圧電アクチュエータ
【課題】圧電素子と他の部品との接続箇所に破断を生じたり圧電素子自体が疲労したりする可能性が低く、高速な送りと精密な位置決めのための送りが共に可能であって、制御回路やアンプの構成も簡便な圧電アクチュエータを提供すること。
【解決手段】略Ｔ字型の弾性体７の梁状本体部５の全長に匹敵する間隔をおいて第１，第２の圧電素子ＰＴＺ１，ＰＴＺ２を相互に略平行な状態で配置した構成を適用し、高速送りに際しては一方の圧電素子のみを振動させて柱状突起６を共振させることで柱状突起６の先端に楕円運動を生起させてスライダ２に送りを掛け、また、微動送りに際しては何れか一方の圧電素子を伸縮させて他方の圧電素子の先端を支点に弾性体７を揺動させることで柱状突起６の先端を圧電素子の伸縮方向と交差する方向に移動させてスライダ２に送りを掛ける。
【解決手段】略Ｔ字型の弾性体７の梁状本体部５の全長に匹敵する間隔をおいて第１，第２の圧電素子ＰＴＺ１，ＰＴＺ２を相互に略平行な状態で配置した構成を適用し、高速送りに際しては一方の圧電素子のみを振動させて柱状突起６を共振させることで柱状突起６の先端に楕円運動を生起させてスライダ２に送りを掛け、また、微動送りに際しては何れか一方の圧電素子を伸縮させて他方の圧電素子の先端を支点に弾性体７を揺動させることで柱状突起６の先端を圧電素子の伸縮方向と交差する方向に移動させてスライダ２に送りを掛ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力電圧に応じて軸方向に伸縮する圧電素子を組み合わせて駆動対象もしくは駆動対象の移動方向をガイドするガイド部材に形成された駆動力伝達面に駆動力を伝達することで駆動対象に送りを掛ける圧電アクチュエータの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの圧電素子を組み合わせて駆動対象に送りを掛ける圧電アクチュエータとしては、特許文献１に開示される超音波モータ，特許文献２に開示されるアクチュエータ，特許文献３に開示される超音波駆動装置等が既に公知である。
【０００３】
これらの特許文献で開示される圧電アクチュエータは、何れも、軸方向に伸縮する圧電素子の先端部が近接するようにして２つの圧電素子を斜交させて配置し、その先端部にブロック状の変位合成部を固着し、この変位合成部自体あるいは変位合成部に突設された柱状突起を駆動対象の側面や外周部に一定の力で予圧して当接させ、少なくとも１つの圧電素子を共振状態で駆動するか（特許文献１）、もしくは、位相差をもって２つの圧電素子を同時に振動させる（特許文献２，３）ことによって変位合成部それ自体に楕円運動を生起させ、変位合成部と駆動対象との間の摩擦（特許文献１，２）、あるいは、変位合成部に突設された柱状突起と駆動対象との間の摩擦（特許文献３）と前述の楕円運動とを利用して駆動対象に一方的な送り（特許文献１，２）、もしくは、正逆の送り（特許文献３）を掛ける構成を有する。
【０００４】
特許文献３記載の超音波駆動装置は変位合成部それ自体を駆動対象に当接させる代わりに変位合成部の柱状突起を駆動対象に当接させている点が特許文献１，２記載の超音波モータや特許文献２のアクチュエータと異なるが、この柱状突起の傾きは当該柱状突起が駆動対象と当接して弾性変形することによって生じるもので、圧電素子の伸縮運動によってもたらされる共振運動とは技術的な意味合いが相違する。
【０００５】
特許文献１，２，３に開示される圧電アクチュエータは、何れも、２つの圧電素子の先端をブロック状の変位合成部を介して接続したものであるため、各圧電素子の先端と変位合成部との間の固着部に強力な曲げモーメントや剪断力が作用して圧電素子と変位合成部との間の接続箇所に破断が生じる可能性が高く、また、圧電素子それ自体も様々な方向に交番的に屈曲して疲労するため、圧電アクチュエータに十分な耐久性を持たせることが難しいといった不都合がある。
【０００６】
また、これらの圧電アクチュエータは、専ら連続的な高速送りのみを実現するためのもので、精密な位置決めのための送りには適さないといった問題がある。
【０００７】
これに対し、本出願人らは、圧電素子を不用意に屈曲させることなく圧電素子の直線的な伸縮動作のみを利用して駆動対象に送りを掛けることによって耐久性を向上させると共に、精密な位置決めのための送りにも十分に対処が可能な圧電アクチュエータを特許文献４の圧電アクチュエータとして提案しているが、このものは、４系統以上の圧電素子を連動させて駆動するために制御回路やアンプの構成が相対的に複雑化する傾向にある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１６８７９号公報
【特許文献２】特開２００１−２２４１８７号公報（図３，図４，図１１−１４）
【特許文献３】特開２００２−５８２６６号公報（段落００２１，００２３−００２４，図６）
【特許文献４】特許第３８３３１６６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明の課題は、前記従来技術の不都合を改善し、圧電素子と他の部品との接続箇所に破断を生じたり圧電素子自体が疲労したりする可能性が低く、高速な送りと精密な位置決めのための送りが共に可能であって、制御回路やアンプの構成も簡便な圧電アクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の圧電アクチュエータは、入力電圧に応じて軸方向に伸縮する圧電素子を組み合わせて駆動対象もしくは駆動対象の移動方向をガイドするガイド部材に形成された駆動力伝達面に駆動力を伝達することで駆動対象に送りを掛ける圧電アクチュエータであり、前記課題を達成するため、特に、
梁状本体部と其の長手方向略中央部の柱状突起とから一体に形成された略Ｔ字型の弾性体と、
相互に略平行な状態で前記梁状本体部の両端部に配置されて其の先端部を前記梁状本体部に固着された第１，第２の圧電素子と、
前記第１，第２の圧電素子の基部を固着したベースプレートを押圧し、前記梁状本体部が前記駆動対象の送り方向と略平行となり且つ前記柱状突起が前記駆動対象の送り方向と略直交するような姿勢を保持して、前記柱状突起の先端を前記駆動力伝達面に向けて付勢する予圧手段と、
何れか一方の前記圧電素子の伸縮運動と当該伸縮動作によってもたらされる前記柱状突起の共振運動とによって実質的に前記送り方向に沿った方向の長軸を有する楕円運動を前記柱状突起の先端部に生起させる高速送り用駆動信号と、何れか一方の前記圧電素子の伸縮運動によって実質的に前記送り方向に沿った方向の直線運動を前記柱状突起の先端部に生起させる微動送り用駆動信号とを選択的に生成する駆動信号生成手段と、
前記高速送り用駆動信号と微動送り用駆動信号のうち前記駆動信号生成手段が生成すべき信号の種別を前記駆動信号生成手段に指令する生成信号指定手段と、
前記駆動信号生成手段によって生成された駆動信号を何れか一方の前記圧電素子に対して選択的に入力する送り方向切替手段を備えたことを特徴とする構成を有する。
【００１１】
以上の構成において、まず、送り方向切替手段を操作し、駆動信号生成手段が生成する駆動信号の入力先として第１，第２の圧電素子の何れか一方を選択する。
そして、駆動対象に連続的な高速送りを掛ける場合においては、生成信号指定手段を操作して高速送り用駆動信号を生成する旨の指令を駆動信号生成手段に入力し、また、駆動対象に対して微動送りを掛ける場合には、生成信号指定手段を操作して微動送り用駆動信号を生成する旨の指令を駆動信号生成手段に入力する。
駆動信号生成手段に高速送り用駆動信号を生成する旨の指令が入力された場合、駆動信号生成手段は、駆動信号の入力先として選択された何れか一方の圧電素子の伸縮運動と当該伸縮動作によってもたらされる柱状突起の共振運動とによって実質的に駆動対象の送り方向に沿った方向の長軸を有する楕円運動を柱状突起の先端部に生起させるための高速送り用駆動信号を生成し、この高速送り用駆動信号を、駆動信号の入力先として選択された何れか一方の圧電素子に印加する。
高速送り用駆動信号は、時間の経過に応じて一定のパターンでサイクリックに電圧を変化させる正弦波または三角波等に類する信号である。選択された何れか一方の圧電素子は、入力電圧に応じて軸方向に伸縮する構造のものであるから、この高速送り用駆動信号を印加されることにより当該圧電素子に高周波の縦振動が発生し、当該圧電素子と他方の圧電素子によって両端部を保持された略Ｔ字型の弾性体が、前記他方の圧電素子との固着部を実質的な支点として高速で揺動し、弾性体の梁状本体部における長手方向略中央部つまり柱状突起の基部が、前述の縦振動の約１／２の振幅で此の縦振動の方向と概ね同様の方向に高速に振動する。
また、略Ｔ字型の弾性体が前記他方の圧電素子との固着部を実質的な支点として高速で揺動する結果、弾性体の梁状本体部と一体に形成された柱状突起も、梁状本体部と一体に移動する其の基部を支点として高速で揺動し、結果として、この柱状突起の先端が、柱状突起の基部の縦振動の向きと略直角に交差する方向で横振動することになる。
この横振動は、圧電素子の伸縮運動によってもたらされる柱状突起の共振運動であり、正弦波または三角波等からなる高速送り用駆動信号の周波数，略Ｔ字型の弾性体の材質，梁状本体部や柱状突起の各部の寸法等を適切に設計することで、柱状突起の基部の縦振動と柱状突起の先端の横振動を合成して得られる柱状突起の先端の運動軌跡が、駆動対象の送り方向に沿った方向の長軸を有する楕円運動とされる。
梁状本体部が駆動対象の送り方向と略平行となり且つ柱状突起が駆動対象の送り方向と略直交するような姿勢を保持した状態で第１，第２の圧電素子のベースプレートを押圧する予圧手段により、柱状突起の先端が駆動力伝達面に向けて付勢された状態で柱状突起先端の楕円運動が生起される結果、長軸を基準として駆動力伝達面に近い側の楕円軌跡の部分では柱状突起の先端と駆動力伝達面との当接力が増大する一方、長軸を基準として駆動力伝達面から遠い側の楕円軌跡の部分では柱状突起の先端と駆動力伝達面との当接力が減少する。あるいは、柱状突起の基部の縦振動の周期と予圧手段の伸縮に係る応答性の関係によっては、長軸を基準として駆動力伝達面に近い側の楕円軌跡の部分では柱状突起の先端と駆動力伝達面とが当接するが、長軸を基準として駆動力伝達面に遠い側の楕円軌跡の部分では、予圧手段の伸長が間に合わずに柱状突起の先端が駆動力伝達面から離間したままの状態となるといった現象も生じ得る。
何れの場合においても、長軸を基準として駆動力伝達面に近い側の楕円軌跡上に柱状突起の先端が位置する状況下では、長軸を基準として駆動力伝達面に遠い側の楕円軌跡上に柱状突起の先端が位置する場合よりも駆動力伝達面に対して強い送りが掛けられることになるので、結果的に、楕円軌跡に沿って移動する柱状突起先端の移動方向によって駆動対象の送り方向が決まる。例えば、左右方向に移動可能な駆動対象の下面に形成された駆動力伝達面に柱状突起の先端が当接し、柱状突起の先端が楕円軌跡に沿って時計方向に移動するとした場合では駆動対象の送り方向は左から右へ向かう方向となり、また、同一条件下で柱状突起の先端が楕円軌跡に沿って反時計方向に移動するとした場合では駆動対象の送り方向は右から左へ向かう方向となる。
第１，第２の圧電素子は相互に略平行な状態で梁状本体部の両端部に配置されており、梁状本体部の長手方向略中央部に形成された柱状突起から見れば第１，第２の圧電素子の配設位置は対称であり、しかも、第１の圧電素子を駆動信号の入力先として選択した場合であっても第２の圧電素子を駆動信号の入力先として選択した場合であっても高速送り用駆動信号の特性自体は同一である。従って、第１の圧電素子を駆動信号の入力先として選択するか第２の圧電素子を駆動信号の入力先として選択するかは、非作動側の圧電素子である第２の圧電素子の先端を支点として梁状本体部を高速に揺動させるか非作動側の圧電素子である第１の圧電素子の先端を支点として梁状本体部を高速に揺動させるかの相違に過ぎない。つまり、第１，第２の圧電素子の違いを無視すれば、第１，第２の圧電素子や梁状本体部および柱状突起を含む仮想平面の表側から第１，第２の圧電素子や梁状本体部および柱状突起の動作状態を見た場合であっても、この仮想平面の裏側から第１，第２の圧電素子や梁状本体部および柱状突起の動作状態を見た場合であっても、その動作状態は完全に同一である。
従って、第１の圧電素子を駆動信号の入力先として選択するか第２の圧電素子を駆動信号の入力先として選択するかを送り方向切替手段によって切り替えることで、楕円軌跡に沿って移動する柱状突起先端の移動方向を反転することが可能であり、これにより駆動対象の送り方向を正逆に切り替えることができる。
第１，第２の圧電素子の間に略Ｔ字型の弾性体の梁状本体部の全長に匹敵する間隔をおいて第１，第２の圧電素子を相互に略平行な状態で配置しているので、何れか一方の圧電素子を伸縮させても他方の圧電素子を屈曲させる力は殆ど作用せず、圧電素子の屈曲による疲労の発生が大幅に軽減される。また、第１，第２の圧電素子の先端に両端部を固着された略Ｔ字型の弾性体の梁状本体部は、圧電素子の先端部が近接するようにして斜交配置した２つの圧電素子の先端の交差部分に設けられる従来型のブロック状の変位合成部とは相違し、スパンの長い梁状に形成されており、且つ、弾性変形が容易であるから、何れか一方の圧電素子を伸縮させても容易に弾性変形して応力を分散させることができるので、強い曲げモーメントや剪断力が作用することはなく、圧電素子と梁状本体部との間の接続箇所に破断が生じる心配は殆どない。従って、圧電アクチュエータに十分な耐久性を持たせることが可能である。
一方、駆動信号生成手段に微動送り用駆動信号を生成する旨の指令が入力された場合、駆動信号生成手段は、何れか一方の圧電素子の伸縮運動によって実質的に駆動対象の送り方向に沿った方向の直線運動を柱状突起の先端部に生起させる微動送り用駆動信号を生成し、この微動送り用駆動信号を、駆動信号の入力先として選択された何れか一方の圧電素子に印加する。
微動送り用駆動信号は、圧電素子を伸縮させるための直流電圧である。選択された何れか一方の圧電素子は、入力電圧に応じて軸方向に伸縮する構造のものであるから、この微動送り用駆動信号を印加されることにより入力電圧の大小に応じて伸縮し、当該圧電素子と他方の圧電素子によって両端部を保持された略Ｔ字型の弾性体の梁状本体部が、前記他方の圧電素子との固着部を実質的な支点として揺動し、弾性体の梁状本体部における長手方向略中央部つまり柱状突起の基部が、圧電素子の伸縮量の約１／２の移動量で圧電素子の伸縮方向と概ね同様の方向に移動する。
また、略Ｔ字型の弾性体が前記他方の圧電素子との固着部を実質的な支点として揺動する結果、弾性体の梁状本体部と一体に形成された柱状突起も、梁状本体部と一体に揺動し、その先端が、圧電素子の伸縮方向と交差する方向で僅かに移動することになる。
この柱状突起先端の移動のうち圧電素子の伸縮方向と直交する方向の移動量が、実質的に駆動対象の送り方向に沿った方向の直線運動である。
梁状本体部が駆動対象の送り方向と略平行となり且つ柱状突起が駆動対象の送り方向と略直交するような姿勢を保持した状態で第１，第２の圧電素子のベースプレートを押圧する予圧手段により、柱状突起の先端が駆動力伝達面に向けて付勢された状態で柱状突起先端に駆動対象の送り方向に沿った方向の直線運動が生起される結果、選択された圧電素子が第１の圧電素子であるのか第２の圧電素子であるのかに応じて駆動対象に微小な送りが掛けられ、同時に、駆動力伝達面と接離する方向の柱状突起の基部の移動量つまり圧電素子の伸縮量の約１／２に相当する移動量だけ、予圧手段の付勢力に抗してベースプレートが駆動力伝達面から離間する方向に移動する。駆動対象の移動量は、圧電素子の伸長限度に相当する電圧の範囲内で、微動送り用駆動信号の電圧に略比例する。
前記と同様、第１の圧電素子を駆動信号の入力先として選択するか第２の圧電素子を駆動信号の入力先として選択するかは、非作動側の圧電素子である第２の圧電素子の先端を支点として梁状本体部および柱状突起を揺動させるか非作動側の圧電素子である第１の圧電素子の先端を支点として梁状本体部および柱状突起を揺動させるかの相違に過ぎない。つまり、第１，第２の圧電素子の違いを無視すれば、第１，第２の圧電素子や梁状本体部および柱状突起を含む仮想平面の表側から第１，第２の圧電素子や梁状本体部および柱状突起の動作状態を見た場合であっても、この仮想平面の裏側から第１，第２の圧電素子や梁状本体部および柱状突起の動作状態を見た場合であっても、その動作状態は完全に同一である。
従って、第１の圧電素子を駆動信号の入力先として選択するか第２の圧電素子を駆動信号の入力先として選択するかを送り方向切替手段によって切り替えることで、柱状突起先端の移動方向を反転することが可能であり、これにより駆動対象の送り方向を正逆に切り替えることができる。また、この構成により精密な位置決めのための送りが実現される。
以上に述べた通り、連続的な高速送りに際しても精密な位置決めのための送りに際しても、送り方向切替手段の操作により第１，第２の圧電素子の何れか一方を駆動信号の入力先として選択し、信号波形生成器やアンプ等からなる単一の駆動信号生成手段で何れかの圧電素子に駆動信号を入力するようにしているので、基本的に１系統分の制御回路を設ければよく、簡便な構造の圧電アクチュエータを提供することができる。
【００１２】
更に、一方の圧電素子が伸長限度に達した状態にある柱状突起の先端を駆動力伝達面から離間させるためのオフセット手段を備えると共に、
前記駆動信号生成手段は、目標移動量を含む微動指令を受け、前記一方の圧電素子に印加される微動送り用駆動信号の電圧と前記直線運動の量との関係に基いて、前記一方の圧電素子の伸長限度に相当する電圧の範囲内で、前記微動指令に略比例した電圧の微動送り用駆動信号を生成するものであって、
前記微動指令が前記一方の圧電素子の伸長限度に相当する前記直線運動の量を超える場合には、前記一方の圧電素子が伸長限度に達した時点で前記オフセット手段により前記柱状突起の先端を前記駆動力伝達面から離間させ前記駆動信号生成手段の作動を停止させて前記一方の圧電素子を初期状態に復帰させ、前記オフセット手段により前記柱状突起の先端を改めて前記駆動力伝達面に当接させて、前記微動指令と前記一方の圧電素子の伸長の度合いに相当する直線運動の量との差分を新たな目標移動量として前記駆動信号生成手段を再び作動させる連続微動送り用制御手段を併設した構成としてもよい。
【００１３】
このような構成を適用した場合、駆動信号生成手段には目標移動量を含む微動指令を入力する。
前述した通り、選択された何れか一方の圧電素子は、入力電圧に応じて軸方向に伸縮する構造のものであり、最終的に、微動送りに際しての駆動対象の移動量は、圧電素子の伸長限度に相当する電圧の範囲内で、微動送り用駆動信号の電圧に略比例する。
従って、微動指令に含まれる目標移動量が、選択された圧電素子の伸長限度に相当する駆動対象の移動量の範囲内であれば、当該圧電素子に印加される微動送り用駆動信号の電圧と駆動対象の直線運動の量との関係に基いて、圧電素子の伸長限度に相当する電圧の範囲内で微動指令に略比例した電圧の微動送り用駆動信号を生成すれば、目標移動量に相当する分の送りで駆動対象を移動させることができる。例えば、Ｖ１の微動送り用駆動信号を一方の圧電素子に印加した際に駆動対象が１（nm）移動し、Ｖ２の微動送り用駆動信号を一方の圧電素子に印加した際に駆動対象が２（nm）移動し、・・・、Ｖｉの微動送り用駆動信号を一方の圧電素子に印加した際に駆動対象がｉ（nm）移動し、・・・・、Ｖｎの微動送り用駆動信号を一方の圧電素子に印加した際に駆動対象がｎ（nm）移動し、Ｖｎの微動送り用駆動信号によって圧電素子が伸長限度に達するとすれば、微動送り用駆動信号となる直流電圧としてＶ１を入力すると１（nm）の送り、Ｖ２を入力すると２（nm）の送り、・・・、Ｖｉを入力するとｉ（nm）の送り、・・・、Ｖｎを入力するとｎ（nm）の微動送りが実現されるということになる（但し、Ｖ１＜Ｖ２＜・・・Ｖｉ・・・＜Ｖｎ）。
しかし、選択された圧電素子にＶｎを越える電圧を印加しても圧電素子は其れ以上には伸張しないので、このままでは、ｎ（nm）を超える送りは実現できない。
そこで、微動指令で指示される目標移動量が圧電素子の伸長限度に相当する駆動対象の送り量、例えば、前述のｎ（nm）を超える場合には、圧電素子が伸長限度に達した時点で連続微動送り用制御手段がオフセット手段を制御し、圧電素子が伸長限度に達した状態にある柱状突起の先端を駆動力伝達面から離間させる。柱状突起先端の揺動状態を保持したまま柱状突起の先端を駆動力伝達面から離間させるようにしているので、柱状突起を駆動力伝達面から退避させる際に駆動対象に余計な送りが掛けられたり、駆動対象が送り方向と逆行する方向に引き戻されたりする弊害は生じない。
次いで、連続微動送り用制御手段は、駆動信号生成手段の作動を停止させることによって圧電素子の伸長状態を初期状態に復帰させるが、この時点では既に柱状突起の先端が駆動力伝達面から離間しているので、柱状突起先端の揺動状態を初期状態に復帰させても駆動対象が不用意に移動する心配はない。
そして、連続微動送り用制御手段は、オフセット手段により柱状突起の先端を改めて駆動力伝達面に当接させ、微動指令で指示される目標移動量と圧電素子の伸長の度合いに相当する駆動対象の直線運動の量との差分を新たな目標移動量として駆動信号生成手段に入力し、前記と同様にして駆動信号生成手段を再び作動させる。
従って、例えば、前記と同様にＶ１の微動送り用駆動信号で駆動対象が１（nm）移動し、Ｖ２の微動送り用駆動信号で駆動対象が２（nm）移動し、・・・、Ｖｉの微動送り用駆動信号で駆動対象がｉ（nm）移動し、・・・、Ｖｎの微動送り用駆動信号で駆動対象がｎ（nm）移動し、Ｖｎの微動送り用駆動信号によって圧電素子が伸長限度に達するとした場合において、目標移動量を２ｎ＋ｉ（nm）とする微動指令が入力されたとすれば、圧電素子の伸長限度に相当するｎ（nm）の送りが２回と其の都度のオフセット手段の作動が都合２回、そして、Ｖｉの微動送り用駆動信号に相当するｉ（nm）の送りが１回実行されて、目標移動量に相当する送りが完了することになる。
このような構成を適用することで、圧電素子の伸長限度に相当する直線運動の量を超える目標移動量が微動指令として入力された場合であっても、その要求に確実に対処できるようになる。
【００１４】
前述のオフセット手段は、具体的には、第１，第２の圧電素子と、該第１，第２の圧電素子にバイアス電圧を印加するバイアス回路によって構成することが可能である。
【００１５】
この構成は、バイアス回路を利用して第１，第２の圧電素子にバイアス電圧を印加し或いは解除することで、圧電素子が伸長限度に達した状態にある柱状突起の先端を駆動力伝達面から離間させるようにしたもので、第１，第２の圧電素子それ自体をオフセット手段として機能させる構造上、オフセット手段を構成する他の機械的な構成要素を付加しなくても連続的な微動送り、つまり、圧電素子の伸長限度に相当する直線運動の量を超えた目標移動量の微動指令に対処できるメリットがある。
但し、このような構成を適用した場合、駆動対象の送りのために利用できる圧電素子の実質的な伸長限度は圧電素子の物理的な伸長限度からオフセット量を差し引いた値、つまり、微動送りに際して柱状突起先端の揺動状態を保持したまま柱状突起の先端を駆動力伝達面から離間させ、且つ、柱状突起先端の揺動状態を初期状態に復帰させても柱状突起先端が駆動力伝達面に不用意に当接しない程度のニガシ量を差し引いた値である。
【００１６】
或いは、前述のオフセット手段は、前記第１，第２の圧電素子の基部と前記ベースプレートとの固着位置よりもベースプレート側に設置された第３の圧電素子によって構成することも可能である。
【００１７】
このような構成を適用した場合、圧電素子が伸長限度に達した状態にある柱状突起の先端を駆動力伝達面から離間させるための手段として新たに第３の圧電素子が必要となるが、圧電素子の物理的な伸長限度を駆動対象の送りのために利用できるので、１サイクルの微動送りの量を大きくすることができる。
【００１８】
更に、駆動信号生成手段が非作動となっている間だけ駆動対象の停止位置を保持するロック手段を併設してもよい。
【００１９】
柱状突起の先端が駆動力伝達面から離間した状態であっても振動や衝撃で駆動対象が不用意に移動することはないので、駆動対象の微動送りを繰り返し実行するような場合でも微動指令による目標移動量を確実に達成することができ、また、駆動電力の供給を停止して駆動信号生成手段の作動を停止したような場合であっても最終的な位置決め完了位置を保持することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の圧電アクチュエータは、略Ｔ字型の弾性体の梁状本体部の全長に匹敵する間隔をおいて第１，第２の圧電素子を相互に略平行な状態で配置した構成を有し、駆動対象に高速送りを掛ける際には、一方の圧電素子のみを振動させて他方の圧電素子の非作動状態を保持することで前記一方の圧電素子の振動方向と概ね同方向に梁状本体部における長手方向略中央部に位置する柱状突起の基部を振動させると共に此の振動を利用して柱状突起を共振させることで当該柱状突起の先端に柱状突起の基部の振動の向きと略直角に交差する方向の横振動を生起させ、これらの振動を合成して得られる柱状突起先端の楕円運動を利用して駆動対象に送りを掛けるようにしているので、何れか一方の圧電素子を伸縮させても他方の圧電素子を屈曲させる力は殆ど作用せず、圧電素子の屈曲による疲労の発生が大幅に軽減され、しかも、第１，第２の圧電素子の先端に両端部を固着された略Ｔ字型の弾性体の梁状本体部はスパンの長い梁状に形成されており弾性変形が容易であるから、何れか一方の圧電素子を伸縮させても容易に弾性変形して弾性体に作用する応力を分散させることが可能であり、圧電素子と梁状本体部との間の接続箇所に強い曲げモーメントや剪断力が作用することがなくなるので、圧電素子と弾性体の梁状本体部との間の破断を効果的に抑制することができ、圧電アクチュエータ全体としての構造に十分な耐久性を持たせることができる。
また、駆動対象に微動送りを掛ける際には何れか一方の圧電素子を伸縮させて他方の圧電素子の先端を支点に略Ｔ字型の弾性体を揺動させることで柱状突起の先端を圧電素子の伸縮方向と交差する方向に移動させて駆動対象に送りを掛けるようにしているので、従来の此の種の圧電アクチュエータでは難しかった微小な精密送りも可能となった。
更に、高速送りに際しても微動送りに際しても、何れか一方の圧電素子のみを駆動すればよく、送り方向切替手段の操作により第１，第２の圧電素子の何れか一方を駆動信号の入力先として選択し、信号波形生成器やアンプ等からなる単一の駆動信号生成手段で何れかの圧電素子に駆動信号を入力するようにしているので、基本的に１系統分の制御回路を設ければ十分であり特に回路関連のハードウェア面で簡便な構造の圧電アクチュエータを提供することができ、正逆の送り方向も自由に選択することができる。
【００２１】
また、微動送りに際して入力される目標移動量が圧電素子の伸長限度に相当する駆動対象の送り量を超えている場合には、圧電素子が伸長限度に達した時点でオフセット手段を用いて柱状突起の先端を駆動力伝達面から離間させ、柱状突起先端と駆動力伝達面との不用意な接触による駆動対象の位置ずれを防止した状態で圧電素子の伸長状態を初期状態に復帰させ、改めて駆動力伝達面に柱状突起の先端を当接させて、微動指令で指示される目標移動量と圧電素子の伸長の度合いに相当する駆動対象の直線運動の量との差分を新たな目標移動量として駆動信号生成手段に入力するようにしているので、圧電素子の伸長限度に相当する直線運動の量を超える目標移動量が微動指令として入力された場合であっても、その要求に確実に対処することができる。
【００２２】
柱状突起の先端を駆動力伝達面から離間させるためのオフセット手段は、第１，第２の圧電素子と、該第１，第２の圧電素子にバイアス電圧を印加するバイアス回路によって構成することが可能であり、オフセット手段を構成する他の機械的な構成要素を付加しなくても連続的な微動送り、つまり、圧電素子の伸長限度に相当する直線運動の量を超えた目標移動量の微動指令に対処することができる。
【００２３】
また、第１，第２の圧電素子の基部とベースプレートとの固着位置よりもベースプレート側に設置された第３の圧電素子によってオフセット手段を構成した場合においては、圧電素子の物理的な伸長限度を駆動対象の送りのために利用できるので、１サイクルの微動送りの量を大きくすることができる。
【００２４】
更に、駆動信号生成手段が非作動となっている間だけ駆動対象の停止位置を保持するロック手段を併設することで、駆動対象の微動送りを繰り返し実行するような場合でも微動指令による目標移動量を確実に達成することができ、また、駆動電力の供給を停止して駆動信号生成手段の作動を停止したような場合であっても最終的な位置決め完了位置を保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明を実施するための最良の形態について、実施形態を揚げて具体的に説明する。
【００２６】
図１（ａ）および図１（ｂ）は本発明の圧電アクチュエータをスライダ送り機構に適用した場合の一実施形態の構成の概略について示した模式図、図２（ａ）および図２（ｂ）は同実施形態の圧電アクチュエータから略Ｔ字型の弾性体と第１，第２の圧電素子を取り出して高速送りと微動送りの作用原理を簡略化して示した作用原理図、また、図３は同実施形態の圧電アクチュエータの制御部の構成を簡略化して示したブロック図である。
【００２７】
この実施形態のスライダ送り機構１は、図１に示される通り、概略において、駆動対象としてのスライダ２と、スライダ２の移動方向をガイドするガイド部材３、および、スライダ２に送りを掛けるための圧電アクチュエータ４によって構成される。
【００２８】
圧電アクチュエータ４の構造上の主要部は、図１に示されるように、梁状本体部５と其の長手方向略中央部の柱状突起６とから一体に形成された略Ｔ字型の弾性体７と、相互に略平行な状態で梁状本体部５の両端部に配置されて其の先端部を梁状本体部５に固着された第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２と、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２の基部を固着したベースプレート８と、弾性体７における梁状本体部５が駆動対象であるスライダ２の送り方向つまり図１中の両端矢印Ｘの方向と略平行となり且つ柱状突起６がスライダ２の送り方向と略直交するような姿勢を保持して柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａに向けて付勢する予圧手段９とによって構成される。
【００２９】
ここでは、一例として、ベースプレート８の姿勢を保持して摺動自在にガイドするガイドピン１０，１０と当該ガイドピン１０，１０に遊嵌されて其の両端部をベースプレート８およびリジッドプレート１２に当接させたコイルスプリング１１，１１を利用して予圧手段９を構成しているが、この種の予圧手段の構成に関しては既に様々なものが公知であり、その構成は問わない。
【００３０】
図１では、説明の都合上、各部のスケールを無視してスライダ送り機構１や圧電アクチュエータ４の構造を記載しているが、実際には、弾性体７における梁状本体部５のスパンは概ね１１（mm），柱状突起６の長さは概ね６（mm），第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２の長さは概ね９（mm），これらのパーツの厚さは３（mm）程度であり、スライダ２の大きさは一辺が５０〜１００（mm）といった程度である。弾性体７の材質としては、例えば炭素工具鋼のＳＫ３や合金工具鋼のＳＫＳ３等の鋼材が適している。
【００３１】
圧電アクチュエータ４の制御部１３は、図３に示されるように、マイクロプロセッサ１４と、マイクロプロセッサ１４の制御プログラムを格納したＲＯＭ１５、および、演算データの一時記憶等に利用されるＲＡＭ１６と、ユーザープログラム等を格納するための不揮発性メモリ１７によって構成される。
【００３２】
また、第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段１８は、信号波形発生器１９とアンプ２０とによって構成される。
【００３３】
アンプ２０から出力される高速送り用駆動信号の一例を図６に示す。この高速送り用駆動信号は、第１の圧電素子ＰＺＴ１もしくは第２の圧電素子ＰＺＴ２の何れかを高速で伸縮運動させ、この伸縮動作と当該伸縮動作によってもたらされる柱状突起６の共振運動とによって実質的にスライダ２の送り方向に沿った方向の長軸を有する楕円運動を柱状突起６の先端部に生起させるためのものである。高速送り用駆動信号は、時間の経過に応じて一定のパターンでサイクリックに電圧を変化させる正弦波または三角波等のものであり（この実施形態では正弦波）、公知の信号波形発生器１９およびアンプ２０で生成し増幅することが可能である。高速送り用駆動信号の電圧や周波数は、第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２を振動させ、この振動と柱状突起６の共振運動とによって弾性体７における柱状突起６の先端に楕円運動を生起させるのに適した値に定める必要がある。前述した寸法および材質の弾性体７と第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に合わせた場合、望ましい正弦波の電圧は６０Ｖｐ−ｐ，周波数は２５〜３０ｋＨｚの範囲が適当であることが実験的に求められている。
【００３４】
また、アンプ２０から出力される微動送り用駆動信号の一例を図７に示す。この微動送り用駆動信号は、第１の圧電素子ＰＺＴ１もしくは第２の圧電素子ＰＺＴ２の何れかを伸縮運動させることによって実質的にスライダ２の送り方向に沿った方向の直線運動を柱状突起６の先端部に生起させるための直流電圧である。第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２は入力電圧に応じて軸方向に伸縮する構造のものであるから、この微動送り用駆動信号を印加されることにより、入力電圧の大小に応じて第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２が伸縮する。
【００３５】
ここでは、図７に示されるように、例えば、Ｖ１，Ｖ２，・・・Ｖｉ・・・，Ｖｎ（但し、この実施形態ではｎ＝５）のｎ段階の直流電圧を微動送り用駆動信号として利用し、Ｖ１の微動送り用駆動信号を第１の圧電素子ＰＺＴ１もしくは第２の圧電素子ＰＺＴ２の何れか一方に印加した際に駆動対象であるスライダ２が基準位置からのアブソリュート量で１（nm）移動し、Ｖ２の微動送り用駆動信号を一方の圧電素子に印加した際にスライダ２が基準位置からのアブソリュート量で２（nm）、要するに、Ｖ１からＶ２への切り替えによってインクリメンタル量で１（nm）移動し、・・・、Ｖｉの微動送り用駆動信号を一方の圧電素子に印加した際にスライダ２が基準位置からのアブソリュート量でｉ（nm）、要するに、Ｖｉ−１からＶｉへの切り替えによってインクリメンタル量で１（nm）移動し、・・・・、Ｖｎの微動送り用駆動信号を一方の圧電素子に印加した際にスライダ２が基準位置からのアブソリュート量でｎ（nm）、要するに、Ｖｎ−１からＶｎへの切り替えによってインクリメンタル量で１（nm）移動し、Ｖｎの微動送り用駆動信号によって当該圧電素子が伸長限度に達するものとする。
【００３６】
駆動信号生成手段１８を構成する信号波形発生器１９およびアンプ２０は、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４から制御部１３の入出力回路２１を介して指令を受け、図６に示されるような高速送り用駆動信号、もしくは、図７に示されるようなｎ段階の微動送り用駆動信号の何れかの段の微動送り用駆動信号を生成し、送り方向切替手段として機能するリレースイッチＳＷ０に出力する。
【００３７】
送り方向切替手段として機能するリレースイッチＳＷ０は、マイクロプロセッサ１４から制御部１３の入出力回路２１を介して指令を受け、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先を第１の圧電素子ＰＺＴ１もしくは第２の圧電素子ＰＺＴ２に選択的に切り替える。
【００３８】
この実施形態のオフセット手段は、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２と、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に均等なバイアス電圧を印加するバイアス回路２２によって構成される。オフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２は、マイクロプロセッサ１４あるいは連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４から制御部１３の入出力回路２１を介して指令を受け、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加しているバイアスを解除して第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子をニガシ量相当分だけ収縮させ、第１の圧電素子ＰＺＴ１あるいは第２の圧電素子ＰＺＴ２が伸長限度に達した状態にある柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａから離間させ、また、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２にバイアスを印加して第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２をニガシ量相当分だけ伸長させて、柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａに当接させる。なお、前述の図１（ａ）では第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に均等なバイアス電圧を印加して第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２をニガシ量に相当する分だけ伸長させて柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａに当接させた状況を示し、図１（ｂ）では第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加しているバイアスを解除して第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量に相当する分だけ収縮させ、第１の圧電素子ＰＺＴ１あるいは第２の圧電素子ＰＺＴ２が伸長限度に達した状態にある柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａから離間させた後、更に、駆動信号生成手段１８の作動を停止させて、それまで伸長していた側の第１の圧電素子ＰＺＴ１あるいは第２の圧電素子ＰＺ２を完全収縮の初期状態に復帰させた状況を示している。
【００３９】
手動パルス発生器２３は駆動対象であるスライダ２に微動送りを掛けるための微動指令と目標移動量を入力するためのマン・マシン・インターフェイスである。手動パルス発生器２３からのパルスは入出力回路２１を介してマイクロプロセッサ１４に入力され、手動パルス発生器２３のハンドルの操作方向つまり正逆の送り方向に応じ、ＲＡＭ１６のレジスタの１つで構成されるパルスカウンタＣに加算もしくは減算される。
【００４０】
ジョグスイッチＳＷ１は駆動対象であるスライダ２に正方向の高速送りを掛けるためのマン・マシン・インターフェイスであり、また、ジョグスイッチＳＷ２は駆動対象であるスライダ２に逆方向の高速送りを掛けるためのマン・マシン・インターフェイスである。
【００４１】
リニアスケール２４は機械座標系上におけるスライダ２の現在位置をリアルタイムで検出し、この現在位置がモニタ２５上に表示される。
【００４２】
なお、キーボード２６はユーザープログラム等の入力に用いられるマン・マシン・インターフェイスである。
【００４３】
圧電アクチュエータ４の制御部１３は専用のハードウェアで構成してもよいし、パーソナルコンピュータ等にプログラムをインストールすることによって制御部１３の機能を持たせるようにしても構わない。
【００４４】
図４〜図５はＲＯＭ１５に格納された制御プログラムに従ってマイクロプロセッサ１４が実行する処理の概略について示したフローチャートである。
【００４５】
次に、図４〜図５のフローチャートを参照して、生成信号指定手段，連続微動送り用制御手段等として機能するマイクロプロセッサ１４の処理動作、および、スライダ送り機構１と圧電アクチュエータ４の動作について具体的に説明する。
【００４６】
圧電アクチュエータ４の制御部１３に電源が投入されると、マイクロプロセッサ１４は、まず、微動送りの実行中を記憶する微動送り実行フラグＦをリセットし（ステップＳ１）、微動送りの目標移動量を記憶するパルスカウンタＣの値を０に初期化すると共に（ステップＳ２）、信号波形発生器１９およびアンプ２０からなる駆動信号生成手段１８に指令する微動送り用駆動信号の電圧値を特定する電圧指定指標ｉの値を０に初期化する（ステップＳ３）。
【００４７】
次いで、マイクロプロセッサ１４は、ジョグスイッチＳＷ１の操作が検知されているか否か（ステップＳ４）、ジョグスイッチＳＷ２の操作が検知されているか否か（ステップＳ１１）、手動パルス発生器２３からのパルス信号の入力が検知されているか否か（ステップＳ１６）、パルスカウンタＣの現在値が０に保持されているか否かを判定するが（ステップＳ２０）、電源投入直後の現時点では、必然的に、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６の判定結果は偽、また、ステップＳ２０の判定結果は真となるので、マイクロプロセッサ１４は、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０の判定処理のみを繰り返し実行して、ジョグスイッチＳＷ１，ジョグスイッチＳＷ２，手動パルス発生器２３に対するユーザの操作を待つ待機状態に入る。
【００４８】
ここで、ユーザがジョグスイッチＳＷ１を操作した場合、つまり、ステップＳ４の判定結果が真となった場合には、駆動対象であるスライダ２に対して正方向の高速送りを掛ける意図がユーザ側にあることを意味するので、マイクロプロセッサ１４は、オフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２に対してバイアス電圧の印加を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、バイアス回路２２を作動させてオフセット手段の一部を構成する第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に対して均等なバイアス電圧を印加させ、図１（ｂ）に示されるような完全収縮の初期状態にある第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ伸長させ、弾性体７の柱状突起６の先端を図１（ａ）に示されるようにしてスライダ２の駆動力伝達面２ａに当接させる（ステップＳ５）。
【００４９】
このようにして柱状突起６の先端がスライダ２の駆動力伝達面２ａに当接する結果、予圧手段の主要部を構成するコイルスプリング１１，１１が図１（ａ）のようにして圧縮され、弾性体７における梁状本体部５が駆動対象であるスライダ２の送り方向と略平行となり且つ柱状突起６がスライダ２の送り方向と略直交するような姿勢を保持したまま、柱状突起６の先端がスライダ２の駆動力伝達面２ａに向けて付勢される。
【００５０】
次いで、マイクロプロセッサ１４は、送り方向切替手段として機能するリレースイッチＳＷ０に対し、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先を第１の圧電素子ＰＺＴ１に切り替える旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先として第１の圧電素子ＰＺＴ１をリレースイッチＳＷ０に選択させ（ステップＳ６）、更に、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４が、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して高速送り用駆動信号の出力を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０の作動を開始させ（ステップＳ７）、ジョグスイッチＳＷ１の操作が解除されたことが確認されるまでの間、この状態を維持する（ステップＳ８）。
【００５１】
このようにしてアンプ２０から出力される正弦波状の高速送り用駆動信号は、前述したバイアス電圧に重畳して第１の圧電素子ＰＺＴ１に入力されることになる。
【００５２】
第１の圧電素子ＰＺＴ１は、入力電圧に応じて軸方向に伸縮する構造のものであるから、図６に示されるような高速送り用駆動信号を印加されることにより、第１の圧電素子ＰＺＴ１に高周波の縦振動が発生し、第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２によって両端部を保持された略Ｔ字型の弾性体７が、第２の圧電素子ＰＺＴ２との固着部を実質的な支点として高速で揺動し、弾性体７の梁状本体部５における長手方向略中央部つまり柱状突起６の基部が、第１の圧電素子ＰＺＴ１の約１／２の振幅で此の縦振動の方向と概ね同様の方向に高速に振動する。
【００５３】
また、弾性体７が第２の圧電素子ＰＺＴ２との固着部を実質的な支点として高速で揺動する結果、弾性体７の梁状本体部５と一体に形成された柱状突起６も、梁状本体部５と一体に移動する其の基部を支点として高速で揺動し、結果として、この柱状突起６の先端が、柱状突起６の基部の縦振動の向きと略直角に交差する方向で横振動することになる。
【００５４】
この横振動は、第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸縮運動によってもたらされる柱状突起６の共振運動であり、柱状突起６の基部の縦振動と柱状突起６の先端の横振動が合成される結果、柱状突起６の先端の運動軌跡は、図２（ａ）に示されるように、駆動対象であるスライダ２の送り方向に沿った方向の長軸Ｌを有する楕円運動Ｄとなる。
【００５５】
この段階では、既に、梁状本体部５がスライダ２の送り方向と略平行となり且つ柱状突起６がスライダ２の送り方向と略直交するような姿勢を保持した状態で第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２のベースプレート８を押圧する予圧手段９により、柱状突起６の先端がスライダ２の駆動力伝達面２ａに向けて付勢されており、このような状況下で柱状突起６先端の楕円運動Ｄが生起される結果、長軸Ｌを基準として駆動力伝達面２ａに近い側の楕円軌跡Ｄの部分では予圧手段９の主要部を構成するコイルスプリング１１，１１が更に圧縮されて柱状突起６の先端と駆動力伝達面２ａとの当接力が増大する一方、長軸Ｌを基準として駆動力伝達面２ａから遠い側の楕円軌跡Ｄの部分では予圧手段９の主要部を構成するコイルスプリング１１，１１が相対的に弛緩して柱状突起６の先端と駆動力伝達面２ａとの当接力が減少する。あるいは、柱状突起６の基部の縦振動の周期と予圧手段９の応答性の関係によっては、長軸Ｌを基準として駆動力伝達面２ａに近い側の楕円軌跡Ｄの部分では柱状突起６の先端と駆動力伝達面２ａとが当接するが、長軸Ｌを基準として駆動力伝達面２ａに遠い側の楕円軌跡Ｄの部分では、予圧手段９におけるコイルスプリング１１，１１の伸長が間に合わずに柱状突起６の先端が駆動力伝達面２ａから離間したままの状態となるといった現象も生じ得る。
【００５６】
何れの場合においても、長軸Ｌを基準として駆動力伝達面２ａに近い側の楕円軌跡Ｄ上に柱状突起６の先端が位置する状況下では、長軸Ｌを基準として駆動力伝達面２ａに遠い側の楕円軌跡Ｄ上に柱状突起６の先端が位置する場合よりも駆動力伝達面２ａに対して強い送りが掛けられることになるので、結果的に、楕円軌跡Ｄに沿って移動する柱状突起６の先端の移動方向によって駆動対象であるスライダ２の送り方向が決まる。図２（ａ）の例では、左右方向に移動可能なスライダ２の下面に形成された駆動力伝達面２ａに柱状突起６の先端が当接し、柱状突起６の先端が楕円軌跡Ｄに沿って時計方向に移動しているので、駆動対象であるスライダ２には図１（ａ）中で左から右へ向かう方向すなわち正方向の送りが掛けられることなる。
【００５７】
この実施形態における高速送り速度は、前述した通りの駆動条件下で概ね３００（mm/s）である。
【００５８】
そして、ユーザがジョグスイッチＳＷ１から手を離し、ジョグスイッチＳＷ１の操作が解除されたことが確認されると（ステップＳ８）、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して高速送り用駆動信号の出力を停止する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０の作動を停止させて第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸縮運動によってもたらされる柱状突起６の先端の楕円運動を終了させて、駆動対象であるスライダ２の送りを停止させ（ステップＳ９）、更に、オフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２に対してバイアス電圧の印加を終了する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、バイアス回路２２を非作動としてオフセット手段の一部を構成する第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加していた均等なバイアス電圧を解除し、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ収縮させて、弾性体７の柱状突起６の先端を図１（ｂ）に示されるようにしてスライダ２の駆動力伝達面２ａから退避させる（ステップＳ１０）。
【００５９】
柱状突起６の先端の楕円運動を終了させてからバイアスの印加を解除するまでの間は弾性体７の柱状突起６の先端がスライダ２の駆動力伝達面２ａに当接しているので（ステップＳ９，ステップＳ１０参照）、柱状突起６の先端の当接力が駆動力伝達面２ａに対して摩擦抵抗として作用することになり、スライダ２の過剰なオーバートラベルを防止し、スライダ２を適切な位置に停止させることができる。
【００６０】
一方、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０の判定処理のみが繰り返し実行される間にステップＳ１１の判定結果が真となった場合、つまり、ユーザによるジョグスイッチＳＷ２の操作が検知された場合には、駆動対象であるスライダ２に対して逆方向の高速送りを掛ける意図がユーザ側にあることを意味する。
【００６１】
この場合、マイクロプロセッサ１４は、オフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２に対してバイアス電圧の印加を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、バイアス回路２２を作動させてオフセット手段の一部を構成する第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に対して均等なバイアス電圧を印加させ、図１（ｂ）のような完全収縮の初期状態にある第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ伸長させ、弾性体７の柱状突起６の先端を図１（ａ）に示されるようにしてスライダ２の駆動力伝達面２ａに当接させる（ステップＳ１２）。
【００６２】
次いで、マイクロプロセッサ１４は、送り方向切替手段として機能するリレースイッチＳＷ０に対し、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先を第２の圧電素子ＰＺＴ２に切り替える旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先として第２の圧電素子ＰＺＴ２をリレースイッチＳＷ０に選択させ（ステップＳ１３）、更に、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４が、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して高速送り用駆動信号の出力を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０の作動を開始させ（ステップＳ１４）、ジョグスイッチＳＷ２の操作が解除されたことが確認されるまでの間、この状態を維持する（ステップＳ１５）。
【００６３】
このようにしてアンプ２０から出力される正弦波状の高速送り用駆動信号は、前述したバイアス電圧に重畳して第２の圧電素子ＰＺＴ２に入力されることになる。
【００６４】
第２の圧電素子ＰＺＴ２は、入力電圧に応じて軸方向に伸縮する構造のものであるから、図６に示されるような高速送り用駆動信号を印加されることにより、第２の圧電素子ＰＺＴ２に高周波の縦振動が発生し、第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２によって両端部を保持された略Ｔ字型の弾性体７が、第１の圧電素子ＰＺＴ１との固着部を実質的な支点として高速で揺動し、弾性体７の梁状本体部５における長手方向略中央部つまり柱状突起６の基部が、第２の圧電素子ＰＺＴ２の約１／２の振幅で此の縦振動の方向と概ね同様の方向に高速に振動する。
【００６５】
また、弾性体７が第１の圧電素子ＰＺＴ１との固着部を実質的な支点として高速で揺動する結果、弾性体７の梁状本体部５と一体に形成された柱状突起６も、梁状本体部５と一体に移動する其の基部を支点として高速で揺動し、結果として、この柱状突起６の先端が、柱状突起６の基部の縦振動の向きと略直角に交差する方向で横振動することになる。
【００６６】
この横振動は、第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸縮運動によってもたらされる柱状突起６の共振運動であり、柱状突起６の基部の縦振動と柱状突起６の先端の横振動が合成される結果、柱状突起６の先端の運動軌跡は、駆動対象であるスライダ２の送り方向に沿った方向の長軸Ｌを有する楕円運動Ｄとなる。但し、この場合は、駆動対象となる圧電素子が圧電素子ＰＺＴ２であるから、柱状突起６の先端の移動方向は図２（ａ）とは逆に楕円軌跡Ｄに沿って反時計方向となる。
【００６７】
前記と同様、梁状本体部５がスライダ２の送り方向と略平行となり且つ柱状突起６がスライダ２の送り方向と略直交するような姿勢を保持した状態で第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２のベースプレート８を押圧する予圧手段９により、柱状突起６の先端がスライダ２の駆動力伝達面２ａに向けて付勢されており、このような状況下で柱状突起６先端の楕円運動Ｄが生起される結果、長軸Ｌを基準として駆動力伝達面２ａに近い側の楕円軌跡Ｄの部分では予圧手段９の主要部を構成するコイルスプリング１１，１１が更に圧縮されて柱状突起６の先端と駆動力伝達面２ａとの当接力が増大する一方、長軸Ｌを基準として駆動力伝達面２ａから遠い側の楕円軌跡Ｄの部分では予圧手段９の主要部を構成するコイルスプリング１１，１１が相対的に弛緩して柱状突起６の先端と駆動力伝達面２ａとの当接力が減少する。あるいは、柱状突起６の基部の縦振動の周期と予圧手段９の応答性の関係によっては、長軸Ｌを基準として駆動力伝達面２ａに近い側の楕円軌跡Ｄの部分では柱状突起６の先端と駆動力伝達面２ａとが当接するが、長軸Ｌを基準として駆動力伝達面２ａに遠い側の楕円軌跡Ｄの部分では、予圧手段９におけるコイルスプリング１１，１１の伸長が間に合わずに柱状突起６の先端が駆動力伝達面２ａから離間したままの状態となるといった現象も生じ得る。
【００６８】
何れの場合においても、長軸Ｌを基準として駆動力伝達面２ａに近い側の楕円軌跡Ｄ上に柱状突起６の先端が位置する状況下では、長軸Ｌを基準として駆動力伝達面２ａに遠い側の楕円軌跡Ｄ上に柱状突起６の先端が位置する場合よりも駆動力伝達面２ａに対して強い送りが掛けられることになるので、結果的に、楕円軌跡Ｄに沿って移動する柱状突起６の先端の移動方向によって駆動対象であるスライダ２の送り方向が決まる。この場合は、柱状突起６の先端が楕円軌跡Ｄに沿って反時計方向に移動しているので、駆動対象であるスライダ２には図１（ａ）中で右から左へ向かう方向すなわち逆方向の送りが掛けられることなる。
【００６９】
つまり、第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２は相互に平行な状態で梁状本体部５の両端部に配置されており、梁状本体部５の長手方向略中央部に形成された柱状突起６から見れば第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２の配設位置は対称であり、第１の圧電素子ＰＺＴ１を駆動信号の入力先として選択した場合であっても第２の圧電素子ＰＺＴ２を駆動信号の入力先として選択した場合であっても高速送り用駆動信号の特性自体は同一であるから、第１の圧電素子ＰＺＴ１を駆動信号の入力先として選択するか第２の圧電素子ＰＺＴ２を駆動信号の入力先として選択するかは、非作動側の圧電素子である第２の圧電素子ＰＺＴ２の先端を支点として梁状本体部５を高速に揺動させるか非作動側の圧電素子である第１の圧電素子ＰＺＴ１の先端を支点として梁状本体部５を高速に揺動させるかの相違に過ぎない。ここで、第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２の違いを無視すれば、図２（ａ）に示されるようにして第１の圧電素子ＰＺＴ１，第２の圧電素子ＰＺＴ２，梁状本体部５，柱状突起６を含む仮想平面の表側から第１の圧電素子ＰＺＴ１，第２の圧電素子ＰＺＴ２，梁状本体部５，柱状突起６を見た場合であっても、図２（ａ）を左右に反転して当該仮想平面の裏側から第１の圧電素子ＰＺＴ１，第２の圧電素子ＰＺＴ２，梁状本体部５，柱状突起６を見た場合であっても、その動作状態は完全に同一である。従って、第１の圧電素子ＰＺＴ１を駆動信号の入力先として選択するか第２の圧電素子ＰＺＴ２を駆動信号の入力先として選択するかを送り方向切替手段であるリレースイッチＳＷ０によって切り替えることで、楕円軌跡Ｄに沿って移動する柱状突起６先端の移動方向を反転することが可能であり、これにより駆動対象であるスライダ２の送り方向を正逆に切り替えることができる。
【００７０】
第２の圧電素子ＰＺＴ２と第１の圧電素子ＰＺＴ１は完全に均等な構造であるから、逆方向の高速送り速度は正方向の高速送り速度と同様に概ね３００（mm/s）である。
【００７１】
第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２の間に弾性体７の梁状本体部５の全長に匹敵する間隔をおいて第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２を相互に略平行な状態で配置しているので、何れか一方の圧電素子を伸縮させても他方の圧電素子を屈曲させる力は殆ど作用せず、第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２の屈曲による疲労の発生が大幅に軽減される。また、第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２の先端に両端部を固着された弾性体７の梁状本体部５は、従来公知のブロック状の変位合成部のようなものとは違い、スパンの長い梁状に形成されており、且つ、弾性変形が容易であるから、何れか一方の圧電素子を伸縮させても容易に弾性変形して応力を分散させることができ、強い曲げモーメントや剪断力が作用することはないので、第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２と梁状本体部５との間の接続箇所に破断が生じる心配は殆どなく、圧電アクチュエータ４に十分な耐久性を持たせることが可能である。
【００７２】
そして、ユーザがジョグスイッチＳＷ２から手を離し、ジョグスイッチＳＷ２の操作が解除されたことが確認されると（ステップＳ１５）、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して高速送り用駆動信号の出力を停止する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０の作動を停止させて第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸縮運動によってもたらされる柱状突起６の先端の楕円運動を終終了させて、駆動対象であるスライダ２の送りを停止させ（ステップＳ９）、更に、オフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２に対してバイアス電圧の印加を終了する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、バイアス回路２２を非作動としてオフセット手段の一部を構成する第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加していた均等なバイアス電圧を解除し、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ収縮させて、弾性体７の柱状突起６の先端を図１（ｂ）に示されるようにしてスライダ２の駆動力伝達面２ａから退避させる（ステップＳ１０）。
【００７３】
これに対し、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０の判定処理のみが繰り返し実行される間にステップＳ１６の判定結果が真となった場合、つまり、ユーザによる手動パルス発生器２３のハンドル操作が検知された場合には、マイクロプロセッサ１４は、手動パルス発生器２３のハンドルの操作方向つまり正逆の送り方向に応じ（ステップＳ１７）、ＲＡＭ１６のレジスタの１つで構成されるパルスカウンタＣの値を１インクリメントし（ステップＳ１８）、または、１ディクリメントする（ステップＳ１９）。
【００７４】
手動パルス発生器２３のハンドルが連続的に正方向に操作されればパルスカウンタＣの値は連続的にインクリメントされ（ステップＳ１７，ステップＳ１８，ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６参照）、また、手動パルス発生器２３のハンドルが連続的に逆行方向に操作されればパルスカウンタＣの値は連続的にディクリメントされる（ステップＳ１７，ステップＳ１９，ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６参照）。
【００７５】
手動パルス発生器２３のハンドル操作で出力されるパルスが実質的な微動指令であり、パルスカウンタＣに記憶される符号は駆動対象であるスライダ２の送り方向を表す値である。
また、パルスカウンタＣに記憶されるパルス数の絶対値が実質的な目標移動量であり、この実施形態では、１パルス分に相当する目標移動量は１（nm）である。
【００７６】
手動パルス発生器２３が操作され、パルスカウンタＣに０以外の値が微動送りの目標移動量としてセットされると、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０の判定処理を繰り返し実行しているマイクロプロセッサ１４は、ステップＳ２０の判定処理で、正逆いずれかの微動指令が入力されたことを検知する。
【００７７】
パルスカウンタＣに０以外の値がセットされたことを検知したマイクロプロセッサ１４は（ステップＳ２０）、まず、パルスカウンタＣの値が正の値であるか否か、つまり、この微動指令がスライダ２に正方向の微動送りを掛けるためのものであるか否かを判定する（ステップＳ２１）。
【００７８】
ステップＳ２１の判定結果が真となって正方向の微動送りであることが明らかとなった場合には、マイクロプロセッサ１４は、まず、微動送り実行フラグＦがセットされているか否か、すなわち、この時点で既に正方向もしくは逆方向へのスライダ２の微動送りが開始されているか否かを判定する（ステップＳ２２）。
【００７９】
ステップＳ２２の判定結果が真となり、現時点では未だスライダ２の微動送りが開始されていないことが明らかとなった場合には、マイクロプロセッサ１４は、オフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２に対してバイアス電圧の印加を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、バイアス回路２２を作動させてオフセット手段の一部を構成する第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に対して均等なバイアス電圧を印加させ、図１（ｂ）に示されるような完全収縮の初期状態にある第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ伸長させ、弾性体７の柱状突起６の先端を図１（ａ）に示されるようにしてスライダ２の駆動力伝達面２ａに当接させる（ステップＳ２３）。
【００８０】
次いで、マイクロプロセッサ１４は、送り方向切替手段として機能するリレースイッチＳＷ０に対し、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先を第１の圧電素子ＰＺＴ１に切り替える旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先として第１の圧電素子ＰＺＴ１をリレースイッチＳＷ０に選択させ（ステップＳ２４）、微動送り実行フラグＦをセットすることにより、スライダ２の微動送りが開始されたことを記憶する（ステップＳ２５）。
【００８１】
そして、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４が、電圧指定指標ｉの値を１インクリメントし（ステップＳ２６）、該指標ｉの現在値が第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する電圧の指標値ｎ（この実施例ではｎ＝５）に達しているか否かを判定する（ステップＳ２７）。
【００８２】
第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する電圧は図７に示されるＶ５の微動送り用駆動信号であるが、この電圧Ｖ５は前述したバイアス電圧を除いた値であるから、第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する真の電圧と比較すれば、バイアス電圧に相当する分だけＶ５の電位の方が低い。
例えば、第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する真の電圧がＶｍａｘであって第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２のバイアス電圧がＶ０であるとすれば、Ｖ５＝Ｖｎの値は実際にはＶｍａｘ−Ｖ０であり、Ｖ５にバイアス電圧Ｖ０を加算した電圧が第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する真の電圧Ｖｍａｘとなる（バイアス電圧に重畳して微動送り用駆動信号Ｖｉを出力するようにしているため）。
【００８３】
ここで、ステップＳ２７の判定結果が偽となり、指標ｉの現在値が伸長限度に相当する電圧の指標値ｎに達していないことが明らかとなった場合には、この時点では未だ微動送り用駆動信号Ｖｉを出力することで第１の圧電素子ＰＺＴ１を伸長させてスライダ２に正方向の送りを掛けることが可能であることを意味するので、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して微動送り用駆動信号のうち指標ｉの現在値に対応する微動送り用駆動信号Ｖｉの出力を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０を作動させ、アンプ２０から出力される電圧Ｖｉの微動送り用駆動信号を第１の圧電素子ＰＺＴ１に印加する（ステップＳ２８）。
【００８４】
微動送り実行フラグＦをセットした直後の現時点では電圧指定指標ｉの値は０から１に更新されているから、第１の圧電素子ＰＺＴ１には電圧Ｖ１の微動送り用駆動信号が印加され、この微動送り用駆動信号Ｖ１に略比例して第１の圧電素子ＰＺＴ１が伸長し、第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２によって両端部を保持された弾性体７の梁状本体部５が、第２の圧電素子ＰＺＴ２との固着部を実質的な支点として揺動し、弾性体７の梁状本体部５における長手方向略中央部つまり柱状突起６の基部が、第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長量の約１／２の移動量で第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長方向と概ね同様の方向に移動し、また、弾性体７が第２の圧電素子ＰＺＴ２との固着部を実質的な支点として揺動する結果、弾性体７の梁状本体部５と一体に形成された柱状突起６が梁状本体部５と一体に揺動し、その先端が第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長方向と交差する方向に僅かに移動する。この移動のうち第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長方向と直交する方向の移動量、つまり、図２（ｂ）中に示される両端矢印Ｘの正方向の移動量が、実質的にスライダ２の送り方向に沿った方向の直線運動である。
【００８５】
この段階では、既に、梁状本体部５がスライダ２の送り方向と略平行となり且つ柱状突起６がスライダ２の送り方向と略直交するような姿勢を保持した状態で第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２のベースプレート８を押圧する予圧手段９により、柱状突起６の先端がスライダ２の駆動力伝達面２ａに向けて付勢されており、このような状況下で柱状突起６先端の直線運動が生起される結果、スライダ２の駆動力伝達面２ａにはＶ１の電圧の印加に対応した１（nm）相当の正方向の送りが掛けられ、同時に、駆動力伝達面２ａと接離する方向の柱状突起６の基部の移動量つまり第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長量の約１／２に相当する移動量だけ、予圧手段９のコイルスプリング１１，１１の付勢力に抗してベースプレート８が駆動力伝達面２ａから離間する方向に移動する。
【００８６】
次いで、マイクロプロセッサ１４は、パルスカウンタＣの値を１ディクリメントして、手動パルス発生器２３の１パルス分の指令に対応する１（nm）の正方向の微動送りが行なわれたことを記憶する（ステップＳ２９）。つまり、目標移動量と第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長の度合に対応したスライダ２の直線移動量との差分が新たな目標移動量としてパルスカウンタＣに更新して記憶されることになる。
【００８７】
そして、マイクロプロセッサ１４は、パルスカウンタＣの現在値が０までディクリメントされているか否か、つまり、手動パルス発生器２３で指令された微動送りが全て完了しているか否かを判定する（ステップＳ３０）。
【００８８】
パルスカウンタＣの現在値が０となっていなければ、スライダ２の微動送りを継続して行なう必要があることを意味するので、マイクロプロセッサ１４は、再びステップＳ４の判定処理に復帰し、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０，ステップＳ２１の判定処理を実行した後、改めて、微動送り実行フラグＦがセットされているか否かを判定するが（ステップＳ２２）、この時点では既に正方向へのスライダ２の微動送りが開始されており微動送り実行フラグＦがセットされているので、ステップＳ２２の判定結果は偽となる。
【００８９】
従って、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、電圧指定指標ｉの値を１インクリメントし（ステップＳ２６）、該指標ｉの現在値が第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する電圧の指標値ｎに達しているか否かを判定する（ステップＳ２７）。
【００９０】
電圧指定指標ｉの現在値が指標値ｎに達していなければ、前記と同様、この時点では未だ微動送り用駆動信号Ｖｉを出力することで第１の圧電素子ＰＺＴ１を伸長させてスライダ２に正方向の送りを掛けることが可能であることを意味するので、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して微動送り用駆動信号のうち指標ｉの現在値に対応する微動送り用駆動信号Ｖｉの出力を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０を作動させ、アンプ２０から出力される電圧Ｖｉの微動送り用駆動信号を第１の圧電素子ＰＺＴ１に印加させる（ステップＳ２８）。
【００９１】
このようにして、ステップＳ２６の処理で逐次的に更新される電圧指定指標ｉの現在値に基いて電圧Ｖｉの微動送り用駆動信号を第１の圧電素子ＰＺＴ１に対してステップ状に増加させて印加していくことにより、Ｖｉ−１からＶｉへの切り替えの度に、インクリメンタル量にして１（nm）相当の正方向の送りがスライダ２に掛けられることになる。
【００９２】
そして、マイクロプロセッサ１４は、前記と同様、パルスカウンタＣの値を１ディクリメントし、手動パルス発生器２３の１パルス分の指令に対応する１（nm）の正方向の微動送りが行なわれたことを記憶した後（ステップＳ２９）、パルスカウンタＣの現在値が０までディクリメントされているか否か、つまり、手動パルス発生器２３で指令された微動送りが全て完了しているか否かを判定する（ステップＳ３０）。
【００９３】
以下、前記と同様にして、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０〜ステップＳ２２，ステップＳ２６〜ステップＳ３０の処理が繰り返し実行され、第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長限度に相当する電圧Ｖｎの範囲を限度としてスライダ２に正方向の微動送りが掛けられる。
【００９４】
従って、この実施形態では、第１の圧電素子ＰＺＴ１の１サイクル分の伸長動作でｎ（nm）＝５（nm）の微動送りが可能である。
【００９５】
しかし、第１の圧電素子ＰＺＴ１の１サイクル分の伸長動作が完了してｎ（nm）＝５（nm）の微動送りが行なわれて第１の圧電素子ＰＺＴ１が伸長限度に達してもパルスカウンタＣの現在値が０までディクリメントされない場合、つまり、パルスカウンタＣにｎ＝５パルスを超える目標移動量の微動指令が記憶されているといった場合もあり得る。
【００９６】
このような場合、第１の圧電素子ＰＺＴ１を更に伸長させてスライダ２に正方向の送りを掛けるといったことはできない。
【００９７】
そこで、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０〜ステップＳ２２，ステップＳ２６〜ステップＳ３０の処理を繰り返し実行してスライダ２に正方向の微動送りを掛ける間にステップＳ２７の判定結果が真となった場合、つまり、第１の圧電素子ＰＺＴ１が伸長限度に達しているにも関わらず更にスライダ２に正方向の微動送りを掛ける必要があることが判明した場合においては、連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、まず、オフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２に対してバイアス電圧の印加を終了する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、バイアス回路２２を非作動としてオフセット手段の一部を構成する第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加していた均等なバイアス電圧を解除し、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ収縮させて、第１の圧電素子ＰＺＴ１が伸長限度に達した状態にある柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａから離間させる（ステップＳ３１）。
【００９８】
この際、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２はニガシ量相当分だけ同時に収縮するので、柱状突起６の先端は第１の圧電素子ＰＺＴ１が伸長限度に達した状態、つまり、図２（ｂ）に破線で示されるような揺動状態を保持したまま駆動力伝達面２ａから離間することになり、スライダ２の送り方向に沿って柱状突起６の先端が移動することはないので、柱状突起６の退避動作に際して駆動力伝達面２ａに柱状突起６の先端が干渉してスライダ２に余計な送りが掛けられたり、スライダ２が送り方向と逆行する方向に引き戻されたりするといった弊害は生じない。
【００９９】
次いで、連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して微動送り用駆動信号Ｖｎ＝Ｖ５の出力を停止する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０の作動を停止させて第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長状態を完全収縮の初期状態に復帰させる（ステップＳ３２）。
【０１００】
この時点では既に柱状突起６の先端が駆動力伝達面２ａから図１（ｂ）に示されるようにして離間しているので、柱状突起６先端の揺動状態を初期状態に復帰させても、駆動力伝達面２ａに柱状突起６の先端が干渉してスライダ２に余計な送りが掛けられたり、スライダ２が送り方向と逆行する方向に引き戻されたりするといった心配はない。
【０１０１】
次いで、連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、微動送り用駆動信号の電圧値を特定する電圧指定指標ｉの値を０に初期化すると共に（ステップＳ３３）、微動送り実行フラグＦをリセットし（ステップＳ３４）、再びステップＳ４の判定処理に復帰して、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０，ステップＳ２１の判定処理を実行した後、改めて、微動送り実行フラグＦがセットされているか否かを判定するが（ステップＳ２２）、この場合は、前述したステップＳ３４の処理で微動送り実行フラグＦがリセットされているため、ステップＳ２２の判定結果は真となる。
【０１０２】
従って、連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、改めてオフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２に対してバイアス電圧の印加を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、バイアス回路２２を作動させてオフセット手段の一部を構成する第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に対して均等なバイアス電圧を印加させ、図１（ｂ）に示されるような完全収縮の初期状態にある第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ伸長させ、弾性体７の柱状突起６の先端を図１（ａ）に示されるようにしてスライダ２の駆動力伝達面２ａに当接させる（ステップＳ２３）。
【０１０３】
次いで、マイクロプロセッサ１４は、送り方向切替手段として機能するリレースイッチＳＷ０に対し、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先を第１の圧電素子ＰＺＴ１に切り替える旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先として第１の圧電素子ＰＺＴ１をリレースイッチＳＷ０に選択させ（ステップＳ２４）、微動送り実行フラグＦを改めてセットする（ステップＳ２５）。
【０１０４】
次いで、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４が、電圧指定指標ｉの値を１インクリメントし（ステップＳ２６）、該指標ｉの現在値が第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する電圧の指標値ｎ（この実施例ではｎ＝５）に達しているか否かを判定する（ステップＳ２７）。
【０１０５】
この時点では、前述したステップＳ３３の処理で一旦０に初期化された電圧指定指標ｉの値が改めて１に更新されているのでステップＳ２７の判定結果は偽となり、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して微動送り用駆動信号のうち指標ｉ＝１に対応する微動送り用駆動信号Ｖ１の出力を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０を作動させ、アンプ２０から出力される電圧Ｖ１の微動送り用駆動信号を第１の圧電素子ＰＺＴ１に印加し（ステップＳ２８）、スライダ２の駆動力伝達面２ａに更に１（nm）相当の正方向の送りを掛ける。
【０１０６】
次いで、マイクロプロセッサ１４は、パルスカウンタＣの値を１ディクリメントし、手動パルス発生器２３の１パルス分の指令に対応する１（nm）の正方向の微動送りが行なわれたことを記憶する（ステップＳ２９）。つまり、目標移動量と第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長の度合に対応したスライダ２の直線移動量との差分が新たな目標移動量としてパルスカウンタＣに更新して記憶される。
【０１０７】
そして、マイクロプロセッサ１４は、パルスカウンタＣの現在値が０までディクリメントされているか否か、つまり、手動パルス発生器２３で指令された微動送りが全て完了しているか否かを判定する（ステップＳ３０）。
【０１０８】
パルスカウンタＣの現在値が０となっていなければ、スライダ２の微動送りを継続して行なう必要があることを意味するので、マイクロプロセッサ１４は、再びステップＳ４の判定処理に復帰し、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０，ステップＳ２１の判定処理を実行した後、改めて、微動送り実行フラグＦがセットされているか否かを判定するが（ステップＳ２２）、この時点では既に微動送り実行フラグＦがセットされているので、ステップＳ２２の判定結果は偽となる。
【０１０９】
従って、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、電圧指定指標ｉの値を１インクリメントし（ステップＳ２６）、該指標ｉの現在値が第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する電圧の指標値ｎに達しているか否かを判定する（ステップＳ２７）。
【０１１０】
電圧指定指標ｉの現在値が指標値ｎに達していなければ、前記と同様、この時点では未だ微動送り用駆動信号Ｖｉを出力することで第１の圧電素子ＰＺＴ１を伸長させてスライダ２に正方向の送りを掛けることが可能であることを意味するので、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して微動送り用駆動信号のうち指標ｉの現在値に対応する微動送り用駆動信号Ｖｉの出力を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０を作動させ、アンプ２０から出力される電圧Ｖｉの微動送り用駆動信号を第１の圧電素子ＰＺＴ１に印加する（ステップＳ２８）。
【０１１１】
このようにして、ステップＳ２６の処理で逐次的に更新される電圧指定指標ｉの現在値に基いて電圧Ｖｉの微動送り用駆動信号を第１の圧電素子ＰＺＴ１に印加していくことにより、Ｖｉ−１からＶｉへの切り替えの度に、インクリメンタル量にして更に１（nm）相当の正方向の送りがスライダ２に掛けられることになる。
【０１１２】
そして、マイクロプロセッサ１４は、前記と同様、パルスカウンタＣの値を１ディクリメントし、手動パルス発生器２３の１パルス分の指令に対応する１（nm）の正方向の微動送りが行なわれたことを記憶した後（ステップＳ２９）、パルスカウンタＣの現在値が０までディクリメントされているか否か、つまり、手動パルス発生器２３で指令された微動送りが全て完了しているか否かを判定する（ステップＳ３０）。
【０１１３】
微動送りが完了しておらずパルスカウンタＣの現在値が０までディクリメントされていいない場合には、前記と同様にして、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０〜ステップＳ２２，ステップＳ２６〜ステップＳ３０の処理が繰り返し実行され、第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長限度に相当する電圧Ｖｎの範囲内でスライダ２に正方向の微動送りが掛けられる。
【０１１４】
そして、第１の圧電素子ＰＺＴ１が伸長限度に達した場合には、既に述べたようにして、連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４がステップＳ３１〜ステップＳ３４の処理を実行し、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ収縮させて柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａから離間させ、第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長状態を初期状態に復帰させてから、第１の圧電素子ＰＺＴ１の新たな１サイクル分の伸長動作によってｎ（nm）＝５（nm）の範囲でスライダ２に微動送りを掛ける。
【０１１５】
このような処理を繰り返し実行することにより、手動パルス発生器２３の連続操作でパルスカウンタＣに大きな値の目標移動量が設定された場合であっても、スライダ２に対する連続的な正方向の微動送りを継続して行なうことが可能となる。
【０１１６】
つまり、信号波形発生器１９およびアンプ２０からなる駆動信号生成手段１８それ自体は、第１の圧電素子ＰＺＴ１に印加される微動送り用駆動信号の電圧Ｖｉと最終的なスライダ２の直線運動の量ｉ（ｎｍ）との関係に基いて、第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長限度に相当する電圧Ｖｎの範囲を上限とし、微動指令の目標移動量Ｃのうち第１の圧電素子ＰＺＴ１の１サイクルの伸長動作で達成可能な送り量ｎ（ｎｍ）の範囲で、送り量ｉ（ｎｍ）（但し、ｉ≦ｎ）に略比例した電圧の微動送り用駆動信号Ｖｉを生成するに過ぎないが、微動指令の目標移動量Ｃが第１の圧電素子ＰＺＴ１の１サイクルの動作の伸長限度に相当する最終的なスライダ２の直線運動の量ｎ（ｎｍ）を超える場合には、第１の圧電素子ＰＺＴ１が伸長限度に達した時点で、連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４からの指令により、柱状突起６の先端を駆動力伝達面２ａから離間させ、アンプ２０からの駆動信号Ｖｉの出力を停止させて第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長状態を初期状態に復帰させ、柱状突起６の先端を改めて駆動力伝達面２ａに当接させて、当初の微動指令Ｃと第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長限度に相当する最終的なスライダ２の直線運動の量ｎ（ｎｍ）との差分Ｃ−ｎを新たな目標移動量Ｃとした上で、駆動信号生成手段１８を再び作動させるといった処理操作をＣ≦ｎとなるまで繰り返し実行することで、スライダ２に対する連続的な正方向の微動送りが実現されるということである。
なお、この実施形態では、図７に示す通り、微動送り用駆動信号Ｖｉを第１の圧電素子ＰＺＴ１に対してステップ状に増加させて印加していく構成、つまり、目標移動量Ｃの大小に関わりなくスライダ２の微動送り速度（単位時間当たりの送り量）を一定とする構成を採用しているので、実際には、当初の微動指令Ｃとスライダ２の直線運動の量ｎ（ｎｍ）との差分Ｃ−ｎを求める処理は、ステップＳ２９に示されるように、Ｃ←Ｃ−１の処理をｎ回続けて繰り返すことで実現している。
【０１１７】
そして、最終的に、パルスカウンタＣの値が０にまでディクリメントされたことがステップＳ３０の判定処理で検知され、手動パルス発生器２３で指令された微動送りが全て完了したことが確認されると、マイクロプロセッサ１４は、オフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２に対してバイアス電圧の印加を終了する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、バイアス回路２２を非作動としてオフセット手段の一部を構成する第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加していた均等なバイアス電圧を解除し、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ収縮させて柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａから離間させ（ステップＳ３１）、更に、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して微動送り用駆動信号Ｖｉの出力を停止する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０の作動を停止させて第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長状態を初期状態に復帰させて（ステップＳ３２）、電圧指定指標ｉの値を０に初期化し（ステップＳ３３）、微動送り実行フラグＦをリセットして（ステップＳ３４）、スライダ２に対する正方向の微動送りを終了する。
【０１１８】
パルスカウンタＣの値が０に復帰した後はステップＳ２１以降の処理は非実行とされるので、スライダ２に不用意な送りが掛けられることはない。
【０１１９】
一方、パルスカウンタＣに０以外の値が目標移動量としてセットされたことがステップＳ２０の判定処理で検出され、更に、ステップＳ２１の判定結果が偽となってパルスカウンタＣの値が負の値であることが明らかとなった場合には、ユーザがスライダ２に対して逆方向の微動送りを掛けようとしていることを意味する。
【０１２０】
この場合、マイクロプロセッサ１４は、まず、微動送り実行フラグＦがセットされているか否か、すなわち、この時点で既にスライダ２の微動送りが開始されているか否かを判定する（ステップＳ３５）。
【０１２１】
ステップＳ３５の判定結果が真となり、現時点では未だスライダ２の微動送りが開始されていないことが明らかとなった場合には、マイクロプロセッサ１４は、オフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２に対してバイアス電圧の印加を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、バイアス回路２２を作動させてオフセット手段の一部を構成する第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に対して均等なバイアス電圧を印加させ、図１（ｂ）に示されるような完全収縮の初期状態にある第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ伸長させ、弾性体７の柱状突起６の先端を図１（ａ）に示されるようにしてスライダ２の駆動力伝達面２ａに当接させる（ステップＳ３６）。
【０１２２】
次いで、マイクロプロセッサ１４は、送り方向切替手段として機能するリレースイッチＳＷ０に対し、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先を第２の圧電素子ＰＺＴ２に切り替える旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先として第２の圧電素子ＰＺＴ２をリレースイッチＳＷ０に選択させ（ステップＳ３７）、微動送り実行フラグＦをセットすることにより、スライダ２の微動送りが開始されたことを記憶する（ステップＳ３８）。
【０１２３】
そして、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４が、電圧指定指標ｉの値を１インクリメントし（ステップＳ３９）、該指標ｉの現在値が第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する電圧の指標値ｎ（この実施例ではｎ＝５）に達しているか否かを判定する（ステップＳ４０）。
【０１２４】
ここで、ステップＳ４０の判定結果が偽となり、指標ｉの現在値が伸長限度に相当する電圧の指標値ｎに達していないことが明らかとなった場合には、この時点では未だ微動送り用駆動信号Ｖｉを出力することで第２の圧電素子ＰＺＴ２を伸長させてスライダ２に逆方向の送りを掛けることが可能であることを意味するので、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して微動送り用駆動信号のうち指標ｉの現在値に対応する微動送り用駆動信号Ｖｉの出力を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０を作動させ、アンプ２０から出力される電圧Ｖｉの微動送り用駆動信号を第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加する（ステップＳ４１）。
【０１２５】
微動送り実行フラグＦをセットした直後の現時点では電圧指定指標ｉの値は０から１に更新されているから、第２の圧電素子ＰＺＴ２には電圧Ｖ１の微動送り用駆動信号が印加され、この微動送り用駆動信号Ｖ１に略比例して第２の圧電素子ＰＺＴ２が伸長し、第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２によって両端部を保持された弾性体７の梁状本体部５が、第１の圧電素子ＰＺＴ１との固着部を実質的な支点として揺動し、弾性体７の梁状本体部５における長手方向略中央部つまり柱状突起６の基部が、第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長量の約１／２の移動量で第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長方向と概ね同様の方向に移動し、また、弾性体７が第１の圧電素子ＰＺＴ１との固着部を実質的な支点として揺動する結果、弾性体７の梁状本体部５と一体に形成された柱状突起６が梁状本体部５と一体に揺動し、その先端が第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長方向と交差する方向に僅かに移動する。この移動のうち第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長方向と直交する方向の移動量、つまり、図２（ｂ）中に示される両端矢印Ｘの負の方向の移動量が、実質的にスライダ２の送り方向に沿った方向の直線運動である。
【０１２６】
この段階では、既に、梁状本体部５がスライダ２の送り方向と略平行となり且つ柱状突起６がスライダ２の送り方向と略直交するような姿勢を保持した状態で第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２のベースプレート８を押圧する予圧手段９により、柱状突起６の先端がスライダ２の駆動力伝達面２ａに向けて付勢されており、このような状況下で柱状突起６先端の直線運動が生起される結果、スライダ２の駆動力伝達面２ａにはＶ１の電圧の印加に対応した１（nm）相当の逆方向の送りが掛けられ、同時に、駆動力伝達面２ａと接離する方向の柱状突起６の基部の移動量つまり第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長量の約１／２に相当する移動量だけ、予圧手段９のコイルスプリング１１，１１の付勢力に抗してベースプレート８が駆動力伝達面２ａから離間する方向に移動する。
【０１２７】
つまり、第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２は相互に平行な状態で梁状本体部５の両端部に配置されており、梁状本体部５の長手方向略中央部に形成された柱状突起６から見れば第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２の配設位置は対称であり、第１の圧電素子ＰＺＴ１を駆動信号の入力先として選択した場合であっても第２の圧電素子ＰＺＴ２を駆動信号の入力先として選択した場合であっても微動送り用駆動信号の特性自体は同一であるから、第１の圧電素子ＰＺＴ１を駆動信号の入力先として選択するか第２の圧電素子ＰＺＴ２を駆動信号の入力先として選択するかは、非作動側の圧電素子である第２の圧電素子ＰＺＴ２の先端を支点として梁状本体部５を揺動させるか非作動側の圧電素子である第１の圧電素子ＰＺＴ１の先端を支点として梁状本体部５を揺動させるかの相違に過ぎない。ここで、第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２の違いを無視すれば、図２（ｂ）に示されるようにして第１の圧電素子ＰＺＴ１，第２の圧電素子ＰＺＴ２，梁状本体部５，柱状突起６を含む仮想平面の表側から第１の圧電素子ＰＺＴ１，第２の圧電素子ＰＺＴ２，梁状本体部５，柱状突起６を見た場合であっても、図２（ｂ）を左右に反転して当該仮想平面の裏側から第１の圧電素子ＰＺＴ１，第２の圧電素子ＰＺＴ２，梁状本体部５，柱状突起６を見た場合であっても、その動作状態は完全に同一である。従って、第１の圧電素子ＰＺＴ１を駆動信号の入力先として選択するか第２の圧電素子ＰＺＴ２を駆動信号の入力先として選択するかを送り方向切替手段であるリレースイッチＳＷ０によって切り替えることで、柱状突起６先端の移動方向を反転することが可能であり、これにより駆動対象であるスライダ２の送り方向を正逆に切り替えることができる。
【０１２８】
次いで、マイクロプロセッサ１４は、パルスカウンタＣの値を１インクリメントして、手動パルス発生器２３の１パルス分の指令に対応する１（nm）の逆方向の微動送りが行なわれたことを記憶する（ステップＳ４２）。つまり、目標移動量と第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長の度合に対応したスライダ２の直線移動量との差分が新たな目標移動量としてパルスカウンタＣに更新して記憶されることになる。
【０１２９】
そして、マイクロプロセッサ１４は、パルスカウンタＣの現在値が０までインクリメントされているか否か、つまり、手動パルス発生器２３で指令された微動送りが全て完了しているか否かを判定する（ステップＳ４３）。
【０１３０】
パルスカウンタＣの現在値が０となっていなければ、スライダ２の微動送りを継続して行なう必要があることを意味するので、マイクロプロセッサ１４は、再びステップＳ４の判定処理に復帰し、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０，ステップＳ２１の判定処理を実行した後、改めて、微動送り実行フラグＦがセットされているか否かを判定するが（ステップＳ３５）、この時点では既に逆方向へのスライダ２の微動送りが開始されており、微動送り実行フラグＦがセットされているので、ステップＳ３５の判定結果は偽となる。
【０１３１】
従って、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、電圧指定指標ｉの値を１インクリメントし（ステップＳ３９）、該指標ｉの現在値が第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する電圧の指標値ｎに達しているか否かを判定する（ステップＳ４０）。
【０１３２】
電圧指定指標ｉの現在値が指標値ｎに達していなければ、前記と同様、この時点では未だ微動送り用駆動信号Ｖｉを出力することで第２の圧電素子ＰＺＴ２を伸長させてスライダ２に逆方向の送りを掛けることが可能であることを意味するので、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して微動送り用駆動信号のうち指標ｉの現在値に対応する微動送り用駆動信号Ｖｉの出力を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０を作動させ、アンプ２０から出力される電圧Ｖｉの微動送り用駆動信号を第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加させる（ステップＳ４１）。
【０１３３】
このようにして、ステップＳ３９の処理で逐次的に更新される電圧指定指標ｉの現在値に基いて電圧Ｖｉの微動送り用駆動信号を第２の圧電素子ＰＺＴ２に対してステップ状に増加させていくことにより、Ｖｉ−１からＶｉへの切り替えの度に、インクリメンタル量にして１（nm）相当の逆方向の送りがスライダ２に掛けられることになる。
【０１３４】
そして、マイクロプロセッサ１４は、前記と同様、パルスカウンタＣの値を１インクリメントし、手動パルス発生器２３の１パルス分の指令に対応する１（nm）の逆方向の微動送りが行なわれたことを記憶した後（ステップＳ４２）、パルスカウンタＣの現在値が０までインクリメントされているか否か、つまり、手動パルス発生器２３で指令された微動送りが全て完了しているか否かを判定する（ステップＳ４３）。
【０１３５】
以下、前記と同様にして、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０，ステップＳ２１，ステップＳ３５，ステップＳ３９〜ステップＳ４３の処理が繰り返し実行され、第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する電圧Ｖｎの範囲を限度としてスライダ２に逆方向の微動送りが掛けられる。
【０１３６】
従って、この実施形態では、第２の圧電素子ＰＺＴ２の１サイクル分の伸長動作でｎ（nm）＝５（nm）の微動送りが可能である。
【０１３７】
しかし、第２の圧電素子ＰＺＴ２の１サイクル分の伸長動作が完了してｎ（nm）＝５（nm）の微動送りが行なわれて第２の圧電素子ＰＺＴ２が伸長限度に達してもパルスカウンタＣの現在値が０までインクリメントされない場合、つまり、パルスカウンタＣに−ｎ＝−５パルスの絶対値を超える目標移動量の微動指令が記憶されているといった場合もあり得る。
【０１３８】
このような場合、第２の圧電素子ＰＺＴ２を更に伸長させてスライダ２に逆方向の送りを掛けるといったことはできない。
【０１３９】
そこで、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０，ステップＳ２１，ステップＳ３５，ステップＳ３９〜ステップＳ４３の処理を繰り返し実行してスライダ２に逆方向の微動送りを掛ける間にステップＳ４０の判定結果が真となった場合、つまり、第２の圧電素子ＰＺＴ２が伸長限度に達しているにも関わらず更にスライダ２に逆方向の微動送りを掛ける必要があることが判明した場合においては、連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、まず、オフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２に対してバイアス電圧の印加を終了する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、バイアス回路２２を非作動としてオフセット手段の一部を構成する第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加していた均等なバイアス電圧を解除し、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ収縮させて、第２の圧電素子ＰＺＴ２が伸長限度に達した状態にある柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａから離間させる（ステップＳ３１）。
【０１４０】
この際、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２はニガシ量相当分だけ同時に収縮するので、柱状突起６の先端は第２の圧電素子ＰＺＴ２が伸長限度に達した状態を保持したまま駆動力伝達面２ａから離間することになり、スライダ２の送り方向に沿って柱状突起６の先端が移動することはないので、柱状突起６の退避動作に際して駆動力伝達面２ａに柱状突起６の先端が干渉してスライダ２に余計な送りが掛けられたり、スライダ２が送り方向と逆行する方向に引き戻されたりするといった弊害は生じない。
【０１４１】
次いで、連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して微動送り用駆動信号Ｖｎ＝Ｖ５の出力を停止する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０の作動を停止させて第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長状態を完全収縮の初期状態に復帰させる（ステップＳ３２）。
【０１４２】
この時点では既に柱状突起６の先端が駆動力伝達面２ａから図１（ｂ）に示されるようにして離間しているので、柱状突起６先端の揺動状態を初期状態に復帰させても、駆動力伝達面２ａに柱状突起６の先端が干渉してスライダ２に余計な送りが掛けられたり、スライダ２が送り方向と逆行する方向に引き戻されたりするといった心配はない。
【０１４３】
次いで、連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、微動送り用駆動信号の電圧値を特定する電圧指定指標ｉの値を０に初期化すると共に（ステップＳ３３）、微動送り実行フラグＦをリセットし（ステップＳ３４）、再びステップＳ４の判定処理に復帰して、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０，ステップＳ２１の判定処理を実行した後、改めて、微動送り実行フラグＦがセットされているか否かを判定するが（ステップＳ３５）、この場合は、前述したステップＳ３４の処理で微動送り実行フラグＦがリセットされているため、ステップＳ３５の判定結果は真となる。
【０１４４】
従って、連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、改めてオフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２に対してバイアス電圧の印加を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、バイアス回路２２を作動させてオフセット手段の一部を構成する第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に対して均等なバイアス電圧を印加させ、図１（ｂ）に示されるような完全収縮の初期状態にある第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ伸長させ、弾性体７の柱状突起６の先端を図１（ａ）に示されるようにしてスライダ２の駆動力伝達面２ａに当接させる（ステップＳ３６）。
【０１４５】
次いで、マイクロプロセッサ１４は、送り方向切替手段として機能するリレースイッチＳＷ０に対し、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先を第２の圧電素子ＰＺＴ２に切り替える旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先として第２の圧電素子ＰＺＴ２をリレースイッチＳＷ０に選択させ（ステップＳ３７）、微動送り実行フラグＦを改めてセットする（ステップＳ３８）。
【０１４６】
次いで、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４が、電圧指定指標ｉの値を１インクリメントし（ステップＳ３９）、該指標ｉの現在値が第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する電圧の指標値ｎ（この実施例ではｎ＝５）に達しているか否かを判定する（ステップＳ４０）。
【０１４７】
この時点では、前述したステップＳ３３の処理で一旦０に初期化された電圧指定指標ｉの値が改めて１に更新されているのでステップＳ４０の判定結果は偽となり、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して微動送り用駆動信号のうち指標ｉ＝１に対応する微動送り用駆動信号Ｖ１の出力を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０を作動させ、アンプ２０から出力される電圧Ｖ１の微動送り用駆動信号を第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加し（ステップＳ４１）、スライダ２の駆動力伝達面２ａに更に１（nm）相当の逆方向の送りを掛ける。
【０１４８】
次いで、マイクロプロセッサ１４は、パルスカウンタＣの値を１インクリメントし、手動パルス発生器２３の１パルス分の指令に対応する１（nm）の逆方向の微動送りが行なわれたことを記憶する（ステップＳ４２）。つまり、目標移動量と第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長の度合に対応したスライダ２の直線移動量との差分が新たな目標移動量としてパルスカウンタＣに更新して記憶される。
【０１４９】
そして、マイクロプロセッサ１４は、パルスカウンタＣの現在値が０までインクリメントされているか否か、つまり、手動パルス発生器２３で指令された微動送りが全て完了しているか否かを判定する（ステップＳ４３）。
【０１５０】
パルスカウンタＣの現在値が０となっていなければ、スライダ２の微動送りを継続して行なう必要があることを意味するので、マイクロプロセッサ１４は、再びステップＳ４の判定処理に復帰し、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０，ステップＳ２１の判定処理を実行した後、改めて、微動送り実行フラグＦがセットされているか否かを判定するが（ステップＳ３５）、この時点では既に微動送り実行フラグＦがセットされているので、ステップＳ３５の判定結果は偽となる。
【０１５１】
従って、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、電圧指定指標ｉの値を１インクリメントし（ステップＳ３９）、該指標ｉの現在値が第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する電圧の指標値ｎに達しているか否かを判定する（ステップＳ４０）。
【０１５２】
電圧指定指標ｉの現在値が指標値ｎに達していなければ、前記と同様、この時点では未だ微動送り用駆動信号Ｖｉを出力することで第２の圧電素子ＰＺＴ２を伸長させてスライダ２に逆方向の送りを掛けることが可能であることを意味するので、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して微動送り用駆動信号のうち指標ｉの現在値に対応する微動送り用駆動信号Ｖｉの出力を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０を作動させ、アンプ２０から出力される電圧Ｖｉの微動送り用駆動信号を第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加する（ステップＳ４１）。
【０１５３】
このようにして、ステップＳ３９の処理で逐次的に更新される電圧指定指標ｉの現在値に基いて電圧Ｖｉの微動送り用駆動信号を第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加していくことにより、Ｖｉ−１からＶｉへの切り替えの度に、インクリメンタル量にして更に１（nm）相当の逆方向の送りがスライダ２に掛けられることになる。
【０１５４】
そして、マイクロプロセッサ１４は、前記と同様、パルスカウンタＣの値を１インクリメントし、手動パルス発生器２３の１パルス分の指令に対応する１（nm）の逆方向の微動送りが行なわれたことを記憶した後（ステップＳ４２）、パルスカウンタＣの現在値が０までインクリメントされているか否か、つまり、手動パルス発生器２３で指令された微動送りが全て完了しているか否かを判定する（ステップＳ４３）。
【０１５５】
微動送りが完了しておらずパルスカウンタＣの現在値が０までインクリメントされていいない場合には、前記と同様にして、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０，ステップＳ２１，ステップＳ３５，ステップＳ３９〜ステップＳ４３の処理が繰り返し実行され、第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する電圧Ｖｎの範囲内でスライダ２に逆方向の微動送りが掛けられる。
【０１５６】
そして、第２の圧電素子ＰＺＴ２が伸長限度に達した場合には、既に述べたようにして、連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４がステップＳ３１〜ステップＳ３４の処理を実行し、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ収縮させて柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａから離間させ、第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長状態を初期状態に復帰させてから、第２の圧電素子ＰＺＴ２の新たな１サイクル分の伸長動作によってｎ（nm）＝５（nm）の範囲でスライダ２に微動送りを掛ける。
【０１５７】
このような処理を繰り返し実行することにより、手動パルス発生器２３の連続操作でパルスカウンタＣに−ｎ＝−５パルスの絶対値を超える大きさの目標移動量が設定された場合であっても、スライダ２に対する連続的な逆方向の微動送りを継続して行なうことが可能となる。
【０１５８】
つまり、信号波形発生器１９およびアンプ２０からなる駆動信号生成手段１８それ自体は、第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加される微動送り用駆動信号の電圧Ｖｉと最終的なスライダ２の直線運動の量ｉ（ｎｍ）との関係に基いて、第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する電圧Ｖｎの範囲を上限とし、微動指令の目標移動量Ｃのうち第２の圧電素子ＰＺＴ２の１サイクルの伸長動作で達成可能な送り量ｎ（ｎｍ）の範囲で、送り量ｉ（ｎｍ）（但し、ｉ≦ｎ）に略比例した電圧の微動送り用駆動信号Ｖｉを生成するに過ぎないが、微動指令の目標移動量Ｃの絶対値が第２の圧電素子ＰＺＴ２の１サイクルの動作の伸長限度に相当する最終的なスライダ２の直線運動の量ｎ（ｎｍ）を超える場合には、第２の圧電素子ＰＺＴ２が伸長限度に達した時点で、連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４からの指令により、柱状突起６の先端を駆動力伝達面２ａから離間させ、アンプ２０からの駆動信号Ｖｉの出力を停止させて第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長状態を初期状態に復帰させ、柱状突起６の先端を改めて駆動力伝達面２ａに当接させて、当初の微動指令Ｃと第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する最終的なスライダ２の直線運動の量ｎ（ｎｍ）との差分Ｃ＋ｎ（但し、Ｃの符号はマイナス）を新たな目標移動量Ｃとした上で、駆動信号生成手段１８を再び作動させるといった処理操作を｜Ｃ｜≦ｎとなるまで繰り返し実行することで、スライダ２に対する連続的な逆方向の微動送りが実現されるということである。
前述した通り、この実施形態では、図７に示すように、微動送り用駆動信号Ｖｉを第２の圧電素子ＰＺＴ２に対してステップ状に増加させて印加していく構成を採用しているので、実際には、当初の微動指令Ｃとスライダ２の直線運動の量ｎ（ｎｍ）との差分Ｃ＋ｎを求める処理は、ステップＳ４２に示されるように、Ｃ←Ｃ＋１の処理をｎ回続けて繰り返すことで実現している。
【０１５９】
そして、最終的に、パルスカウンタＣの値が０にまでインクリメントされたことがステップＳ４３の判定処理で検知され、手動パルス発生器２３で指令された微動送りが全て完了したことが確認されると、マイクロプロセッサ１４は、オフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２に対してバイアス電圧の印加を終了する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、バイアス回路２２を非作動としてオフセット手段の一部を構成する第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加していた均等なバイアス電圧を解除し、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ収縮させて柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａから離間させ（ステップＳ３１）、更に、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して微動送り用駆動信号Ｖｉの出力を停止する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０の作動を停止させて第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長状態を初期状態に復帰させて（ステップＳ３２）、電圧指定指標ｉの値を０に初期化し（ステップＳ３３）、微動送り実行フラグＦをリセットして（ステップＳ３４）、スライダ２に対する逆方向の微動送りを終了する。
【０１６０】
パルスカウンタＣの値が０に復帰した後はステップＳ２１以降の処理は非実行とされるので、スライダ２に不用意な送りが掛けられることはない。
【０１６１】
このようにして、第１の圧電素子ＰＺＴ１あるいは第２の圧電素子ＰＺ２に微動送り用駆動信号として機能するＶ１，Ｖ２，・・・Ｖｉ・・・，Ｖｎ（但し、この実施形態ではｎ＝５）のｎ段階の直流電圧を順に印加していくことで、１（ｎｍ）を刻み幅とする僅かな移動量でスライダ２に正逆各方向の微小な送りを掛けて精密な位置決めを行なうことができる。
【０１６２】
以上に述べたように、この実施形態では連続的な高速送りに際しても精密な位置決めのための微動送りに際しても、送り方向切替手段であるリレースイッチＳＷ０の操作により第１の圧電素子ＰＺＴ１もしくは第２の圧電素子ＰＺＴ２の何れか一方を駆動信号の入力先として選択し、信号波形生成器１９やアンプ２０からなる単一の駆動信号生成手段１８で何れかの圧電素子に駆動信号を入力するようにしているので、基本的に１系統分の制御回路を設ければよく、特に、電気的な構成において簡便な構造の圧電アクチュエータ４を提供することができる。
【０１６３】
しかも、バイアス回路２２を利用して第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に均等なバイアス電圧を印加し或いは解除することで、特に、柱状突起６の先端が大きく揺動した状態にある柱状突起６の姿勢を保持したまま柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａから離間させるようにしているので、微動送りに際して柱状突起６の先端を駆動力伝達面２ａから離間させる場合であっても柱状突起６の先端が駆動力伝達面２ａと干渉してスライダ２を不用意に移動させることがなく、精密な微動送りを実現できる。
また、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２それ自体をオフセット手段の一部として機能させる構造であるから、オフセット手段を構成する他の機械的な要素を付加しなくても、連続的な微動送り即ち第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の１ストローク分の伸長限度に相当するスライダ２の直線運動の量を超えた目標移動量の微動指令に的確に対処することができる。
【０１６４】
図８は第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２に代えて、リジッドプレート１２の下面側に固着された第３の圧電素子ＰＺＴ３をオフセット手段として利用して柱状突起６の姿勢を保持したまま柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａから離間させると共に、駆動信号生成手段１８が非作動となっている間だけスライダ２の停止位置を保持するロック手段として機能する第４の圧電素子ＰＺＴ４を併設した他の実施形態の圧電アクチュエータ４’の構成の概略について示した模式図、また、図９は当該圧電アクチュエータ４’における制御部１３’の構成を簡略化して示したブロック図である。
【０１６５】
図８ではリジッドプレート１２の下面側にオフセット手段として機能する第３の圧電素子ＰＺＴ３を設けているが、第３の圧電素子ＰＺＴ３の配設位置は、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２の基部とベースプレート８との固着位置よりもベースプレート８側、つまり、圧電素子ＰＺＴ３を伸長させることによって第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２と弾性体７を一体的にスライダ２に接近させて柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａに当接させることが可能であって、且つ、圧電素子ＰＺＴ３を収縮させることで第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２と弾性体７を一体的にスライダ２から引き離して柱状突起６の先端を駆動力伝達面２ａから離間させることが可能な箇所であれば何処でも構わない。
【０１６６】
この実施形態の制御部１３’には、オフセット手段として機能する第３の圧電素子ＰＺＴ３を２値的に伸長もしくは収縮させるためのアンプ２７と、ロック手段として機能する第４の圧電素子ＰＺＴ４を２値的に伸長もしくは収縮させるためのアンプ２８が接続されているが、他の構成に関しては、前述した実施形態の制御部１３（図３参照）と同様である。
【０１６７】
従って、圧電アクチュエータ４’の駆動制御には、図４〜図５のフローチャートを参照して説明した処理の大半を其のまま転用することが可能である。但し、この実施形態は、第３の圧電素子ＰＺＴ３を伸縮させて柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａに接離させる構成であるから、バイアスの印加に相当するステップＳ５，ステップＳ１２，ステップＳ２３，ステップＳ３６の処理に代え、アンプ２７を作動させて第３の圧電素子ＰＺＴ３を伸長させる処理を行う一方、バイアスの解除に相当するステップＳ１０，ステップＳ３１の処理に代えて、アンプ２７を非作動とし第３の圧電素子ＰＺＴ３を収縮させる処理を行うことになる。
【０１６８】
この場合、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に必要とされるのはスライダ２の送り操作に必要とされる伸縮機能だけであり、駆動力伝達面２ａに対する柱状突起６の接離操作のために第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２を伸縮させる必要はないから、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２の物理的な伸長限度つまり前述した電圧Ｖｍａｘに相当する伸長量の全てをスライダ２の送りに利用することができ、１サイクルの微動送りの量を例えば５（ｎｍ）よりも大きくすることが可能である。
【０１６９】
ロック手段として機能する第４の圧電素子ＰＺＴ４を作動させるアンプ２８は、圧電アクチュエータ４’の制御部１３’に電源が投入された時点で作動させておくものとし、バイアスの印加に相当するステップＳ５，ステップＳ１２，ステップＳ２３，ステップＳ３６の処理に代えて行われる第３の圧電素子ＰＺＴ３の伸長処理が終った時点で非作動状態として第４の圧電素子ＰＺＴ４の先端をスライダ４から離間させてロックを解除し、また、バイアスの解除に相当するステップＳ１０，ステップＳ３１の処理に代えて行われる第３の圧電素子ＰＺＴ３の収縮処理が開始される直前の時点で作動状態に戻して第４の圧電素子ＰＺＴ４の先端をスライダ４に当接させて再ロックを行うものとする。
【０１７０】
なお、ロック手段としては圧電素子の他、ウェッジスライドギアやブレーキパッド等を利用したクランプ装置や、本出願人らが特願２００６−３１２５８１として提案しているリニアステージ用現位置保持機構等のものが知られており、これらのものを第４の圧電素子ＰＺＴ４に代えてロック手段として利用してもよい。
【０１７１】
何れの場合も、柱状突起６の先端が駆動力伝達面２ａから離間した状況下において振動や衝撃の作用でスライダ２が不用意に移動する不都合を解消することができ、スライダ２の微動送りを繰り返し実行するような場合でも微動指令による目標移動量を確実に達成することができる。また、駆動電力の供給を停止して駆動信号生成手段１８の作動を停止したような場合であっても最終的な位置決め完了位置を確実に保持することができる。
【０１７２】
図１および図８を参照して説明した実施形態では、駆動対象であるスライダ２の側に駆動力伝達面２ａを形成し、スライダ送り機構１の本体側に固着されたリジッドプレート１２に第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２および弾性体７を配備した例について述べたが、これとは逆に、駆動対象であるスライダ２の側に第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２および弾性体７を配備し、スライダ送り機構１の本体側の固定部分、例えば、スライダ２の移動方向をガイドするガイド部材３等にスライダ２の移動方向に沿った駆動力伝達面を形成し、この駆動力伝達面にスライダ２側から突出する弾性体７の柱状突起６の先端を当接させるような構成としてもよい。この場合も、前述した各実施形態と同様の機能および作用・効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７３】
【図１】本発明の圧電アクチュエータをスライダ送り機構に適用した場合の一実施形態の構成の概略について示した模式図であり、図１（ａ）では柱状突起を駆動力伝達面に当接させた状態について、また、図１（ｂ）では柱状突起を駆動力伝達面から離間させた状態について示している。
【図２】同実施形態の圧電アクチュエータから略Ｔ字型の弾性体を取り出して高速送りと微動送りの作用原理を簡略化して示した作用原理図であり、図２（ａ）では高速送りについて、また、図２（ｂ）では微動送りについて示している。
【図３】同実施形態の圧電アクチュエータの制御部の構成を簡略化して示したブロック図である。
【図４】生成信号指定手段，連続微動送り用制御手段等として機能する制御部のマイクロプロセッサの処理動作の概略について示したフローチャートである。
【図５】制御部のマイクロプロセッサの処理動作の概略について示したフローチャートの続きである。
【図６】同実施形態の駆動信号生成手段から出力される高速送り用駆動信号の一例を示した概念図である。
【図７】同実施形態の駆動信号生成手段から出力される微動送り用駆動信号の一例を示した概念図である。
【図８】本発明の圧電アクチュエータをスライダ送り機構に適用した場合の他の一実施形態の構成の概略について示した模式図である。
【図９】同実施形態の圧電アクチュエータの制御部の構成を簡略化して示したブロック図である。
【符号の説明】
【０１７４】
１ スライダ送り機構
２ スライダ（駆動対象）
２ａ 駆動対象に形成された駆動力伝達面
３ ガイド部材
４ 圧電アクチュエータ
４’ 圧電アクチュエータ
５ 梁状本体部
６ 柱状突起
７ 弾性体
８ ベースプレート
９ 予圧手段
１０ ガイドピン
１１ コイルスプリング
１２ リジッドプレート
１３ 制御部
１３’ 制御部
１４ マイクロプロセッサ（生成信号指定手段，連続微動送り用制御手段）
１５ ＲＯＭ
１６ ＲＡＭ
１７ 不揮発性メモリ
１８ 駆動信号生成手段
１９ 信号波形発生器
２０ アンプ
２１ 入出力回路
２２ バイアス回路（オフセット手段の一部）
２３ 手動パルス発生器
２４ リニアスケール
２５ モニタ
２６ キーボード
２７ アンプ（オフセット手段の一部）
２８ アンプ
Ｘ 駆動対象の送り方向
ＰＺＴ１ 第１の圧電素子
ＰＺＴ２ 第２の圧電素子
ＰＺＴ３ 第３の圧電素子（オフセット手段）
ＰＺＴ４ 第４の圧電素子（ロック手段）
ＳＷ０ リレースイッチ（送り方向切替手段）
ＳＷ１ ジョグスイッチ
ＳＷ２ ジョグスイッチ
Ｌ 駆動対象の送り方向に沿った方向の長軸
Ｄ 楕円軌跡
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力電圧に応じて軸方向に伸縮する圧電素子を組み合わせて駆動対象もしくは駆動対象の移動方向をガイドするガイド部材に形成された駆動力伝達面に駆動力を伝達することで駆動対象に送りを掛ける圧電アクチュエータの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの圧電素子を組み合わせて駆動対象に送りを掛ける圧電アクチュエータとしては、特許文献１に開示される超音波モータ，特許文献２に開示されるアクチュエータ，特許文献３に開示される超音波駆動装置等が既に公知である。
【０００３】
これらの特許文献で開示される圧電アクチュエータは、何れも、軸方向に伸縮する圧電素子の先端部が近接するようにして２つの圧電素子を斜交させて配置し、その先端部にブロック状の変位合成部を固着し、この変位合成部自体あるいは変位合成部に突設された柱状突起を駆動対象の側面や外周部に一定の力で予圧して当接させ、少なくとも１つの圧電素子を共振状態で駆動するか（特許文献１）、もしくは、位相差をもって２つの圧電素子を同時に振動させる（特許文献２，３）ことによって変位合成部それ自体に楕円運動を生起させ、変位合成部と駆動対象との間の摩擦（特許文献１，２）、あるいは、変位合成部に突設された柱状突起と駆動対象との間の摩擦（特許文献３）と前述の楕円運動とを利用して駆動対象に一方的な送り（特許文献１，２）、もしくは、正逆の送り（特許文献３）を掛ける構成を有する。
【０００４】
特許文献３記載の超音波駆動装置は変位合成部それ自体を駆動対象に当接させる代わりに変位合成部の柱状突起を駆動対象に当接させている点が特許文献１，２記載の超音波モータや特許文献２のアクチュエータと異なるが、この柱状突起の傾きは当該柱状突起が駆動対象と当接して弾性変形することによって生じるもので、圧電素子の伸縮運動によってもたらされる共振運動とは技術的な意味合いが相違する。
【０００５】
特許文献１，２，３に開示される圧電アクチュエータは、何れも、２つの圧電素子の先端をブロック状の変位合成部を介して接続したものであるため、各圧電素子の先端と変位合成部との間の固着部に強力な曲げモーメントや剪断力が作用して圧電素子と変位合成部との間の接続箇所に破断が生じる可能性が高く、また、圧電素子それ自体も様々な方向に交番的に屈曲して疲労するため、圧電アクチュエータに十分な耐久性を持たせることが難しいといった不都合がある。
【０００６】
また、これらの圧電アクチュエータは、専ら連続的な高速送りのみを実現するためのもので、精密な位置決めのための送りには適さないといった問題がある。
【０００７】
これに対し、本出願人らは、圧電素子を不用意に屈曲させることなく圧電素子の直線的な伸縮動作のみを利用して駆動対象に送りを掛けることによって耐久性を向上させると共に、精密な位置決めのための送りにも十分に対処が可能な圧電アクチュエータを特許文献４の圧電アクチュエータとして提案しているが、このものは、４系統以上の圧電素子を連動させて駆動するために制御回路やアンプの構成が相対的に複雑化する傾向にある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１６８７９号公報
【特許文献２】特開２００１−２２４１８７号公報（図３，図４，図１１−１４）
【特許文献３】特開２００２−５８２６６号公報（段落００２１，００２３−００２４，図６）
【特許文献４】特許第３８３３１６６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明の課題は、前記従来技術の不都合を改善し、圧電素子と他の部品との接続箇所に破断を生じたり圧電素子自体が疲労したりする可能性が低く、高速な送りと精密な位置決めのための送りが共に可能であって、制御回路やアンプの構成も簡便な圧電アクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の圧電アクチュエータは、入力電圧に応じて軸方向に伸縮する圧電素子を組み合わせて駆動対象もしくは駆動対象の移動方向をガイドするガイド部材に形成された駆動力伝達面に駆動力を伝達することで駆動対象に送りを掛ける圧電アクチュエータであり、前記課題を達成するため、特に、
梁状本体部と其の長手方向略中央部の柱状突起とから一体に形成された略Ｔ字型の弾性体と、
相互に略平行な状態で前記梁状本体部の両端部に配置されて其の先端部を前記梁状本体部に固着された第１，第２の圧電素子と、
前記第１，第２の圧電素子の基部を固着したベースプレートを押圧し、前記梁状本体部が前記駆動対象の送り方向と略平行となり且つ前記柱状突起が前記駆動対象の送り方向と略直交するような姿勢を保持して、前記柱状突起の先端を前記駆動力伝達面に向けて付勢する予圧手段と、
何れか一方の前記圧電素子の伸縮運動と当該伸縮動作によってもたらされる前記柱状突起の共振運動とによって実質的に前記送り方向に沿った方向の長軸を有する楕円運動を前記柱状突起の先端部に生起させる高速送り用駆動信号と、何れか一方の前記圧電素子の伸縮運動によって実質的に前記送り方向に沿った方向の直線運動を前記柱状突起の先端部に生起させる微動送り用駆動信号とを選択的に生成する駆動信号生成手段と、
前記高速送り用駆動信号と微動送り用駆動信号のうち前記駆動信号生成手段が生成すべき信号の種別を前記駆動信号生成手段に指令する生成信号指定手段と、
前記駆動信号生成手段によって生成された駆動信号を何れか一方の前記圧電素子に対して選択的に入力する送り方向切替手段を備えたことを特徴とする構成を有する。
【００１１】
以上の構成において、まず、送り方向切替手段を操作し、駆動信号生成手段が生成する駆動信号の入力先として第１，第２の圧電素子の何れか一方を選択する。
そして、駆動対象に連続的な高速送りを掛ける場合においては、生成信号指定手段を操作して高速送り用駆動信号を生成する旨の指令を駆動信号生成手段に入力し、また、駆動対象に対して微動送りを掛ける場合には、生成信号指定手段を操作して微動送り用駆動信号を生成する旨の指令を駆動信号生成手段に入力する。
駆動信号生成手段に高速送り用駆動信号を生成する旨の指令が入力された場合、駆動信号生成手段は、駆動信号の入力先として選択された何れか一方の圧電素子の伸縮運動と当該伸縮動作によってもたらされる柱状突起の共振運動とによって実質的に駆動対象の送り方向に沿った方向の長軸を有する楕円運動を柱状突起の先端部に生起させるための高速送り用駆動信号を生成し、この高速送り用駆動信号を、駆動信号の入力先として選択された何れか一方の圧電素子に印加する。
高速送り用駆動信号は、時間の経過に応じて一定のパターンでサイクリックに電圧を変化させる正弦波または三角波等に類する信号である。選択された何れか一方の圧電素子は、入力電圧に応じて軸方向に伸縮する構造のものであるから、この高速送り用駆動信号を印加されることにより当該圧電素子に高周波の縦振動が発生し、当該圧電素子と他方の圧電素子によって両端部を保持された略Ｔ字型の弾性体が、前記他方の圧電素子との固着部を実質的な支点として高速で揺動し、弾性体の梁状本体部における長手方向略中央部つまり柱状突起の基部が、前述の縦振動の約１／２の振幅で此の縦振動の方向と概ね同様の方向に高速に振動する。
また、略Ｔ字型の弾性体が前記他方の圧電素子との固着部を実質的な支点として高速で揺動する結果、弾性体の梁状本体部と一体に形成された柱状突起も、梁状本体部と一体に移動する其の基部を支点として高速で揺動し、結果として、この柱状突起の先端が、柱状突起の基部の縦振動の向きと略直角に交差する方向で横振動することになる。
この横振動は、圧電素子の伸縮運動によってもたらされる柱状突起の共振運動であり、正弦波または三角波等からなる高速送り用駆動信号の周波数，略Ｔ字型の弾性体の材質，梁状本体部や柱状突起の各部の寸法等を適切に設計することで、柱状突起の基部の縦振動と柱状突起の先端の横振動を合成して得られる柱状突起の先端の運動軌跡が、駆動対象の送り方向に沿った方向の長軸を有する楕円運動とされる。
梁状本体部が駆動対象の送り方向と略平行となり且つ柱状突起が駆動対象の送り方向と略直交するような姿勢を保持した状態で第１，第２の圧電素子のベースプレートを押圧する予圧手段により、柱状突起の先端が駆動力伝達面に向けて付勢された状態で柱状突起先端の楕円運動が生起される結果、長軸を基準として駆動力伝達面に近い側の楕円軌跡の部分では柱状突起の先端と駆動力伝達面との当接力が増大する一方、長軸を基準として駆動力伝達面から遠い側の楕円軌跡の部分では柱状突起の先端と駆動力伝達面との当接力が減少する。あるいは、柱状突起の基部の縦振動の周期と予圧手段の伸縮に係る応答性の関係によっては、長軸を基準として駆動力伝達面に近い側の楕円軌跡の部分では柱状突起の先端と駆動力伝達面とが当接するが、長軸を基準として駆動力伝達面に遠い側の楕円軌跡の部分では、予圧手段の伸長が間に合わずに柱状突起の先端が駆動力伝達面から離間したままの状態となるといった現象も生じ得る。
何れの場合においても、長軸を基準として駆動力伝達面に近い側の楕円軌跡上に柱状突起の先端が位置する状況下では、長軸を基準として駆動力伝達面に遠い側の楕円軌跡上に柱状突起の先端が位置する場合よりも駆動力伝達面に対して強い送りが掛けられることになるので、結果的に、楕円軌跡に沿って移動する柱状突起先端の移動方向によって駆動対象の送り方向が決まる。例えば、左右方向に移動可能な駆動対象の下面に形成された駆動力伝達面に柱状突起の先端が当接し、柱状突起の先端が楕円軌跡に沿って時計方向に移動するとした場合では駆動対象の送り方向は左から右へ向かう方向となり、また、同一条件下で柱状突起の先端が楕円軌跡に沿って反時計方向に移動するとした場合では駆動対象の送り方向は右から左へ向かう方向となる。
第１，第２の圧電素子は相互に略平行な状態で梁状本体部の両端部に配置されており、梁状本体部の長手方向略中央部に形成された柱状突起から見れば第１，第２の圧電素子の配設位置は対称であり、しかも、第１の圧電素子を駆動信号の入力先として選択した場合であっても第２の圧電素子を駆動信号の入力先として選択した場合であっても高速送り用駆動信号の特性自体は同一である。従って、第１の圧電素子を駆動信号の入力先として選択するか第２の圧電素子を駆動信号の入力先として選択するかは、非作動側の圧電素子である第２の圧電素子の先端を支点として梁状本体部を高速に揺動させるか非作動側の圧電素子である第１の圧電素子の先端を支点として梁状本体部を高速に揺動させるかの相違に過ぎない。つまり、第１，第２の圧電素子の違いを無視すれば、第１，第２の圧電素子や梁状本体部および柱状突起を含む仮想平面の表側から第１，第２の圧電素子や梁状本体部および柱状突起の動作状態を見た場合であっても、この仮想平面の裏側から第１，第２の圧電素子や梁状本体部および柱状突起の動作状態を見た場合であっても、その動作状態は完全に同一である。
従って、第１の圧電素子を駆動信号の入力先として選択するか第２の圧電素子を駆動信号の入力先として選択するかを送り方向切替手段によって切り替えることで、楕円軌跡に沿って移動する柱状突起先端の移動方向を反転することが可能であり、これにより駆動対象の送り方向を正逆に切り替えることができる。
第１，第２の圧電素子の間に略Ｔ字型の弾性体の梁状本体部の全長に匹敵する間隔をおいて第１，第２の圧電素子を相互に略平行な状態で配置しているので、何れか一方の圧電素子を伸縮させても他方の圧電素子を屈曲させる力は殆ど作用せず、圧電素子の屈曲による疲労の発生が大幅に軽減される。また、第１，第２の圧電素子の先端に両端部を固着された略Ｔ字型の弾性体の梁状本体部は、圧電素子の先端部が近接するようにして斜交配置した２つの圧電素子の先端の交差部分に設けられる従来型のブロック状の変位合成部とは相違し、スパンの長い梁状に形成されており、且つ、弾性変形が容易であるから、何れか一方の圧電素子を伸縮させても容易に弾性変形して応力を分散させることができるので、強い曲げモーメントや剪断力が作用することはなく、圧電素子と梁状本体部との間の接続箇所に破断が生じる心配は殆どない。従って、圧電アクチュエータに十分な耐久性を持たせることが可能である。
一方、駆動信号生成手段に微動送り用駆動信号を生成する旨の指令が入力された場合、駆動信号生成手段は、何れか一方の圧電素子の伸縮運動によって実質的に駆動対象の送り方向に沿った方向の直線運動を柱状突起の先端部に生起させる微動送り用駆動信号を生成し、この微動送り用駆動信号を、駆動信号の入力先として選択された何れか一方の圧電素子に印加する。
微動送り用駆動信号は、圧電素子を伸縮させるための直流電圧である。選択された何れか一方の圧電素子は、入力電圧に応じて軸方向に伸縮する構造のものであるから、この微動送り用駆動信号を印加されることにより入力電圧の大小に応じて伸縮し、当該圧電素子と他方の圧電素子によって両端部を保持された略Ｔ字型の弾性体の梁状本体部が、前記他方の圧電素子との固着部を実質的な支点として揺動し、弾性体の梁状本体部における長手方向略中央部つまり柱状突起の基部が、圧電素子の伸縮量の約１／２の移動量で圧電素子の伸縮方向と概ね同様の方向に移動する。
また、略Ｔ字型の弾性体が前記他方の圧電素子との固着部を実質的な支点として揺動する結果、弾性体の梁状本体部と一体に形成された柱状突起も、梁状本体部と一体に揺動し、その先端が、圧電素子の伸縮方向と交差する方向で僅かに移動することになる。
この柱状突起先端の移動のうち圧電素子の伸縮方向と直交する方向の移動量が、実質的に駆動対象の送り方向に沿った方向の直線運動である。
梁状本体部が駆動対象の送り方向と略平行となり且つ柱状突起が駆動対象の送り方向と略直交するような姿勢を保持した状態で第１，第２の圧電素子のベースプレートを押圧する予圧手段により、柱状突起の先端が駆動力伝達面に向けて付勢された状態で柱状突起先端に駆動対象の送り方向に沿った方向の直線運動が生起される結果、選択された圧電素子が第１の圧電素子であるのか第２の圧電素子であるのかに応じて駆動対象に微小な送りが掛けられ、同時に、駆動力伝達面と接離する方向の柱状突起の基部の移動量つまり圧電素子の伸縮量の約１／２に相当する移動量だけ、予圧手段の付勢力に抗してベースプレートが駆動力伝達面から離間する方向に移動する。駆動対象の移動量は、圧電素子の伸長限度に相当する電圧の範囲内で、微動送り用駆動信号の電圧に略比例する。
前記と同様、第１の圧電素子を駆動信号の入力先として選択するか第２の圧電素子を駆動信号の入力先として選択するかは、非作動側の圧電素子である第２の圧電素子の先端を支点として梁状本体部および柱状突起を揺動させるか非作動側の圧電素子である第１の圧電素子の先端を支点として梁状本体部および柱状突起を揺動させるかの相違に過ぎない。つまり、第１，第２の圧電素子の違いを無視すれば、第１，第２の圧電素子や梁状本体部および柱状突起を含む仮想平面の表側から第１，第２の圧電素子や梁状本体部および柱状突起の動作状態を見た場合であっても、この仮想平面の裏側から第１，第２の圧電素子や梁状本体部および柱状突起の動作状態を見た場合であっても、その動作状態は完全に同一である。
従って、第１の圧電素子を駆動信号の入力先として選択するか第２の圧電素子を駆動信号の入力先として選択するかを送り方向切替手段によって切り替えることで、柱状突起先端の移動方向を反転することが可能であり、これにより駆動対象の送り方向を正逆に切り替えることができる。また、この構成により精密な位置決めのための送りが実現される。
以上に述べた通り、連続的な高速送りに際しても精密な位置決めのための送りに際しても、送り方向切替手段の操作により第１，第２の圧電素子の何れか一方を駆動信号の入力先として選択し、信号波形生成器やアンプ等からなる単一の駆動信号生成手段で何れかの圧電素子に駆動信号を入力するようにしているので、基本的に１系統分の制御回路を設ければよく、簡便な構造の圧電アクチュエータを提供することができる。
【００１２】
更に、一方の圧電素子が伸長限度に達した状態にある柱状突起の先端を駆動力伝達面から離間させるためのオフセット手段を備えると共に、
前記駆動信号生成手段は、目標移動量を含む微動指令を受け、前記一方の圧電素子に印加される微動送り用駆動信号の電圧と前記直線運動の量との関係に基いて、前記一方の圧電素子の伸長限度に相当する電圧の範囲内で、前記微動指令に略比例した電圧の微動送り用駆動信号を生成するものであって、
前記微動指令が前記一方の圧電素子の伸長限度に相当する前記直線運動の量を超える場合には、前記一方の圧電素子が伸長限度に達した時点で前記オフセット手段により前記柱状突起の先端を前記駆動力伝達面から離間させ前記駆動信号生成手段の作動を停止させて前記一方の圧電素子を初期状態に復帰させ、前記オフセット手段により前記柱状突起の先端を改めて前記駆動力伝達面に当接させて、前記微動指令と前記一方の圧電素子の伸長の度合いに相当する直線運動の量との差分を新たな目標移動量として前記駆動信号生成手段を再び作動させる連続微動送り用制御手段を併設した構成としてもよい。
【００１３】
このような構成を適用した場合、駆動信号生成手段には目標移動量を含む微動指令を入力する。
前述した通り、選択された何れか一方の圧電素子は、入力電圧に応じて軸方向に伸縮する構造のものであり、最終的に、微動送りに際しての駆動対象の移動量は、圧電素子の伸長限度に相当する電圧の範囲内で、微動送り用駆動信号の電圧に略比例する。
従って、微動指令に含まれる目標移動量が、選択された圧電素子の伸長限度に相当する駆動対象の移動量の範囲内であれば、当該圧電素子に印加される微動送り用駆動信号の電圧と駆動対象の直線運動の量との関係に基いて、圧電素子の伸長限度に相当する電圧の範囲内で微動指令に略比例した電圧の微動送り用駆動信号を生成すれば、目標移動量に相当する分の送りで駆動対象を移動させることができる。例えば、Ｖ１の微動送り用駆動信号を一方の圧電素子に印加した際に駆動対象が１（nm）移動し、Ｖ２の微動送り用駆動信号を一方の圧電素子に印加した際に駆動対象が２（nm）移動し、・・・、Ｖｉの微動送り用駆動信号を一方の圧電素子に印加した際に駆動対象がｉ（nm）移動し、・・・・、Ｖｎの微動送り用駆動信号を一方の圧電素子に印加した際に駆動対象がｎ（nm）移動し、Ｖｎの微動送り用駆動信号によって圧電素子が伸長限度に達するとすれば、微動送り用駆動信号となる直流電圧としてＶ１を入力すると１（nm）の送り、Ｖ２を入力すると２（nm）の送り、・・・、Ｖｉを入力するとｉ（nm）の送り、・・・、Ｖｎを入力するとｎ（nm）の微動送りが実現されるということになる（但し、Ｖ１＜Ｖ２＜・・・Ｖｉ・・・＜Ｖｎ）。
しかし、選択された圧電素子にＶｎを越える電圧を印加しても圧電素子は其れ以上には伸張しないので、このままでは、ｎ（nm）を超える送りは実現できない。
そこで、微動指令で指示される目標移動量が圧電素子の伸長限度に相当する駆動対象の送り量、例えば、前述のｎ（nm）を超える場合には、圧電素子が伸長限度に達した時点で連続微動送り用制御手段がオフセット手段を制御し、圧電素子が伸長限度に達した状態にある柱状突起の先端を駆動力伝達面から離間させる。柱状突起先端の揺動状態を保持したまま柱状突起の先端を駆動力伝達面から離間させるようにしているので、柱状突起を駆動力伝達面から退避させる際に駆動対象に余計な送りが掛けられたり、駆動対象が送り方向と逆行する方向に引き戻されたりする弊害は生じない。
次いで、連続微動送り用制御手段は、駆動信号生成手段の作動を停止させることによって圧電素子の伸長状態を初期状態に復帰させるが、この時点では既に柱状突起の先端が駆動力伝達面から離間しているので、柱状突起先端の揺動状態を初期状態に復帰させても駆動対象が不用意に移動する心配はない。
そして、連続微動送り用制御手段は、オフセット手段により柱状突起の先端を改めて駆動力伝達面に当接させ、微動指令で指示される目標移動量と圧電素子の伸長の度合いに相当する駆動対象の直線運動の量との差分を新たな目標移動量として駆動信号生成手段に入力し、前記と同様にして駆動信号生成手段を再び作動させる。
従って、例えば、前記と同様にＶ１の微動送り用駆動信号で駆動対象が１（nm）移動し、Ｖ２の微動送り用駆動信号で駆動対象が２（nm）移動し、・・・、Ｖｉの微動送り用駆動信号で駆動対象がｉ（nm）移動し、・・・、Ｖｎの微動送り用駆動信号で駆動対象がｎ（nm）移動し、Ｖｎの微動送り用駆動信号によって圧電素子が伸長限度に達するとした場合において、目標移動量を２ｎ＋ｉ（nm）とする微動指令が入力されたとすれば、圧電素子の伸長限度に相当するｎ（nm）の送りが２回と其の都度のオフセット手段の作動が都合２回、そして、Ｖｉの微動送り用駆動信号に相当するｉ（nm）の送りが１回実行されて、目標移動量に相当する送りが完了することになる。
このような構成を適用することで、圧電素子の伸長限度に相当する直線運動の量を超える目標移動量が微動指令として入力された場合であっても、その要求に確実に対処できるようになる。
【００１４】
前述のオフセット手段は、具体的には、第１，第２の圧電素子と、該第１，第２の圧電素子にバイアス電圧を印加するバイアス回路によって構成することが可能である。
【００１５】
この構成は、バイアス回路を利用して第１，第２の圧電素子にバイアス電圧を印加し或いは解除することで、圧電素子が伸長限度に達した状態にある柱状突起の先端を駆動力伝達面から離間させるようにしたもので、第１，第２の圧電素子それ自体をオフセット手段として機能させる構造上、オフセット手段を構成する他の機械的な構成要素を付加しなくても連続的な微動送り、つまり、圧電素子の伸長限度に相当する直線運動の量を超えた目標移動量の微動指令に対処できるメリットがある。
但し、このような構成を適用した場合、駆動対象の送りのために利用できる圧電素子の実質的な伸長限度は圧電素子の物理的な伸長限度からオフセット量を差し引いた値、つまり、微動送りに際して柱状突起先端の揺動状態を保持したまま柱状突起の先端を駆動力伝達面から離間させ、且つ、柱状突起先端の揺動状態を初期状態に復帰させても柱状突起先端が駆動力伝達面に不用意に当接しない程度のニガシ量を差し引いた値である。
【００１６】
或いは、前述のオフセット手段は、前記第１，第２の圧電素子の基部と前記ベースプレートとの固着位置よりもベースプレート側に設置された第３の圧電素子によって構成することも可能である。
【００１７】
このような構成を適用した場合、圧電素子が伸長限度に達した状態にある柱状突起の先端を駆動力伝達面から離間させるための手段として新たに第３の圧電素子が必要となるが、圧電素子の物理的な伸長限度を駆動対象の送りのために利用できるので、１サイクルの微動送りの量を大きくすることができる。
【００１８】
更に、駆動信号生成手段が非作動となっている間だけ駆動対象の停止位置を保持するロック手段を併設してもよい。
【００１９】
柱状突起の先端が駆動力伝達面から離間した状態であっても振動や衝撃で駆動対象が不用意に移動することはないので、駆動対象の微動送りを繰り返し実行するような場合でも微動指令による目標移動量を確実に達成することができ、また、駆動電力の供給を停止して駆動信号生成手段の作動を停止したような場合であっても最終的な位置決め完了位置を保持することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の圧電アクチュエータは、略Ｔ字型の弾性体の梁状本体部の全長に匹敵する間隔をおいて第１，第２の圧電素子を相互に略平行な状態で配置した構成を有し、駆動対象に高速送りを掛ける際には、一方の圧電素子のみを振動させて他方の圧電素子の非作動状態を保持することで前記一方の圧電素子の振動方向と概ね同方向に梁状本体部における長手方向略中央部に位置する柱状突起の基部を振動させると共に此の振動を利用して柱状突起を共振させることで当該柱状突起の先端に柱状突起の基部の振動の向きと略直角に交差する方向の横振動を生起させ、これらの振動を合成して得られる柱状突起先端の楕円運動を利用して駆動対象に送りを掛けるようにしているので、何れか一方の圧電素子を伸縮させても他方の圧電素子を屈曲させる力は殆ど作用せず、圧電素子の屈曲による疲労の発生が大幅に軽減され、しかも、第１，第２の圧電素子の先端に両端部を固着された略Ｔ字型の弾性体の梁状本体部はスパンの長い梁状に形成されており弾性変形が容易であるから、何れか一方の圧電素子を伸縮させても容易に弾性変形して弾性体に作用する応力を分散させることが可能であり、圧電素子と梁状本体部との間の接続箇所に強い曲げモーメントや剪断力が作用することがなくなるので、圧電素子と弾性体の梁状本体部との間の破断を効果的に抑制することができ、圧電アクチュエータ全体としての構造に十分な耐久性を持たせることができる。
また、駆動対象に微動送りを掛ける際には何れか一方の圧電素子を伸縮させて他方の圧電素子の先端を支点に略Ｔ字型の弾性体を揺動させることで柱状突起の先端を圧電素子の伸縮方向と交差する方向に移動させて駆動対象に送りを掛けるようにしているので、従来の此の種の圧電アクチュエータでは難しかった微小な精密送りも可能となった。
更に、高速送りに際しても微動送りに際しても、何れか一方の圧電素子のみを駆動すればよく、送り方向切替手段の操作により第１，第２の圧電素子の何れか一方を駆動信号の入力先として選択し、信号波形生成器やアンプ等からなる単一の駆動信号生成手段で何れかの圧電素子に駆動信号を入力するようにしているので、基本的に１系統分の制御回路を設ければ十分であり特に回路関連のハードウェア面で簡便な構造の圧電アクチュエータを提供することができ、正逆の送り方向も自由に選択することができる。
【００２１】
また、微動送りに際して入力される目標移動量が圧電素子の伸長限度に相当する駆動対象の送り量を超えている場合には、圧電素子が伸長限度に達した時点でオフセット手段を用いて柱状突起の先端を駆動力伝達面から離間させ、柱状突起先端と駆動力伝達面との不用意な接触による駆動対象の位置ずれを防止した状態で圧電素子の伸長状態を初期状態に復帰させ、改めて駆動力伝達面に柱状突起の先端を当接させて、微動指令で指示される目標移動量と圧電素子の伸長の度合いに相当する駆動対象の直線運動の量との差分を新たな目標移動量として駆動信号生成手段に入力するようにしているので、圧電素子の伸長限度に相当する直線運動の量を超える目標移動量が微動指令として入力された場合であっても、その要求に確実に対処することができる。
【００２２】
柱状突起の先端を駆動力伝達面から離間させるためのオフセット手段は、第１，第２の圧電素子と、該第１，第２の圧電素子にバイアス電圧を印加するバイアス回路によって構成することが可能であり、オフセット手段を構成する他の機械的な構成要素を付加しなくても連続的な微動送り、つまり、圧電素子の伸長限度に相当する直線運動の量を超えた目標移動量の微動指令に対処することができる。
【００２３】
また、第１，第２の圧電素子の基部とベースプレートとの固着位置よりもベースプレート側に設置された第３の圧電素子によってオフセット手段を構成した場合においては、圧電素子の物理的な伸長限度を駆動対象の送りのために利用できるので、１サイクルの微動送りの量を大きくすることができる。
【００２４】
更に、駆動信号生成手段が非作動となっている間だけ駆動対象の停止位置を保持するロック手段を併設することで、駆動対象の微動送りを繰り返し実行するような場合でも微動指令による目標移動量を確実に達成することができ、また、駆動電力の供給を停止して駆動信号生成手段の作動を停止したような場合であっても最終的な位置決め完了位置を保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明を実施するための最良の形態について、実施形態を揚げて具体的に説明する。
【００２６】
図１（ａ）および図１（ｂ）は本発明の圧電アクチュエータをスライダ送り機構に適用した場合の一実施形態の構成の概略について示した模式図、図２（ａ）および図２（ｂ）は同実施形態の圧電アクチュエータから略Ｔ字型の弾性体と第１，第２の圧電素子を取り出して高速送りと微動送りの作用原理を簡略化して示した作用原理図、また、図３は同実施形態の圧電アクチュエータの制御部の構成を簡略化して示したブロック図である。
【００２７】
この実施形態のスライダ送り機構１は、図１に示される通り、概略において、駆動対象としてのスライダ２と、スライダ２の移動方向をガイドするガイド部材３、および、スライダ２に送りを掛けるための圧電アクチュエータ４によって構成される。
【００２８】
圧電アクチュエータ４の構造上の主要部は、図１に示されるように、梁状本体部５と其の長手方向略中央部の柱状突起６とから一体に形成された略Ｔ字型の弾性体７と、相互に略平行な状態で梁状本体部５の両端部に配置されて其の先端部を梁状本体部５に固着された第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２と、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２の基部を固着したベースプレート８と、弾性体７における梁状本体部５が駆動対象であるスライダ２の送り方向つまり図１中の両端矢印Ｘの方向と略平行となり且つ柱状突起６がスライダ２の送り方向と略直交するような姿勢を保持して柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａに向けて付勢する予圧手段９とによって構成される。
【００２９】
ここでは、一例として、ベースプレート８の姿勢を保持して摺動自在にガイドするガイドピン１０，１０と当該ガイドピン１０，１０に遊嵌されて其の両端部をベースプレート８およびリジッドプレート１２に当接させたコイルスプリング１１，１１を利用して予圧手段９を構成しているが、この種の予圧手段の構成に関しては既に様々なものが公知であり、その構成は問わない。
【００３０】
図１では、説明の都合上、各部のスケールを無視してスライダ送り機構１や圧電アクチュエータ４の構造を記載しているが、実際には、弾性体７における梁状本体部５のスパンは概ね１１（mm），柱状突起６の長さは概ね６（mm），第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２の長さは概ね９（mm），これらのパーツの厚さは３（mm）程度であり、スライダ２の大きさは一辺が５０〜１００（mm）といった程度である。弾性体７の材質としては、例えば炭素工具鋼のＳＫ３や合金工具鋼のＳＫＳ３等の鋼材が適している。
【００３１】
圧電アクチュエータ４の制御部１３は、図３に示されるように、マイクロプロセッサ１４と、マイクロプロセッサ１４の制御プログラムを格納したＲＯＭ１５、および、演算データの一時記憶等に利用されるＲＡＭ１６と、ユーザープログラム等を格納するための不揮発性メモリ１７によって構成される。
【００３２】
また、第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段１８は、信号波形発生器１９とアンプ２０とによって構成される。
【００３３】
アンプ２０から出力される高速送り用駆動信号の一例を図６に示す。この高速送り用駆動信号は、第１の圧電素子ＰＺＴ１もしくは第２の圧電素子ＰＺＴ２の何れかを高速で伸縮運動させ、この伸縮動作と当該伸縮動作によってもたらされる柱状突起６の共振運動とによって実質的にスライダ２の送り方向に沿った方向の長軸を有する楕円運動を柱状突起６の先端部に生起させるためのものである。高速送り用駆動信号は、時間の経過に応じて一定のパターンでサイクリックに電圧を変化させる正弦波または三角波等のものであり（この実施形態では正弦波）、公知の信号波形発生器１９およびアンプ２０で生成し増幅することが可能である。高速送り用駆動信号の電圧や周波数は、第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２を振動させ、この振動と柱状突起６の共振運動とによって弾性体７における柱状突起６の先端に楕円運動を生起させるのに適した値に定める必要がある。前述した寸法および材質の弾性体７と第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に合わせた場合、望ましい正弦波の電圧は６０Ｖｐ−ｐ，周波数は２５〜３０ｋＨｚの範囲が適当であることが実験的に求められている。
【００３４】
また、アンプ２０から出力される微動送り用駆動信号の一例を図７に示す。この微動送り用駆動信号は、第１の圧電素子ＰＺＴ１もしくは第２の圧電素子ＰＺＴ２の何れかを伸縮運動させることによって実質的にスライダ２の送り方向に沿った方向の直線運動を柱状突起６の先端部に生起させるための直流電圧である。第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２は入力電圧に応じて軸方向に伸縮する構造のものであるから、この微動送り用駆動信号を印加されることにより、入力電圧の大小に応じて第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２が伸縮する。
【００３５】
ここでは、図７に示されるように、例えば、Ｖ１，Ｖ２，・・・Ｖｉ・・・，Ｖｎ（但し、この実施形態ではｎ＝５）のｎ段階の直流電圧を微動送り用駆動信号として利用し、Ｖ１の微動送り用駆動信号を第１の圧電素子ＰＺＴ１もしくは第２の圧電素子ＰＺＴ２の何れか一方に印加した際に駆動対象であるスライダ２が基準位置からのアブソリュート量で１（nm）移動し、Ｖ２の微動送り用駆動信号を一方の圧電素子に印加した際にスライダ２が基準位置からのアブソリュート量で２（nm）、要するに、Ｖ１からＶ２への切り替えによってインクリメンタル量で１（nm）移動し、・・・、Ｖｉの微動送り用駆動信号を一方の圧電素子に印加した際にスライダ２が基準位置からのアブソリュート量でｉ（nm）、要するに、Ｖｉ−１からＶｉへの切り替えによってインクリメンタル量で１（nm）移動し、・・・・、Ｖｎの微動送り用駆動信号を一方の圧電素子に印加した際にスライダ２が基準位置からのアブソリュート量でｎ（nm）、要するに、Ｖｎ−１からＶｎへの切り替えによってインクリメンタル量で１（nm）移動し、Ｖｎの微動送り用駆動信号によって当該圧電素子が伸長限度に達するものとする。
【００３６】
駆動信号生成手段１８を構成する信号波形発生器１９およびアンプ２０は、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４から制御部１３の入出力回路２１を介して指令を受け、図６に示されるような高速送り用駆動信号、もしくは、図７に示されるようなｎ段階の微動送り用駆動信号の何れかの段の微動送り用駆動信号を生成し、送り方向切替手段として機能するリレースイッチＳＷ０に出力する。
【００３７】
送り方向切替手段として機能するリレースイッチＳＷ０は、マイクロプロセッサ１４から制御部１３の入出力回路２１を介して指令を受け、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先を第１の圧電素子ＰＺＴ１もしくは第２の圧電素子ＰＺＴ２に選択的に切り替える。
【００３８】
この実施形態のオフセット手段は、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２と、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に均等なバイアス電圧を印加するバイアス回路２２によって構成される。オフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２は、マイクロプロセッサ１４あるいは連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４から制御部１３の入出力回路２１を介して指令を受け、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加しているバイアスを解除して第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子をニガシ量相当分だけ収縮させ、第１の圧電素子ＰＺＴ１あるいは第２の圧電素子ＰＺＴ２が伸長限度に達した状態にある柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａから離間させ、また、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２にバイアスを印加して第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２をニガシ量相当分だけ伸長させて、柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａに当接させる。なお、前述の図１（ａ）では第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に均等なバイアス電圧を印加して第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２をニガシ量に相当する分だけ伸長させて柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａに当接させた状況を示し、図１（ｂ）では第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加しているバイアスを解除して第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量に相当する分だけ収縮させ、第１の圧電素子ＰＺＴ１あるいは第２の圧電素子ＰＺＴ２が伸長限度に達した状態にある柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａから離間させた後、更に、駆動信号生成手段１８の作動を停止させて、それまで伸長していた側の第１の圧電素子ＰＺＴ１あるいは第２の圧電素子ＰＺ２を完全収縮の初期状態に復帰させた状況を示している。
【００３９】
手動パルス発生器２３は駆動対象であるスライダ２に微動送りを掛けるための微動指令と目標移動量を入力するためのマン・マシン・インターフェイスである。手動パルス発生器２３からのパルスは入出力回路２１を介してマイクロプロセッサ１４に入力され、手動パルス発生器２３のハンドルの操作方向つまり正逆の送り方向に応じ、ＲＡＭ１６のレジスタの１つで構成されるパルスカウンタＣに加算もしくは減算される。
【００４０】
ジョグスイッチＳＷ１は駆動対象であるスライダ２に正方向の高速送りを掛けるためのマン・マシン・インターフェイスであり、また、ジョグスイッチＳＷ２は駆動対象であるスライダ２に逆方向の高速送りを掛けるためのマン・マシン・インターフェイスである。
【００４１】
リニアスケール２４は機械座標系上におけるスライダ２の現在位置をリアルタイムで検出し、この現在位置がモニタ２５上に表示される。
【００４２】
なお、キーボード２６はユーザープログラム等の入力に用いられるマン・マシン・インターフェイスである。
【００４３】
圧電アクチュエータ４の制御部１３は専用のハードウェアで構成してもよいし、パーソナルコンピュータ等にプログラムをインストールすることによって制御部１３の機能を持たせるようにしても構わない。
【００４４】
図４〜図５はＲＯＭ１５に格納された制御プログラムに従ってマイクロプロセッサ１４が実行する処理の概略について示したフローチャートである。
【００４５】
次に、図４〜図５のフローチャートを参照して、生成信号指定手段，連続微動送り用制御手段等として機能するマイクロプロセッサ１４の処理動作、および、スライダ送り機構１と圧電アクチュエータ４の動作について具体的に説明する。
【００４６】
圧電アクチュエータ４の制御部１３に電源が投入されると、マイクロプロセッサ１４は、まず、微動送りの実行中を記憶する微動送り実行フラグＦをリセットし（ステップＳ１）、微動送りの目標移動量を記憶するパルスカウンタＣの値を０に初期化すると共に（ステップＳ２）、信号波形発生器１９およびアンプ２０からなる駆動信号生成手段１８に指令する微動送り用駆動信号の電圧値を特定する電圧指定指標ｉの値を０に初期化する（ステップＳ３）。
【００４７】
次いで、マイクロプロセッサ１４は、ジョグスイッチＳＷ１の操作が検知されているか否か（ステップＳ４）、ジョグスイッチＳＷ２の操作が検知されているか否か（ステップＳ１１）、手動パルス発生器２３からのパルス信号の入力が検知されているか否か（ステップＳ１６）、パルスカウンタＣの現在値が０に保持されているか否かを判定するが（ステップＳ２０）、電源投入直後の現時点では、必然的に、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６の判定結果は偽、また、ステップＳ２０の判定結果は真となるので、マイクロプロセッサ１４は、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０の判定処理のみを繰り返し実行して、ジョグスイッチＳＷ１，ジョグスイッチＳＷ２，手動パルス発生器２３に対するユーザの操作を待つ待機状態に入る。
【００４８】
ここで、ユーザがジョグスイッチＳＷ１を操作した場合、つまり、ステップＳ４の判定結果が真となった場合には、駆動対象であるスライダ２に対して正方向の高速送りを掛ける意図がユーザ側にあることを意味するので、マイクロプロセッサ１４は、オフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２に対してバイアス電圧の印加を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、バイアス回路２２を作動させてオフセット手段の一部を構成する第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に対して均等なバイアス電圧を印加させ、図１（ｂ）に示されるような完全収縮の初期状態にある第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ伸長させ、弾性体７の柱状突起６の先端を図１（ａ）に示されるようにしてスライダ２の駆動力伝達面２ａに当接させる（ステップＳ５）。
【００４９】
このようにして柱状突起６の先端がスライダ２の駆動力伝達面２ａに当接する結果、予圧手段の主要部を構成するコイルスプリング１１，１１が図１（ａ）のようにして圧縮され、弾性体７における梁状本体部５が駆動対象であるスライダ２の送り方向と略平行となり且つ柱状突起６がスライダ２の送り方向と略直交するような姿勢を保持したまま、柱状突起６の先端がスライダ２の駆動力伝達面２ａに向けて付勢される。
【００５０】
次いで、マイクロプロセッサ１４は、送り方向切替手段として機能するリレースイッチＳＷ０に対し、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先を第１の圧電素子ＰＺＴ１に切り替える旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先として第１の圧電素子ＰＺＴ１をリレースイッチＳＷ０に選択させ（ステップＳ６）、更に、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４が、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して高速送り用駆動信号の出力を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０の作動を開始させ（ステップＳ７）、ジョグスイッチＳＷ１の操作が解除されたことが確認されるまでの間、この状態を維持する（ステップＳ８）。
【００５１】
このようにしてアンプ２０から出力される正弦波状の高速送り用駆動信号は、前述したバイアス電圧に重畳して第１の圧電素子ＰＺＴ１に入力されることになる。
【００５２】
第１の圧電素子ＰＺＴ１は、入力電圧に応じて軸方向に伸縮する構造のものであるから、図６に示されるような高速送り用駆動信号を印加されることにより、第１の圧電素子ＰＺＴ１に高周波の縦振動が発生し、第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２によって両端部を保持された略Ｔ字型の弾性体７が、第２の圧電素子ＰＺＴ２との固着部を実質的な支点として高速で揺動し、弾性体７の梁状本体部５における長手方向略中央部つまり柱状突起６の基部が、第１の圧電素子ＰＺＴ１の約１／２の振幅で此の縦振動の方向と概ね同様の方向に高速に振動する。
【００５３】
また、弾性体７が第２の圧電素子ＰＺＴ２との固着部を実質的な支点として高速で揺動する結果、弾性体７の梁状本体部５と一体に形成された柱状突起６も、梁状本体部５と一体に移動する其の基部を支点として高速で揺動し、結果として、この柱状突起６の先端が、柱状突起６の基部の縦振動の向きと略直角に交差する方向で横振動することになる。
【００５４】
この横振動は、第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸縮運動によってもたらされる柱状突起６の共振運動であり、柱状突起６の基部の縦振動と柱状突起６の先端の横振動が合成される結果、柱状突起６の先端の運動軌跡は、図２（ａ）に示されるように、駆動対象であるスライダ２の送り方向に沿った方向の長軸Ｌを有する楕円運動Ｄとなる。
【００５５】
この段階では、既に、梁状本体部５がスライダ２の送り方向と略平行となり且つ柱状突起６がスライダ２の送り方向と略直交するような姿勢を保持した状態で第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２のベースプレート８を押圧する予圧手段９により、柱状突起６の先端がスライダ２の駆動力伝達面２ａに向けて付勢されており、このような状況下で柱状突起６先端の楕円運動Ｄが生起される結果、長軸Ｌを基準として駆動力伝達面２ａに近い側の楕円軌跡Ｄの部分では予圧手段９の主要部を構成するコイルスプリング１１，１１が更に圧縮されて柱状突起６の先端と駆動力伝達面２ａとの当接力が増大する一方、長軸Ｌを基準として駆動力伝達面２ａから遠い側の楕円軌跡Ｄの部分では予圧手段９の主要部を構成するコイルスプリング１１，１１が相対的に弛緩して柱状突起６の先端と駆動力伝達面２ａとの当接力が減少する。あるいは、柱状突起６の基部の縦振動の周期と予圧手段９の応答性の関係によっては、長軸Ｌを基準として駆動力伝達面２ａに近い側の楕円軌跡Ｄの部分では柱状突起６の先端と駆動力伝達面２ａとが当接するが、長軸Ｌを基準として駆動力伝達面２ａに遠い側の楕円軌跡Ｄの部分では、予圧手段９におけるコイルスプリング１１，１１の伸長が間に合わずに柱状突起６の先端が駆動力伝達面２ａから離間したままの状態となるといった現象も生じ得る。
【００５６】
何れの場合においても、長軸Ｌを基準として駆動力伝達面２ａに近い側の楕円軌跡Ｄ上に柱状突起６の先端が位置する状況下では、長軸Ｌを基準として駆動力伝達面２ａに遠い側の楕円軌跡Ｄ上に柱状突起６の先端が位置する場合よりも駆動力伝達面２ａに対して強い送りが掛けられることになるので、結果的に、楕円軌跡Ｄに沿って移動する柱状突起６の先端の移動方向によって駆動対象であるスライダ２の送り方向が決まる。図２（ａ）の例では、左右方向に移動可能なスライダ２の下面に形成された駆動力伝達面２ａに柱状突起６の先端が当接し、柱状突起６の先端が楕円軌跡Ｄに沿って時計方向に移動しているので、駆動対象であるスライダ２には図１（ａ）中で左から右へ向かう方向すなわち正方向の送りが掛けられることなる。
【００５７】
この実施形態における高速送り速度は、前述した通りの駆動条件下で概ね３００（mm/s）である。
【００５８】
そして、ユーザがジョグスイッチＳＷ１から手を離し、ジョグスイッチＳＷ１の操作が解除されたことが確認されると（ステップＳ８）、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して高速送り用駆動信号の出力を停止する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０の作動を停止させて第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸縮運動によってもたらされる柱状突起６の先端の楕円運動を終了させて、駆動対象であるスライダ２の送りを停止させ（ステップＳ９）、更に、オフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２に対してバイアス電圧の印加を終了する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、バイアス回路２２を非作動としてオフセット手段の一部を構成する第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加していた均等なバイアス電圧を解除し、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ収縮させて、弾性体７の柱状突起６の先端を図１（ｂ）に示されるようにしてスライダ２の駆動力伝達面２ａから退避させる（ステップＳ１０）。
【００５９】
柱状突起６の先端の楕円運動を終了させてからバイアスの印加を解除するまでの間は弾性体７の柱状突起６の先端がスライダ２の駆動力伝達面２ａに当接しているので（ステップＳ９，ステップＳ１０参照）、柱状突起６の先端の当接力が駆動力伝達面２ａに対して摩擦抵抗として作用することになり、スライダ２の過剰なオーバートラベルを防止し、スライダ２を適切な位置に停止させることができる。
【００６０】
一方、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０の判定処理のみが繰り返し実行される間にステップＳ１１の判定結果が真となった場合、つまり、ユーザによるジョグスイッチＳＷ２の操作が検知された場合には、駆動対象であるスライダ２に対して逆方向の高速送りを掛ける意図がユーザ側にあることを意味する。
【００６１】
この場合、マイクロプロセッサ１４は、オフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２に対してバイアス電圧の印加を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、バイアス回路２２を作動させてオフセット手段の一部を構成する第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に対して均等なバイアス電圧を印加させ、図１（ｂ）のような完全収縮の初期状態にある第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ伸長させ、弾性体７の柱状突起６の先端を図１（ａ）に示されるようにしてスライダ２の駆動力伝達面２ａに当接させる（ステップＳ１２）。
【００６２】
次いで、マイクロプロセッサ１４は、送り方向切替手段として機能するリレースイッチＳＷ０に対し、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先を第２の圧電素子ＰＺＴ２に切り替える旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先として第２の圧電素子ＰＺＴ２をリレースイッチＳＷ０に選択させ（ステップＳ１３）、更に、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４が、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して高速送り用駆動信号の出力を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０の作動を開始させ（ステップＳ１４）、ジョグスイッチＳＷ２の操作が解除されたことが確認されるまでの間、この状態を維持する（ステップＳ１５）。
【００６３】
このようにしてアンプ２０から出力される正弦波状の高速送り用駆動信号は、前述したバイアス電圧に重畳して第２の圧電素子ＰＺＴ２に入力されることになる。
【００６４】
第２の圧電素子ＰＺＴ２は、入力電圧に応じて軸方向に伸縮する構造のものであるから、図６に示されるような高速送り用駆動信号を印加されることにより、第２の圧電素子ＰＺＴ２に高周波の縦振動が発生し、第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２によって両端部を保持された略Ｔ字型の弾性体７が、第１の圧電素子ＰＺＴ１との固着部を実質的な支点として高速で揺動し、弾性体７の梁状本体部５における長手方向略中央部つまり柱状突起６の基部が、第２の圧電素子ＰＺＴ２の約１／２の振幅で此の縦振動の方向と概ね同様の方向に高速に振動する。
【００６５】
また、弾性体７が第１の圧電素子ＰＺＴ１との固着部を実質的な支点として高速で揺動する結果、弾性体７の梁状本体部５と一体に形成された柱状突起６も、梁状本体部５と一体に移動する其の基部を支点として高速で揺動し、結果として、この柱状突起６の先端が、柱状突起６の基部の縦振動の向きと略直角に交差する方向で横振動することになる。
【００６６】
この横振動は、第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸縮運動によってもたらされる柱状突起６の共振運動であり、柱状突起６の基部の縦振動と柱状突起６の先端の横振動が合成される結果、柱状突起６の先端の運動軌跡は、駆動対象であるスライダ２の送り方向に沿った方向の長軸Ｌを有する楕円運動Ｄとなる。但し、この場合は、駆動対象となる圧電素子が圧電素子ＰＺＴ２であるから、柱状突起６の先端の移動方向は図２（ａ）とは逆に楕円軌跡Ｄに沿って反時計方向となる。
【００６７】
前記と同様、梁状本体部５がスライダ２の送り方向と略平行となり且つ柱状突起６がスライダ２の送り方向と略直交するような姿勢を保持した状態で第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２のベースプレート８を押圧する予圧手段９により、柱状突起６の先端がスライダ２の駆動力伝達面２ａに向けて付勢されており、このような状況下で柱状突起６先端の楕円運動Ｄが生起される結果、長軸Ｌを基準として駆動力伝達面２ａに近い側の楕円軌跡Ｄの部分では予圧手段９の主要部を構成するコイルスプリング１１，１１が更に圧縮されて柱状突起６の先端と駆動力伝達面２ａとの当接力が増大する一方、長軸Ｌを基準として駆動力伝達面２ａから遠い側の楕円軌跡Ｄの部分では予圧手段９の主要部を構成するコイルスプリング１１，１１が相対的に弛緩して柱状突起６の先端と駆動力伝達面２ａとの当接力が減少する。あるいは、柱状突起６の基部の縦振動の周期と予圧手段９の応答性の関係によっては、長軸Ｌを基準として駆動力伝達面２ａに近い側の楕円軌跡Ｄの部分では柱状突起６の先端と駆動力伝達面２ａとが当接するが、長軸Ｌを基準として駆動力伝達面２ａに遠い側の楕円軌跡Ｄの部分では、予圧手段９におけるコイルスプリング１１，１１の伸長が間に合わずに柱状突起６の先端が駆動力伝達面２ａから離間したままの状態となるといった現象も生じ得る。
【００６８】
何れの場合においても、長軸Ｌを基準として駆動力伝達面２ａに近い側の楕円軌跡Ｄ上に柱状突起６の先端が位置する状況下では、長軸Ｌを基準として駆動力伝達面２ａに遠い側の楕円軌跡Ｄ上に柱状突起６の先端が位置する場合よりも駆動力伝達面２ａに対して強い送りが掛けられることになるので、結果的に、楕円軌跡Ｄに沿って移動する柱状突起６の先端の移動方向によって駆動対象であるスライダ２の送り方向が決まる。この場合は、柱状突起６の先端が楕円軌跡Ｄに沿って反時計方向に移動しているので、駆動対象であるスライダ２には図１（ａ）中で右から左へ向かう方向すなわち逆方向の送りが掛けられることなる。
【００６９】
つまり、第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２は相互に平行な状態で梁状本体部５の両端部に配置されており、梁状本体部５の長手方向略中央部に形成された柱状突起６から見れば第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２の配設位置は対称であり、第１の圧電素子ＰＺＴ１を駆動信号の入力先として選択した場合であっても第２の圧電素子ＰＺＴ２を駆動信号の入力先として選択した場合であっても高速送り用駆動信号の特性自体は同一であるから、第１の圧電素子ＰＺＴ１を駆動信号の入力先として選択するか第２の圧電素子ＰＺＴ２を駆動信号の入力先として選択するかは、非作動側の圧電素子である第２の圧電素子ＰＺＴ２の先端を支点として梁状本体部５を高速に揺動させるか非作動側の圧電素子である第１の圧電素子ＰＺＴ１の先端を支点として梁状本体部５を高速に揺動させるかの相違に過ぎない。ここで、第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２の違いを無視すれば、図２（ａ）に示されるようにして第１の圧電素子ＰＺＴ１，第２の圧電素子ＰＺＴ２，梁状本体部５，柱状突起６を含む仮想平面の表側から第１の圧電素子ＰＺＴ１，第２の圧電素子ＰＺＴ２，梁状本体部５，柱状突起６を見た場合であっても、図２（ａ）を左右に反転して当該仮想平面の裏側から第１の圧電素子ＰＺＴ１，第２の圧電素子ＰＺＴ２，梁状本体部５，柱状突起６を見た場合であっても、その動作状態は完全に同一である。従って、第１の圧電素子ＰＺＴ１を駆動信号の入力先として選択するか第２の圧電素子ＰＺＴ２を駆動信号の入力先として選択するかを送り方向切替手段であるリレースイッチＳＷ０によって切り替えることで、楕円軌跡Ｄに沿って移動する柱状突起６先端の移動方向を反転することが可能であり、これにより駆動対象であるスライダ２の送り方向を正逆に切り替えることができる。
【００７０】
第２の圧電素子ＰＺＴ２と第１の圧電素子ＰＺＴ１は完全に均等な構造であるから、逆方向の高速送り速度は正方向の高速送り速度と同様に概ね３００（mm/s）である。
【００７１】
第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２の間に弾性体７の梁状本体部５の全長に匹敵する間隔をおいて第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２を相互に略平行な状態で配置しているので、何れか一方の圧電素子を伸縮させても他方の圧電素子を屈曲させる力は殆ど作用せず、第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２の屈曲による疲労の発生が大幅に軽減される。また、第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２の先端に両端部を固着された弾性体７の梁状本体部５は、従来公知のブロック状の変位合成部のようなものとは違い、スパンの長い梁状に形成されており、且つ、弾性変形が容易であるから、何れか一方の圧電素子を伸縮させても容易に弾性変形して応力を分散させることができ、強い曲げモーメントや剪断力が作用することはないので、第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２と梁状本体部５との間の接続箇所に破断が生じる心配は殆どなく、圧電アクチュエータ４に十分な耐久性を持たせることが可能である。
【００７２】
そして、ユーザがジョグスイッチＳＷ２から手を離し、ジョグスイッチＳＷ２の操作が解除されたことが確認されると（ステップＳ１５）、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して高速送り用駆動信号の出力を停止する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０の作動を停止させて第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸縮運動によってもたらされる柱状突起６の先端の楕円運動を終終了させて、駆動対象であるスライダ２の送りを停止させ（ステップＳ９）、更に、オフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２に対してバイアス電圧の印加を終了する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、バイアス回路２２を非作動としてオフセット手段の一部を構成する第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加していた均等なバイアス電圧を解除し、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ収縮させて、弾性体７の柱状突起６の先端を図１（ｂ）に示されるようにしてスライダ２の駆動力伝達面２ａから退避させる（ステップＳ１０）。
【００７３】
これに対し、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０の判定処理のみが繰り返し実行される間にステップＳ１６の判定結果が真となった場合、つまり、ユーザによる手動パルス発生器２３のハンドル操作が検知された場合には、マイクロプロセッサ１４は、手動パルス発生器２３のハンドルの操作方向つまり正逆の送り方向に応じ（ステップＳ１７）、ＲＡＭ１６のレジスタの１つで構成されるパルスカウンタＣの値を１インクリメントし（ステップＳ１８）、または、１ディクリメントする（ステップＳ１９）。
【００７４】
手動パルス発生器２３のハンドルが連続的に正方向に操作されればパルスカウンタＣの値は連続的にインクリメントされ（ステップＳ１７，ステップＳ１８，ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６参照）、また、手動パルス発生器２３のハンドルが連続的に逆行方向に操作されればパルスカウンタＣの値は連続的にディクリメントされる（ステップＳ１７，ステップＳ１９，ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６参照）。
【００７５】
手動パルス発生器２３のハンドル操作で出力されるパルスが実質的な微動指令であり、パルスカウンタＣに記憶される符号は駆動対象であるスライダ２の送り方向を表す値である。
また、パルスカウンタＣに記憶されるパルス数の絶対値が実質的な目標移動量であり、この実施形態では、１パルス分に相当する目標移動量は１（nm）である。
【００７６】
手動パルス発生器２３が操作され、パルスカウンタＣに０以外の値が微動送りの目標移動量としてセットされると、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０の判定処理を繰り返し実行しているマイクロプロセッサ１４は、ステップＳ２０の判定処理で、正逆いずれかの微動指令が入力されたことを検知する。
【００７７】
パルスカウンタＣに０以外の値がセットされたことを検知したマイクロプロセッサ１４は（ステップＳ２０）、まず、パルスカウンタＣの値が正の値であるか否か、つまり、この微動指令がスライダ２に正方向の微動送りを掛けるためのものであるか否かを判定する（ステップＳ２１）。
【００７８】
ステップＳ２１の判定結果が真となって正方向の微動送りであることが明らかとなった場合には、マイクロプロセッサ１４は、まず、微動送り実行フラグＦがセットされているか否か、すなわち、この時点で既に正方向もしくは逆方向へのスライダ２の微動送りが開始されているか否かを判定する（ステップＳ２２）。
【００７９】
ステップＳ２２の判定結果が真となり、現時点では未だスライダ２の微動送りが開始されていないことが明らかとなった場合には、マイクロプロセッサ１４は、オフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２に対してバイアス電圧の印加を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、バイアス回路２２を作動させてオフセット手段の一部を構成する第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に対して均等なバイアス電圧を印加させ、図１（ｂ）に示されるような完全収縮の初期状態にある第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ伸長させ、弾性体７の柱状突起６の先端を図１（ａ）に示されるようにしてスライダ２の駆動力伝達面２ａに当接させる（ステップＳ２３）。
【００８０】
次いで、マイクロプロセッサ１４は、送り方向切替手段として機能するリレースイッチＳＷ０に対し、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先を第１の圧電素子ＰＺＴ１に切り替える旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先として第１の圧電素子ＰＺＴ１をリレースイッチＳＷ０に選択させ（ステップＳ２４）、微動送り実行フラグＦをセットすることにより、スライダ２の微動送りが開始されたことを記憶する（ステップＳ２５）。
【００８１】
そして、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４が、電圧指定指標ｉの値を１インクリメントし（ステップＳ２６）、該指標ｉの現在値が第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する電圧の指標値ｎ（この実施例ではｎ＝５）に達しているか否かを判定する（ステップＳ２７）。
【００８２】
第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する電圧は図７に示されるＶ５の微動送り用駆動信号であるが、この電圧Ｖ５は前述したバイアス電圧を除いた値であるから、第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する真の電圧と比較すれば、バイアス電圧に相当する分だけＶ５の電位の方が低い。
例えば、第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する真の電圧がＶｍａｘであって第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２のバイアス電圧がＶ０であるとすれば、Ｖ５＝Ｖｎの値は実際にはＶｍａｘ−Ｖ０であり、Ｖ５にバイアス電圧Ｖ０を加算した電圧が第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する真の電圧Ｖｍａｘとなる（バイアス電圧に重畳して微動送り用駆動信号Ｖｉを出力するようにしているため）。
【００８３】
ここで、ステップＳ２７の判定結果が偽となり、指標ｉの現在値が伸長限度に相当する電圧の指標値ｎに達していないことが明らかとなった場合には、この時点では未だ微動送り用駆動信号Ｖｉを出力することで第１の圧電素子ＰＺＴ１を伸長させてスライダ２に正方向の送りを掛けることが可能であることを意味するので、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して微動送り用駆動信号のうち指標ｉの現在値に対応する微動送り用駆動信号Ｖｉの出力を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０を作動させ、アンプ２０から出力される電圧Ｖｉの微動送り用駆動信号を第１の圧電素子ＰＺＴ１に印加する（ステップＳ２８）。
【００８４】
微動送り実行フラグＦをセットした直後の現時点では電圧指定指標ｉの値は０から１に更新されているから、第１の圧電素子ＰＺＴ１には電圧Ｖ１の微動送り用駆動信号が印加され、この微動送り用駆動信号Ｖ１に略比例して第１の圧電素子ＰＺＴ１が伸長し、第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２によって両端部を保持された弾性体７の梁状本体部５が、第２の圧電素子ＰＺＴ２との固着部を実質的な支点として揺動し、弾性体７の梁状本体部５における長手方向略中央部つまり柱状突起６の基部が、第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長量の約１／２の移動量で第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長方向と概ね同様の方向に移動し、また、弾性体７が第２の圧電素子ＰＺＴ２との固着部を実質的な支点として揺動する結果、弾性体７の梁状本体部５と一体に形成された柱状突起６が梁状本体部５と一体に揺動し、その先端が第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長方向と交差する方向に僅かに移動する。この移動のうち第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長方向と直交する方向の移動量、つまり、図２（ｂ）中に示される両端矢印Ｘの正方向の移動量が、実質的にスライダ２の送り方向に沿った方向の直線運動である。
【００８５】
この段階では、既に、梁状本体部５がスライダ２の送り方向と略平行となり且つ柱状突起６がスライダ２の送り方向と略直交するような姿勢を保持した状態で第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２のベースプレート８を押圧する予圧手段９により、柱状突起６の先端がスライダ２の駆動力伝達面２ａに向けて付勢されており、このような状況下で柱状突起６先端の直線運動が生起される結果、スライダ２の駆動力伝達面２ａにはＶ１の電圧の印加に対応した１（nm）相当の正方向の送りが掛けられ、同時に、駆動力伝達面２ａと接離する方向の柱状突起６の基部の移動量つまり第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長量の約１／２に相当する移動量だけ、予圧手段９のコイルスプリング１１，１１の付勢力に抗してベースプレート８が駆動力伝達面２ａから離間する方向に移動する。
【００８６】
次いで、マイクロプロセッサ１４は、パルスカウンタＣの値を１ディクリメントして、手動パルス発生器２３の１パルス分の指令に対応する１（nm）の正方向の微動送りが行なわれたことを記憶する（ステップＳ２９）。つまり、目標移動量と第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長の度合に対応したスライダ２の直線移動量との差分が新たな目標移動量としてパルスカウンタＣに更新して記憶されることになる。
【００８７】
そして、マイクロプロセッサ１４は、パルスカウンタＣの現在値が０までディクリメントされているか否か、つまり、手動パルス発生器２３で指令された微動送りが全て完了しているか否かを判定する（ステップＳ３０）。
【００８８】
パルスカウンタＣの現在値が０となっていなければ、スライダ２の微動送りを継続して行なう必要があることを意味するので、マイクロプロセッサ１４は、再びステップＳ４の判定処理に復帰し、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０，ステップＳ２１の判定処理を実行した後、改めて、微動送り実行フラグＦがセットされているか否かを判定するが（ステップＳ２２）、この時点では既に正方向へのスライダ２の微動送りが開始されており微動送り実行フラグＦがセットされているので、ステップＳ２２の判定結果は偽となる。
【００８９】
従って、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、電圧指定指標ｉの値を１インクリメントし（ステップＳ２６）、該指標ｉの現在値が第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する電圧の指標値ｎに達しているか否かを判定する（ステップＳ２７）。
【００９０】
電圧指定指標ｉの現在値が指標値ｎに達していなければ、前記と同様、この時点では未だ微動送り用駆動信号Ｖｉを出力することで第１の圧電素子ＰＺＴ１を伸長させてスライダ２に正方向の送りを掛けることが可能であることを意味するので、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して微動送り用駆動信号のうち指標ｉの現在値に対応する微動送り用駆動信号Ｖｉの出力を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０を作動させ、アンプ２０から出力される電圧Ｖｉの微動送り用駆動信号を第１の圧電素子ＰＺＴ１に印加させる（ステップＳ２８）。
【００９１】
このようにして、ステップＳ２６の処理で逐次的に更新される電圧指定指標ｉの現在値に基いて電圧Ｖｉの微動送り用駆動信号を第１の圧電素子ＰＺＴ１に対してステップ状に増加させて印加していくことにより、Ｖｉ−１からＶｉへの切り替えの度に、インクリメンタル量にして１（nm）相当の正方向の送りがスライダ２に掛けられることになる。
【００９２】
そして、マイクロプロセッサ１４は、前記と同様、パルスカウンタＣの値を１ディクリメントし、手動パルス発生器２３の１パルス分の指令に対応する１（nm）の正方向の微動送りが行なわれたことを記憶した後（ステップＳ２９）、パルスカウンタＣの現在値が０までディクリメントされているか否か、つまり、手動パルス発生器２３で指令された微動送りが全て完了しているか否かを判定する（ステップＳ３０）。
【００９３】
以下、前記と同様にして、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０〜ステップＳ２２，ステップＳ２６〜ステップＳ３０の処理が繰り返し実行され、第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長限度に相当する電圧Ｖｎの範囲を限度としてスライダ２に正方向の微動送りが掛けられる。
【００９４】
従って、この実施形態では、第１の圧電素子ＰＺＴ１の１サイクル分の伸長動作でｎ（nm）＝５（nm）の微動送りが可能である。
【００９５】
しかし、第１の圧電素子ＰＺＴ１の１サイクル分の伸長動作が完了してｎ（nm）＝５（nm）の微動送りが行なわれて第１の圧電素子ＰＺＴ１が伸長限度に達してもパルスカウンタＣの現在値が０までディクリメントされない場合、つまり、パルスカウンタＣにｎ＝５パルスを超える目標移動量の微動指令が記憶されているといった場合もあり得る。
【００９６】
このような場合、第１の圧電素子ＰＺＴ１を更に伸長させてスライダ２に正方向の送りを掛けるといったことはできない。
【００９７】
そこで、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０〜ステップＳ２２，ステップＳ２６〜ステップＳ３０の処理を繰り返し実行してスライダ２に正方向の微動送りを掛ける間にステップＳ２７の判定結果が真となった場合、つまり、第１の圧電素子ＰＺＴ１が伸長限度に達しているにも関わらず更にスライダ２に正方向の微動送りを掛ける必要があることが判明した場合においては、連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、まず、オフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２に対してバイアス電圧の印加を終了する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、バイアス回路２２を非作動としてオフセット手段の一部を構成する第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加していた均等なバイアス電圧を解除し、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ収縮させて、第１の圧電素子ＰＺＴ１が伸長限度に達した状態にある柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａから離間させる（ステップＳ３１）。
【００９８】
この際、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２はニガシ量相当分だけ同時に収縮するので、柱状突起６の先端は第１の圧電素子ＰＺＴ１が伸長限度に達した状態、つまり、図２（ｂ）に破線で示されるような揺動状態を保持したまま駆動力伝達面２ａから離間することになり、スライダ２の送り方向に沿って柱状突起６の先端が移動することはないので、柱状突起６の退避動作に際して駆動力伝達面２ａに柱状突起６の先端が干渉してスライダ２に余計な送りが掛けられたり、スライダ２が送り方向と逆行する方向に引き戻されたりするといった弊害は生じない。
【００９９】
次いで、連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して微動送り用駆動信号Ｖｎ＝Ｖ５の出力を停止する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０の作動を停止させて第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長状態を完全収縮の初期状態に復帰させる（ステップＳ３２）。
【０１００】
この時点では既に柱状突起６の先端が駆動力伝達面２ａから図１（ｂ）に示されるようにして離間しているので、柱状突起６先端の揺動状態を初期状態に復帰させても、駆動力伝達面２ａに柱状突起６の先端が干渉してスライダ２に余計な送りが掛けられたり、スライダ２が送り方向と逆行する方向に引き戻されたりするといった心配はない。
【０１０１】
次いで、連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、微動送り用駆動信号の電圧値を特定する電圧指定指標ｉの値を０に初期化すると共に（ステップＳ３３）、微動送り実行フラグＦをリセットし（ステップＳ３４）、再びステップＳ４の判定処理に復帰して、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０，ステップＳ２１の判定処理を実行した後、改めて、微動送り実行フラグＦがセットされているか否かを判定するが（ステップＳ２２）、この場合は、前述したステップＳ３４の処理で微動送り実行フラグＦがリセットされているため、ステップＳ２２の判定結果は真となる。
【０１０２】
従って、連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、改めてオフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２に対してバイアス電圧の印加を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、バイアス回路２２を作動させてオフセット手段の一部を構成する第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に対して均等なバイアス電圧を印加させ、図１（ｂ）に示されるような完全収縮の初期状態にある第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ伸長させ、弾性体７の柱状突起６の先端を図１（ａ）に示されるようにしてスライダ２の駆動力伝達面２ａに当接させる（ステップＳ２３）。
【０１０３】
次いで、マイクロプロセッサ１４は、送り方向切替手段として機能するリレースイッチＳＷ０に対し、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先を第１の圧電素子ＰＺＴ１に切り替える旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先として第１の圧電素子ＰＺＴ１をリレースイッチＳＷ０に選択させ（ステップＳ２４）、微動送り実行フラグＦを改めてセットする（ステップＳ２５）。
【０１０４】
次いで、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４が、電圧指定指標ｉの値を１インクリメントし（ステップＳ２６）、該指標ｉの現在値が第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する電圧の指標値ｎ（この実施例ではｎ＝５）に達しているか否かを判定する（ステップＳ２７）。
【０１０５】
この時点では、前述したステップＳ３３の処理で一旦０に初期化された電圧指定指標ｉの値が改めて１に更新されているのでステップＳ２７の判定結果は偽となり、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して微動送り用駆動信号のうち指標ｉ＝１に対応する微動送り用駆動信号Ｖ１の出力を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０を作動させ、アンプ２０から出力される電圧Ｖ１の微動送り用駆動信号を第１の圧電素子ＰＺＴ１に印加し（ステップＳ２８）、スライダ２の駆動力伝達面２ａに更に１（nm）相当の正方向の送りを掛ける。
【０１０６】
次いで、マイクロプロセッサ１４は、パルスカウンタＣの値を１ディクリメントし、手動パルス発生器２３の１パルス分の指令に対応する１（nm）の正方向の微動送りが行なわれたことを記憶する（ステップＳ２９）。つまり、目標移動量と第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長の度合に対応したスライダ２の直線移動量との差分が新たな目標移動量としてパルスカウンタＣに更新して記憶される。
【０１０７】
そして、マイクロプロセッサ１４は、パルスカウンタＣの現在値が０までディクリメントされているか否か、つまり、手動パルス発生器２３で指令された微動送りが全て完了しているか否かを判定する（ステップＳ３０）。
【０１０８】
パルスカウンタＣの現在値が０となっていなければ、スライダ２の微動送りを継続して行なう必要があることを意味するので、マイクロプロセッサ１４は、再びステップＳ４の判定処理に復帰し、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０，ステップＳ２１の判定処理を実行した後、改めて、微動送り実行フラグＦがセットされているか否かを判定するが（ステップＳ２２）、この時点では既に微動送り実行フラグＦがセットされているので、ステップＳ２２の判定結果は偽となる。
【０１０９】
従って、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、電圧指定指標ｉの値を１インクリメントし（ステップＳ２６）、該指標ｉの現在値が第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する電圧の指標値ｎに達しているか否かを判定する（ステップＳ２７）。
【０１１０】
電圧指定指標ｉの現在値が指標値ｎに達していなければ、前記と同様、この時点では未だ微動送り用駆動信号Ｖｉを出力することで第１の圧電素子ＰＺＴ１を伸長させてスライダ２に正方向の送りを掛けることが可能であることを意味するので、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して微動送り用駆動信号のうち指標ｉの現在値に対応する微動送り用駆動信号Ｖｉの出力を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０を作動させ、アンプ２０から出力される電圧Ｖｉの微動送り用駆動信号を第１の圧電素子ＰＺＴ１に印加する（ステップＳ２８）。
【０１１１】
このようにして、ステップＳ２６の処理で逐次的に更新される電圧指定指標ｉの現在値に基いて電圧Ｖｉの微動送り用駆動信号を第１の圧電素子ＰＺＴ１に印加していくことにより、Ｖｉ−１からＶｉへの切り替えの度に、インクリメンタル量にして更に１（nm）相当の正方向の送りがスライダ２に掛けられることになる。
【０１１２】
そして、マイクロプロセッサ１４は、前記と同様、パルスカウンタＣの値を１ディクリメントし、手動パルス発生器２３の１パルス分の指令に対応する１（nm）の正方向の微動送りが行なわれたことを記憶した後（ステップＳ２９）、パルスカウンタＣの現在値が０までディクリメントされているか否か、つまり、手動パルス発生器２３で指令された微動送りが全て完了しているか否かを判定する（ステップＳ３０）。
【０１１３】
微動送りが完了しておらずパルスカウンタＣの現在値が０までディクリメントされていいない場合には、前記と同様にして、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０〜ステップＳ２２，ステップＳ２６〜ステップＳ３０の処理が繰り返し実行され、第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長限度に相当する電圧Ｖｎの範囲内でスライダ２に正方向の微動送りが掛けられる。
【０１１４】
そして、第１の圧電素子ＰＺＴ１が伸長限度に達した場合には、既に述べたようにして、連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４がステップＳ３１〜ステップＳ３４の処理を実行し、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ収縮させて柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａから離間させ、第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長状態を初期状態に復帰させてから、第１の圧電素子ＰＺＴ１の新たな１サイクル分の伸長動作によってｎ（nm）＝５（nm）の範囲でスライダ２に微動送りを掛ける。
【０１１５】
このような処理を繰り返し実行することにより、手動パルス発生器２３の連続操作でパルスカウンタＣに大きな値の目標移動量が設定された場合であっても、スライダ２に対する連続的な正方向の微動送りを継続して行なうことが可能となる。
【０１１６】
つまり、信号波形発生器１９およびアンプ２０からなる駆動信号生成手段１８それ自体は、第１の圧電素子ＰＺＴ１に印加される微動送り用駆動信号の電圧Ｖｉと最終的なスライダ２の直線運動の量ｉ（ｎｍ）との関係に基いて、第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長限度に相当する電圧Ｖｎの範囲を上限とし、微動指令の目標移動量Ｃのうち第１の圧電素子ＰＺＴ１の１サイクルの伸長動作で達成可能な送り量ｎ（ｎｍ）の範囲で、送り量ｉ（ｎｍ）（但し、ｉ≦ｎ）に略比例した電圧の微動送り用駆動信号Ｖｉを生成するに過ぎないが、微動指令の目標移動量Ｃが第１の圧電素子ＰＺＴ１の１サイクルの動作の伸長限度に相当する最終的なスライダ２の直線運動の量ｎ（ｎｍ）を超える場合には、第１の圧電素子ＰＺＴ１が伸長限度に達した時点で、連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４からの指令により、柱状突起６の先端を駆動力伝達面２ａから離間させ、アンプ２０からの駆動信号Ｖｉの出力を停止させて第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長状態を初期状態に復帰させ、柱状突起６の先端を改めて駆動力伝達面２ａに当接させて、当初の微動指令Ｃと第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長限度に相当する最終的なスライダ２の直線運動の量ｎ（ｎｍ）との差分Ｃ−ｎを新たな目標移動量Ｃとした上で、駆動信号生成手段１８を再び作動させるといった処理操作をＣ≦ｎとなるまで繰り返し実行することで、スライダ２に対する連続的な正方向の微動送りが実現されるということである。
なお、この実施形態では、図７に示す通り、微動送り用駆動信号Ｖｉを第１の圧電素子ＰＺＴ１に対してステップ状に増加させて印加していく構成、つまり、目標移動量Ｃの大小に関わりなくスライダ２の微動送り速度（単位時間当たりの送り量）を一定とする構成を採用しているので、実際には、当初の微動指令Ｃとスライダ２の直線運動の量ｎ（ｎｍ）との差分Ｃ−ｎを求める処理は、ステップＳ２９に示されるように、Ｃ←Ｃ−１の処理をｎ回続けて繰り返すことで実現している。
【０１１７】
そして、最終的に、パルスカウンタＣの値が０にまでディクリメントされたことがステップＳ３０の判定処理で検知され、手動パルス発生器２３で指令された微動送りが全て完了したことが確認されると、マイクロプロセッサ１４は、オフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２に対してバイアス電圧の印加を終了する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、バイアス回路２２を非作動としてオフセット手段の一部を構成する第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加していた均等なバイアス電圧を解除し、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ収縮させて柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａから離間させ（ステップＳ３１）、更に、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して微動送り用駆動信号Ｖｉの出力を停止する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０の作動を停止させて第１の圧電素子ＰＺＴ１の伸長状態を初期状態に復帰させて（ステップＳ３２）、電圧指定指標ｉの値を０に初期化し（ステップＳ３３）、微動送り実行フラグＦをリセットして（ステップＳ３４）、スライダ２に対する正方向の微動送りを終了する。
【０１１８】
パルスカウンタＣの値が０に復帰した後はステップＳ２１以降の処理は非実行とされるので、スライダ２に不用意な送りが掛けられることはない。
【０１１９】
一方、パルスカウンタＣに０以外の値が目標移動量としてセットされたことがステップＳ２０の判定処理で検出され、更に、ステップＳ２１の判定結果が偽となってパルスカウンタＣの値が負の値であることが明らかとなった場合には、ユーザがスライダ２に対して逆方向の微動送りを掛けようとしていることを意味する。
【０１２０】
この場合、マイクロプロセッサ１４は、まず、微動送り実行フラグＦがセットされているか否か、すなわち、この時点で既にスライダ２の微動送りが開始されているか否かを判定する（ステップＳ３５）。
【０１２１】
ステップＳ３５の判定結果が真となり、現時点では未だスライダ２の微動送りが開始されていないことが明らかとなった場合には、マイクロプロセッサ１４は、オフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２に対してバイアス電圧の印加を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、バイアス回路２２を作動させてオフセット手段の一部を構成する第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に対して均等なバイアス電圧を印加させ、図１（ｂ）に示されるような完全収縮の初期状態にある第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ伸長させ、弾性体７の柱状突起６の先端を図１（ａ）に示されるようにしてスライダ２の駆動力伝達面２ａに当接させる（ステップＳ３６）。
【０１２２】
次いで、マイクロプロセッサ１４は、送り方向切替手段として機能するリレースイッチＳＷ０に対し、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先を第２の圧電素子ＰＺＴ２に切り替える旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先として第２の圧電素子ＰＺＴ２をリレースイッチＳＷ０に選択させ（ステップＳ３７）、微動送り実行フラグＦをセットすることにより、スライダ２の微動送りが開始されたことを記憶する（ステップＳ３８）。
【０１２３】
そして、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４が、電圧指定指標ｉの値を１インクリメントし（ステップＳ３９）、該指標ｉの現在値が第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する電圧の指標値ｎ（この実施例ではｎ＝５）に達しているか否かを判定する（ステップＳ４０）。
【０１２４】
ここで、ステップＳ４０の判定結果が偽となり、指標ｉの現在値が伸長限度に相当する電圧の指標値ｎに達していないことが明らかとなった場合には、この時点では未だ微動送り用駆動信号Ｖｉを出力することで第２の圧電素子ＰＺＴ２を伸長させてスライダ２に逆方向の送りを掛けることが可能であることを意味するので、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して微動送り用駆動信号のうち指標ｉの現在値に対応する微動送り用駆動信号Ｖｉの出力を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０を作動させ、アンプ２０から出力される電圧Ｖｉの微動送り用駆動信号を第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加する（ステップＳ４１）。
【０１２５】
微動送り実行フラグＦをセットした直後の現時点では電圧指定指標ｉの値は０から１に更新されているから、第２の圧電素子ＰＺＴ２には電圧Ｖ１の微動送り用駆動信号が印加され、この微動送り用駆動信号Ｖ１に略比例して第２の圧電素子ＰＺＴ２が伸長し、第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２によって両端部を保持された弾性体７の梁状本体部５が、第１の圧電素子ＰＺＴ１との固着部を実質的な支点として揺動し、弾性体７の梁状本体部５における長手方向略中央部つまり柱状突起６の基部が、第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長量の約１／２の移動量で第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長方向と概ね同様の方向に移動し、また、弾性体７が第１の圧電素子ＰＺＴ１との固着部を実質的な支点として揺動する結果、弾性体７の梁状本体部５と一体に形成された柱状突起６が梁状本体部５と一体に揺動し、その先端が第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長方向と交差する方向に僅かに移動する。この移動のうち第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長方向と直交する方向の移動量、つまり、図２（ｂ）中に示される両端矢印Ｘの負の方向の移動量が、実質的にスライダ２の送り方向に沿った方向の直線運動である。
【０１２６】
この段階では、既に、梁状本体部５がスライダ２の送り方向と略平行となり且つ柱状突起６がスライダ２の送り方向と略直交するような姿勢を保持した状態で第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２のベースプレート８を押圧する予圧手段９により、柱状突起６の先端がスライダ２の駆動力伝達面２ａに向けて付勢されており、このような状況下で柱状突起６先端の直線運動が生起される結果、スライダ２の駆動力伝達面２ａにはＶ１の電圧の印加に対応した１（nm）相当の逆方向の送りが掛けられ、同時に、駆動力伝達面２ａと接離する方向の柱状突起６の基部の移動量つまり第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長量の約１／２に相当する移動量だけ、予圧手段９のコイルスプリング１１，１１の付勢力に抗してベースプレート８が駆動力伝達面２ａから離間する方向に移動する。
【０１２７】
つまり、第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２は相互に平行な状態で梁状本体部５の両端部に配置されており、梁状本体部５の長手方向略中央部に形成された柱状突起６から見れば第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２の配設位置は対称であり、第１の圧電素子ＰＺＴ１を駆動信号の入力先として選択した場合であっても第２の圧電素子ＰＺＴ２を駆動信号の入力先として選択した場合であっても微動送り用駆動信号の特性自体は同一であるから、第１の圧電素子ＰＺＴ１を駆動信号の入力先として選択するか第２の圧電素子ＰＺＴ２を駆動信号の入力先として選択するかは、非作動側の圧電素子である第２の圧電素子ＰＺＴ２の先端を支点として梁状本体部５を揺動させるか非作動側の圧電素子である第１の圧電素子ＰＺＴ１の先端を支点として梁状本体部５を揺動させるかの相違に過ぎない。ここで、第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２の違いを無視すれば、図２（ｂ）に示されるようにして第１の圧電素子ＰＺＴ１，第２の圧電素子ＰＺＴ２，梁状本体部５，柱状突起６を含む仮想平面の表側から第１の圧電素子ＰＺＴ１，第２の圧電素子ＰＺＴ２，梁状本体部５，柱状突起６を見た場合であっても、図２（ｂ）を左右に反転して当該仮想平面の裏側から第１の圧電素子ＰＺＴ１，第２の圧電素子ＰＺＴ２，梁状本体部５，柱状突起６を見た場合であっても、その動作状態は完全に同一である。従って、第１の圧電素子ＰＺＴ１を駆動信号の入力先として選択するか第２の圧電素子ＰＺＴ２を駆動信号の入力先として選択するかを送り方向切替手段であるリレースイッチＳＷ０によって切り替えることで、柱状突起６先端の移動方向を反転することが可能であり、これにより駆動対象であるスライダ２の送り方向を正逆に切り替えることができる。
【０１２８】
次いで、マイクロプロセッサ１４は、パルスカウンタＣの値を１インクリメントして、手動パルス発生器２３の１パルス分の指令に対応する１（nm）の逆方向の微動送りが行なわれたことを記憶する（ステップＳ４２）。つまり、目標移動量と第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長の度合に対応したスライダ２の直線移動量との差分が新たな目標移動量としてパルスカウンタＣに更新して記憶されることになる。
【０１２９】
そして、マイクロプロセッサ１４は、パルスカウンタＣの現在値が０までインクリメントされているか否か、つまり、手動パルス発生器２３で指令された微動送りが全て完了しているか否かを判定する（ステップＳ４３）。
【０１３０】
パルスカウンタＣの現在値が０となっていなければ、スライダ２の微動送りを継続して行なう必要があることを意味するので、マイクロプロセッサ１４は、再びステップＳ４の判定処理に復帰し、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０，ステップＳ２１の判定処理を実行した後、改めて、微動送り実行フラグＦがセットされているか否かを判定するが（ステップＳ３５）、この時点では既に逆方向へのスライダ２の微動送りが開始されており、微動送り実行フラグＦがセットされているので、ステップＳ３５の判定結果は偽となる。
【０１３１】
従って、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、電圧指定指標ｉの値を１インクリメントし（ステップＳ３９）、該指標ｉの現在値が第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する電圧の指標値ｎに達しているか否かを判定する（ステップＳ４０）。
【０１３２】
電圧指定指標ｉの現在値が指標値ｎに達していなければ、前記と同様、この時点では未だ微動送り用駆動信号Ｖｉを出力することで第２の圧電素子ＰＺＴ２を伸長させてスライダ２に逆方向の送りを掛けることが可能であることを意味するので、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して微動送り用駆動信号のうち指標ｉの現在値に対応する微動送り用駆動信号Ｖｉの出力を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０を作動させ、アンプ２０から出力される電圧Ｖｉの微動送り用駆動信号を第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加させる（ステップＳ４１）。
【０１３３】
このようにして、ステップＳ３９の処理で逐次的に更新される電圧指定指標ｉの現在値に基いて電圧Ｖｉの微動送り用駆動信号を第２の圧電素子ＰＺＴ２に対してステップ状に増加させていくことにより、Ｖｉ−１からＶｉへの切り替えの度に、インクリメンタル量にして１（nm）相当の逆方向の送りがスライダ２に掛けられることになる。
【０１３４】
そして、マイクロプロセッサ１４は、前記と同様、パルスカウンタＣの値を１インクリメントし、手動パルス発生器２３の１パルス分の指令に対応する１（nm）の逆方向の微動送りが行なわれたことを記憶した後（ステップＳ４２）、パルスカウンタＣの現在値が０までインクリメントされているか否か、つまり、手動パルス発生器２３で指令された微動送りが全て完了しているか否かを判定する（ステップＳ４３）。
【０１３５】
以下、前記と同様にして、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０，ステップＳ２１，ステップＳ３５，ステップＳ３９〜ステップＳ４３の処理が繰り返し実行され、第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する電圧Ｖｎの範囲を限度としてスライダ２に逆方向の微動送りが掛けられる。
【０１３６】
従って、この実施形態では、第２の圧電素子ＰＺＴ２の１サイクル分の伸長動作でｎ（nm）＝５（nm）の微動送りが可能である。
【０１３７】
しかし、第２の圧電素子ＰＺＴ２の１サイクル分の伸長動作が完了してｎ（nm）＝５（nm）の微動送りが行なわれて第２の圧電素子ＰＺＴ２が伸長限度に達してもパルスカウンタＣの現在値が０までインクリメントされない場合、つまり、パルスカウンタＣに−ｎ＝−５パルスの絶対値を超える目標移動量の微動指令が記憶されているといった場合もあり得る。
【０１３８】
このような場合、第２の圧電素子ＰＺＴ２を更に伸長させてスライダ２に逆方向の送りを掛けるといったことはできない。
【０１３９】
そこで、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０，ステップＳ２１，ステップＳ３５，ステップＳ３９〜ステップＳ４３の処理を繰り返し実行してスライダ２に逆方向の微動送りを掛ける間にステップＳ４０の判定結果が真となった場合、つまり、第２の圧電素子ＰＺＴ２が伸長限度に達しているにも関わらず更にスライダ２に逆方向の微動送りを掛ける必要があることが判明した場合においては、連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、まず、オフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２に対してバイアス電圧の印加を終了する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、バイアス回路２２を非作動としてオフセット手段の一部を構成する第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加していた均等なバイアス電圧を解除し、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ収縮させて、第２の圧電素子ＰＺＴ２が伸長限度に達した状態にある柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａから離間させる（ステップＳ３１）。
【０１４０】
この際、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２はニガシ量相当分だけ同時に収縮するので、柱状突起６の先端は第２の圧電素子ＰＺＴ２が伸長限度に達した状態を保持したまま駆動力伝達面２ａから離間することになり、スライダ２の送り方向に沿って柱状突起６の先端が移動することはないので、柱状突起６の退避動作に際して駆動力伝達面２ａに柱状突起６の先端が干渉してスライダ２に余計な送りが掛けられたり、スライダ２が送り方向と逆行する方向に引き戻されたりするといった弊害は生じない。
【０１４１】
次いで、連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して微動送り用駆動信号Ｖｎ＝Ｖ５の出力を停止する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０の作動を停止させて第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長状態を完全収縮の初期状態に復帰させる（ステップＳ３２）。
【０１４２】
この時点では既に柱状突起６の先端が駆動力伝達面２ａから図１（ｂ）に示されるようにして離間しているので、柱状突起６先端の揺動状態を初期状態に復帰させても、駆動力伝達面２ａに柱状突起６の先端が干渉してスライダ２に余計な送りが掛けられたり、スライダ２が送り方向と逆行する方向に引き戻されたりするといった心配はない。
【０１４３】
次いで、連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、微動送り用駆動信号の電圧値を特定する電圧指定指標ｉの値を０に初期化すると共に（ステップＳ３３）、微動送り実行フラグＦをリセットし（ステップＳ３４）、再びステップＳ４の判定処理に復帰して、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０，ステップＳ２１の判定処理を実行した後、改めて、微動送り実行フラグＦがセットされているか否かを判定するが（ステップＳ３５）、この場合は、前述したステップＳ３４の処理で微動送り実行フラグＦがリセットされているため、ステップＳ３５の判定結果は真となる。
【０１４４】
従って、連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、改めてオフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２に対してバイアス電圧の印加を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、バイアス回路２２を作動させてオフセット手段の一部を構成する第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に対して均等なバイアス電圧を印加させ、図１（ｂ）に示されるような完全収縮の初期状態にある第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ伸長させ、弾性体７の柱状突起６の先端を図１（ａ）に示されるようにしてスライダ２の駆動力伝達面２ａに当接させる（ステップＳ３６）。
【０１４５】
次いで、マイクロプロセッサ１４は、送り方向切替手段として機能するリレースイッチＳＷ０に対し、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先を第２の圧電素子ＰＺＴ２に切り替える旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、アンプ２０から出力される駆動信号の入力先として第２の圧電素子ＰＺＴ２をリレースイッチＳＷ０に選択させ（ステップＳ３７）、微動送り実行フラグＦを改めてセットする（ステップＳ３８）。
【０１４６】
次いで、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４が、電圧指定指標ｉの値を１インクリメントし（ステップＳ３９）、該指標ｉの現在値が第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する電圧の指標値ｎ（この実施例ではｎ＝５）に達しているか否かを判定する（ステップＳ４０）。
【０１４７】
この時点では、前述したステップＳ３３の処理で一旦０に初期化された電圧指定指標ｉの値が改めて１に更新されているのでステップＳ４０の判定結果は偽となり、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して微動送り用駆動信号のうち指標ｉ＝１に対応する微動送り用駆動信号Ｖ１の出力を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０を作動させ、アンプ２０から出力される電圧Ｖ１の微動送り用駆動信号を第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加し（ステップＳ４１）、スライダ２の駆動力伝達面２ａに更に１（nm）相当の逆方向の送りを掛ける。
【０１４８】
次いで、マイクロプロセッサ１４は、パルスカウンタＣの値を１インクリメントし、手動パルス発生器２３の１パルス分の指令に対応する１（nm）の逆方向の微動送りが行なわれたことを記憶する（ステップＳ４２）。つまり、目標移動量と第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長の度合に対応したスライダ２の直線移動量との差分が新たな目標移動量としてパルスカウンタＣに更新して記憶される。
【０１４９】
そして、マイクロプロセッサ１４は、パルスカウンタＣの現在値が０までインクリメントされているか否か、つまり、手動パルス発生器２３で指令された微動送りが全て完了しているか否かを判定する（ステップＳ４３）。
【０１５０】
パルスカウンタＣの現在値が０となっていなければ、スライダ２の微動送りを継続して行なう必要があることを意味するので、マイクロプロセッサ１４は、再びステップＳ４の判定処理に復帰し、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０，ステップＳ２１の判定処理を実行した後、改めて、微動送り実行フラグＦがセットされているか否かを判定するが（ステップＳ３５）、この時点では既に微動送り実行フラグＦがセットされているので、ステップＳ３５の判定結果は偽となる。
【０１５１】
従って、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、電圧指定指標ｉの値を１インクリメントし（ステップＳ３９）、該指標ｉの現在値が第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する電圧の指標値ｎに達しているか否かを判定する（ステップＳ４０）。
【０１５２】
電圧指定指標ｉの現在値が指標値ｎに達していなければ、前記と同様、この時点では未だ微動送り用駆動信号Ｖｉを出力することで第２の圧電素子ＰＺＴ２を伸長させてスライダ２に逆方向の送りを掛けることが可能であることを意味するので、生成信号指定手段として機能するマイクロプロセッサ１４は、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して微動送り用駆動信号のうち指標ｉの現在値に対応する微動送り用駆動信号Ｖｉの出力を開始する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０を作動させ、アンプ２０から出力される電圧Ｖｉの微動送り用駆動信号を第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加する（ステップＳ４１）。
【０１５３】
このようにして、ステップＳ３９の処理で逐次的に更新される電圧指定指標ｉの現在値に基いて電圧Ｖｉの微動送り用駆動信号を第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加していくことにより、Ｖｉ−１からＶｉへの切り替えの度に、インクリメンタル量にして更に１（nm）相当の逆方向の送りがスライダ２に掛けられることになる。
【０１５４】
そして、マイクロプロセッサ１４は、前記と同様、パルスカウンタＣの値を１インクリメントし、手動パルス発生器２３の１パルス分の指令に対応する１（nm）の逆方向の微動送りが行なわれたことを記憶した後（ステップＳ４２）、パルスカウンタＣの現在値が０までインクリメントされているか否か、つまり、手動パルス発生器２３で指令された微動送りが全て完了しているか否かを判定する（ステップＳ４３）。
【０１５５】
微動送りが完了しておらずパルスカウンタＣの現在値が０までインクリメントされていいない場合には、前記と同様にして、ステップＳ４，ステップＳ１１，ステップＳ１６，ステップＳ２０，ステップＳ２１，ステップＳ３５，ステップＳ３９〜ステップＳ４３の処理が繰り返し実行され、第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する電圧Ｖｎの範囲内でスライダ２に逆方向の微動送りが掛けられる。
【０１５６】
そして、第２の圧電素子ＰＺＴ２が伸長限度に達した場合には、既に述べたようにして、連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４がステップＳ３１〜ステップＳ３４の処理を実行し、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ収縮させて柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａから離間させ、第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長状態を初期状態に復帰させてから、第２の圧電素子ＰＺＴ２の新たな１サイクル分の伸長動作によってｎ（nm）＝５（nm）の範囲でスライダ２に微動送りを掛ける。
【０１５７】
このような処理を繰り返し実行することにより、手動パルス発生器２３の連続操作でパルスカウンタＣに−ｎ＝−５パルスの絶対値を超える大きさの目標移動量が設定された場合であっても、スライダ２に対する連続的な逆方向の微動送りを継続して行なうことが可能となる。
【０１５８】
つまり、信号波形発生器１９およびアンプ２０からなる駆動信号生成手段１８それ自体は、第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加される微動送り用駆動信号の電圧Ｖｉと最終的なスライダ２の直線運動の量ｉ（ｎｍ）との関係に基いて、第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する電圧Ｖｎの範囲を上限とし、微動指令の目標移動量Ｃのうち第２の圧電素子ＰＺＴ２の１サイクルの伸長動作で達成可能な送り量ｎ（ｎｍ）の範囲で、送り量ｉ（ｎｍ）（但し、ｉ≦ｎ）に略比例した電圧の微動送り用駆動信号Ｖｉを生成するに過ぎないが、微動指令の目標移動量Ｃの絶対値が第２の圧電素子ＰＺＴ２の１サイクルの動作の伸長限度に相当する最終的なスライダ２の直線運動の量ｎ（ｎｍ）を超える場合には、第２の圧電素子ＰＺＴ２が伸長限度に達した時点で、連続微動送り用制御手段として機能するマイクロプロセッサ１４からの指令により、柱状突起６の先端を駆動力伝達面２ａから離間させ、アンプ２０からの駆動信号Ｖｉの出力を停止させて第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長状態を初期状態に復帰させ、柱状突起６の先端を改めて駆動力伝達面２ａに当接させて、当初の微動指令Ｃと第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長限度に相当する最終的なスライダ２の直線運動の量ｎ（ｎｍ）との差分Ｃ＋ｎ（但し、Ｃの符号はマイナス）を新たな目標移動量Ｃとした上で、駆動信号生成手段１８を再び作動させるといった処理操作を｜Ｃ｜≦ｎとなるまで繰り返し実行することで、スライダ２に対する連続的な逆方向の微動送りが実現されるということである。
前述した通り、この実施形態では、図７に示すように、微動送り用駆動信号Ｖｉを第２の圧電素子ＰＺＴ２に対してステップ状に増加させて印加していく構成を採用しているので、実際には、当初の微動指令Ｃとスライダ２の直線運動の量ｎ（ｎｍ）との差分Ｃ＋ｎを求める処理は、ステップＳ４２に示されるように、Ｃ←Ｃ＋１の処理をｎ回続けて繰り返すことで実現している。
【０１５９】
そして、最終的に、パルスカウンタＣの値が０にまでインクリメントされたことがステップＳ４３の判定処理で検知され、手動パルス発生器２３で指令された微動送りが全て完了したことが確認されると、マイクロプロセッサ１４は、オフセット手段の一部を構成するバイアス回路２２に対してバイアス電圧の印加を終了する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、バイアス回路２２を非作動としてオフセット手段の一部を構成する第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に印加していた均等なバイアス電圧を解除し、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺ２をニガシ量相当分だけ収縮させて柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａから離間させ（ステップＳ３１）、更に、駆動信号生成手段１８の主要部を構成する信号波形発生器１９に対して微動送り用駆動信号Ｖｉの出力を停止する旨の指令を入出力回路２１を介して出力し、信号波形発生器１９およびアンプ２０の作動を停止させて第２の圧電素子ＰＺＴ２の伸長状態を初期状態に復帰させて（ステップＳ３２）、電圧指定指標ｉの値を０に初期化し（ステップＳ３３）、微動送り実行フラグＦをリセットして（ステップＳ３４）、スライダ２に対する逆方向の微動送りを終了する。
【０１６０】
パルスカウンタＣの値が０に復帰した後はステップＳ２１以降の処理は非実行とされるので、スライダ２に不用意な送りが掛けられることはない。
【０１６１】
このようにして、第１の圧電素子ＰＺＴ１あるいは第２の圧電素子ＰＺ２に微動送り用駆動信号として機能するＶ１，Ｖ２，・・・Ｖｉ・・・，Ｖｎ（但し、この実施形態ではｎ＝５）のｎ段階の直流電圧を順に印加していくことで、１（ｎｍ）を刻み幅とする僅かな移動量でスライダ２に正逆各方向の微小な送りを掛けて精密な位置決めを行なうことができる。
【０１６２】
以上に述べたように、この実施形態では連続的な高速送りに際しても精密な位置決めのための微動送りに際しても、送り方向切替手段であるリレースイッチＳＷ０の操作により第１の圧電素子ＰＺＴ１もしくは第２の圧電素子ＰＺＴ２の何れか一方を駆動信号の入力先として選択し、信号波形生成器１９やアンプ２０からなる単一の駆動信号生成手段１８で何れかの圧電素子に駆動信号を入力するようにしているので、基本的に１系統分の制御回路を設ければよく、特に、電気的な構成において簡便な構造の圧電アクチュエータ４を提供することができる。
【０１６３】
しかも、バイアス回路２２を利用して第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に均等なバイアス電圧を印加し或いは解除することで、特に、柱状突起６の先端が大きく揺動した状態にある柱状突起６の姿勢を保持したまま柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａから離間させるようにしているので、微動送りに際して柱状突起６の先端を駆動力伝達面２ａから離間させる場合であっても柱状突起６の先端が駆動力伝達面２ａと干渉してスライダ２を不用意に移動させることがなく、精密な微動送りを実現できる。
また、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２それ自体をオフセット手段の一部として機能させる構造であるから、オフセット手段を構成する他の機械的な要素を付加しなくても、連続的な微動送り即ち第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２の１ストローク分の伸長限度に相当するスライダ２の直線運動の量を超えた目標移動量の微動指令に的確に対処することができる。
【０１６４】
図８は第１の圧電素子ＰＺＴ１や第２の圧電素子ＰＺＴ２に代えて、リジッドプレート１２の下面側に固着された第３の圧電素子ＰＺＴ３をオフセット手段として利用して柱状突起６の姿勢を保持したまま柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａから離間させると共に、駆動信号生成手段１８が非作動となっている間だけスライダ２の停止位置を保持するロック手段として機能する第４の圧電素子ＰＺＴ４を併設した他の実施形態の圧電アクチュエータ４’の構成の概略について示した模式図、また、図９は当該圧電アクチュエータ４’における制御部１３’の構成を簡略化して示したブロック図である。
【０１６５】
図８ではリジッドプレート１２の下面側にオフセット手段として機能する第３の圧電素子ＰＺＴ３を設けているが、第３の圧電素子ＰＺＴ３の配設位置は、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２の基部とベースプレート８との固着位置よりもベースプレート８側、つまり、圧電素子ＰＺＴ３を伸長させることによって第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２と弾性体７を一体的にスライダ２に接近させて柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａに当接させることが可能であって、且つ、圧電素子ＰＺＴ３を収縮させることで第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２と弾性体７を一体的にスライダ２から引き離して柱状突起６の先端を駆動力伝達面２ａから離間させることが可能な箇所であれば何処でも構わない。
【０１６６】
この実施形態の制御部１３’には、オフセット手段として機能する第３の圧電素子ＰＺＴ３を２値的に伸長もしくは収縮させるためのアンプ２７と、ロック手段として機能する第４の圧電素子ＰＺＴ４を２値的に伸長もしくは収縮させるためのアンプ２８が接続されているが、他の構成に関しては、前述した実施形態の制御部１３（図３参照）と同様である。
【０１６７】
従って、圧電アクチュエータ４’の駆動制御には、図４〜図５のフローチャートを参照して説明した処理の大半を其のまま転用することが可能である。但し、この実施形態は、第３の圧電素子ＰＺＴ３を伸縮させて柱状突起６の先端をスライダ２の駆動力伝達面２ａに接離させる構成であるから、バイアスの印加に相当するステップＳ５，ステップＳ１２，ステップＳ２３，ステップＳ３６の処理に代え、アンプ２７を作動させて第３の圧電素子ＰＺＴ３を伸長させる処理を行う一方、バイアスの解除に相当するステップＳ１０，ステップＳ３１の処理に代えて、アンプ２７を非作動とし第３の圧電素子ＰＺＴ３を収縮させる処理を行うことになる。
【０１６８】
この場合、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２に必要とされるのはスライダ２の送り操作に必要とされる伸縮機能だけであり、駆動力伝達面２ａに対する柱状突起６の接離操作のために第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２を伸縮させる必要はないから、第１の圧電素子ＰＺＴ１および第２の圧電素子ＰＺＴ２の物理的な伸長限度つまり前述した電圧Ｖｍａｘに相当する伸長量の全てをスライダ２の送りに利用することができ、１サイクルの微動送りの量を例えば５（ｎｍ）よりも大きくすることが可能である。
【０１６９】
ロック手段として機能する第４の圧電素子ＰＺＴ４を作動させるアンプ２８は、圧電アクチュエータ４’の制御部１３’に電源が投入された時点で作動させておくものとし、バイアスの印加に相当するステップＳ５，ステップＳ１２，ステップＳ２３，ステップＳ３６の処理に代えて行われる第３の圧電素子ＰＺＴ３の伸長処理が終った時点で非作動状態として第４の圧電素子ＰＺＴ４の先端をスライダ４から離間させてロックを解除し、また、バイアスの解除に相当するステップＳ１０，ステップＳ３１の処理に代えて行われる第３の圧電素子ＰＺＴ３の収縮処理が開始される直前の時点で作動状態に戻して第４の圧電素子ＰＺＴ４の先端をスライダ４に当接させて再ロックを行うものとする。
【０１７０】
なお、ロック手段としては圧電素子の他、ウェッジスライドギアやブレーキパッド等を利用したクランプ装置や、本出願人らが特願２００６−３１２５８１として提案しているリニアステージ用現位置保持機構等のものが知られており、これらのものを第４の圧電素子ＰＺＴ４に代えてロック手段として利用してもよい。
【０１７１】
何れの場合も、柱状突起６の先端が駆動力伝達面２ａから離間した状況下において振動や衝撃の作用でスライダ２が不用意に移動する不都合を解消することができ、スライダ２の微動送りを繰り返し実行するような場合でも微動指令による目標移動量を確実に達成することができる。また、駆動電力の供給を停止して駆動信号生成手段１８の作動を停止したような場合であっても最終的な位置決め完了位置を確実に保持することができる。
【０１７２】
図１および図８を参照して説明した実施形態では、駆動対象であるスライダ２の側に駆動力伝達面２ａを形成し、スライダ送り機構１の本体側に固着されたリジッドプレート１２に第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２および弾性体７を配備した例について述べたが、これとは逆に、駆動対象であるスライダ２の側に第１の圧電素子ＰＺＴ１と第２の圧電素子ＰＺＴ２および弾性体７を配備し、スライダ送り機構１の本体側の固定部分、例えば、スライダ２の移動方向をガイドするガイド部材３等にスライダ２の移動方向に沿った駆動力伝達面を形成し、この駆動力伝達面にスライダ２側から突出する弾性体７の柱状突起６の先端を当接させるような構成としてもよい。この場合も、前述した各実施形態と同様の機能および作用・効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７３】
【図１】本発明の圧電アクチュエータをスライダ送り機構に適用した場合の一実施形態の構成の概略について示した模式図であり、図１（ａ）では柱状突起を駆動力伝達面に当接させた状態について、また、図１（ｂ）では柱状突起を駆動力伝達面から離間させた状態について示している。
【図２】同実施形態の圧電アクチュエータから略Ｔ字型の弾性体を取り出して高速送りと微動送りの作用原理を簡略化して示した作用原理図であり、図２（ａ）では高速送りについて、また、図２（ｂ）では微動送りについて示している。
【図３】同実施形態の圧電アクチュエータの制御部の構成を簡略化して示したブロック図である。
【図４】生成信号指定手段，連続微動送り用制御手段等として機能する制御部のマイクロプロセッサの処理動作の概略について示したフローチャートである。
【図５】制御部のマイクロプロセッサの処理動作の概略について示したフローチャートの続きである。
【図６】同実施形態の駆動信号生成手段から出力される高速送り用駆動信号の一例を示した概念図である。
【図７】同実施形態の駆動信号生成手段から出力される微動送り用駆動信号の一例を示した概念図である。
【図８】本発明の圧電アクチュエータをスライダ送り機構に適用した場合の他の一実施形態の構成の概略について示した模式図である。
【図９】同実施形態の圧電アクチュエータの制御部の構成を簡略化して示したブロック図である。
【符号の説明】
【０１７４】
１ スライダ送り機構
２ スライダ（駆動対象）
２ａ 駆動対象に形成された駆動力伝達面
３ ガイド部材
４ 圧電アクチュエータ
４’ 圧電アクチュエータ
５ 梁状本体部
６ 柱状突起
７ 弾性体
８ ベースプレート
９ 予圧手段
１０ ガイドピン
１１ コイルスプリング
１２ リジッドプレート
１３ 制御部
１３’ 制御部
１４ マイクロプロセッサ（生成信号指定手段，連続微動送り用制御手段）
１５ ＲＯＭ
１６ ＲＡＭ
１７ 不揮発性メモリ
１８ 駆動信号生成手段
１９ 信号波形発生器
２０ アンプ
２１ 入出力回路
２２ バイアス回路（オフセット手段の一部）
２３ 手動パルス発生器
２４ リニアスケール
２５ モニタ
２６ キーボード
２７ アンプ（オフセット手段の一部）
２８ アンプ
Ｘ 駆動対象の送り方向
ＰＺＴ１ 第１の圧電素子
ＰＺＴ２ 第２の圧電素子
ＰＺＴ３ 第３の圧電素子（オフセット手段）
ＰＺＴ４ 第４の圧電素子（ロック手段）
ＳＷ０ リレースイッチ（送り方向切替手段）
ＳＷ１ ジョグスイッチ
ＳＷ２ ジョグスイッチ
Ｌ 駆動対象の送り方向に沿った方向の長軸
Ｄ 楕円軌跡
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電圧に応じて軸方向に伸縮する圧電素子を組み合わせて駆動対象もしくは駆動対象の移動方向をガイドするガイド部材に形成された駆動力伝達面に駆動力を伝達することで駆動対象に送りを掛ける圧電アクチュエータであって、
梁状本体部と其の長手方向略中央部の柱状突起とから一体に形成された略Ｔ字型の弾性体と、
相互に略平行な状態で前記梁状本体部の両端部に配置されて其の先端部を前記梁状本体部に固着された第１，第２の圧電素子と、
前記第１，第２の圧電素子の基部を固着したベースプレートを押圧し、前記梁状本体部が前記駆動対象の送り方向と略平行となり且つ前記柱状突起が前記駆動対象の送り方向と略直交するような姿勢を保持して、前記柱状突起の先端を前記駆動力伝達面に向けて付勢する予圧手段と、
何れか一方の前記圧電素子の伸縮運動と当該伸縮動作によってもたらされる前記柱状突起の共振運動とによって実質的に前記送り方向に沿った方向の長軸を有する楕円運動を前記柱状突起の先端部に生起させる高速送り用駆動信号と、何れか一方の前記圧電素子の伸縮運動によって実質的に前記送り方向に沿った方向の直線運動を前記柱状突起の先端部に生起させる微動送り用駆動信号とを選択的に生成する駆動信号生成手段と、
前記高速送り用駆動信号と微動送り用駆動信号のうち前記駆動信号生成手段が生成すべき信号の種別を前記駆動信号生成手段に指令する生成信号指定手段と、
前記駆動信号生成手段によって生成された駆動信号を何れか一方の前記圧電素子に対して選択的に入力する送り方向切替手段を備えたことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２】
前記一方の圧電素子が伸長限度に達した状態にある前記柱状突起の先端を前記駆動力伝達面から離間させるためのオフセット手段を備えると共に、
前記駆動信号生成手段は、目標移動量を含む微動指令を受け、前記一方の圧電素子に印加される微動送り用駆動信号の電圧と前記直線運動の量との関係に基いて、前記一方の圧電素子の伸長限度に相当する電圧の範囲内で、前記微動指令に略比例した電圧の微動送り用駆動信号を生成するものであって、
前記微動指令が前記一方の圧電素子の伸長限度に相当する前記直線運動の量を超える場合には、前記一方の圧電素子が伸長限度に達した時点で前記オフセット手段により前記柱状突起の先端を前記駆動力伝達面から離間させ前記駆動信号生成手段の作動を停止させて前記一方の圧電素子を初期状態に復帰させ、前記オフセット手段により前記柱状突起の先端を改めて前記駆動力伝達面に当接させて、前記微動指令と前記一方の圧電素子の伸長の度合いに相当する直線運動の量との差分を新たな目標移動量として前記駆動信号生成手段を再び作動させる連続微動送り用制御手段を併設したことを特徴とする請求項１記載の圧電アクチュエータ。
【請求項３】
前記オフセット手段が、前記第１，第２の圧電素子と、該第１，第２の圧電素子にバイアス電圧を印加するバイアス回路によって構成されていることを特徴とする請求項２記載の圧電アクチュエータ。
【請求項４】
前記オフセット手段が、前記第１，第２の圧電素子の基部と前記ベースプレートとの固着位置よりもベースプレート側に設置された第３の圧電素子によって構成されていることを特徴とする請求項２記載の圧電アクチュエータ。
【請求項５】
前記駆動信号生成手段が非作動となっている間だけ前記駆動対象の停止位置を保持するロック手段を併設したことを特徴とする請求項２，請求項３または請求項４のうち何れか一項に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１】
入力電圧に応じて軸方向に伸縮する圧電素子を組み合わせて駆動対象もしくは駆動対象の移動方向をガイドするガイド部材に形成された駆動力伝達面に駆動力を伝達することで駆動対象に送りを掛ける圧電アクチュエータであって、
梁状本体部と其の長手方向略中央部の柱状突起とから一体に形成された略Ｔ字型の弾性体と、
相互に略平行な状態で前記梁状本体部の両端部に配置されて其の先端部を前記梁状本体部に固着された第１，第２の圧電素子と、
前記第１，第２の圧電素子の基部を固着したベースプレートを押圧し、前記梁状本体部が前記駆動対象の送り方向と略平行となり且つ前記柱状突起が前記駆動対象の送り方向と略直交するような姿勢を保持して、前記柱状突起の先端を前記駆動力伝達面に向けて付勢する予圧手段と、
何れか一方の前記圧電素子の伸縮運動と当該伸縮動作によってもたらされる前記柱状突起の共振運動とによって実質的に前記送り方向に沿った方向の長軸を有する楕円運動を前記柱状突起の先端部に生起させる高速送り用駆動信号と、何れか一方の前記圧電素子の伸縮運動によって実質的に前記送り方向に沿った方向の直線運動を前記柱状突起の先端部に生起させる微動送り用駆動信号とを選択的に生成する駆動信号生成手段と、
前記高速送り用駆動信号と微動送り用駆動信号のうち前記駆動信号生成手段が生成すべき信号の種別を前記駆動信号生成手段に指令する生成信号指定手段と、
前記駆動信号生成手段によって生成された駆動信号を何れか一方の前記圧電素子に対して選択的に入力する送り方向切替手段を備えたことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２】
前記一方の圧電素子が伸長限度に達した状態にある前記柱状突起の先端を前記駆動力伝達面から離間させるためのオフセット手段を備えると共に、
前記駆動信号生成手段は、目標移動量を含む微動指令を受け、前記一方の圧電素子に印加される微動送り用駆動信号の電圧と前記直線運動の量との関係に基いて、前記一方の圧電素子の伸長限度に相当する電圧の範囲内で、前記微動指令に略比例した電圧の微動送り用駆動信号を生成するものであって、
前記微動指令が前記一方の圧電素子の伸長限度に相当する前記直線運動の量を超える場合には、前記一方の圧電素子が伸長限度に達した時点で前記オフセット手段により前記柱状突起の先端を前記駆動力伝達面から離間させ前記駆動信号生成手段の作動を停止させて前記一方の圧電素子を初期状態に復帰させ、前記オフセット手段により前記柱状突起の先端を改めて前記駆動力伝達面に当接させて、前記微動指令と前記一方の圧電素子の伸長の度合いに相当する直線運動の量との差分を新たな目標移動量として前記駆動信号生成手段を再び作動させる連続微動送り用制御手段を併設したことを特徴とする請求項１記載の圧電アクチュエータ。
【請求項３】
前記オフセット手段が、前記第１，第２の圧電素子と、該第１，第２の圧電素子にバイアス電圧を印加するバイアス回路によって構成されていることを特徴とする請求項２記載の圧電アクチュエータ。
【請求項４】
前記オフセット手段が、前記第１，第２の圧電素子の基部と前記ベースプレートとの固着位置よりもベースプレート側に設置された第３の圧電素子によって構成されていることを特徴とする請求項２記載の圧電アクチュエータ。
【請求項５】
前記駆動信号生成手段が非作動となっている間だけ前記駆動対象の停止位置を保持するロック手段を併設したことを特徴とする請求項２，請求項３または請求項４のうち何れか一項に記載の圧電アクチュエータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−７１９０３（Ｐ２００９−７１９０３Ａ）
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３４４４７（Ｐ２００７−２３４４４７）
【出願日】平成１９年９月１０日（２００７．９．１０）
【出願人】（５９２００４４０４）中央精機株式会社 (16)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１０日（２００７．９．１０）
【出願人】（５９２００４４０４）中央精機株式会社 (16)
【Ｆターム（参考）】
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