JP2007189823A - 圧電アクチュエータの駆動制御方法、圧電アクチュエータの駆動制御装置、および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】回路効率、応答性、および分解能に優れる圧電アクチュエータの駆動制御を実現する。
【解決手段】指令値を直線的（リニア）に可変できる制御信号Ｂを用いて、駆動信号Ｃ〜Ｆの駆動パルス幅Ｄを生成し、基準パルス幅Ｔに対する駆動パルス幅Ｄの比率が制御される構成としたので、駆動制御の周期が駆動信号Ａの周期に対応し、駆動信号Ａの１周期毎に、スピードコントロールを実施できる。これにより、分解能を十分に高くできる。
また、駆動信号Ａの１周期毎に駆動パルス幅Ｄが制御されており、制御信号Ｂの電圧指令値ＶＤが変わると即、駆動パルス幅Ｄが変更されるので、応答性を十分に高くできる。
さらに、ＰＷＭ駆動方式で用いられるような、駆動パルス信号よりも高周波の基準信号は不要であり、低電流化および設計の容易化が図られるとともに、電圧を直接制御しないので、回路効率が低下しない。
【選択図】図６
【解決手段】指令値を直線的（リニア）に可変できる制御信号Ｂを用いて、駆動信号Ｃ〜Ｆの駆動パルス幅Ｄを生成し、基準パルス幅Ｔに対する駆動パルス幅Ｄの比率が制御される構成としたので、駆動制御の周期が駆動信号Ａの周期に対応し、駆動信号Ａの１周期毎に、スピードコントロールを実施できる。これにより、分解能を十分に高くできる。
また、駆動信号Ａの１周期毎に駆動パルス幅Ｄが制御されており、制御信号Ｂの電圧指令値ＶＤが変わると即、駆動パルス幅Ｄが変更されるので、応答性を十分に高くできる。
さらに、ＰＷＭ駆動方式で用いられるような、駆動パルス信号よりも高周波の基準信号は不要であり、低電流化および設計の容易化が図られるとともに、電圧を直接制御しないので、回路効率が低下しない。
【選択図】図６
Description
本発明は、圧電アクチュエータの駆動制御方法、圧電アクチュエータの駆動制御装置、および電子機器に関する。
圧電素子は、電気エネルギーから機械エネルギーへの変換効率や、応答性などに優れているため、近年、圧電素子を有する振動体を備え、この振動体の振動をロータなどの被駆動体に伝達して駆動する圧電アクチュエータ（超音波モータ）が開発されている。
この圧電アクチュエータの電流制御や被駆動体の移動量の制御、すなわちスピードコントロールには、電圧振幅可変駆動方式（例えば、特許文献１）や、ＰＷＭ（パルス幅変調方式 pulse width modulation）駆動方式（例えば、特許文献２）が使用されている。
この圧電アクチュエータの電流制御や被駆動体の移動量の制御、すなわちスピードコントロールには、電圧振幅可変駆動方式（例えば、特許文献１）や、ＰＷＭ（パルス幅変調方式 pulse width modulation）駆動方式（例えば、特許文献２）が使用されている。
しかしながら、特許文献１のような電圧振幅可変駆動方式では、電圧が直接制御されているため、トランジスタなどが発熱しやすく、回路効率の低下が問題となる。
一方、特許文献２のようなＰＷＭ駆動方式では、圧電アクチュエータの駆動信号のパルス幅を可変とするために、駆動信号の周波数よりも例えば１０〜５０倍程度にまで達する高い周波数での基準信号が必要となり、回路電流の増加を招くとともに、回路構成の難易度が高い。とりわけ、小型で周波数が非常に高い圧電アクチュエータのドライブ回路では貫通電流が生じやすく、スイッチング効率が低くなる。
また、このようなパルス幅変調の一例として、駆動信号のパルス幅を例えば駆動信号の周波数の１／２０〜１／１００程度の制御周期で複数の値に切り替えることが考えられるが、応答性や分解能が所定の制御周期における平均となるため、十分な応答性および分解能が得られない。
一方、特許文献２のようなＰＷＭ駆動方式では、圧電アクチュエータの駆動信号のパルス幅を可変とするために、駆動信号の周波数よりも例えば１０〜５０倍程度にまで達する高い周波数での基準信号が必要となり、回路電流の増加を招くとともに、回路構成の難易度が高い。とりわけ、小型で周波数が非常に高い圧電アクチュエータのドライブ回路では貫通電流が生じやすく、スイッチング効率が低くなる。
また、このようなパルス幅変調の一例として、駆動信号のパルス幅を例えば駆動信号の周波数の１／２０〜１／１００程度の制御周期で複数の値に切り替えることが考えられるが、応答性や分解能が所定の制御周期における平均となるため、十分な応答性および分解能が得られない。
このような問題に鑑みて、本発明の目的は、回路効率、応答性、および分解能を十分に向上させることができる圧電アクチュエータの駆動制御方法、圧電アクチュエータの駆動制御装置、および電子機器を提供することである。
本発明の圧電アクチュエータの駆動制御方法は、圧電素子を有しこの圧電素子への駆動信号の供給により振動する振動体を備えて前記振動体の振動を被駆動体に伝達する圧電アクチュエータの駆動制御方法であって、前記駆動信号を所定の基準パルス幅で発するとともに、直線的に指令値が可変できる制御信号を発し、前記基準パルス幅に対して前記指令値に応じた比率である駆動パルス幅を生成し、前記駆動パルス幅に基いて前記駆動信号のパルス幅を制御することを特徴とする。
また、本発明の圧電アクチュエータの駆動制御装置は、圧電素子を有しこの圧電素子への駆動信号の供給により振動する振動体を備えて前記振動体の振動を被駆動体に伝達する圧電アクチュエータの駆動制御装置であって、前記駆動信号を所定の基準パルス幅で発する駆動信号源と、直線的に指令値が可変できる制御信号を発する制御信号源と、前記基準パルス幅に対して前記指令値に応じた比率である駆動パルス幅を生成し、前記駆動パルス幅に基いて前記駆動信号のパルス幅を制御するパルス幅制御手段とを備えることを特徴とする。
これらの発明によれば、直線的（リニア）に可変される制御信号の指令値に応じて、基準パルス幅に対する駆動パルス幅の比率が制御される構成としたので、駆動信号の１周期毎に、駆動パルス幅を制御信号の指令値に応じて制御し、スピードコントロールを実施できる。すなわち、制御信号がリニアに可変されるため、パルス幅制御手段における制御周期は、駆動信号の周期に対応し、パルス幅制御手段によって駆動信号の１周期毎に、駆動パルス幅が生成される。このため、駆動信号の複数周期を１制御周期として駆動パルス幅を複数の値に切り替えた場合等と比べて分解能を十分に高くできる。
また、駆動信号の１周期毎に駆動パルス幅が制御されており、制御信号の指令値が変わると即、駆動パルス幅が変更されるので、応答性を十分に高くできる。
これにより、圧電アクチュエータの駆動開始時から制御信号の指令値を大きくして駆動パルス幅を増やし、圧電アクチュエータの非駆動状態から、例えば駆動信号の数パルス分などのごく短い期間で被駆動体を高速に駆動することも可能となるため、圧電アクチュエータの応答時間を短縮できる。
また、本発明は、Ｄ級増幅器を用いるＰＷＭ駆動方式のように駆動パルス幅を可変とするために用いられる、駆動信号よりも高周波数の基準信号は不要である。このため、低電流化できるとともに設計も容易化できる。さらに、本発明では電圧を直接制御しないので、回路効率も低下しない。
また、駆動信号の１周期毎に駆動パルス幅が制御されており、制御信号の指令値が変わると即、駆動パルス幅が変更されるので、応答性を十分に高くできる。
これにより、圧電アクチュエータの駆動開始時から制御信号の指令値を大きくして駆動パルス幅を増やし、圧電アクチュエータの非駆動状態から、例えば駆動信号の数パルス分などのごく短い期間で被駆動体を高速に駆動することも可能となるため、圧電アクチュエータの応答時間を短縮できる。
また、本発明は、Ｄ級増幅器を用いるＰＷＭ駆動方式のように駆動パルス幅を可変とするために用いられる、駆動信号よりも高周波数の基準信号は不要である。このため、低電流化できるとともに設計も容易化できる。さらに、本発明では電圧を直接制御しないので、回路効率も低下しない。
本発明の圧電アクチュエータの駆動制御装置では、前記制御信号は、電圧の大きさを前記指令値とし、前記電圧をデジタル化して前記パルス幅制御手段に出力するアナログデジタル変換手段を備えることが好ましい。
また、本発明の圧電アクチュエータの駆動制御装置では、前記制御信号は、ビット列で表すデータ値の大きさを前記指令値とし、前記ビット列として前記指令値を取り出して前記パルス幅制御手段に出力するデータラッチを備えることが好ましい。
さらに、本発明の圧電アクチュエータの駆動制御装置では、前記制御信号は、パルス幅を前記指令値とし、前記制御信号のパルス幅をカウントして前記パルス幅制御手段に出力するカウンタを備えることが好ましい。
また、本発明の圧電アクチュエータの駆動制御装置では、前記制御信号は、ビット列で表すデータ値の大きさを前記指令値とし、前記ビット列として前記指令値を取り出して前記パルス幅制御手段に出力するデータラッチを備えることが好ましい。
さらに、本発明の圧電アクチュエータの駆動制御装置では、前記制御信号は、パルス幅を前記指令値とし、前記制御信号のパルス幅をカウントして前記パルス幅制御手段に出力するカウンタを備えることが好ましい。
これらの発明によれば、制御信号がそれぞれ、電圧デジタル信号、データ信号、およびＰＷＭ信号とされて、その指令値が取りうる最大指令値に対する指令値の比率が的確に把握されるので、この最大指令値に対する指令値の比率に応じて、駆動パルス幅をより適切に制御できる。
本発明の電子機器は、圧電アクチュエータと、この圧電アクチュエータで駆動される被駆動体と、前述の駆動制御装置とを備えることを特徴とする。
この発明によれば、前述の圧電アクチュエータの駆動制御装置を備えたことにより、前述と同様の作用および効果を享受できる。
すなわち、圧電アクチュエータの駆動制御装置の回路効率が良好であることから、電気エネルギ効率に優れ、また、応答性および分解能の高さにより、電子機器における各種駆動機構の駆動性能向上に繋げることができる。
加えて、圧電アクチュエータにおける利点、すなわち、磁気の影響を受けない、小型薄型化に有利、高トルクなどを実現できる。
なお、電子機器としては、携帯電話、携帯情報端末、可動玩具、カメラ、プリンタ等を例示できる。
この発明によれば、前述の圧電アクチュエータの駆動制御装置を備えたことにより、前述と同様の作用および効果を享受できる。
すなわち、圧電アクチュエータの駆動制御装置の回路効率が良好であることから、電気エネルギ効率に優れ、また、応答性および分解能の高さにより、電子機器における各種駆動機構の駆動性能向上に繋げることができる。
加えて、圧電アクチュエータにおける利点、すなわち、磁気の影響を受けない、小型薄型化に有利、高トルクなどを実現できる。
なお、電子機器としては、携帯電話、携帯情報端末、可動玩具、カメラ、プリンタ等を例示できる。
本発明の電子機器は、紙送り手段を備えたプリンタであり、前記被駆動体は、前記紙送り手段が有するローラであることが好ましい。
この発明によれば、プリンタの紙送り手段におけるローラを駆動するために本発明を適用することにより、紙送りの応答性および分解能を向上させることができ、印字の高速化に寄与できる。
なお、前述した圧電アクチュエータの駆動制御装置は、ハードウェアで実現することもできるが、制御プログラムを用いて実現することもできる。
この制御プログラムでは、前述の駆動制御装置に組み込まれたコンピュータを、パルス幅制御手段として機能させればよい。
このように構成すれば、前述の駆動制御装置と同様の作用効果を奏することができる。
ここで、この制御プログラムは、ネットワークなどを介してコンピュータに組み込んでもよいし、当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を介して組み込んでもよい。
このような記録媒体やインターネット等の通信手段で提供される制御プログラム等を時計や携帯機器に組み込めば、プログラムの変更のみで前述の作用効果を実現でき、工場出荷時あるいは利用者が希望する制御プログラムを選択して組み込むこともできる。この場合、プログラムの変更のみで制御方式の異なる各種の時計や携帯機器を製造できるため、部品の共通化等が図れ、モデル展開時の製造コストを大幅に低減できる。
この制御プログラムでは、前述の駆動制御装置に組み込まれたコンピュータを、パルス幅制御手段として機能させればよい。
このように構成すれば、前述の駆動制御装置と同様の作用効果を奏することができる。
ここで、この制御プログラムは、ネットワークなどを介してコンピュータに組み込んでもよいし、当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を介して組み込んでもよい。
このような記録媒体やインターネット等の通信手段で提供される制御プログラム等を時計や携帯機器に組み込めば、プログラムの変更のみで前述の作用効果を実現でき、工場出荷時あるいは利用者が希望する制御プログラムを選択して組み込むこともできる。この場合、プログラムの変更のみで制御方式の異なる各種の時計や携帯機器を製造できるため、部品の共通化等が図れ、モデル展開時の製造コストを大幅に低減できる。
本発明によれば、回路効率、応答性、および分解能を大きく向上させることができる。
〔第１実施形態〕
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
［１．全体概略構成］
図１は、本実施形態に係るプリンタ１の概略図である。プリンタ１は、印刷用紙を収容する引き出し式の用紙トレイ２と、印刷された紙ＰＰを受け取る出力トレイ３と、筐体４内部に設置され、紙送り手段を構成するローラ５とを備える。
ローラ５は、用紙トレイ２内の紙を図示しない印刷駆動部に送るものである。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
［１．全体概略構成］
図１は、本実施形態に係るプリンタ１の概略図である。プリンタ１は、印刷用紙を収容する引き出し式の用紙トレイ２と、印刷された紙ＰＰを受け取る出力トレイ３と、筐体４内部に設置され、紙送り手段を構成するローラ５とを備える。
ローラ５は、用紙トレイ２内の紙を図示しない印刷駆動部に送るものである。
［２．紙送りローラの駆動機構］
ローラ５を駆動する駆動機構は、圧電アクチュエータ（超音波モータ）２０と、この圧電アクチュエータ２０によって回転駆動される被駆動体としてのロータ３０と、ロータ３０の回転を減速しつつ伝達する減速輪列４０とを備えて構成されている。
減速輪列４０は、ロータ３０と同軸に配置されてロータ３０と一体的に回転する歯車４１と、この歯車４１に噛合し、かつ、ローラ５の回転軸に固定された歯車４２とで構成されている。
なお、圧電アクチュエータ２０と、ロータ３０および歯車４１は、図２，３に示すように、圧電アクチュエータユニット１０としてユニット化されている。
ローラ５を駆動する駆動機構は、圧電アクチュエータ（超音波モータ）２０と、この圧電アクチュエータ２０によって回転駆動される被駆動体としてのロータ３０と、ロータ３０の回転を減速しつつ伝達する減速輪列４０とを備えて構成されている。
減速輪列４０は、ロータ３０と同軸に配置されてロータ３０と一体的に回転する歯車４１と、この歯車４１に噛合し、かつ、ローラ５の回転軸に固定された歯車４２とで構成されている。
なお、圧電アクチュエータ２０と、ロータ３０および歯車４１は、図２，３に示すように、圧電アクチュエータユニット１０としてユニット化されている。
［３．圧電アクチュエータユニットの構成］
圧電アクチュエータユニット１０は、筐体４のフレーム等に固定される支持プレート１１と、支持プレート１１に固定された圧電アクチュエータ２０と、支持プレート１１に回転自在に取り付けられたロータ３０および歯車４１とを備えて構成されている。
なお、歯車４１の回転数は、歯車４１の上方に配置された位置センサ（ロータリエンコーダ）１５によって検出可能に構成されている。
圧電アクチュエータユニット１０は、筐体４のフレーム等に固定される支持プレート１１と、支持プレート１１に固定された圧電アクチュエータ２０と、支持プレート１１に回転自在に取り付けられたロータ３０および歯車４１とを備えて構成されている。
なお、歯車４１の回転数は、歯車４１の上方に配置された位置センサ（ロータリエンコーダ）１５によって検出可能に構成されている。
支持プレート１１は、軽量化のために孔１２が形成されており、かつ、ネジ等の固定部材１３によって地板などに固定されている。また、支持プレート１１には圧電アクチュエータ２０が取り付けられるスペーサ１４が固定されている。
［４．圧電アクチュエータの構成］
圧電アクチュエータ２０は、図２、図３に示すように、略矩形板状の補強板２１と、補強板２１の両面に接着された圧電素子２２とからなる振動体２０Ａを備えている。
補強板２１の長手方向略中央には、両側に突出する腕部２３が形成されており、これらの各腕部２３がビス２４によって前記スペーサ１４に固定されている。なお、腕部２３を備える補強板２１は、導電性金属で構成されており、腕部２３は圧電素子２２に駆動信号を印加するための電極としても利用されている。
補強板２１の長手方向一方の端部、具体的にはロータ３０に対向する端部には、補強板２１の長手方向に沿って突出する突起２５が形成され、突起２５は、ロータ３０の側面に当接されている。この突起２５は、ロータ３０の外周面に対して所定の力で当接するように、ロータ３０との相対位置が設定された状態で、ばねなどの任意の付勢手段によって付勢されており、突起２５とロータ３０側面との間に適切な摩擦力が働くことで、振動体２０Ａの振動が効率良くロータ３０に伝達されるようになっている。
なお、振動体２０Ａの突起２５の側面および、ロータ３０の側面は、摩擦力を一定とするため鏡面仕上げが施されている。
圧電アクチュエータ２０は、図２、図３に示すように、略矩形板状の補強板２１と、補強板２１の両面に接着された圧電素子２２とからなる振動体２０Ａを備えている。
補強板２１の長手方向略中央には、両側に突出する腕部２３が形成されており、これらの各腕部２３がビス２４によって前記スペーサ１４に固定されている。なお、腕部２３を備える補強板２１は、導電性金属で構成されており、腕部２３は圧電素子２２に駆動信号を印加するための電極としても利用されている。
補強板２１の長手方向一方の端部、具体的にはロータ３０に対向する端部には、補強板２１の長手方向に沿って突出する突起２５が形成され、突起２５は、ロータ３０の側面に当接されている。この突起２５は、ロータ３０の外周面に対して所定の力で当接するように、ロータ３０との相対位置が設定された状態で、ばねなどの任意の付勢手段によって付勢されており、突起２５とロータ３０側面との間に適切な摩擦力が働くことで、振動体２０Ａの振動が効率良くロータ３０に伝達されるようになっている。
なお、振動体２０Ａの突起２５の側面および、ロータ３０の側面は、摩擦力を一定とするため鏡面仕上げが施されている。
なお、本実施形態では、ロータ３０の外周面には溝３１（図２）が形成され、この溝３１部分に突起２５が配置されている。この溝３１によって、圧電アクチュエータ２０に衝撃が加わった際に、突起２５がロータ３０の当接面から外れないようにガイドすることができる。
圧電素子２２は、略矩形板状に形成され、補強板２１両面の略矩形状部分に接着されている。圧電素子２２の両面には、めっき、スパッタ、蒸着等によって電極が形成されている。
なお、圧電素子２２の補強板２１側の面には、その全面に１つの電極が形成され、この電極に接触する補強板２１および腕部２３を介して駆動制御装置５０（図４）に電気的に接続されている（図４中、Ｎ参照）。
また、圧電素子２２の表面側の面には、図３に示すように、５つに分割された電極が形成されている。すなわち、圧電素子２２の表面側の電極は、圧電素子２２の幅方向にほぼ三等分され、その中央の電極によって駆動電極２２１が形成されている。また、駆動電極２２１の両側の電極は、圧電素子２２の長手方向にほぼ二等分され、圧電素子の対角上でそれぞれ対となる駆動電極２２２および駆動電極２２３が形成されている。
これらの駆動電極２２１，２２２，２２３はそれぞれリード線などによって駆動制御装置５０に接続され（図４中、Ｐ１〜Ｐ３参照）、補強板２１（図４中、Ｎ参照）との間で電圧が印加される。なお、駆動制御装置５０における電源は、駆動電極２２１と補強板２１との間の電圧印加用と、駆動電極２２２と補強板２１との間の電圧印加用と、駆動電極２２３と補強板２１との間の電圧印加用との３つ、設けられている。
なお、圧電素子２２の補強板２１側の面には、その全面に１つの電極が形成され、この電極に接触する補強板２１および腕部２３を介して駆動制御装置５０（図４）に電気的に接続されている（図４中、Ｎ参照）。
また、圧電素子２２の表面側の面には、図３に示すように、５つに分割された電極が形成されている。すなわち、圧電素子２２の表面側の電極は、圧電素子２２の幅方向にほぼ三等分され、その中央の電極によって駆動電極２２１が形成されている。また、駆動電極２２１の両側の電極は、圧電素子２２の長手方向にほぼ二等分され、圧電素子の対角上でそれぞれ対となる駆動電極２２２および駆動電極２２３が形成されている。
これらの駆動電極２２１，２２２，２２３はそれぞれリード線などによって駆動制御装置５０に接続され（図４中、Ｐ１〜Ｐ３参照）、補強板２１（図４中、Ｎ参照）との間で電圧が印加される。なお、駆動制御装置５０における電源は、駆動電極２２１と補強板２１との間の電圧印加用と、駆動電極２２２と補強板２１との間の電圧印加用と、駆動電極２２３と補強板２１との間の電圧印加用との３つ、設けられている。
このようなプリンタ１では、駆動制御装置５０（図４）によって圧電アクチュエータ２０に単相の駆動信号が供給され、ロータ３０が回転駆動される。
ここで、所定の正方向に紙送りするか、逆方向に紙送りするかによって圧電素子２２に設けられた駆動電極２２２，２２３が使い分けられ、ロータ３０が両方向に回転駆動される。
すなわち、正方向への駆動時は、駆動電極２２１と駆動電極２２２とが電圧印加の対象となり、圧電素子２２の伸縮によって振動体２０Ａが励振する縦振動と屈曲振動との位相差により、振動体２０Ａの突起２５が圧電素子２２の長手方向の中心線に対して傾斜した略楕円形状の軌跡Ｅ（図３）を描く。この軌跡Ｅの一部で突起２５がロータ３０を押圧することによりロータ３０が正方向（図３中、矢印方向）に回転する。一方、逆方向への駆動時は、駆動電極２２２の代わりに駆動電極２２３が電圧印加の対象となり、駆動電極２２２と駆動電極２２３とは、圧電素子２２の長手方向の中心線を軸として線対称の位置関係にあることから、縦振動に対する交差方向が駆動電極２２２に電圧印加した場合とは線対称となる屈曲振動が誘発される。したがって、振動体２０Ａの突起２５の軌跡は、駆動電極２２２に電圧印加した場合とは線対称に傾斜する略楕円軌跡となり、ロータ３０は逆方向に回転駆動される。
このようなロータ３０の回転により、ロータ３０と一体の歯車４１も回転し、歯車４１の回転に伴い歯車４２が回転し、ローラ５が駆動する。そして、ローラ５の回転によって紙が正方向または逆方向に送られる。
なお、振動体２０Ａの振動状態を示す振動信号は、ロータ３０の正転時には、駆動信号が印加されない駆動電極２２３を介して検出され、ロータ３０の逆転時には、駆動信号が印加されない駆動電極２２２を介して検出される。
また、回転センサ１５による歯車４１の回転数の検出を通じて、ロータ３０の回転数が検出される。
ここで、所定の正方向に紙送りするか、逆方向に紙送りするかによって圧電素子２２に設けられた駆動電極２２２，２２３が使い分けられ、ロータ３０が両方向に回転駆動される。
すなわち、正方向への駆動時は、駆動電極２２１と駆動電極２２２とが電圧印加の対象となり、圧電素子２２の伸縮によって振動体２０Ａが励振する縦振動と屈曲振動との位相差により、振動体２０Ａの突起２５が圧電素子２２の長手方向の中心線に対して傾斜した略楕円形状の軌跡Ｅ（図３）を描く。この軌跡Ｅの一部で突起２５がロータ３０を押圧することによりロータ３０が正方向（図３中、矢印方向）に回転する。一方、逆方向への駆動時は、駆動電極２２２の代わりに駆動電極２２３が電圧印加の対象となり、駆動電極２２２と駆動電極２２３とは、圧電素子２２の長手方向の中心線を軸として線対称の位置関係にあることから、縦振動に対する交差方向が駆動電極２２２に電圧印加した場合とは線対称となる屈曲振動が誘発される。したがって、振動体２０Ａの突起２５の軌跡は、駆動電極２２２に電圧印加した場合とは線対称に傾斜する略楕円軌跡となり、ロータ３０は逆方向に回転駆動される。
このようなロータ３０の回転により、ロータ３０と一体の歯車４１も回転し、歯車４１の回転に伴い歯車４２が回転し、ローラ５が駆動する。そして、ローラ５の回転によって紙が正方向または逆方向に送られる。
なお、振動体２０Ａの振動状態を示す振動信号は、ロータ３０の正転時には、駆動信号が印加されない駆動電極２２３を介して検出され、ロータ３０の逆転時には、駆動信号が印加されない駆動電極２２２を介して検出される。
また、回転センサ１５による歯車４１の回転数の検出を通じて、ロータ３０の回転数が検出される。
［５．圧電アクチュエータの駆動制御装置の構成］
次に、圧電アクチュエータ２０の駆動制御装置５０の構成を図４に基いて説明する。
図４において、駆動制御装置５０は、駆動信号源としての電圧制御発振器（ＶＣＯ）５１と、制御信号源５２と、制御信号源５２が発した制御信号をデジタル変換するアナログデジタル変換回路５３と、パルス幅制御回路５４と、ゲートドライバ５５と、スイッチ回路５６と、電源５７と、ロータ３０の回転方向の切り替えに関する正逆制御信号源５９１および正逆切替回路５９２と、位相差検出手段６０とを備える。
次に、圧電アクチュエータ２０の駆動制御装置５０の構成を図４に基いて説明する。
図４において、駆動制御装置５０は、駆動信号源としての電圧制御発振器（ＶＣＯ）５１と、制御信号源５２と、制御信号源５２が発した制御信号をデジタル変換するアナログデジタル変換回路５３と、パルス幅制御回路５４と、ゲートドライバ５５と、スイッチ回路５６と、電源５７と、ロータ３０の回転方向の切り替えに関する正逆制御信号源５９１および正逆切替回路５９２と、位相差検出手段６０とを備える。
電圧制御発振器５１は、印加される電圧によって出力信号の周波数を可変できる発振器であり、圧電アクチュエータ２０に供給される駆動信号Ａを所定の周波数で生成する。このとき、駆動信号Ａのパルス幅は、所定の基準パルス幅となっている。
ところで、駆動信号Ａの周波数（駆動周波数）については、振動体２０Ａにおける縦振動の共振点と屈曲振動の共振点などを考慮して決められる。
図５（Ａ）に、振動体２０Ａにおける駆動周波数とインピーダンスとの関係を示し、図５（Ｂ）には、振動体２０Ａにおける駆動周波数と縦振動の振幅および屈曲振動の振幅との関係を示した。
図５（Ａ）に示すように、駆動周波数に対してインピーダンスが極小であって振幅が最大となる共振点が二点現れ、これらのうち周波数の低い方が縦振動の共振点、高い方が屈曲振動の共振点となる。
すなわち、縦振動の縦共振周波数ｆｒ１と屈曲振動の屈曲共振周波数ｆｒ２との間で振動体２０Ａを駆動すると、縦振動および屈曲振動双方の振幅が確保され、圧電アクチュエータ２０は高効率で駆動する。なお、縦共振周波数ｆｒ１と屈曲共振周波数ｆｒ２とを互いに近接させることで、縦振動および屈曲振動の振幅がより大きくなる駆動周波数を設定することができる。
ところで、駆動信号Ａの周波数（駆動周波数）については、振動体２０Ａにおける縦振動の共振点と屈曲振動の共振点などを考慮して決められる。
図５（Ａ）に、振動体２０Ａにおける駆動周波数とインピーダンスとの関係を示し、図５（Ｂ）には、振動体２０Ａにおける駆動周波数と縦振動の振幅および屈曲振動の振幅との関係を示した。
図５（Ａ）に示すように、駆動周波数に対してインピーダンスが極小であって振幅が最大となる共振点が二点現れ、これらのうち周波数の低い方が縦振動の共振点、高い方が屈曲振動の共振点となる。
すなわち、縦振動の縦共振周波数ｆｒ１と屈曲振動の屈曲共振周波数ｆｒ２との間で振動体２０Ａを駆動すると、縦振動および屈曲振動双方の振幅が確保され、圧電アクチュエータ２０は高効率で駆動する。なお、縦共振周波数ｆｒ１と屈曲共振周波数ｆｒ２とを互いに近接させることで、縦振動および屈曲振動の振幅がより大きくなる駆動周波数を設定することができる。
図４に戻り、制御信号源５２は、プリンタ１における紙送り指令などの入力に応じて、制御信号Ｂを出力するものであり、本実施形態では、この制御信号Ｂの指令値は電圧であって、指令値を直線的（リニア）に可変することができる。制御信号Ｂは、アナログデジタル変換回路５３でＡ／Ｄ変換され、制御信号の電圧指令値ＶＤがパルス幅制御回路５４に入力される。なお、アナログデジタル変換回路５３は、駆動信号Ａ等とは別クロックで動作する。
パルス幅制御回路５４には、電圧制御発振器５１で生成された駆動信号Ａと、制御信号源５２で生成されＡ／Ｄ変換された制御信号Ｂの電圧指令値とがそれぞれ入力され、パルス幅制御回路５４は、制御信号Ｂの電圧指令値に応じた駆動パルス幅を生成して、この駆動パルス幅に駆動信号Ａのパルス幅を制御する。
ここで、駆動パルス幅をＤ、駆動信号Ａの生成時における基準パルス幅をＴ、制御信号Ｂの電圧指令値をＶＤ、制御信号ＢのＡ／Ｄ変換の際に決まる最大電圧をＶＤＦｕｌｌと置くと、駆動パルス幅Ｄの生成は、次式（１）により行われる。すなわち、駆動パルス幅Ｄは、基準パルス幅Ｔを１００％として、この基準パルス幅Ｔに対し、制御信号Ｂの電圧指令値ＶＤに応じて決められた比率（％）として生成される。
ここで、駆動パルス幅をＤ、駆動信号Ａの生成時における基準パルス幅をＴ、制御信号Ｂの電圧指令値をＶＤ、制御信号ＢのＡ／Ｄ変換の際に決まる最大電圧をＶＤＦｕｌｌと置くと、駆動パルス幅Ｄの生成は、次式（１）により行われる。すなわち、駆動パルス幅Ｄは、基準パルス幅Ｔを１００％として、この基準パルス幅Ｔに対し、制御信号Ｂの電圧指令値ＶＤに応じて決められた比率（％）として生成される。
また、パルス幅制御回路５４は、後述するスイッチ回路５６の切替タイミングを制御して貫通電流を抑制するためのデットタイムを生成し、駆動信号のパルス立上がり時または立下り時にデットタイムを設定する。つまり、駆動パルス幅Ｄは、必要に応じてデットタイム分、減じられる。
ゲートドライバ５５は、パルス幅制御回路５４から出力された駆動信号に基いてスイッチ回路５６のオンオフを制御するドライブ回路であり、本実施形態では２つの第１ゲートドライバ５５１、第２ゲートドライバ５５２を備えている。
そして、パルス幅制御回路５４から第２ゲートドライバ５５２に入力される駆動信号はインバータ（ＮＯＴ回路）５８を経由し、第１ゲートドライバ５５１に入力される駆動信号とは反転した信号となっている。
電源５７は、本実施形態では、ロータ３０の正逆回転時に使用される第１電源５７１と、ロータ３０の正回転時のみ使用される第２電源５７２と、ロータ３０の逆回転時のみ使用される第３電源５７３とからなり、これらの第１、第２、第３電源５７１，５７２，５７３により、圧電アクチュエータ２０に対して電源ＶＤＤおよびＶＳＳ間の電位差の電圧、または電源ＶＤＤおよびＧＮＤ間の電位差の電源電圧が印加される。
そして、パルス幅制御回路５４から第２ゲートドライバ５５２に入力される駆動信号はインバータ（ＮＯＴ回路）５８を経由し、第１ゲートドライバ５５１に入力される駆動信号とは反転した信号となっている。
電源５７は、本実施形態では、ロータ３０の正逆回転時に使用される第１電源５７１と、ロータ３０の正回転時のみ使用される第２電源５７２と、ロータ３０の逆回転時のみ使用される第３電源５７３とからなり、これらの第１、第２、第３電源５７１，５７２，５７３により、圧電アクチュエータ２０に対して電源ＶＤＤおよびＶＳＳ間の電位差の電圧、または電源ＶＤＤおよびＧＮＤ間の電位差の電源電圧が印加される。
正逆切替回路５９２は、正逆制御信号源５９１から出力される制御信号に基づいて、ロータ３０の回転方向を切り替える指令値を第２ゲートドライバ５５２に出力する。具体的に、ロータ３０の正回転時には、駆動電極２２１，２２２にそれぞれ対応する指令値を第２ゲートドライバ５５２に出力し、ロータ３０の逆回転時には、駆動電極２２１，２２３にそれぞれ対応する信号を選択して第２ゲートドライバ５５２に出力する。
スイッチ回路５６は、ＰチャネルＭＯＳ−ＦＥＴで構成されるスイッチ５６１，５６２，５６５，５６７と、ＮチャネルＭＯＳ−ＦＥＴで構成されるスイッチ５６３，５６４，５６６，５６８とで構成されている。これらの各スイッチ５６１〜５６８は、第１ゲートドライバ５５１、第２ゲートドライバ５５２によってゲートに加えられる電圧が制御されることで、オンオフ制御されている。
なお、第２ゲートドライバ５５２は、正逆切替回路５９２に接続されており、ロータ３０の正回転時には、スイッチ５６２，５６３（図５中、Ｐ１）およびスイッチ５６５，５６６（Ｐ２）のみを駆動する。
なお、第２ゲートドライバ５５２は、正逆切替回路５９２に接続されており、ロータ３０の正回転時には、スイッチ５６２，５６３（図５中、Ｐ１）およびスイッチ５６５，５６６（Ｐ２）のみを駆動する。
すなわち、ロータ３０の正回転時には、スイッチ５６１，５６４を駆動する第１ゲートドライバ５５１と、スイッチ５６２，５６３（Ｐ１）およびスイッチ５６５，５６６（Ｐ２）を駆動する第２ゲートドライバ５５２とは、互いに反転した駆動信号で動作するため、同じＰチャネルＭＯＳ−ＦＥＴのスイッチ５６１，５６２は、一方のスイッチ５６１がオンされている場合には他方のスイッチ５６２はオフされる。なお、同じＰチャネルＭＯＳ−ＦＥＴのスイッチ５６１，５６５についても同様である。
また、同様に、ＮチャネルＭＯＳ−ＦＥＴのスイッチ５６３，５６４は、一方のスイッチ５６３がオンされている場合には他方のスイッチ５６４はオフされる（ＮチャネルＭＯＳ−ＦＥＴのスイッチ５６６，５６４についても同様）。
そして、直列に接続されたスイッチ５６１，５６４は、一方がオンの場合、他方がオフされる。同様に、直列に接続されたスイッチ５６２，５６３、あるいは、スイッチ５６５，５６６も、一方がオンの場合、他方がオフされる。
これらのスイッチ５６１〜５６４（あるいはスイッチ５６１，５６５，５６６，５６４）は、第１ゲートドライバ５５１、第２ゲートドライバ５５２により、圧電素子２２に対してブリッジ接続され、ブリッジの対角に位置する一対のスイッチ５６１，５６３（またはスイッチ５６１，５６６）で構成されるスイッチ回路と、他の一対のスイッチ５６２，５６４（またはスイッチ５６５，５６４）で構成されるスイッチ回路とは、交互にオンオフ制御される。これにより、電源５７によって印加される所定の電源電圧が交番する矩形波電圧に変換され、圧電アクチュエータ２０に印加される。すなわち、第１電源５７１および第２電源５７２により、駆動電極２２１，２２２と補強板２１（図３）との間で圧電素子２２に交流電圧が印加され、ロータ３０は正方向に回転する。
そして、直列に接続されたスイッチ５６１，５６４は、一方がオンの場合、他方がオフされる。同様に、直列に接続されたスイッチ５６２，５６３、あるいは、スイッチ５６５，５６６も、一方がオンの場合、他方がオフされる。
これらのスイッチ５６１〜５６４（あるいはスイッチ５６１，５６５，５６６，５６４）は、第１ゲートドライバ５５１、第２ゲートドライバ５５２により、圧電素子２２に対してブリッジ接続され、ブリッジの対角に位置する一対のスイッチ５６１，５６３（またはスイッチ５６１，５６６）で構成されるスイッチ回路と、他の一対のスイッチ５６２，５６４（またはスイッチ５６５，５６４）で構成されるスイッチ回路とは、交互にオンオフ制御される。これにより、電源５７によって印加される所定の電源電圧が交番する矩形波電圧に変換され、圧電アクチュエータ２０に印加される。すなわち、第１電源５７１および第２電源５７２により、駆動電極２２１，２２２と補強板２１（図３）との間で圧電素子２２に交流電圧が印加され、ロータ３０は正方向に回転する。
一方、ロータ３０の逆回転時には、第２ゲートドライバ５５１は、スイッチ５６５，５６６（Ｐ２）の代わりにスイッチ５６７，５６８（Ｐ３）を駆動し、スイッチ５６１，５６２，５６３，５６４（またはスイッチ５６１，５６７，５６８，５６４）が、圧電素子２２に対してブリッジ接続され、スイッチ５６１，５６３（およびスイッチ５６１，５６８）で構成されるスイッチ回路と、スイッチ５６４，５６２（またはスイッチ５６４，５６７）で構成されるスイッチ回路とが、交互にオンオフ制御される。すなわち、第１電源５７１および第３電源５７３により、駆動電極２２１，２２３と補強板２１（図３）との間で圧電素子２２に交流電圧が印加され、ロータ３０が逆方向に回転する。
なお、各スイッチ５６１〜５６８のオンオフを切り替える際に、直列に接続されたスイッチ５６１，５６４や、スイッチ５６２，５６３（あるいはスイッチ５６５，５６６やスイッチ５６７，５６８）が同時にオンとなってしまうと、貫通電流が流れてしまう。この貫通電流は、圧電アクチュエータ２０の駆動動作に利用されないために消費電力の浪費になり、かつ、スイッチ素子の焼き付け等の原因となってしまう。このため、パルスコントロール回路５２において、一方のスイッチがオフされてから、所定時間（デットタイム）経過後に他方のスイッチをオンすることで、貫通電流を防止している。
位相差検出手段６０は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６１、信号増幅器（ＡＭＰ）６２、コンパレータ（ＣＭＰ）６３、位相シフト器６４、位相比較器６５、およびローパスフィルタ（ＬＰＦ）６６を備えて構成されている。
バンドパスフィルタ（単峰フィルタ）６１は、圧電アクチュエータ２０の振動状態を示す振動信号について、所定の周波数帯域に含まれる周波数成分だけ通過させ、それ以外の周波数成分を減衰させるフィルタである。
なお、振動信号は、ロータ３０の正転逆転に応じて、駆動信号が供給されない駆動電極２２２、駆動電極２２３のいずれかを通じて（図４のＰ２，Ｐ３参照）検出される。ここで、振動信号は、腕部２３（図４中、Ｎ）における電位を基準信号として、この基準信号に対する駆動電極２２２の電位の差、あるいは基準信号に対する駆動電極２２３の電位の差、つまりは、腕部２３に対する駆動電極２２２，２２３の差動信号により検出される。
バンドパスフィルタ６１を通過した振動信号は、信号増幅器６２で増幅され、コンパレータ６３で所定の閾値と比較されて２値化される。
バンドパスフィルタ（単峰フィルタ）６１は、圧電アクチュエータ２０の振動状態を示す振動信号について、所定の周波数帯域に含まれる周波数成分だけ通過させ、それ以外の周波数成分を減衰させるフィルタである。
なお、振動信号は、ロータ３０の正転逆転に応じて、駆動信号が供給されない駆動電極２２２、駆動電極２２３のいずれかを通じて（図４のＰ２，Ｐ３参照）検出される。ここで、振動信号は、腕部２３（図４中、Ｎ）における電位を基準信号として、この基準信号に対する駆動電極２２２の電位の差、あるいは基準信号に対する駆動電極２２３の電位の差、つまりは、腕部２３に対する駆動電極２２２，２２３の差動信号により検出される。
バンドパスフィルタ６１を通過した振動信号は、信号増幅器６２で増幅され、コンパレータ６３で所定の閾値と比較されて２値化される。
位相シフト器６４は、コンパレータ６３で２値化された振動信号を、予め設定された位相差分、シフトする。
位相比較器６５は、位相シフト器６４から出力された振動信号の位相と、電圧制御発振器５１から出力された駆動信号Ａの位相とを比較し、その位相差を出力する。ここで、前述の通り、位相シフト器６４は、振動信号の位相を、目標とされる位相差分だけシフトしているので、位相比較器６５の出力が零に近づくほど目標位相差に近づいていることになる。
位相比較器６５は、位相シフト器６４から出力された振動信号の位相と、電圧制御発振器５１から出力された駆動信号Ａの位相とを比較し、その位相差を出力する。ここで、前述の通り、位相シフト器６４は、振動信号の位相を、目標とされる位相差分だけシフトしているので、位相比較器６５の出力が零に近づくほど目標位相差に近づいていることになる。
ローパスフィルタ６６は、所定の周波数以下の周波数成分だけ通過させ、所定の周波数以上の周波数成分は減衰させるフィルタであり、積分回路として機能する。
以上の位相差検出手段６０によれば、位相シフト器６４でシフトされた振動信号の位相と駆動信号Ａの位相との差分がローパスフィルタ６６を介して電圧制御発振器５１に出力されることにより、電圧制御発振器５１は、当該位相差を解消し得る周波数の駆動信号を発振する。
以上の位相差検出手段６０によれば、位相シフト器６４でシフトされた振動信号の位相と駆動信号Ａの位相との差分がローパスフィルタ６６を介して電圧制御発振器５１に出力されることにより、電圧制御発振器５１は、当該位相差を解消し得る周波数の駆動信号を発振する。
［６．圧電アクチュエータの駆動制御］
次に、このような構成の駆動制御装置５０の駆動制御における駆動信号のパルス幅制御について説明する。
図６は、図４におけるＡ、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈの各箇所における信号波形をそれぞれ示し、駆動制御装置５０におけるタイミングチャートとして参照できる。
図６中、Ａは、電圧制御発振器５１によって生成される駆動信号の信号波形を示し、この駆動信号Ａは、基準パルス幅Ｔで生成される。
また、Ｂは、制御信号源５２が出力する制御信号を示し、図６では、制御信号Ｂの電圧を直線的（リニア）に増加させた様子を示した。
そしてＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆは、第１、第２ゲートドライバ５５１，５５２により、各スイッチ５６１〜５６８においてスイッチングされる駆動信号を示し、これらの駆動信号を、圧電アクチュエータ２０に供給される交番電圧としても示した（図６中、ＰＮ間 Ｎ基準）。なお、ブリッジの対角に配置されたスイッチ（図４中、ＣとＥ（Ｅ２，Ｅ３もＥに同じ））、あるいはＦとＤ（Ｄ２，Ｄ３もＤに同じ））のそれぞれのオンオフのタイミングはほぼ一致し、これらスイッチは交互にオンオフ制御される。
次に、このような構成の駆動制御装置５０の駆動制御における駆動信号のパルス幅制御について説明する。
図６は、図４におけるＡ、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈの各箇所における信号波形をそれぞれ示し、駆動制御装置５０におけるタイミングチャートとして参照できる。
図６中、Ａは、電圧制御発振器５１によって生成される駆動信号の信号波形を示し、この駆動信号Ａは、基準パルス幅Ｔで生成される。
また、Ｂは、制御信号源５２が出力する制御信号を示し、図６では、制御信号Ｂの電圧を直線的（リニア）に増加させた様子を示した。
そしてＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆは、第１、第２ゲートドライバ５５１，５５２により、各スイッチ５６１〜５６８においてスイッチングされる駆動信号を示し、これらの駆動信号を、圧電アクチュエータ２０に供給される交番電圧としても示した（図６中、ＰＮ間 Ｎ基準）。なお、ブリッジの対角に配置されたスイッチ（図４中、ＣとＥ（Ｅ２，Ｅ３もＥに同じ））、あるいはＦとＤ（Ｄ２，Ｄ３もＤに同じ））のそれぞれのオンオフのタイミングはほぼ一致し、これらスイッチは交互にオンオフ制御される。
パルス幅制御回路５４では、前述の式（１）により、制御信号Ｂの電圧Ｖに応じた比率で、基準パルス幅Ｔに対する駆動パルス幅Ｄが生成され、この駆動パルス幅Ｄに駆動信号Ｃ〜Ｆのパルス幅が制御される。なお、この駆動パルス幅Ｄは、生成された後、必要に応じてデットタイムの分、減じられる。
ここで、制御信号Ｂの指令値がリニアに可変されるため、パルス幅制御回路５４における制御周期は、駆動信号Ａの周期に対応する。パルス幅制御回路５４により、駆動信号Ａの１周期毎に、駆動パルス幅Ｄが生成される。
ここで、制御信号Ｂの指令値がリニアに可変されるため、パルス幅制御回路５４における制御周期は、駆動信号Ａの周期に対応する。パルス幅制御回路５４により、駆動信号Ａの１周期毎に、駆動パルス幅Ｄが生成される。
なお、圧電アクチュエータ２０の非駆動状態であるブレーキ区間Ｘでは、スイッチ５６１，５６２，５６５，５６７をオフ、スイッチ５６３，５６４，５６６，５６８をオンすることで圧電アクチュエータ２０を流れる電流を停止して非駆動状態としている。
図６には、圧電アクチュエータ２０の非駆動状態から、紙送り指令などの入力に応じて制御信号Ｂの電圧Ｖを徐々に上げ、ロータ３０の回転速度を次第に増加させる例を示したが、制御信号Ｂの指令値が可変する態様は、この例に限定されない。例えば、圧電アクチュエータ２０を非駆動状態から駆動状態に切り替える際に即、制御信号Ｂの電圧指令値ＶＤを大きくして駆動パルス幅Ｄを大きくすることにより、ブレーキ区間Ｘから、駆動信号Ａの例えば３パルス分などのごく短い期間でロータ３０を高速に駆動することも可能となる。このような駆動制御は、紙送り指令等に応じて間欠的に駆動する際に好適である。
さらに、電圧指令値を上下し、ロータ３０の回転速度の加速、減速を繰り返すことも可能であり、これにより、ロータ３０に設けられた歯車４１と、ローラ５に設けられた歯車４２との回転時における音鳴りを防止できる。すなわち、駆動制御装置５０は、リニアに可変する指令値に応じてロータ３０を駆動制御可能であって、分解能が高いため、歯車４１，４２のギアピッチに対応する僅かな期間における加速および減速をも実現できる。
図６には、圧電アクチュエータ２０の非駆動状態から、紙送り指令などの入力に応じて制御信号Ｂの電圧Ｖを徐々に上げ、ロータ３０の回転速度を次第に増加させる例を示したが、制御信号Ｂの指令値が可変する態様は、この例に限定されない。例えば、圧電アクチュエータ２０を非駆動状態から駆動状態に切り替える際に即、制御信号Ｂの電圧指令値ＶＤを大きくして駆動パルス幅Ｄを大きくすることにより、ブレーキ区間Ｘから、駆動信号Ａの例えば３パルス分などのごく短い期間でロータ３０を高速に駆動することも可能となる。このような駆動制御は、紙送り指令等に応じて間欠的に駆動する際に好適である。
さらに、電圧指令値を上下し、ロータ３０の回転速度の加速、減速を繰り返すことも可能であり、これにより、ロータ３０に設けられた歯車４１と、ローラ５に設けられた歯車４２との回転時における音鳴りを防止できる。すなわち、駆動制御装置５０は、リニアに可変する指令値に応じてロータ３０を駆動制御可能であって、分解能が高いため、歯車４１，４２のギアピッチに対応する僅かな期間における加速および減速をも実現できる。
図７のグラフに、駆動制御装置５０による圧電アクチュエータ２０の駆動特性を示した。このグラフでは、基準パルス幅Ｔに対する駆動パルス幅Ｄの比率を横軸（Ｄｕｔｙ）にとり、これに対するロータ３０の回転数および圧電アクチュエータ２０における電流値をそれぞれ示した。すなわち、駆動パルス幅Ｄが可変に制御されることで、ロータ３０の回転ないし圧電アクチュエータ２０の電流を可変にでき、スピードコントロールが可能となる。
なお、駆動パルス幅ＤのＤｕｔｙと回転数あるいは電流値とをテーブル化してパルス幅制御回路５４等に保持し、このテーブル情報に基いて、パルス幅制御回路５４で生成する駆動パルス幅Ｄを調整することにより、駆動パルス幅ＤのＤｕｔｙに対する回転数あるいは電流値を線形とすることができ、より容易に駆動制御できる。
なお、駆動パルス幅ＤのＤｕｔｙと回転数あるいは電流値とをテーブル化してパルス幅制御回路５４等に保持し、このテーブル情報に基いて、パルス幅制御回路５４で生成する駆動パルス幅Ｄを調整することにより、駆動パルス幅ＤのＤｕｔｙに対する回転数あるいは電流値を線形とすることができ、より容易に駆動制御できる。
本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
（１）プリンタ１の紙送りローラ５を駆動する圧電アクチュエータ２０の駆動制御装置５０では、指令値をリニアに可変できる制御信号Ｂを用いて、パルス幅制御回路５４により駆動信号Ｃ〜Ｆの駆動パルス幅Ｄを生成し、基準パルス幅Ｔに対する駆動パルス幅Ｄの比率が制御される構成としたので、駆動制御の周期が駆動信号Ａの周期に対応し、駆動信号Ａの１周期毎に、スピードコントロールを実施できる。このため、駆動信号Ａの複数周期を１制御周期として駆動パルス幅を複数の値に切り替えた場合等と比べて分解能を十分に高くできる。
（１）プリンタ１の紙送りローラ５を駆動する圧電アクチュエータ２０の駆動制御装置５０では、指令値をリニアに可変できる制御信号Ｂを用いて、パルス幅制御回路５４により駆動信号Ｃ〜Ｆの駆動パルス幅Ｄを生成し、基準パルス幅Ｔに対する駆動パルス幅Ｄの比率が制御される構成としたので、駆動制御の周期が駆動信号Ａの周期に対応し、駆動信号Ａの１周期毎に、スピードコントロールを実施できる。このため、駆動信号Ａの複数周期を１制御周期として駆動パルス幅を複数の値に切り替えた場合等と比べて分解能を十分に高くできる。
また、駆動信号Ａの１周期毎に駆動パルス幅Ｄが制御されており、制御信号Ｂの電圧指令値ＶＤが変わると即、駆動パルス幅Ｄが変更されるので、応答性を十分に高くできる。これにより、制御信号Ｂの電圧指令値ＶＤを駆動開始時から大きくして、ブレーキ区間Ｘから、ごく短い期間でロータ３０を高速に駆動することも可能となるため、圧電アクチュエータ２０の応答時間を短縮できる。
また、このように制御信号Ｂの電圧指令値ＶＤに応じて駆動パルス幅Ｄを可変制御するため、Ｄ級増幅器を用いるＰＷＭ駆動方式において駆動パルス幅を可変とするために用いられる、駆動信号よりも高周波の基準信号は不要である。このため、低電流化できるとともに設計も容易化できる。さらに、電圧を直接制御しないので、回路効率が低下しない。
また、このように制御信号Ｂの電圧指令値ＶＤに応じて駆動パルス幅Ｄを可変制御するため、Ｄ級増幅器を用いるＰＷＭ駆動方式において駆動パルス幅を可変とするために用いられる、駆動信号よりも高周波の基準信号は不要である。このため、低電流化できるとともに設計も容易化できる。さらに、電圧を直接制御しないので、回路効率が低下しない。
（２）また、駆動制御装置５０では、制御信号Ｂの指令値は電圧であって、アナログデジタル変換回路５３において、電圧指令値の最大電圧に対する比率が的確に把握されるので、その比率に応じて、駆動パルス幅Ｄをより適切に制御できる。
（３）プリンタ１は、駆動制御装置５０の回路効率が良好であることから、電気エネルギ効率に優れる。また、駆動制御装置５０をプリンタ１の紙送りローラ５の駆動に用いることにより、紙送りの応答性および分解能を大きく向上させることができ、印字の高速化に寄与できる。
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
なお、以下の説明では、既に説明した実施形態と同様の構成については、同一符号を付して、説明を省略もしくは簡略する。
第１実施形態では、制御信号として電圧信号が使用されていたが、第２実施形態では、制御信号としてデータ信号を使用する。
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
なお、以下の説明では、既に説明した実施形態と同様の構成については、同一符号を付して、説明を省略もしくは簡略する。
第１実施形態では、制御信号として電圧信号が使用されていたが、第２実施形態では、制御信号としてデータ信号を使用する。
図８は、本実施形態における駆動制御装置５０Ａの構成を示すブロック図である。
駆動制御装置５０Ａは、データ信号である制御信号Ｂを発する制御信号源７２と、データラッチ７３と、パルス制御回路７４とを備えている。
制御信号源７２は、本実施形態では８ビットのデータ値を指令値とする制御信号Ｂを発し、制御信号Ｂが示すデータ指令値が取り得る値は、「００」〜「ＦＦ」までとなっている。
データラッチ７３は、駆動信号Ａ等とは別クロックで動作し、制御信号源７２から入力されるビット列から制御信号Ｂのデータ指令値を取り出し、そのデータ指令値をパルス制御回路７４に出力する。
駆動制御装置５０Ａは、データ信号である制御信号Ｂを発する制御信号源７２と、データラッチ７３と、パルス制御回路７４とを備えている。
制御信号源７２は、本実施形態では８ビットのデータ値を指令値とする制御信号Ｂを発し、制御信号Ｂが示すデータ指令値が取り得る値は、「００」〜「ＦＦ」までとなっている。
データラッチ７３は、駆動信号Ａ等とは別クロックで動作し、制御信号源７２から入力されるビット列から制御信号Ｂのデータ指令値を取り出し、そのデータ指令値をパルス制御回路７４に出力する。
パルス制御回路７４には、電圧制御発振器５１で生成された駆動信号Ａと、制御信号源７２で生成されデータラッチ７３で取り出された制御信号Ｂのデータ指令値とがそれぞれ入力され、パルス制御回路７４は、制御信号Ｂのデータ指令値に応じた駆動パルス幅を生成して、この駆動パルス幅に駆動信号Ａのパルス幅を制御する。
ここで、駆動パルス幅をＤ、駆動信号Ａの生成時における基準パルス幅をＴ、制御信号Ｂのデータ指令値をＢＤ、８ビットデータ値の最大値、つまり「ＦＦ」をＢＤＦｕｌｌと置くと、駆動パルス幅Ｄの生成は、次式（２）により行われる。すなわち、駆動パルス幅Ｄは、基準パルス幅Ｔを１００％として、この基準パルス幅Ｔに対し、制御信号Ｂのデータ指令値ＢＤに応じて決められた比率（％）として生成される。
ここで、駆動パルス幅をＤ、駆動信号Ａの生成時における基準パルス幅をＴ、制御信号Ｂのデータ指令値をＢＤ、８ビットデータ値の最大値、つまり「ＦＦ」をＢＤＦｕｌｌと置くと、駆動パルス幅Ｄの生成は、次式（２）により行われる。すなわち、駆動パルス幅Ｄは、基準パルス幅Ｔを１００％として、この基準パルス幅Ｔに対し、制御信号Ｂのデータ指令値ＢＤに応じて決められた比率（％）として生成される。
図９は、駆動制御装置５０Ａにおけるタイミングチャートである。
制御信号Ｂのデータ指令値を「００」から最大値の「ＦＦ」に向かってリニアに可変していった場合、パルス制御回路７４において、前述の式（２）により、制御信号Ｂのデータ指令値ＢＤに応じた比率で、基準パルス幅Ｔに対する駆動パルス幅Ｄが生成され、この駆動パルス幅Ｄに駆動信号Ｃ〜Ｆのパルス幅が制御される。なお、デットタイムを設定する関係上、データ指令値の上限は、実質「ＦＦ」未満となる。
本実施形態においても、制御信号Ｂの指令値がリニアに可変されるため、パルス幅制御手段７４における制御周期は、駆動信号Ａの周期に対応する。パルス幅制御手段７４により、駆動信号Ａの１周期毎に、駆動パルス幅Ｄが生成される。
なお、圧電アクチュエータ２０を非駆動状態とするブレーキの構成が第１実施形態とは異なり、本実施形態では、ブレーキ区間Ｘで、スイッチ５６１〜５６８がすべてオフされることで圧電アクチュエータ２０の電流を停止して非駆動状態としているが、圧電アクチュエータ２０のブレーキの態様は任意に採用できる。
制御信号Ｂのデータ指令値を「００」から最大値の「ＦＦ」に向かってリニアに可変していった場合、パルス制御回路７４において、前述の式（２）により、制御信号Ｂのデータ指令値ＢＤに応じた比率で、基準パルス幅Ｔに対する駆動パルス幅Ｄが生成され、この駆動パルス幅Ｄに駆動信号Ｃ〜Ｆのパルス幅が制御される。なお、デットタイムを設定する関係上、データ指令値の上限は、実質「ＦＦ」未満となる。
本実施形態においても、制御信号Ｂの指令値がリニアに可変されるため、パルス幅制御手段７４における制御周期は、駆動信号Ａの周期に対応する。パルス幅制御手段７４により、駆動信号Ａの１周期毎に、駆動パルス幅Ｄが生成される。
なお、圧電アクチュエータ２０を非駆動状態とするブレーキの構成が第１実施形態とは異なり、本実施形態では、ブレーキ区間Ｘで、スイッチ５６１〜５６８がすべてオフされることで圧電アクチュエータ２０の電流を停止して非駆動状態としているが、圧電アクチュエータ２０のブレーキの態様は任意に採用できる。
本実施形態によっても、第１実施形態と略同様の効果が得られる。
また、本実施形態の駆動制御装置５０Ａおよび圧電アクチュエータ２０によっても、図７に示したような駆動特性が得られる。
また、本実施形態の駆動制御装置５０Ａおよび圧電アクチュエータ２０によっても、図７に示したような駆動特性が得られる。
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態では、制御信号としてＰＷＭ信号を使用する。
図１０は、本実施形態における駆動制御装置５０Ｂの構成を示すブロック図である。
駆動制御装置５０Ｂは、ＰＷＭ信号を発する制御信号源８２と、ＰＷＭ信号のパルス幅をカウントするカウンタ８３と、パルス制御回路８４とを備えている。
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態では、制御信号としてＰＷＭ信号を使用する。
図１０は、本実施形態における駆動制御装置５０Ｂの構成を示すブロック図である。
駆動制御装置５０Ｂは、ＰＷＭ信号を発する制御信号源８２と、ＰＷＭ信号のパルス幅をカウントするカウンタ８３と、パルス制御回路８４とを備えている。
制御信号源８２は、ＰＷＭ信号Ｂを所定周期で繰り返し発し、カウンタ８３に出力する。ＰＷＭ信号Ｂは、そのパルス幅を指令値としており、このＰＷＭ指令値はリニアに可変される。
カウンタ８３は、駆動信号Ａ等とは別クロックで動作し、ＰＷＭ信号Ｂのパルス幅をカウントし、カウントしたＰＷＭ指令値ＢＨをパルス制御回路８４に出力する。
カウンタ８３は、駆動信号Ａ等とは別クロックで動作し、ＰＷＭ信号Ｂのパルス幅をカウントし、カウントしたＰＷＭ指令値ＢＨをパルス制御回路８４に出力する。
パルス制御回路８４には、電圧制御発振器５１で生成された駆動信号Ａと、制御信号源８２で生成されカウンタ８３でカウントされた制御信号ＢのＰＷＭ指令値とがそれぞれ入力され、パルス制御回路８４は、制御信号ＢのＰＷＭ指令値に応じた駆動パルス幅を生成して、この駆動パルス幅に駆動信号Ａのパルス幅を制御する。
ここで、駆動パルス幅をＤ、駆動信号Ａの生成時における基準パルス幅をＴ、制御信号ＢのＰＷＭ指令値をＢＨ、制御信号Ｂのパルス幅の最大値をＢＨＦｕｌｌと置くと、駆動パルス幅Ｄの生成は、次式（３）により行われる。すなわち、駆動パルス幅Ｄは、基準パルス幅Ｔを１００％として、この基準パルス幅Ｔに対し、制御信号ＢのＰＷＭ指令値ＢＨに応じて決められた比率（％）として生成される。
ここで、駆動パルス幅をＤ、駆動信号Ａの生成時における基準パルス幅をＴ、制御信号ＢのＰＷＭ指令値をＢＨ、制御信号Ｂのパルス幅の最大値をＢＨＦｕｌｌと置くと、駆動パルス幅Ｄの生成は、次式（３）により行われる。すなわち、駆動パルス幅Ｄは、基準パルス幅Ｔを１００％として、この基準パルス幅Ｔに対し、制御信号ＢのＰＷＭ指令値ＢＨに応じて決められた比率（％）として生成される。
図１１は、駆動制御装置５０Ｂのタイミングチャートである。
制御信号Ｂのパルス幅をリニアに増加させ、ＰＷＭ指令値をリニアに可変していった場合、パルス制御回路８４において、前述の式（３）により、制御信号ＢのＰＷＭ指令値ＢＨに応じた比率で、基準パルス幅Ｔに対する駆動パルス幅Ｄが生成され、この駆動パルス幅Ｄに駆動信号Ｃ〜Ｆのパルス幅が制御される。
本実施形態においても、制御信号Ｂの指令値がリニアに可変されるため、パルス幅制御手段８４における制御周期は、駆動信号Ａの周期に対応する。パルス幅制御手段８４により、駆動信号Ａの１周期毎に、駆動パルス幅Ｄが生成される。
制御信号Ｂのパルス幅をリニアに増加させ、ＰＷＭ指令値をリニアに可変していった場合、パルス制御回路８４において、前述の式（３）により、制御信号ＢのＰＷＭ指令値ＢＨに応じた比率で、基準パルス幅Ｔに対する駆動パルス幅Ｄが生成され、この駆動パルス幅Ｄに駆動信号Ｃ〜Ｆのパルス幅が制御される。
本実施形態においても、制御信号Ｂの指令値がリニアに可変されるため、パルス幅制御手段８４における制御周期は、駆動信号Ａの周期に対応する。パルス幅制御手段８４により、駆動信号Ａの１周期毎に、駆動パルス幅Ｄが生成される。
本実施形態によっても、前記各実施形態と略同様の効果が得られる。
また、本実施形態の駆動制御装置５０Ａおよび圧電アクチュエータ２０によっても、図７に示したような駆動特性が得られる。
また、本実施形態の駆動制御装置５０Ａおよび圧電アクチュエータ２０によっても、図７に示したような駆動特性が得られる。
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
前記各実施形態におけるスピードコントロールでは、圧電アクチュエータ２０の駆動状態を検出していなかったが、本実施形態以降のように、圧電アクチュエータ２０の駆動状態を検出し、これに基いて駆動制御を行ってもよい。
以下、第１実施形態の駆動制御装置５０において、圧電アクチュエータ２０の駆動状態を検出する手段を付加した例を示す。
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
前記各実施形態におけるスピードコントロールでは、圧電アクチュエータ２０の駆動状態を検出していなかったが、本実施形態以降のように、圧電アクチュエータ２０の駆動状態を検出し、これに基いて駆動制御を行ってもよい。
以下、第１実施形態の駆動制御装置５０において、圧電アクチュエータ２０の駆動状態を検出する手段を付加した例を示す。
図１２は、本実施形態における圧電アクチュエータ２０の駆動制御装置５０Ｃの構成を示すブロック図である。
駆動制御装置５０Ｃは、第１実施形態の駆動制御装置５０（図４）の構成に加えて、圧電アクチュエータ２０部分を流れる電流を検出する電流検出器９１と、電流指令値を出力する電流指令値源９２と、電流検出器９１で検出された電流値と、電流指令値源９２から出力された電流指令値とに基いて、電圧制御発振器５１に対して制御信号を出力する電流制御器９３とを備える。
駆動制御装置５０Ｃは、第１実施形態の駆動制御装置５０（図４）の構成に加えて、圧電アクチュエータ２０部分を流れる電流を検出する電流検出器９１と、電流指令値を出力する電流指令値源９２と、電流検出器９１で検出された電流値と、電流指令値源９２から出力された電流指令値とに基いて、電圧制御発振器５１に対して制御信号を出力する電流制御器９３とを備える。
そして、電流制御器９３からの出力信号を基に、電圧制御発振器５１に電圧信号が出力される。つまり、本実施形態では、圧電アクチュエータ２０の電流値によるフィードバック制御が行われる。
このような本実施形態では、前述の効果に加えて、次のような効果も得られる。
（４）電圧制御発振器５１に入力される電圧信号が圧電アクチュエータ２０における電流値を基に調整可能となるので、圧電アクチュエータ２０における振動状態を制御可能となり、これによってロータ３０の回転数などを制御することができる。このような電流値のフィードバックにより、圧電アクチュエータ２０を安定的に駆動制御することができる。
（４）電圧制御発振器５１に入力される電圧信号が圧電アクチュエータ２０における電流値を基に調整可能となるので、圧電アクチュエータ２０における振動状態を制御可能となり、これによってロータ３０の回転数などを制御することができる。このような電流値のフィードバックにより、圧電アクチュエータ２０を安定的に駆動制御することができる。
〔第５実施形態〕
次に本発明の第５実施形態について説明する。
図１３は、本実施形態の駆動制御装置５０Ｄを示す。
駆動制御装置５０Ｄは、第１実施形態の駆動制御装置５０（図４）の構成に加えて、ロータの回転数を検出する回転数検出器１０１と、回転数指令値を出力する回転数指令値源１０２と、回転数検出器１０１で検出された回転数と、回転数指令値源１０２から出力された回転数指令値とに基いて、電圧制御発振器５１に電圧信号を入力する回転数制御器１０３とを備える。
回転数検出器１０１は、例えば、ロータ３０と一体の歯車４１（図２）の回転数を検出する回転センサ１５を含んで構成される。
次に本発明の第５実施形態について説明する。
図１３は、本実施形態の駆動制御装置５０Ｄを示す。
駆動制御装置５０Ｄは、第１実施形態の駆動制御装置５０（図４）の構成に加えて、ロータの回転数を検出する回転数検出器１０１と、回転数指令値を出力する回転数指令値源１０２と、回転数検出器１０１で検出された回転数と、回転数指令値源１０２から出力された回転数指令値とに基いて、電圧制御発振器５１に電圧信号を入力する回転数制御器１０３とを備える。
回転数検出器１０１は、例えば、ロータ３０と一体の歯車４１（図２）の回転数を検出する回転センサ１５を含んで構成される。
このような本実施形態では、前述の効果に加えて、次のような効果も得られる。
（５）前記第４実施形態では、圧電アクチュエータ２０を流れる電流値に基づいて制御を行っていたが、圧電アクチュエータ２０は摩擦によってロータ３０を回転駆動するため、すべり等が生じる可能性もあり、電流値の制御だけでは多少の誤差が生じる虞があった。これに対して本実施形態の構成によれば、直接ロータ３０ないし歯車４１の回転数を検出しているので、より安定的に駆動制御を行うことができる。
（５）前記第４実施形態では、圧電アクチュエータ２０を流れる電流値に基づいて制御を行っていたが、圧電アクチュエータ２０は摩擦によってロータ３０を回転駆動するため、すべり等が生じる可能性もあり、電流値の制御だけでは多少の誤差が生じる虞があった。これに対して本実施形態の構成によれば、直接ロータ３０ないし歯車４１の回転数を検出しているので、より安定的に駆動制御を行うことができる。
〔第６実施形態〕
次に本発明の第６実施形態について説明する。
図１４に示す本実施形態の駆動制御装置５０Ｅは、第４実施形態の電流値に基づく駆動制御と、第５実施形態の回転数に基づく駆動制御とを組み合わせたものである。
すなわち、駆動制御装置５０Ｅは、電流検出器９１、電流制御器９３、回転数検出器１０１、回転数指令値源１０２、回転数制御器１０３を備えている。
次に本発明の第６実施形態について説明する。
図１４に示す本実施形態の駆動制御装置５０Ｅは、第４実施形態の電流値に基づく駆動制御と、第５実施形態の回転数に基づく駆動制御とを組み合わせたものである。
すなわち、駆動制御装置５０Ｅは、電流検出器９１、電流制御器９３、回転数検出器１０１、回転数指令値源１０２、回転数制御器１０３を備えている。
回転数制御器１０３は、回転数指令値源１０２からの回転数指令値と、回転数検出器１０１で検出される回転数とに基いて電流制御器９３に電流指令値を出力する。
電流制御器９３は、回転数制御器１０３からの電流指令値と、電流検出器９１で検出された電流値とに基づいて電圧制御発振器５１に電圧信号を出力する。
従って、本実施形態におけるフィードバック制御では、ロータ回転数に基づく制御ループがメジャーループとされ、電流値に基づく制御ループがマイナーループとされている。
電流制御器９３は、回転数制御器１０３からの電流指令値と、電流検出器９１で検出された電流値とに基づいて電圧制御発振器５１に電圧信号を出力する。
従って、本実施形態におけるフィードバック制御では、ロータ回転数に基づく制御ループがメジャーループとされ、電流値に基づく制御ループがマイナーループとされている。
このような本実施形態では、前述の効果に加えて、次のような効果も得られる。
（６）圧電アクチュエータ２０によって回転駆動されるロータ３０の回転数と、圧電アクチュエータ２０を流れる電流値との２つのパラメータに基づいて圧電アクチュエータ２０における振動状態を制御しているので、ロータの回転数（回転速度）をより正確に制御することができる。
（６）圧電アクチュエータ２０によって回転駆動されるロータ３０の回転数と、圧電アクチュエータ２０を流れる電流値との２つのパラメータに基づいて圧電アクチュエータ２０における振動状態を制御しているので、ロータの回転数（回転速度）をより正確に制御することができる。
〔本発明の変形例〕
本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変形や改良が許容される。
本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変形や改良が許容される。
前記実施形態では、駆動信号は矩形波であったが、これに限らず、駆動信号の波形としてサイン波、のこぎり波、三角波なども採用でき、そのパルス幅の制御に応じて高分解能、高応答性を実現できる。
また、前記実施形態では、駆動信号と振動信号との位相差をフィードバックし、この位相差に駆動信号の周波数を追従させていたが、このような位相差フィードバック制御を行わず、駆動信号の周波数は一定の値に固定されていてもよい。
また、前記実施形態では、駆動信号と振動信号との位相差をフィードバックし、この位相差に駆動信号の周波数を追従させていたが、このような位相差フィードバック制御を行わず、駆動信号の周波数は一定の値に固定されていてもよい。
本発明は、プリンタの紙送り機構に限らず、プリンタのインクジェットヘッドにも適用でき、また、前記実施形態のプリンタに適用されるものに限らず、各種の電子機器に適用可能である。特に小型化が要求される携帯用の電子機器に好適である。
ここで、各種の電子機器としては、電子時計、携帯電話、非接触ＩＣカード、パソコン、携帯情報端末（ＰＤＡ）等が例示できる。
また、カメラ、ディジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ機能付き携帯電話等の電子機器にも適用可能である。これらカメラ機能を備えた電子機器に適用する場合には、レンズの合焦機構や、ズーム機構、絞り調整機構等の駆動に本発明の駆動手段を用いることができる。
さらに、計測機器のメータ指針の駆動機構や、自動車等のインパネ（instrumental panel）のメータ指針の駆動機構、圧電ブザー、乗り物並びに人形などの可動玩具類の駆動機構および姿勢補正機構、超音波モータ等に本発明の駆動制御装置を用いてもよい。
なお、被駆動体としては、回転駆動されるロータ、直線駆動されるリニア駆動体などを採用でき、被駆動体の駆動方向は限定されない。
ここで、各種の電子機器としては、電子時計、携帯電話、非接触ＩＣカード、パソコン、携帯情報端末（ＰＤＡ）等が例示できる。
また、カメラ、ディジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ機能付き携帯電話等の電子機器にも適用可能である。これらカメラ機能を備えた電子機器に適用する場合には、レンズの合焦機構や、ズーム機構、絞り調整機構等の駆動に本発明の駆動手段を用いることができる。
さらに、計測機器のメータ指針の駆動機構や、自動車等のインパネ（instrumental panel）のメータ指針の駆動機構、圧電ブザー、乗り物並びに人形などの可動玩具類の駆動機構および姿勢補正機構、超音波モータ等に本発明の駆動制御装置を用いてもよい。
なお、被駆動体としては、回転駆動されるロータ、直線駆動されるリニア駆動体などを採用でき、被駆動体の駆動方向は限定されない。
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
１・・・プリンタ（電子機器）、２０・・・圧電アクチュエータ、２０Ａ・・・振動体、２２・・・圧電素子、３０・・・ロータ（被駆動体）、５０，５０Ａ〜５０Ｅ・・・駆動制御装置、５１・・・電圧制御発振器（駆動信号源）、５２，７２，８２・・・制御信号源、５３・・・アナログデジタル変換回路、５４，７４，８４・・・パルス幅制御回路（パルス幅制御手段）、７３・・・データラッチ、８３・・・カウンタ、Ａ，Ｃ〜Ｆ・・・駆動信号、Ｂ・・・制御信号、ＢＤ・・・データ指令値（指令値）、ＢＨ・・・カウント指令値（指令値）、Ｄ・・・駆動パルス幅、Ｔ・・・基準パルス幅、ＶＤ・・・電圧指令値（指令値）。
Claims (7)
- 圧電素子を有しこの圧電素子への駆動信号の供給により振動する振動体を備えて前記振動体の振動を被駆動体に伝達する圧電アクチュエータの駆動制御方法であって、
前記駆動信号を所定の基準パルス幅で発するとともに、
直線的に指令値が可変できる制御信号を発し、
前記基準パルス幅に対して前記指令値に応じた比率である駆動パルス幅を生成し、
前記駆動パルス幅に基いて前記駆動信号のパルス幅を制御する
ことを特徴とする圧電アクチュエータの駆動制御方法。 - 圧電素子を有しこの圧電素子への駆動信号の供給により振動する振動体を備えて前記振動体の振動を被駆動体に伝達する圧電アクチュエータの駆動制御装置であって、
前記駆動信号を所定の基準パルス幅で発する駆動信号源と、
直線的に指令値が可変できる制御信号を発する制御信号源と、
前記基準パルス幅に対して前記指令値に応じた比率である駆動パルス幅を生成し、前記駆動パルス幅に基いて前記駆動信号のパルス幅を制御するパルス幅制御手段とを備える
ことを特徴とする圧電アクチュエータの駆動制御装置。 - 請求項２に記載の圧電アクチュエータの駆動制御装置において、
前記制御信号は、電圧の大きさを前記指令値とし、
前記電圧をデジタル化して前記パルス幅制御手段に出力するアナログデジタル変換手段を備える
ことを特徴とする圧電アクチュエータの駆動制御装置。 - 請求項２に記載の圧電アクチュエータの駆動制御装置において、
前記制御信号は、ビット列で表すデータ値の大きさを前記指令値とし、
前記ビット列として前記指令値を取り出して前記パルス幅制御手段に出力するデータラッチを備える
ことを特徴とする圧電アクチュエータの駆動制御装置。 - 請求項２に記載の圧電アクチュエータの駆動制御装置において、
前記制御信号は、パルス幅を前記指令値とし、
前記制御信号のパルス幅をカウントして前記パルス幅制御手段に出力するカウンタを備える
ことを特徴とする圧電アクチュエータの駆動制御装置。 - 圧電アクチュエータと、この圧電アクチュエータで駆動される被駆動体と、請求項２から５のいずれかに記載の圧電アクチュエータの駆動制御装置とを備える
ことを特徴とする電子機器。 - 請求項６の電子機器は、紙送り手段を備えたプリンタであり、
前記被駆動体は、前記紙送り手段が有するローラである
ことを特徴とする電子機器。
Priority Applications (1)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011155786A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換装置 |
| JP2012182951A (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Ngk Insulators Ltd | 圧電アクチュエータ及び圧電アクチュエータアレイ |
| US9240746B2 (en) | 2011-09-13 | 2016-01-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Driving apparatus for vibration-type actuator |
-
2006
- 2006-01-12 JP JP2006005303A patent/JP2007189823A/ja not_active Withdrawn
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