JPH09308273A

JPH09308273A - 振動波駆動装置の制御装置およびこれを用いた装置

Info

Publication number: JPH09308273A
Application number: JP8118676A
Authority: JP
Inventors: Fumikazu Nishikawa; 史一西川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-05-14
Filing date: 1996-05-14
Publication date: 1997-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】共振周波数を求める駆動を行うと実際の駆動
までに時間がかかり、消費電力が増大する。周波数モニ
ター電極を設けると構造が複雑になる。【解決手段】電気−機械エネルギー変換素子に周波信
号Ａ，Ｂを印加して振動体９ｂに振動を励起し、この振
動体と移動体９ａとを相対駆動する振動波駆動装置９の
制御装置において、振動波駆動装置の経時状態を検出す
る経時検出手段１と、この経時検出手段により検出され
た経時状態に応じて目標駆動速度を設定する目標速度設
定手段１，１４と、振動波駆動装置の実速度を検出する
速度検出手段１０，１１，１２と、目標速度設定手段に
より設定された目標駆動速度と速度検出手段により検出
された実速度とが異なるときに、上記周波信号を制御す
る信号制御手段１とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電歪素子、圧電素
子等の電気−機械エネルギー変換素子に周波電圧を印加
することによって振動体表面に進行性振動波を発生さ
せ、この振動波により移動体を駆動する振動波駆動装置
の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】振動波モータ（振動波駆動装置）を効率
よく駆動するためには、モータを機械的共振周波数又は
この近傍で駆動することが望ましい。但し、共振周波数
は温度や負荷、経時変化などの環境条件によって変動す
るため、振動波モータの駆動周波数を一律に規定してし
まうと環境条件の変化に対応できなくなってしまう。

【０００３】すなわち、経時変化とは無関係に駆動周波
数を規定してしまうと、全く経時変化のない（数分程度
しか駆動していない）ときには駆動できていたのに、駆
動時間が１０時間、２０時間と増えるに従って共振周波
数が高くなって駆動周波数が共振周波数を下回り、急激
に回転数（速度）が低下してしまうという不都合が生じ
ることになる。

【０００４】そこで、例えば特開昭５９−１５６１６８
号公報（公報１）には、環境条件の変化に応じた共振周
波数でモータを駆動する方法が提案されている。この方
法では、まず、振動波モータに与える周波電圧の周波数
を順次変動させ、変動させた各周波数での駆動速度を計
測する。そして、計測値を順次比較演算し、計測値が最
大となる周波数を記憶して、その記憶された周波数で振
動波モータを駆動する。

【０００５】また、特公平５−１４５１１号公報（公報
２）には、モータの振動状態を検出するモニター電極を
設け、この電極からの信号により共振周波数を検出し
て、振動波モータに印加する周波電圧の周波数を調定す
る方法が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報１に提案されている方法では、振動波モータを実際に
共振周波数で駆動する前に、共振周波数を求めるための
駆動を行わなければならない。このため、共振周波数で
の駆動を行うまでに時間がかかる上、環境条件が変わる
たびに共振周波数を求めるための駆動を行う必要があ
り、消費電力が増大するという不都合が生じる。

【０００７】また、上記公報２に開示されている方法で
は、振動波モータに駆動用の周波電圧を与える電極とは
別にモニター電極を設けなければならず、さらにモニタ
ー電極からの信号を処理するための回路が必要となる。
このため、構造が複雑になるとともにコストアップにも
つながるという不都合が生じる。

【０００８】そこで、本願発明の第１の目的は、モニタ
ー電極を設けることなく、また、駆動前に共振周波数を
サーチすることなく、常に安定した駆動を実現すること
ができる振動波駆動装置の制御装置を提供することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本願第１の発明では、電気−機械エネルギー変換
素子に周波信号を印加して振動体に振動を励起し、この
振動体と移動体とを相対駆動する振動波駆動装置の制御
装置において、振動波駆動装置の経時状態を検出する経
時検出手段と、この経時検出手段により検出された経時
状態に応じて目標駆動速度を設定する目標速度設定手段
と、振動波駆動装置の実駆動速度を検出する速度検出手
段と、目標速度設定手段により設定された目標駆動速度
と速度検出手段により検出された実駆動速度とが異なる
ときに、上記周波信号を制御する信号制御手段とを設け
ている。

【００１０】すなわち、実駆動速度が経時状態に応じて
設定された目標駆動速度よりも速いときに共振周波数以
上の領域で周波信号の周波数を上げて振動波駆動装置の
速度を低下させたり、実駆動速度が目標駆動速度以上に
なったときに共振周波数以上の領域で周波信号の周波数
を下げることを禁止して振動波駆動装置の速度のそれ以
上の上昇を防止したりして、経時変化によって共振周波
数が変化しても常に共振周波数よりも高い領域で駆動で
きるようにしている。

【００１１】また、本願第２の発明では、経時状態ごと
の目標駆動速度を予め記憶させておき、経時状態を示す
指標である駆動時間や回数等の積算値によって目標駆動
速度を選択するように構成して、実際の駆動の前に共振
周波数をサーチするための駆動を行ったり、共振周波数
検出用のモニター電極を設けたりする必要をなくしてい
る。

【００１２】なお、上記各発明では、目標駆動速度を共
振周波数よりも高い周波数での速度に設定して、実駆動
速度が上昇しすぎた場合でもある程度余裕をもって安定
的な駆動制御を行うことができるようにするのが望まし
い。

【００１３】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）図１は、本発明の第１実施形態である
振動波モータの制御装置を示すブロック図である。同図
において、１はマイクロコンピュータ（マイコン）、２
はＤ／Ａコンバータである。Ｄ／Ａコンバータ２は、マ
イコン１のディジタル出力信号（Ｄ／Ａｏｕｔ）を出力
電圧に変換する働きを持つ。

【００１４】３は電圧制御発振器（ＶＣＯ）で、Ｄ／Ａ
コンバータ２の出力電圧に応じた周波電圧を出力する。
４は分周・移相器で、ＶＣＯ３の周波電圧を分周し、π
／２の位相差を有する２つの矩形波周波電圧（周波電圧
Ａおよび周波電圧Ｂ）を出力する。

【００１５】５，６は電力増幅器で、分周・移相器４か
ら出力された周波電圧Ａ，Ｂを振動波モータ９の駆動に
適した電力（電圧および電流）に増幅する。７，８はマ
ッチングコイルである。

【００１６】９は振動波モータであり、９ａはロータ、
９ｂはステータである。１０はパルス板であり、同図に
示すように、放射方向に複数のスリットが開いており、
振動波モータ９のロータ９ａと一体回転する。この振動
波モータ９の出力は、例えば図１に示すように、ギヤ列
等によって構成される動力伝達機構２０を介してカメラ
等のフィルム給送装置２１に伝達され、これを駆動す
る。なお、振動波モータ９の出力によってフィルム給送
装置以外の装置を駆動してもよい。

【００１７】１１はフォトインターラプタであり、パル
ス板１０の回転を検出する。１２はフォトインターラプ
タ１１から出力される信号の検出回路であり、インター
ラプタ１１からの微小信号を増幅してディジタル信号に
変換する。

【００１８】１３はｕｐ／ｄｏｗｎカウンタであり、パ
ルス板１０の回転により生ずるパルス信号をカウントす
る。１４はメモリ回路で、振動波モータを駆動制御する
プログラムや、駆動回数ごとの駆動可能な最高速度（目
標駆動速度）のデータテーブルなどが格納されている。

【００１９】次に、マイコン１の各端子の説明を行な
う。ＤＩＲ１は、ｕｐ／ｄｏｗｎカウンタ１３のカウン
ト方向を指示する出力端子であり、ｕｐ方向を支持する
ときは“Ｈ”信号を出力し、ｄｏｗｎ方向を支持すると
きは“Ｌ”信号を出力する。

【００２０】ＰＵＬＳＥＩＮは、ｕｐ／ｄｏｗｎカウ
ンタ１３のカウント値の入力端子である。ＭＯＮは、検
出回路１２の出力を直接受けるモニタ入力端子である。
ＲＥＳＥＴは、ｕｐ／ｄｏｗｎカウンタ１３のリセット
出力端子であり、カウンタ１３をリセットさせるときは
“Ｈ”信号を出力する。

【００２１】ＣＮＴＥＮ／ＤＩＳは、ｕｐ／ｄｏｗｎ
カウンタ１３のカウント可能／禁止を指示する信号の出
力端子であり、カウント可能を指示するときは“Ｈ”信
号を出力し、禁止するときは“Ｌ”信号を出力する。

【００２２】Ｄ／Ａｏｕｔは、Ｄ／Ａコンバータ２への
ディジタル出力信号の出力端子である。ＤＩＲ２は、振
動波モータ９の回転方向を切り換えるため、振動波モー
タ９に加える周波電圧Ａ，Ｂの位相差を９０゜、２７０
゜に変更するための指示を分周・移相器４に与える信号
の出力端子である。

【００２３】ＵＳＭＥＮ／ＤＩＳは、分周・移相器４
の出力をＯＮ／ＯＦＦさせるための信号の出力端子であ
り、ＯＮさせるときは“Ｈ”信号を出力し、ＯＦＦさせ
るときは“Ｌ”信号を出力する。ＡＤＤＲＥＳＳは、メ
モリ回路１４のアドレスを指定するための信号の出力端
子であり、メモリ回路１４内のデータのうちどのデータ
を次に説明するＤＡＴＡＩＮに入力させるのかを指定
する。ＤＡＴＡＩＮは、ＡＤＤＲＥＳＳ端子に出力し
て指定したメモリ回路１４上のアドレスに格納されてい
るデータの入力端子である。

【００２４】次に、振動波モータ９について図２を併せ
用いて説明する。この図は、ステータ９ｂの裏面上に配
される電歪素子の配設状態を示している。図２中のＡ₁
およびＢ₁ は、ステータ９ｂ上に配される第１および第
２の電歪素子群であり、それぞれ図示の位相および分極
関係にある。これらの電歪素子群は、それぞれ単独のも
のを振動体に付しても良いし、また、一体的に分極処理
にて形成しても良い。図１に示すモータ９のＡ，Ｂはそ
れぞれ、第１および第２電歪素子群Ａ₁ ，Ｂ₁ に対する
駆動電極を示し、電極Ａに対して増幅器５を介した周波
電圧が印加されるとともに電極Ｂに増幅器６を介した周
波電圧が印加される。これにより、ステータ９ｂの裏面
に進行性の振動波が形成される。

【００２５】図３は、本実施形態におけるマイコン１の
動作を示すフローチャートである。このフローチャート
はメモリ回路１４に内蔵され、振動波モータ９の制御が
駆動制御ルーチンに入ると、マイコン１によって実行さ
れる。

【００２６】［ステップ１］このステップでは、ｕｐ
／ｄｏｗｎカウンタ１３の値をＰＵＬＳＥＩＮ端子よ
り入力するとともに、所定の駆動量から目標停止位置を
計算する。

【００２７】［ステップ２］このステップでは、振動
波モータ９を駆動する初期周波数をＤ／Ａｏｕｔ端子へ
出力する。これによりＤ／Ａコンバータ２はＤ／Ａｏｕ
ｔ端子より出力されたディジタル電圧値をアナログ電圧
に変換して、ＶＣＯ３に出力する。ＶＣＯ３はＤ／Ａコ
ンバータ２が出力した電圧を周波数に変換して分周・移
相器４に出力する。

【００２８】［ステップ３］このステップでは、駆動
回転方向を判別する。正転の場合はステップ４に進み、
逆転の場合はステップ５に進む。

【００２９】［ステップ４］このステップ（駆動回転
方向が正転である場合）では、ＤＩＲ１端子に“Ｈ”を
出力し、ｕｐ／ｄｏｗｎカウンタ１３のカウント方向を
アップ方向に設定する。また、ＤＩＲ２端子に“Ｈ”を
出力して、分周・移相器４の出力する周波信号Ａ，Ｂの
位相差を９０゜に設定し、ステップ６に進む。

【００３０】［ステップ５］このステップ（駆動回転
方向が逆転である場合）では、ＤＩＲ１端子に“Ｌ”を
出力して、ｕｐ／ｄｏｗｎカウンタ１３のカウント方向
をダウン方向に設定する。また、ＤＩＲ２端子に“Ｌ”
を出力して、分周・移相器４の出力する周波信号ＡとＢ
の位相差を２７０゜に設定し、ステップ６に進む。

【００３１】［ステップ６］このステップでは、ＣＮ
ＴＥＮ／ＤＩＳ端子に“Ｈ”を出力し、ｕｐ／ｄｏｗ
ｎカウンタ１３をカウントイネーブル状態にする。

【００３２】［ステップ７］このステップでは、ＵＳ
ＭＥＮ／ＤＩＳ端子に“Ｈ”を出力し、分周・移相器
４からの周波信号Ａ，Ｂをイネーブル状態にする。これ
により分周・移相器４は、ＶＣＯ３が出力した電圧に応
じた周波数と、ＤＩＲ２端子から出力されたレベルに応
じた位相差によってＡ，Ｂより信号を出力する。

【００３３】分周・移相器４出力された周波信号Ａ，Ｂ
は、電力増幅器５，６によって増幅され、マッチングコ
イル７，８を介して振動波モータ９に印加される。これ
により、振動波モータ９は回転を始める。

【００３４】［ステップ８］このステップでは、振動
波モータの駆動時間を計測するためのタイマーをスター
トする。このタイマーは、振動波モータを停止させるご
とにカウントがストップし、振動波モータの駆動時間の
積算値を求めるために用いられる。

【００３５】［ステップ９］このステップでは、タイ
マーの積算値に基づいて、駆動可能な最高速度データを
メモリ回路１４から読み込む。

【００３６】ここで、モータの回転速度の周波数に対す
る特性は、図４に示すように、ある周波数を境として、
それよりも高い周波数領域では周波数が高くなるに従っ
て回転数がなだらかに減少し、低い周波数領域では回転
数が急激に低下する。この境になる周波数が共振周波数
である。そして、同図に示すように、振動波モータ９で
は、経時変化によって共振周波数や回転数の周波数に対
する特性が変化する。この図から分かるように、駆動時
間が増えるに従って共振周波数が上がるとともに、最高
速度は下がる。

【００３７】メモリ回路１４には、図５のデータテーブ
ルに示すように、駆動時間に応じた本来の最高速度（共
振周波数での駆動速度）よりも少し低めの値（Ｖｍ１，
Ｖｍ２，Ｖｍ３）をデータテーブルとして記憶させてあ
る。最高速度ではなく少し低めの値を記憶させているの
は、誤って速度が上がりすぎた場合の余裕をみているた
めであり、本実施形態では各駆動時間（積算値）でのＶ
ｍ１，Ｖｍ２，Ｖｍ３を駆動可能な最高速度とする。本
ステップでは、ステップ８でスタートしたタイマーの値
に応じて図５のデータテーブルから駆動可能な最高速度
を読み込む。

【００３８】［ステップ１０］このステップでは、ｕ
ｐ／ｄｏｗｎカウンタ１３のカウント周波数を計算する
ことにより、モータの実際の速度を検出する。

【００３９】［ステップ１１］このステップでは、ス
テップ９で読み込んだ駆動可能な最高速度と、ステップ
１０で検出した実モータ速度とを比較し、実モータ速度
が駆動可能な最高速度よりも速い場合はステップ１２に
進み、そうでない場合はステップ１３に進む。

【００４０】［ステップ１２］このステップ（実モー
タ速度が駆動可能な最高速度よりも速い場合）では、振
動波モータ９の駆動周波数を所定値上昇させて、速度を
低下させる。

【００４１】［ステップ１３］このステップでは、ス
テップ２で計算した目標停止位置と、現在のｕｐ／ｄｏ
ｗｎカウンタ１３の値に基づいて駆動残量を計算する。

【００４２】［ステップ１４］このステップでは、駆
動残量が０より大きいか否かを判別する。すなわち、駆
動残量がまだあるのか目標の駆動量だけもう駆動し終わ
ったのか、あるいはオーバーランしたのかを判別し、駆
動残量がまだある場合はステップ９に進み、そうでない
場合はステップ１５に進む。

【００４３】［ステップ１５］このステップ（駆動残
量≦０、すなわち目標駆動量だけ駆動し終わったかオー
バーランした場合）では、ＵＳＭＥＮ／ＤＩＳ端子に
“Ｌ”を出力し、分周・移相器４の周波信号Ａ，Ｂをデ
ィスエーブル状態にする。これによりモータ９は駆動を
停止する。

【００４４】［ステップ１６］このステップでは、振
動波モータ９の駆動時間を計測するタイマーをストップ
させる。

【００４５】［ステップ１７］このステップでは、Ｃ
ＮＴＥＮ／ＤＩＳ端子に“Ｌ”を出力し、ｕｐ／ｄｏ
ｗｎカウンタ１３をカウントディスエーブル状態にし、
モータ９の駆動処理を終了する。

【００４６】以上の動作をまとめて説明すると、ステッ
プ１〜８では、起動に際しての初期設定を行っている。
具体的には、ｕｐ／ｄｏｗｎカウンタ１３の初期状態の
確認、初期周波数の出力、回転方向の判別および設定、
タイマーのスタートなどを行い、モータの起動を始め
る。

【００４７】ステップ９〜１４では、モータの回転速度
が駆動可能な最高速度を越えないように制御する。これ
らのステップは、モータ９が目標停止位置に到達するま
で繰り返し実行される。

【００４８】ここで、振動波モータ９の制御方法として
は、共振周波数よりも高い周波数で所望の回転数が得ら
れるように周波信号の周波数を調節し、この周波数が共
振周波数よりも低くならないように駆動周波数領域を制
限することが必要である。そして、振動波モータ９の共
振周波数は経時変化により図４のように変化するため、
駆動周波数を経時変化のないときの駆動周波数、すなわ
ち経時変化とは無関係に一律に規定してしまうと、駆動
時間が１０時間、２０時間と増えるに従って共振周波数
が高くなって駆動周波数が共振周波数を下回り、急激に
回転数が低下してしまうという不都合が生じることにな
る。

【００４９】そこで、本実施形態では、駆動時間の積算
値ごとに駆動可能な最高速度を記憶しておき、ステップ
１０で検出したモータの回転速度が記憶された最高速度
よりも速い場合はステップ１２で周波数を所定値上昇さ
せて速度を下げるようにしている。これにより、経時変
化によって共振周波数が変化しても駆動周波数が共振周
波数を下回ることはない。

【００５０】さらに、ステップ１５〜１７では、モータ
の駆動終了処理を行っており、ｕｐ／ｄｏｗｎカウンタ
１３や分周・位相器４、タイマーの動作停止を行ってい
る。以上のような駆動制御処理を行うことで、駆動前に
振動波モータの共振周波数をサーチしたり、振動波モー
タの振動状態をモニターするためのモニター電極を設け
たりする必要なく、常に共振周波数より高い領域で振動
波モータを駆動制御することが可能になる。

【００５１】なお、本実施形態では、振動波モータ９に
印加する周波電圧Ａ，Ｂの位相差を９０゜としている
が、本発明は、位相差が９０゜以外であっても適用でき
るものである。

【００５２】また、本実施形態では、振動波モータの形
状をリング状とした場合について説明しているが、本発
明は、その他の形状のモータにも適用できるものであ
る。

【００５３】また、本実施形態では、振動波モータの回
転検出にフォトインターラプタを用いているが、本発明
は、コードパターンをブラシで読み取るなど、他のどの
ような検出方法であっても適用できるものである。

【００５４】また、本実施形態では、マイコン１のＤ／
Ａｏｕｔ端子に出力したディジタル値をＤ／Ａコンバー
タ２でアナログ電圧に変換し、このりアナログ電圧をＶ
ＣＯ３で周波数に変換しているが、本発明は、その他の
変換方法でも良く、周波数を任意に設定可能なものであ
れば適用できるものである。

【００５５】また、本実施形態では、各駆動時間に応じ
た駆動可能な最高速度データのテーブルを駆動時間を３
段階に分けて記憶しているが、本発明は、その他の段階
数であっても適用できるものである。

【００５６】（第２実施形態）図６は本発明の第２実施
形態の制御装置における動作フローチャートである。本
実施形態が第１実施形態と異なるのは、ステップ１１が
ステップ２１に、ステップ１２がステップ２２になって
いるのみであるので、ここでは異なる点だけを説明す
る。

【００５７】［ステップ２１］このステップでは、ス
テップ９で読み込んだ駆動可能な最高速度と、ステップ
１０で検出した実モータ速度とを比較し、等しい場合は
ステップ１３に進み、そうでない場合はステップ２２に
進む。

【００５８】［ステップ２２］このステップ（モータ
９の速度が駆動可能な最高速度に達していない場合）で
は、振動波モータ９の駆動周波数を所定値下降させ、モ
ータの速度を上昇させる。

【００５９】以上の動作において、本実施形態でも第１
実施形態と同様に駆動可能な最高速度を駆動時間の積算
値に応じてデータテーブルより読み込む。そして、モー
タ９の速度が起動直後などでまだ最高速度に達していな
い場合は、ステップ２２で周波数を所定値だけ下げるこ
とによってモータの速度を上げる。

【００６０】また、モータ９の速度が駆動可能な最高速
度に達した場合は、ステップ２２を迂回することによ
り、周波数を下げる方向のシフト動作を禁止し、共振周
波数を越えてしまうことを防止している。

【００６１】以上のような駆動制御処理を行うことで、
本実施形態でも第１実施形態と同様に、駆動前に振動波
モータの共振周波数をサーチしたり、振動波モータの振
動状態をモニターするモニター電極を設けたりする必要
なく、常に共振周波数より高い領域で振動波モータを駆
動制御することが可能になる。

【００６２】なお、本実施形態では、振動波モータ９に
印加する周波電圧Ａ，Ｂの位相差を９０゜としている
が、本発明は、位相差が９０゜以外であっても適用でき
るものである。

【００６３】また、本実施形態では、振動波モータの形
状をリング状とした場合について説明しているが、本発
明は、他の形状のモータであっても適用できるものであ
る。また、本実施形態では、振動波モータの回転検出に
フォトインターラプタを用いているが、本発明は、コー
ドパターンをブラシで読み取るなど、他のどのような検
出方法であっても適用できるものである。

【００６４】また、本実施形態では、マイコン１のＤ／
Ａｏｕｔ端子に出力したディジタル値をＤ／Ａコンバー
タ２でアナログ電圧に変換し、このアナログ電圧をＶＣ
Ｏ３で周波数に変換しているが、本発明は、その他の変
換方法でも良く、周波数を任意に設定可能なものであれ
ば適用できるものである。

【００６５】また、本実施形態では、各駆動時間に応じ
た駆動可能な最高速度データのテーブルを駆動時間を３
段階に分けて記憶しているが、本発明は、その他の段階
数であっても適用できるものである。

【００６６】（第３実施形態）図７は本発明の第３実施
形態の制御装置の動作を示すフローチャートであり、振
動波モータの駆動回数を検出することによって経時に関
する情報を得る場合を示している。

【００６７】本実施形態が第２実施形態と異なるのは、
ステップ８がステップ４１に、ステップ９がステップ４
２になっている点と、ステップ１６がなくなっているの
みであるので、ここでは異なる点だけを説明する。

【００６８】［ステップ４１］このステップでは、変
数ＤＲＶＮをインクリメントする。ここで、変数ＤＲＶ
Ｎは振動波モータ９を駆動した回数を格納する変数であ
り、振動波モータ９の駆動処理を行うたびにこの変数を
インクリメントすることで駆動した回数を検出できる。

【００６９】［ステップ４２］このステップでは、変
数ＤＲＶＮの値に基づいて駆動可能な最高速度データを
メモリ回路１４より読み込む。

【００７０】ここで、本実施形態では、経時に関する情
報を振動波モータの駆動時間ではなく駆動回数の積算値
によって得ており、図９に示すように、駆動回数に応じ
た駆動可能な最高速度データをテーブルとして持ってい
る。

【００７１】振動波モータの回転数の周波数に対する特
性は、図８に示すように、振動波モータの駆動回数によ
って変化する。同図から分かるように、駆動回数が増え
るに従って共振周波数が上がるとともに、最高速度は下
がる。メモリ回路１４には、駆動回数に応じた最高速度
よりも少し低めの値（Ｖｍ４，Ｖｍ５，Ｖｍ６）をデー
タテーブルとして記憶させている。最高速度ではなく少
し低めの値を記憶している理由は、第１および第２実施
形態と同様である。

【００７２】ステップ４２では、変数ＤＲＶＮの値によ
って振動波モータ９の駆動回数を検出し、検出した駆動
回数に応じた駆動可能な最高速度を図９のデータテーブ
ルから読み込む。そして、その最高速度以下で駆動する
ことにより、振動波モータ９を共振周波数を下回らない
周波数で制御することができる。

【００７３】なお、本実施形態では駆動回数の積算値を
検出しているので、タイマーを用いる必要がなく、第１
および第２実施形態の制御よりも簡単に制御できる。

【００７４】（第４実施形態）図１０は本発明の第４実
施形態の制御装置の動作を示すフローチャートであり、
振動波モータの駆動距離を検出することによって経時に
関する情報を得る場合について説明する。

【００７５】同図において第２実施形態と異なるのは、
ステップ８，１６がなくなっているのと、ステップ９が
ステップ３１になっているのみであるので、ここでは異
なる点だけを説明することにする。

【００７６】［ステップ３１］このステップでは、ｕ
ｐ／ｄｏｗｎカウンタ１３のカウント値に基づいて駆動
可能な最高速度データをメモリ回路１４より読み込む。

【００７７】本実施形態では、経時に関する情報を振動
波モータの駆動時間や駆動回数ではなく駆動距離すなわ
ち回転距離の積算値によって得ており、駆動距離に応じ
た駆動可能な最高速度データをテーブルとして持ってい
る。

【００７８】振動波モータの回転数の周波数に対する特
性は、図１１に示すように、振動波モータの駆動距離に
よって変化する。同図から分かるように、駆動距離が増
えるに従って共振周波数が上がるとともに、最高速度は
下がる。メモリ回路１４には、図１２に示すように、駆
動距離に応じた最高速度よりも少し低めの値（Ｖｍ７，
Ｖｍ８，Ｖｍ９）をデータテーブルとして記憶させてい
る。最高速度ではなく少し低めの値を記憶している理由
は第１、第２および第３実施形態と同様である。

【００７９】ステップ３１では、ｕｐ／ｄｏｗｎカウン
タ１３のカウント値を読み込むことによって振動波モー
タの駆動距離を検出し、検出した駆動距離に応じた駆動
可能な最高速度を読み込む。そして、その速度以下で駆
動することにより、振動波モータを共振周波数を下回ら
ない周波数で制御することができる。

【００８０】なお、本実施形態では駆動距離の積算値を
検出しているので、タイマーを用いたり駆動回数をカウ
ントする必要がなく、第１、第２および第３実施形態よ
りもさらに制御を簡単に行うことができる。

【００８１】（発明と実施形態との対応）上記実施形態
において、マイコン１、Ｄ／Ａコンバータ２及びＶＣＯ
３が本発明の信号制御手段に相当し、マイコン１（ステ
ップ８、ステップ４１等参照）が本発明にいう経時検出
手段に相当し、パルス板１０、フォトインターラプタ１
１、検出回路１２、ｕｐ／ｄｏｗｎカウンタ１３及びマ
イコン１が本発明の速度検出手段に相当し、メモリ回路
１４が本発明の記憶手段に相当する。

【００８２】以上が実施形態の各構成と本発明の各構成
の対応関係であるが、本発明は、これら実施形態の構成
に限られるものではなく、請求項で示した機能が達成で
きる構成であればどのようなものであっても良い。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本願第１の発明で
は、振動波駆動装置の経時状態に応じて設定された目標
駆動速度と実駆動速度とを比較して、両者が異なる場合
に振動波駆動装置に印加する周波信号の周波数等を制御
するようにしている。このため、本発明を用いれば、実
駆動速度が目標駆動速度よりも速くなったときに周波信
号の周波数を上げて速度を低下させたり、周波信号の周
波数を下げることを禁止して振動波駆動装置の速度のそ
れ以上の上昇を防止したりすることができる。従って、
経時変化によって共振周波数が変化しても、常に共振周
波数よりも高い領域の周波数で振動波駆動装置を駆動す
ることができる。

【００８４】しかも、本願第２の発明では、経時状態ご
との目標駆動速度を予め記憶させておき、経時状態を示
す指標である駆動時間や回数等の積算値によって目標駆
動速度を選択する。このため、本発明を用いれば、実際
の駆動の前に共振周波数をサーチするための駆動を行う
必要をなくして、迅速な本駆動の開始や消費電力の低減
を図ったり、共振周波数検出用のモニター電極を設ける
必要をなくして、構成および制御処理の簡単化を図るこ
とができる。

【００８５】なお、上記各発明において、目標駆動速度
を共振周波数よりも高い周波数での速度に設定すれば、
実駆動速度が上昇しすぎた場合でもある程度余裕をもっ
て安定的な駆動制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態である振動波モータの制
御装置の構成を示すブロック図である。

【図２】図１のステータ９ｂの裏面上に配される電歪素
子の配設状態を説明する模式図である。

【図３】本発明の第１実施形態の制御装置の動作を示す
フローチャート図である。

【図４】上記振動波モータの回転数の周波数に対する特
性が駆動時間によって変動することを説明するグラフ図
である。

【図５】駆動時間に応じた駆動可能な最高速度データの
テーブルを示す表図である。

【図６】本発明の第２実施形態の制御装置の動作を示す
フローチャート図である。

【図７】本発明の第３実施形態の制御装置の動作を示す
フローチャート図である。

【図８】上記振動波モータの回転数の周波数に対する特
性が駆動回数によって変動することを説明するグラフ図
である。

【図９】駆動回数に応じた駆動可能な最高速度データの
テーブルを示す表図である。

【図１０】本発明の第４実施形態の制御装置の動作を示
すフローチャート図である。

【図１１】上記振動波モータの回転数の周波数に対する
特性が駆動距離によって変動することを説明するグラフ
図である。

【図１２】駆動距離に応じた駆動可能な最高速度データ
のテーブルを示す表図である。

【符号の説明】

１マイコン２Ｄ／Ａコンバータ３ＶＣＯ４分周・移相器５，６電力増幅器７，８コイル９振動波モータ９ａロータ９ｂステータ１０パルス板１１フォトインターラプタ１２検出回路１３ｕｐ／ｄｏｗｎカウンタ１４メモリ回路Ａ₁ ，Ｂ₁電歪素子群Ａ，Ｂ周波電圧

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気−機械エネルギー変換素子に周波信
号を印加して振動体に振動を励起し、この振動体と移動
体とを相対駆動する振動波駆動装置の制御装置におい
て、前記振動波駆動装置の経時状態を検出する経時検出手段
と、この経時検出手段により検出された経時状態に応じて目
標駆動速度を設定する目標速度設定手段と、前記振動波駆動装置の実駆動速度を検出する速度検出手
段と、前記目標速度設定手段により設定された目標駆動速度と
前記速度検出手段により検出された実駆動速度とが異な
るときに、前記周波信号を制御する信号制御手段とを有
することを特徴とする振動波駆動装置の制御装置。
【請求項２】前記信号制御手段は、前記実駆動速度が
前記目標駆動速度よりも速いときは、共振周波数以上の
領域で前記周波信号の周波数を上げることを特徴とする
請求項１に記載の振動波駆動装置の制御装置。
【請求項３】前記信号制御手段は、前記実駆動速度が
前記目標駆動速度以上になったときは、共振周波数以上
の領域で前記周波信号の周波数を下げることを禁止する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の振動波駆動装
置の制御装置。
【請求項４】前記経時検出手段は、前記振動波駆動装
置の積算駆動時間を検出することを特徴とする請求項１
から３のいずれかに記載の振動波駆動装置の制御装置。
【請求項５】前記経時検出手段は、前記振動波駆動装
置の積算駆動回数を検出することを特徴とする請求項１
から３のいずれかに記載の振動波駆動装置の制御装置。
【請求項６】前記経時検出手段は、前記振動波駆動装
置の積算駆動距離を検出することを特徴とする請求項１
から３のいずれかに記載の振動波駆動装置の制御装置。
【請求項７】前記目標速度設定手段は、各経時状態に
対応する複数の目標駆動速度を記憶する記憶手段を有
し、この記憶手段から前記経時検出手段により検出され
た経時状態に対応する目標駆動速度を選択することを特
徴とする請求項１から６のいずれかに記載の振動波駆動
装置の制御装置。
【請求項８】前記目標駆動速度は、各経時状態での共
振周波数よりも高い周波数での速度に設定されることを
特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の振動波駆
動装置の制御装置。
【請求項９】請求項１から８のいずれかに記載の制御
装置を用いたことを特徴とする装置。