JPH10108482A

JPH10108482A - 振動型モータの制御装置

Info

Publication number: JPH10108482A
Application number: JP8254473A
Authority: JP
Inventors: Fumikazu Nishikawa; 史一西川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-09-26
Filing date: 1996-09-26
Publication date: 1998-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】振動波モータにおいて、モニター電極を設け
ることなしに、環境変化に応じて共振周波数が変化して
も安定駆動を行えるようにする。【解決手段】予め外部環境に対応したモータの特性を
メモリー回路に記憶させておき、駆動時に環境を検知し
て環境に応じた特性データをメモリー回路から読み出し
て、周波数規制を行う。

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を励振させ駆動力を得る振動型モ
ータの駆動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】振動型モータ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で駆動することが望ましい
が、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変化に対応できなくなっ
てしまう。

【０００３】そこで、上記環境条件変化に対応するべく
共振周波数を求めるために、振動型モータに与える周波
電圧の周波数を順次変動させ、その変動させた各周波数
での駆動速度を計測し、その計測値を順次比較演算し、
該計測値が最大となる周波数を記憶し、その記憶された
周波数で振動波モータを駆動する方法が特開昭５９−１
５６１６８号公報に開示されている。

【０００４】また、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、振動型モータに印加する周波電圧の周波数を調
定する方法が特公平５−１４５１１号公報などに開示さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭５９−１５６１６８号公報に開示されている方法で
は、振動型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
ため、実際の駆動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。

【０００６】また、上記特公平５−１４５１１号公報に
開示されている方法では、振動型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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る本願で
は、振動体に配される電気−機械エネルギー変換素子に
周波信号を印加して、振動体を励振させ駆動力を得る振
動型モータの駆動制御装置において、駆動時の環境また
は駆動条件を検知する検知手段と、前記環境または駆動
条件に応じて前記周波信号の周波数を規制する周波数規
制回路を設け振動体にモニター電極を設けること無しに
環境条件の変化に対応した周波数制御を行う振動型モー
タの制御装置を提供するものである。

【０００８】請求項２に係る本願では、請求項１の前記
周波数規制回路として、前記周波信号が前記環境または
駆動条件に応じた所定の周波数より低い周波数に移行し
た際に周波数を上昇させるように構成し、安定駆動を可
能にした振動型モータの制御装置を提供するものであ
る。

【０００９】請求項３に係る本願では、請求項１の前記
周波数規制回路として前記周波数が前記環境または駆動
条件に応じた所定の周波数より低い周波数へ移行するこ
とを禁止するように構成し、共振周波数より低い周波数
となり、駆動不能となることを防止した振動型モータの
制御装置を提供するものである。

【００１０】請求項４に係る本願では、請求項２の前記
周波数規制回路として、モータの駆動速度を検知する速
度検知手段を設け、前記環境または駆動条件に応じた所
定周波数に対応した所定速度値と前記速度検知手段にて
検知されたモータの駆動速度とを比較して検知された駆
動速度と前記所定速度値が所定の関係になった時前記周
波数を上昇させるように構成し、モニター電極を設ける
ことなく安定駆動を実現した振動型モータの制御装置を
提供するものである。

【００１１】請求項５に係る本願では、請求項３の前記
周波数規制回路として、モータの駆動速度を検知する速
度検知手段を設け、前記環境または駆動条件に応じた所
定周波数に対応した所定速度値と前記速度検知手段にて
検知されたモータの駆動速度とを比較して検知された駆
動速度と前記所定速度値が所定の関係になった時前記周
波数の低周波数方向への移行を禁止するように構成し、
安定駆動を実現する振動型モータの制御装置を提供する
ものである。

【００１２】請求項６に係る本願では請求項１の前記周
波数規制回路として、前記環境または駆動条件に応じた
複数の限界周波数データを予め記憶する記憶回路と、前
記検知手段にて検知された環境または駆動条件に応じた
限界周波数に関するデータを読み出す読み出し回路を設
け、該読み出し回路にて読み出されたデータに基づき周
波信号の周波数を規制することにてモニター電極を設け
ることなく、かつ、上記の安定駆動を実現する振動型モ
ータの制御装置を提供するものである。

【００１３】請求項７に係る本願では、請求項６の前記
周波数規制回路として、前記周波信号が前記読み出され
たデータに対応する周波数より低い周波数に移行した際
に周波数を上昇させるように構成し、上記の安定駆動を
可能にした振動型モータの制御装置を提供するものであ
る。

【００１４】請求項８に係る本願では、請求項６の前記
周波数規制回路として、前記周波数が前記読み出された
データに対応する周波数より低い周波数へ移行すること
を禁止するように構成し、上記の安定駆動を可能にする
振動型モータの制御装置を提供するものである。

【００１５】請求項９に係る本願では、請求項６の前記
周波数規制回路として、モータの駆動速度を検知する速
度検知手段を設け、前記読み出されたデータに対応した
所定速度値と前記速度検知手段にて検知されたモータの
駆動速度とを比較して検知された駆動速度と前記所定速
度値が所定の関係になった時前記周波数を上昇させるよ
うに構成し上記の安定駆動を実現した振動型モータの制
御装置を提供するものである。

【００１６】請求項１０に係る本願では、請求項６の前
記周波数規制回路として、モータの駆動速度を検知する
速度検知手段を設け、前記読み出されたデータに対応し
た所定速度値と前記速度検知手段にて検知されたモータ
の駆動速度とを比較して検知された駆動速度と前記所定
速度値が所定の関係になった時前記周波数の低周波数方
向への移行を禁止するように構成し、安定駆動を行う振
動型モータの制御装置を提供するものである。

【００１７】請求項１１に係る本願では各請求項の前記
環境条件としては温度条件となし、また駆動条件として
はモータの駆動電源条件となし温度変化または駆動電圧
変化に対応して共振周波数が変化しても適正に安定駆動
を行う振動型モータの制御装置を提供するものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
例を示すブロック図である。同図において１はマイクロ
コンピューター（マイコン）、２はＤ／Ａコンバータで
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。３は電圧制御発振器（Ｖ
ＣＯ）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位相差（１９０°）の矩形波を出力
する。５、６は電力増幅器で、分周・移相器４の周波電
圧を振動型モータ９を駆動できる電圧と電流値に増幅す
る。７、８はマッチングコイル、９は振動型モータで、
９ａはロータ、９ｂはステータ、１０はパルス板で同図
に示すように放射方向に複数のスリットが開いており、
振動型モータ９の軸と同軸となっており、振動型モータ
９のロータ９ａとともに回転する。１１はインターラプ
タで、パルス板１０の回転を検出する。１２はインター
ラプタ１１の信号検出回路で、インターラプタ１１の微
小信号を増幅し、ディジタル信号に変換する。１３はｕ
ｐ／ｄｏｗｎカウンタで、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、
振動型モータを駆動制御するプログラムや、温度に応じ
た駆動可能な最高速度データテーブルなどが格納されて
いる。１５は定電流源、１６はダイオード、１７はＡ／
Ｄコンバータであり、これら３つで温度センサをなして
いる。ダイオード１５に定電流を流したときにダイオー
ド１６に発生する電圧は温度特性を持つことを利用し、
ダイオード１６の電圧をＡ／Ｄコンバータ１７でディジ
タル値に変換してマイコン１に取り込むことにより、温
度を検出するようになっている。１８は電池であり、電
力増幅器５、６の駆動用電源である。

【００１９】次に、マイコン１の各端子の説明を行な
う。

【００２０】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、説明の都合上
“Ｈ”でｕｐ、“Ｌ”でｄｏｗｎとする。ＰＵＬＳＥ
ＩＮ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の出力の直接モニタ
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“Ｈ”でリセットとする。Ｃ
ＮＴＥＮ／ＤＩＳはｕｐ／ｄｏｗｎカウンタ１３のカ
ウント可能／禁止指示の出力端子であり、“Ｈ”で可
能、“Ｌ”で禁止とする。Ｄ／ＡｏｕｔはＤ／Ａコンバ
ータ２への出力端子である。ＤＩＲ２は振動型モータ９
の回転方向を切り換えるために振動型モータ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に与えるための出力端子で
ある。ＵＳＭＥＮ／ＤＩＳは分周・移相器４の出力を
ＯＮ／ＯＦＦするための端子であり、“Ｈ”でＯＮ、
“Ｌ”でＯＦＦとする。ＡＤＤＲＥＳＳはメモリ回路１
４のアドレスを指定するための出力端子であり、どのデ
ータを入力するのかを指定する。ＤＡＴＡＩＮはＡＤ
ＤＲＥＳＳ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。
ＴＥＭＰはＡ／Ｄコンバータ１７の出力するディジタル
信号の入力端子であり、温度に応じて変化するダイオー
ド１６の電圧をＡ／Ｄ変換した信号を入力する。

【００２１】次に、振動型モータ９について図２を用い
て説明する。

【００２２】図２はステータ９ｂの裏面上に配される電
気・機械エネルギー変換素子としての圧電素子の配設状
態を示す説明図である。図２中のＡ₁ 及びＢ₁ は、それ
ぞれ図示の移相及び分極関係（−、＋は分極方向を示
す）に、ステータ９ｂ上に配される第１と第２の圧電素
子群である。これらの圧電素子は、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。

【００２３】図１に戻り、Ａ、Ｂはそれぞれ、第１、第
２の圧電素子群に対する駆動電極を示し、電極Ａに対し
て前記増幅器５を介した周波電圧が印加されるとともに
電極Ｂに前記増幅器６を介した周波電圧が印加されるこ
とによって、ステータ９ｂの裏面に進行性の振動波が形
成される。

【００２４】図３は、本発明の第１の実施の形態例を示
すフローチャートである。図３のフローチャートは、図
１のメモリ回路１４に内蔵され、マイコン１で処理され
るプログラムフローを示すプログラム図であり、マイコ
ン１は該プログラムフローに従って制御動作を実行す
る。

【００２５】次いで図１に示した実施の形態例の動作を
説明する。

【００２６】振動型モータ駆動制御ルーチンに入ると、
まずステップ１が実行される。以下各ステップの動作を
説明する。

【００２７】〔ステップ１〕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。

【００２８】〔ステップ２〕振動型モータ９を駆動す
る初期周波数（比較的高い周波数）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／Ａｏ
ｕｔ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。

【００２９】〔ステップ３〕駆動回転方向を判別し、
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。

【００３０】〔ステップ４〕駆動回転方向が正転であ
るので、ＤＩＲ１端子に“Ｈ”を出力してｕｐ／ｄｏｗ
ｎ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の出力する信号ＡとＢの位相差を９０°に設定し、
ステップ６に進む。

【００３１】〔ステップ５〕駆動回転方向が逆転であ
るので、ＤＩＲ１端子に“Ｌ”を出力してｕｐ／ｄｏｗ
ｎ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の出力する信号ＡとＢの位相差を２７０°に設定
し、ステップ６に進む。

【００３２】〔ステップ６〕ＣＮＴＥＮ／ＤＩＳ端
子に“Ｈ”を出力し、ｕｐ／ｄｏｗｎカウンタ１３をカ
ウントイネーブル状態にする。

【００３３】〔ステップ７〕ＵＳＭＥＮ／ＤＩＳ端
子に“Ｈ”を出力し、分周・移相器４の出力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ＶＣ
Ｏ３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移相差によってＡ、Ｂより
信号を出力する。出力された信号Ａ、Ｂは電力増幅器５
及び６によって増幅され、マッチングコイル７、８を介
して振動型モータ９に印加される。これにより、振動型
モータ９は回転を始める。

【００３４】〔ステップ８〕振動型モータの周囲温度
を検出する。すなわち、ダイオード１６に発生する電圧
をＡ／Ｄコンバータ１７でディジタル値に変換した信号
をＴＥＭＰ端子より入力し、入力したディジタル値を換
算式によって温度に変換する。

【００３５】〔ステップ９〕ステップ８で検出した温
度に基づいて駆動可能な最高速度データをメモリ回路１
４より読み込む。

【００３６】振動型モータは温度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が、そのよ
うすを図４に示す（共振周波数で最高速となってい
る）。同図より、温度が高くな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。これは、低温にな
ると負荷が重くなるためである。メモリ回路１４にはこ
の特性のうち、温度に応じた最高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
記憶してあり、そのようすを図５に示す（尚上記特性は
予め実験や実測にて求められた値である）。最高速度で
はなく少し低めの値を記憶しているのは、誤って速度が
上がりすぎた場合のための余裕をみているためで、Ｖｍ
１，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で検出した温度に応じて図５のデ
ータテーブルより駆動可能な最高速度を読み込む。

【００３７】〔ステップ１０〕ｕｐ／ｄｏｗｎカウン
タ１３のカウントの変化（周期または周波数）を計算す
ることにより、モータの実際の速度を検出する。

【００３８】〔ステップ１１〕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で検出したモー
タ速度を比較し、モータの実際の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１２′に進む。

【００３９】〔ステップ１２〕モータの速度が駆動可
能な最高速度よりも速いので、振動型モータ９の駆動周
波数を所定値上昇させ、速度を低下させる。

【００４０】〔ステップ１２′〕モータ９の駆動周波
数を所定値低下させ速度を上昇させる。

【００４１】〔ステップ１３〕ステップ２で計算した
目標停止位置位置と、現在のｕｐ／ｄｏｗｎカウンタ１
３の値より、駆動残量を計算する。

【００４２】〔ステップ１４〕駆動残量が０より大き
いか否かを調べる。すなわち、駆動残量がまだあるか、
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断し、駆動残量がまだある場合
はステップ８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〕駆動残量≦０，すなわ
ち目標の駆動量だけもう駆動し終わったか、またはオー
バーランしたので、ＵＳＭＥＮ／ＤＩＳ端子に“Ｌ”
を出力し、分周・移相器４の出力Ａ，Ｂをディスエーブ
ル状態にする。これによりモータは駆動を停止する。

【００４４】〔ステップ１６〕ＣＮＴＥＮ／ＤＩＳ
端子に“Ｌ”を出力し、ｕｐ／ｄｏｗｎカウンタ１３を
カウントディスエーブル状態にし、モータの駆動処理を
終了する。

【００４５】上記の動作において、ステップ１〜７は起
動に際しての初期設定を行っており、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
方向の判別及び設定などを行い、モータの起動を始め
る。

【００４６】ステップ８〜１４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される。こ
のステップはモータが目標停止位置に到達するまで繰り
返し実行される。モータの回転速度の周波数に対する特
性は図４のようにある周波数を境にそれより高い周波数
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が、振動モータ
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数を調節し、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、振動型モータの共振周波数は
温度変化により図４のように変化するため、駆動周波数
を温度と無関係に一律に規定してしまうと、高温時には
駆動できていたのに、低温になると共振周波数が高くな
っていくため、共振周波数を越えてしまい、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。
そこで本例では各温度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
記憶しておい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ことにより、
温度変化によって共振周波数が変化しても常に共振周波
数を越えない範囲で振動型モータ９を駆動制御できる。

【００４７】ステップ１５〜１６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の動作停止を行っている。

【００４８】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すること
や、振動型モータの振動状態をモニターするモニター電
極を設けることが必要なくなり、温度変化により振動型
モータの特性が変化しても、常に共振周波数を越えない
ように振動型モータを駆動制御することが可能になる。

【００４９】なお、本例では振動型モータ９に印加する
周波電圧の位相差を各々９０°ずつずらしているが、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。

【００５０】また、本例では振動型モータの形状をリン
グ状で記述しているが、本発明はその他の形状であって
も適用できるものである。

【００５１】また、本例では振動型モータの回転検出に
インターラプタ１１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。

【００５２】また、本例ではマイコン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、該アナログ電圧をＶＣＯ３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。

【００５３】また、本例では各温度に応じた駆動可能な
最高速度データテーブルを温度を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。

【００５４】また、本例では温度検出にダイオード１６
を用いているが、本発明は、サーミスタ、感温抵抗など
その他の温度検出素子を用いても適用できるものであ
る。

【００５５】また、本例では電力増幅器５、６の電源と
して電池１８を用いているが、本発明は、その他の電源
でも良く、例えば電池をＤＣ／ＤＣコンバータで昇圧／
降圧した電源、あるいは商用電源などを用いても適用で
きるものである。

【００５６】また、本例ではＤ／Ａコンバータ２、ＶＣ
Ｏ３、分周・位相器４、電力増幅器５、６、検出回路１
２、ｕｐ／ｄｏｗｎカウンタ１３、メモリ回路１４、定
電流源１５、ダイオード１６、Ａ／Ｄコンバータ１７を
マイコン１の外付け回路として記述しているが、本発明
は、これらの全てまたは一部が内蔵されたマイコンを用
いても適用できるものである。

【００５７】（第２の実施の形態例）図６は本発明の第
２の実施の形態例を表すフローチャートである。同図に
おいて第２の実施の形態例を異なるステップ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、異なる点だけを説明することにする。

【００５８】〔ステップ２１〕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で検出したモー
タ速度を比較し、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。

【００５９】〔ステップ２２〕モータの速度が駆動可
能な最高速度に達していないので、振動型モータ９の駆
動周波数を所定値下降させ、速度を上昇させる。

【００６０】以上の動作において、本実施の形態例でも
第１の実施の形態例と同様に駆動可能な最高速度を検出
した温度に応じてデータテーブルより読み込む。そし
て、モータ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ている。

【００６１】また、モータの速度が駆動可能な最高速度
に達した場合は何もせずにステップ１３に進む。すなわ
ち、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。

【００６２】以上のような駆動制御処理を行うことで、
本実施の形態例でも第１の実施の形態例と同様に、駆動
前に振動型モータの共振周波数をサーチすることや、振
動型モータの振動状態をモニターするモニター電極を設
けることが必要なくなり、温度変化により振動型モータ
の特性が変化しても、常に共振周波数を越えないように
振動型モータを駆動制御することが可能になる。

【００６３】なお、本実施の形態例に対する変形例とし
ては、第１の実施の形態につ述べた各種の変形が適用で
きる。

【００６４】（第３の実施の形態例）図７は本発明の第
３の実施の形態例を示すブロック図であり、第１の実施
の形態例を示すブロック図（図１）と同じ要素には同じ
符号を付してある。図１と異なる要素はＡ／Ｄコンバー
タ１９とマイコン１のＢＡＴ端子のみであるので、異な
る要素だけを説明することにする。

【００６５】図７において、Ａ／Ｄコンバータ１９は電
池１８の電圧をディジタル信号に変換する。マイコン１
のＢＡＴ端子は、Ａ／Ｄコンバータ１９が出力するディ
ジタル信号を入力する端子である。

【００６６】図８は、本発明の第３の実施の形態例に対
する制御フローチャートである。図８のフローチャート
は、図７のメモリ回路１４に内蔵され、マイコン１で処
理されるプログラムフローを示すプログラム図であり、
マイコン１は該プログラムフローに従って制御動作を実
行する。

【００６７】同図において、第２の実施の形態例と異な
るのはステップ８がステップ３１に、ステップ９がステ
ップ３２になっているのみであるので、異なる点だけを
説明することにする。

【００６８】〔ステップ３１〕振動型モータの駆動用
電源の電圧を検出する。すなわち、電池１８の電圧をＡ
／Ｄコンバータ１９でディジタル値に変換した信号をＢ
ＡＴ端子より入力し、入力したディジタル値を換算式に
よって電源電圧に変換する。

【００６９】〔ステップ３２〕ステップ３１で検出し
た電源電圧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】本例では電源電圧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。振動型モータ
の回転数の周波数に対する特性は振動型モータの駆動電
源電圧によって変化するが、そのようすを図９に示す。
同図より、電源電圧が低くな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
この特性のうち、電源電圧に応じた最高速度よりも低め
の値（Ｖｍ４，Ｖｍ５，Ｖｍ６）をデータテーブルとし
て記憶してあり、そのようすを図１０に示す。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及び第
２の実施の形態例と同様である。ステップ３２ではステ
ップ３１で検出した電源電圧に応じた駆動可能な最高速
度を読み込み、その速度以下で駆動することにより、振
動型モータを共振周波数を越えないように制御すること
ができる。

【００７１】なお、本実施例では振動波モータ９に印加
する周波電圧の位相差を各々９０°ずつずらしている
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。

【００７２】また、本例に対する変形例としても第１の
実施の形態例にて述べた各種の変形が適用できる。

【００７３】又、各実施の形態においてはデータテーブ
ルとして、温度対速度情報又は電圧対速度情報を記憶さ
せているが、これに代えて温度対限界周波数（駆動可能
な各最高速度に対応する）又は電圧対限界周波数を記憶
させても良い。この場合は図３、図６のフローでステッ
プ９にて温度に応じた限界周波数を読み込み、ステップ
１０にて現在の駆動周波数を検知して、図３のステップ
１１にて検知された現在の駆動周波数と上記限界周波数
を比較、駆動周波数の方が限界周波数より低い時にステ
ップ１２へ進む様にフローを構成したり、図６のフロー
の２１で現在の駆動周波数と限界周波数が等しい時にス
テップ１３へ等しくない時はステップ２２へ進む様にフ
ローを構成したり、図８のフローのステップ３２で電源
電圧に応じた限界周波数を読み込み、ステップ１０で現
在の駆動周波数を検知して、ステップ２１で現在の駆動
周波数限界周波数が等しい時にステップ１３へ進み等し
くない時はステップ２２へ進む様にフローを構成すれば
良い。

【００７４】

【発明の効果】請求項１に示した本発明は外部の環境や
駆動条件を検知して、環境や駆動条件に応じて周波数を
規制したもので振動体にモニター電極設けることなく周
波数制御を適正に実行できるものである。請求項２、３
に示した本発明では周波数を検知した環境や駆動条件に
応じた所定の周波数より低くなった時に周波数を上昇さ
せたり、周波数を上記の周波数より低くなる事を防止す
る物であるので安定駆動を実現できる。請求項４、５で
は請求項２、３の構成として、環境や駆動条件に応じた
周波数に対応した速度値と実際の駆動速度を比較して上
記の制御を行わせることにより、簡単な構成で安定駆動
を行わせることができる。請求項６に示した本発明では
記憶回路に外部の環境や駆動条件に応じた限界周波数に
関するデータを記憶させて、検知した環境や駆動条件に
応じて記憶回路に記憶されているデータを読み出して駆
動周波数の規制を行ったものであるので簡単な構成にて
安定駆動を実現できるものである。請求項７、８では請
求項６の装置において駆動周波数を上記のデータに応じ
た周波数より低い周波数となることを防止したので駆動
周波数が共振周波数より低くなる事を防止できる。請求
項９、１０では請求項４、５と同様に簡単な構成にて安
定駆動を行うことができる。請求項１１では温度変化や
駆動電圧の変化に対しても適正な安定駆動を保証するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る振動型モータの制御装置の一実施
の形態を示すブロック図である。

【図２】図１のステータ９ｂの裏面上に配されいる圧電
素子の配設状態を説明する説明図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態の動作を説明するフ
ローチャートである。

【図４】振動波モータの回転数の周波数に対する特性が
温度によって変動することを説明する図である。

【図５】各温度に応じた駆動可能な最高速度データのテ
ーブルを示す図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態の動作を説明するフ
ローチャートである。

【図７】本発明の他の実施の形態を示すブロック図であ
る。

【図８】本発明の第３の実施の形態を説明するフローチ
ャートである。

【図９】振動波モータの回転数の周波数に対する特性が
電源電圧によって変動することを説明する図である。

【図１０】各電源電圧度に応じた駆動可能な最高速度デ
ータのテーブルを示す図である。

【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電力増巾器７、８コイル９振動型モータ１０パルス板１１インターラプタ１２検出回路１３アップダウンカウンター１４メモリー回路１６ダイオード１７Ａ／Ｄコンバータ１８電池

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動体に配される電気−機械エネルギー
変換素子に周波信号を印加して、振動体を励振させ駆動
力を得る振動型モータの駆動制御装置において、駆動時の環境または駆動条件を検知する検知手段と、前記環境または駆動条件に応じて前記周波信号の周波数
を規制する周波数規制回路を設けたことを特徴とする振
動型モータの制御装置。
【請求項２】前記周波数規制回路は前記周波信号が前
記環境または駆動条件に応じた所定の周波数より低い周
波数に移行した際に周波数を上昇させることを特徴とす
る請求項１に記載の振動型モータの制御装置。
【請求項３】前記周波数規制回路は前記周波数が前記
環境または駆動条件に応じた所定の周波数より低い周波
数へ移行することを禁止することを特徴とする請求項１
に記載の振動型モータの制御装置。
【請求項４】前記周波数規制回路はモータの駆動速度
を検知する速度検知手段を有し、前記環境または駆動条
件に応じた所定周波数に対応した所定速度値と前記速度
検知手段にて検知されたモータの駆動速度とを比較して
検知された駆動速度と前記所定速度値が所定の関係にな
った時前記周波数を上昇させることを特徴とする請求項
２に記載の振動型モータの制御装置。
【請求項５】前記周波数規制回路はモータの駆動速度
を検知する速度検知手段を有し、前記環境または駆動条
件に応じた所定周波数に対応した所定速度値と前記速度
検知手段にて検知されたモータの駆動速度とを比較して
検知された駆動速度と前記所定速度値が所定の関係にな
った時前記周波数の低周波数方向への移行を禁止するこ
とを特徴とする請求項３に記載の振動型モータの制御装
置。
【請求項６】前記周波数規制回路は前記環境または駆
動条件に応じた複数の限界周波数データを予め記憶する
記憶回路と、前記検知手段にて検知された環境または駆
動条件に応じた限界周波数に関するデータを読み出す読
み出し回路を有し、該読み出し回路にて読み出されたデ
ータに基づき周波信号の周波数を規制することを特徴と
する請求項１に記載の振動型モータの制御装置。
【請求項７】前記周波数規制回路は前記周波信号が前
記読み出されたデータに対応する周波数より低い周波数
に移行した際に周波数を上昇させることを特徴とする請
求項６に記載の振動型モータの制御装置。
【請求項８】前記周波数規制回路は前記周波数が前記
読み出されたデータに対応する周波数より低い周波数へ
移行することを禁止することを特徴とする請求項６に記
載の振動型モータの制御装置。
【請求項９】前記周波数規制回路はモータの駆動速度
を検知する速度検知手段を有し、前記読み出されたデー
タに対応した所定速度値と前記速度検知手段にて検知さ
れたモータの駆動速度とを比較して検知された駆動速度
と前記所定速度値が所定の関係になった時前記周波数を
上昇させることを特徴とする請求項６に記載の振動型モ
ータの制御装置。
【請求項１０】前記周波数規制回路はモータの駆動速
度を検知する速度検知手段を有し、前記読み出されたデ
ータに対応した所定速度値と前記速度検知手段にて検知
されたモータの駆動速度とを比較して検知された駆動速
度と前記所定速度値が所定の関係になった時前記周波数
の低周波数方向への移行を禁止することを特徴とする請
求項６に記載の振動型モータの制御装置。
【請求項１１】前記環境条件は温度であり、駆動条件
はモータの駆動電源電圧であることを特徴とする請求項
１または２または３または４または５または６または７
または８または９または１０に記載の振動型モータの制
御装置。