JP3051921B2 - 超音波モ―タおよび超音波モ―タ付き電子機器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電素子の励振に
基づいて励振信号を生成する発振駆動回路を備えた超音
波モータおよび超音波モータ付き電子機器の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近時、マイクロモータの分野において、
圧電素子の圧電効果を利用して駆動力を得る超音波モー
タが注目されている。この超音波モータは、機械的共振
現象を利用したモータであり、その駆動周波数は環境温
度や外部負荷により変化するため、外部発振器に周波数
追尾機能を付加するなどの複雑な駆動回路が必要にな
る。しかし、圧電素子を接合した振動体を自励発振させ
て駆動する発振駆動方式を用いることで簡単に駆動する
ことができる。

【０００３】このような自励発振を利用した発振駆動回
路の例として、図２３に示すように、励振する圧電素子
１０２と、この励振に基づく初期信号を励振信号に増幅
するトライ・ステート・インバータ５０２ならびにトラ
イ・ステート・バッファ５０１ａ、５０１ｂと、この励
振信号を所定の周波数に設定するコンデンサ５０５，５
０６とを有するタイプが知られている（特開平８−２５
１９５２号公報参照）。

【０００４】そして、圧電素子１０２に接合した振動体
１０１に屈曲定在波を生じさせ、振動体１０１に加圧し
た移動体（図示外）に摩擦力を加えて、移動体を所定の
方向へ回転させる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように自励発振を利用した発振駆動回路４０５では、発
振駆動を停止してから再起動するとき、コンデンサー５
０５，５０６の残存電荷の問題や、トライ・ステート・
インバータ５０２ならびにトライ・ステート・バッファ
５０１ａ、５０１ｂを能動状態にしても半導体プロセス
のばらつきにより起こるＰｃｈトランジスタとＮｃｈト
ランジスタの両方がＯＦＦの状態、即ち、出力がハイ・
インピーダンス状態になる問題があり、自励発振のタネ
になる初期信号が発振駆動回路４０５に発生しずらくな
り発振の立ち上げに多くの時間を要したり、さらには、
発振起動不良にまで至るなど、信頼性や超音波モータの
特徴である高応答性が損なわれるという課題を有してい
た。

【０００６】そこで、本発明の目的は、再起動時の応答
性や安定性に優れる信頼性の高い超音波モータおよび超
音波モータ付き電子機器を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載するように、発振駆動回路は、励振
信号を増幅する電力増幅器と、励振信号の周波数を調整
するための容量性回路と、容量性回路を構成する容量性
素子に並列接続されるとともに起動／停止信号発生手段
からの出力信号に基づいて容量性素子の端子間を短絡さ
せるためのスイッチング回路とからなる構成として、起
動／停止信号発生手段の出力信号に基づき発振駆動回路
が停止状態にあるとき、スイッチング回路をＯＮにして
容量性素子の端子間を短絡させる。

【０００８】この発明によれば、停止状態にあるときに
容量性素子に残存している電荷を放電し、再起動時に発
振のタネになる初期信号を生成し易くして良好な発振立
ち上がり特性が得られ、応答性に優れる信頼性の高い超
音波モータおよび超音波モータ付き電子機器を実現し
た。請求項２に記載の発明は、発振駆動回路が、励振信
号を増幅する電力増幅器と、励振信号の周波数を調整す
るための容量性回路と、起動／停止信号発生手段の出力
信号に基づいて発振起動トリガを発生する発振起動回路
とからなる構成として、起動／停止信号発生手段の出力
信号に基づき発振駆動回路が能動状態になり発振を開始
する立ち上がり期間に発振起動回路を動作させる。

【０００９】この発明によれば、電力増幅器が能動状態
にあるにもかかわらず半導体プロセスのバラツキによっ
て起こる発振の立ち上がり時に生じる電力増幅器の出力
のハイ・インピーダンス状態に対して、発振を開始する
立ち上がり期間に発振起動トリガを発生させることで発
振起動不良を回避して、良好な発振立ち上がり特性が得
られる高応答で信頼性の高い超音波モータならびに超音
波モータ付き電子機器を実現できる。

【００１０】請求項３に記載の発明は、発振駆動回路
が、励振信号を増幅する電力増幅器と、励振信号の周波
数を調整するための容量性回路と、容量性回路を構成す
る容量性素子に並列接続されるとともに起動／停止信号
発生手段からの出力信号に基づいて容量性素子の端子間
を短絡させるためのスイッチング回路と、起動／停止信
号発生手段の出力信号に基づいて発振起動トリガを発生
する発振起動回路とからなる構成として、起動／停止信
号発生手段の出力信号に基づき発振駆動回路が停止状態
にあるとき、スイッチング回路をＯＮにして容量性素子
の端子間を短絡させ、起動／停止信号発生手段の出力信
号に基づき発振駆動回路が能動状態になるときスイッチ
ング回路がＯＦＦになるとともに、発振を開始する立ち
上がり期間に発振起動トリガを発生する発振起動回路を
動作させる。

【００１１】この発明によれば、停止状態にあるときに
容量性素子に残存している電荷を放電し、再起動時に発
振のタネになる初期信号を生成し易くするとともに、半
導体プロセスのバラツキによって起こる発振の立ち上が
り時に生じる電力増幅器の出力のハイ・インピーダンス
状態に対して、発振を開始する立ち上がり期間に発振起
動トリガを発生させることで発振起動不良を回避するこ
とで、より良好な発振立ち上がり特性が得られ、応答性
に優れる信頼性の高い超音波モータおよび超音波モータ
付き電子機器を実現した。

【００１２】請求項４に記載の発明は、発振駆動回路
が、励振信号の周波数を調整するための容量性回路と、
励振信号を増幅するためのものであって入力部がインバ
ータを用いて構成された電力増幅器とからなる構成とし
ている。この発明によれば、半導体プロセスのバラツキ
による発振起動不良を回避して、良好な発振立ち上がり
特性が得られ、応答性に優れる信頼性の高い超音波モー
タおよび超音波モータ付き電子機器を実現した。

【００１３】請求項５に記載の発明は、発振駆動回路
を、励振信号の周波数を調整するための容量性回路と、
容量性回路を構成する容量性素子に並列接続されるとと
もに起動／停止信号発生手段からの出力信号に基づいて
容量性素子の端子間を短絡させるためのスイッチング回
路と、励振信号を増幅するためのものであって入力部が
インバータを用いて構成された電力増幅器とからなる構
成として、起動／停止信号発生手段の出力信号に基づき
発振駆動回路が停止状態にあるとき、スイッチング回路
をＯＮにして容量性素子の端子間を短絡させる。

【００１４】この発明によれば、停止状態にあるときに
容量性素子に残存している電荷を放電し、再起動時に発
振のタネになる初期信号を生成し易くするとともに、半
導体プロセスのバラツキによる発振起動不良を回避する
ことで、より良好な発振立ち上がり特性が得られ、応答
性に優れる信頼性の高い超音波モータおよび超音波モー
タ付き電子機器を実現した。

【００１５】請求項６に記載の発明は、請求項４または
請求項５に記載の超音波モータにおいて、発振駆動回路
の電力増幅器は、その入力部に設けられたインバータと
インバータと出力部の間に設けられたプリバッファで構
成されるとともに、そのインバータとプリバッファの反
転電圧が電源電圧の２分の１であることを特徴としてい
る。

【００１６】この発明によれば、発振の動作点が電源電
圧の２分の１であるため、より良好な発振立ち上がり特
性が得られる。請求項７に記載の発明は、請求項１ない
し請求項６のいずれか１項に記載の超音波モータにおい
て、圧電素子の表面上には複数の電極からなる２組の電
極群が形成されており、発振駆動回路は、圧電素子の表
面上に形成された２組の電極群の各々に対して出力端子
が接続され各々の電極群を独立に励振駆動するための２
つの電力増幅器を有し、起動／停止信号発生手段の出力
信号に基づき、圧電素子の表面上に形成された２組の電
極群の各々に対して出力端子が接続された２つの電力増
幅器のどちらの電力増幅器を能動状態にするかの選択に
より移動体の回転方向を切り換えることを特徴としてい
る。

【００１７】この発明によれば、圧電素子の２つの電極
群の使い分けによって回転方向を切り替える超音波モー
タであり、電力増幅器を選択的に能動状態にすることで
発振させてモータ駆動を行なうため、発振をさせやすく
て発振立ち上がり特性のよい自励振駆動式の超音波モー
タが得られる。請求項８に記載の発明は、請求項７に記
載の超音波モータにおいて、圧電素子の表面上に形成さ
れた２組の電極群に対して出力端子が接続された２つの
電力増幅器は、並列接続された複数の電力増幅回路から
各々構成され、複数の電力増幅回路のうち機能させる電
力増幅回路を選択して電力増幅器の出力インピーダンス
を調整するための信号を出力する出力調整信号発生手段
とからなることを特徴としている。

【００１８】この発明によれば、圧電素子の２つの電極
群の使い分けによって回転方向を切り替える超音波モー
タであり、電力増幅器を選択的に能動状態にすることで
発振させてモータ駆動を行なうため、電力増幅器を並列
接続された複数の電力増幅回路から各々構成すること
で、起動／停止や回転方向切換えの方法同様、電力増幅
器の出力インピーダンス、すなわち、モータ出力を調整
することができる。そのため、負荷や外部環境の変化に
対して最適なモータ駆動が可能な高性能かつ信頼性の高
い自励振駆動式の超音波モータが実現できる。

【００１９】請求項９に記載の発明は、請求項８に記載
の超音波モータにおいて、電源の電源電圧を検出する電
圧検出手段と、予め設定した電源電圧データと、電圧検
出手段の検出した電圧と予め設定した電源電圧データを
比較する電圧比較手段とを追加したことが特徴になって
いる。この発明によれば、電圧比較手段による比較の結
果、電圧検出手段の検出した電圧と電源電圧データが一
致しない場合、出力調整信号発生手段により電力増幅器
の出力インピーダンスを調整することが可能になり、電
源電圧の変化などにも対応できる信頼性の高い自励振駆
動式の超音波モータが実現できる。

【００２０】請求項１０に記載の発明は、請求項１ない
し請求項９のいづれか１項に記載の超音波モータにおい
て、起動／停止信号発生手段あるいは出力調整信号発生
手段の出力信号に基づき発振駆動回路を構成する電力増
幅器の出力段トランジスタのドレイン側の接続を切るこ
とで電力増幅器の出力インピーダンスを調整することを
特徴としている。

【００２１】この発明によれば、起動／停止、回転方向
切換え、さらにはモータの出力調整をするための電力増
幅器の出力インピーダンス調整が非常に簡単な回路構成
で実現でき、応答性や信頼性の高い自励振駆動式の超音
波モータが安価に実現できる。請求項１１に記載の発明
は、圧電素子を接合した振動体が自励発振で振動波を発
生するための発振駆動回路と、発振駆動回路を能動状態
／停止状態にして超音波モータの起動／停止を制御する
ための信号を発生する起動／停止信号発生手段と、を有
するとともに、圧電素子の表面上には複数の電極からな
る２組の電極群が形成されており、発振駆動回路は、圧
電素子の表面上に形成された２組の電極群の各々に対し
て出力端子が接続され各々の電極群を独立に励振駆動す
るための２つの電力増幅器と、励振信号の周波数を調整
するための容量性回路とからなり、起動／停止信号発生
手段の出力信号に基づき、圧電素子の表面上に形成され
た２組の電極群の各々に対して出力端子が接続された２
つの電力増幅器のどちらの電力増幅器を能動状態にする
かの選択により移動体の回転方向を切り換える超音波モ
ータであって、超音波モータを起動するときは、前記２
つの電力増幅器を両方とも能動状態にして発振駆動回路
に初期信号を生成するとともに、初期信号が発振駆動回
路により励振信号まで増幅された後に、起動／停止信号
発生手段の出力信号に応じてどちらか一方の電力増幅器
を停止状態にして駆動を開始する自励発振立ち上げ制御
手段とを備えたことを特徴としている。

【００２２】この発明によれば、モータの駆動は２組の
電極群のうち片側のみを用いるが、発振立ち上げ時には
両方の電極群を用いるため、発振駆動回路のループゲイ
ンが高くなり発振立ち上がり時間が大幅に短くなり、ま
た発振立ち上げ時の信頼性も向上し応答性に優れた超音
波モータおよび超音波モータ付き電子機器が実現した。

【００２３】請求項１２に記載の発明は、請求項１ない
し請求項１１のいずれか１項に記載の超音波モータにお
いて、発振駆動回路は、圧電素子を接合した振動体が機
械的共振状態でもつ誘導性を利用して、振動体と容量性
素子とで構成した共振回路であることが特徴になってい
る。この発明によれば、振動体の機械的共振が鋭いた
め、周波数選択性に優れた安定性の高い発振駆動回路が
構成できる。

【００２４】請求項１３に記載の発明は、請求項１ない
し請求項１２のいずれか１項に記載の超音波モータにお
いて、圧電素子の少なくとも一方の表面にほぼ等間隔に
４の倍数個の電極を形成するとともに、隣接する２つず
つの電極を１組として組ごとに方向が交互に逆転するよ
うな分極処理を施し、電極を各々１つおきに電気的に短
絡させて２組の電極群を構成するための第１の結線手段
および第２の結線手段と、振動体の一方の表面上の、圧
電素子の少なくとも一方の平面上にほぼ等間隔の４の倍
数個形成された電極の境界付近の１つおきの位置に移動
体に動力を伝達するために設けられた突起とからなる構
成としている。

【００２５】この発明によれば、２組の電極群の選択に
よって回転方向の切換えが可能な単相駆動の超音波モー
タが得られ、単相駆動であるため発振駆動回路の構成が
非常に簡単になるという効果が得られる。請求項１４の
発明は、請求項１ないし請求項１３のいずれか１項に記
載の超音波モータにおいて、移動体の回転状態を検出す
るための回転情報検出手段と、回転情報検出手段からの
出力信号に基づき移動体の回転数を調整するための回転
数制御手段としての静電容量調整回路とからなる構成と
している。

【００２６】この発明によれば、発振駆動回路の容量性
回路の静電容量を調整するのみで、駆動環境や負荷変動
等に対して、安定度の高い超音波モータが実現できる。
請求項１５の発明は、超音波モータ付き電子機器であっ
て、請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載の
超音波モータを備えたことを特徴としている。この発明
によれば、超音波モータがもつ特徴により高性能な電子
機器がより信頼性高く構成することが可能になる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図２２を参照して本
発明を適用した実施の形態を詳細に説明する。 ｛実施の形態１｝超音波モータは、機械的構成としての
超音波モータ本体と、超音波モータ本体を駆動させる駆
動部と、駆動部と超音波モータ本体を制御する制御部か
ら構成されている。以下、これらについて説明する。

【００２８】図１は、本発明を適用した超音波モータの
構造を示す図である。先ず、超音波モータ本体は、図１
において、圧電素子１０２と、圧電素子１０２に接合さ
れる振動体１０１と、振動体１０１に設けた突起１０７
に当接される移動体１０８と、移動体１０８と振動体１
０１を加圧する加圧手段１０９と、振動体１０１の中央
に設けられた孔に固定される支持軸２０２と、支持軸２
０２の基端を固定した固定台２０１を備えている。な
お、固定台２０１の上には第１の結線手段１０４ａ、第
２の結線手段１０４ｂが配置されている。

【００２９】図２は、超音波モータに適用された振動体
１０１の平面構造および断面構造を示す図であり、図３
は、圧電素子１０２の平面構造を示す図である。図２
（ａ）に示すように、円板形状の振動体１０１に周方向
に３波長の定在波を発生させるため、圧電素子１０２の
一方の平面状にはほぼ均等に１２分割された１／４波長
分に相当する扇形状電極（ａ1、ｂ１、・ ・ ・ 、ａ
６、ｂ６）が形成されている。

【００３０】分極処理は、隣接する２つの電極を組とし
て各組ごと交互に方向が逆になるような厚み方向の分極
処理が施してある。ここで、図中の（＋）もしくは
（−）は、分極処理の方向を示しており、（＋）は振動
体１０１との接合面に対して正の電界を印加し、（−）
は振動体１０１との接合面に対して負の電界を印加し
た。さらに、図３（ａ）に示すように、分極処理を施し
た後、短絡電極を用いて各電極の１つおきに短絡された
２組の電極パターン１０３ａ、１０３ｂを形成する。こ
れらの電極は、蒸着、スパッタリング、印刷等の薄膜形
成手段により形成する。そして、図２（ｂ）に示すよう
に、２つの電極パターン１０３ａ、１０３ｂは各々結線
手段１０４ａ、１０４ｂに結線されている。

【００３１】振動体１０１は、図２に示すように、金属
製の円板状であり、圧電素子１０２の分割部の境界（定
在波の節と腹の中間位置）について一つおきに、振動体
１０１の振動エネルギを移動体１０８の駆動力に変換す
るための矩形状突起１０７が設けられている。図４は、
超音波モータの動作原理を示す図である。

【００３２】同図（ａ）において、圧電素子１０２の一
方の電極パターン（１０３ａもしくは１０３ｂ）に励振
信号入力すると、該分割部は所定の周波数で励振し、振
動体１０１に３波長分の屈曲定在波が発生する。このと
き、同図（ｂ）に示すように、振動体１０１に設けられ
た突起１０７は、屈曲定在波の腹と節に中間に位置する
ため、弧を描きながら上下運動を行う。この突起１０７
は、図中左から右方向へ運動するときにのみ移動体１０
８に当接するため、移動体１０８は図中矢印方向へ移動
される。

【００３３】一方、同図（ａ）において、他方の電極パ
ターンに励振信号を入力すると、振動体１０１に前述の
屈曲定在波と１／４波長分だけ位置的な位相の異なる屈
曲定在波を発生する。このとき、同図（ｃ）に示すよう
に、突起１０７は、図中右から左方向へ運動するときに
のみ移動体１０８に当接するため、前述とは逆方向へ移
動される。

【００３４】図５は、本実施の形態の超音波モータに適
用した発振駆動回路を示す図である。超音波モータの駆
動部は、圧電素子１０２等に接続された発振駆動回路４
０５からなり、制御部は、発振駆動回路４０５に接続さ
れた切換回路１０６と、切換回路１０６に接続された起
動／停止信号発生手段１１０から構成されている。

【００３５】発振駆動回路４０５は、出力端子を圧電素
子１０２の電極パターン１０３ａ，１０３ｂに接続する
とともに制御端子を切換回路１０６に接続したトライ・
ステート・バッファ５０１ａ，５０１ｂと、一端を電極
の役割を兼ねる振動体１０１に接続するとともに他端を
接地した容量性回路としてのコンデンサ５０５と、一端
を振動体１０１およびコンデンサ５０５に接続し他端を
接地するとともに制御端子を切換え回路１０６に接続し
たスイッチング回路としてのプルダウンスイッチ５０８
と、制御端子を切換回路１０６に接続したトライ・ステ
ート・インバータ５０２と、トライ・ステート・インバ
ータ５０２に並列接続した抵抗５０３と、一端をトライ
・ステート・インバータ５０２の出力端子に直列接続し
た抵抗５０４と、一端を抵抗５０４の他端と接続すると
ともに他端を接地した容量性回路としてのコンデンサ５
０６と、一端をコンデンサ５０６の一端およびトライ・
ステート・バッファ５０１ａ、５０１ｂの入力端子に接
続し他端を接地するとともに制御端子を切換回路１０６
に接続したスイッチング回路としてのプルダウンスイッ
チ５０７から構成されている。

【００３６】ここで、トライ・ステート・バッファ５０
１ａ，５０１ｂは、制御端子にＬｏｗ信号が反転されて
入力されると、入力端子から入力された信号を増幅し
て、該信号を圧電素子１０２の電極パターン１０３ａ，
１０３ｂに出力する。トライ・ステート・インバータ５
０２は、制御端子にＬｏｗ信号が反転されて入力される
と、振動体１０１から入力端子に入力された信号を反転
増幅し、抵抗５０４を介してコンデンサ５０６を充放電
させる。トライ・ステート・バッファ５０１ａ、５０１
ｂはその信号を入力し、非反転増幅した信号を出力す
る。

【００３７】コンデンサ５０５，５０６は、発振駆動回
路４０５に生成された励振信号を所定の周波数に設定す
る。スイッチング回路としてのプルダウンスイッチ５０
７，５０８は、発振駆動回路４０５の停止時に、制御端
子にＨｉｇｈ信号が入力されると、コンデンサ５０５，
５０６に残存している電荷を放電してコンデンサ５０
５，５０６を零電荷状態にし、トライ・ステート・イン
バータ５０２およびトライ・ステート・バッファ５０１
ａ，５０１ｂの入力端子をＬｏｗレベルに設定する。こ
のように、コンデンサ５０７，５０８に電荷が蓄えられ
ていない方が、起動する瞬間に発振駆動回路４０５に大
きな電流が流れ、自励発振のタネとなる初期信号が発生
し易くなる。

【００３８】なお、スイッチング回路にプルアップスイ
ッチを用いた場合には、発振駆動回路４０５の停止時に
コンデンサ５０５，５０６に電荷を充電して飽和状態に
することになり、トライ・ステート・インバータ５０２
およびトライ・ステート・バッファ５０１ａ，５０１ｂ
の入力端子をＨｉｇｈレベルに設定する。そして、起動
時に、充電した電荷の一部が放電されることにより、大
きな電流が発振駆動回路４０５に流れ、初期信号が発生
し易くなる。

【００３９】起動／停止信号発生手段１１０は、発振駆
動回路４０５の能動状態／停止状態を決定する第１の出
力端子１１０ａ、移動体１０８の正／逆回転を決定する
第２の出力端子１１０ｂを有し、２つの出力端子１１０
ａ，１１０ｂからＨｉｇｈ信号もしくはＬｏｗ信号を出
力する。切換回路１０６は、起動／停止信号発生手段１
１０の第１の出力端子１１０ａからＨｉｇｈ信号が出力
されると、トライ・ステート・インバータ５０２の制御
端子に反転されたＬｏｗ信号を入力し、スイッチング回
路としてのプルダウンスイッチ５０７，５０８の制御端
子にＨｉｇｈ信号を入力する。そして、トライ・ステー
ト・インバータ５０２はディセーブルとなり、プルダウ
ンスイッチ５０７，５０８はオンになる。

【００４０】一方、第１の出力端１１０ａからＬｏｗ信
号が出力されると、トライ・ステート・インバータ５０
２の制御端子に反転されたＨｉｇｈ信号を入力し、プル
ダウンスイッチ５０７，５０８の制御端子にＬｏｗ信号
を入力する。そして、トライ・ステート・インバータ５
０２はイネーブルとなり、プルダウンスイッチ５０７，
５０８はオフになる。

【００４１】このとき、起動／停止信号発生手段１１０
の第２の出力端子１１０ｂからＨｉｇｈ信号を出力する
と、トライ・ステート・バッファ５０１ａはイネーブル
になり、トライ・ステート・バッファ５０１ｂはディセ
ーブルになる。一方、第２の出力端子１１０ｂからＬｏ
ｗ信号を出力すると、トライ・ステート・バッファ５０
１ａはディセーブルになり、トライ・ステート・バッフ
ァ５０１ｂはイネーブルになる。そして、移動体１０８
の正逆方向の回転が決定される。

【００４２】次に、図５に基づいて、本実施の形態に係
わる超音波モータの動作について説明する。起動／停止
信号発生手段１１０の第１の出力端子１１０ａからＨｉ
ｇｈ信号が出力される。このとき、該Ｈｉｇｈ信号は反
転されてトライ・ステート・インバータ５０２の制御端
子に入力され、トライ・ステート・インバータ５０２を
ディセーブルにし、発振駆動回路４０５を停止状態にす
る。また、該Ｈｉｇｈ信号はプルダウンスイッチ５０
７，５０８の制御端子に入力され、該Ｈｉｇｈ信号はプ
ルダウンスイッチ５０７，５０８をオン状態にする。こ
こで、コンデンサ５０５，５０６に残存した電荷は放電
され、コンデンサ５０５，５０６に蓄えられる電荷は零
になり、トライ・ステート・インバータ５０２およびト
ライ・ステート・バッファ５０１ａ，５０１ｂの入力端
子はＬｏｗレベルに設定される。

【００４３】次に、起動／停止信号発生手段１１０の第
１の出力端子１１０ａからＬｏｗ信号を出力し、第２の
出力端子１１０ｂからＨｉｇｈ信号を出力する。このと
き、該Ｌｏｗ信号は反転されてトライ・ステート・イン
バータ５０２の制御端子に入力され、トライ・ステート
・インバータ５０２をイネーブルにし、発振駆動回路４
０５を能動状態にする。一方、該Ｌｏｗ信号はプルダウ
ンスイッチ５０７，５０８の制御端子に入力され、プル
ダウンスイッチ５０７，５０８をオフ状態にする。

【００４４】また、Ｌｏｗ信号は反転されてトライ・ス
テート・バッファ５０１ａの制御端子に入力され、トラ
イ・ステート・バッファ５０１ａをイネーブルにし、Ｈ
ｉｇｈ信号は反転されてトライ・ステート・バッファ５
０１ｂの制御端子に入力され、トライ・ステート・バッ
ファ５０１ｂをディセーブルにする。ここで、コンデン
サ５０５，５０６は零電荷状態なので、発振駆動回路４
０５に大きな電流が流れ、自励発振のタネである初期信
号が発振駆動回路４０５に発生する。該初期信号は、第
１の電極パターン１０３ａに入力されて、圧電素子１０
２および振動体１０１を励振させ、振動体１０１からト
ライ・ステート・インバータ５０２に入力して反転増幅
され、該反転増幅された初期信号は抵抗５０４を介して
コンデンサ５０６を充放電させて位相を調整するととも
に、トライ・ステート・バッファ５０１ａの入力端子に
入力してさらに増幅される。このように、初期信号は反
転増幅、増幅を繰り返して発振可能な励振信号にまで増
幅される。

【００４５】さらに、大きい初期信号は、少ない増幅回
数で励振信号にまで増幅されるため、超音波モータの立
ち上げに要する時間が短くなり、発振自起動性が向上し
高い信頼性が得られる。そして、この励振信号は、コン
デンサ５０５，５０６によって所定の位相に設定され、
固有周波数を主成分とした励振信号が永続的に発生す
る。

【００４６】以降、振動体１０１は固有振動数の屈曲定
在波を発生して移動体１０８に所定のタイミングで当接
し、摩擦力を加えられた移動体１０８は正方向へ回転さ
れる。一方、起動／停止信号発生手段１１０の第２の出
力端子１１０ｂからＬｏｗ信号が出力されると、反転さ
れたＬｏｗ信号はトライ・ステート・バッファ５０１ａ
の制御端子に入力され、トライ・ステート・バッファ５
０１ａをディセーブルにし、反転されたＨｉｇｈ信号は
トライ・ステート・バッファ５０１ｂの制御端子に入力
され、トライ・ステート・バッファ５０１ｂをイネーブ
ルにする。

【００４７】このとき、励振信号は圧電素子１０２の第
２の電極パターン１０３ｂに入力され、振動体１０２は
１／４波長位相の異なる屈曲定在波を発生して、移動体
１０８は逆方向へ回転される。図６は、発振が立ち上が
る時の回路動作のタイミングチャートである。ここで、
図６を用いて発振駆動回路４０５の動作原理を説明す
る。起動／停止信号発生手段１１０の出力に基づき、超
音波モータが停止状態の時、トライ・ステ−ト・インバ
ータ５０２ならびにトライ・ステ−ト・バッファ５０１
ａ、５０１ｂの出力はハイインピ−ダンス状態であり、
スイッチング回路としてのプルダウンスイッチ５０７、
５０８はオン状態にある。すなわち、トライ・ステート
・インバータ５０２およびトライ・ステート・バッファ
５０１ａ、５０１ｂの入力端子と出力端子はＬＯＷにな
っている。

【００４８】ここで、起動／停止信号発生手段が起動命
令を出力すると、トライ・ステート・インバータ５０２
およびトライ・ステート・バッファ５０１ａもしくは５
０１ｂが能動状態になるとともに、スイッチング回路と
してのプルダウンスイッチはオフ状態になる。この時点
では、トライ・ステート・インバータは入力端子がＬＯ
Ｗであるため出力端子にＨＩＧＨを出力し、一方トライ
・ステート・バファ５０１ａもしくは５０１ｂは入力端
子がＬＯＷであるため出力端子にＬＯＷを出力する。ト
ライ・ステート・インバータ５０２の出力端子がＨＩＧ
Ｈであるため、コンデンサ５０５は帰還抵抗５０３を介
して充電を開始し、コンデンサ５０６は抵抗５０４を介
して充電を開始する。本実施の形態では、帰還抵抗５０
３は１ＭΩと非常に高いため帰還抵抗５０３とコンデン
サ５０５の時定数τ１は抵抗５０４とコンデンサ５０６
の時定数τ２より大きいため、トライ・ステート・バフ
ァ５０１ａもしくは５０１ｂは入力電圧が反転電圧を超
えてＨＩＧＨを出力する（図６のタイミングＡ）。

【００４９】次に、トライ・ステート・インバータ５０
２の入力電圧が反転電圧を超えてＬＯＷを出力する（図
６のタイミングＢ）。以後、トライ・ステ−ト・インバ
ータ５０２は動作点が決まり、振動体１０１に発生する
固有周波数を主成分とする信号を入力して反転増幅を行
い、抵抗５０４を介してコンデンサ５０６の充放電を繰
り返す。トライ・ステ−ト・バッファ５０１ａもしくは
５０１ｂはコンデンサ５０６に充放電される信号を入力
し、圧電素子１０２を励振駆動する。

【００５０】トライ・ステ−ト・インバータ５０２と、
抵抗５０４とコンデンサ５０６と、トライ・ステート・
バッファ５０１ａもしくは５０１ｂと、コンデンサ５０
５と、からフィードバックループが構成され、振動体１
０１に発生する主成分とする信号はこのフィードバック
ループにより反転増幅された駆動信号となり、圧電素子
１０１は安定継続した自励振発振を行うこととなる（図
６のタイミングＣ）。

【００５１】これと同時に圧電素子１０２が接合された
振動体１０１に発生する振動波により、移動体１０８を
摩擦駆動する。以上より、本実施の形態によれば、発振
駆動回路４０５が起動／停止信号発生手段１１０の出力
に応じて能動状態になった瞬間に大きな電流が流れ、自
励発振のタネである初期信号が発生し易くなり、少ない
増幅回数で短時間のうちに励振信号にまで増幅するよう
にしたので、再起動時にも優れた応答性が得られる。そ
して、安定した発振立ち上がり特性を有する信頼性の高
い超音波モータを実現している。

【００５２】また、発振駆動回路４０５が停止状態のと
き、スイッチング回路としてのプルダウンスイッチ５０
７、５０８をオン状態にしておくことは、トライ・ステ
ート・インバータ５０２およびトライ・ステート・バッ
ファ５０１ａ、５０１ｂの入力端子を所定の電位、即
ち、この場合はＬＯＷレベルに固定され、貫通電流を抑
えるという効果も得られる。また、このスイッチング回
路としてのプルダウンスイッチ５０７、５０８は、モー
タ駆動中にＯＮ状態にすることで発振駆動回路４０５の
発振を停止させることができるため、超音波モータを停
止させるときに見られる振動体１０１の残留振動を瞬時
に打ち消すことで急停止させる手段としても利用可能で
ある。

【００５３】{実施の形態２}図７は、本発明を適用した
超音波モータの実施の形態２に係わるブロック図であ
る。圧電素子１０２の表面上には複数の電極からなる少
なくとも２組の電極群１０３ａ、１０３ｂが形成されて
いる。

【００５４】圧電素子１０２と振動体１０１は発振駆動
回路４０５に対してメカニカルフィルターとして働き、
振動体１０１には固有周波数を主成分とする信号が発生
する。反転電力増幅器５０２は入力部にインバータ６１
５からなる構成とし、圧電素子１０２のもう一方の面に
形成された電極１０３ｃあるいは振動体１０１より発生
する励振信号を入力とし反転増幅して容量性回路である
位相調整回路５９９に出力する。

【００５５】容量性回路である位相調整回路５９９は反
転電力増幅器５０２が出力する励振信号を入力とし、励
振信号の位相調整を行い、電力増幅器５０１へ出力す
る。電力増幅器５０１は入力部にインバータ６２０と、
インバータ６２０の出力を少なくとも２つの電力増幅器
５０１ａ、５０１ｂと接続した構成で、少なくとも２つ
の電力増幅器５０１ａ、５０１ｂの出力端子は圧電素子
１０２の表面上に形成された２組の電極群１０３ａ、１
０３ｂにそれぞれ接続され、各々の電極群を独立に励振
駆動する。

【００５６】起動／停止信号発生手段１１０ａは、反転
電力増幅器５０２と電力増幅器５０１とスイッチング回
路５０７、５０８の動作を制御する信号を出力する。正
逆転信号発生手段１１０ｂは、移動体１０８の回転方向
を設定するための正逆転信号を切換回路１０６に出力す
る。切換回路１０６の出力端子は、電力増幅器５０１の
２つの電力増幅器５０１ａ、５０１ｂに接続されてお
り、起動／停止信号発生手段１１０ａの出力信号と正逆
転信号発生手段１１０ｂの出力信号に基づき２つの電力
増幅器５０１ａ、５０１ｂの少なくとも１つを選択す
る。ここで切換回路１０６からの出力信号により作動さ
せる電力増幅器を変えると移動体の回転方向は逆転す
る。

【００５７】スイッチング回路５０７、５０８は、起動
／停止信号発生手段１１０ａが出力する制御信号に基づ
き、オン／オフする。図８は、本発明を適用した超音波
モータの実施の形態２に係わる発振駆動回路の構成図で
ある。振動体１０１には、一方の平面には複数の電極か
らなる２組の電極群１０３ａ、１０３ｂが形成されてい
る圧電素子１０２が接着等の手段で接合されている。振
動体１０１は電極としての役割も兼ねており、トライ・
ステ−ト・インバータ５０２の入力端子とコンデンサ５
０５の一端とスイッチング回路としてのプルダウンスイ
ッチ５０７の一端に接続されている。コンデンサ５０５
の他端およびプルダウンスイッチ５０７の他端は接地さ
れている。

【００５８】トライ・ステ−ト・インバータ５０２は、
圧電素子１０２の表面に形成された電極１０３ｃもしく
は振動体１０１より励振情報である電気的信号を反転増
幅するための反転電力増幅器の役割を果たす。このトラ
イ・ステ−ト・インバータ５０２は、圧電素子１０２か
らの励振信号をインバータ６１５から入力し、インバー
タ６１５は後段のプリバッファであるＮＡＮＤ６１３と
ＮＯＲ６１４を介して各々Ｐｃｈトランジスタ６１１と
Ｎｃｈトランジスタ６１２を駆動して、反転増幅した信
号を出力する。

【００５９】抵抗５０３は、トライ・ステ−ト・インバ
ータ５０２に並列接続された帰還抵抗であり、トライ・
ステ−ト・インバータ５０２の動作点を安定化する。位
相調整回路５９９は、抵抗５０４およびコンデンサ５０
６から構成され、トライ・ステ−ト・インバータ５０２
の出力端子は抵抗５０４の一方に接続され、他端がコン
デンサ５０６の一端とプルダウンスイッチ５０８とトラ
イ・ステ−ト・バッファ５０１の入力端子に接続されて
いる。コンデンサ５０６の他端およびプルダウンスイッ
チ５０８の他端は接地されている。位相調整回路５９９
は、トライ・ステ−ト・インバータ５０２の出力する励
振信号を入力とし、励振信号の位相調整を行い、トライ
・ステ−ト・バッファ５０１へ出力する。

【００６０】トライ・ステ−ト・バッファ５０１は、位
相調整回路５９９が出力する励振信号を、インバータ６
２０から入力し、後段の少なくとも２組のトライ・ステ
−ト・バッファ５０１ａ、５０１ｂへ出力する。２組の
トライ・ステ−ト・バッファ５０１ａ、５０１ｂの出力
端子は、圧電素子１０２の一方の平面に形成された２組
の電極群１０３ａ、１０３ｂにそれぞれ接続される。

【００６１】圧電素子１０２に形成された２つの電極群
１０３ａ、１０３ｂの直前に２組のトライ・ステ−ト・
バッファ５０１ａ、５０１ｂをそれぞれ配置すること
は、トライ・ステ−ト・インバータ５０２の入力端子と
出力端子に、位相調整ならびに直流遮断などの目的でコ
ンデンサ５０５、５０６が接続されることに加えて、圧
電素子１０２が基本的には容量性負荷であることから、
超音波モータから高出力を得るために非常に有効とな
る。

【００６２】正逆転信号発生手段１１０ｂは、超音波モ
ータの回転方向を設定するための正逆転信号を切換回路
１０６に出力する。切換回路１０６の出力端子は、発振
駆動回路４０５の２組のトライ・ステ−ト・バッファ５
０１ａ、５０１ｂの制御端子にそれぞれ接続されてお
り、正逆転信号発生手段１１０ｂの出力信号に基づき２
組のトライ・ステ−ト・バッファ５０１ａ、５０１ｂの
一方を通常のバッファとして機能させ、すなわち能動状
態にして、他方のバッファの出力端子をハイインピ−ダ
ンス状態としてディスエ−ブルにする。

【００６３】振動体１０１は、切換回路１０６の出力信
号によって選択され能動状態にあるトライ・ステ−ト・
バッファで駆動される。振動体１０１は、切換回路１０
６によって能動状態になるトライ・ステート・バッファ
が交換されると、超音波モータの回転方向が逆転する。
超音波モータを停止する際は、起動／停止信号発生手段
１１０ａからの出力信号により、トライ・ステ−ト・イ
ンバータ５０２の出力がハイインピ−ダンス状態とな
る。同時にプルダウンスイッチ５０７、５０８がオンし
てコンデンサ５０６、５０７に残っている電荷をすみや
かに放電し、再起動時の発振立ち上がりをスムーズなも
のにする。また、トライ・ステ−ト・インバータ５０２
の入力信号とトライ・ステ−ト・バッファ５０１の入力
端子がＬＯＷとなり、貫通電流を抑えるという効果も得
られる。同時に、起動／停止信号発生手段１１０ａと正
逆転信号発生手段１１０ｂからの出力信号に基づいて出
力される切替回路１０６からの出力信号により、２つの
トライ・ステ−ト・バッファ５０１ａ、５０１ｂの出力
が両方ともハイインピ−ダンス状態となり、超音波モー
タを停止することができる。

【００６４】プルダウンスイッチ５０７、５０８は、超
音波モータ停止直後のコンデンサ５０６、５０７に残っ
ている電荷によって、再起動時の発振立ち上げ時間が長
くなるのを抑える効果がある。また、このプルダウンス
イッチ５０７、５０８はモータの停止時に各電力増幅器
の入力端子を固定電位に設定して貫通電流を抑える効果
も有する。また、このスイッチング回路としてのプルダ
ウンスイッチ５０７、５０８は、モータ駆動中にＯＮ状
態にすることで発振駆動回路４０５の発振を停止させる
ことができるため、超音波モータを停止させるときに見
られる振動体１０１の残留振動を瞬時に打ち消すことで
急停止させる手段としても利用可能である。

【００６５】次に、この発振駆動回路４０５の起動時の
動作を説明する。超音波モータが停止状態の時、起動／
停止信号発生手段１１０ａは制御信号ＥＮＸにＨＩＧＨ
を出力し、正逆転信号発生手段１１０ｂは制御信号ＤＩ
Ｒに正転の場合はＨＩＧＨを逆転の場合はＬＯＷを出力
する。切換回路１０６は制御信号ＥＮＸのＬＯＷ入力を
受け、制御信号ＦＸとＲＸにＨＩＧＨを出力する。制御
信号ＥＮＸがＨＩＧＨの時、トライ・ステ−ト・インバ
ータ５０２とトライ・ステ−ト・バッファ５０１ａ、５
０１ｂは出力がハイインピ−ダンス状態となる。プルダ
ウンスイッチ５０７と５０８はＥＮＸがＨＩＧＨの時に
オン状態になりコンデンサ５０６、５０７に残っている
電荷をすみやかに放電し、再起動時の発振立ち上がり特
性を良好にする。また、トライ・ステ−ト・インバータ
５０２の入力信号ＵＸＩＮとトライ・ステ−ト・バッフ
ァ５０１の入力信号ＵＢＦＩＮをＬＯＷレベルにする。

【００６６】超音波モータを起動する時、起動／停止信
号発生手段１１０ａは制御信号ＥＮＸにＬＯＷを出力す
る。トライ・ステ−ト・インバータ５０２は起動直前の
ＬＯＷレベルの入力信号ＵＸＩＮを入力し、出力信号Ｕ
ＸＯにＨＩＧＨを出力する。切換回路１０６が出力する
制御信号ＤＩＲがＨＩＧＨの場合、トライ・ステ−ト・
バッファ５０１は起動直前のＬＯＷレベルにある入力信
号ＵＢＦＩＮを入力し、出力信号ＵＦにＬＯＷを出力す
る。プルダウンスイッチ５０７、５０８はＥＮＸ＝ＬＯ
Ｗによりオフ状態になる。

【００６７】コンデンサ５０５は帰還抵抗５０３を介し
て、トライ・ステ−ト・インバータ５０２の出力ＵＸＯ
がＨＩＧＨであるため充電を開始し、コンデンサ５０６
は抵抗５０４を介して、充電を開始する。ここで、本実
施の形態における帰還抵抗５０３は１ＭΩと高抵抗を用
いており、帰還抵抗５０３とコンデンサ５０５の時定数
τ１は、抵抗５０４とコンデンサ５０６の時定数τ２よ
り大きい。そのため、まずトライ・ステ−ト・バッファ
５０１の入力信号ＵＢＦＩＮの電圧がトライ・ステ−ト
・バッファ５０１の入力部として設けられたインバータ
６２０の反転電圧を越えて、トライ・ステ−ト・バッフ
ァ５０１は出力信号ＵＦにＨＩＧＨを出力する。

【００６８】次にトライ・ステ−ト・インバータ５０２
の入力電圧がインバータ６１５の反転電圧を越えると、
インバータ６１５は出力をＨＩＧＨからＬＯＷに反転
し、これに伴いＮＡＮＤ６１３、ＮＯＲ６１４はともに
ＨＩＧＨを出力する。即ち、Ｐｃｈトランジスタ６１１
とＮｃｈトランジスタ６１２の入力信号が同相であるた
め、トライ・ステ−ト・インバータ５０２の出力は必ず
ＨＩＧＨもしくはＬＯＷとなり、ハイインピ−ダンス状
態にはならない。

【００６９】即ち、トライ・ステ−ト・インバータ５０
２の動作点は、入力部のインバータ６１５の反転電圧に
よってのみ決まるため、反転電圧が増減した場合でも、
Ｐｃｈトランジスタ６１１とＮｃｈトランジスタ１１２
は同相で駆動され、反転増幅が確実に動作する。厳密に
は、インバータ６１５の出力がＨＩＧＨからＬＯＷもし
くはＬＯＷからＨＩＧＨへ遷移する過渡応答時におい
て、 ＮＡＮＤ６１３とＮＯＲ６１４の出力が同相でな
い場合が考えられるが、インバータ６１５の電圧利得が
十分大きいので、ＮＡＮＤ６１３とＮＯＲ６１４の出力
が同相でない期間は極めて短く、トライ・ステ−ト・イ
ンバータ５０２の出力がハイインピ−ダンス状態で安定
する確率は極めて小さい。

【００７０】また、ここではトライ・ステ−ト・インバ
ータ５０２を例に説明したが、トライ・ステ−ト・バッ
ファ５０１の入力部のインバータ６２０と後段の電力増
幅器５０１ａ、５０１ｂのＰｃｈトランジスタ６２１、
６３１及びＮｃｈトランジスタ６２２、６３２について
も同様の効果を奏する。以後、トライ・ステ−ト・イン
バータ５０２は動作点が決まり、振動体１０１に発生す
る固有周波数を主成分とする信号ＵＸＩＮを入力し、反
転増幅して位相調整回路５９９に出力する。トライ・ス
テ−ト・バッファ５０１は位相調整回路５９９が出力す
る励振信号ＵＢＦＩＮを増幅し、振動体１０１を励振駆
動する。

【００７１】トライ・ステ−ト・インバータ５０２と位
相調整回路５９９とトライ・ステ−ト・バッファ５０１
によりフィードバックループが構成され、振動体１０１
に発生する主成分とする信号はこのフィードバックルー
プにより反転増幅された駆動信号となり、圧電素子１０
１は安定継続した自励発振を行うこととなる。これと同
時に圧電素子１０２が接合された振動体１０１に発生す
る振動波により、移動体１０８を摩擦駆動する。

【００７２】以上のように、トライ・ステ−ト・インバ
ータ５０２ならびにトライ・ステート・バッファ５０１
の入力部にインバータ６２０ならびに６１５を用いて構
成することにより、半導体プロセスのばらつきなどによ
ってその反転電圧がどのように変化しても、発振駆動回
路４０５の起動時、すなわち発振の立ち上がり時に各電
力増幅器の出力端子がハイインピーダンス状態に陥るこ
とを抑制でき、良好な発振立ち上がり特性が得られ、応
答性ならびに信頼性の優れた超音波モータが実現でき
た。

【００７３】なお、本実施の形態では、再起動時の発振
立ち上がり特性をより良くするためにプルダウンスイッ
チも併用しているが、このプルダウンスイッチ５０７、
５０８が無くとも、各々の電力増幅器を入力部にインバ
ータをもちいた構成にすることのみでも、同様の効果が
得られる。 {実施の形態３}図９は、本発明を適用した超音波モータ
の実施の形態３に係わるブロック図である。

【００７４】本実施の形態は、基本的には実施の形態２
とほぼ同様の構成であるが、電力増幅器５０１ａとして
並列接続した電力増幅回路５０１ｃおよび５０１ｄを用
い、電力増幅器５０１ｂとして並列接続した電力増幅回
路５０１ｅおよび５０１ｆを用いた構成として、出力端
子を圧電素子の２組の電極１０３ａ、１０３ｂに接続し
た電力増幅器５０１ａ、５０１ｂの出力インピーダンス
を調整できることが特徴になっている。

【００７５】電圧検出手段７０１は、電源の電源電圧を
検出し、電圧比較手段７０２は電圧検出手段７０１の検
出した電圧と予め設定した電源電圧デ−タを比較し、比
較情報を出力調整信号発生手段７０３へ出力する。この
比較情報において、予め設定した電源電圧デ−タと電圧
検出手段７０１が検出した電源電圧が一致しない場合、
出力調整信号出力手段７０３は電力増幅器５０１の出力
インピーダンスを調整する制御信号を選択回路７０４へ
出力する。

【００７６】選択回路７０４は出力調整信号発生手段７
０３の出力信号に基づき、電力増幅回路５０１ｄならび
に５０１ｆの動作を選択する。すなわち、電力増幅回路
５０１ｃを電力増幅器５０１ａの基本とし、電力増幅回
路５０１ｅを電力増幅器５０１ｂの基本として、出力調
整信号発生手段の出力により電力増幅回路５０１ｃ、５
０１ｅに電力増幅回路５０１ｄ、５０１ｆを加えるか否
かが決定される。

【００７７】図１０は、本発明を適用した超音波モータ
の実施の形態３に係わる発振駆動回路の構成図である。
本実施の形態は、先の実施の形態２と基本的には同様の
構成をとっており、電力増幅器５０１ａとしてトライ・
ステ−ト・バッファ５０１ｃと５０１ｄを並列接続し、
電力増幅器５０１ｂとして電力増幅回路５０１ｅと５０
１ｆを並列接続した点に特徴を有する。

【００７８】出力調整信号発生手段７０３は出力インピ
ーダンス調整用のトライ・ステ−ト・バッファ５０１
ｄ、５０１ｆの動作を選択するための制御信号ＴＢＸを
出力する。ＯＲ７１１とＯＲ７１２は、出力調整信号発
生手段７０３の出力信号ＴＢＸに基づき、トライ・ステ
−ト・バッファ５０１ｄ、５０１ｆの動作を選択する選
択回路７０４の役割を果たす。

【００７９】トライ・ステ−ト・バッファ５０１ｄ、５
０１ｆは、選択回路７０４から出力される信号に基づい
て動作が許可され、トライ・ステ−ト・バッファ５０１
ａ、５０１ｂの出力インピーダンスを変化させる。超音
波モータを正転駆動する場合、起動／停止信号出力手段
１１０ａは制御信号ＥＮＸにＬＯＷを、正逆転信号出力
手段１１０ｂは制御信号ＤＩＲにＨＩＧＨを出力する。
切換回路１０６は起動／停止信号出力手段１１０ａが出
力する制御信号ＥＮＸと正逆転信号出力手段１１０ｂが
出力する制御信号ＤＩＲに基づき、ＦＸにＬＯＷをＲＸ
にＨＩＧＨを出力する。

【００８０】出力調整信号出力手段７０３が出力信号Ｔ
ＢＸにＨＩＧＨを出力した場合、選択回路７０４を構成
するＯＲ７１１とＯＲ７１２はＨＩＧＨを出力し、トラ
イ・ステ−ト・バッファ５０１ｄ、５０１ｆは動作を許
可されず出力をハイインピ−ダンス状態にする。出力調
整信号出力手段７０３が出力信号ＴＢＸにＬＯＷを出力
した場合、選択回路７０４を構成するＯＲ７１１はＬＯ
Ｗを出力し、ＯＲ７１２はＨＩＧＨを出力する。トライ
・ステ−ト・バッファ５０１ｄはＯＲ７１１のＬＯＷ出
力に従い、動作を許可される。トライ・ステ−ト・バッ
ファ５０１ｄはトライ・ステ−ト・バッファ５０１ｃと
全く同じ構成なので、トライ・ステート・バッファ５０
１ａの出力インピーダンスは、トライ・ステ−ト・バッ
ファ６０１ｃのみのときの半分となる。

【００８１】逆転動作の場合は、正逆転信号出力手段１
１０ｂは制御信号ＤＩＲにＬＯＷを出力し、切換回路１
０６はＦＸにＨＩＧＨをＲＸにＬＯＷを出力し、ＯＲ７
１１はＨＩＧＨをＯＲ７１２はＬＯＷを出力するため、
トライ・ステ−ト・バッファ５０１ｆの動作が許可さ
れ、トライ・ステート・バッファ５０１ｂの出力インピ
ーダンスは半分になる。

【００８２】本実施の形態においても、実施の形態２と
同様に、トライ・ステート・バッファ５０１は入力部に
インバータ６０２を用いた構成をとっており、発振の立
ち上がり時間を短くするとともに、並列接続したトライ
・ステ−ト・バッファ５０１ｃとトライ・ステ−ト・バ
ッファ５０１ｄもしくはトライ・ステ−ト・バッファ５
０１ｅとトライ・ステ−ト・バッファ５０１ｆの伝達遅
延時間の違いによる出力のコンフリクトを最小限に抑え
ることによって、超音波モータの安定動作と低消費動作
のために非常に有効となる。

【００８３】また、以上の構成により、電源電圧の変化
に対応して電力増幅器５０１の出力インピーダンスを調
整することが可能となり、低電圧においても超音波モー
タの所望の出力を得ることが容易にできる。なお、本実
施の形態では、電源電圧を検出して電力増幅器の出力イ
ンピーダンスを調整してモータ出力を制御しているが、
超音波モータの回転数を検出して電力増幅器５０１の出
力インピーダンスを調整しても良い。

【００８４】{実施の形態４}図１１は、本発明を適用し
た超音波モータの実施の形態４に係わる発振駆動回路の
電力増幅器の構成図である。本実施の形態は、先の実施
の形態２と基本構成は同じであり、トライ・ステ−ト・
バッファ５０１ａ、５０１ｂの構成に特徴がある。トラ
イ・ステート・バッファ５０１ａおよび５０１ｂの構成
は全く同じであり、図１１にはトライ・ステート・バッ
ファ５０１ａのみを示す。

【００８５】Ｐｃｈトランジスタ６２１にＰｃｈトラン
ジスタ６２８を、Ｎｃｈトランジスタ６２２にＮｃｈト
ランジスタ６２９を各々並列に接続し、Ｐｃｈトランジ
スタ６２８とＮｃｈトランジスタ６２９のドレイン側の
接続を切ることができる構成とした点に特徴がある。Ｐ
ｃｈトランジスタ６２８とＮｃｈトランジスタ６２９の
ゲート入力を、Ｐｃｈトランジスタ６２１とＮｃｈトラ
ンジスタ６２２のゲート入力と同じ、プリバッファ６２
３、６２４の出力により駆動することから、Ｐｃｈトラ
ンジスタ６２８とＮｃｈトランジスタ６２９のドレイン
側の接続６９０の有無にかかわらず、プリバッファ６２
３、６２４から見た負荷は変化しないため、Ｐｃｈトラ
ンジスタ６２８とＮｃｈトランジスタ６２９のゲート信
号はドレイン側の接続の有無に影響されない。

【００８６】これにより、励振信号の位相条件に大きな
影響を生じることなく、出力インピーダンスを変化する
ことが可能となる。なお、本実施の形態においては、先
の実施の形態２の構成において、この構成をトライ・ス
テ−ト・バッファ５０１ａおよび５０１ｂに適用してい
るが、電力増幅器の出力インピーダンスを調整できる実
施の形態３においても、トライ・ステート・バッファ５
０１ｃ、５０１ｄ、５０１ｅ、５０１ｆならびにトライ
・ステ−ト・インバータ５０２にも同様に適応可能であ
る。

【００８７】{実施の形態５}図１２は本発明を適用した
超音波モータの実施の形態５に係わるブロック図であ
る。基本構成は先の実施の形態１と同様であって、発振
駆動回路４０５の発振立ち上がり期間に起動／停止信号
発生手段１１０ａの出力に基づき発振起動トリガを発生
する発振起動回路５９７を備えたことが本実施の形態の
特徴になっている。

【００８８】図１３は、本実施の形態に係わる発振駆動
回路の構成図である。振動体１０１には、一方の平面に
は複数の電極からなる２組の電極群１０３ａ、１０３ｂ
が形成されている圧電素子１０２が接着等の手段で接合
されている。振動体１０１は電極としての役割も兼ねて
おり、トライ・ステ−ト・インバータ５０２とコンデン
サ５０５とスイッチング回路としてのプルダウンスイッ
チ５０７に接続されている。コンデンサ５０５の他端は
接地されている。

【００８９】トライ・ステ−ト・インバータ５０２は、
圧電素子１０２の表面に形成された電極１０３ｃもしく
は振動体１０１より励振情報である電気的信号を反転増
幅するための反転電力増幅器の役割を果たす。抵抗５０
３は、トライ・ステ−ト・インバータ５０２に並列接続
され、トライ・ステ−ト・インバータ５０２の動作点を
安定化する。

【００９０】容量性回路である位相調整回路５９９はト
ライ・ステ−ト・インバータ５０２の出力する励振信号
を入力とし、励振信号の位相調整を行い、２組のトライ
・ステ−ト・バッファ５０１ａ、５０１ｂへ出力する。
容量性回路である位相調整回路５９９は抵抗５０４とコ
ンデンサ５０６とで構成され、トライ・ステ−ト・イン
バータ５０２の出力が抵抗５０４の一方に接続され、他
端がコンデンサ５０６とスイッチング回路としてのプル
ダウンスイッチ５０８と２組のトライ・ステ−ト・バッ
ファ５０１ａ、５０１ｂの入力端子に接続されている。
コンデンサ５０６の他端は接地されている。

【００９１】発振起動回路５９７は、所定の抵抗値をも
つ抵抗５０９とプルダウンスイッチ５１０の直列接続回
路で構成され、スイッチング回路としてのプルダウンス
イッチ５０８と並列に接続される。２つのトライ・ステ
−ト・バッファ５０１ａ、５０１ｂの出力端子は、圧電
素子１０２の一方の平面に形成された２組の電極群１０
３ａ、１０３ｂにそれぞれ接続される。圧電素子１０２
に形成された２つの電極群１０３ａ、１０３ｂの直前に
２つのトライ・ステート・バッファ５０１ａ、５０１ｂ
をそれぞれ配置することは、トライ・ステ−ト・インバ
ータ５０２の入力端子と出力端子に、位相調整ならびに
直流遮断などの目的でコンデンサ５０５、５０６が接続
されることに加えて、圧電素子１０２が基本的には容量
性負荷であることから、超音波モータから高出力を得る
ために非常に有効となる。

【００９２】正逆転信号発生手段１１０ｂは、超音波モ
ータの回転方向を設定するための正逆転信号を切換回路
１０６に出力する。切換回路１０６の出力端子は、発振
駆動回路４０５の２つのトライ・ステ−ト・バッファ５
０１ａ、５０１ｂの制御端子にそれぞれ接続されてお
り、正逆転信号発生手段１１０ｂの出力信号に基づき２
つのトライ・ステ−ト・バッファ５０１ａ、５０１ｂの
一方を通常のバッファとして機能させ、他方のバッファ
の出力端子をハイインピ−ダンス状態としてディスエ−
ブルにする。

【００９３】振動体１０１は、切換回路１０６の出力信
号によって選択された通常のバッファとして機能するト
ライ・ステ−ト・バッファで駆動される。振動体１０１
は、切換回路１０６によって能動状態になった、すなわ
ち通常のバッファとしての機能を許されたトライ・ステ
−ト・バッファのみで駆動され、切換回路１０６により
能動状態となるトライ・ステ−ト・バッファが交換され
ると、超音波モータの回転方向が逆転する。

【００９４】超音波モータを停止する際は、起動／停止
信号発生手段１１０ａからの出力信号により、トライ・
ステ−ト・インバータ５０２の出力がハイインピ−ダン
ス状態となる。同時に、起動／停止信号発生手段１１０
ａと正逆転信号発生手段１１０ｂからの出力信号に基づ
いて出力される切換回路１０６からの出力信号により、
２つのトライ・ステ−ト・バッファ５０１ａ、５０１ｂ
の出力が両方ともハイインピ−ダンス状態となり、超音
波モータを停止することができる。

【００９５】さらに、起動／停止信号発生手段１１０ａ
の出力信号に基づき、スイッチング回路としてのプルダ
ウンスイッチ５０７、５０８がオン状態になり、再起動
時の発振立ち上がり特性を良好にする。ここで、スイッ
チング回路としてのプルダウンスイッチ５０７、５０８
ならびに抵抗５０９とプルダウンスイッチ５１０からな
る発振起動回路は、双方とも発振駆動回路４０５の起動
時の発振立ち上がり特性を良好にするためのものであ
る。本実施の形態においては、その両方を発振駆動回路
４０５に組み込んでいるが、スイッチング回路もしくは
発振起動回路のどちらか一方でも効果が得られる。

【００９６】本実施の形態においては、スイッチング回
路と発振起動回路の双方を組み込んでおり、特に優れた
発振立ち上がり特性を有し、応答性が高く信頼性ある超
音波モータが得られている。図１４は、本実施の形態に
係わる発振が立ち上がる時の回路動作のタイミングチャ
ートである。

【００９７】超音波モータの起動方法とその動作に関し
て、図１４のタイミングチャートを用いて詳細に説明す
る。超音波モータが停止状態の時、起動／停止信号発生
手段１１０ａは制御信号ＥＮＸにＨＩＧＨを出力し、正
逆転信号発生手段１１０ｂは制御信号ＤＩＲに正転の場
合はＨＩＧＨを逆転の場合はＬＯＷを出力する。切換回
路１０６は制御信号ＥＮＸのＬＯＷレベルの入力を受
け、制御信号ＦＸとＲＸにＨＩＧＨを出力する。制御信
号ＥＮＸがＨＩＧＨの時、トライ・ステ−ト・インバー
タ５０２とトライ・ステ−ト・バッファ５０１ａと５０
１ｂの出力はハイインピ−ダンス状態となる。プルダウ
ンスイッチ５０７、５０８はＥＮＸがＨＩＧＨの時にオ
ン状態になり、超音波モータの停止期間にコンデンサ５
０５、５０６の残留電荷を放電させ、再起動時にスムー
ズな発振立ち上げができるように準備する。また、同時
にトライ・ステ−ト・インバータ５０２の入力信号ＵＸ
ＩＮとトライ・ステ−ト・バッファ５０１ａ、５０１ｂ
の入力信号ＵＢＦＩＮをＬＯＷレベルにする。

【００９８】超音波モータを起動する時、起動／停止信
号発生手段１１０ａは制御信号ＥＮＸにＬＯＷを出力
し、発振駆動回路４０５の動作を開始する。トライ・ス
テ−ト・インバータ５０２は起動直前の入力信号ＵＸＩ
Ｎ＝ＬＯＷを入力し、出力信号ＵＸＯにＨＩＧＨを出力
する。切換回路１０６が出力する制御信号ＤＩＲがＨＩ
ＧＨの場合、トライ・ステ−ト・バッファ５０１ａは起
動直前の入力信号ＵＢＦＩＮ＝ＬＯＷを入力し、出力信
号ＵＦにＬＯＷを出力する。プルダウンスイッチ５０
７、５０８はＥＮＸ＝ＬＯＷによりオフ状態になる。

【００９９】コンデンサ５０５は帰還抵抗５０３を介し
て、トライ・ステ−ト・インバータ５０２の出力ＵＸＯ
＝ＨＩＧＨにより充電を開始し、コンデンサ５０６は抵
抗５０４を介して、充電を開始する。本実施の形態にお
いて、帰還抵抗５０３は１ＭΩと非常に高い抵抗を用い
ており、帰還抵抗５０３とコンデンサ５０５の時定数τ
１は、抵抗５０４とコンデンサ５０６の時定数τ２より
大きい。このため、まずトライ・ステ−ト・バッファ５
０１ａの入力信号ＵＢＦＩＮの電圧がトライ・ステ−ト
・バッファ５０１ａのプリバッファ５５７とプリバッフ
ァ５５８の反転電圧を越えて（図１４のタイミング
Ａ）、トライ・ステ−ト・バッファ５０１ａは出力信号
ＵＦにＨＩＧＨを出力する。

【０１００】ここで、半導体プロセスのばらつきによ
り、例えば電源電圧が３．０Ｖとして、トライ・ステ−
ト・インバータ５０２のＰｃｈプリバッファ５７５の反
転電圧が１．４Ｖ、Ｎｃｈプリバッファ５７６の反転電
圧が１．６Ｖである場合、トライ・ステ−ト・インバー
タ５０２の入力電圧が０Ｖから上昇して１．４Ｖに至っ
た時、Ｐｃｈトランジスタ５７１とＮｃｈトランジスタ
５７２が両方ともオフの状態、即ち、トライ・ステ−ト
・インバ−タ５０２の出力がハイインピ−ダンス状態と
なる場合がある（図１４のタイミングＢ）。

【０１０１】このような場合、トライ・ステ−ト・イン
バ−タ５０２の出力がハイインピ−ダンス状態となる
と、コンデンサ５０５とコンデンサ５０６と抵抗５０３
と抵抗５０４の閉回路が構成され、コンデンサ５０５と
コンデンサ５０６との電位差により、コンデンサ５０６
は放電を始める（図１４のタイミングＢ−Ｃ間）。ここ
で、起動／停止信号発生手段１１０ａが出力する制御信
号ＴＲＧにより、発振起動トリガ信号を発生する発振起
動回路としてのプルダウンスイッチ５１０をオンする。

【０１０２】プルダウンスイッチ５１０をオンすると、
トライ・ステ−ト・バッファ５０１ａの入力電位がプリ
バッファ５５７とプリバッファ５５８の反転電圧以下と
なり、トライ・ステ−ト・バッファ５０１ａはＬＯＷを
出力する。トライ・ステ−ト・バッファ５０１ａがＬＯ
Ｗを出力した瞬間、圧電素子１０２は電極１０３ａと電
極１０３ｃあるいは振動体１０１との間の電位を維持す
る。

【０１０３】このため、トライ・ステ−ト・インバータ
５０２の入力信号ＵＸＩＮの電位が低下し（図１４のタ
イミングＣ）、トライ・ステ−ト・インバータ５０２の
Ｐｃｈプリバッファ５７５の反転電圧以下となり、Ｐｃ
ｈトランジスタ５７１がオンし、トライ・ステ−ト・イ
ンバータ５０２はＨＩＧＨを出力する。トライ・ステ−
ト・インバータ５０２がＨＩＧＨを出力すると、トライ
・ステ−ト・バッファ５０１ａ、５０１ｂの入力信号Ｕ
ＢＦＩＮの電位が上昇し（図１４のタイミングＤ）、ト
ライ・ステ−ト・バッファ５０１ａのプリバッファ５５
７の反転電圧を越えて、トライ・ステ−ト・バッファ５
０１ａは元のＨＩＧＨを出力する。

【０１０４】するとＵＸＩＮの電位も元に戻り、トライ
・ステ−ト・インバータ５０２のＰｃｈプリバッファ５
７５の反転電圧を越えて、 Ｐｃｈトランジスタ５７１
がオフし、トライ・ステ−ト・インバータ５０２の出力
はハイインピ−ダンス状態に戻る。トライ・ステ−ト・
インバータ５０２の出力がハイインピ−ダンス状態にな
ると、コンデンサ５０５と抵抗５０３と抵抗５０４と発
振起動回路を構成する抵抗５０９及びプルダウンスイッ
チ５１０とで閉回路が構成され、コンデンサ５０６は放
電を始める（図１４タイミングＤ−Ｅ間）。

【０１０５】以上の様に、トライ・ステ−ト・バッファ
５０１ａ及び３ステ−トインバータ５０２の出力がオ
ン、オフをしばらく繰り返すことで、フィ−ドバックル
−プが構成される。これにより圧電素子１０２を有する
振動体１０１は自励発振を開始し、振動体１０１に発生
する固有周波数による発振に至る（図１４タイミング
Ｆ）。これと同時に圧電素子１０２が接合された振動体
１０１に発生する振動波により、移動体を摩擦駆動す
る。

【０１０６】圧電素子１０２は自励発振を開始した後、
起動／停止信号発生手段１１０ａが出力する制御信号Ｔ
ＲＧにより、発振起動トリガを発生するプルダウンスイ
ッチ５１０をオフする。なお、発振起動トリガを発生す
るプルダウンスイッチ５１０をオンするタイミングに関
しては、トライ・ステ−ト・インバ−タ５０２の出力が
ハイインピ−ダンス状態に至る以前に開始しても同じ効
果を奏する。すなわち、半導体プロセスのバラツキによ
っては発振立ち上がり時にトライ・ステート・インバー
タ５０２の出力がハイインピーダンス状態になる可能性
があり、そのような場合を例にとって本実施の形態にお
ける動作原理を説明したが、このような状態にならなく
とも、この発振起動回路を設けることは発振の立ち上が
り特性を良好にする効果がある。

【０１０７】また、本実施例では正転動作の場合につい
て述べたが、逆転動作においても同じ効果を奏する。ス
イッチング回路としてのプルダウンスイッチ５０７、５
０８ならびに抵抗５０９とプルダウンスイッチ５１０か
らなる発振起動回路は、双方とも発振駆動回路４０５の
起動時の発振立ち上がり特性を良好にするためのもので
ある。本実施の形態においては、その両方を発振駆動回
路４０５に組み込んでいるが、スイッチング回路もしく
は発振起動回路のどちらか一方でも効果が得られる。本
実施の形態においては、スイッチング回路と発振起動回
路の双方を組み込んでおり、特に優れた発振立ち上がり
特性を有し、応答性が高く信頼性ある超音波モータが得
られている。

【０１０８】また、先の実施の形態１でも用いているス
イッチング回路としてのプルダウンスイッチ５０７、５
０８は、発振の立ち上がりをスムーズにする効果に加え
て、モータの停止時に各電力増幅器の入力端子を固定電
位に設定して貫通電流を抑える効果も有する。さらに
は、モータ駆動中にＯＮ状態にすることで発振駆動回路
４０５の発振を停止させることができるため、超音波モ
ータを停止させるときに見られる振動体１０１の残留振
動を瞬時に打ち消すことで急停止させる手段としても利
用可能である。

【０１０９】{実施の形態６}図１５は、本発明を適用し
た超音波モータの実施の形態６に係わる発振駆動回路の
構成図である。本実施の形態は、実施の形態１の超音波
モータ本体、駆動部と略同様の構成であるが、制御部に
特徴を有する。

【０１１０】即ち、制御部は、本発明の自励発振の立ち
上げ制御手段としての起動／停止信号発生手段１１１か
らなり、この起動／停止信号発生手段１１１は、トライ
・ステート・インバータ５０２の制御端子、トライ・ス
テート・バッファ５０１ａ、５０１ｂの制御端子、スイ
ッチング回路としてのプルダウンスイッチ５０７，５０
８の制御端にダイレクトにそれぞれＨｉｇｈ信号もしく
はＬｏｗ信号に出力するＭａｉｎ信号発生部１１１ａ、
Ｐｕｌｌ−ｄｏｗｎ信号発生部１１１ｂ、ＤｉｒＡ信号
発生部１１１ｃ、ＤｉｒＢ信号発生部１１１ｄから構成
されている。

【０１１１】次に、図１６、図１７、図１８に基づい
て、本実施の形態に係わる超音波モータの動作について
説明する。図１６は、超音波モータの駆動／停止および
回転方向を切り換えるタイミングチャートを示す。図１
７は、圧電素子１０２を接合した振動体１０１のアドミ
タンス−周波数特性を示す図である。図１８は、発振駆
動回路４０５のループゲイン・フェーズ特性を示す図で
ある。

【０１１２】図１６において、停止状態の場合、Ｍａｉ
ｎ信号発生部１１１ａからＨｉｇｈ信号が出力され、該
Ｈｉｇｈ信号は反転されてトライ・ステート・インバー
タ５０２の制御端子に入力され、トライ・ステート・イ
ンバータ５０２をディセーブル、即ち出力端子をハイイ
ンピーダンス状態にする。このとき、Ｐｕｌｌ−ｄｏｗ
ｎ信号発生部１１１ｂからＨｉｇｈ信号が出力され、該
Ｈｉｇｈ信号はプルダウンスイッチ５０７，５０８の制
御端子に入力され、プルダウンスイッチ５０７，５０８
をオン状態にし、コンデンサ５０５，５０６に蓄えられ
た残留電荷を放電して零状態にする。ＤｉｒＡ信号発生
部１１１ｃからＨｉｇｈ信号が出力され、該Ｈｉｇｈ信
号は反転されてトライ・ステート・バッファ５０１ａの
制御端子に入力され、トライ・ステート・バッファ５０
１ａをディセーブルにする。ＤｉｒＢ信号発生部１１１
ｄからＨｉｇｈ信号が出力され、該Ｈｉｇｈ信号はバッ
ファ５０１ｂの制御端子に反転して入力され、トライ・
ステート・バッファ５０１ｂをディセーブルにする。

【０１１３】発振の立ち上げを行う場合、Ｍａｉｎ信号
発生部１１１ａからＬｏｗ信号が出力され、該Ｌｏｗ信
号は反転されてトライ・ステート・インバータ５０２の
制御端子に入力し、トライ・ステート・インバータ５０
２をイネーブル、即ち能動状態にする。このとき、Ｐｕ
ｌｌ−ｄｏｗｎ信号発生部１１１ｂからＬｏｗ信号が出
力され、該Ｌｏｗ信号はプルダウンスイッチ５０７，５
０８をオフ状態にする。また、ＤｉｒＡ信号発生部１１
１ｃ、ＤｉｒＢ信号発生部１１１ｄからＬｏｗ信号が出
力され、該Ｌｏｗ信号は反転されてトライ・ステート・
バッファ５０１ａ、５０１ｂの制御端子に入力され、ト
ライ・ステート・バッファ５０１ａ、５０１ｂをともに
イネーブルにする。

【０１１４】ここでは、トライ・ステート・バッファ５
０１ａ，５０１ｂにより増幅され信号は、各々電極パタ
ーン１０３ａ，１０３ｂに入力され、圧電素子１０２の
両組の分極パターン１０３ａ、１０３ｂの両方で振動体
１０１を励振する。これは、図１７に示すように１つの
電極パターン（１０３ａあるいは１０３ｂ）より両方の
電極パターン（１０３ａと１０３ｂ）を用いた方が、共
振が鋭く、より強い励振力が得られ自励発振に有利に働
くためである。さらに、図１８の振動体１０１を組み込
んだ発振駆動回路４０５のループゲイン・フェーズ特性
においては、両方の電極パターン１０３ａおよび１０３
ｂを用いることで高いループゲインが得られ、自励発振
の立ち上がりが早くなることが分かる。また、フェーズ
特性もより鋭い位相反転が見られ高い発振安定性が得ら
れることも分かる。そこで、これらの特性を利用して上
述のように両方の電極パターン（１０３ａと１０３ｂ）
を用いて自励発振の立ち上げを行うことにした。そし
て、励振信号が成長して発振が立ち上がった後に、正転
駆動する場合にはＤｉｒＢ信号発生部１１１ｄからＨｉ
ｇｈ信号が出力される。該Ｈｉｇｈ信号は反転されてト
ライ・ステート・バッファ５０１ｂをディセーブル、す
なわち出力端子をハイインピーダンスにし、トライ・ス
テート・バッファ５０１ａのみがイネーブル、すなわち
能動状態を維持し、移動体１０８は正方向へ回転され
る。

【０１１５】一方、逆転駆動する場合にはＤｉｒＡ信号
発生部１１１ｃからＨｉｇｈ信号が出力され、ＤｉｒＢ
信号発生部１１１ｄからＬｏｗ信号が出力される。該Ｈ
ｉｇｈ信号はトライ・ステート・バッファ５０１ａの制
御端子に反転入力されてトライ・ステート・バッファ５
０１ａをディセーブルにし、該Ｌｏｗ信号はトライ・ス
テート・バッファ５０１ｂの制御端子に反転入力されて
トライ・ステート・バッファ５０１ｂをイネーブルにす
る結果、移動体１０８を逆方向へ回転させる。

【０１１６】以上より、本実施の形態によれば、発振の
立ち上げ時にはトライ・ステート・バッファ５０１ａ，
５０１ｂにより増幅された信号を電極パターン１０３
ａ，１０３ｂに入力する、すなわち圧電素子１０２の両
方の電極パターン１０３ａと１０３ｂを用いることで、
発振駆動回路４０５のループゲインは大きくなり、さら
に短時間で励振信号が成長するようにしたので再起動時
により優れた発振駆動特性を示す。

【０１１７】なお、本実施の形態では、より優れた発振
立ち上がり特性を得る為にスイッチング回路としてのプ
ルダウンスイッチ５０７、５０８も併用しているが、圧
電素子１０２の両方の電力群１０３ａ、１０３ｂを用い
て発振の立ち上げを行なう手段のみでも、短時間で発振
立ち上げを可能にするという効果は得られる。 ｛実施の形態７｝図１９は、本発明を適用した超音波モ
ータの実施の形態７に係わるブロック図である。

【０１１８】図２０は、本実施の形態に係わる発振駆動
回路の構成図である。本実施の形態は、実施の形態６と
略同様の構成であるが、加えて回転数制御手段１１２、
回転情報検出手段１１３を設けた点を特徴とする。ここ
で、回転数制御手段１１２として、図２０に示すよう
に、発振駆動回路４０５の容量性回路の静電容量を調整
する静電容量調整回路４０６を用いている。静電容量調
整回路４０６は、発振駆動回路４０５のコンデンサ５０
５に接続したコンデンサ１１２ａと、一端をコンデンサ
１１２ａと接続し他端を接地した容量可変ダイオード１
１２ｂと、容量可変ダイオード１１２ｂに並列に接続し
た可変電源１１２ｃからなる。そして、回転情報検出手
段１１３からの情報をもとに可変電源１１２の電圧を制
御して発振駆動回路４０５の容量性回路の静電容量を変
化させることで、発振駆動周波数を調整し、超音波モー
タの回転数を制御している。

【０１１９】これらの制御は、ＣＰＵ（Central Proces
sing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（R
andom Access Memory）等から構成されるマイクロコン
ピュータシステムによって実行される。ＲＯＭは、制御
プログラムおよび移動体１０８の制御回転数データであ
る目標回転数情報を格納している。ＲＡＭはＣＰＵの命
令に応じて制御プログラム、目標回転数情報、後述する
回転情報を一時的に記憶する。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納
された制御プログラムをＲＡＭ上に展開し、目標回転数
情報と回転情報を比較して制御情報を生成し、この制御
情報を可変電源１１２ｃに出力する。

【０１２０】また、回転情報検出手段１１３は、例え
ば、移動体１０８に設けたマークを検出するエンコーダ
であり、移動体１０８の回転数を検出して回転情報を生
成し、この回転情報を回転数制御手段１１２に出力す
る。次に、本実施の形態の制御について説明する。図１
９において、回転数制御手段１１２のＣＰＵは、ＲＯＭ
に格納された制御プログラムをＲＡＭ上に展開し、この
プログラムを実行する。

【０１２１】回転情報検出手段１１３により移動体１０
８の回転数が検出され、該回転情報は、回転数制御手段
１１２に入力され、ＲＡＭ上に一時的に記憶される。該
回転情報は、ＣＰＵにより目標回転数情報と比較され、
回転情報と目標回転情報の一致、不一致を表す比較情報
が生成される。該比較情報において、回転情報と目標回
転数情報が一致しない場合、可変電源１１２ｃの電圧を
変更する制御情報が生成され、該制御情報は可変電源１
１２ｃに出力される。

【０１２２】該制御情報は、可変電源１１２ｃの電圧を
変更し、電圧の変更に追従して可変容量ダイオード１１
２ｂの容量を変更させる。即ち、発振駆動回路４０５の
コンデンサ５０５，５０６、静電容量調整回路４０６の
コンデンサ１１２ａ、可変容量ダイオードの合計の静電
容量が変更され、発振駆動回路４０５の発振条件が変化
する。

【０１２３】このとき、発振条件の変化は発振周波数の
変化をもたらし、結果として振動体１０１の振動振幅を
変化させる。そして、振動体１０１の振動振幅の変化は
移動体１０８に加えられる突起１０７の変位量を変化さ
せ、移動体１０８の回転数を目標の回転数に調整され
る。以上より、本実施の形態によれば、実施の形態１お
よび実施の形態６の効果が得られる上に、移動体１０８
の回転数と目標回転数が一致しない場合、発振駆動回路
４０５の容量性回路の静電容量を変更して、発振駆動周
波数を調整することで振動体１０１の出力を調整し移動
体１０８の回転数を目標回転数に制御維持される。

【０１２４】ここでは、発振駆動回路４０５の容量性回
路の静電容量を調整することで、一定の回転数を得てい
るが、先の実施の形態３で用いている電力増幅器５０１
の出力インピーダンスを調整する方法を併用することも
可能であり、また、トライ・ステート・インバータ５０
２とトライ・ステート・バッファ５０１ａ，５０１ｂに
供給する電圧を調整してもよい。

【０１２５】｛実施の形態８｝図２１は、本発明を適用
した実施の形態８に係わる超音波モータ付きアナログ式
時計の断構造を示す図である。本アナログ式時計は、前
述の振動体１０１、圧電素子１０２、突起１０７、移動
体１０８、加圧ばね１０９と、振動体１０１の中心に設
けられた案内ピン３０２、止ねじ３０３と、止ねじ３０
３を押える地板３０１と、地板３０１の前面に配置され
た文字盤３０８と、文字盤３０８の前面に設けられた時
針、分針、秒針と、移動体歯車１０８ａと噛合するとと
もに、回転軸を秒針と一体に設けられた四番車３０４
と、四番車３０４の回転軸と噛合する三番車３０５と、
三番車３０５の回転軸と噛合し、分針と一体に設けられ
た分車３０６と、分車３０６の前方にあって、時針と一
体に設けられた筒車３０７とから構成されている。

【０１２６】ここで、分車３０６及び三番車３０５は、
四番車３０４、即ち秒針の回転速度に対して、分針を１
／６０の回転速度になるように歯車の歯数を設定し、筒
車３０７および裏車（図示省略）は四番車３０４に対し
て時針を１／７２０の回転速度になるように歯車比を設
定する。次に、図２１に基づいて、アナログ式時計の動
作について説明する。

【０１２７】移動体１０８を回転させると、移動体歯車
１０８ａは所定の回転速度で四番車３０４を回転させ、
四番車３０４と一体の秒針は、従動して回転し秒を表示
する。四番車３０４の回転速度は三番車３０５と分車３
０６により減速される。分車３０６と一体の分針は、秒
針の１／６０の回転速度で従動回転し、分を表示する。

【０１２８】一方、四番車３０４の回転速度は図示しな
い裏車と筒車３０７により減速される。筒車３０７と一
体の時針３２は、秒針３４の１／７２０の回転速度で従
動回転して、時を表示する。以上より、本実施の形態に
よれば、超音波モータを用いたアナログ式時計が実現さ
れる。

【０１２９】なお、時刻情報の表示は、上記のように複
数の輪列と指針により行うほかに、移動体１０８の軸方
向に直接指針や指標を取付けて行ってもよく、これら
は、文字盤３０８側から、および加圧ばね１０９側から
見ることもできる。さらに、モータ制御回路により発振
駆動回路から圧電素子１０２に入力する励振信号の周波
数の調整により秒針を毎秒のステップ運針若しくは連続
運針させてもよい。また、時刻表示以外にも年月日など
のカレンダ表示、電池残量、環境情報、からくり等の表
示を行わせてもよい。

【０１３０】｛実施の形態９｝図２２は、本発明に係わ
る超音波モータを電子機器に適用した実施の形態９のブ
ロック図を示す。本電子機器は、前述の振動体１０１、
圧電素子１０２、移動体１０８と、移動体１０８と振動
体１０８を加圧する加圧機構５１０と、移動体１０１と
一体に可動する伝達機構５２０と、伝達機構５２０の動
作に基づいて動作する出力機構５３０とを備えることに
より実現する。

【０１３１】ここで、本発明に係わる電子機器として
は、例えば、電子時計、計測器、カメラ、プリンタ、印
刷機、工作機械、ロボット、移動装置などが実現でき
る。伝達機構５２０には、例えば、歯車、摩擦車等の伝
達車を用いる。出力機構５３０には、例えば、カメラに
おいてはシャッタ駆動機構、レンズ駆動機構を、電子時
計においては指針駆動機構、カレンダ駆動機構を、工作
機械においては刃具送り機構、加工部材送り機構等を用
いる。

【０１３２】なお、移動体に出力軸を取り付け、出力軸
からトルクを伝達するための動力伝達機構を有する構成
にすれば、超音波モータの駆動機構が実現できる。

【０１３３】

【発明の効果】以上より、請求項１記載の発明によれ
ば、容量性素子の端子間を短絡させるためのスイッチン
グ回路を設けることにより、発振駆動回路に自励発振の
タネになる初期信号を発生し易くし、少ない増幅回数で
短時間のうちに励振信号に増幅するようにしたので、再
起動時にも優れた応答性を示す。また、請求項２記載の
発明によれば、発振を開始する立ち上がり期間に発振起
動トリガを発生する発振起動回路を設けたことにより、
半導体プロセスのばらつきがあっても発振起動不良を回
避でき短時間で発振が立ち上がるようになるので、優れ
た応答性を有する。

【０１３４】また、請求項３記載の発明によれば、容量
性素子の端子間を短絡させるためのスイッチング回路と
発振を開始する立ち上がり期間に発振起動トリガを発生
する発振起動回路を設けたので、優れた応答性と高い信
頼性が得られる。また、請求項４記載の発明によれば、
発振駆動回路の電力増幅器の入力部にインバータを用い
たので、半導体プロセスのばらつきがあっても発振の立
ち上がり時間が短く高応答性を示す。

【０１３５】また、請求項５記載の発明によれば、発振
駆動回路の電力増幅器の入力部にインバータを用いると
ともに、容量性素子の端子間を短絡させるためのスイッ
チング回路と設けたので、優れた応答性と高い信頼性が
得られる。また、請求項６記載の発明によれば、発振駆
動回路の電力増幅器の入力部にインバータと、入力部の
インバータと出力部の間にプリバッファを設けるととも
に、入力部のインバータとプリバッファの反転電圧を電
源電圧の２分の１にしたので、より良好な発振の立ち上
がり特性が得られる。

【０１３６】また、請求項７記載の発明によれば、圧電
素子の表面上に形成された２組の電極群の各々に対して
独立に励振駆動するための２つの電力増幅器を配置し、
その電力増幅器の使分けにより回転方向を切換えるよう
にしたので、発振させ易く良好な発振立ち上がり特性が
得られる。また、請求項８記載の発明によれば、圧電素
子の表面上に形成された２組の電極群の各々に対して独
立に励振駆動するための２つの電力増幅器が、各々並列
接続された複数の電力増幅回路から構成することで各々
の電力増幅器の出力インピーダンスを調整できるように
したので、負荷や外部環境の変化に対しても高性能を有
する超音波モータが得られる。

【０１３７】また、請求項９記載の発明によれば、電源
電圧を検出する電圧検出手段と予め設定した電源データ
と両者を比較する電圧比較手段とを設けて電圧比較手段
の結果により電力増幅器の出力インピーダンスを調整す
るようにしたので、電源電圧の変化などにも対応できる
信頼性の高い自励振駆動式の超音波モータが得られる。

【０１３８】また、請求項１０記載の発明によれば、電
力増幅器を構成する並列接続された複数の電力増幅回路
について出力段のトランジスタのみを並列接続した構成
にして、出力段トランジスタのドレイン側の接続を切り
電力増幅器の出力インピーダンスを調整するようにした
ので、駆動環境や駆動条件などが変化した際の出力イン
ピーダンス調整が容易になり、発振駆動回路をより簡素
化できる。

【０１３９】また、請求項１１記載の発明によれば、圧
電素子の表面上に形成された２組の電極群の各々に対し
て独立に励振駆動するための２つの電力増幅器を配置
し、発振の立ち上げ時には両方の電力増幅器を用いて発
振立ち上げを行い、初期信号が励振信号にまで増幅され
た後、一方の電力増幅器を停止状態にすることでモータ
駆動を開始するような自励発振立ち上げ手段を設けたの
で、発振立ち上げ時間が大幅に短くなり高応答性と高い
信頼性が得られる。

【０１４０】また、請求項１２記載の発明によれば、圧
電素子を接合した振動体が機械的共振状態でもつ誘導性
を利用して振動体と容量性素子とで発振駆動回路を構成
したので、振動体の機械的共振が鋭いことにより周波数
選択性に優れた安定性のある駆動回路が得られる。ま
た、請求項１３記載の発明によれば、少なくとも一方の
表面にほぼ４の倍数個の電極を形成して隣接する２つず
つの電極を１組として組ごとに方向が交互に逆転するよ
うな分極処理を施し、第１の結線手段と第２の結線手段
により電極を各々１つおきに電気的に短絡させて２組の
電極群を構成し、振動体一方の表面上に電極の境界付近
の１つおきの位置に突起を設けたので、２組の電極群の
選択により回転方向の切換えが可能な単層駆動の超音波
モータが得られ、発振駆動回路が非常に簡単な構成にな
る。

【０１４１】また、請求項１４記載の発明によれば、回
転情報検出手段と発振駆動回転の容量性回路の静電容量
を変化させる回転数制御手段を設けたので、駆動環境や
負荷変動等に対して高い駆動安定性が得られる。また、
請求項１５記載の発明によれば、超音波モータ付き電子
機器に請求項１ないし請求項１４のいずれか１項記載の
超音波モータを搭載するようにしたので、超音波モータ
付き電子機器が性能ならびに信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した超音波モータの実施の形態１
に係わる構造図である。

【図２】本発明を適用した超音波モータの実施の形態１
に係わる振動体の平面構造および断面構造を示す図であ
る。

【図３】本発明を適用した超音波モータの実施の形態１
に係わる圧電素子の平面構造を示す図である。

【図４】本発明を適用した超音波モータの実施の形態１
に係わる動作原理を示す図である。

【図５】本発明を適用した超音波モータの実施の形態１
に係わる発振駆動回路を示す図である。

【図６】本発明を適用した超音波モータの実施の形態１
に係わる発振が立ち上がる時の回路動作のタイミングチ
ャートである。

【図７】本発明を適用した超音波モータの実施の形態２
に係わるブロック図である。

【図８】本発明を適用した超音波モータの実施の形態２
に係わる発振駆動回路の構成図である。

【図９】本発明を適用した超音波モータの実施の形態３
に係わるブロック図である。

【図１０】本発明を適用した超音波モータの実施の形態
３に係わる発振駆動回路の構成図である。

【図１１】本発明を適用した超音波モータの実施の形態
４に係わる発振駆動回路の電力増幅器の構成図である。

【図１２】本発明を適用した超音波モータの実施の形態
５に係わるブロック図である。

【図１３】本発明を適用した超音波モータの実施の形態
５に係わる発振駆動回路の構成図である。

【図１４】本発明を適用した超音波モータの実施の形態
５に係わる発振が立ち上がる時の回路動作のタイミング
チャートである。

【図１５】本発明を適用した超音波モータの実施の形態
６に係わる発振駆動回路の構成図である。

【図１６】本発明を適用した超音波モータの実施の形態
６に係わる駆動／停止および回転方向を切り換えるタイ
ミングチャートを示す図である。

【図１７】本発明を適用した超音波モータの実施の形態
６に係わる圧電素子を接合した振動体のアドミタンス−
周波数特性を示す図である。

【図１８】本発明を適用した超音波モータの実施の形態
６に係わる発振駆動回路のループゲイン・フェーズ特性
を示す図である。

【図１９】本発明を適用した超音波モータの実施の形態
７に係わるブロック図である。

【図２０】本発明を適用した超音波モータの実施の形態
７に係わる発振駆動回路の構成図である。

【図２１】本発明を適用した実施の形態８に係わる超音
波モータ付きアナログ式時計の断構造を示す図である。

【図２２】本発明に係わる超音波モータを電子機器に適
用した実施の形態９のブロック図である。

【図２３】従来技術に係わる超音波モータの回路を示す
図である。

【符号の説明】

１０１ 振動体 １０２ 圧電素子 １０３ａ 電極パターン １０３ｂ 電極パターン １０６ 切換回路 １０７ 突起 １０８ 移動体 １１０ 起動／停止信号発生手段 ４０５ 発振駆動回路 ５０１ａ トライ・ステート・バッファ ５０１ｂ トライ・ステート・バッファ ５０２ トライ・ステート・インバータ ５０５ コンデンサ ５０６ コンデンサ ５０７ スイッチング回路 ５０８ スイッチング回路 ５９７ 発振起動回路 ６１５ インバータ ６２０ インバータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯野 朗弘 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セイコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 鈴木 誠 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セイコーインスツルメンツ株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−170772（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−281373（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−18282（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−287281（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02N 2/00

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電素子を接合した振動体を有し、圧電
   素子の伸縮運動により振動体に発生する振動波によって
   移動体を摩擦駆動する超音波モータにおいて、圧電素子
   を接合した振動体が、自励発振で振動波を発生するため
   の発振駆動回路と、発振駆動回路を能動状態／停止状態
   にして超音波モータの起動／停止を制御するための信号
   を発生する起動／停止信号発生手段とを有し、 前記発振駆動回路は、励振信号を増幅する電力増幅器
   と、励振信号の周波数を調整するための容量性回路と、
   容量性回路を構成する容量性素子に並列接続されるとと
   もに、前記起動／停止信号発生手段からの出力信号に基
   づいて容量性素子の端子間を短絡させるためのスイッチ
   ング回路とから構成され、起動／停止信号発生手段の出
   力信号に基づき発振駆動回路が停止状態にあるとき、ス
   イッチング回路がＯＮとなり容量性素子の端子間が短絡
   状態になることを特徴とする超音波モータ。
2. 【請求項２】 圧電素子を接合した振動体を有し、圧電
   素子の伸縮運動により振動体に発生する振動波によって
   移動体を摩擦駆動する超音波モータにおいて、圧電素子
   を接合した振動体が、自励発振で振動波を発生するため
   の発振駆動回路と、発振駆動回路を能動状態／停止状態
   にして超音波モータの起動／停止を制御するための信号
   を発生する起動／停止信号発生手段とを有し、 前記発振駆動回路は、励振信号を増幅する電力増幅器
   と、励振信号の周波数を調整するための容量性回路と、
   起動／停止信号発生手段の出力信号に基づいて発振起動
   トリガを発生する発振起動回路とから構成され、起動／
   停止信号発生手段の出力信号に基づき発振駆動回路が能
   動状態になり発振を開始する立ち上がり期間に、発振起
   動トリガを発生する発振起動回路を動作させることを特
   徴とする超音波モータ。
3. 【請求項３】 圧電素子を接合した振動体を有し、圧電
   素子の伸縮運動により振動体に発生する振動波によって
   移動体を摩擦駆動する超音波モータにおいて、圧電素子
   を接合した振動体が、自励発振で振動波を発生するため
   の発振駆動回路と、発振駆動回路を能動状態／停止状態
   にして超音波モータの起動／停止を制御するための信号
   を発生する起動／停止信号発生手段とを有し、 前記発振駆動回路は、励振信号を増幅する電力増幅器
   と、励振信号の周波数を調整するための容量性回路と、
   容量性回路を構成する容量性素子に並列接続されるとと
   もに、起動／停止信号発生手段からの出力信号に基づい
   て容量性素子の端子間を短絡させるためのスイッチング
   回路と、起動／停止信号発生手段の出力信号に基づいて
   発振起動トリガを発生する発振起動回路とから構成さ
   れ、起動／停止信号発生手段の出力信号に基づき発振駆
   動回路が停止状態にあるとき、スイッチング回路がＯＮ
   となり容量性素子の端子間が短絡状態になり、起動／停
   止信号発生手段の出力信号に基づき発振駆動回路が能動
   状態になるときスイッチング回路がＯＦＦになるととも
   に、発振を開始する立ち上がり期間に発振起動トリガを
   発生する発振起動回路を動作させることを特徴とする超
   音波モータ。
4. 【請求項４】 圧電素子を接合した振動体を有し、圧電
   素子の伸縮運動により振動体に発生する振動波によって
   移動体を摩擦駆動する超音波モータにおいて、圧電素子
   を接合した振動体が、自励発振で振動波を発生するため
   の発振駆動回路と、発振駆動回路を能動状態／停止状態
   にして超音波モータの起動／停止を制御するための信号
   を発生する起動／停止信号発生手段とを有し、 前記発振駆動回路は、 励振信号を増幅する電力増幅器
   と、励振信号の周波数を調整するための容量性回路とか
   ら構成され、発振駆動回路の電力増幅器は、入力部にイ
   ンバータを用いて構成されることを特徴とした超音波モ
   ータ。
5. 【請求項５】 圧電素子を接合した振動体を有し、圧電
   素子の伸縮運動により振動体に発生する振動波によって
   移動体を摩擦駆動する超音波モータにおいて、圧電素子
   を接合した振動体が、自励発振で振動波を発生するため
   の発振駆動回路と、発振駆動回路を能動状態／停止状態
   にして超音波モータの起動／停止を制御するための信号
   を発生する起動／停止信号発生手段とを有し、 前記発振駆動回路は、励振信号を増幅するためのもので
   あって入力部にインバータを用いて構成される電力増幅
   器と、励振信号の周波数を調整するための容量性回路
   と、容量性回路を構成する容量性素子に並列接続される
   とともに、起動／停止信号発生手段からの出力信号に基
   づいて容量性素子の端子間を短絡させるためのスイッチ
   ング回路とから構成され、起動／停止信号発生手段の出
   力信号に基づき発振駆動回路が停止状態にあるとき、ス
   イッチング回路がＯＮとなり容量性素子の端子間が短絡
   状態になることを特徴とする超音波モータ。
6. 【請求項６】 請求項４または請求項５に記載の超音波
   モータにおいて、発振駆動回路の電力増幅器は、入力部
   のインバータと、入力部のインバータと出力部の間に設
   けられたプリバッファとから構成され、入力部のインバ
   ータとプリバッファの反転電圧が電源電圧の２分の１で
   あることを特徴とする超音波モータ。
7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のいずれか１項
   に記載の超音波モータにおいて、圧電素子の表面上には
   複数の電極からなる２組の電極群が形成されており、発
   振駆動回路は、圧電素子の表面上に形成された２組の電
   極群の各々に対して出力端子が接続され各々の電極群を
   独立に励振駆動するための２つの電力増幅器を有し、起
   動／停止信号発生手段の出力信号に基づき、圧電素子の
   表面上に形成された２組の電極群の各々に対して出力端
   子が接続された２つの電力増幅器のどちらの電力増幅器
   を能動状態にするかの選択により移動体の回転方向を切
   り換えることを特徴とする超音波モータ。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の超音波モータにおい
   て、圧電素子の表面上に形成された２組の電極群に対し
   て出力端子が接続された２つの電力増幅器は、並列接続
   された複数の電力増幅回路から各々構成され、複数の電
   力増幅回路のうち機能させる電力増幅回路を選択して電
   力増幅器の出力インピーダンスを調整するための信号を
   出力する出力調整信号発生手段を有することを特徴とす
   る超音波モータ。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の超音波モータにおい
   て、電源の電源電圧を検出する電圧検出手段と、予め設
   定した電源電圧データと、電圧検出手段の検出した電圧
   と予め設定した電源電圧データを比較する電圧比較手段
   とを有するとともに、電圧比較手段による比較の結果、
   電圧検出手段の検出した電圧と電源電圧データが一致し
   ない場合、出力調整信号発生手段により電力増幅器の出
   力インピーダンスを調整することを特徴とした超音波モ
   ータ。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし請求項９のいずれか１
    項に記載の超音波モータにおいて、起動／停止信号発生
    手段あるいは出力調整信号発生手段の出力信号に基づき
    発振駆動回路を構成する電力増幅器の出力段トランジス
    タのドレイン側の接続を切ることで電力増幅器の出力イ
    ンピーダンスを調整することを特徴とした超音波モー
    タ。
11. 【請求項１１】 圧電素子を接合した振動体を有し、圧
    電素子の伸縮運動により振動体に発生する振動波によっ
    て移動体を摩擦駆動する超音波モータにおいて、圧電素
    子を接合した振動体が、自励発振で振動波を発生するた
    めの発振駆動回路と、発振駆動回路を能動状態／停止状
    態にして超音波モータの起動／停止を制御するための信
    号を発生する起動／停止信号発生手段とを有し、圧電素
    子の表面上には複数の電極からなる２組の電極群が形成
    されており、発振駆動回路は、圧電素子の表面上に形成
    された２組の電極群の各々に対して出力端子が接続され
    各々の電極群を独立に励振駆動するための２つの電力増
    幅器と、励振信号の周波数を調整するための容量性回路
    とを有し、起動／停止信号発生手段の出力信号に基づ
    き、圧電素子の表面上に形成された２組の電極群の各々
    に対して出力端子が接続された２つの電力増幅器のどち
    らの電力増幅器を能動状態にするかの選択により移動体
    の回転方向を切り換える超音波モータであって、超音波
    モータを起動するときは、前記２つの電力増幅器を両方
    とも能動状態にして発振駆動回路に初期信号を生成する
    とともに、初期信号が発振駆動回路により励振信号まで
    増幅された後に、起動／停止信号発生手段の出力信号に
    応じてどちらか一方の電力増幅器を停止状態にして駆動
    を開始する自励発振立ち上げ制御手段とを備えたことを
    特徴とする超音波モータ。
12. 【請求項１２】 請求項１ないし請求項１１のいずれか
    １項に記載の超音波モータにおいて、発振駆動回路は、
    圧電素子を接合した振動体が機械的共振状態でもつ誘導
    性を利用して、振動体と容量性素子とで構成した共振回
    路を有する、ことを特徴とした超音波モータ。
13. 【請求項１３】 請求項１ないし請求項１２のいずれか
    １項に記載の超音波モータにおいて、圧電素子は、少な
    くとも一方の表面にほぼ等間隔に４の倍数個の電極を形
    成するとともに、隣接する２つずつの電極を１組として
    組ごとに方向が交互に逆転するような分極処理を施して
    あり、電極を各々１つおきに電気的に短絡させて２組の
    電極群を構成するための第１の結線手段および第２の結
    線手段と、振動体の一方の表面上の、圧電素子の少なく
    とも一方の平面上にほぼ等間隔の４の倍数個形成された
    電極の境界付近の１つおきの位置に、移動体に動力を伝
    達するために設けられた突起とを有することを特徴とし
    た超音波モータ。
14. 【請求項１４】 請求項１ないし請求項１３のいずれか
    １項に記載の超音波モータにおいて、移動体の回転状態
    を検出するための回転情報検出手段と、回転情報検出手
    段からの出力信号に基づき移動体の回転数を調整するた
    めの回転数制御手段とを有し、回転数制御手段が発振駆
    動回路の容量性回路の静電容量を変化させる静電容量調
    整回路であることを特徴とする超音波モータ。
15. 【請求項１５】 請求項１ないし請求項１４のいずれか
    １項に記載の超音波モータを備えたことを特徴とする超
    音波モータ付き電子機器。