JP2007215390A - 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

Abstract

【課題】消費電力を格段に低減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。
【解決手段】圧電アクチュエータの駆動制御装置は、被駆動体であるロータがその回転に必要な最小トルクで駆動される場合の最小回転数を設定回転数として記憶し（Ｓ１０）、この設定回転数を実現するように、駆動信号のパルス幅を基準信号が発せられた際の基準パルス幅に対して制限して駆動制御を行う（Ｓ２０）。このように、ロータを駆動可能な程度にパルス幅が制限される結果、矩形波駆動において駆動信号のパルスデューティを小さくすることが可能であって、パルス幅の制限を行わないでパルスデューティ１００％としたときと比べて格段に低消費電力化できる。これにより、電池寿命を長期化できる。
【選択図】図８

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。
また、共振を利用する圧電アクチュエータが知られ、小型、薄型、高トルクの面で優れているため、今後、各種の携帯機器などへの搭載が増えるものと思われる。
このような圧電アクチュエータの駆動制御は、通常、交番する矩形波電圧の駆動信号を圧電素子に供給することで行われる（例えば、特許文献１）。特許文献１では、増幅回路の増幅率を変化させて圧電アクチュエータへの印加電圧を変えることにより、圧電アクチュエータにおける電流を抑制している。

特許第２５０６８９５号公報（第４頁右欄中段、図５）

しかしながら、通常の矩形波パルス信号によって駆動する場合は、基準パルス幅に対してほぼ１００％のデューティで駆動することになるが、これは、圧電アクチュエータの出力は一般的に、ロータなどを駆動するために必要なトルクを十分に上回るように設定されることから、電力の浪費に繋がる。これにより、電池寿命が短くなるという問題がある。
ここで、特許文献１のように駆動信号の電圧を調整することで電流を抑制したとしても、電圧を可変とする構成の場合には回路効率が低下するため、大電力が消費されてしまい、結局、省電力化が図れない。

このような問題に鑑みて、本発明の目的は、消費電力を格段に低減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にある。

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、前記振動体は、矩形波かつ単相の前記駆動信号の供給により、複数の振動モードの合成によって振動し、前記圧電アクチュエータが前記被駆動体を駆動する際の駆動特性に基づいて決められる最大駆動力を実現する基準パルス幅で前記駆動信号を発し、前記基準パルス幅に対して前記駆動信号のパルス幅を、前記駆動特性に基づいて前記被駆動体を駆動するために最低限必要となる最小駆動力を実現する最小パルス幅を限度に制限することを特徴とする。

この発明によれば、被駆動体を駆動可能な程度に、駆動信号のパルス幅が基準パルス幅に対して制限される結果、矩形波駆動において駆動信号のパルスデューティを小さくすることが可能となる。このため、駆動信号のパルス幅の基準パルス幅に対する比率が１００％のときに必要トルクを十分に上回るように、圧電アクチュエータの出力が高出力に設定されていたとしても、駆動信号のパルス幅制限によって被駆動体を実際に駆動可能な程度まで出力が小さくなるので、パルス幅の制限なしでパルスデューティ１００％（駆動信号パルス幅の基準パルス幅に対する比率が１００％）とした場合と比べて格段に低消費電力化できる。したがって、圧電アクチュエータの電源に電池を使用する場合は、電池寿命を大幅に長くできる。
ここで、駆動信号の基準パルス幅は、圧電アクチュエータの駆動特性において最大の駆動力を実現する最大のパルス幅（Ｄｕｔｙ１００％）に設定される。最大の駆動力は、圧電アクチュエータに求める出力、被駆動体の慣性や被駆動体と振動体との加圧条件などで決まる。
なお、所定の駆動力は、被駆動体の移動量（回転体の場合は回転数等）や、圧電素子ないし圧電アクチュエータを流れる電流値などとして把握できる。
また、駆動制御の対象としての振動体に単相の駆動信号を供給することにより、この振動体を複数の振動モードの合成モードにおいて振動させるので、複数相の駆動信号を用いる場合と比べて構成の簡略化および省電力化が図れる。
なお、駆動信号のパルスを最小パルスに制限した場合は、圧電アクチュエータの最小駆動力の出力により、被駆動体を駆動する目的を達成しつつ、電力消費を極限まで抑制できる。すなわち、駆動速度を問わずに被駆動体を簡易に駆動する場合などに有利である。

ここで、本発明の圧電アクチュエータの駆動制御方法においては、前記被駆動体を移動させる所定の駆動力が小さいほど、前記基準パルス幅に対する前記駆動信号のパルス幅を小さく制限することが好ましい。
この構成では、被駆動体を移動させる所定の駆動力が小さいほど、低消費電力化を促進できる。換言すれば、被駆動体が回転体の場合、低速回転領域における低消費電力化の効果を大きくできる。

また、このように所定の駆動力が小さいほど前記基準パルス幅に対する前記駆動信号のパルス幅を小さくするように制限することによって、例えば、被駆動体の始動時など被駆動体が加速する場合も、その加速の途中、始動後の初速に応じたパルス幅に制限されるので、消費電力を省力できる。
例えば時計の指針、回転板などの指示部材を駆動する圧電アクチュエータの駆動制御においては、このような加速動作として、クロノグラフ指針のリセット（帰零）動作、パワーリザーブ指針の早送り、アラーム設定の際の早回しなどを想定できる。このようなクロノグラフ、パワーリザーブ、アラーム設定などを有する時計において、本構成の駆動制御は多用されると考えられる。
ここで、このような動作の際に小さなパルス幅で（低いデューティで）駆動できるため、被駆動体に圧電アクチュエータとの磨耗によるブレーキが掛からず、駆動中の略全体を通じて、急な加減速を防止できる。これにより、圧電アクチュエータと被駆動体との当接部分の磨耗を低減することができる。

本発明の圧電アクチュエータの駆動制御方法では、前記振動体は、平面視略矩形状に形成され、前記振動体における前記複数の振動モードは、前記振動体の長手方向に沿って伸縮する縦振動および前記長手方向に対して屈曲する屈曲振動とされることが好ましい。

この発明によれば、縦振動と屈曲振動との位相差により、振動体の一部における楕円運動を実現できるので、単相の駆動信号による簡素な駆動方式でありながら、ロータなどの被駆動体を高効率で駆動できる。

本発明の圧電アクチュエータの駆動制御方法では、前記駆動信号のパルス幅を掃引して前記の所定の駆動力を実現する適正パルス幅を取得し、前記駆動信号を前記適正パルス幅に制御することが好ましい。
この発明によれば、適正パルス幅が実測に基いて取得され、この適正パルス幅となるように駆動信号が制御されるので、所望の駆動力が確実に得られる。

本発明の圧電アクチュエータの駆動制御方法では、前記駆動信号のパルス幅を、起動時、前記の所定の駆動力を実現する適正パルス幅で初期化することが好ましい。
この発明によれば、パルス幅の初期値を「０％」等とする場合と比べて、起動当初から所定の駆動力に近い駆動力が得られ、被駆動体が定常状態に早期に収束するため、起動速度を損なうことなく、低消費電力化を実現できる。

本発明の圧電アクチュエータの駆動制御方法では、前記適正パルス幅を、前回起動までの駆動時に前記被駆動体が定常状態となった際の前記駆動信号のパルス幅を基に決めることが好ましい。
この発明によれば、前回起動までの駆動時における定常状態に基いて、適正パルス幅が更新されるため、負荷の変動等に応じて駆動力および消費電力を適正化できる。
ここで、前回起動の駆動時における定常状態に基いて、適正パルス幅を起動毎に更新することもできる。

また、適正パルス幅は、複数回起動した際のそれぞれの駆動時に前記被駆動体が定常状態となった際の前記駆動信号のパルス幅を基に決めてもよい。
このように複数回の平均をとることにより、適正パルス幅が最適化され、駆動力および消費電力をより適正化できる。

本発明の圧電アクチュエータの駆動制御方法では、前記駆動信号のパルス幅を、当該圧電アクチュエータの駆動状態の検出に基いて調整することが好ましい。
この発明によれば、駆動状態に応じて駆動制御を行うため、負荷等が変動しても、被駆動体を安定的に駆動できる。

ここで、パルス幅を調整するために検出される圧電アクチュエータの駆動状態とは、圧電アクチュエータを流れる電流値や、ロータの回転数などの被駆動体の移動量などに基づいて決められる。
また、所定速度で被駆動体を駆動する際の安定駆動のためにこのような圧電アクチュエータの駆動状態を検出する場合だけでなく、被駆動体の移動量を可変に制御する場合に、例えば、圧電アクチュエータの電流検出器と、所定速度の電流指令値発生源と、検出した電流値および電流指令値に基づいて圧電アクチュエータを流れる電流値を制御する制御器とを備え、制御器の出力に応じてパルス幅を調整することでスピードコントロールを行ってもよい。この場合、各速度において、被駆動体を駆動可能な最小のパルス幅と最大のパルス幅とをそれぞれ設定し、上述のように基準パルス幅に対して駆動信号のパルス幅を制限することとなる。勿論、このような電流値検出に基づく制御の代わりに被駆動体の移動量を検出する検出器と、所定速度の移動量指令値発生源と、検出した移動量および指令値に基づいて移動量を制御する制御器とを備えてパルス幅を調整してもよく、電流値と被駆動体移動量との両方の検出値に基づいてパルス幅を調整してもよい。

本発明の圧電アクチュエータの駆動制御方法では、前記駆動信号のパルス幅を前記基準パルス幅に対して制限する駆動工程に加えて、前記駆動信号と前記検出された駆動状態を表す検出信号との位相差に関し、前記駆動信号の周波数掃引を実施して所定の駆動状態を実現する位相差である最適位相差を取得する最適位相差取得工程と、前記駆動信号と前記検出信号との位相差を検出しつつ前記駆動信号の周波数掃引を前記所定の駆動状態を実現する周波数を含む所定範囲で所定方向に実施し、この際、前記位相差が前記最適位相差に再度達した際の位相差逆転周波数を検出する位相差逆転検出工程と、を有する初期設定工程を備え、前記駆動工程では、前記位相差逆転周波数から前記所定の駆動状態側の値において設定されるクランプ周波数に前記駆動信号の周波数が達しないように規制しつつ、前記駆動信号と前記検出信号との位相差を検出するとともに前記最適位相差に対する前記位相差の大小に基いて前記駆動信号の周波数を高低いずれかに変更することで前記位相差に前記駆動信号の周波数を追従させ、前記初期設定工程を、所定の頻度で行い、前記最適位相差および前記位相差逆転周波数をそれぞれ更新することが好ましい。

この発明によれば、所定の駆動状態を実現する最適位相差が振動体と被駆動体との加圧の個体差や磨耗などによる加圧条件の変化、あるいは圧電アクチュエータの連続駆動による温度変化などによって変動しても、初期設定において最適位相差の取得が所定頻度で行われ、最適位相差が更新されて適切な最適位相差に補正されることとなるので、この最適位相差に基いて適切な駆動制御を実施でき、被駆動体の駆動に必要な適正な駆動力（トルク）によって、所望の駆動効率を実現できる。
なお、所定頻度は、例えば、数分〜数時間などの一定期間ごと、あるいは、圧電アクチュエータの起動回数、所定の動作を行った回数などで規定できる。

加えて、初期設定では位相差逆転検出をも実施する。すなわち、初期設定で初期化（更新）された最適位相差について位相差逆転が生じる場合の周波数を検出するので、最適位相差の更新に伴い位相差逆転周波数も更新されることになる。

ここで、位相差逆転現象は、振動体の組み立てにおける誤差や複数の振動モードにおける各振動の位相の合成などに起因するものと一応は考えることができ、この位相差逆転現象について、図３０に示す。この図３０において、所望の振動特性を最適駆動状態Ｇにより実現できるとして、駆動周波数を所定の幅で所定方向に掃引時、最適駆動状態Ｇにおける目標位相差θに再度、達する逆転ポイントＰｔがあるとする。この場合、この逆転ポイントＰｔの前後で目標位相差に対する位相差の大小に基く駆動周波数の追従方向は逆転し（このことを以下で位相差の逆転、逆転現象などと称する）、最適駆動状態Ｇを含み駆動に用いられる駆動範囲Ｕ１と隣接する範囲Ｕ２では、目標位相差θに対する位相差が大（＋）となるから、位相差を目標位相差θに近付けるべく、駆動周波数は、適切な向きとは逆方向、すなわち上げる方向に変更される。これにより、駆動制御が極めて不安定となってしまう。

このような位相差逆転現象に対する方策として、本発明の駆動制御方法は位相差逆転検出工程を備えており、この位相差逆転検出工程では具体的に、駆動信号と検出信号との位相差を検出しつつ駆動周波数の掃引を実施し、この際、位相差が最適位相差に再度達した場合は、位相差の逆転が生じる周波数として位相差逆転周波数を検出する。そして、初期設定後の駆動制御に際しては、最適位相差に対する位相差の大小の逆転を防止するため、位相差逆転周波数を基に設定されるクランプ周波数に駆動信号の周波数が達しないように駆動周波数を規制しつつ、位相差に駆動信号の周波数を追従させる制御を行う。これにより、位相差の評価に係る逆転現象によって駆動周波数が逆方向に変更される異常な処理を防止でき、駆動制御を安定的に実施できる。なお、位相差逆転周波数およびクランプ周波数は、互いに同じでも良い。
以上により、磨耗などの経時変化や温度変化などで共振点とともに最適位相差が変化することと、圧電アクチュエータの振動特性として周波数掃引時に位相差が逆転する場合があることとに良好に対処できる。したがって、圧電アクチュエータの使用環境や、圧電アクチュエータの駆動時間などを問わず、圧電アクチュエータの利用範囲をより一層拡大でき（長時間の連続駆動も可能）、信頼性向上や低コスト化も図られる。

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、前記振動体は、矩形波かつ単相の前記駆動信号の供給により、複数の振動モードの合成によって振動し、前記圧電アクチュエータが前記被駆動体を駆動する際の駆動特性に基づいて決められる最大駆動力を実現する基準パルス幅で前記駆動信号を発する駆動信号源と、前記基準パルス幅に対して前記駆動信号のパルス幅を、前記駆動特性に基づいて前記被駆動体を駆動するために最低限必要となる最小駆動力を実現する最小パルス幅を限度に制限する制御手段とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、被駆動体を駆動可能な程度に、駆動信号のパルス幅が基準パルス幅に対して制限され、矩形波駆動において駆動信号のパルスデューティを小さくできるので、格段に低消費電力化できる。
また、駆動制御の対象としての振動体に単相の駆動信号を供給することにより、この振動体を複数の振動モードの合成モードにおいて振動させるので、複数相の駆動信号を用いる場合と比べて構成の簡略化および省電力化が図れる。
なお、駆動信号のパルスを最小パルスに制限した場合は、圧電アクチュエータの最小駆動力の出力により、被駆動体を駆動する目的を達成しつつ、電力消費を極限まで抑制できる。

本発明の圧電アクチュエータの駆動制御装置では、前記振動体は、平面視略矩形状に形成され、前記振動体における前記複数の振動モードは、前記振動体の長手方向に沿って伸縮する縦振動および前記長手方向に対して屈曲する屈曲振動とされることが好ましい。

この発明によれば、縦振動と屈曲振動との位相差により、振動体の一部における楕円運動を実現できるので、単相の駆動信号による簡素な駆動方式でありながら、ロータなどの被駆動体を高効率で駆動できる。

本発明の圧電アクチュエータの駆動制御装置では、前記の所定の駆動力を実現する適正パルス幅を記憶する記憶手段を有することが好ましい。

この発明によれば、記憶手段に適正パルス幅を保持するので、例えば起動時に、この適正パルス幅で駆動信号のパルス幅を初期化することも可能となり、この場合、起動速度を損なうことなく、低消費電力化を実現できる。
そのほか、例えば駆動中、適正パルス幅を新たに取得し、記憶手段に保持する適正パルス幅の値を更新することも可能であり、これによって負荷の変動等に応じて適切に駆動制御でき、駆動を安定化させることができる。なお、適正パルス幅の更新は、所定時間や所定回数等の所定頻度で行ってもよい。
さらに、被駆動体が定常状態となった際や、起動終了の際における駆動信号のパルス幅を適正パルス幅として記憶手段に保持することで、次回起動の駆動時にこの記憶した適性パルス幅に基いて駆動信号の初期値を決定できる。これにより、駆動力および消費電力を適正化できる。
なお、駆動制御の際に用いる所定の駆動力を示す被駆動体の移動量（回転体の場合は回転数等）や、圧電素子ないし圧電アクチュエータを流れる電流値などについても、この記憶手段に保持すればよい。

本発明の圧電アクチュエータの駆動制御装置では、当該圧電アクチュエータの駆動状態を検出する検出手段を備え、前記制御手段は、前記駆動状態を基に、前記駆動信号のパルス幅を調整することが好ましい。
この発明によれば、駆動状態に応じて駆動制御を行うため、負荷等が変動しても、被駆動体を安定的に駆動できる。

本発明の圧電アクチュエータの駆動制御装置では、前記駆動信号と前記検出手段により検出された駆動状態を表す検出信号との位相差を検出する位相差検出手段と、前記駆動信号の周波数掃引を実施し前記位相差検出手段による前記位相差の検出に基いて所定の駆動状態を実現する位相差である最適位相差を取得する最適位相差取得手段と、前記駆動信号と前記検出信号との位相差を検出しつつ前記駆動信号の周波数掃引を前記所定の駆動状態を実現する周波数を含む所定範囲で所定方向に実施し、この際、前記位相差が前記最適位相差に再度達した際の位相差逆転周波数を検出する位相差逆転検出手段と、を有する初期設定手段と、前記最適位相差を基に前記駆動信号の周波数を設定する周波数制御手段と、前記初期設定手段による処理を、所定の頻度で行うことにより、前記最適位相差および前記位相差逆転周波数をそれぞれ更新する頻度制御手段とを備え、前記周波数制御手段は、前記位相差逆転周波数から前記所定の駆動状態側の値において設定されるクランプ周波数に前記駆動信号の周波数が達しないように規制するクランプ手段を有し、前記クランプ手段による前記駆動信号の周波数の規制を実施しつつ、前記位相差検出手段により前記位相差を検出するとともに前記最適位相差に対する前記位相差の大小に基いて前記駆動信号の周波数を高低いずれかに変更することで前記位相差に前記駆動信号の周波数を追従させることが好ましい。

この発明によれば、初期設定において最適位相差および位相差逆転周波数をそれぞれ更新できるので、磨耗などの経時変化や温度変化などで共振点とともに最適位相差が変動しても駆動制御が不安定とならず、また、圧電アクチュエータの振動特性として周波数掃引時に位相差が逆転している場合でも、駆動周波数が逆方向に変更され異常制御となることが無い。すなわち、本発明による前述した低消費電力化に加えて、安定的な駆動制御も共に実現できる。

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。

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、格段に低消費電力化でき、特に、電池で動作する携帯機器では、電池の長寿命化が図られる。
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。

本発明の電子機器では、計時部と、前記計時部で計時された計時情報を表示する計時情報表示部とを備えた時計であることが好ましい。

この発明によれば、前述の圧電アクチュエータにより、計時部を構成する歯車や、計時情報表示部を構成する指示部材等を非常に低消費電力で駆動することが可能となり、電池交換の頻度が減少するため利便性を向上させることができる。
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、応答性が高く微小送りが可能、小型薄型化に有利、高トルクなどを実現できる。

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、検出手段や、制御手段、位相差検出手段、初期設定手段、周波数制御手段、頻度制御手段、など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、消費電力を格段に低減でき、電池寿命を長期化できる。

〔第１実施形態〕
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態について説明する。
なお、第２実施形態以降の説明において、以下に説明する第１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化する。
［１．全体構成］
図１は、本実施形態に係る電子時計１を示す平面図である。電子時計１は、計時部としてのムーブメント２と、通常時刻を表示するための計時情報表示部としての文字板３、時針４、分針５、秒針６のほか、文字板３に設けられた窓部３Ａから日付を表示する日付表示装置９０を備えた腕時計（ウォッチ）である。

［２．日付表示装置の構成］
図２は、日付表示装置９０を示す平面図である。日付表示装置９０は、圧電アクチュエータ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、減速輪列４０を介して伝達される駆動力により回転する日車９３とから大略構成されている。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、歯車４１に噛合する日回し中間車９４と、日回し車９５とで構成されている。これらの圧電アクチュエータ２０、ロータ３０、日回し中間車９４、および日回し車９５は、底板９Ｄに支持されている。

なお、底板９Ｄの下方（裏側）には、水晶振動子が発振するパルス信号で動作するステッピングモータや（図示せず）、ステッピングモータに接続されて時針４、分針５、秒針６を駆動する運針輪列（図示せず）や、電源としての電池９１等が設けられている。電池９１は、ステッピングモータや圧電アクチュエータ２０、圧電アクチュエータ２０の駆動制御装置５０（図５）の各回路に電力を供給する。

日回し中間車９４は、大径部９４１と小径部９４２とから構成されている。小径部９４２は、大径部９４１よりも若干小径の円筒形であり、その外周面には、略正方形状の切欠部９４３が形成されている。この小径部９４２は、大径部９４１に対し、同心をなすように固着されている。大径部９４１には、ロータ３０の上部の歯車４１が噛合している。したがって、大径部９４１と小径部９４２とからなる日回し中間車９４は、ロータ３０の回転に連動して回転する。
日回し中間車９４の側方の底板９Ｄには、板バネ９４４が設けられており、この板バネ９４４の基端部が底板９Ｄに固定され、先端部が略Ｖ字状に折り曲げられて形成されてい
る。板バネ９４４の先端部は、日回し中間車９４の切欠部９４３に出入可能に設けられている。板バネ９４４に近接した位置には、接触子９４５が配置されており、この接触子９４５は、日回し中間車９４が回転し、板バネ９４４の先端部が切欠部９４３に入り込んだときに、板バネ９４４と接触するようになっている。そして、板バネ９４４には、所定の電圧が印加されており、接触子９４５に接触すると、その電圧が接触子９４５にも印加される。従って、接触子９４５の電圧を検出することによって、日送り状態を検出でき、日車９３の１日分の回転量が検出できる。
なお、日車９３の回転量は、板バネ９４４や接触子９４５を用いたものに限らず、ロータ３０や日回し中間車９４の回転状態を検出して所定のパルス信号を出力するものなどが利用でき、具体的には、公知のフォトリフレクタ、フォトインタラプタ、ＭＲセンサ等の各種の回転エンコーダ等が利用できる。

日車９３は、リング状の形状をしており、その内周面に内歯車９３１が形成されている。日回し車９５は、五歯の歯車を有しており、日車９３の内歯車９３１に噛合している。また、日回し車９５の中心には、シャフト９５１が設けられており、このシャフト９５１は、底板９Ｄに形成された貫通孔９Ｃに遊挿されている。貫通孔９Ｃは、日車９３の周回方向に沿って長く形成されている。そして、日回し車９５およびシャフト９５１は、底板９Ｄに固定された板バネ９５２によって図２の右上方向に付勢されている。この板バネ９５２の付勢作用によって日車９３の揺動も防止される。

［３．圧電アクチュエータユニットの構成］
図３、図４に示すように、圧電アクチュエータ２０、ロータ３０、および歯車４１は、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。
圧電アクチュエータユニット１０は、電子時計１の地板など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の回転は、歯車４１の上方に配置された検出手段としての回転センサ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、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、本実施形態では、ロータ３０の外周面には溝３１（図３）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、電子時計１を落下した場合のように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５）に電気的に接続されている（図５中、Ｎ参照）。
また、圧電素子２２の表面側の面には、図４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の長手方向に略二等分され、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５中、Ｐ１〜Ｐ３参照）、補強板２１（図５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。

このような電子時計１では、日付の変わり目に、駆動制御装置５０（図５）および圧電アクチュエータ２０が起動する。そして、駆動制御装置５０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、計時による日付変更であるか、日付補正時の日付変更であ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、計時による日付変更時は、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は圧電素子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４）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４中、矢印方向）に回転する。一方、日付補正時の日付変更である場合は、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の屈曲振動が誘発される。したがって、振動体２０Ａの突起２５は、駆動電極２２２に電圧印加した場合とは線対称で、かつ回り方向が逆向きの略楕円形状の軌跡となり、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の回転運動は、日回し中間車９４に伝達される。そして、日回し中間車９４の切欠部９４３に日回し車９５の歯が係合した際に、日回し車９５によって日車９３が送られ、日車９３が表示する日付が変更される。
なお、振動体２０Ａの振動状態を示す検出信号は、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５に基いて説明する。
図５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、パルスコントロール回路５２、ゲートドライバ５３、電源５４、スイッチ回路５５、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５６、信号増幅器（ＡＭＰ）５７、位相差検出手段６０、制御手段としてのコントローラ６５、およびロータ３０の回転数を検出する回転数検出器７１とを備えて構成されている。

電圧制御発振器５１は、印加される電圧によって出力する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の駆動信号を生成するための基準信号を所定の基準パルス幅で発している。
ところで、駆動信号の周波数（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６（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６（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６（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５に戻り、パルスコントロール回路５２は、電圧制御発振器５１で生成された駆動信号のパルス幅をコントローラ６５からの指令値に基き基準パルス幅に対して制限するものであり、後述するスイッチ回路５５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するデットタイム生成回路５２１と、ロータ３０の回転方向を切り替えるとともに、その指令値を出力する正逆回転回路５２２と、パルス制限に係る指令値を出力するパルス幅制御回路５２３と、デットタイム挿入を含むパルスコントロールを１周期ごとに実施し、駆動信号のパルスデューティを規定するパルス幅制限回路５２４とを有して構成されている。

ゲートドライバ５３は、パルスコントロール回路５２から出力された駆動信号に基いてスイッチ回路５５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５３Ａ、第２ゲートドライバ５３Ｂを備えている。
そして、パルスコントロール回路５２から第２ゲートドライバ５３Ｂ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５３Ａ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５４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５４１と、ロータ３０の正回転時のみ使用される第２電源５４２と、ロータ３０の逆回転時のみ使用される第３電源５４３とからなり、これらの第１、第２、第３電源５４１，５４２，５４３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。

スイッチ回路５５は、ＰチャネルＭＯＳ−ＦＥＴで構成されるスイッチ５５１，５５２，５５５，５５７と、ＮチャネルＭＯＳ−ＦＥＴで構成されるスイッチ５５３，５５４，５５６，５５８とで構成されている。これらの各スイッチ５５１〜５５８は、第１ゲートドライバ５３Ａ、第２ゲートドライバ５３Ｂ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５３Ｂは、正逆回転回路５２２に接続されており、ロータ３０の正回転時には、スイッチ５５２，５５３（図５中、Ｐ１）およびスイッチ５５５，５５６（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５５１，５５４を駆動する第１ゲートドライバ５３Ａと、スイッチ５５２，５５３（Ｐ１）およびスイッチ５５５，５５６（Ｐ２）を駆動する第２ゲートドライバ５３Ｂ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５５１，５５２は、一方のスイッチ５５１がオンされている場合には他方のスイッチ５５２はオフされる。なお、同じＰチャネルＭＯＳ−ＦＥＴのスイッチ５５１，５５５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５５３，５５４は、一方のスイッチ５５３がオンされている場合には他方のスイッチ５５４はオフされる（ＮチャネルＭＯＳ−ＦＥＴのスイッチ５５６，５５４についても同様）。
そして、直列に接続されたスイッチ５５１，５５４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５５２，５５３、あるいは、スイッチ５５５，５５６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５５１〜５５４（あるいはスイッチ５５１，５５５，５５６，５５４）は、第１ゲートドライバ５３Ａ、第２ゲートドライバ５３Ｂ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５５１，５５３（またはスイッチ５５１，５５６）で構成されるスイッチ回路と、他の一対のスイッチ５５２，５５４（またはスイッチ５５５，５５４）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５４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５４１および第２電源５４２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５３Ｂは、スイッチ５５５，５５６（Ｐ２）の代わりにスイッチ５５７，５５８（Ｐ３）を駆動し、スイッチ５５１，５５２，５５３，５５４（またはスイッチ５５１，５５７，５５８，５５４）が、圧電素子２２に対してブリッジ接続され、スイッチ５５１，５５３（およびスイッチ５５１，５５８）で構成されるスイッチ回路と、スイッチ５５４，５５２（またはスイッチ５５４，５５７）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５４１および第３電源５４３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５５１〜５５８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５５１，５５４や、スイッチ５５２，５５３（あるいはスイッチ５５５，５５６やスイッチ５５７，５５８）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。

バンドパスフィルタ（単峰フィルタ）５６は、圧電アクチュエータ２０の振動状態に基いて、検出される検出信号を、所定の周波数範囲に含まれる周波数の検出信号だけ通過させ、それ以外の周波数の信号を減衰させるフィルタである。
なお、検出信号は、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５のＰ２，Ｐ３参照）検出される。ここで、検出信号は、腕部２３（図５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５６を通過した検出信号は、信号増幅器５７で増幅される。

位相差検出手段６０は、位相制御器６１、位相シフト器６２、位相比較器６３、および
ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６４を備えて構成されている。
位相制御器６１は、検出信号の２周期ごとに、位相シフト器６２に制御信号を出力し、これに応じて位相シフト器６２は、予め設定された最適位相差分、検出信号の位相をシフトする。

位相比較器６３は、位相シフト器６２から出力された検出信号の位相と、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６２は、検出信号の位相を、最適位相差分だけシフトしており、位相比較器６３の出力が零に近づくほど最適位相差に近づいていることになる。

ローパスフィルタ６４は、所定の周波数以下の周波数の信号だけ通過させ、所定の周波数以上の周波数の信号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６２でシフトされた検出信号の位相と駆動信号の位相との差分、すなわち最適位相差との偏差（大小）がローパスフィルタ６４を介してコントローラ６５に出力される。

コントローラ６５は、入力された最適位相差との偏差を解消するように、電圧制御発振器５１に電圧信号を出力するとともに、パルスコントロール回路５２に指令値を出力するものであり、記憶手段６５１を有して構成されている。
記憶手段６５１には、ロータ３０を駆動するために最低限必要なトルク（駆動力）を示す設定回転数が記憶されている。
この設定回転数は、圧電アクチュエータ２０の駆動特性を基に決められている。
図７に、駆動信号のパルス幅（Ｄｕｔｙ）を掃引した際のロータ３０の回転数について示した。本実施形態では、ロータ３０の慣性等との関係でロータ３０が最小の駆動力で回転する際の最小回転数を約６００ｒｐｍとみなし、記憶手段６５１には最小回転数である「６００ｒｐｍ」を設定回転数として記憶する。
なお、電圧制御発振器５１が発する駆動信号の基準パルス幅は、圧電アクチュエータ２０の駆動特性において最大の駆動力を実現する最大のパルス幅（Ｄｕｔｙ１００％）に設定されている。最大の駆動力は、圧電アクチュエータ２０に求める出力、ロータ３０の慣性やロータ３０と振動体２０Ａとの加圧条件などで決まる。

回転数検出器７１は、例えば、ロータ３０と一体の歯車４１（図３）の回転数を検出する回転センサ１５を含んで構成されている。

［６．圧電アクチュエータの駆動制御］
次に、駆動制御装置５０による圧電アクチュエータ２０の作用について、図８に示すフローチャートおよび図９に示すタイミングチャートを参照して説明する。
駆動制御装置５０のコントローラ６５（図５）は、起動後、図８に示すように、初期値設定ステップＳ１０および駆動制御ループＳ２０を実行する。
まず、初期値設定ステップＳ１０では、コントローラ６５からパルスコントロール回路５２に出力する駆動信号のパルス幅Ｔを「０％」に初期化するとともに、コントローラ６５で使用する変数Ｚ０を記憶手段６５１から読み出した設定回転数「６００ｒｐｍ」で初期化する。

駆動制御ループＳ２０は、パルス幅設定ステップＳ２１と、ロータ３０の速度に基いて駆動信号のパルス幅を設定するパルス幅制御ステップＳ２２とを有して構成され、駆動終了を示す信号がコントローラ６５に入力されるまで（ステップＳ１００）、継続される。

パルス幅設定ステップＳ２１は、コントローラ６５がパルスコントロール回路５２に出力する駆動信号のパルス幅Ｔを設定する。圧電アクチュエータ２０の起動直後、Ｔは初期値である「０％」であり、パルスコントロール回路５２を経て圧電アクチュエータ２０に供給される駆動信号のパルス幅は「０％」となる。
そして、次のステップＳ１００で駆動の継続が確認されたら、パルス幅制御ステップＳ２２に進む。パルス幅制御ステップＳ２２は、ロータ３０の回転数を検出する回転数検出ステップＳ２２１と、このステップＳ２２１におけるロータ３０回転数の検出に基いて駆動信号のパルス幅を決めるパルス幅調整ステップＳ２２２とを有する。
回転数検出ステップＳ２２１では、回転数検出器７１（図５）により取得した回転数を変数Ｚ１に保持する。
そして、次のパルス幅調整ステップＳ２２２では、回転数検出ステップＳ２２１で取得したロータ３０の回転数（Ｚ１）と初期値設定ステップＳ１０でセットした設定回転数（Ｚ０）とを比較し、設定回転数Ｚ０よりも検出回転数Ｚ１が大である場合は、ステップＳ２２２Ａに進み、パルス幅ＴをΔＴ（本実施形態では０．１％）だけ減じる。一方、設定回転数Ｚ０よりも回転数Ｚ１が小である場合は、ステップＳ２２２Ｂに進み、パルス幅ＴをΔＴ（本実施形態では０．１％）だけ増やす。

以上説明した初期値設定ステップＳ１０および駆動制御ループＳ２０により、圧電アクチュエータ２０に供給される駆動信号のパルス幅が制御される。
図９は、図５におけるＡ〜Ｈ等の各箇所における信号波形をそれぞれ示す。図９中、Ａは、電圧制御発振器（ＶＣＯ）５１から出力される基準パルス信号を示し、この基準パルス信号Ａの周波数および基準パルス幅Ｐは略一定となっている。図９中、Ｂは、ロータ３０の回転を示す回転数検出器７１の出力を示す。
そして、Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは、第１、第２ゲートドライバ５３Ａ，５３Ｂにより、各スイッチ５５１〜５５４においてスイッチングされる駆動信号を示す。
基準パルス信号Ａは、パルスコントロール回路５２に入力され、このパルスコントロール回路５２において基準パルス幅Ｐに対して制限された値で駆動信号のパルス幅Ｔが生成され、各スイッチ５５１〜５５４では、図９中のＣ〜Ｆにそれぞれ示すような波形でオンオフ制御が行われる。すなわち、ブリッジの対角に配置されたスイッチ（図５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、これらスイッチが交互にオンオフ制御されることで、交番電圧Ｉがパルス幅Ｔで圧電アクチュエータ２０に供給され、圧電素子２２の伸縮により振動体２０Ａが振動する。

ここで、駆動信号Ｃ〜Ｆのパルス幅は、非駆動状態（ブレーキ状態）であるブレーキ区間Ｘから、起動後、前述のパルス幅制御ステップＳ２２（図８）でパルス幅Ｔを増加させることによって（ステップＳ２２２Ｂ）次第に増加し、これに伴いロータ３０が回転し始める。そして、所定時間経過後、圧電アクチュエータ２０の駆動状態は定常状態Ｙとなり、ロータ３０の回転数および駆動信号のパルス幅Ｔが収束する。このときの駆動信号のパルス幅（Ｈｉの部分）で決まるパルスデューティは、約１０％であり、このパルス幅Ｔは、図７に示したように、ロータ３０の最小回転数（６００ｒｐｍ）に対応しており、最小パルス幅に相当する。すなわち、ロータ３０は、その回転駆動に最低限必要な最小トルクで駆動される。

このように駆動制御装置５０によって駆動制御される圧電アクチュエータ２０の駆動性能について図１０のグラフに示した。この図１０には、ロータ３０の回転数と、圧電アクチュエータ２０および駆動制御装置５０の消費電力とがそれぞれ、駆動信号のパルス幅Ｔに応じてどう変化するかを示した。具体的に、駆動信号のパルス幅Ｔを基準パルス幅Ｐに対して制限しないパルスデューティ１００％の場合と、記憶手段６５１に保持する設定回転数を「１５００ｒｐｍ」として図８に示したステップによりパルス幅Ｔの制限を行った場合と、設定回転数を「６００ｒｐｍ」としてパルス幅Ｔの制限を行った場合（本実施形態）とをそれぞれ示した。なお、設定回転数が１５００ｒｐｍの場合、駆動信号のパルスデューティは約３０％であり、設定回転数が６００ｒｐｍの場合、前述したように、駆動信号のパルスデューティは約１０％である。
ここで、駆動信号のパルス幅Ｔの制限を行った場合は、パルス幅を制限しなかった場合と比べて明らかに消費電力が小さいことがわかる。

［７．本実施形態による効果］
本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）日付表示装置９０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、ロータ３０を駆動可能な程度に、基準パルス幅Ｐに対して駆動信号のパルス幅Ｔが制限される結果、矩形波駆動において駆動信号のパルスデューティを小さくすることが可能である。このため、駆動信号のパルス幅Ｔが基準パルス幅Ｐに対して１００％のとき（パルスデューティ１００％）に必要トルクを十分に上回るように、圧電アクチュエータ２０の規定出力が比較的高出力に設定されていたとしても、この駆動信号のパルス幅Ｔの制限によってロータ３０を実際に駆動可能な程度まで出力を小さくできる。したがって、駆動信号のパルス制限なしでパルスデューティ１００％とした場合と比べて格段に低消費電力化できる。

（２）また、ロータ３０を駆動可能な最小トルクでロータ３０が駆動される場合の最小回転数を想定し、ロータ３０の回転数がこの最小回転数の近傍に保たれるように駆動制御するため、圧電アクチュエータ２０の出力をロータ３０の駆動に際して極限まで小さくできる。すなわち、圧電アクチュエータ２０および駆動制御装置５０の電力消費量を最小限度に抑制できる

（３）さらに、駆動制御装置５０は回転数検出器７１を備え、駆動制御ループＳ２０において、回転数検出器７１によりロータ３０の回転数が検出され、この回転数に応じて駆動信号のパルス幅が設定されるので、圧電アクチュエータ２０が磨耗したり圧電アクチュエータ２０とロータとの加圧条件などが変動しても所望の駆動力が確実に得られ、ロータ３０を安定的に駆動できる。

（４）電池９１で動作する電子時計１に駆動制御装置５０を組み込んだことで、電池９１を長寿命化できる。このため、電池交換の頻度が少なくなり、メンテナンス性を向上させることができる。
（５）また、圧電アクチュエータ２０は、できるだけ低消費電力でロータ３０を簡易に駆動するものであるため、駆動の速度を厳密には問わない日付表示装置９０に圧電アクチュエータ２０を用いることによって、圧電アクチュエータ２０による効果を大きいものにできる。

ここで、以上説明した第１実施形態の変形例について説明する。
〔第１実施形態の変形例１〕
前記の本実施形態では、初期値設定ステップＳ１０において、コントローラ６５からパルスコントロール回路５２に出力する駆動信号のパルス幅Ｔを「０％」に初期化していたが、パルス幅Ｔの初期値はこれに限らず、任意に設定できる。例えば、図１１に示すように、パルス幅Ｔを適正パルス幅としての「１０％」などで初期化し、ロータ３０の設定回転数に応じて定常状態となるまで、駆動制御ループＳ２０において駆動信号のパルス幅を調整してもよい。このようにすれば、駆動信号のパルス幅１０％はロータ３０の最小回転数６００ｒｐｍ（図７）に対応するため、ロータ３０が早期に定常状態となり、圧電アクチュエータ２０の起動時間が短縮される。すなわち、起動速度を犠牲にすることなく、十分に低消費電力化できる。なお、駆動信号のパルス幅の初期値は、適正パルス幅「１０％」に限らず、例えば「５％」など、適正パルス幅より小さいパルス幅を初期値として、検出された回転数に応じて徐々にパルスデューティを上げていってもよい。

〔第１実施形態の変形例２〕
なお、前記第１実施形態の変形例１において、適正パルス幅（例えば１０％）を記憶手段６５１に保持し、起動後、定常状態となった際に適正パルス幅を記憶手段６５１に保持し直す構成としてもよい。すなわち、起動ごとに適正パルス幅が更新され、前回起動の駆動時にロータ３０が定常状態となった際のパルス幅が適正パルス幅となるので、駆動力および消費電力を適正化できる。
あるいは、前回起動時のパルス幅ではなく、複数回起動した際のそれぞれの駆動時にロータ３０が定常状態となった際の駆動信号のパルス幅を適正パルス幅として記憶手段６５１に保持してもよい。このように複数回の平均をとることにより、適正パルス幅が最適化され、駆動力および消費電力をより適正化できる。

〔第１実施形態の変形例３〕
また、図１２に示すように、駆動制御開始時に初期化ステップＳ００を設け、この初期化ステップＳ００において駆動信号のパルス幅を掃引し、ロータ３０を駆動可能な最小限のトルクを実現する最小回転数を求めることも考えられる。この場合、初期化ステップＳ００で実測された最小回転数に基いて駆動制御を実施できるため、ロータ３０の回転に必要なトルクが確実に得られる。

〔第１実施形態の変形例４〕
さらに、前記実施形態では、ロータ３０の回転数を検出し、検出された回転数と最小回転数等との比較において駆動制御していたが、ロータ３０の回転数の代わりに圧電アクチュエータ２０における電流値を基にして駆動制御してもよい。この場合、図１３に示すように、駆動制御装置５０Ａは、圧電アクチュエータ２０を流れる電流を検出する電流検出器７５を備え、コントローラ６５の記憶手段６５１には、ロータ３０を駆動可能な最小限の最小電流値を保持する。そして、駆動制御ループＳ２０において、この最小電流値と、電流検出器７５で検出された電流値との比較において、駆動制御を実施する。これにより、前記実施形態と略同様の効果が得られる。

〔第１実施形態の変形例５〕
前記実施形態では、駆動制御の際に用いる所定の駆動力を示す規定値は、最小回転数「６００ｒｐｍ」であったが、これに限らず、例えば、回転数「１０００ｒｐｍ」を規定値（前記実施形態における設定回転数）として駆動制御してもよい。このとき、駆動信号のパルスデューティは約２５％となり、ロータ３０は１０００ｒｐｍ近傍で回転する。
要するに、本発明では、被駆動体を駆動可能な所定の駆動力を実現する程度に、基準パルス幅に対して駆動信号のパルス幅を制限すればよい。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について図１４〜図２５を参照して説明する。本実施形態でも、第１実施形態と同様の圧電アクチュエータ２０を駆動制御することとし、また、本実施形態における圧電アクチュエータの駆動制御装置および方法は、前記第１実施形態の圧電アクチュエータの駆動制御装置および方法を包含する。ただし、本実施形態では、本実施形態特有の工程を実施することにより、位相差フィードバック制御における安定駆動を実現する。

［第２−１．電子時計の構成］
図１４は、本実施形態に係る電子時計１Ａを示す平面図である。電子時計１Ａは、計時部としてのムーブメント２と、通常時刻を表示するための計時情報表示部としての文字板３、時針４、分針５、秒針６のほか、クロノグラフ時間を示す秒クロノグラフ針７Ａ、分クロノグラフ針７Ｂを備えた計時装置としての腕時計（ウォッチ）である。電子時計１Ａのケースには、りゅうず８と、りゅうず８を挟んでクロノグラフの操作ボタン９Ａ，９Ｂとが設けられている。

本実施形態では、秒クロノグラフ針７Ａを駆動する駆動機構として、第１実施形態で示した圧電アクチュエータユニット１０（図２、図３）が使用されている。

［第２−２．圧電アクチュエータの駆動装置の構成］
図１５は、本実施形態の圧電アクチュエータの駆動制御装置５０Ａの構成を示す。

図１６は、コントローラ２６５の構成概略図であり、コントローラ２６５は、位相差検出手段６０を通じてフィードバックされる位相差に駆動信号の周波数を追従させる周波数制御手段６５２、所定の駆動状態を実現する最適位相差を取得する最適位相差取得手段６５３、最適位相差の取得の頻度を規律する頻度制御手段６５４、駆動周波数の掃引時に駆動信号の位相と検出信号の位相との位相差が目標位相差の値を複数回取り得るかを検出する位相差逆転検出手段６５５、駆動信号のパルス幅を制限する指令値をパルスコントロール回路５２に出力する低電力パルス制御手段（制御手段）６５６、駆動周波数を規制するクランプ手段６５７、および記憶手段６５８の各構成を含んで構成されている。ここで、最適位相差取得手段６５３と位相差逆転検出手段６５５とを有して初期設定手段が構成されている。

コントローラ２６５内の周波数制御手段６５２は、位相差検出手段６０を通じてフィードバックされる位相差に駆動信号の周波数を追従させる手段として機能しており、入力された目標位相差との偏差を解消するように、電圧制御発振器５１に電圧信号を出力する。

最適位相差取得手段６５３による最適位相差の取得は、頻度制御手段６５４により所定頻度で行われ、この頻度は、操作ボタン９Ａ（図１）の操作により圧電アクチュエータ２０が起動した時からの連続駆動時間で規定されている。本実施形態における頻度は、連続駆動時間１時間であり、当該時間が、記憶手段６５８に記憶されている。

記憶手段６５８には、上述の頻度制御手段６５４が参照する連続駆動時間に加え、駆動周波数のテーブル情報ＴＢＬ（図１９）と、ロータ３０を略最大の効率で駆動するために必要なトルク（駆動力）を示す設定回転数「１５００ｒｐｍ」とがそれぞれ記憶されている。

記憶手段６５８に記憶されたテーブル情報ＴＢＬ（図１９）には、振動体２０Ａに供給する駆動信号の周波数を予め掃引した際に目標位相差に再度達した場合、この位相差の逆転に係るクランプ周波数が記憶されている。
図１７は、駆動信号の周波数を掃引した際の振動体２０Ａの位相差、ロータ３０の回転数、および圧電アクチュエータ２０を流れる電流値を示すグラフであり、図１８は、図１７の要部拡大図である。なお、このグラフは、振動体２０Ａの固体差により、値や増減傾きが異なる場合がある。
駆動信号と検出信号との位相差は、振動体２０Ａの振動特性の指標であり、本実施形態では、ロータ３０の回転数が略最大となる最適駆動状態（所定の駆動状態）Ｇにおける位相差を目標位相差θ（本実施形態における最適位相差であり、約１００°）としている。位相差がこの目標位相差θであるとき、振動体２０Ａにおける縦振動の共振および屈曲振動の共振により、圧電アクチュエータ２０を最大効率で駆動できる。

駆動制御装置５０には、位相差のフィードバック制御を行うにあたり、最適駆動状態Ｇを含むとともに、駆動周波数の掃引時に位相差の増減傾きが一方向となり、振動特性が安定している駆動範囲Ｕ１が設定されている。この駆動範囲Ｕ１では、駆動周波数を上げる方向に変更した際に位相差が減少傾向に定まり、目標位相差θに対する位相差の大小に基づく駆動周波数の追従方向が逆転しない。
ここで、振動体２０Ａには、圧電素子２２および補強板２１の貼り合わせ誤差や、１つの駆動信号を振動体２０Ａに供給して駆動することによる縦振動の位相および屈曲振動の位相の重なりなどに起因し、図１７に例示するように、駆動周波数を低周波数側から上げる方向に掃引した際、駆動範囲Ｕ１において、位相差が目標位相差θから減少した後、増加し、再度目標位相差θに達する場合がある（逆転ポイントＰｔ１）。この逆転ポイントＰｔ１では、位相差は増加しており、最適駆動状態Ｇにおける位相差の傾き（減少）とは逆であり、この逆転ポイントＰｔ１から、再々度、目標位相差θに達し、逆転前の増減傾きに復帰する復帰ポイントＰｔ２までを、位相差フィードバック制御が不安定となる位相差逆転範囲Ｚとみなす。

この位相差逆転範囲Ｚの両側には、図１８に示すように、逆転ポイントＰｔ１における位相差逆転周波数Ｆ１から−０．５ｋＨｚの幅で位相差可逆範囲Ｒ１が、そして位相復帰ポイントＰｔ２における復帰周波数Ｆ３から＋０．５ｋＨｚの幅で位相差復帰範囲Ｒ２がそれぞれ設けられている。すなわち、位相差可逆範囲Ｒ１の境界値は、位相差逆転周波数Ｆ１およびこの位相差逆転周波数Ｆ１から０．５ｋＨｚマイナスしたクランプ周波数Ｆ２であり、位相差復帰範囲Ｒ２の境界値は、復帰周波数Ｆ３およびこの復帰周波数Ｆ３から０．５ｋＨｚプラスした復帰時クランプ周波数Ｆ４である。
これらの位相差逆転周波数Ｆ１、クランプ周波数Ｆ２、復帰周波数Ｆ３、復帰時クランプ周波数Ｆ４を含んだ位相差可逆範囲Ｒ１および位相差復帰範囲Ｒ２における周波数が記憶手段６５８に列挙されて記憶されている。
図１９は、記憶手段６５８に格納されたデータ内容を示す。記憶手段６５８は、位相差可逆範囲Ｒ１および位相差復帰範囲Ｒ２における周波数をテーブル情報ＴＢＬとして記憶する。

［第２−３．圧電アクチュエータの駆動制御］
次に、駆動制御装置５０Ａによる圧電アクチュエータ２０の駆動制御について、図２０〜図２２に示すフローチャートを参照して説明する。
駆動制御装置５０Ａのコントローラ２６５は、図２０に示す最適位相差取得工程Ｐ１、位相差逆転検出工程Ｐ４、および図２１に示す駆動工程Ｐ５をそれぞれ実行する。
なお、最適位相差取得工程Ｐ１と位相差逆転検出工程Ｐ４とを有して初期設定工程が構成されている。

［第２−３−１．頻度制御手段の作用］
コントローラ２６５は、頻度制御手段６５４のタイマ機能により、図２０に示すように、圧電アクチュエータ２０の起動時からの経過時間Ｔｎ、すなわち連続駆動時間を確認し（ステップＳｎ１１）、最適位相差取得工程Ｐ１および位相差逆転検出工程Ｐ４を所定頻度で実施する。すなわち、連続駆動時間の確認（ステップＳｎ１１）において、圧電アクチュエータ２０の起動時からの経過時間Ｔｎがコントローラ２６５の記憶手段６５８にメモリされた連続駆動時間Ｎに達した場合は（ＹＥＳ）、最適位相差取得工程Ｐ１を実施する一方、達していない場合は（ＮＯ）、図２１に示す駆動工程Ｐ５に移行する。
なお、経過時間Ｔｎは、圧電アクチュエータ２０の起動時に「０」で初期化される。

［第２−３−２．最適位相差取得工程］
最適位相差取得工程Ｐ１では、コントローラ２６５の最適位相差取得手段６５３により、ロータ３０を駆動した際の圧電アクチュエータ２０の所望の駆動状態（本実施形態では、駆動効率（ロータ３０の回転数）が略最大となる状態）を調べる。
具体的に、電圧制御発振器５１で発振する駆動信号の周波数をまず低周波数（本実施形態では２３０ｋＨｚ）にセットするとともに、駆動信号のパルス幅（Ｄｕｔｙ）の初期値を設定する（ステップＳｎ２１）。なお、このＤｕｔｙ初期値は、例えば５０％〜９５％程度に設定する。そして、電流制限０の状態とし、回転センサ１５（図２）から入力される回転数に基いてロータ３０の回転速度を検出する（ステップＳｎ２２）。この回転速度の検出では、回転数を保持する変数を２つ（Ｚｎ０、Ｚｎ１）使用して、回転速度を検出する度、その回転数をＺｎ０に代入するとともに、Ｚｎ０とＺｎ１との比較において、Ｚｎ０がＺｎ１よりも大である場合に、Ｚｎ０をＺｎ１に代入する。これにより、駆動周波数を掃引する過程における暫定の最大回転速度に係る回転数がＺｎ１に逐次代入、更新される。

この後、Ｚｎ０とＺｎ１とを比較し（ステップＳｎ２３）、Ｚｎ０（今回検出時の回転数）がＺｎ１（暫定の最大回転速度に係る回転数として保持する値）と同じ、あるいはＺｎ１よりも小さい場合は（ＮＯ）、回転速度のピークは未だ検出されていないので、駆動周波数を所定幅で上げ（ステップＳｎ２４）、掃引（スイープ）を続行する。本実施形態では、掃引時の駆動周波数の上げ幅は０．５ｋＨｚで、駆動周波数は２３０ｋＨｚから２８０ｋＨｚまで一方向に掃引される。なお、この駆動周波数掃引の際、高周波数から低周波数に下げることも可能である。

一方、ステップＳｎ２３においてＺｎ０がＺｎ１よりも小さい場合は（ＹＥＳ）、回転速度がピークを超えたと判断できるので、前回検出時までのデータにより暫定保持していたＺｎ１を最大回転速度（最大駆動効率）を表す回転数として決定し、次のステップＳｎ２５に進む。
ステップＳｎ２５で回転数がＺｎ１となる周波数ｆｄに固定し、この状態において、位相比較器６３で位相差を測定する（ステップＳｎ２６）。ここで測定された位相差を最適位相差として規定し、コントローラ２６５の記憶手段６５８に記憶する（ステップＳｎ２７）。ここで記憶した最適位相差に基いて、次の位相差逆転検出工程Ｐ４を行う。

位相差逆転検出工程Ｐ４では、駆動周波数を掃引した際に最適位相差（図１７、図１８のθ参照）に再度達して位相差の大小の評価が逆転する現象が生じているか否かを判定する（Ｓｎ４１、Ｓｎ４２）。ここで、最適位相差（θ）を位相シフト器６２に設定する。
これらの工程Ｓｎ４１、Ｓｎ４２では、具体的に、コントローラ２６５の位相差逆転検出手段６５５により、電圧制御発振器５１で発振する駆動信号の周波数を２３０ｋＨｚから２８０ｋＨｚまで一方向に掃引（スイープ）しながら、位相差検出手段６０を通じて位相差フィードバック処理を実施する。そして、図１７に例示したように、位相差の逆転現象が生じている場合は、この位相差逆転に係るクランプ手段６５７による判定結果は、「ＹＥＳ」となり、テーブル情報ＴＢＬ（図１９）を作成し（Ｓｎ４３）、このテーブル情報ＴＢＬを記憶手段６５８に記憶する（Ｓｎ４４）。
一方、位相差の逆転現象が生じていない場合は、位相差逆転の判定結果は、「ＮＯ」となり、本実施形態では、記憶手段６５８におけるテーブル情報ＴＢＬのデータを消去する。
以上の最適位相差取得工程Ｐ１および位相差逆転検出工程Ｐ４が終了したら、経過時間Ｔｎを「０」にリセットし（ステップＳｎ２８）、駆動工程Ｐ５に移行する。

［第２−３−３．駆動工程］
図２１に示す駆動工程Ｐ５では、コントローラ２６５により、先ず、前述の最適位相差取得工程Ｐ１で記憶手段６５８に記憶された最適位相差を位相シフト器６２（図２７）にセットするとともに、駆動信号のパルス幅（Ｄｕｔｙ）の初期値を設定する（ステップＳｎ３１）。なお、このＤｕｔｙ初期値は、例えば５０％〜９５％程度に設定する。
そして、駆動周波数を２３０ｋＨｚから掃引し（ステップＳｎ３２）、位相差検出手段６０および周波数制御手段６５２（図１６）を通じて、位相差フィードバック制御を実施する。具体的に、位相比較器６３から出力される位相差が「０」、つまり、位相シフト器６２にセットされた最適位相差に位相差が一致するまで（ステップＳｎ３３）、前述と同様の上げ幅で駆動周波数をスイープする（ステップＳｎ３４）。
こうして、位相差が最適位相差に一致したら（ステップＳｎ３３においてＹＥＳ）、以降、位相差検出手段６０を通じて同様に、位相差フィードバック制御を行い、検出信号と駆動信号との位相差に駆動信号の周波数を追従させる位相差フィードバック工程Ｓｎ３５を行う。すなわち、位相比較器６３からの出力が零、つまり位相差が最適位相差となるように、周波数制御手段６５２により、電圧制御発振器５１に入力する電圧信号を制御する。ここで、電圧信号を生成して電圧制御発振器５１に出力するにあたり、生成しようとする電圧信号が示す駆動周波数が、テーブル情報ＴＢＬ（図１９）の周波数と一致するか否かを判定する（Ｓｎ５２２）。
生成しようとする電圧信号が示す駆動周波数がテーブル情報ＴＢＬの周波数と一致しない場合（ＮＯ）、この電圧信号を生成して電圧制御発振器５１に出力し、その結果、電圧制御発振器５１が発振する駆動信号の周波数が変更される。
すなわち、駆動状態がＱ１（図１８）のとき、最適位相差（図１８のθ参照）に対して位相差が大であるプラスの偏差Ｄ１（図１８）が存在し、この場合は、位相差が減少するように、駆動周波数は上げる方向に変更される。また、駆動状態がＱ２のとき、目標位相差（θ）に対して位相差が小であるマイナスの偏差Ｄ２（図１８）が存在し、この場合は、位相差が増加するように、駆動周波数は下げる方向に変更される。
これらの工程Ｓｎ３５およびＳｎ５２２を、コントローラ２６５で生成すべき電圧信号が示す駆動周波数がテーブル情報ＴＢＬの周波数と一致しない限りは、繰り返し行う。

なお、事前に実施された位相差逆転検出工程Ｐ４において、位相差の逆転が生じない場合は、本実施形態では、電圧信号が示す駆動周波数がテーブル情報ＴＢＬ内の周波数と一致するか否かの判定（Ｓｎ５２２）は行わず、検出信号の入力ごとにコントローラ２６５が生成する電圧信号を制御する（Ｓｎ３５）。

一方、コントローラ２６５で生成すべき電圧信号がテーブル情報ＴＢＬ（図１９）の周波数と一致した場合は（ＹＥＳ）、当該電圧信号の生成、出力処理をクランプする（Ｓｎ５２３）。
これに伴い、電圧制御発振器５１が発振する駆動信号の周波数が維持され、駆動周波数の位相差への追従が規制されるため、駆動周波数がクランプ周波数Ｆ２を経て位相差逆転周波数Ｆ１に達し、位相差に基く駆動周波数の追従方向が逆転することを防止できる。これにより、位相差の評価が逆転した状態でフィードバック制御が行われることを確実に防止できる。

ここで仮に、駆動周波数の位相差への追従が規制されない場合は、圧電アクチュエータ２０の駆動状態が位相差可逆範囲Ｒ１における駆動状態Ｑ３を経て、駆動状態Ｑ４に移行する可能性がある。この駆動状態Ｑ４では、最適駆動状態Ｇに近づけるように、駆動周波数を下げる必要があるにも関わらず、位相差が目標位相差θに対して大（＋）であることから、位相差が減少するよう、駆動周波数が上げる方向に変更されてしまう。
すなわち、逆転ポイントＰｔ１の前後で、目標位相差θに対する位相差の大小に基く駆動周波数の追従方向が逆転しているから、駆動周波数が適切な向きとは逆方向に変更され、駆動状態Ｑ４から駆動状態Ｑ５へと、最適駆動状態Ｇとは離れる方向に駆動状態が移行してしまう。この駆動状態Ｑ４とＱ５との間で、位相差の増減傾きが変わり、以降、目標位相差θと位相差レベルが同じである復帰ポイントＰｔ２の前後で、位相差フィードバックにより駆動周波数が変更され、圧電アクチュエータ２０の駆動状態は、最適駆動状態Ｇから遠ざかることはあっても、最適駆動状態Ｇの近傍に戻ることは殆んど不可能な状態となる。

このような不具合を防止するため、位相差への駆動周波数の追従を前述のように規制している。
ここで、位相差への追従や温度変化によって駆動周波数が振れる幅よりも大きい幅（０．５ｋＨｚ）で位相差逆転周波数Ｆ１から離れたクランプ周波数Ｆ２を設定し、前述のように、駆動周波数をクランプ周波数Ｆ２に達しないように規制することで、位相差の評価が逆転した状態でフィードバック制御が行われることを確実に防止できる。
なお、クランプ（Ｓｎ５２３）後は、工程Ｓｎ５２１に戻って次の検出信号に応じた処理を継続し、工程Ｓｎ５２２で「ＮＯ」の場合には、駆動信号の周波数を位相差に追従させる。
以上により、駆動周波数を固定することなく位相差に追従させて、温度変化などによる振動体２０Ａの振動特性の変化に対応できるとともに、位相差に逆転現象が生じる場合であっても、誤った方向に駆動周波数が制御されることなく、圧電アクチュエータ２０を安定的に駆動制御できる。

ここで、記憶手段６５８におけるテーブル情報ＴＢＬ（図１９）には、位相差可逆範囲Ｒ１のほかに、位相差復帰範囲Ｒ２における周波数のデータも格納されており、この位相差復帰範囲Ｒ２における値は、次のような場合に使用される。
例えば、クランプ周波数Ｆ２が参照されてコントローラ２６５における電圧信号の出力がクランプされた際に、復帰ポイントＰｔ２よりも高周波数側の駆動範囲Ｊ（図１７）に遷移して駆動する必要がある場合などは、この位相差復帰範囲Ｒ２における周波数を参照し、駆動状態が不安定とならないように、駆動周波数を規制することが望ましい。すなわち、位相差に駆動周波数を追従させる処理において、駆動周波数を変更する前に、変更しようとする駆動周波数が位相差復帰範囲Ｒ２における値と一致するか否かを判定し、一致する場合は、駆動周波数を維持するために処理をクランプする。
このような駆動制御を行えば、駆動制御が不安定となる位相差逆転範囲Ｚを除いた状態で、駆動制御を安定的に行うことが可能となる。
また、復帰ポイントＰｔ２よりも高周波数側に最適駆動状態があり、駆動範囲Ｊで圧電アクチュエータ２０を駆動する必要がある場合も同様に、この位相差復帰範囲Ｒ２を参照して駆動周波数を規制する処理を行えばよい。

なお、駆動周波数掃引時の位相差が図１７に示すように、増加、減少を繰り返し、位相差の増減傾きが一定でない場合、設定された目標位相差（例えば図１７中のθ´）に対する位相差の評価の逆転現象が複数箇所で生じる場合も考えられる。
このような場合には、これらの逆転箇所における位相差可逆範囲および位相差復帰範囲の駆動周波数についてもテーブル情報ＴＢＬ（図１９）に追加し、駆動制御することを検討できる。
このようにすれば、位相差が逆転する範囲を除いた、駆動周波数をスイープさせる２３０ｋＨｚ〜２８０ｋＨｚの全範囲において、駆動制御装置５０により圧電アクチュエータ２０を駆動制御することが可能となる。

なお、クランプ（Ｓｎ５２３）後は、工程Ｓｎ３５に戻って次の検出信号に応じた処理を継続し、工程Ｓｎ５２２で「ＮＯ」の場合には、駆動信号の周波数を位相差に追従させる。
そして、位相差フィードバック工程Ｓｎ３５、Ｓｎ５２２、Ｓｎ５２３の一連の処理の度に、コントローラ２６５における経過時間Ｔｎを示す駆動時間計時変数を１つカウントアップする（ステップＳｎ３５１）。

次のステップＳｎ３９では、図２２に示す低消費電力駆動工程Ｐ６に移行する。この低消費電力駆動工程Ｐ６は、駆動工程Ｐ５（図２１）の位相差フィードバック制御のループ（Ｓｎ３５，Ｓｎ５２２，Ｓｎ５２３，Ｓｎ３５１，Ｓｎ３６，Ｓｎ３７，Ｓｎ３８）内に組み込まれているとともに、低消費電力駆動工程Ｐ６で行う処理は、第１実施形態の図８で示した処理に対応している。また、低消費電力駆動工程Ｐ６の各処理は、低電力パルス制御手段６５６（図１６）により行われる。

この低消費電力駆動工程Ｐ６では先ず、低消費電力駆動工程Ｐ６の処理に必要な駆動パラメータの初期化が必要か否かを判定し（Ｓ６１）、必要な場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１０において、コントローラ２６５からパルスコントロール回路５２に出力する駆動信号のパルス幅Ｔを「０％」に初期化するとともに、コントローラ２６５で使用する変数Ｚ０を記憶手段６５８から読み出した設定回転数「１５００ｒｐｍ」で初期化する。なお、このステップＳ６１でＹＥＳとなる場合は通常、圧電アクチュエータ２０の起動時（図２０のスタート）後、初回の低消費電力駆動工程Ｐ６制御開始時となる。

ステップＳ６１後、初期化された駆動パラメータに基づき、図８におけるフローと同様に、パルス幅設定ステップＳ２１と、ロータ３０の速度に基いて駆動信号のパルス幅を設定するパルス幅制御ステップＳ２２とを実施する。

このような低消費電力駆動工程Ｐ６により、圧電アクチュエータ２０に供給される駆動信号のパルス幅が制御される結果、駆動制御装置５０ＡのＡ〜Ｈの各箇所における信号波形は前掲の図９と同様となる。
すなわち、駆動信号Ｃ〜Ｆのパルス幅は、非駆動状態（ブレーキ状態）であるブレーキ区間Ｘから、起動後、前述のパルス幅制御ステップＳ２２（図２２）でパルス幅Ｔを増加させることによって（ステップＳ２２２Ｂ）次第に増加し、これに伴いロータ３０が回転し始める。そして、所定時間経過後、圧電アクチュエータ２０の駆動状態は定常状態Ｙとなり、ロータ３０の回転数および駆動信号のパルス幅Ｔが収束する。このときの駆動信号のパルス幅（Ｈｉの部分）で決まるパルスデューティは、約３０％であり、このパルス幅Ｔは、前掲の図７に示したように、ロータ３０の回転数（１５００ｒｐｍ）に対応している。

一方、低消費電力駆動工程Ｐ６を有して駆動制御される圧電アクチュエータ２０の駆動性能は、前掲の図１０のグラフと同様であり、本実施形態のように駆動信号のパルス幅Ｔの制限を行った場合、パルス幅を制限しなかった場合と比べて消費電力を小さくできることがわかる。

以上の低消費電力駆動工程Ｐ６の各処理を終了したら、低電力パルス制御手段６５６による制御は終了し、図２１の駆動工程Ｐ５のステップＳｎ３６に復帰する、
駆動工程Ｐ５における位相差フィードバック制御は、駆動終了を示す信号がコントローラ２６５に入力されるまで（ステップＳｎ３６）、または秒クロノグラフ針７Ａの回転方向の切替を示す信号がコントローラ２６５に入力されるまで（ステップＳｎ３８）、継続される。

ここで、圧電アクチュエータ２０の駆動制御に際しては、駆動信号と検出信号との位相差を指標（最適位相差）として、位相差フィードバック制御が行われるが、圧電アクチュエータ２０の連続駆動による磨耗や発熱などの経時変化により、圧電アクチュエータ２０の振動特性が変化し、駆動制御装置５０Ａの制御において指標となるべき最適位相差そのものが変わり、適正トルクが得られない場合がある。
また、このような経時変化により、位相差逆転周波数Ｆ１やクランプ周波数Ｆ２なども変化し、駆動制御に影響する。

このような圧電アクチュエータ２０の駆動特性の経時変化について、図２３のグラフに示した。
図２３のグラフに実線で示したロータ３０の回転数、圧電アクチュエータ２０における電流、および位相差はそれぞれ、圧電アクチュエータ２０起動時の初期状態において、駆動周波数（グラフ横軸）を掃引した際の値であり、図２３には、この初期状態から１時間後、３時間後に駆動周波数を掃引した際の回転数、電流、位相差がそれぞれ線種の異なる点線で示されている。
このグラフに示したように、駆動周波数掃引時における回転数、電流、および位相差は一定ではなく、初期状態から時間の経過に伴って変化していく。本実施形態では、圧電アクチュエータ２０の振動体２０Ａにおける共振点（図２３中、回転数が２５００ｒｐｍ近傍となる際の駆動周波数）は、当初はＲ_０であるが、１時間後はＲ_１、３時間後はＲ_３というように次第に高くなり、このため、駆動周波数掃引時の回転数、電流、位相差も遷移する。これらが遷移する要因としては、例えば、ロータ３０や振動体２０Ａの突起２５の磨耗、あるいは、突起２５をロータ３０に当接させる付勢力などの加圧条件の変化などが考えられる。

このような圧電アクチュエータ２０の駆動特性の経時変化に対応して、駆動工程Ｐ５における位相差フィードバック制御が所定時間経過すると、コントローラ２６５の頻度制御手段６５４は、経過時間Ｔｎが連続駆動時間Ｎに達したと判定し（図２１のステップＳｎ３７）、図２０に示した最適位相差取得工程Ｐ１および位相差逆転検出工程Ｐ４を再び実施する。すなわち、最適位相差取得工程Ｐ１は、コントローラ２６５に記憶された連続駆動時間（１時間）ごとに繰り返し実施され、最適位相差として規定される値が更新される。また、位相差逆転検出工程Ｐ４も、コントローラ２６５に記憶された連続駆動時間（１時間）ごとに繰り返し実施され、記憶手段６５８に保持される位相差逆転周波数Ｆ１やクランプ周波数Ｆ２などの値が更新される。
このように、経時変化による共振点のずれなどに対応して、最適位相差として保持する値、位相差逆転周波数Ｆ１、およびクランプ周波数Ｆ２などが補正されるので、最適位相差を前提とする駆動制御装置５０Ａの駆動制御が適切に実施される。

ここで、前述のように駆動電極２２１，２２２，２２３に選択的に駆動信号が供給されることにより、圧電アクチュエータ２０はロータ３０を正方向および逆方向に駆動することが可能に構成されているが、縦振動と屈曲振動との位相差の合成が正方向への駆動時と逆方向への駆動時とでは対称とならず、駆動特性が互いに異なる場合が多い。
このため、秒クロノグラフ針７Ａの正逆回転方向についてのユーザ操作時や、所定時間の経過、時刻補正時など、正逆回転回路５２２（図１５）を通じて正回転／逆回転の切替を示す信号がコントローラ２６５に入力された際にも（Ｓｎ３８でＹＥＳ）、図２０に示した最適位相差取得工程Ｐ１および位相差逆転検出工程Ｐ４（これらの工程Ｐ１およびＰ２により初期設定工程が構成されている）を再び実施する。

図２４は、圧電アクチュエータ２０における駆動特性を示すグラフであり、図２５は、図２４と比較するために、この圧電アクチュエータ２０において、駆動周波数の規制を行わなかった際の駆動特性を示すグラフである。これら図２４、図２５において、圧電アクチュエータ２０の連続駆動時間を横軸にとった。
駆動周波数の規制を実施すると、連続駆動により、振動体２０Ａの発熱が生じやすい環境であるにも関わらず、図２４に示すように、駆動周波数の上下の振れが抑制され、ロータ３０の回転数も安定している。これに対して、図２５では、振動体２０Ａの発熱に伴う温度変化などに起因して、駆動周波数が上下しており、上下に変化する部分ではロータ３０の回転数が上がらず、駆動状態が非常に不安定であることがわかる。
すなわち、前述した駆動制御装置５０による駆動周波数の規制により、温度変化等に関わらず、圧電アクチュエータ２０の駆動制御が安定することが確認できた。

［第２−４．本実施形態による効果］
本実施形態によれば、第１実施形態で述べた効果に加えて、次のような効果を得ることができる。
（６）コントローラ２６５が有する頻度制御手段６５４によって、最適位相差取得工程Ｐ１を所定の頻度で実施することにより、所定の駆動状態を実現するために必要な最適位相差（本実施形態では、駆動効率を最大にするために必要な最適位相差）が経時変化などで変化しても、最適位相差取得工程Ｐ１が実施されるたびに、最適位相差が再度規定されて適切な最適位相差に補正される。つまり、最適位相差の適切さを担保できるから、この最適位相差に基いて、駆動工程Ｐ２において駆動制御を安定化でき、ロータ３０の駆動に必要なトルクにより、所望の駆動効率を実現できる。

（７）駆動制御装置５０において位相差検出手段６０で検出された位相差に駆動信号の周波数を追従させるにあたり、位相差逆転検出手段６５５により記憶手段６５８のテーブル情報ＴＢＬを参照し、位相差に追従すると駆動周波数がクランプ周波数Ｆ２に達する場合には、クランプ手段６５７によって駆動周波数の位相差への追従をクランプし、駆動周波数の規制を実施する。このため、駆動周波数を掃引した際に、目標位相差θに対する位相差の大小の評価に逆転が生じている場合でも、駆動周波数が逆方向に変更される異常な処理を未然に防止でき、駆動制御を安定的に実施できる。

（８）コントローラ２６５による駆動周波数の掃引時に、位相差逆転周波数Ｆ１から最適駆動状態Ｇ側に離れたクランプ周波数Ｆ２を設定し、このクランプ周波数Ｆ２の値とならないように、駆動周波数の位相差への追従が制御されるため、駆動周波数の変動によって駆動状態が逆転ポイントＰｔ１に近づいても、位相差の評価の逆転現象により駆動周波数を適切でない方向に追従させることを確実に防止できる。

（９）腕時計である電子時計１Ａにおいては、温度や負荷などの変動により、その内部に組み込まれた圧電アクチュエータ２０の動作が不安定になるおそれがあるところ、このような電子時計１Ａに駆動制御装置５０Ａを組み込んだことで、前述の安定駆動できることの効果を大きくできる。

ここで、以上説明した第２実施形態の変形例について説明する。以下の変形例は、第１実施形態における変形例１〜３にそれぞれ対応している。
〔第２実施形態の変形例１〕
図２６に示した低消費電力駆動工程Ｐ７は、前記第２実施形態において、図２２に示した低消費電力駆動工程Ｐ６と置換可能となっている。また、この図２６に示した処理は、第１実施形態の変形例としての図１１に示した処理に対応している。
すなわち、前記の第２実施形態では、駆動パラメータ初期化判定（Ｓ６１）後の初期値設定ステップＳ１０において、コントローラ２６５からパルスコントロール回路５２に出力する駆動信号のパルス幅Ｔを「０％」に初期化していたが、これに限らず、この図２６に示すように、パルス幅Ｔを適正パルス幅としての「１０％」などで初期化し、ロータ３０の設定回転数に応じて定常状態となるまで、駆動信号のパルス幅を調整してもよい。これにより、圧電アクチュエータ２０の起動時間が短縮され、起動速度の短縮と、低消費電力化とを両立できる。
なお、駆動信号のパルス幅の初期値は、適正パルス幅「１０％」に限らず、例えば「５％」など、適正パルス幅より小さいパルス幅を初期値として、検出された回転数に応じて徐々にパルスデューティを上げていってもよい。

〔第２実施形態の変形例２〕
なお、前記第２実施形態の変形例１において、前記第１実施形態の変形例２と同様に、適正パルス幅（例えば１０％）を記憶手段６５１に保持し、起動後、定常状態となった際に適正パルス幅を記憶手段６５１に保持し直す構成としてもよいし、前回起動時のパルス幅ではなく、複数回起動した際のそれぞれの駆動時にロータ３０が定常状態となった際の駆動信号のパルス幅を適正パルス幅として記憶手段６５１に保持してもよい。

〔第２実施形態の変形例３〕
また、図２７に示した低消費電力駆動工程Ｐ８も、前記第２実施形態において、図２２に示した低消費電力駆動工程Ｐ６と置換可能となっている。また、この図２７に示した処理は、第１実施形態の変形例としての図１２に示した処理に対応している。
すなわち、制御開始時に初期化ステップＳ００を設け、この初期化ステップＳ００において駆動信号のパルス幅を掃引し、所望のトルクを実現する回転数を求めてもよい。

さらに、第２実施形態においても、前記第１実施形態の変形例４、５と同様の変形が可能である。

〔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、圧電アクチュエータ２０の被駆動体であるロータの回転数が調整可能に駆動制御される。

図２８は、本実施形態の駆動制御装置５０Ｂを示す。
駆動制御装置５０Ｂは、前述の駆動制御装置５０Ａ（図１５）の構成に加えて、ロータの回転数指令値を出力する回転数指令値源７２と、回転数検出器７１で検出された回転数と回転数指令値源７２から出力された回転数指令値とに基いてコントローラ２６５に対して制御信号を出力する回転数制御器７３とを備える。

図２９は、本実施形態における最適位相差取得工程Ｐ１´を示すフローチャートである。最適位相差取得工程Ｐ１´ではまず、回転数検出器７１を０セット（ゼロセット）する（ステップＳｎ２０）。次いで、前述の最適位相差取得工程Ｐ１（図２０）と同様、ステップＳｎ２１〜ステップＳｎ２７を実施し、最適位相差を取得する（Ｓｎ２７）。この後、図２０と同様、位相差逆転検出工程Ｐ４を実施し、経過時間Ｔｎをリセットする（Ｓｎ２８）。このＳｎ２１〜Ｓｎ２８の間、回転数検出器７１によるロータ３０の回転数検出を継続して行う。
そして、最後に、回転数検出器７１、回転数指令値源７２、および回転数制御器７３により、ステップＳｎ２０の時点から回転したロータ３０を回転数「０」になるまで逆転する（移動量復帰工程；ステップＳｎ２９）。この後、駆動工程Ｐ５（図２１）に移行する際は、最適位相差取得工程Ｐ１´および位相差逆転検出工程Ｐ４の所要時間が加味された指令値が回路基板の計時部ブロックを介して回転数指令値源７２に入力されるので、回転数制御器７３により、ロータ３０の回転数が調整される。
なお、回転数検出器７１によるロータ３０の回転数検出は、駆動工程Ｐ５においても、継続的に実施する。

〔本発明の変形例〕
本発明は、前述の実施形態に限定されない。以上では、駆動信号のパルス幅の制限に関していくつか変形例を示したが、そのほかの点に関しても、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。

例えば、ロータの回転速度を調整可能な構成として、ロータの回転数を検出しつつ制御する第３実施形態を示したが、これに限らず、圧電アクチュエータにおける電流値を検出しこの検出に基づいて電流を制御することにより、ロータの回転速度を調整する構成としてもよい。また、ロータの回転数と圧電アクチュエータの電流値との両方を検出し、これらに基づいてロータの回転速度の調整を行っても良い。
なお、ロータの回転数と圧電アクチュエータの電流値との両方を検出して制御する場合は、例えば、ロータ回転数に基づく制御ループをメジャーループとし、電流値に基づく制御ループをマイナーループとし、回転数検出器、回転数指令値源、回転数制御器、電流検出器、電流制御器を備える構成において、回転数指令値源からの回転数指令値と回転数検出器で検出された回転数とに基いて回転数制御器が電流指令値を生成する。そして、この電流生成値と電流検出器で検出された電流値とに基づいて電流制御器が制御手段に制御信号を出力する構成とすればよい。

また、前記各実施形態における駆動制御装置５０，５０Ａそれぞれのコントローラ６５，２６５は、周波数制御手段、最適位相差取得手段、頻度制御手段、位相差逆転検出手段、クランプ手段、および記憶手段などを含んで制御手段として構成されていたが、これらの各手段は、別々のコントローラに実装されていてもよく、任意に構成できる。コントローラ６５，２６５は、ハードウェアのみならず、ソフトウェアによって構成されていてもよい。

前記実施形態では、最適位相差は、圧電アクチュエータの駆動効率を最大とするように規定されていたが、これに限らず、最大駆動効率で駆動する必要がない場合などは、駆動効率が最大ではない所定の駆動状態に適するように、最適位相差を決めてもよい。

また、前記実施形態では、駆動信号と検出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。

なお、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低消費電力化できる。

初期設定工程において最適位相差を所定頻度で取得するにあたり、任意の手段により、時間や起動回数、所定の動作を行った回数をカウントする必要があるが、この際、カウント中の値を圧電アクチュエータの非駆動時にも不揮発性のメモリなどに保持し、再度、圧電アクチュエータを起動したときに、途中までカウントされた値をカウントアップしてもよい。これにより、圧電アクチュエータの起動時に無条件に最適位相差取得工程を実施する必要がなくなり、圧電アクチュエータの駆動が短いスパンで繰り返され、駆動時間や回数が累積した場合にも、磨耗状態などに応じて変動し得る最適位相差の取得を所定の頻度で確実に実施できる。

そして、頻度制御手段により規律される最適位相差取得工程Ｐ１が実施される頻度は、前記各実施形態では、１時間ごとであったが、頻度として設定する時間は、１時間に限られない。被駆動体の負荷の大小などに応じて、例えば、数分〜数時間の範囲で適宜決められる。また、初期状態からの経過時間が長くなるほど、頻度を上げる、すなわち、時間間隔を狭めて最適位相差取得工程を実施するなど、経過時間の長短に応じて頻度を決めることも検討できる。
さらに、最適位相差取得工程が実施される頻度は、時間以外の要素で規定することも可能である。すなわち、圧電アクチュエータの起動回数などで頻度を決めてもよく、例えば、頻度を起動回数２５５回として、コントローラの記憶手段に記憶しておいてもよい。また、圧電アクチュエータの電子機器への組み込み時によって頻度を規定してもよい。この組み込み時には、振動体と被駆動体との当接部の磨耗などに伴う圧電アクチュエータの交換も含まれれる。
頻度の決め方は、被駆動体の負荷や圧電アクチュエータの動作モードなどに応じて適宜決められる。前述したロータの正回転／逆回転の別に応じて、頻度が決められていてもよい。

本発明は、前記実施形態の電子時計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り、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、時計機能を備えた電話、携帯電話、非接触ＩＣカード、パソコン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、カメラ等が例示できる。
また、時計機能を備えないカメラ、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 pan
el）のメータ指針の駆動機構、圧電ブザー、プリンタのインクジェットヘッド、プリンタの紙送り機構、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。

また、前記各実施形態では、カレンダを示す日付表示装置９０の駆動に圧電アクチュエータ２０を用いていたが、これに限らず、年、月、曜を表示する機構の駆動や、時刻を示す時針４、分針５、秒針６の駆動などに本発明の圧電アクチュエータを用いてもよい。
なお、前記各実施形態では、圧電アクチュエータの適用例として腕時計を例示したが、これに限定されず、本発明は、懐中時計、置時計、掛け時計などにも適用できる。これらの各種時計において、例えばからくり人形などを駆動する機構としても利用できる。
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。

本発明の第１実施形態における時計の外観図。 前記実施形態における日付表示装置の平面図。 前記実施形態における圧電アクチュエータユニットの斜視図。 前記実施形態における圧電アクチュエータユニットの平面図。 前記実施形態における圧電アクチュエータの駆動制御装置の構成を示すブロック図。 前記実施形態における振動体について、（Ａ）は、駆動周波数とインピーダンスとの関係を示すグラフ、（Ｂ）は、駆動周波数と縦振動および屈曲振動の振幅との関係を示すグラフ。 前記実施形態において、駆動信号のパルス幅を掃引した際の駆動特性について示すグラフ。 前記実施形態の圧電アクチュエータの駆動制御を示すフローチャート。 前記実施形態の圧電アクチュエータの駆動制御のタイミングチャート。 前記実施形態の圧電アクチュエータの駆動制御による消費電力等を示すグラフ。 前記第１実施形態の変形例１における圧電アクチュエータの駆動制御を示すフローチャート。 前記第１実施形態の変形例２における圧電アクチュエータの駆動制御を示すフローチャート。 前記第１実施形態の変形例４における圧電アクチュエータの駆動制御装置の構成を示すブロック図。 本発明の第２実施形態における時計の外観図。 前記実施形態における圧電アクチュエータの駆動制御装置の構成を示すブロック図。 前記実施形態における圧電アクチュエータの駆動制御装置が備えるコントローラの外略構成を示すブロック図。 前記実施形態における振動体について、駆動信号の周波数掃引時の位相差、ロータの回転数、電流値の変化を示すグラフ。 図１７のグラフの要部拡大図。 前記実施形態における記憶手段に記憶されたテーブル情報を示す図。 前記実施形態の圧電アクチュエータの駆動制御装置における最適位相差取得工程および位相差逆転検出工程を示すフローチャート。 前記実施形態の圧電アクチュエータの駆動制御装置における駆動工程を示すフローチャート。 前記実施形態の前記駆動制御装置における低消費電力駆動工程を示すフローチャート。 前記実施形態における圧電アクチュエータの駆動特性の変化を示す図。 前記実施形態の圧電アクチュエータの駆動特性を示すグラフ。 図２４と比較する図であって、前記実施形態の圧電アクチュエータにおいて、駆動周波数の規制を実施しなかった際の駆動特性を示すグラフ。 前記第２実施形態の変形例１における圧電アクチュエータの駆動制御を示すフローチャート。 前記第２実施形態の変形例３における圧電アクチュエータの駆動制御を示すフローチャート。 本発明の第３実施形態における駆動制御装置の構成を示すブロック図。 前記実施形態の圧電アクチュエータの駆動制御装置における最適位相差取得工程を示すフローチャート。 駆動信号の周波数掃引時の位相差、ロータの回転数（駆動量）、電流値の変化を示すグラフ。

符号の説明

１，１Ａ・・・電子時計（電子機器）、２・・・ムーブメント（計時部）、４・・・時針（計時情報表示部）、５・・・分針（計時情報表示部）、６・・・秒針（計時情報表示部）、７Ａ・・・秒クロノグラフ針（計時情報表示部）、７Ｂ・・・分クロノグラフ針（計時情報表示部）、１５・・・回転センサ（検出手段）、２０・・・圧電アクチュエータ、２２・・・圧電素子、３０・・・ロータ（被駆動体）、５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ・・・駆動制御装置、５１・・・電圧制御発振器（駆動信号源）、６０・・・位相差検出手段、６５，２６５・・・コントローラ（制御手段）、７１・・・回転数検出器（検出手段）、７５・・・電流検出器（検出手段）、９３・・・日車（計時情報表示部）、６５１，６５８・・・記憶手段、６５２・・・周波数制御手段、６５３・・・最適位相差取得手段、６５４・・・頻度制御手段、６５５・・・位相差逆転検出手段、６５６・・・低電力パルス制御手段（制御手段）、６５７・・・クランプ手段、Ｆ１・・・位相差逆転周波数、Ｆ２・・・クランプ周波数、Ｐ・・・基準パルス幅、Ｐ１・・・最適位相差取得工程、Ｐ２・・・駆動工程、Ｐ４・・・位相差逆転検出工程、Ｐ５・・・駆動工程、Ｔ・・・駆動信号のパルス幅、θ・・・目標位相差。

Claims (14)

1. 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、
   前記振動体は、矩形波かつ単相の前記駆動信号の供給により、複数の振動モードの合成によって振動し、
   前記圧電アクチュエータが前記被駆動体を駆動する際の駆動特性に基づいて決められる最大駆動力を実現する基準パルス幅で前記駆動信号を発し、
   前記基準パルス幅に対して前記駆動信号のパルス幅を、前記駆動特性に基づいて前記被駆動体を駆動するために最低限必要となる最小駆動力を実現する最小パルス幅を限度に制限する
   ことを特徴とする圧電アクチュエータの駆動制御方法。
2. 請求項１に記載の圧電アクチュエータの駆動制御方法において、
   前記振動体は、平面視略矩形状に形成され、
   前記振動体における前記複数の振動モードは、前記振動体の長手方向に沿って伸縮する縦振動および前記長手方向に対して屈曲する屈曲振動とされる
   ことを特徴とする圧電アクチュエータの駆動制御方法。
3. 請求項１または２に記載の圧電アクチュエータの駆動制御方法において、
   前記駆動信号のパルス幅を掃引して前記の所定の駆動力を実現する適正パルス幅を取得し、
   前記駆動信号を前記適正パルス幅に制御する
   ことを特徴とする圧電アクチュエータの駆動制御方法。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の圧電アクチュエータの駆動制御方法において、
   前記駆動信号のパルス幅を、起動時、前記の所定の駆動力を実現する適正パルス幅で初期化する
   ことを特徴とする圧電アクチュエータの駆動制御方法。
5. 請求項４に記載の圧電アクチュエータの駆動制御方法において、
   前記適正パルス幅を、前回起動までの駆動時に前記被駆動体が定常状態となった際の前記駆動信号のパルス幅を基に決める
   ことを特徴とする圧電アクチュエータの駆動制御方法。
6. 請求項１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方法において、
   前記駆動信号のパルス幅を、当該圧電アクチュエータの駆動状態の検出に基いて調整する
   ことを特徴とする圧電アクチュエータの駆動制御方法。
7. 請求項６に記載の圧電アクチュエータの駆動制御方法において、
   前記駆動信号のパルス幅を前記基準パルス幅に対して制限する駆動工程に加えて、
   前記駆動信号と前記検出された駆動状態を表す検出信号との位相差に関し、前記駆動信号の周波数掃引を実施して所定の駆動状態を実現する位相差である最適位相差を取得する最適位相差取得工程と、
   前記駆動信号と前記検出信号との位相差を検出しつつ前記駆動信号の周波数掃引を前記所定の駆動状態を実現する周波数を含む所定範囲で所定方向に実施し、この際、前記位相差が前記最適位相差に再度達した際の位相差逆転周波数を検出する位相差逆転検出工程と、を有する初期設定工程を備え、
   前記駆動工程では、前記位相差逆転周波数から前記所定の駆動状態側の値において設定されるクランプ周波数に前記駆動信号の周波数が達しないように規制しつつ、前記駆動信号と前記検出信号との位相差を検出するとともに前記最適位相差に対する前記位相差の大小に基いて前記駆動信号の周波数を高低いずれかに変更することで前記位相差に前記駆動信号の周波数を追従させ、
   前記初期設定工程を、所定の頻度で行い、前記最適位相差および前記位相差逆転周波数をそれぞれ更新する
   ことを特徴とする圧電アクチュエータの駆動制御方法。
8. 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、
   前記振動体は、矩形波かつ単相の前記駆動信号の供給により、複数の振動モードの合成によって振動し、
   前記圧電アクチュエータが前記被駆動体を駆動する際の駆動特性に基づいて決められる最大駆動力を実現する基準パルス幅で前記駆動信号を発する駆動信号源と、
   前記基準パルス幅に対して前記駆動信号のパルス幅を、前記駆動特性に基づいて前記被駆動体を駆動するために最低限必要となる最小駆動力を実現する最小パルス幅を限度に制限する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。
9. 請求項８に記載の圧電アクチュエータの駆動制御装置において、
   前記振動体は、平面視略矩形状に形成され、
   前記振動体における前記複数の振動モードは、前記振動体の長手方向に沿って伸縮する縦振動および前記長手方向に対して屈曲する屈曲振動とされる
   ことを特徴とする圧電アクチュエータの駆動制御装置。
10. 請求項８または９に記載の圧電アクチュエータの駆動制御装置において、
    前記の所定の駆動力を実現する適正パルス幅を記憶する記憶手段を有する
    ことを特徴とする圧電アクチュエータの駆動制御装置。
11. 請求項８から１０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において、
    当該圧電アクチュエータの駆動状態を検出する検出手段を備え、
    前記制御手段は、前記駆動状態を基に、前記駆動信号のパルス幅を調整する
    ことを特徴とする圧電アクチュエータの駆動制御装置。
12. 請求項１１に記載の圧電アクチュエータの駆動制御装置において、
    前記駆動信号と前記検出手段により検出された駆動状態を表す検出信号との位相差を検出する位相差検出手段と、
    前記駆動信号の周波数掃引を実施し前記位相差検出手段による前記位相差の検出に基いて所定の駆動状態を実現する位相差である最適位相差を取得する最適位相差取得手段と、
    前記駆動信号と前記検出信号との位相差を検出しつつ前記駆動信号の周波数掃引を前記所定の駆動状態を実現する周波数を含む所定範囲で所定方向に実施し、この際、前記位相差が前記最適位相差に再度達した際の位相差逆転周波数を検出する位相差逆転検出手段と、を有する初期設定手段と、
    前記最適位相差を基に前記駆動信号の周波数を設定する周波数制御手段と、
    前記初期設定手段による処理を、所定の頻度で行うことにより、前記最適位相差および前記位相差逆転周波数をそれぞれ更新する頻度制御手段とを備え、
    前記周波数制御手段は、前記位相差逆転周波数から前記所定の駆動状態側の値において設定されるクランプ周波数に前記駆動信号の周波数が達しないように規制するクランプ手段を有し、前記クランプ手段による前記駆動信号の周波数の規制を実施しつつ、前記位相差検出手段により前記位相差を検出するとともに前記最適位相差に対する前記位相差の大小に基いて前記駆動信号の周波数を高低いずれかに変更することで前記位相差に前記駆動信号の周波数を追従させ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。
13. 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９から１３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。
14. 請求項１３の電子機器は、計時部と、前記計時部で計時された計時情報を表示する計時情報表示部とを備えた時計である
    ことを特徴とする電子機器。

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