of the piezoelectric actuator with which the piezoelectric drive device shown in FIG. 1 is provided. 図3に示す圧電アクチュエーターの動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the piezoelectric actuator shown in FIG. 図1に示す圧電駆動装置が備える光学スケールの平面図である。It is a top view of the optical scale with which the piezoelectric drive apparatus shown in FIG. 1 is provided. 図5に示す光学スケールの断面図である。It is sectional drawing of the optical scale shown in FIG. 図5に示す光学スケールの他の設置例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of installation of the optical scale shown in FIG. 本発明の第2実施形態に係る圧電駆動装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the piezoelectric drive device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図8に示す圧電駆動装置をZ軸方向から見た図(一部省略した図)である。FIG. 9 is a view (partially omitted) of the piezoelectric drive device shown in FIG. 8 viewed from the Z-axis direction. 本発明の第3実施形態に係る圧電駆動装置(圧電駆動ユニット)の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the piezoelectric drive device (piezoelectric drive unit) which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明のロボットの実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows embodiment of the robot of this invention. 本発明の電子部品搬送装置の実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows embodiment of the electronic component conveying apparatus of this invention. 本発明のプリンターの実施形態を示す斜視図である。1 is a perspective view illustrating an embodiment of a printer of the present invention. 本発明のプロジェクターの実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram showing an embodiment of a projector of the present invention.

以下、本発明の圧電駆動装置、ロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよびプロジェクターを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, a piezoelectric drive device, a robot, an electronic component transport device, a printer, and a projector of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

1.圧電駆動装置
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る圧電駆動装置を示す断面図である。図2は、図1に示す圧電駆動装置をZ軸方向から見た図(一部省略した図)である。図3は、図1に示す圧電駆動装置が備える圧電アクチュエーターの平面図である。図4は、図3に示す圧電アクチュエーターの動作を説明するための図である。
1. Piezoelectric Drive Device <First Embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a piezoelectric drive device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view (partially omitted) of the piezoelectric drive device shown in FIG. 1 viewed from the Z-axis direction. FIG. 3 is a plan view of a piezoelectric actuator provided in the piezoelectric driving device shown in FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the piezoelectric actuator shown in FIG.

なお、図2では、説明の便宜上、駆動部5および検出部6のそれぞれの一部および第2部材3の図示を省略している。また、以下では、説明の便宜上、互いに直交している3軸であるX軸、Y軸およびZ軸を適宜用いて説明を行う。また、各図において、これらの軸を示す矢印の先端側を「+」、基端側を「−」とする。また、X軸に平行な方向を「X軸方向」、Y軸に平行な方向を「Y軸方向」、Z軸に平行な方向を「Z軸方向」という。また、X軸およびY軸の双方に平行な平面(法線がZ軸方向となる平面)を「XY平面」、X軸およびZ軸の双方に平行な平面(法線がY軸方向となる平面)を「XZ平面」という。Y軸およびZ軸の双方に平行な平面(法線がX軸方向となる平面)を「YZ平面」という。   In FIG. 2, illustration of a part of each of the drive unit 5 and the detection unit 6 and the second member 3 is omitted for convenience of explanation. In the following description, for convenience of explanation, the X axis, the Y axis, and the Z axis, which are three axes orthogonal to each other, are used as appropriate. In each figure, the tip side of the arrow indicating these axes is “+”, and the base side is “−”. A direction parallel to the X axis is referred to as “X axis direction”, a direction parallel to the Y axis is referred to as “Y axis direction”, and a direction parallel to the Z axis is referred to as “Z axis direction”. Further, a plane parallel to both the X axis and the Y axis (a plane in which the normal is in the Z axis direction) is an “XY plane”, and a plane parallel to both the X axis and the Z axis (the normal is in the Y axis direction). Plane) is referred to as "XZ plane". A plane parallel to both the Y axis and the Z axis (a plane in which the normal line is in the X axis direction) is referred to as a “YZ plane”.

図1に示す圧電駆動装置1は、第1部材2と、第2部材3と、第2部材3を第1部材2に対してX軸方向に相対的に移動させるように案内する案内機構4と、第2部材3を第1部材2に対してX軸方向に相対的に移動させる駆動部5と、第1部材2に対する第2部材3のX軸方向での相対的な移動を検出する検出部6(エンコーダー)と、を有する。   A piezoelectric drive device 1 shown in FIG. 1 includes a first member 2, a second member 3, and a guide mechanism 4 that guides the second member 3 so as to move relative to the first member 2 in the X-axis direction. And a drive unit 5 that moves the second member 3 relative to the first member 2 in the X-axis direction, and a relative movement of the second member 3 relative to the first member 2 in the X-axis direction. And a detector 6 (encoder).

第1部材2および第2部材3は、それぞれ、例えば、金属材料、セラミックス材料等で構成され、XY平面に沿った略板状の全体形状を有する。また、第1部材2および第2部材3の平面視での外形は、それぞれ、図示では、矩形(四角形)であるが、これに限定されず、例えば、五角形等の他の多角形、円形、楕円形等であってもよい。   The first member 2 and the second member 3 are each made of, for example, a metal material, a ceramic material, or the like, and have a substantially plate-like overall shape along the XY plane. Moreover, although the external shape in the planar view of the 1st member 2 and the 2nd member 3 is respectively a rectangle (square) in illustration, it is not limited to this, For example, other polygons, such as a pentagon, circular, It may be oval.

ここで、図1に示すように、第1部材2の一方(図1中の上側)の面には、凹部23および凸部24が形成されている。そして、凹部23の底面は、後述する駆動部5の被駆動部材51が設置される設置面21を構成している。また、凸部24の頂面は、後述する検出部6の光学スケール61が設置される設置面22を構成している。なお、凹部23および凸部24は、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。   Here, as shown in FIG. 1, a concave portion 23 and a convex portion 24 are formed on one surface (the upper side in FIG. 1) of the first member 2. And the bottom face of the recessed part 23 comprises the installation surface 21 in which the driven member 51 of the drive part 5 mentioned later is installed. Further, the top surface of the convex portion 24 constitutes an installation surface 22 on which an optical scale 61 of the detection unit 6 described later is installed. In addition, the recessed part 23 and the convex part 24 should just be provided as needed, and may be abbreviate | omitted.

このように、第1部材2の一方(図1中の上側)の面には、凹部23および凸部24が形成されることにより、XY平面に沿った互いに高さの異なる設置面21、22が形成されている。図2に示すように、凹部23は、X軸方向に沿って延びており、これに伴い、設置面21も、X軸方向に沿って延びている。また、凸部24は、X軸方向に沿って延びており、これに伴い、設置面22も、X軸方向に沿って延びている。   As described above, the concave surface 23 and the convex portion 24 are formed on one surface (the upper side in FIG. 1) of the first member 2, so that the installation surfaces 21 and 22 having different heights along the XY plane are formed. Is formed. As shown in FIG. 2, the recessed part 23 is extended along the X-axis direction, and the installation surface 21 is also extended along the X-axis direction in connection with this. Moreover, the convex part 24 is extended along the X-axis direction, and the installation surface 22 is also extended along the X-axis direction in connection with this.

図1に示すように、第2部材3の一方(図1中の上側)の面には、第1部材2とは反対側に開放している凹部31が形成されている。また、第2部材3には、凹部31の底面に開口し、第2部材3の厚さ方向(Z軸方向)に貫通している孔32、33が形成されている。孔32には、後述する駆動部5の圧電アクチュエーター52が挿通される。また、孔33には、後述する検出部6のセンサー62が挿通される。   As shown in FIG. 1, a concave portion 31 that is open to the opposite side of the first member 2 is formed on one surface (the upper side in FIG. 1) of the second member 3. The second member 3 is formed with holes 32 and 33 that open to the bottom surface of the recess 31 and pass through in the thickness direction (Z-axis direction) of the second member 3. A piezoelectric actuator 52 of the drive unit 5 described later is inserted into the hole 32. Further, a sensor 62 of the detection unit 6 described later is inserted into the hole 33.

また、第2部材3の他方(図1中の下側)の面には、第1部材2側に向けて突出している構造体34(凸部)が設けられている。この構造体34は、図2に示すように、Z軸方向から見たとき、後述する検出部6の光学スケール61およびセンサー62を全周にわたって囲むように形成されている。ここで、構造体34の内側には、第1部材2側に開放している凹部35が形成されている。この凹部35内には、後述する検出部6の光学スケール61およびセンサー62が収納される。なお、構造体34および凹部35は、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。   A structure 34 (convex portion) that protrudes toward the first member 2 is provided on the other surface (lower side in FIG. 1) of the second member 3. As shown in FIG. 2, the structure 34 is formed so as to surround an optical scale 61 and a sensor 62 of the detection unit 6 described later over the entire circumference when viewed from the Z-axis direction. Here, a concave portion 35 that is open to the first member 2 side is formed inside the structure 34. In this recess 35, an optical scale 61 and a sensor 62 of the detection unit 6 described later are housed. Note that the structure 34 and the recess 35 may be provided as necessary and may be omitted.

案内機構4は、直動軸受であり、図1に示すように、前述した第1部材2と第2部材3との間に配置されている。この案内機構4は、1対のスライダー41と、1対のスライダー41に対応して設けられている1対のレール42と、スライダー41とレール42との間に設けられている複数のボール43と、を有する。   The guide mechanism 4 is a linear motion bearing and is disposed between the first member 2 and the second member 3 described above as shown in FIG. The guide mechanism 4 includes a pair of sliders 41, a pair of rails 42 provided corresponding to the pair of sliders 41, and a plurality of balls 43 provided between the slider 41 and the rails 42. And having.

1対のレール42は、それぞれ、X軸方向に沿って延びて配置され、第2部材3にネジ等を用いて固定されている。1対のスライダー41は、それぞれ、対応するレール42に沿って移動可能であり、第1部材2に例えばネジ等を用いて固定されている。また、スライダー41、レール42およびボール43は、第1部材2および第2部材3のX軸方向以外の方向での相対的な移動を規制(制限)するように構成されている。なお、スライダー41、レール42およびボール43は、第1部材2および第2部材3のX軸方向での相対的な移動を所定範囲内に規制(制限)するように構成されていてもよい。また、ボール43に代えて、スライダー41とレール42との間で転動するコロを用いてもよい。   Each of the pair of rails 42 is disposed extending along the X-axis direction, and is fixed to the second member 3 using screws or the like. Each of the pair of sliders 41 is movable along the corresponding rail 42, and is fixed to the first member 2 using, for example, screws. Moreover, the slider 41, the rail 42, and the ball | bowl 43 are comprised so that the relative movement in directions other than the X-axis direction of the 1st member 2 and the 2nd member 3 may be controlled (restricted). The slider 41, the rail 42, and the ball 43 may be configured to restrict (limit) relative movement of the first member 2 and the second member 3 in the X-axis direction within a predetermined range. Further, instead of the ball 43, a roller that rolls between the slider 41 and the rail 42 may be used.

駆動部5は、第1部材2に設置されている被駆動部材51と、被駆動部材51に駆動力を伝達する複数(図示では3つ)の圧電アクチュエーター52と、複数の圧電アクチュエーター52を第2部材3に対して支持している複数(図示では3つ)の支持部材53と、を有する。   The drive unit 5 includes a driven member 51 installed on the first member 2, a plurality (three in the figure) of piezoelectric actuators 52 that transmit driving force to the driven member 51, and a plurality of piezoelectric actuators 52. A plurality of (three in the drawing) support members 53 that support the two members 3.

被駆動部材51は、前述した第1部材2の設置面21上に設置され、例えば接着剤等を用いて第1部材2に固定されている。この被駆動部材51は、板状またはシート状をなし、例えばセラミックス材料等の比較的耐摩耗性の高い材料で構成されている。また、被駆動部材51は、図2に示すように、X軸方向に沿って延びている。   The driven member 51 is installed on the installation surface 21 of the first member 2 described above, and is fixed to the first member 2 using, for example, an adhesive. The driven member 51 has a plate shape or a sheet shape, and is made of a material having a relatively high wear resistance such as a ceramic material. Further, the driven member 51 extends along the X-axis direction as shown in FIG.

複数の圧電アクチュエーター52は、X軸方向に沿って並んで配置されている。図3に示すように、圧電アクチュエーター52は、振動部521と、支持部522と、これらを接続している1対の接続部523と、振動部521から突出している突出部524と、を有している。   The plurality of piezoelectric actuators 52 are arranged side by side along the X-axis direction. As shown in FIG. 3, the piezoelectric actuator 52 includes a vibration part 521, a support part 522, a pair of connection parts 523 connecting them, and a protrusion part 524 protruding from the vibration part 521. doing.

振動部521は、XZ平面に沿った板状をなしている。また、振動部521は、Z軸方向に沿って延びている長手形状をなしている。この振動部521は、振動部521の幅方向(X軸方向)の中央部に振動部521の長手方向に沿って配置されている圧電素子5215と、圧電素子5215に対して振動部521の幅方向の一方側に振動部521の長手方向に沿って配置されている2つの圧電素子5211、5212と、圧電素子5215に対して振動部521の幅方向の他方側に振動部521の長手方向に沿って配置されている2つの圧電素子5213、5214と、を有する。   The vibration part 521 has a plate shape along the XZ plane. The vibrating portion 521 has a longitudinal shape extending along the Z-axis direction. The vibrating unit 521 includes a piezoelectric element 5215 disposed along the longitudinal direction of the vibrating unit 521 at the center of the vibrating unit 521 in the width direction (X-axis direction), and the width of the vibrating unit 521 with respect to the piezoelectric element 5215. Two piezoelectric elements 5211 and 5212 arranged along the longitudinal direction of the vibration part 521 on one side of the direction, and in the longitudinal direction of the vibration part 521 on the other side in the width direction of the vibration part 521 with respect to the piezoelectric element 5215 And two piezoelectric elements 5213 and 5214 which are arranged along.

このような振動部521は、図示しないが、例えば、シリコン基板等の2つの基板と、これらの基板間に配置されているチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の圧電体と、圧電体の表裏に適宜設けられている複数の電極(より具体的には、圧電素子5211〜5214に対応して一方の面に設けられた複数の個別電極、および、圧電素子5211〜5214に共通して他方の面に設けられた1つの共通電極)と、を有している。ここで、支持部522および1対の接続部523は、それぞれ、例えば、前述した振動部521が有する2つの基板と一体で形成されている2つの基板を有する。また、支持部522は、例えば、前述した振動部521が有する圧電体と同等の厚さを有する絶縁性のスペーサーが当該2つの基板間に介挿されている。   Although not shown, such a vibrating section 521 includes, for example, two substrates such as a silicon substrate, a piezoelectric material such as lead zirconate titanate (PZT) disposed between these substrates, and the front and back surfaces of the piezoelectric material. A plurality of electrodes appropriately provided (more specifically, a plurality of individual electrodes provided on one surface corresponding to the piezoelectric elements 5211 to 5214 and the other common to the piezoelectric elements 5211 to 5214) One common electrode provided on the surface). Here, each of the support portion 522 and the pair of connection portions 523 includes, for example, two substrates formed integrally with the two substrates included in the vibration unit 521 described above. In addition, in the support portion 522, for example, an insulating spacer having a thickness equivalent to that of the piezoelectric body included in the vibration portion 521 is interposed between the two substrates.

振動部521の長手方向(Z軸方向)での一方(図3中の下側)の端部(先端部)には、その幅方向での中央部に突出部524が突出して設けられている。突出部524は、例えば、セラミックス等の耐摩耗性に優れた材料で構成され、振動部521に接着剤等により接合されている。この突出部524は、振動部521の振動を被駆動部材51へ摩擦摺動により伝達する機能を有する。なお、突出部524の形状は、振動部521の駆動力を被駆動部材51に伝達可能であればよく、図示の形状に限定されない。   At one end (the lower end in FIG. 3) in the longitudinal direction (Z-axis direction) of the vibration part 521, a protruding part 524 protrudes from the center in the width direction. . The protrusion 524 is made of, for example, a material having excellent wear resistance, such as ceramics, and is joined to the vibration part 521 with an adhesive or the like. The protrusion 524 has a function of transmitting the vibration of the vibration part 521 to the driven member 51 by frictional sliding. Note that the shape of the protruding portion 524 is not limited to the shape shown in the drawing as long as the driving force of the vibrating portion 521 can be transmitted to the driven member 51.

支持部材53は、例えば、金属材料、セラミックス材料等で構成され、第2部材3に対して、例えばネジ等を用いて固定されている。また、支持部材53は、前述した支持部522に対し、シリコン製の板バネ等の弾性部材(図示せず)を介して取り付けられている。この弾性部材は、例えば、支持部522に接着剤等により取り付けられ、一方、支持部材53にネジ等を用いて固定されている。   The support member 53 is made of, for example, a metal material or a ceramic material, and is fixed to the second member 3 using, for example, a screw. The support member 53 is attached to the support portion 522 described above via an elastic member (not shown) such as a silicon leaf spring. For example, the elastic member is attached to the support portion 522 with an adhesive or the like, and is fixed to the support member 53 with a screw or the like.

以上のような駆動部5が有する圧電アクチュエーター52は、図示しない回路部から所定周波数の駆動信号が圧電素子5211〜5215に適宜入力されることにより作動する。例えば、圧電素子5211、5214への駆動信号と圧電素子5212、5213への駆動信号との位相差を180°とし、圧電素子5211、5214への駆動信号と圧電素子5215への駆動信号との位相差を−90°〜+90°とすることで、図4に示すように、各圧電素子5211〜5215の伸縮により、振動部521がS字形状に屈曲振動し、これにより、突出部524の先端が図中矢印αで示す方向に楕円運動する。その結果、被駆動部材51は、突出部524から一方向(図中矢印βで示す方向)に駆動力を繰り返し受ける。これにより、第1部材2および第2部材3がX軸方向に相対的に移動する。   The piezoelectric actuator 52 included in the driving unit 5 as described above operates when a driving signal having a predetermined frequency is appropriately input to the piezoelectric elements 5211 to 5215 from a circuit unit (not shown). For example, the phase difference between the drive signal to the piezoelectric elements 5211 and 5214 and the drive signal to the piezoelectric elements 5212 and 5213 is 180 °, and the drive signal to the piezoelectric elements 5211 and 5214 and the drive signal to the piezoelectric element 5215 are By setting the phase difference to −90 ° to + 90 °, as shown in FIG. 4, due to the expansion and contraction of each of the piezoelectric elements 5211 to 5215, the vibration part 521 bends and vibrates in an S-shape, thereby causing the tip of the protrusion 524 to Moves elliptically in the direction indicated by arrow α in the figure. As a result, the driven member 51 repeatedly receives a driving force from the protruding portion 524 in one direction (the direction indicated by the arrow β in the figure). Thereby, the 1st member 2 and the 2nd member 3 move relatively in the X-axis direction.

なお、図4に示す場合とは逆方向に、第1部材2および第2部材3をX軸方向に相対的に移動させる場合には、前述した駆動信号を180°反転させた駆動信号を用いればよい。   When the first member 2 and the second member 3 are moved relatively in the X-axis direction in the direction opposite to that shown in FIG. 4, a drive signal obtained by inverting the drive signal described above by 180 ° is used. That's fine.

検出部6は、光学式のリニアエンコーダーである。この検出部6は、第1部材2に設置されている光学スケール61と、光学スケール61の移動を検出するセンサー62と、センサー62を第2部材3に対して支持している基板63と、を有する。   The detection unit 6 is an optical linear encoder. The detection unit 6 includes an optical scale 61 installed on the first member 2, a sensor 62 that detects movement of the optical scale 61, a substrate 63 that supports the sensor 62 with respect to the second member 3, and Have

光学スケール61は、前述した第1部材2の設置面22上に設置され、例えば接着剤等を用いて第1部材2に固定されている。ここで、光学スケール61は、後述するように導電性の光学パターン72(スケール)を有しており、光学パターン72は、基準電位となる第1部材2に対して電気的に接続されている。これにより、光学スケール61の光学パターン72が帯電するのを低減することができ、その結果、後述する摩耗粉等の異物が光学パターン72に付着するのを低減することができる。なお、光学スケール61については、後に詳述する。   The optical scale 61 is installed on the installation surface 22 of the first member 2 described above, and is fixed to the first member 2 using, for example, an adhesive. Here, as will be described later, the optical scale 61 has a conductive optical pattern 72 (scale), and the optical pattern 72 is electrically connected to the first member 2 serving as a reference potential. . Thereby, it can reduce that the optical pattern 72 of the optical scale 61 charges, As a result, it can reduce that foreign materials, such as abrasion powder mentioned later, adhere to the optical pattern 72. The optical scale 61 will be described later in detail.

センサー62は、図示しないが、光学スケール61に光を照射する半導体レーザー等の発光素子と、光学スケール61からの反射光を受光するフォトダイオード等の受光素子と、を含んで構成されている。   Although not shown, the sensor 62 includes a light emitting element such as a semiconductor laser that irradiates light to the optical scale 61 and a light receiving element such as a photodiode that receives reflected light from the optical scale 61.

基板63は、例えば、配線基板であり、ネジ等を用いて第2部材3に固定されている。この基板63は、第2部材3の凹部31側の面上に設置され、センサー62を支持するとともに、センサー62に電気的に接続されている。ここで、基板63は、センサー62が前述した孔33に挿通されるように、センサー62が設置されている面を第1部材2側に向けて配置されている。   The board 63 is a wiring board, for example, and is fixed to the second member 3 using screws or the like. The substrate 63 is installed on the surface of the second member 3 on the concave portion 31 side, supports the sensor 62, and is electrically connected to the sensor 62. Here, the board | substrate 63 is arrange | positioned toward the 1st member 2 side so that the surface in which the sensor 62 is installed so that the sensor 62 may be penetrated by the hole 33 mentioned above.

以上のような検出部6では、第1部材2に対する第2部材3のX軸方向での相対的な移動状態(位置、移動速度等)に応じて、センサー62の受光素子の出力信号の波形が変化する。したがって、この受光素子の出力信号に基づいて、第1部材2に対する第2部材3のX軸方向での相対的な移動状態を検出することができる。   In the detection unit 6 as described above, the waveform of the output signal of the light receiving element of the sensor 62 according to the relative movement state (position, movement speed, etc.) of the second member 3 with respect to the first member 2 in the X-axis direction. Changes. Therefore, based on the output signal of the light receiving element, the relative movement state of the second member 3 with respect to the first member 2 in the X-axis direction can be detected.

(光学スケールの詳細な説明)
図5は、図1に示す圧電駆動装置が備える光学スケールの平面図である。図6は、図5に示す光学スケールの断面図である。図7は、図5に示す光学スケールの他の設置例を示す断面図である。
(Detailed description of optical scale)
FIG. 5 is a plan view of an optical scale provided in the piezoelectric driving device shown in FIG. 6 is a cross-sectional view of the optical scale shown in FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view showing another installation example of the optical scale shown in FIG.

図5に示す光学スケール61は、板状をなす基材71を有し、その一方の面には、光学スケール61のX軸方向での移動量、移動速度等を検出し得るパターンとして、X軸方向に沿って第1領域721および第2領域722を交互に並べた光学パターン72が形成されている。   The optical scale 61 shown in FIG. 5 has a plate-like base material 71, and on one surface thereof, as a pattern that can detect the movement amount, movement speed, and the like of the optical scale 61 in the X-axis direction, An optical pattern 72 in which the first regions 721 and the second regions 722 are alternately arranged along the axial direction is formed.

ここで、光学パターン72の第1領域721および第2領域722は、それぞれ、平面視で、Y軸方向に沿って延びている。また、平面視で、第1領域721および第2領域722の幅がそれぞれY軸方向にわたって一定となっている。また、基材71の平面視での形状は、X軸方向を長辺とする長方形となっている。   Here, the first region 721 and the second region 722 of the optical pattern 72 respectively extend along the Y-axis direction in plan view. Further, in plan view, the widths of the first region 721 and the second region 722 are constant over the Y-axis direction. Further, the shape of the base material 71 in plan view is a rectangle having the long side in the X-axis direction.

本実施形態の光学スケール61は、図6に示すように、板状(円板状)の基材71と、基材71の上面上にパターニングされて設けられている樹脂層73と、これらを覆うように設けられている金属膜74と、を有し、平面視で樹脂層73が設けられている領域が第1領域721を構成し、平面視で第1領域721同士の間であって樹脂層73が設けられていない領域が第2領域722を構成している。したがって、金属膜74の樹脂層73と重なる部分の上面が第1領域721の表面であって反射面741を構成している。また、金属膜74の樹脂層73と重ならない部分の上面が第2領域722の表面であって反射面742を構成している。   As shown in FIG. 6, the optical scale 61 of the present embodiment includes a plate-like (disk-like) base material 71, a resin layer 73 that is patterned and provided on the upper surface of the base material 71, and A region in which the resin layer 73 is provided in a plan view constitutes a first region 721 and is between the first regions 721 in a plan view. A region where the resin layer 73 is not provided constitutes a second region 722. Accordingly, the upper surface of the portion of the metal film 74 that overlaps the resin layer 73 is the surface of the first region 721 and constitutes the reflective surface 741. Further, the upper surface of the portion of the metal film 74 that does not overlap the resin layer 73 is the surface of the second region 722 and constitutes the reflective surface 742.

基材71の一方(図6中上側)の面には、複数の凸部711が設けられている。各凸部711は、ピラミッド状(四角錘状)をなしており、基材71の板面に対して傾斜角度θで傾斜した4つの傾斜面711aを有する。この傾斜角度θは、金属膜74の反射面742が反射面741と異なる方向に光を反射することができればよく、特に限定されないが、例えば、後述するように基材71を単結晶シリコンで構成した場合、約55°(理論値)である。なお、本実施形態では、複数の凸部711は、基材71の一方の面の全域にわたって配置されているが、これに限定されず、例えば、樹脂層73の直下の領域では凸部711を省略してもよい。ただし、複数の凸部711を基材71の一方の面の全域にわたって配置することで、複数の凸部711を形成する際、その形成領域の位置決め等が不要となり、簡便であるという利点がある。   A plurality of convex portions 711 are provided on one surface (the upper side in FIG. 6) of the base material 71. Each convex portion 711 has a pyramid shape (quadrangular pyramid shape), and has four inclined surfaces 711 a inclined at an inclination angle θ with respect to the plate surface of the base material 71. The inclination angle θ is not particularly limited as long as the reflecting surface 742 of the metal film 74 can reflect light in a direction different from the reflecting surface 741. For example, the base 71 is made of single crystal silicon as described later. In this case, it is about 55 ° (theoretical value). In the present embodiment, the plurality of convex portions 711 are arranged over the entire area of one surface of the base material 71, but the present invention is not limited thereto. For example, the convex portions 711 are disposed in the region immediately below the resin layer 73. It may be omitted. However, by arranging the plurality of convex portions 711 over the entire area of one surface of the base material 71, when forming the plurality of convex portions 711, there is an advantage that positioning of the formation region is not necessary and it is simple. .

また、図示では、複数の凸部711は、互いに大きさが等しく、かつ、規則的に配置されているが、互いに大きさが異なっていてもよく、また、ランダムに配置されていてもよい。また、各凸部711は、平面視で四角形をなしており、複数の凸部711は、平面視での向きが揃っている。ここで、複数の凸部711は、平面視で、いかなる方向を向いていてもよいが、本実施形態では、複数の第2領域722間で互いに同じ方向を向いている。   In the drawing, the plurality of convex portions 711 are equal in size and regularly arranged, but may be different in size from each other or randomly arranged. In addition, each convex portion 711 has a quadrangular shape in plan view, and the plurality of convex portions 711 have the same orientation in plan view. Here, the plurality of convex portions 711 may face in any direction in plan view, but in the present embodiment, the plurality of second regions 722 face in the same direction.

このような基材71は、いかなる材料で構成されていてもよいが、単結晶シリコン、シリコンカーバイト、水晶等の異方性エッチングが可能な結晶材料で構成されていることが好ましい。これにより、前述したような傾斜面711aを簡単かつ高精度に形成することができる。そして、結晶材料の結晶面である傾斜面711aを利用して第2領域722の反射面742(第2面)を形成することができる。   Such a substrate 71 may be made of any material, but is preferably made of a crystal material capable of anisotropic etching, such as single crystal silicon, silicon carbide, and quartz. Thereby, the inclined surface 711a as described above can be formed easily and with high accuracy. Then, the reflective surface 742 (second surface) of the second region 722 can be formed by using the inclined surface 711a which is a crystal surface of the crystal material.

また、基材71は、導電性を有することが好ましい。これにより、基材71を介して光学パターン72を基準電位に接続することができる。なお、基材71が絶縁性である場合、光学パターン72を基準電位に接続するため、基材71の表面に金属膜等を設けて導電性を付与するか、または、光学パターン72を基準電位に接続する配線を設ければよい。   Moreover, it is preferable that the base material 71 has electroconductivity. Thereby, the optical pattern 72 can be connected to the reference potential via the substrate 71. When the substrate 71 is insulative, in order to connect the optical pattern 72 to the reference potential, a metal film or the like is provided on the surface of the substrate 71 to provide conductivity, or the optical pattern 72 is applied to the reference potential. It is only necessary to provide wiring connected to the.

また、基材71に用いる結晶材料は、単結晶シリコンであることが好ましい。単結晶シリコンは、他の結晶材料に比べて安価であり、高精度な加工が容易である。そのため、光学スケール61の基材71が単結晶シリコンで構成されていることで、光学スケール61の低コスト化および高精度化が容易に図れるという利点がある。また、単結晶シリコン基板は、導電性を有する。そのため、単結晶シリコン基板を基材71に用いることにより、基材71を介して光学パターン72と第1部材2とを電気的に接続することができる。この点、安価な単結晶シリコン基板は、不純物を含んでおり、純粋な単結晶シリコン基板に比べて導電性が高いため、基材71として好適である。   The crystal material used for the substrate 71 is preferably single crystal silicon. Single crystal silicon is cheaper than other crystal materials and can be easily processed with high accuracy. Therefore, since the base 71 of the optical scale 61 is made of single crystal silicon, there is an advantage that the cost and accuracy of the optical scale 61 can be easily reduced. Further, the single crystal silicon substrate has conductivity. Therefore, by using a single crystal silicon substrate as the base material 71, the optical pattern 72 and the first member 2 can be electrically connected via the base material 71. In this respect, an inexpensive single crystal silicon substrate contains impurities and has high conductivity compared to a pure single crystal silicon substrate, and thus is suitable as the base material 71.

特に、基材71に用いる単結晶シリコンの面方位は、(100)であることが好ましい。これにより、[100]面を使用することで、第2領域722に形成される構造体を正四角錘とすることができる。また、このような単結晶シリコンを用いることで、リニアエンコーダーだけでなく、後述する第3実施形態のようにロータリーエンコーダーに適した光学スケール61を形成することができる。また、単結晶シリコンを用いて形成した光学スケール61の第2領域722で反射してセンサー62の受光部で受光される光の量は、センサー62の光源部からの光の光量に対して3%以下とすることができる。   In particular, the plane orientation of the single crystal silicon used for the substrate 71 is preferably (100). Thereby, by using the [100] plane, the structure formed in the second region 722 can be a regular square pyramid. Further, by using such single crystal silicon, it is possible to form an optical scale 61 suitable not only for a linear encoder but also for a rotary encoder as in a third embodiment described later. Further, the amount of light reflected by the second region 722 of the optical scale 61 formed using single crystal silicon and received by the light receiving portion of the sensor 62 is 3 with respect to the amount of light from the light source portion of the sensor 62. % Or less.

このように基材71が異方性エッチング可能な結晶材料で構成されている場合、金属膜74の反射面742(第2面)は、基材71に用いる結晶材料の結晶面(傾斜面711a)に沿って設けられていることが好ましい。これにより、反射面741(第1面)に対する傾斜角度θのバラつきの少ない反射面742(第2面)を容易に形成することができる。   Thus, when the base material 71 is comprised by the crystal material which can be anisotropically etched, the reflective surface 742 (2nd surface) of the metal film 74 is a crystal surface (inclined surface 711a) of the crystal material used for the base material 71. ) Is preferably provided. Thereby, it is possible to easily form the reflection surface 742 (second surface) with little variation in the inclination angle θ with respect to the reflection surface 741 (first surface).

樹脂層73は、基材71の一方(図6中上側)の面上に配置されている。本実施形態では、前述したように基材71の一方の面の全域にわたって複数の凸部711が配置されているため、樹脂層73の直下には、複数の凸部711がある。この樹脂層73は、平面視で第1領域721の形状に対応した形状をなしている。また、樹脂層73の上面は、基材71の板面に沿った平坦面となっている。なお、図6に示す断面において、樹脂層73の側面は、樹脂層73の上面に対して直交しているが、樹脂層73の上面に対して傾斜していてもよく、その場合、反射面741の幅を規定しやすいという観点から、樹脂層73の幅が基材71側に向けて小さくなるように側面が形成されていることが好ましい。   The resin layer 73 is disposed on one surface (the upper side in FIG. 6) of the base material 71. In the present embodiment, as described above, since the plurality of convex portions 711 are arranged over the entire area of one surface of the base material 71, there are a plurality of convex portions 711 immediately below the resin layer 73. The resin layer 73 has a shape corresponding to the shape of the first region 721 in plan view. Further, the upper surface of the resin layer 73 is a flat surface along the plate surface of the substrate 71. In the cross section shown in FIG. 6, the side surface of the resin layer 73 is orthogonal to the upper surface of the resin layer 73, but may be inclined with respect to the upper surface of the resin layer 73. From the viewpoint of easily defining the width of 741, it is preferable that the side surface is formed so that the width of the resin layer 73 becomes smaller toward the base material 71 side.

このような樹脂層73は、感光性樹脂を用いて構成されている。かかる感光性樹脂としては、特に限定されず、例えば、感光性を有するポリイミド樹脂、エポキシ樹脂またはこれらのコポリマー等が挙げられる。また、かかる感光性樹脂は、ポジ型またはネガ型のいずれでもよいが、樹脂層73の上面と側面とからなる角部を直角または鋭角することで反射面741の寸法精度を高くすることができるという観点と環境信頼性の観点から、ネガ型であることが好ましい。このように、かかる感光性樹脂がネガ型であることで、感光性樹脂がポジ型である場合に比べて、高精度な第1領域721の形成が容易となる。なお、樹脂層73の構成材料には、前述した感光性樹脂以外の材料、例えば、フィラー、顔料、各種添加剤等が含まれていてもよい。   Such a resin layer 73 is configured using a photosensitive resin. Such a photosensitive resin is not particularly limited, and examples thereof include photosensitive polyimide resins, epoxy resins, and copolymers thereof. Such a photosensitive resin may be either a positive type or a negative type, but the dimensional accuracy of the reflecting surface 741 can be increased by making the corner portion formed by the upper surface and the side surface of the resin layer 73 a right angle or an acute angle. In view of the above and the environmental reliability, the negative type is preferable. As described above, since the photosensitive resin is a negative type, it is easy to form the first region 721 with high accuracy as compared with the case where the photosensitive resin is a positive type. The constituent material of the resin layer 73 may include materials other than the above-described photosensitive resin, for example, fillers, pigments, various additives, and the like.

また、樹脂層73の厚さt1は、前述した凸部711の高さhよりも大きいことが好ましい。これにより、樹脂層73の直下に複数の凸部711が設けられていても、反射面741の平坦性を高めることができる。特に、樹脂層73の厚さt1および凸部711の高さhの比t1/hは、2以上12以下であることが好ましく、2以上10以下であることがより好ましく、2以上4以下であることがさらに好ましい。これにより、基材71上に樹脂層73を形成する際、複数の凸部711上に樹脂層73を形成する場合であっても、当該複数の凸部711の形状の影響を受け難くすることができ、CMP(chemical mechanical polishing)等の平坦化処理を行わなくても、平坦な表面を有する樹脂層73を形成することができる。   The thickness t1 of the resin layer 73 is preferably larger than the height h of the convex portion 711 described above. Thereby, even if the some convex part 711 is provided directly under the resin layer 73, the flatness of the reflective surface 741 can be improved. In particular, the ratio t1 / h of the thickness t1 of the resin layer 73 and the height h of the convex portion 711 is preferably 2 or more, 12 or less, more preferably 2 or more and 10 or less, and 2 or more and 4 or less. More preferably it is. Thereby, when forming the resin layer 73 on the base material 71, even if it is a case where the resin layer 73 is formed on the some convex part 711, making it difficult to be influenced by the shape of the said some convex part 711. The resin layer 73 having a flat surface can be formed without performing a flattening process such as CMP (chemical mechanical polishing).

金属膜74は、基材71上および樹脂層73上に配置されている。この金属膜74の上面(基材71とは反対側の面)は、前述したように、第1領域721および第2領域722の表面を構成する。本実施形態では、金属膜74は、樹脂層73上だけでなく、基材71の樹脂層73が配置されていない部分上にも配置されているが、金属膜74と基材71とを電気的に接続することができれば、基材71上には金属膜74が配置されていなくてもよい。この場合、基材71の表面(より具体的には凸部711の傾斜面711a)が第2領域722の表面を構成する。ただし、第2領域722の表面に金属膜74が配置されていることにより、基材71の構成材料によらず、第2領域722の光の反射率を高めることができ、前述したような第2領域722の所望の反射特性を得やすい。また、本実施形態では、金属膜74は、樹脂層73の上面上だけでなく、樹脂層73の側面上にも配置されているが、樹脂層73の側面上には金属膜74が配置されていなくてもよい。   The metal film 74 is disposed on the base material 71 and the resin layer 73. The upper surface (surface opposite to the base material 71) of the metal film 74 constitutes the surfaces of the first region 721 and the second region 722 as described above. In the present embodiment, the metal film 74 is disposed not only on the resin layer 73 but also on a portion of the base material 71 where the resin layer 73 is not disposed, but the metal film 74 and the base material 71 are electrically connected. The metal film 74 may not be disposed on the base material 71 as long as the connection can be achieved. In this case, the surface of the base material 71 (more specifically, the inclined surface 711a of the convex portion 711) constitutes the surface of the second region 722. However, since the metal film 74 is disposed on the surface of the second region 722, the light reflectance of the second region 722 can be increased regardless of the constituent material of the base material 71. The desired reflection characteristics of the two regions 722 are easily obtained. In this embodiment, the metal film 74 is disposed not only on the upper surface of the resin layer 73 but also on the side surface of the resin layer 73, but the metal film 74 is disposed on the side surface of the resin layer 73. It does not have to be.

このような金属膜74の構成材料としては、反射面741、742が所望の反射特性を得られればよく、各種金属材料を用いることができるが、例えば、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル、チタン、タングステンなどの金属またはこれらを含む合金(複合材料)が挙げられる。金属膜74の厚さt2(膜厚)は、特に限定されないが、10nm以上1000nm以下が好ましく、20nm以上50nm以下がより好ましい。   As a constituent material of such a metal film 74, it is sufficient that the reflection surfaces 741 and 742 can obtain desired reflection characteristics, and various metal materials can be used. For example, aluminum, copper, iron, nickel, titanium, Examples thereof include metals such as tungsten or alloys (composite materials) containing these metals. The thickness t2 (film thickness) of the metal film 74 is not particularly limited, but is preferably 10 nm to 1000 nm, and more preferably 20 nm to 50 nm.

以上のように、光学スケール61は、光学パターン72が設けられている板状の基材71を有する。ここで、光学パターン72は、基材71上に感光性樹脂をパターニングした樹脂層73が設けられている領域である第1領域721と、基材71上の樹脂層73が設けられていない領域である第2領域722と、が交互に並んでいる。また、第1領域721の表面は、基材71の厚さ方向を法線とする第1面である反射面741を主体に構成されている。一方、第2領域722の表面は、反射面741に対して傾斜している第2面である反射面742を主体に構成されている。そして、第1領域721および第2領域722のそれぞれの表面には、金属膜74が設けられている。   As described above, the optical scale 61 has the plate-like base material 71 on which the optical pattern 72 is provided. Here, the optical pattern 72 includes a first region 721 which is a region where a resin layer 73 obtained by patterning a photosensitive resin is provided on the substrate 71 and a region where the resin layer 73 on the substrate 71 is not provided. And the second regions 722 are alternately arranged. In addition, the surface of the first region 721 is mainly configured by a reflective surface 741 that is a first surface whose normal is the thickness direction of the base material 71. On the other hand, the surface of the second region 722 is mainly configured by a reflection surface 742 that is a second surface inclined with respect to the reflection surface 741. A metal film 74 is provided on each surface of the first region 721 and the second region 722.

ここで、「第1領域721が反射面741(第1面)を主体に構成されている」とは、平面視で第1領域721内における反射面741(第1面)の面積占有率が50%以上(好ましくは70%以上、より好ましくは90%以上)であることを言う。また、「第2領域722が反射面742(第2面)を主体に構成されている」とは、平面視で第2領域722内における反射面742(第2面)の面積占有率が50%以上(好ましくは70%以上、より好ましくは90%以上)であることを言う。また、第2領域722は、反射面741と同様に基材71の厚さ方向を法線とする面を含んでいてもよいが、その場合、平面視で、第2領域722内における当該面の面積占有率が第1領域721内における反射面741(第1面)の面積占有率よりも小さければよい。   Here, “the first region 721 is mainly composed of the reflective surface 741 (first surface)” means that the area occupation ratio of the reflective surface 741 (first surface) in the first region 721 in a plan view. It means 50% or more (preferably 70% or more, more preferably 90% or more). Further, “the second region 722 is mainly composed of the reflective surface 742 (second surface)” means that the area occupation ratio of the reflective surface 742 (second surface) in the second region 722 is 50 in plan view. % Or more (preferably 70% or more, more preferably 90% or more). In addition, the second region 722 may include a surface having the normal direction of the thickness direction of the base material 71 as in the case of the reflective surface 741, but in this case, the surface in the second region 722 in plan view. As long as the area occupancy ratio of the reflective surface 741 (first surface) in the first region 721 is smaller.

このような光学スケール61によれば、第1領域721が基材71の厚さ方向を法線とする反射面741を主体に構成され、第2領域722が反射面741に対して傾斜している反射面742を主体に構成されているため、第1領域721および第2領域722で反射した光の方向を互いに異ならせ、第1領域721で反射した光のみを選択的にセンサー62の受光部で受光することができる。そのため、基材71を透明材料で構成する必要がなく、基材71の材料選択の自由度を高めることができ、その結果、より安価でかつ加工性に優れた材料を用いることができる。また、第1領域721に光が照射されている状態とそうでない状態とのセンサー62の受光部での受光量の差を大きくすることができ、その結果、検出精度を高めることができる。より具体的には、第1領域721に光が照射されている状態でのセンサー62の受光部の受光量をセンサー62の光源部からの光の光量に対して57%以上とし、第2領域722に光が照射されている状態でのセンサー62の受光部の受光量をセンサー62の光源部からの光の光量に対して5%以下とすることができる。   According to such an optical scale 61, the first region 721 is mainly composed of the reflective surface 741 whose normal is the thickness direction of the base material 71, and the second region 722 is inclined with respect to the reflective surface 741. Therefore, the sensor 62 selectively receives only the light reflected by the first region 721 by making the directions of the light reflected by the first region 721 and the second region 722 different from each other. The light can be received by the unit. Therefore, it is not necessary to configure the base material 71 with a transparent material, and the degree of freedom in selecting the material of the base material 71 can be increased. As a result, a material that is cheaper and excellent in workability can be used. In addition, the difference in the amount of light received by the light receiving unit of the sensor 62 between the state where the first region 721 is irradiated with light and the state where the light is not applied can be increased, and as a result, the detection accuracy can be increased. More specifically, the amount of light received by the light receiving unit of the sensor 62 in a state where light is applied to the first region 721 is set to 57% or more with respect to the amount of light from the light source unit of the sensor 62, and the second region The amount of light received by the light receiving unit of the sensor 62 in a state where light is irradiated on the light beam 722 can be set to 5% or less with respect to the amount of light from the light source unit of the sensor 62.

これに対し、例えば、仮に第2領域722が第1領域721(反射面741)の法線と平行な法線の平坦面で構成されている場合、当該平坦面に光の反射を低減する処理(例えば、光を散乱させるために主に曲面を組み合わせて構成されている凹凸面とする粗面化、光吸収率を高める黒色化等)を施したとしても、第2領域722での反射率を十分(5%以下)に小さくすることが難しい。そのため、第2領域722にセンサー62の光源部からの光が照射されている状態において、第2領域722で反射してセンサー62の受光部に入射する光の量を十分に小さくすることができない。   On the other hand, for example, if the second region 722 is configured by a flat surface having a normal line parallel to the normal line of the first region 721 (reflecting surface 741), a process of reducing light reflection on the flat surface. (For example, roughening to be an uneven surface mainly composed of curved surfaces in order to scatter light, blackening to increase light absorption, etc.), the reflectance in the second region 722 Is difficult to reduce sufficiently (5% or less). Therefore, in the state where the light from the light source unit of the sensor 62 is irradiated on the second region 722, the amount of light reflected by the second region 722 and incident on the light receiving unit of the sensor 62 cannot be sufficiently reduced. .

また、光学スケール61によれば、第1領域721が有する樹脂層73が、基材71上にパターニングされて配置され、感光性樹脂を含んで構成されているため、フォトリソグラフィ法を用いて第1領域721を高精度に形成することができる。そして、第1領域721が有する金属膜74(反射面741の部分)が、樹脂層73上に配置され、金属材料で構成されているため、第1領域721の光反射性を高めることができる。このように、第1領域721が樹脂層73および金属膜74を有することにより、この点でも、検出精度を高めることができる。   Further, according to the optical scale 61, the resin layer 73 included in the first region 721 is arranged on the substrate 71 by being patterned and includes a photosensitive resin. One region 721 can be formed with high accuracy. And since the metal film 74 (part of the reflective surface 741) which the 1st area | region 721 has is arrange | positioned on the resin layer 73 and comprised with the metal material, the light reflectivity of the 1st area | region 721 can be improved. . Thus, since the 1st field 721 has resin layer 73 and metal film 74, detection accuracy can be raised also at this point.

なお、光学スケール61は、光学パターン72が導電性を有していればよく、前述した構成に限定されず、例えば、金属板上に光学パターンを形成したものであってもよい。   The optical scale 61 is not limited to the configuration described above as long as the optical pattern 72 has conductivity, and may be, for example, an optical pattern formed on a metal plate.

以上のような光学スケール61は、前述した第1部材2の設置面22上に設置されており、設置面22に対して接着剤25により固定されている。すなわち、光学スケール61の基材71と設置面22との間には、接着剤25が介在しており、この接着剤25の接着力により、光学スケール61が設置面22に対して固定されている。また、第1部材2は、導電性を有し、基準電位(例えばグランド電位)に接続されている。   The optical scale 61 as described above is installed on the installation surface 22 of the first member 2 described above, and is fixed to the installation surface 22 by the adhesive 25. That is, the adhesive 25 is interposed between the base 71 of the optical scale 61 and the installation surface 22, and the optical scale 61 is fixed to the installation surface 22 by the adhesive force of the adhesive 25. Yes. The first member 2 has conductivity and is connected to a reference potential (for example, a ground potential).

ここで、光学スケール61の基材71は、設置面22に対して部分的に接触している。これにより、基材71と第1部材2とが電気的に接続されている。本実施形態では、設置面22には、複数の凸部221が設けられており、凸部221の先端が基材71に接触している。   Here, the base 71 of the optical scale 61 is in partial contact with the installation surface 22. Thereby, the base material 71 and the 1st member 2 are electrically connected. In the present embodiment, the installation surface 22 is provided with a plurality of convex portions 221, and the tips of the convex portions 221 are in contact with the base material 71.

このように、第1部材2または第2部材3(本実施形態では第1部材2)は、光学スケール61が設置される設置面22を有し、設置面22は、凸部221を有する。これにより、設置面22に光学スケール61を接着剤25により接合しても、設置面22と光学スケール61とを接触させやすくすることができる。そして、設置面22と光学スケール61とを接触させることで、光学スケール61と第1部材2とを電気的に接続することができる。また、設置面22には、複数の凸部221の存在に伴って凹部222が設けられており、凹部222は、接着剤25の逃げを許容する逃げ部を構成している。また、このような凸部221および凹部222は、アンカー効果により接着剤25の接着力を高める機能も有する。このような凸部221および凹部222は、例えば、プラスト処理、エッチング、機械加工等により形成することができる。また、このような凸部221および凹部222を有する設置面22の表面粗さRaは、特に限定されないが、0.01μm以上1000μm以下であることが好ましい。   Thus, the first member 2 or the second member 3 (the first member 2 in the present embodiment) has the installation surface 22 on which the optical scale 61 is installed, and the installation surface 22 has the convex portion 221. Thereby, even if the optical scale 61 is joined to the installation surface 22 by the adhesive 25, the installation surface 22 and the optical scale 61 can be easily brought into contact with each other. And the optical scale 61 and the 1st member 2 can be electrically connected by making the installation surface 22 and the optical scale 61 contact. In addition, the installation surface 22 is provided with a concave portion 222 due to the presence of the plurality of convex portions 221, and the concave portion 222 constitutes an escape portion that allows the adhesive 25 to escape. Further, such convex portions 221 and concave portions 222 also have a function of increasing the adhesive force of the adhesive 25 by an anchor effect. Such convex portions 221 and concave portions 222 can be formed by, for example, plasting, etching, machining, or the like. Further, the surface roughness Ra of the installation surface 22 having such convex portions 221 and concave portions 222 is not particularly limited, but is preferably 0.01 μm or more and 1000 μm or less.

接着剤25としては、光学スケール61と第1部材2とを接合することができればよく、特に限定されず、各種接着剤を用いることができるが、エポキシ系、ウレタン系、アクリル系等の接着剤組成物中に金属粒子等の導電性材料を混合した導電性接着剤を用いることが好ましい。すなわち、光学スケール61は、導電性接着剤である接着剤25を介して第1部材2または第2部材3(本実施形態では第1部材2)に接合されていることが好ましい。これにより、光学スケール61を第1部材2または第2部材3(本実施形態では第1部材2)に接合するとともに、接着剤25を介して設置面22と光学スケール61とを電気的に接続することができる。   The adhesive 25 is not particularly limited as long as it can join the optical scale 61 and the first member 2, and various adhesives can be used. Epoxy, urethane, acrylic, and the like It is preferable to use a conductive adhesive in which a conductive material such as metal particles is mixed in the composition. That is, the optical scale 61 is preferably joined to the first member 2 or the second member 3 (the first member 2 in the present embodiment) via the adhesive 25 that is a conductive adhesive. Thus, the optical scale 61 is joined to the first member 2 or the second member 3 (first member 2 in the present embodiment), and the installation surface 22 and the optical scale 61 are electrically connected via the adhesive 25. can do.

なお、接着剤25が導電性接着剤である場合、前述したような凸部221および凹部222を省略してもよい。また、図7に示すように、基材71の表面にレジスト膜等の絶縁膜26が設けられている場合には、絶縁膜26の一部を除去し、当該一部を通じて、導電性接着剤である接着剤25を介して基材71と第1部材2とを接合すればよい。   When the adhesive 25 is a conductive adhesive, the convex portions 221 and the concave portions 222 as described above may be omitted. Further, as shown in FIG. 7, when the insulating film 26 such as a resist film is provided on the surface of the base material 71, a part of the insulating film 26 is removed and the conductive adhesive is passed through the part. What is necessary is just to join the base material 71 and the 1st member 2 through the adhesive agent 25 which is.

以上のように、圧電駆動装置1は、第1部材2と、第1部材2に対して相対的に移動可能に設けられている第2部材3と、第1部材2に配置されている被駆動部材51と、第2部材3に配置され、第1部材2を第2部材3に対して相対的に移動させる駆動力を被駆動部材51に伝達する圧電アクチュエーター52と、第1部材2および第2部材3のうちの一方(本実施形態では第1部材2)に配置され、基準電位に接続されている導電性の光学パターン72を有する光学スケール61と、第1部材2および第2部材3のうちの他方(本実施形態では第2部材3)に配置され、光学スケール61からの透過光または反射光を受光するセンサー62と、を有する。   As described above, the piezoelectric driving device 1 includes the first member 2, the second member 3 provided so as to be movable relative to the first member 2, and the target disposed on the first member 2. A driving member 51, a piezoelectric actuator 52 disposed on the second member 3, which transmits a driving force for moving the first member 2 relative to the second member 3 to the driven member 51; the first member 2; An optical scale 61 having a conductive optical pattern 72 disposed on one of the second members 3 (first member 2 in this embodiment) and connected to a reference potential, and the first member 2 and the second member And the sensor 62 that receives the transmitted light or reflected light from the optical scale 61. The sensor 62 is disposed on the other of the three members (the second member 3 in this embodiment).

このような圧電駆動装置1によれば、光学スケール61の光学パターン72が導電性を有し基準電位に接続されているため、光学パターン72が帯電することを低減することができる。そのため、被駆動部材51と圧電アクチュエーター52とが接触する領域で発生する摩耗粉が光学パターン72に付着することを低減することができる。その結果、駆動状態の検出を安定して行うことができる。   According to such a piezoelectric driving device 1, since the optical pattern 72 of the optical scale 61 is conductive and connected to the reference potential, it is possible to reduce the charging of the optical pattern 72. Therefore, it is possible to reduce the abrasion powder generated in the region where the driven member 51 and the piezoelectric actuator 52 are in contact with the optical pattern 72. As a result, the drive state can be detected stably.

<第2実施形態>
図8は、本発明の第2実施形態に係る圧電駆動装置を示す断面図である。図9は、図8に示す圧電駆動装置をZ軸方向から見た図(一部省略した図)である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した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、図8および図9において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
Second Embodiment
FIG. 8 is a sectional view showing a piezoelectric driving device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 9 is a view (partially omitted) of the piezoelectric drive device shown in FIG. 8 viewed from the Z-axis direction. In the following description, the present embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted. 8 and 9, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the above-described embodiment.

図8に示す圧電駆動装置1Aは、第1部材8と、第2部材9と、第2部材9を第1部材8に対してZ軸に平行な軸線aZまわりに相対的に回動可能に支持している軸受4Aと、第2部材9を第1部材8に対して軸線aZまわりに相対的に回動させる駆動部5Aと、第1部材8に対する第2部材9の軸線aZまわりの相対的な回動を検出する検出部6A(エンコーダー)と、を有する。   The piezoelectric drive device 1A shown in FIG. 8 can rotate the first member 8, the second member 9, and the second member 9 relative to the first member 8 around an axis aZ parallel to the Z axis. The supporting bearing 4A, the drive unit 5A for rotating the second member 9 relative to the first member 8 around the axis aZ, and the relative relative to the first member 8 about the axis aZ of the second member 9 6A (encoder) for detecting a typical rotation.

ここで、第1部材8および第2部材9の軸線aZまわりの相対的な回動の角度範囲は、360°以下の所定の角度以下に制限されていてもよいし、360°以上であってもよい。この角度範囲が360°以上である場合、すなわち、第1部材8および第2部材9が軸線aZまわりに相対的に回転可能である場合、圧電駆動装置1Aを回転型の圧電モーターとして用いることができる。   Here, the relative rotation angle range of the first member 8 and the second member 9 around the axis aZ may be limited to a predetermined angle of 360 ° or less, or 360 ° or more. Also good. When this angle range is 360 ° or more, that is, when the first member 8 and the second member 9 are relatively rotatable around the axis aZ, the piezoelectric driving device 1A is used as a rotary piezoelectric motor. it can.

第1部材8および第2部材9は、それぞれ、例えば、金属材料、セラミックス材料等で構成されている。図9に示すように、第1部材8の平面視での外形は円形であり、第2部材9の平面視での外形は矩形(四角形)であるが、これらの外形は、これに限定されない。   The first member 8 and the second member 9 are each made of, for example, a metal material, a ceramic material, or the like. As shown in FIG. 9, the outer shape of the first member 8 in a plan view is a circle, and the outer shape of the second member 9 in a plan view is a rectangle (square). However, these outer shapes are not limited to this. .

ここで、図8に示すように、第1部材8の一方(図8中の上側)の面には、凹部83および凸状の構造体86が形成されている。そして、凹部83の底面は、後述する駆動部5Aの被駆動部材54が設置される設置面81を構成している。構造体86は、凹部83の外周を囲むように環状をなしている。そして、構造体86の外側であって、第1部材8の一方(図8中の上側)の面には、後述する検出部6Aの光学スケール64が設置される設置面82が設けられている。なお、凹部83および構造体86は、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。   Here, as shown in FIG. 8, a concave portion 83 and a convex structure 86 are formed on one surface (the upper side in FIG. 8) of the first member 8. And the bottom face of the recessed part 83 comprises the installation surface 81 in which the driven member 54 of the drive part 5A mentioned later is installed. The structure 86 has an annular shape so as to surround the outer periphery of the recess 83. An installation surface 82 on which an optical scale 64 of the detection unit 6A described later is installed is provided on one surface (the upper side in FIG. 8) of the first member 8 outside the structure 86. . In addition, the recessed part 83 and the structure body 86 should just be provided as needed, and may be abbreviate | omitted.

このように、第1部材8の一方(図8中の上側)の面には、凹部83が形成されることにより、互いに高さの異なる設置面81、82が形成されている。また、第1部材8には、凹部83の底面に開口し、軸線aZを中心として第1部材8の厚さ方向(Z軸方向)に貫通している孔84が形成されている。図9に示すように、凹部83および孔84の外形は、それぞれ、Z軸方向から見たとき(以下、「平面視」ともいう)、軸線aZを中心とする円形をなしている。これに伴い、設置面81は、平面視で、軸線aZを中心とする円環状をなしている。また、設置面82は、平面視で、軸線aZを中心とする円環状をなしている。   In this way, the installation surfaces 81 and 82 having different heights are formed on one surface (the upper side in FIG. 8) of the first member 8 by forming the recess 83. The first member 8 is formed with a hole 84 that opens in the bottom surface of the recess 83 and penetrates in the thickness direction (Z-axis direction) of the first member 8 with the axis aZ as the center. As shown in FIG. 9, the outer shapes of the recess 83 and the hole 84 each have a circular shape centered on the axis aZ when viewed from the Z-axis direction (hereinafter also referred to as “plan view”). Accordingly, the installation surface 81 has an annular shape centered on the axis aZ in plan view. The installation surface 82 has an annular shape centered on the axis aZ in plan view.

また、図8に示すように、第1部材8の外周面85には、幅(径)が小さい縮径部851と、縮径部851に対して+Z軸方向側において縮径部851よりも幅(径)が大きい拡径部852と、を有する。なお、第1部材8の平面視での外形は、図示では、円形であるが、これに限定されず、例えば、四角形、五角形等の他の多角形、楕円形等であってもよい。また、孔84は、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。   In addition, as shown in FIG. 8, the outer peripheral surface 85 of the first member 8 has a reduced diameter portion 851 having a small width (diameter), and is smaller than the reduced diameter portion 851 on the + Z-axis direction side with respect to the reduced diameter portion 851. And an enlarged diameter portion 852 having a large width (diameter). In addition, although the external shape in the planar view of the 1st member 8 is circular in illustration, it is not limited to this, For example, other polygons, such as a quadrangle | tetragon and a pentagon, an ellipse, etc. may be sufficient. Further, the hole 84 may be provided as necessary and may be omitted.

図8に示すように、第2部材9の一方(図8中の上側)の面には、第1部材8側に開放している凹部91と、第1部材8とは反対側に開放している凹部92と、凹部91、92の両底面に開口して第2部材9を厚さ方向(Z軸方向)に貫通している孔93と、が形成されている。凹部91は、平面視で、円形をなしており、この凹部91内には、前述した第1部材8が挿入されている。   As shown in FIG. 8, a concave portion 91 opened to the first member 8 side is opened on one surface (the upper side in FIG. 8) of the second member 9, and the first member 8 is opened to the opposite side. And a hole 93 that is open on both bottom surfaces of the recesses 91 and 92 and penetrates the second member 9 in the thickness direction (Z-axis direction). The recess 91 has a circular shape in plan view, and the first member 8 described above is inserted into the recess 91.

軸受4Aは、図8に示すように、前述した第1部材8と第2部材9との間に配置されている。この軸受4Aは、内輪44と、外輪45と、これらの間に設けられている複数のボール46と、を有する。   As shown in FIG. 8, the bearing 4 </ b> A is disposed between the first member 8 and the second member 9 described above. The bearing 4A includes an inner ring 44, an outer ring 45, and a plurality of balls 46 provided therebetween.

内輪44は、前述した第1部材8の外周面85(縮径部851)に嵌合して固定されている。外輪45は、前述した第2部材9の凹部91の内周面に嵌合して固定されている。また、内輪44、外輪45およびボール46は、第1部材8および第2部材9の軸線aZまわりの回動方向以外の方向での相対的な移動を規制(制限)するように構成されている。なお、ボール46に代えて、内輪44と外輪45との間で転動するコロを用いてもよい。   The inner ring 44 is fitted and fixed to the outer peripheral surface 85 (the reduced diameter portion 851) of the first member 8 described above. The outer ring 45 is fitted and fixed to the inner peripheral surface of the concave portion 91 of the second member 9 described above. Further, the inner ring 44, the outer ring 45, and the ball 46 are configured to restrict (limit) relative movement of the first member 8 and the second member 9 in directions other than the rotation direction around the axis aZ. . Instead of the ball 46, a roller that rolls between the inner ring 44 and the outer ring 45 may be used.

駆動部5Aは、図8に示すように、第1部材8に設置されている被駆動部材54と、被駆動部材54に駆動力を伝達する複数(図9では3つ)の圧電アクチュエーター52と、複数の圧電アクチュエーター52を第2部材3に対して支持している複数(3つの)の支持部材55と、を有する。   As shown in FIG. 8, the drive unit 5 </ b> A includes a driven member 54 installed on the first member 8, and a plurality (three in FIG. 9) of piezoelectric actuators 52 that transmit driving force to the driven member 54. A plurality of (three) support members 55 that support the plurality of piezoelectric actuators 52 with respect to the second member 3.

被駆動部材54は、前述した第1部材8の設置面81上に設置され、例えば接着剤等を用いて第1部材8に固定されている。また、被駆動部材54は、図9に示すように、平面視で、軸線aZを中心とする円環状をなしている。ここで、被駆動部材54は、前述した被駆動部材51と同様、板状またはシート状をなし、例えばセラミックス材料等の比較的耐摩耗性の高い材料で構成されている。なお、被駆動部材54の平面視形状は、図示の形状(環状)に限定されず、例えば、圧電駆動装置1Aの可動範囲によっては、周方向での一部が欠損していてもよい。   The driven member 54 is installed on the installation surface 81 of the first member 8 described above, and is fixed to the first member 8 using, for example, an adhesive. Further, as shown in FIG. 9, the driven member 54 has an annular shape centering on the axis aZ in plan view. Here, like the driven member 51 described above, the driven member 54 has a plate shape or a sheet shape, and is made of a relatively high wear resistance material such as a ceramic material. The shape of the driven member 54 in plan view is not limited to the illustrated shape (annular shape), and for example, a part in the circumferential direction may be missing depending on the movable range of the piezoelectric driving device 1A.

複数の支持部材55は、複数の圧電アクチュエーター52に対応して設けられ、複数の圧電アクチュエーター52が軸線aZを中心とする同一円周上に沿って並ぶように配置されている。そして、各支持部材55は、支持部522(図3参照)および第2部材9のそれぞれに対して、例えばネジ等を用いて固定されている。ここで、支持部材55は、前述した支持部材53と同様、例えば、金属材料、セラミックス材料等で構成されている。なお、駆動部5Aの複数の圧電アクチュエーター52の配置は、図示の配置に限定されず、例えば、軸線aZを中心とする同一円周上に等角度間隔に並んでいなくてもよい。   The plurality of support members 55 are provided corresponding to the plurality of piezoelectric actuators 52, and the plurality of piezoelectric actuators 52 are arranged along the same circumference around the axis aZ. And each support member 55 is being fixed to each of the support part 522 (refer FIG. 3) and the 2nd member 9 using a screw etc., for example. Here, the support member 55 is made of, for example, a metal material, a ceramic material, or the like, like the support member 53 described above. Note that the arrangement of the plurality of piezoelectric actuators 52 of the drive unit 5A is not limited to the arrangement shown in the figure. For example, the plurality of piezoelectric actuators 52 may not be arranged at equiangular intervals on the same circumference centered on the axis aZ.

以上のような駆動部5Aの圧電アクチュエーター52は、前述した駆動部5の圧電アクチュエーター52と同様に作動することで、被駆動部材54に駆動力を与え、第1部材8および第2部材9を軸線aZまわりに相対的に回動させる。   The piezoelectric actuator 52 of the driving unit 5A as described above operates in the same manner as the piezoelectric actuator 52 of the driving unit 5 described above, thereby applying a driving force to the driven member 54, and causing the first member 8 and the second member 9 to move. Rotate relatively around the axis aZ.

検出部6Aは、第1部材8に設置されている光学スケール64と、光学スケール64の移動を検出するセンサー62と、センサー62を第2部材9に対して支持している基板(図示せず)と、を有する。   The detection unit 6A includes an optical scale 64 installed on the first member 8, a sensor 62 that detects movement of the optical scale 64, and a substrate that supports the sensor 62 with respect to the second member 9 (not shown). And).

光学スケール64は、前述した第1部材8の設置面82上に設置され、例えば接着剤等を用いて第1部材8に固定されている。この光学スケール64は、前述した光学スケール61と同様に構成することができる。ここで、光学スケール64は、前述した第1実施形態の光学スケール61と同様、導電性の光学パターン(図示せず)を有しており、当該光学パターンは、基準電位となる第1部材8に対して電気的に接続されている。これにより、光学スケール64の光学パターンが帯電するのを低減することができ、その結果、後述する摩耗粉等の異物が当該光学パターンに付着するのを低減することができる。ただし、光学スケール64の光学パターンは、第1領域と第2領域とが軸線aZまわりの周方向に沿って交互に並んでいる。また、光学スケール64は、平面視で、軸線aZを中心とする円環状をなしている。なお、光学スケール64の平面視形状は、図示の形状(環状)に限定されず、例えば、圧電駆動装置1Aの可動範囲によっては、周方向での一部が欠損していてもよい。   The optical scale 64 is installed on the installation surface 82 of the first member 8 described above, and is fixed to the first member 8 using, for example, an adhesive. The optical scale 64 can be configured in the same manner as the optical scale 61 described above. Here, like the optical scale 61 of the first embodiment described above, the optical scale 64 has a conductive optical pattern (not shown), and the optical pattern is a first member 8 that serves as a reference potential. Are electrically connected. Thereby, it can reduce that the optical pattern of the optical scale 64 charges, As a result, it can reduce that foreign materials, such as abrasion powder mentioned later, adhere to the said optical pattern. However, in the optical pattern of the optical scale 64, the first region and the second region are alternately arranged along the circumferential direction around the axis aZ. The optical scale 64 has an annular shape centered on the axis aZ in plan view. Note that the planar view shape of the optical scale 64 is not limited to the illustrated shape (annular shape), and for example, a part in the circumferential direction may be missing depending on the movable range of the piezoelectric driving device 1A.

以上のような検出部6Aでは、第1部材8に対する第2部材9の軸線aZまわりの相対的な回動状態(回動位置、角速度等)に応じて、センサー62の受光素子の出力信号の波形が変化する。したがって、この受光素子の出力信号に基づいて、第1部材8に対する第2部材9の軸線aZまわりの相対的な回動状態を検出することができる。   In the detection unit 6A as described above, the output signal of the light receiving element of the sensor 62 depends on the relative rotation state (rotation position, angular velocity, etc.) of the second member 9 around the axis aZ with respect to the first member 8. The waveform changes. Therefore, based on the output signal of the light receiving element, it is possible to detect the relative rotational state of the second member 9 around the axis aZ with respect to the first member 8.

以上のように、圧電駆動装置1Aは、第1部材8と、第1部材8に対して相対的に回動可能に設けられている第2部材9と、第1部材8に配置されている被駆動部材54と、第2部材9に配置され、第1部材8を第2部材9に対して相対的に回動させる駆動力を被駆動部材54に伝達する圧電アクチュエーター52と、第1部材8および第2部材9のうちの一方(本実施形態では第1部材8)に配置され、基準電位に接続されている導電性の光学パターン75を有する光学スケール64と、第1部材8および第2部材9のうちの他方(本実施形態では第2部材9)に配置され、光学スケール64からの透過光または反射光を受光するセンサー62と、を有する。   As described above, the piezoelectric drive device 1 </ b> A is disposed on the first member 8, the second member 9 provided to be rotatable relative to the first member 8, and the first member 8. A driven member 54, a piezoelectric actuator 52 disposed on the second member 9, and transmitting a driving force for rotating the first member 8 relative to the second member 9 to the driven member 54, and the first member 8 and second member 9 (first member 8 in this embodiment), optical scale 64 having conductive optical pattern 75 connected to a reference potential, first member 8 and second member 9. The sensor 62 is disposed on the other of the two members 9 (the second member 9 in the present embodiment) and receives transmitted light or reflected light from the optical scale 64.

このような圧電駆動装置1Aによれば、光学スケール64の光学パターン75が導電性を有し基準電位に接続されているため、光学パターン75が帯電することを低減することができる。そのため、被駆動部材54と圧電アクチュエーター52とが接触する領域で発生する摩耗粉が光学パターン75に付着することを低減することができる。その結果、駆動状態の検出を安定して行うことができる。   According to such a piezoelectric driving device 1A, since the optical pattern 75 of the optical scale 64 is conductive and connected to the reference potential, it is possible to reduce the charging of the optical pattern 75. Therefore, it is possible to reduce the abrasion powder generated in the region where the driven member 54 and the piezoelectric actuator 52 are in contact with the optical pattern 75. As a result, the drive state can be detected stably.

<第3実施形態>
図10は、本発明の第3実施形態に係る圧電駆動装置(圧電駆動ユニット)の概略構成を示す斜視図である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した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、図10において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
<Third Embodiment>
FIG. 10 is a perspective view showing a schematic configuration of a piezoelectric driving device (piezoelectric driving unit) according to the third embodiment of the present invention. In the following description, the present embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted. In FIG. 10, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the above-described embodiment.

図10に示す圧電駆動装置10は、X軸方向(図中矢印X1で示す方向)、Y軸方向(図中矢印Y1で示す方向)およびZ軸まわり(図中矢印θ1で示す方向)の駆動を行う圧電駆動ユニットである。この圧電駆動装置10は、X軸方向での駆動を行う圧電駆動装置1X(第1圧電駆動装置)と、Y軸方向での駆動を行う圧電駆動装置1Y(第2圧電駆動装置)と、Z軸まわりの駆動を行う圧電駆動装置1θ(第3圧電駆動装置)と、を有し、これらがZ軸方向に沿って並んで連結されている。   The piezoelectric drive device 10 shown in FIG. 10 drives in the X-axis direction (the direction indicated by the arrow X1 in the drawing), the Y-axis direction (the direction indicated by the arrow Y1 in the drawing), and the Z-axis (the direction indicated by the arrow θ1 in the drawing). It is a piezoelectric drive unit which performs. The piezoelectric driving device 10 includes a piezoelectric driving device 1X (first piezoelectric driving device) that performs driving in the X-axis direction, a piezoelectric driving device 1Y (second piezoelectric driving device) that performs driving in the Y-axis direction, and a Z A piezoelectric driving device 1θ (third piezoelectric driving device) that drives around the axis, and these are connected side by side along the Z-axis direction.

ここで、圧電駆動装置1X、1Yは、それぞれ、前述した第1実施形態の圧電駆動装置1である。ただし、圧電駆動装置1YのXY平面内での姿勢は、圧電駆動装置1Xとは90°異なる。ここで、圧電駆動装置1Yの第2部材3は、圧電駆動装置1Xの第1部材2に対して、前述した姿勢となるように、例えばネジ、ボルト/ナット等を用いて固定されている。なお、圧電駆動装置1Yの第2部材3は、圧電駆動装置1Xの第1部材2と一体で構成されていてもよい。   Here, each of the piezoelectric drive devices 1X and 1Y is the piezoelectric drive device 1 of the first embodiment described above. However, the posture of the piezoelectric driving device 1Y in the XY plane is 90 ° different from that of the piezoelectric driving device 1X. Here, the second member 3 of the piezoelectric driving device 1Y is fixed to the first member 2 of the piezoelectric driving device 1X using, for example, a screw, a bolt / nut, or the like so as to have the above-described posture. The second member 3 of the piezoelectric driving device 1Y may be configured integrally with the first member 2 of the piezoelectric driving device 1X.

圧電駆動装置1θは、前述した第2実施形態の圧電駆動装置1Aである。ここで、第2部材9には、前述した圧電駆動装置1Yの第1部材2が例えばネジ、ボルト/ナット等を用いて固定されている。なお、第2部材9は、前述した圧電駆動装置1Yの第1部材2と一体で構成されていてもよい。
以上のような第3実施形態によっても、駆動状態の検出を安定して行うことができる。
The piezoelectric drive device 1θ is the piezoelectric drive device 1A of the second embodiment described above. Here, the first member 2 of the piezoelectric driving device 1Y described above is fixed to the second member 9 using, for example, screws, bolts / nuts, or the like. In addition, the 2nd member 9 may be comprised integrally with the 1st member 2 of the piezoelectric drive device 1Y mentioned above.
Also according to the third embodiment as described above, the detection of the driving state can be stably performed.

2.ロボット
次に、本発明のロボットの実施形態について説明する。
2. Next, an embodiment of the robot of the present invention will be described.

図11は、本発明のロボットの実施形態を示す斜視図である。
図11に示すロボット1000は、いわゆる6軸ロボットであり、例えば、精密機器やこれを構成する部品(対象物)の給材、除材、搬送および組立等の作業を行うのに用いられる。
FIG. 11 is a perspective view showing an embodiment of the robot of the present invention.
A robot 1000 shown in FIG. 11 is a so-called 6-axis robot, and is used to perform operations such as feeding, removing, transporting and assembling precision equipment and components (objects) constituting the same, for example.

ロボット1000は、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部1080と、を有している。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。   The robot 1000 includes a base 1010 fixed to a floor and a ceiling, an arm 1020 that is rotatably connected to the base 1010, an arm 1030 that is rotatably connected to the arm 1020, and a arm 1030 that is rotatably connected. Arm 1040, arm 1050 pivotally connected to arm 1040, arm 1060 pivotally connected to arm 1050, arm 1070 pivotally connected to arm 1060, and these arms 1020, 1030, 1040, 1050, 1060, and 1070. Further, the arm 1070 is provided with a hand connection unit, and an end effector 1090 corresponding to an operation to be executed by the robot 1000 is attached to the hand connection unit.

また、各関節部のうちの全部または一部には、圧電モーターとして、前述した第2実施形態の圧電駆動装置1Aが搭載されている。この圧電駆動装置1Aの駆動によって各アーム1020、1030、1040、1050、1060、1070が回動する。圧電駆動装置1Aの駆動は、制御部1080によって制御される。   Moreover, the piezoelectric drive device 1A of the second embodiment described above is mounted as a piezoelectric motor on all or a part of each joint. The arms 1020, 1030, 1040, 1050, 1060, and 1070 are rotated by driving the piezoelectric driving device 1A. The driving of the piezoelectric driving device 1A is controlled by the control unit 1080.

以上のようなロボット1000は、圧電駆動装置1Aを備える。このようなロボット1000によれば、圧電駆動装置1Aが安定した駆動状態の検出結果を用いて高精度な駆動を行うことができる。そのため、このような圧電駆動装置1Aの駆動特性を利用して、ロボット1000の特性を向上させることができる。   The robot 1000 as described above includes the piezoelectric driving device 1A. According to such a robot 1000, the piezoelectric driving device 1A can perform high-accuracy driving using a detection result of a stable driving state. Therefore, the characteristics of the robot 1000 can be improved by using the driving characteristics of the piezoelectric driving device 1A.

3.電子部品搬送装置
次に、本発明の電子部品搬送装置の実施形態について説明する。
3. Next, an embodiment of the electronic component conveying device of the present invention will be described.

図12は、本発明の電子部品搬送装置の実施形態を示す斜視図である。
図12に示す電子部品搬送装置2000は、電子部品検査装置に適用されており、基台2100と、基台2100の側方に配置された支持台2200と、を有している。また、基台2100には、検査対象の電子部品Qが載置されてY軸方向に搬送される上流側ステージ2110と、検査済みの電子部品Qが載置されてY軸方向に搬送される下流側ステージ2120と、上流側ステージ2110と下流側ステージ2120との間に位置し、電子部品Qの電気的特性を検査する検査台2130と、が設けられている。なお、電子部品Qの例として、例えば、半導体、半導体ウェハー、CLDやOLED等の表示デバイス、水晶デバイス、各種センサー、インクジェットヘッド、各種MEMSデバイス等が挙げられる。
FIG. 12 is a perspective view showing an embodiment of the electronic component carrying apparatus of the present invention.
An electronic component transport apparatus 2000 shown in FIG. 12 is applied to an electronic component inspection apparatus, and includes a base 2100 and a support base 2200 disposed on the side of the base 2100. Further, on the base 2100, the upstream stage 2110 on which the electronic component Q to be inspected is placed and transported in the Y-axis direction, and the inspected electronic component Q is placed and transported in the Y-axis direction. A downstream stage 2120 and an inspection table 2130 that is located between the upstream stage 2110 and the downstream stage 2120 and inspects the electrical characteristics of the electronic component Q are provided. Examples of the electronic component Q include semiconductors, semiconductor wafers, display devices such as CLD and OLED, crystal devices, various sensors, ink jet heads, various MEMS devices, and the like.

また、支持台2200には、支持台2200に対してY軸方向に移動可能なYステージ2210が設けられており、Yステージ2210には、Yステージ2210に対してX軸方向に移動可能なXステージ2220が設けられており、Xステージ2220には、Xステージ2220に対してZ軸方向に移動可能な電子部品保持部2230が設けられている。   The support table 2200 is provided with a Y stage 2210 that can move in the Y-axis direction with respect to the support table 2200, and the Y stage 2210 can move in the X-axis direction with respect to the Y stage 2210. A stage 2220 is provided. The X stage 2220 is provided with an electronic component holder 2230 that can move in the Z-axis direction with respect to the X stage 2220.

また、電子部品保持部2230は、前述した圧電駆動装置10と、電子部品Qを保持する保持部2233と、を有している。ここで、圧電駆動装置10は、微小な位置決めを行う位置決めユニットとして用いられる。圧電駆動装置10が備える圧電駆動装置1Xの第2部材3は、Xステージ2220に対して固定されている(図10参照)。また、保持部2233は、圧電駆動装置10が備える圧電駆動装置1θの第1部材8に対して固定されている(図10参照)。   In addition, the electronic component holding unit 2230 includes the piezoelectric driving device 10 described above and a holding unit 2233 that holds the electronic component Q. Here, the piezoelectric drive device 10 is used as a positioning unit that performs minute positioning. The second member 3 of the piezoelectric driving device 1X included in the piezoelectric driving device 10 is fixed to the X stage 2220 (see FIG. 10). The holding portion 2233 is fixed to the first member 8 of the piezoelectric driving device 1θ included in the piezoelectric driving device 10 (see FIG. 10).

以上のような電子部品搬送装置2000は、圧電駆動装置10(1、1A)を備える。このような電子部品搬送装置2000によれば、圧電駆動装置10(1、1A)が安定した駆動状態の検出結果を用いて高精度な駆動を行うことができる。そのため、このような圧電駆動装置10(1、1A)の駆動特性を利用して、電子部品搬送装置2000の特性を向上させることができる。   The electronic component transport device 2000 as described above includes the piezoelectric driving device 10 (1, 1A). According to such an electronic component conveying apparatus 2000, the piezoelectric driving apparatus 10 (1, 1A) can perform high-accuracy driving using a detection result of a stable driving state. Therefore, the characteristics of the electronic component transport apparatus 2000 can be improved by using the driving characteristics of the piezoelectric driving device 10 (1, 1A).

4.プリンター
図13は、本発明のプリンターの実施形態を示す斜視図である。
図13に示すプリンター3000は、インクジェット記録方式のプリンターである。このプリンター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および制御部3040と、を備えている。
4). Printer FIG. 13 is a perspective view showing an embodiment of a printer of the present invention.
A printer 3000 shown in FIG. 13 is an ink jet recording type printer. The printer 3000 includes an apparatus main body 3010 and a printing mechanism 3020, a paper feed mechanism 3030, and a control unit 3040 provided inside the apparatus main body 3010.

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 apparatus main body 3010 is provided with a tray 3011 for installing the recording paper P, a paper 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。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、を有している。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、を有している。   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. The reciprocating mechanism 3023 includes 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. Yes.

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を駆動する給紙モーターである圧電駆動装置1A(圧電モーター)と、を有している。   The paper feeding mechanism 3030 includes a driven roller 3031 and a driving roller 3032 that are in pressure contact with each other, and a piezoelectric driving device 1A (piezoelectric motor) that is a paper feeding motor that drives the driving roller 3032.

制御部3040は、例えばパーソナルコンピュータ等のホストコンピュータから入力された印刷データに基づいて、印刷機構3020や給紙機構3030等を制御する。   The control unit 3040 controls the printing mechanism 3020, the paper feeding mechanism 3030, and the like based on print data input from a host computer such as a personal computer.

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 portion 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.

以上説明したようなプリンター3000は、圧電駆動装置1Aを備える。このようなプリンター3000によれば、圧電駆動装置1Aが安定した駆動状態の検出結果を用いて高精度な駆動を行うことができる。そのため、このような圧電駆動装置1Aの駆動特性を利用して、プリンター3000の特性を向上させることができる。   The printer 3000 as described above includes the piezoelectric driving device 1A. According to such a printer 3000, the piezoelectric driving device 1A can perform high-precision driving using a detection result of a stable driving state. Therefore, the characteristics of the printer 3000 can be improved by using the driving characteristics of the piezoelectric driving device 1A.

5.プロジェクター
図14は、本発明のプロジェクターの実施形態を示す模式図である。
5. Projector FIG. 14 is a schematic diagram showing an embodiment of a projector of the present invention.

図14に示すプロジェクター4000は、赤色光を出射する光源4100Rと、緑色光を出射する光源4100Gと、青色光を出射する光源4100Bと、レンズアレイ4200R、4200G、4200Bと、透過型の液晶ライトバルブ(光変調部)4300R、4300G、4300Bと、クロスダイクロイックプリズム4400と、投射レンズ(投射部)4500と、前述した圧電駆動装置10と、を有している。   The projector 4000 shown in FIG. 14 includes a light source 4100R that emits red light, a light source 4100G that emits green light, a light source 4100B that emits blue light, lens arrays 4200R, 4200G, and 4200B, and a transmissive liquid crystal light valve. (Light modulation unit) 4300R, 4300G, 4300B, cross dichroic prism 4400, projection lens (projection unit) 4500, and piezoelectric drive device 10 described above are included.

光源4100R、4100G、4100Bから出射された光は、各レンズアレイ4200R、4200G、4200Bを介して、液晶ライトバルブ4300R、4300G、4300Bに入射する。各液晶ライトバルブ4300R、4300G、4300Bは、入射した光をそれぞれ画像情報に応じて変調する。   Light emitted from the light sources 4100R, 4100G, and 4100B is incident on the liquid crystal light valves 4300R, 4300G, and 4300B via the lens arrays 4200R, 4200G, and 4200B. Each of the liquid crystal light valves 4300R, 4300G, and 4300B modulates incident light according to image information.

各液晶ライトバルブ4300R、4300G、4300Bによって変調された3つの色光は、クロスダイクロイックプリズム4400に入射して合成される。クロスダイクロイックプリズム4400によって合成された光は、投射光学系である投射レンズ4500に入射する。投射レンズ4500は、液晶ライトバルブ4300R、4300G、4300Bによって形成された像を拡大して、スクリーン(表示面)4600に投射する。これにより、スクリーン4600上に所望の映像が映し出される。ここで、投射レンズ4500は、圧電駆動装置10に支持されており、圧電駆動装置10の駆動により位置および姿勢の変更(位置決め)が可能となっている。これにより、スクリーン4600に投射される映像の形状や大きさ等を調整することができる。   The three color lights modulated by the liquid crystal light valves 4300R, 4300G, and 4300B are incident on the cross dichroic prism 4400 and synthesized. The light synthesized by the cross dichroic prism 4400 enters a projection lens 4500 that is a projection optical system. The projection lens 4500 enlarges an image formed by the liquid crystal light valves 4300R, 4300G, and 4300B and projects the enlarged image onto a screen (display surface) 4600. Thus, a desired image is displayed on the screen 4600. Here, the projection lens 4500 is supported by the piezoelectric driving device 10, and the position and orientation can be changed (positioning) by driving the piezoelectric driving device 10. Thereby, the shape and size of the image projected on the screen 4600 can be adjusted.

なお、上述の例では、光変調部として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、液晶以外のライトバルブを用いてもよいし、反射型のライトバルブを用いてもよい。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の液晶ライトバルブや、デジタルマイクロミラーデバイス(Digital Micromirror Device)が挙げられる。また、投射光学系の構成は、使用されるライトバルブの種類によって適宜変更される。また、プロジェクターとしては、光をスクリーン上で走査させることにより、表示面に所望の大きさの画像を表示させる走査型のプロジェクターであってもよい。   In the above-described example, a transmissive liquid crystal light valve is used as the light modulation unit, but a light valve other than liquid crystal may be used, or a reflective light valve may be used. Examples of such a light valve include a reflective liquid crystal light valve and a digital micromirror device. Further, the configuration of the projection optical system is appropriately changed depending on the type of light valve used. Further, the projector may be a scanning projector that displays an image of a desired size on the display surface by scanning light on a screen.

以上のように、プロジェクター4000は、圧電駆動装置10(1、1A)を備える。このようなプロジェクター4000によれば、圧電駆動装置10(1、1A)が安定した駆動状態の検出結果を用いて高精度な駆動を行うことができる。そのため、このような圧電駆動装置10(1、1A)の駆動特性を利用して、プロジェクター4000の特性を向上させることができる。   As described above, the projector 4000 includes the piezoelectric driving device 10 (1, 1A). According to such a projector 4000, the piezoelectric driving device 10 (1, 1A) can perform high-accuracy driving using a detection result of a stable driving state. Therefore, the characteristics of the projector 4000 can be improved by using the driving characteristics of the piezoelectric driving device 10 (1, 1A).

以上、本発明の圧電駆動装置、ロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよびプロジェクターを、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 piezoelectric driving device, the robot, the electronic component conveying device, the printer, and the projector of the present invention have been described based on the illustrated embodiment, but the present invention is not limited to this, and the configuration of each unit is as follows. Any structure having a similar function can be substituted. In addition, any other component may be added to the present invention. Moreover, you may combine each embodiment suitably.

また、前述した実施形態では圧電駆動装置をロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよびプロジェクターに適用した構成について説明したが、圧電駆動装置は、これら以外の各種電子デバイスに適用することができる。また、圧電駆動装置は、プリンターに用いる場合、プリンターの紙送りローラーの駆動源に限定されず、例えば、プリンターのインクジェットヘッドの駆動源等に適用することもできる。   In the above-described embodiment, the configuration in which the piezoelectric driving device is applied to a robot, an electronic component conveying device, a printer, and a projector has been described. However, the piezoelectric driving device can be applied to various other electronic devices. Further, when used in a printer, the piezoelectric drive device is not limited to a drive source for a paper feed roller of the printer, and can be applied to, for example, a drive source for an inkjet head of a printer.

前述した実施形態では、反射型の光学エンコーダーを用いた場合を例に説明したが、透過型の光学エンコーダーを用いてもよい。この場合、センサーが有する発光素子および受光素子は、光学スケールを挟むように配置される。そしては、センサーは、光学スケールからの透過光を受光する。   In the above-described embodiment, the case where the reflective optical encoder is used has been described as an example. However, a transmissive optical encoder may be used. In this case, the light emitting element and the light receiving element included in the sensor are arranged so as to sandwich the optical scale. And a sensor receives the transmitted light from an optical scale.

1…圧電駆動装置、1A…圧電駆動装置、1X…圧電駆動装置、1Y…圧電駆動装置、1θ…圧電駆動装置、2…第1部材、3…第2部材、4…案内機構、4A…軸受、5…駆動部、5A…駆動部、6…検出部、6A…検出部、8…第1部材、9…第2部材、10…圧電駆動装置、21…設置面、22…設置面、23…凹部、24…凸部、25…接着剤、26…絶縁膜、31…凹部、32…孔、33…孔、34…構造体、35…凹部、41…スライダー、42…レール、43…ボール、44…内輪、45…外輪、46…ボール、51…被駆動部材、52…圧電アクチュエーター、53…支持部材、54…被駆動部材、55…支持部材、61…光学スケール、62…センサー、63…基板、64…光学スケール、71…基材、72…光学パターン、73…樹脂層、74…金属膜、75…光学パターン、81…設置面、82…設置面、83…凹部、84…孔、85…外周面、86…構造体、91…凹部、92…凹部、93…孔、221…凸部、222…凹部、521…振動部、522…支持部、523…接続部、524…突出部、711…凸部、711a…傾斜面、721…第1領域、722…第2領域、741…反射面、742…反射面、851…縮径部、852…拡径部、1000…ロボット、1010…ベース、1020…アーム、1030…アーム、1040…アーム、1050…アーム、1060…アーム、1070…アーム、1080…制御部、1090…エンドエフェクター、2000…電子部品搬送装置、2100…基台、2110…上流側ステージ、2120…下流側ステージ、2130…検査台、2200…支持台、2210…Yステージ、2220…Xステージ、2230…電子部品保持部、2233…保持部、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…制御部、4000…プロジェクター、4100B…光源、4100G…光源、4100R…光源、4200B…レンズアレイ、4200G…レンズアレイ、4200R…レンズアレイ、4300B…液晶ライトバルブ、4300G…液晶ライトバルブ、4300R…液晶ライトバルブ、4400…クロスダイクロイックプリズム、4500…投射レンズ、4600…スクリーン、5211…圧電素子、5212…圧電素子、5213…圧電素子、5214…圧電素子、5215…圧電素子、P…記録用紙、Q…電子部品、X1…矢印、Y1…矢印、aZ…軸線、h…高さ、t1…厚さ、t2…厚さ、α…矢印、β…矢印、θ…傾斜角度、θ1…矢印 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piezoelectric drive device, 1A ... Piezoelectric drive device, 1X ... Piezoelectric drive device, 1Y ... Piezoelectric drive device, 1 (theta) ... Piezoelectric drive device, 2 ... 1st member, 3 ... 2nd member, 4 ... Guide mechanism, 4A ... Bearing DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Drive part, 5A ... Drive part, 6 ... Detection part, 6A ... Detection part, 8 ... 1st member, 9 ... 2nd member, 10 ... Piezoelectric drive device, 21 ... Installation surface, 22 ... Installation surface, 23 ... concave part, 24 ... convex part, 25 ... adhesive, 26 ... insulating film, 31 ... concave part, 32 ... hole, 33 ... hole, 34 ... structure, 35 ... concave part, 41 ... slider, 42 ... rail, 43 ... ball , 44 ... inner ring, 45 ... outer ring, 46 ... ball, 51 ... driven member, 52 ... piezoelectric actuator, 53 ... support member, 54 ... driven member, 55 ... support member, 61 ... optical scale, 62 ... sensor, 63 ... Substrate, 64 ... Optical scale, 71 ... Base material, 72 ... Optical pattern 73 ... resin layer, 74 ... metal film, 75 ... optical pattern, 81 ... installation surface, 82 ... installation surface, 83 ... recess, 84 ... hole, 85 ... outer peripheral surface, 86 ... structure, 91 ... recess, 92 ... Recessed portion, 93 ... hole, 221 ... convex portion, 222 ... recessed portion, 521 ... vibrating portion, 522 ... support portion, 523 ... connecting portion, 524 ... projecting portion, 711 ... convex portion, 711a ... inclined surface, 721 ... first region 722 ... second region 741 ... reflecting surface 742 ... reflecting surface 851 ... reduced diameter portion 852 ... expanded diameter portion 1000 ... robot 1010 ... base 1020 ... arm 1030 ... arm 1040 ... arm 1050 ... arm, 1060 ... arm, 1070 ... arm, 1080 ... control unit, 1090 ... end effector, 2000 ... electronic component transfer device, 2100 ... base, 2110 ... upstream stage, 2120 ... downstream side Stage, 2130 ... Inspection table, 2200 ... Supporting table, 2210 ... Y stage, 2220 ... X stage, 2230 ... Electronic component holding unit, 2233 ... Holding unit, 3000 ... Printer, 3010 ... Main body, 3011 ... Tray, 3012 ... Exhaust Paper mouth, 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 feeding mechanism, 3031 ... driven roller, 3032 ... drive roller, 3040 ... control unit, 4000 ... projector, 4100B ... light source, 4100G ... light source, 4100R ... light source, 4200B ... lens array, 42 0G ... lens array, 4200R ... lens array, 4300B ... liquid crystal light valve, 4300G ... liquid crystal light valve, 4300R ... liquid crystal light valve, 4400 ... cross dichroic prism, 4500 ... projection lens, 4600 ... screen, 5211 ... piezoelectric element, 5212 ... Piezoelectric element, 5213 ... piezoelectric element, 5214 ... piezoelectric element, 5215 ... piezoelectric element, P ... recording paper, Q ... electronic component, X1 ... arrow, Y1 ... arrow, aZ ... axis, h ... height, t1 ... thickness, t2: thickness, α ... arrow, β ... arrow, θ ... inclination angle, θ1 ... arrow

Claims (13)

第1部材と、
前記第1部材に対して相対的に移動または回動可能に設けられている第2部材と、
前記第1部材に配置されている被駆動部材と、
前記第2部材に配置され、前記第1部材を前記第2部材に対して相対的に移動または回動させる駆動力を前記被駆動部材に伝達する圧電アクチュエーターと、
前記第1部材および前記第2部材のうちの一方に配置され、基準電位に接続されている導電性の光学パターンを有する光学スケールと、
前記第1部材および前記第2部材のうちの他方に配置され、前記光学スケールからの透過光または反射光を受光するセンサーと、を有することを特徴とする圧電駆動装置。
A first member;
A second member provided to be movable or rotatable relative to the first member;
A driven member disposed on the first member;
A piezoelectric actuator that is disposed on the second member and transmits a driving force to the driven member for moving or rotating the first member relative to the second member;
An optical scale having a conductive optical pattern disposed on one of the first member and the second member and connected to a reference potential;
A piezoelectric drive device comprising: a sensor disposed on the other of the first member and the second member and receiving transmitted light or reflected light from the optical scale.
前記光学スケールは、前記光学パターンが設けられている板状の基材を有し、
前記光学パターンは、前記基材上に感光性樹脂をパターニングした樹脂層が設けられている領域である第1領域と、前記基材上の前記樹脂層が設けられていない領域である第2領域と、が交互に並んでおり、
前記第1領域の表面は、前記基材の厚さ方向を法線とする第1面を主体に構成され、
前記第2領域の表面は、前記第1面に対して傾斜している第2面を主体に構成され、
前記第1領域および前記第2領域のそれぞれの表面には、金属膜が設けられている請求項1に記載の圧電駆動装置。
The optical scale has a plate-like substrate on which the optical pattern is provided,
The optical pattern includes a first region which is a region where a resin layer obtained by patterning a photosensitive resin is provided on the base material, and a second region which is a region where the resin layer is not provided on the base material. Are lined up alternately,
The surface of the first region is mainly composed of a first surface whose normal is the thickness direction of the base material,
The surface of the second region is mainly composed of a second surface inclined with respect to the first surface,
2. The piezoelectric driving device according to claim 1, wherein a metal film is provided on a surface of each of the first region and the second region.
前記基材は、異方性エッチングが可能な結晶材料で構成されている請求項2に記載の圧電駆動装置。   The piezoelectric driving device according to claim 2, wherein the base material is made of a crystal material capable of anisotropic etching. 前記結晶材料は、単結晶シリコンである請求項3に記載の圧電駆動装置。   The piezoelectric drive device according to claim 3, wherein the crystal material is single crystal silicon. 前記単結晶シリコンの面方位が(100)である請求項4に記載の圧電駆動装置。   The piezoelectric drive device according to claim 4, wherein the plane orientation of the single crystal silicon is (100). 前記第2面は、前記結晶材料の結晶面に沿って設けられている請求項3ないし5のいずれか1項に記載の圧電駆動装置。   The piezoelectric driving device according to claim 3, wherein the second surface is provided along a crystal surface of the crystal material. 前記基材は、導電性を有する請求項2ないし6のいずれか1項に記載の圧電駆動装置。   The piezoelectric drive device according to claim 2, wherein the base material has conductivity. 前記第1部材または前記第2部材は、前記光学スケールが設置される設置面を有し、
前記設置面は、凸部を有する請求項1ないし7のいずれか1項に記載の圧電駆動装置。
The first member or the second member has an installation surface on which the optical scale is installed,
The piezoelectric drive device according to claim 1, wherein the installation surface has a convex portion.
前記光学スケールは、導電性接着剤を介して前記第1部材または前記第2部材に接合されている請求項1ないし8のいずれか1項に記載の圧電駆動装置。   9. The piezoelectric driving device according to claim 1, wherein the optical scale is bonded to the first member or the second member via a conductive adhesive. 10. 請求項1ないし9のいずれか1項に記載の圧電駆動装置を備えることを特徴とするロボット。   A robot comprising the piezoelectric drive device according to claim 1. 請求項1ないし9のいずれか1項に記載の圧電駆動装置を備えることを特徴とする電子部品搬送装置。   An electronic component conveying device comprising the piezoelectric driving device according to claim 1. 請求項1ないし9のいずれか1項に記載の圧電駆動装置を備えることを特徴とするプリンター。   A printer comprising the piezoelectric drive device according to claim 1. 請求項1ないし9のいずれか1項に記載の圧電駆動装置を備えることを特徴とするプロジェクター。   A projector comprising the piezoelectric drive device according to claim 1.
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JP2021192010A (en) * 2020-06-05 2021-12-16 株式会社ミツトヨ Scale and manufacturing method of the same

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