JP4201014B2 - 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

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。今後は、カメラ、プリンタ、電子時計、玩具などの各種の電子機器において、圧電アクチュエータの利用が拡大される見通しである。
ここで、圧電振動体の共振を利用する共振型の圧電アクチュエータが知られ、このような圧電アクチュエータでは、圧電素子に供給される駆動信号と圧電振動体の振動状態から得られる検出信号との位相差を駆動に適した値でほぼ一定として、所定の振動特性を実現する必要がある。すなわち、圧電アクチュエータの駆動制御は、所定の駆動状態を実現する最適位相差を規定し、この最適位相差に基いて行われる。
このような圧電アクチュエータを高効率で駆動するには、圧電素子に供給する駆動信号の周波数を振動体の共振点近傍とする必要があるが、周囲の温度や負荷等の影響によって振動体の共振点は変動するため、位相差が最適位相差となるように駆動信号の周波数（駆動周波数）を変更する位相差フィードバック制御が知られている（例えば、特許文献１、および特許文献２参照）。すなわち、圧電アクチュエータの駆動中、目標位相差に対して位相差が大小いずれであるかに応じて駆動周波数が高低いずれかに変更される。

特許第２５０６８９５号公報 特開昭６４−８８７５号公報

しかしながら、所定の駆動状態を実現する最適位相差は、圧電アクチュエータにおける振動体の被駆動体に対する加圧の個体差によってばらつきが有り、また、振動体と被駆動体との磨耗などの経時変化によっても変動し得る。最適位相差は、圧電アクチュエータの駆動制御において指標となるものであって、この最適位相差が変化することで、トルクが変わり、所望の駆動効率を実現することは困難となる。つまり、所定の駆動状態に適した最適位相差は、必ずしも一定ではない。この最適位相差の変化は、共振点の変化によるもので、特に、共振利用の圧電アクチュエータでは、共振点が少しずれ、最適位相差が適正値から少し外れただけでも駆動効率が大きく落ち込んでしまう。

さらに、前述のような位相差フィードバック制御では、駆動信号と検出信号との位相差の目標位相差に対する位相差の大小に駆動周波数を追従させているが、駆動状態によっては、位相差の大小の評価が逆転する場合があり、この場合は、駆動周波数が適切な向きと逆方向に変更されてしまい、駆動制御が不安定となってしまう。
すなわち、図３８に示したように、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Ａと隣接する範囲Ｂ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。その結果、駆動状態は、範囲Ｂから範囲Ｃに移行してしまい、この範囲Ｃでは、目標位相差θに対する位相差の傾きが駆動範囲Ａと同様であって、駆動範囲Ａと同様の方向に駆動周波数が変更されるので、駆動状態は駆動範囲Ａには復帰することなく、圧電アクチュエータは低い駆動効率で不安定な状態のまま、駆動される。この範囲Ｃや範囲Ｂにおける駆動周波数および位相差は、所望の振動特性を実現するには程遠い。
なお、駆動状態が駆動範囲Ａから範囲Ｂに移行するのは、圧電アクチュエータの駆動中、位相差フィードバックによる駆動周波数の追従が連続して行われるためであり、仮に、駆動周波数を固定して駆動制御するのであれば、位相差の逆転はさほど影響がないが、駆動周波数を固定する構成では、温度や負荷の変動による共振点の変化に対応して駆動周波数を調節することができない。温度変化が大きい環境で駆動される場合や、大電力が加わったり、連続駆動が必要となって圧電素子に発熱が生じる場合には、やはり位相差フィードバックなどで駆動周波数を適宜、上下する必要がある。
ただし、位相差フィードバックにより駆動周波数を可変に制御することで温度や負荷の変動に対応できるとはいうものの、前述のように、位相差評価の逆転に起因して駆動周波数の制御の向きが異常となり、駆動状態が不安定となるのはかえって問題である。

ここで、位相差に逆転現象が生じる要因としては、ひとつには、振動体の組み立てにおける誤差が考えられる。すなわち、振動体の構造として、複数の圧電素子を補強板を挟んで貼り合わせたものなどがあり、貼り合わせの誤差によって各圧電素子の位相にずれが生じ、この位相のずれが重なったためと考えられる。
また、特許文献２のように位相が互いに異なる２つの駆動信号を圧電素子に供給するのではなく、縦振動の共振点および屈曲振動の共振点の間の周波数で１つの駆動信号を生成して圧電素子を駆動する場合があるが、この場合にも、縦振動の位相と屈曲振動の位相との合成により、位相差が逆転することが十分に考えられる。

このような問題に鑑みて、本発明の目的は、所定の駆動状態に適した駆動条件の変化に対応して、適切にかつ安定的に駆動制御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その振動を被駆動体に伝達するとともに前記振動体の振動状態を検出することが可能な圧電アクチュエータの駆動制御方法であって、前記駆動信号と前記検出された振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と、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る駆動工程とを備え、前記初期設定工程を、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、圧電素子への駆動信号の供給により振動する振動体を備えてその振動を被駆動体に伝達するとともに前記振動体の振動状態を検出することが可能な圧電アクチュエータの駆動制御装置であって、前記駆動信号と前記検出された振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。

これらの発明によれば、所定の駆動状態を実現する最適位相差が磨耗による振動体と被駆動体との加圧条件の経時変化、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。
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。

ここで、このような本発明では、振動体の振動状態を示す検出信号の位相と、駆動信号の位相との比較において、最適位相差を目標とする位相差フィードバック制御が実施されるため、圧電アクチュエータの電流値や被駆動体の駆動量（回転数など）に表れる駆動効率を所望の値に制御可能となる。これにより、被駆動体のスピードコントロールも可能となる。

本発明の圧電アクチュエータの駆動制御方法では、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る計時装置に組み込まれて前記計時情報表示部を駆動する圧電アクチュエータの駆動制御方法であって、前記最適位相差取得工程は、当該最適位相差取得工程を実施する間に移動した前記被駆動体の位置を当該最適位相差取得工程開始時の位置に戻す移動量復帰工程を有し、前記駆動工程では、前記初期設定工程を実施する間の時間に応じて前記計時部から発信される指令値に基いて当該被駆動体の移動量を制御することが好ましい。

この発明によれば、時計などの計時装置において、指針などの計時情報表示部が連動する歯車等が被駆動体として組み込まれた圧電アクチュエータにおいて、初期設定工程における被駆動体の移動量をキャンセルできるため、初期設定工程の実施による運針の誤差、計時のくるいを解消できる。

本発明の圧電アクチュエータの駆動制御方法では、前記位相差逆転検出工程では、前記クランプ周波数から前記位相差逆転周波数までの値を前記記憶手段に記憶することが好ましい。
また、本発明の圧電アクチュエータの駆動制御装置では、前記制御手段は、前記クランプ周波数から前記位相差逆転周波数までの値が予め記憶される記憶手段を有することが好ましい。

これらの発明によれば、クランプ周波数から位相差逆転周波数までの値を記憶することにより、クランプ周波数を位相差逆転周波数に基いて位相差フィードバックの都度設定することが不要となり、構成を簡略化できる。

本発明の圧電アクチュエータの駆動制御方法では、前記被駆動体の駆動方向を正方向と逆方向とに切替可能とし、前記初期設定工程を、前記被駆動体の駆動方向が切替えられた際に行うことが好ましい。
また、本発明の圧電アクチュエータの駆動制御装置では、前記被駆動体は、その駆動方向が正方向と逆方向とに切替可能とされ、前記初期設定手段は、前記振動挙動が切替えられた際に用いられることが好ましい。

これらの発明によれば、被駆動体の駆動方向が切替えられた際に、初期設定が再度実施されて最適位相差および位相差逆転周波数が更新されるので、被駆動体を正方向に駆動する際と逆方向に駆動する際とで振動体の振動挙動特性が異なる（非対称）場合であっても、駆動制御の適切さおよび安定性が損なわれない。

本発明の圧電アクチュエータの駆動制御装置では、前記振動体は、複数の振動モードで振動し、前記駆動信号は、単相であることが好ましい。
この発明によれば、単相の駆動信号の供給により圧電素子を複数の振動モードで駆動するので、多相の駆動信号を用いる場合と比べて、構成を簡略にできる。

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、平面略矩形状に形成され、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と前記長手方向に対して屈曲する屈曲振動との混合モードとされることが好ましい。
この発明によれば、縦振動の共振点と屈曲振動の共振点との間の周波数の駆動信号を振動体に供給することにより、振動体の一部における楕円運動を実現し得るので、簡略な構成で、ロータなどの被駆動体を高効率で駆動できる。
ここで、このような単相の駆動信号の供給による縦振動と屈曲振動との混合モードによれば、縦振動の位相と屈曲振動の位相との合成により、駆動信号と検出信号との位相差の逆転が生じ易くなると考えられるため、前述したような位相差逆転周波数の検出、およびこの位相差逆転周波数ないしクランプ周波数に基くクランプ処理などにより安定駆動を実現できることの効果がより際立つ。

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たことを特徴とする。
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、磨耗、負荷の変動などの経時変化や、温度変化に対応して、適切な、安定した駆動制御を行うことができ、温度変化が激しい屋外などの環境で使用されたり、携行され姿勢に応じて負荷が変わったり、大パワーが投入される、あるいは連続駆動によって発熱しやすい各種電子機器に好適である。このような電子機器として、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、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正確に駆動することが可能となり、信頼性を向上させることができる。
そして、圧電アクチュエータで時、分、秒などの時刻表示機構を駆動すれば、正確な運針を実現でき、連続駆動により発熱しても駆動制御が不安定となるのを防止できる。
なお、時刻表示機構以外に、日、月、曜などのカレンダ情報の計時部または計時情報表示部について、圧電アクチュエータを暦の変わり目に間欠的に駆動することで使用することもできる。
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、制御手段および位相差検出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、所定の駆動状態に適した位相差などの駆動条件の変化に対応して、適切な駆動制御を実施できるとともに、位相差に駆動周波数を追従させるにあたり、温度や負荷の変動に際しても駆動制御を安定的に実施できる。

〔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、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１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。
時針４、分針５、秒針６は、通常のアナログクォーツと同様のものであって、水晶振動子が組み込まれた回路基板と、コイル、ステータ、ロータを有するステッピングモータと、駆動輪列と、電池とによって駆動される。

［２．秒クロノグラフ針の駆動機構］
秒クロノグラフ針７Ａ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、秒クロノグラフ針７Ａ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、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、図２，３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、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、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。

このような電子時計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、秒クロノグラフ針７Ａを所定の正方向に回転させるか、逆方向に回転させるかによって圧電素子２２に設けられた駆動電極２２２，２２３が選択的に用いられ、この際の振動体２０Ａの振動挙動に応じてロータ３０が両方向に回転駆動される。
すなわち、振動体２０Ａの正方向挙動による正方向への駆動時は、駆動電極２２１と駆動電極２２２とを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混合モードにおける位相差により、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、振動体２０Ａの逆方向挙動による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略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略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、秒クロノグラフ針７Ａが正方向または逆方向に駆動する。
なお、振動体２０Ａの振動状態を示す検出信号（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。

［５．圧電アクチュエータの駆動装置の構成］
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、電圧制御発振器（ＶＣＯ）５１と、パルスコントロール回路５２と、ゲートドライバ５３と、電源５４と、スイッチ回路５５と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５６と、信号増幅器（ＡＭＰ）５７と、位相差検出手段６０と、制御手段としてのコントローラ６５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、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を制御するものであり、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の回転方向を切替えるとともに、その指令値を出力する正逆回転回路５２２および電流制御回路５２３と、駆動信号の周期にデットタイムを挿入して駆動信号のデューティを規定する電流制限回路５２４とを有して構成されている。

正逆回転回路５２２は、制御信号に基づいて、ロータ３０の回転方向を切替える指令値を第２ゲートドライバ５３Ｂ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５３Ｂ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５３Ｂに出力する。

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）ＩＶ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５５１〜５５６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４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２）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５５１，５５
８）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２）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、駆動電極２２２，２２３のうち駆動信号が供給されない一方を通じて（図４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。
図６は、コントローラ６５の構成概略図であり、コントローラ６５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６５１、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６５２、最適位相差の取得の頻度を規律する頻度制御手段６５３、および記憶手段６５４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６５２による最適位相差の取得は、頻度制御手段６５３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６５４に記憶されている。

［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７および図８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５０のコントローラ６５は、図７に示す最適位相差取得工程Ｐ１、および図８に示す駆動工程Ｐ２をそれぞれ実行する。

［６−１．頻度制御手段の作用］
コントローラ６５は、頻度制御手段６５３のタイマ機能により、図７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Ｔ、すなわち連続駆動時間を確認し（ステップＳ１１）、最適位相差取得工程Ｐ１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Ｓ１１）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Ｔがコントローラ６５の記憶手段６５４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８に示す駆動工程Ｐ２に移行する。
なお、経過時間Ｔは、圧電アクチュエータ２０の起動時に「０」で初期化される。

［６−２．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６５の最適位相差取得手段６５２により、ロータ３０を駆動制御して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（ステップＳ２１）、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Ｓ２２）。この回転速度の検出では、回転数を保持する変数を２つ（Ｚ０、Ｚ１）使用して、回転速度を検出する度、その回転数をＺ０に代入するとともに、Ｚ０とＺ１との比較において、Ｚ０がＺ１よりも大である場合に、Ｚ０をＺ１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Ｚ１に逐次代入、更新される。

この後、Ｚ０とＺ１とを比較し（ステップＳ２３）、Ｚ０（今回検出時の回転数）がＺ１（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Ｚ１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Ｓ２４）、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、上記、および以下において駆動周波数を掃引する際、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Ｓ２３においてＺ０がＺ１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Ｚ１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Ｓ２５に進む。
ステップＳ２５で回転数がＺ１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Ｓ２６）。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６５の記憶手段６５４に記憶する（ステップＳ２７）。なお、共振を利用する圧電アクチュエータ２０では、駆動周波数と検出信号との位相差を駆動に適した値でほぼ一定として、所定の振動特性を実現する必要があるから、記憶手段６５４に保持される最適位相差は、駆動制御装置５０における駆動制御の指標として用いられる。同じ仕様の圧電アクチュエータ２０でも、形状や組み立ての誤差などによって、所定の駆動状態を実現する最適位相差は異なるため、最適位相差取得工程Ｐ１の実施により、個体差による振動特性のばらつきを解消できる。
最後に、経過時間Ｔを「０」にリセットする（ステップＳ２８）。
以上で、最適位相差取得工程Ｐ１を終了し、駆動工程Ｐ２に移行する。

［６−３．駆動工程］
図８に示す駆動工程Ｐ２では、周波数制御手段６５１により、先ず、前述の最適位相差取得工程Ｐ１でコントローラ６５に記憶された最適位相差を位相シフト器６２（図４）にセットする（ステップＳ３１）。そして、駆動周波数を２３０ｋＨｚから掃引し（ステップＳ３２）、位相差検出手段６０（図４）および周波数制御手段６５１（図６）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Ｓ３３）、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Ｓ３４）。
こうして、位相差が最適位相差に一致したら（ステップＳ３３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Ｓ３５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６５１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。
なお、位相差フィードバック工程Ｓ３５では、所定のクロック信号ごとに、コントローラ６５における経過時間Ｔ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Ｓ３５１）。
位相差フィードバック工程Ｓ３５は、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Ｓ３６）、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が連続駆動され、起動時から所定時間が経過して、突起２５とロータ３０との磨耗が生じたり、突起２５をロータ３０に付勢する加圧条件などが変化すると、共振点が変化する場合がある。このため、当初は圧電アクチュエータ２０の駆動効率を最大にできる位相差、すなわち、所望の駆動状態を実現する最適位相差を目標として位相差フィードバック制御を行うことにより、圧電アクチュエータ２０を適切に駆動制御できていたが、時間経過による振動特性の変化により、駆動制御装置５０の制御において指標となるべき駆動効率を最大にできる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。

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９のグラフに示した。
図９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９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９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Ｐ２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６５の頻度制御手段６５３は、経過時間Ｔが連続駆動時間Ｎに達したと判定し（図８のステップＳ３７）、図７に示した最適位相差取得工程Ｐ１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６５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。図９に示した例では、最適位相差として規定される値は、初期状態ではθ_０（約１００°）であるのに対して、１時間後に最適位相差取得工程Ｐ１が実際された際はθ_１（約１０３°）となる。２時間後、３時間後にも、最適位相差取得工程Ｐ１は定期的に実施され、起動から３時間後に最適位相差取得工程Ｐ１が実施された際は、θ_３（約１０２°）が最適位相差として規定される。４時間後以降も、同様にして、最適位相差が１時間ごとに更新される。
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が補正されるので、この最適位相差を前提として、駆動制御装置５０における駆動制御が適切に実施される。

［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）秒クロノグラフ針７Ａを駆動する圧電アクチュエータ２０の駆動制御装置５０は、コントローラ６５を備え、このコントローラ６５が有する頻度制御手段６５３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。これにより、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において適切な駆動制御を実施でき、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。

（２）また、駆動制御装置５０における駆動工程Ｐ２において、駆動周波数を固定せずに、最大効率を実現する最適位相差を目標値として、位相差のフィードバックによる駆動周波数の追従制御を行うので、圧電アクチュエータ２０の駆動性能を最大限に発揮して、駆動効率を最大にできる。

（３）腕時計である電子時計１に駆動制御装置５０を組み込んだことで、負荷などの変動に関わらず、適切な駆動制御を行うことができ、前述の効果を大きいものとできる。
本実施形態の駆動制御装置５０は、温度変化が激しい屋外などの環境で使用されたり、携行され姿勢に応じて負荷が変わる腕時計に適し、特に、大パワーが投入される、或いは連続駆動によってロータ３０および振動体２０Ａの突起２５が磨耗、発熱しやすい秒針駆動に好適である。これにより、正確で安定した運針を実現できる。

（４）圧電アクチュエータ２０の圧電素子２２に供給される駆動信号の周波数が縦振動の共振周波数ｆｒ１と屈曲振動の共振周波数ｆｒ２との間にあるため、縦振動および屈曲振動の双方の振幅を大きくして、圧電アクチュエータ２０の駆動効率を向上させることができるとともに、１つの駆動信号により圧電アクチュエータ２０を駆動するため、構成を簡略にできる。
そのうえ、このように共振を利用する場合には駆動周波数の範囲が狭く、駆動周波数の制御が困難であって、経時変化や個体差により共振点がばらつくことで駆動状態が不安定となりやすいため、駆動制御装置５０によって駆動制御の適正さ、安定性が確保されることの効果は大きい。
なお、駆動制御装置５０は、圧電アクチュエータ２０以外にも、共振を利用する圧電アクチュエータの駆動制御装置として、汎用的に利用できる。

（５）そして、通常、電子時計１における時針４、分針５、秒針６などの駆動手段はステ
ッピングモータであるが、このステッピングモータを圧電アクチュエータ２０に置き換えることが可能となり、これによって電子時計１の一層の薄型化が実現できるとともに、圧電アクチュエータ２０はステッピングモータよりも磁性の影響を受けにくいことから、電子時計１の高耐磁化をも図ることができる。

〔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、圧電アクチュエータ２０を最大効率で駆動するための駆動制御を行っていたが、本実施形態は、圧電アクチュエータ２０で駆動される被駆動体の駆動量を調整可能に駆動制御する点で前記実施形態とは相違する。
図１０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５０Ａの構成を示すブロック図である。
駆動制御装置５０Ａは、前述の駆動制御装置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７１と、電流指令値を出力する電流指令値源７２と、電流検出器７１で検出された電流値と、電流指令値源７２から出力された電流指令値とに基いて、コントローラ６５に対して制御信号を出力する電流制御器７３とを備える。

そして、コントローラ６５では、電流制御器７３からの出力信号を基に、電圧制御発振器５１に電圧信号を出力する。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。
（６）コントローラ６５が電圧制御発振器５１に出力す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。このため、速度調整（スピードコントロール）が必要なロータ３０を始めとする被駆動体の駆動源としても圧電アクチュエータ２０を利用できる。また、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を適切かつ安定して駆動制御することができる。

〔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、第２実施形態とは異なる手段により、第２実施形態と略同様に、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１１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８１と、回転数指令値を出力する回転数指令値源８２と、回転数検出器８１で検出された回転数と、回転数指令値源８２から出力された回転数指令値とに基いて、コントローラ６５に対して制御信号を出力する回転数制御器８３とを備える。
回転数検出器８１は、例えば、第１実施形態においてロータ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。

図１２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８１を０セット（ゼロセット）する（ステップＳ２０）。次いで、前述の最適位相差取得工程Ｐ１（図７）と同様、ステップＳ２１〜ステップＳ２８を実施する。この間、回転数検出器８１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８１、回転数指令値源８２、および回転数制御器８３により、ステップＳ２０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Ｓ２９）。この後、駆動工程Ｐ２（図８）に移行する際は、最適位相差取得工程Ｐ１´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８２に入力されるので、回転数制御器８３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８１によるロータ３０の回転数検出は、駆動工程Ｐ２においても、継続的に実施する。

このような本実施形態では、第１実施形態で得られる効果に加えて、次のような効果も得られる。
（７）前記第２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コントローラ６５が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、より正確な駆動制御を行うことができる。

（８）最適位相差取得工程Ｐ１´において、ステップＳ２０およびステップＳ２９を実施し、最適位相差取得工程Ｐ１´におけるロータ３０の回転をキャンセルした後、駆動工程Ｐ２において最適位相差取得工程Ｐ１´の所要時間を基にロータ３０の回転数を調整するので、最適位相差取得工程Ｐ１´の実施による秒クロノグラフ針７Ａの運針の誤差を解消できる。

〔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。
図１３に示す本実施形態の駆動制御装置５０Ｃは、第２実施形態の電流値に基づく駆動制御と、第３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５０Ｃは、電流検出器７１、電流制御器７３、回転数検出器８１、回転数指令値源８２、回転数制御器８３を備えている。

回転数制御器８３は、回転数指令値源８２からの回転数指令値と、回転数検出器８１で検出される回転数とに基いて電流制御器７３に電流指令値を出力する。
電流制御器７３は、回転数制御器８３からの電流指令値と、電流検出器７１で検出された電流値とに基づいてコントローラ６５に制御信号を出力する。
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、前記第１〜３の各実施形態で得られる効果に加えて、次のような効果も得られる。
（９）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。

〔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。前述の第１〜第８実施形態では、最適位相差が所定頻度で繰り返し取得されることが互いに共通の特徴であったのに対し、この第５実施形態以降、第８実施形態までは、駆動周波数掃引時に位相差の逆転が起こる周波数を取得し、これに基いて位相差フィードバックにおける駆動周波数をクランプすることを共通の特徴とする。

本実施形態で説明する圧電アクチュエータの駆動制御装置および駆動制御方法は、前述した第１実施形態等と同様に、時計１の秒クロノグラフ針７Ａを駆動する圧電アクチュエータ２０に適用できる。したがって、第１実施形態で示した図１〜図３および図５を参照し、これに加えて、本実施形態の特徴を示す図１４〜図２２を参照する。

［第５−１．圧電アクチュエータの駆動装置の構成］
図１４は、本実施形態の圧電アクチュエータの駆動制御装置５０Ｄの構成を示す。
駆動制御装置５０Ｄが備える位相シフト器６２´には予め、圧電アクチュエータ２０の駆動制御の指標となる目標位相差が設定されている。これにより、駆動制御装置５０Ｄが備えるコントローラ２６５は、ローパスフィルタ６４を介して入力される位相差の目標位相差に対する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。

図１５は、制御手段としてのコントローラ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６５１、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、駆動周波数を規制するクランプ手段６５６、および駆動周波数のテーブル情報ＴＢＬ（図１８）が記憶された記憶手段６５７の各構成を含んで構成されている。

コントローラ２６５内の周波数制御手段６５１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。
ここで、コントローラ２６５は、圧電アクチュエータ２０の駆動開始時に実施される第１工程（位相差逆転検出工程）である初期化モードＭ１（図１９）と、初期化モード後Ｍ１に動作する第２工程である駆動モードＭ２（図２０）とを有する。

記憶手段６５７に記憶されたテーブル情報ＴＢＬ（図１８）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１６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１７は、図１６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（本実施形態では、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５０Ｄ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Ａが設定されている。この駆動範囲Ａ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１６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Ａ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１７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Ｔ１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Ｔ３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Ｔ１およびこの位相差逆転周波数Ｔ１から０．５ｋＨｚマイナスしたクランプ周波数Ｔ２であり、位相差復帰範囲Ｒ２の境界値は、復帰周波数Ｔ３およびこの復帰周波数Ｔ３から０．５ｋＨｚプラスした復帰時クランプ周波数Ｔ４である。
これらの位相差逆転周波数Ｔ１、クランプ周波数Ｔ２、復帰周波数Ｔ３、復帰時クランプ周波数Ｔ４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６５７に列挙されて記憶されている。
図１８は、記憶手段６５７に格納されたデータ内容を示す。記憶手段６５７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５−２．圧電アクチュエータの駆動制御］
次に、駆動制御装置５０Ｄによる圧電アクチュエータ２０の駆動工程について、図１９および図２０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５０Ｄのコントローラ２６５は、圧電アクチュエータ２０の駆動開始時に第１工程である初期化モードＭ１（図１９）を実行し、その後、第２工程である駆動モードＭ２（図２０）を実行する。

［第５−２−１．初期化モード］
図１９に示す初期化モードＭ１では、ロータ３０を回転させて圧電アクチュエータ２０の最適駆動状態（本実施形態では、回転数が略最大となる状態Ｇ（図１６））を調べるとともに、駆動周波数を掃引した際に目標位相差θ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（Ｓ４１、Ｓ４２）。ここで、目標位相差θを位相シフト器６２に設定する。
これらの工程Ｓ４１、Ｓ４２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１６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判定結果は、「ＹＥＳ」となり、テーブル情報ＴＢＬ（図１８）を作成し（Ｓ４３）、このテーブル情報ＴＢＬを記憶手段６５７に記憶する（Ｓ４４）。
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６５７におけるテーブル情報ＴＢＬのデータを消去する。
以上で初期化モードＭ１を終了し、駆動モードＭ２に移行する。

［第５−２−２．駆動モード］
図２０に示す駆動モードＭ２では、コントローラ２６５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から掃引開始し（Ｓ５１）、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フィードバック処理を開始する（Ｓ５２）。
フィードバック処理Ｓ５２では、位相比較器６３からの出力が零、つまり位相差が目標位相差θとなるように、コントローラ２６５が出力する電圧信号を制御するが（Ｓ５２１）、この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１８）の周波数と一致するか否かをクランプ手段６５６により判定する（Ｓ５２２）。
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のとき、目標位相差θに対して位相差が大であるプラスの偏差Ｄ１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Ｓ５２１およびＳ５２２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。
これにより、連続駆動によって振動体２０Ａが発熱した場合や、周囲温度の変化、あるいは電子時計１の姿勢変化による負荷の変動などで振動体２０Ａの共振点が変わり、振動特性が変化した場合にも良好に対応できる。

なお、事前に実施された初期化モードＭ１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（Ｓ５２２）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（Ｓ５２１）。
ただし本実施形態では、位相差の逆転が生じない場合は記憶手段６５７のテーブル情報ＴＢＬは空であるため、位相差の逆転が生じる生じないに関わらず、電圧信号が示す駆動周波数とテーブル情報ＴＢＬとを照合し、判定（Ｓ５２２）を行うこととしても、工程Ｓ５２２で常に「ＮＯ」と判定され、正常に駆動制御が行われる。

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１８）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（Ｓ５２３）。
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Ｔ２を経て位相差逆転周波数Ｔ１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Ｔ１から離れたクランプ周波数Ｔ２を設定し、前述のように、駆動周波数をクランプ周波数Ｔ２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（Ｓ５２３）後は、工程Ｓ５２１に戻って次の検出信号に応じた処理を継続し、工程Ｓ５２２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６５７におけるテーブル情報ＴＢＬ（図１８）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Ｔ２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１６）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１６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１６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１８）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５０Ｄ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。

図２１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２２は、図２１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２１、図２２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２１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２２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５０Ｄ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５−３．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。
（１０）圧電アクチュエータ２０の駆動制御装置５０Ｄが備えるコントローラ２６５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、初期化モードＭ１で記憶手段６５７に記憶されたテーブル情報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Ｔ２に達する場合は駆動周波数の位相差への追従をクランプするように、駆動周波数の規制が実施される。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。

（１１）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Ｔ１から最適駆動状態Ｇ側に０．５ｋＨｚ離れたクランプ周波数Ｔ２を設定し、このクランプ周波数Ｔ２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。
なお、クランプ周波数Ｔ２は、振動体２０Ａの短辺が約１．９８ｍｍ、長辺が約７ｍｍで、目標位相差が約１００°、駆動周波数が約２５０ｋＨｚの場合、位相差逆転周波数Ｔ１から０．３〜０．７ｋＨｚの範囲で離れていることが好ましい。
すなわち、クランプ周波数Ｔ２が０．７ｋＨｚを超えるほど位相差逆転周波数Ｔ１から離れている場合は、周囲の温度や負荷が少しでも変動すると、駆動周波数の位相差への追従が停止され、以降、温度や負荷に応じた駆動周波数の制御は行われないから好ましくない。すなわち、温度や負荷の変動によって駆動状態が不安定となり、駆動制御が低下するおそれがある。
一方、クランプ周波数Ｔ２が位相差逆転周波数Ｔ１から離れている量が、０．３ｋＨｚ未満の場合は、周波数を位相差に基いて可変に制御する関係上、駆動周波数が位相が逆転する周波数範囲に変更されることを未然に防止できず、駆動制御が不安定となる。

（１２）コントローラ２６５は、駆動開始時に実行される初期化モードＭ１を有し、初期化モードＭ１時に、位相差可逆範囲Ｒ１における周波数が列挙されたテーブル情報ＴＢＬを記憶手段６５７に記憶することから、圧電アクチュエータ２０の起動時ごとに、記憶手段６５７の位相差可逆範囲Ｒ１の情報を更新することができ、圧電アクチュエータ２０の最新の状態に基いて、駆動制御を実施することが可能となる。
ここで、初期化モードＭ１を、例えば、数時間ごとなど、所定の間隔で実行することも検討できる。
また、位相差可逆範囲Ｒ１の周波数がテーブル情報ＴＢＬとして記憶手段６５７に予め記憶されたので、コントローラ２６５において、クランプ周波数Ｔ２、復帰時クランプ周波数Ｔ４等を、位相差がフィードバックされる都度設定することが不要となり、構成を簡略化できる。

（１３）腕時計である電子時計１に駆動制御装置５０Ｄを組み込んだことで、温度や負荷の変動に関わらず、安定した駆動制御を行うことができ、前述の効果を大きいものとできる。
本実施形態の駆動制御装置５０Ｄは、温度変化が激しい屋外などの環境で使用されたり、携行され姿勢に応じて負荷が変わる腕時計に適し、特に、大パワーが投入される或いは連続駆動によって発熱しやすい秒針駆動に好適である。これにより、正確で安定した運針を実現できる。

（１４）圧電アクチュエータ２０の圧電素子２２に供給される駆動信号の周波数が縦振動の共振周波数ｆｒ１と屈曲振動の共振周波数ｆｒ２との間にあるため、縦振動および屈曲振動の双方の振幅を大きくして、圧電アクチュエータ２０の駆動効率を向上させることができるとともに、１つの駆動信号により圧電アクチュエータ２０を駆動するため、構成を簡略にできる。
そのうえ、このように共振を利用する場合には駆動周波数の範囲が狭く、駆動周波数の制御が困難であって、温度変化などで共振点がずれることで駆動状態が不安定となりやすいため、駆動制御装置５０Ｄによって駆動制御の安定性が確保されることの効果は大きい。
また、駆動制御装置５０Ｄは、圧電アクチュエータ２０以外にも、共振を利用する圧電アクチュエータの駆動制御装置として、汎用的に利用できる。

（１５）そして、通常、電子時計１における時針４、分針５、秒針６などの駆動手段はステッピングモータであるが、このステッピングモータを圧電アクチュエータ２０に置き換えることが可能となり、これによって電子時計１の一層の薄型化が実現できるとともに、圧電アクチュエータ２０はステッピングモータよりも磁性の影響を受けにくいことから、電子時計１の高耐磁化をも図ることができる。

〔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。
第５実施形態では、圧電アクチュエータ２０を最大効率で駆動するための駆動制御を行っていたが、本実施形態は、圧電アクチュエータ２０で駆動される被駆動体の駆動量を調整可能に駆動制御する点で前記実施形態とは相違する。
図２３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５０Ｅの構成を示すブロック図である。
駆動制御装置５０Ｅは、前述の駆動制御装置５０Ｄ（図１４）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７１と、電流指令値を出力する電流指令値源７２と、電流検出器７１で検出された電流値と、電流指令値源７２から出力された電流指令値とに基いて、コントローラ２６５に対して制御信号を出力する電流制御器７３とを備える。

そして、コントローラ２６５では、電流制御器７３からの出力信号を基に、電圧制御発振器５１に電圧信号を出力する。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。
（１６）コントローラ２６５が電圧制御発振器５１に出力す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。このため、速度調整（スピードコントロール）が必要なロータ３０を始めとする被駆動体の駆動源としても圧電アクチュエータ２０を利用できる。また、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を安定して駆動制御することができる。

〔第７実施形態〕
次に本発明の第７実施形態について説明する。
本実施形態では、第６実施形態とは異なる手段により、第６実施形態と略同様に、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２４は、本実施形態の駆動制御装置５０Ｆを示す。
駆動制御装置５０Ｆは、前述の駆動制御装置５０Ｄ（図１４）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８１と、回転数指令値を出力する回転数指令値源８２と、回転数検出器８１で検出された回転数と、回転数指令値源８２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８３とを備える。
回転数検出器８１は、例えば、第１実施形態においてロータ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、第５実施形態で得られる効果に加えて、次のような効果も得られる。
（１７）前記第６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コントローラ２６５が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、より正確な駆動制御を行うことができる。

〔第８実施形態〕
次に本発明の第８実施形態について説明する。
図２５に示す本実施形態の駆動制御装置５０Ｇは、第６実施形態の電流値に基づく駆動制御と、第７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５０Ｇは、電流検出器７１、電流制御器７３、回転数検出器８１、回転数指令値源８２、回転数制御器８３を備えている。

回転数制御器８３は、回転数指令値源８２からの回転数指令値と、回転数検出器８１で検出される回転数とに基いて電流制御器７３に電流指令値を出力する。
電流制御器７３は、回転数制御器８３からの電流指令値と、電流検出器７１で検出された電流値とに基づいてコントローラ２６５に制御信号を出力する。
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、前記第５〜７の各実施形態で得られる効果に加えて、次のような効果も得られる。
（１８）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。

〔第９実施形態〕
次に、本発明の第９実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態の特徴と、第５実施形態の特徴とを併せ持つ。本実施形態で説明する圧電アクチュエータの駆動制御装置および駆動制御方法は、前述した第１実施形態等と同様に、時計１の秒クロノグラフ針７Ａを駆動する圧電アクチュエータ２０に適用できる。したがって、第１実施形態で示した図１〜図３および図５を参照し、これに加えて、図２６〜図２９を参照する。

［第９−１．圧電アクチュエータの駆動装置の構成］
図２６は、本実施形態の圧電アクチュエータの駆動制御装置５０Ｈの構成を示す。
図２７は、制御手段としてのコントローラ３６５の構成概略図であり、コントローラ３６５は、周波数制御手段６５１、最適位相差取得手段６５２、頻度制御手段６５３、位相差逆転検出手段６５５、クランプ手段６５６、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６５２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。
記憶手段６５８には、前述の記憶手段６５４（図６）の内容と記憶手段６５７（図１５）の内容と略同様の内容、すなわち、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（例えば１時間）と、駆動周波数のテーブル情報とが記憶される。

ここで、記憶手段６５８に記憶されるテーブル情報には、振動体２０Ａに供給する駆動信号の周波数を掃引した際に最適位相差に再度達した場合、前掲の図１８のように、位相差の逆転に係るクランプ周波数が記憶されている。すなわち、前掲の図１６および図１７のように、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における位相差を最適位相差（図１６、図１７におけるθ参照）としており、前述した位相差逆転周波数Ｔ１、クランプ周波数Ｔ２、復帰周波数Ｔ３、および復帰時クランプ周波数Ｔ４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。

［第９−２．圧電アクチュエータの駆動制御］
次に、駆動制御装置５０Ｈによる圧電アクチュエータ２０の作用について、図２８および図２９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５０Ｈのコントローラ３６５は、図２８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２９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９−２−１．頻度制御手段の作用］
コントローラ３６５は、頻度制御手段６５３のタイマ機能により、図２８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Ｔ、すなわち連続駆動時間を確認し（ステップＳ１１）、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Ｓ１１）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Ｔがコントローラ６５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８に示す駆動工程Ｐ５に移行する。
なお、経過時間Ｔ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９−２−２．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３６５の最適位相差取得手段６５２により、ロータ３０を駆動制御して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（ステップＳ２１）、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Ｓ２２）。この回転速度の検出では、回転数を保持する変数を２つ（Ｚ０、Ｚ１）使用して、回転速度を検出する度、その回転数をＺ０に代入するとともに、Ｚ０とＺ１との比較において、Ｚ０がＺ１よりも大である場合に、Ｚ０をＺ１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Ｚ１に逐次代入、更新される。

この後、Ｚ０とＺ１とを比較し（ステップＳ２３）、Ｚ０（今回検出時の回転数）がＺ１（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Ｚ１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Ｓ２４）、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Ｓ２３においてＺ０がＺ１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Ｚ１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Ｓ２５に進む。
ステップＳ２５で回転数がＺ１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Ｓ２６）。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６５の記憶手段６５４に記憶する（ステップＳ２７）。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１６、図１７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（Ｓ４１、Ｓ４２）。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Ｓ４１、Ｓ４２では、具体的に、コントローラ３６５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１６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６５６による判定結果は、「ＹＥＳ」となり、テーブル情報ＴＢＬ（図１８）を作成し（Ｓ４３）、このテーブル情報ＴＢＬを記憶手段６５７に記憶する（Ｓ４４）。
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Ｔを「０」にリセットし（ステップＳ２８）、駆動工程Ｐ５に移行する。

［第９−２−３．駆動工程］
図２９に示す駆動工程Ｐ５では、コントローラ３６５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２６）にセットする（ステップＳ３１）。そして、駆動周波数を２３０ｋＨｚから掃引し（ステップＳ３２）、位相差検出手段６０および周波数制御手段６５１（図２６）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Ｓ３３）、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Ｓ３４）。
こうして、位相差が最適位相差に一致したら（ステップＳ３３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Ｓ３５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６５１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１８）の周波数と一致するか否かを判定する（Ｓ５２２）。
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１７）のとき、最適位相差（図１７のθ参照）に対して位相差が大であるプラスの偏差Ｄ１（図１７）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１７）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Ｓ３５およびＳ５２２を、コントローラ３６５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（Ｓ５２２）は行わず、検出信号の入力ごとにコントローラ３６５が生成する電圧信号を制御する（Ｓ３５）。

一方、コントローラ３６５で生成すべき電圧信号がテーブル情報ＴＢＬ（図１８）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（Ｓ５２３）。
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Ｔ２を経て位相差逆転周波数Ｔ１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。
なお、クランプ（Ｓ５２３）後は、工程Ｓ３５に戻って次の検出信号に応じた処理を継続し、工程Ｓ５２２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Ｓ３５、Ｓ５２２、Ｓ５２３の一連の処理の度に、コントローラ３６５における経過時間Ｔ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Ｓ３５１）。

以上の駆動工程Ｐ５は、駆動終了を示す信号がコントローラ３６５に入力されるまで（ステップＳ３６）、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３６５に入力されるまで（ステップＳ３８）、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、前掲の図９のように、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５０Ｈ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Ｔ１やクランプ周波数Ｔ２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６５の頻度制御手段６５３は、経過時間Ｔが連続駆動時間Ｎに達したと判定し（図２９のステップＳ３７）、図２８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３６５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３６５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Ｔ１やクランプ周波数Ｔ２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Ｔ１、およびクランプ周波数Ｔ２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５０Ｈ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２６）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３６５に入力された際にも（Ｓ３８でＹＥＳ）、図２８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。

このように駆動制御される圧電アクチュエータ２０の駆動特性は、前掲の図２１と略同様となる。

［第９−３．本実施形態による効果］
本実施形態では、前述した第１実施形態および第５実施形態により得られる効果に加えて、次のような効果も得られる。
（１９）最適位相差取得工程Ｐ１と位相差逆転検出工程Ｐ４とをコントローラ３６５によって所定頻度で行うことにより、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２０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、秒クロノグラフ針７Ａを圧電アクチュエータ２０で長時間連続で駆動する際も、正確にかつ安定的な駆動を実現できる。また、圧電アクチュエータ２０が組み込まれた時計１の使用環境を問わない。すなわち、圧電アクチュエータの利用範囲をより一層拡大でき、信頼性向上や低コスト化に繋げることができる。

（２０）また、秒クロノグラフ針７Ａの正回転／逆回転が切替えられた際には（Ｓ３８）、圧電アクチュエータ２０起動からの連続駆動時間の経過（Ｓ３７）に関わらず、最適位相差取得工程Ｐ１および位相差逆転検出工程Ｐ４を実施することとしたので、ロータ３０を正方向に駆動する際と逆方向に駆動する際とで振動体２０Ａの振動挙動特性が異なる場合であっても、最適位相差、位相差逆転周波数、およびクランプ周波数などの更新により、駆動制御装置５０Ｈによる圧電アクチュエータ２０の駆動制御の適切さおよび安定性を確保できる。

（２１）なお、縦振動の共振点（図５のｆｒ１）と屈曲振動の共振点（図５のｆｒ２）との間の周波数の単相の駆動信号が振動体２０Ａに供給されることにより、縦振動の位相と屈曲振動の位相とが合成され、位相差の逆転現象が生じ易くなると考えられるため、前述したような位相差逆転周波数の検出と、これに基くクランプ処理とによって安定駆動を実現できることの効果をより大きくできる。

［第９−４．本実施形態の変形例］
以上の第９実施形態では、最適位相差取得工程Ｐ１（図２８）が駆動周波数の掃引（スイープ）を実施するステップ（Ｓ２１およびＳ２４）を有するとともに、位相差逆転検出工程Ｐ４も駆動周波数の掃引を実施するステップ（Ｓ４１）を有し、これら駆動周波数の掃引に係る処理（Ｓ２４およびＳ２４とＳ４１とのこと）において掃引される駆動周波数の幅は２３０ｋＨｚ〜２８０ｋＨｚで共通していた。
ここで、図３０、図３１を参照し、本実施形態における変形例について説明する。
図３０には、駆動周波数掃引ステップ（Ｓ２１およびＳ２４と、Ｓ４１´）における掃引幅が異なる例を示した。すなわち、最適位相差取得工程Ｐ１におけるステップＳ２１およびＳ２４における掃引幅は図２８の場合と変わらないが、次の位相差逆転検出工程Ｐ４におけるステップＳ４１´では、最適位相差取得工程Ｐ１で取得された最適位相差と、経時変化により共振点が変化して駆動信号と検出信号との位相差が変動し得る範囲と、位相差フィードバックに基く周波数可変駆動制御において駆動周波数が変動し得る範囲とに基いて、所定の周波数掃引幅を設定し（Ｓ４０）、この掃引幅（例えば２４５ｋＨｚ〜２６０ｋＨｚ）で掃引を行う（Ｓ４１´）。なお、ステップＳ４０では、例えば図９などに示した経時変化による共振点の変化などに鑑みて、駆動周波数の掃引幅を設定する。Ｓ４１´で示した掃引幅は一例に過ぎない。

また、図３１には、駆動周波数掃引ステップ（Ｓ２１およびＳ２４と、Ｓ４１）を１つにまとめた（最適位相差取得・位相差逆転検出工程Ｐ６）例を示した。この場合、Ｓ２１´で掃引開始する周波数を例えば２４５ｋＨｚとし、最大回転数が検出された際の（Ｓ２３でＹＥＳ）駆動周波数ｆｄまで掃引して（Ｓ２４）最適位相差を取得する（Ｓ２７）までの過程において、位相差の逆転をも検出する（Ｓ６１）。これに加え、最適位相差を取得した後のステップＳ４１´´において、最適位相差に対応する駆動周波数ｆｄから例えば２６０ｋＨｚまで駆動周波数を掃引し、最適位相差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（Ｓ４２）。ここで、ステップＳ２１´からＳ２７における掃引幅と、ステップＳ４１´´における掃引幅とは重複しない。この図３１の場合は、最適位相差を実現する駆動周波数および位相差の逆転が生じる駆動周波数をある一定範囲に想定し、経時変化により変動し得る範囲および位相差フィードバック処理により変動し得る範囲に応じた駆動周波数の幅で、掃引を実施している。
この図３１のような構成は、特に、コントローラ３６５をプログラムで構成し、このプログラムを情報処理装置に読み込んで処理することによって容易に実現できる。
これらの図３０、図３１のような方法によれば、駆動周波数の掃引を重複して同じ駆動周波数幅で行わないので、最適位相差取得工程Ｐ１および位相差逆転検出工程Ｐ４に要する時間を短縮できる。これにより、これら最適位相差取得工程Ｐ１および位相差逆転検出工程Ｐ４を行うことによる秒クロノグラフ針７Ａの運針への影響を小さくできる。

〔第１０実施形態〕
次に、本発明の第１０実施形態について説明する。
第９実施形態では、圧電アクチュエータ２０を最大効率で駆動するための駆動制御を行っていたが、本実施形態は、圧電アクチュエータ２０で駆動される被駆動体の駆動量を調整可能に駆動制御する点で前記各実施形態とは相違する。
図３２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５０Ｉの構成を示すブロック図である。
駆動制御装置５０Ｉは、前述の駆動制御装置５０Ｈ（図２６）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７１と、電流指令値を出力する電流指令値源７２と、電流検出器７１で検出された電流値と、電流指令値源７２から出力された電流指令値とに基いて、コントローラ３６５に対して制御信号を出力する電流制御器７３とを備える。

このような本実施形態によれば、第９実施形態による効果に加えて、前述の第２実施形態の駆動制御装置５０Ａ（図１０）によるものと略同様の効果を奏する。

〔第１１実施形態〕
次に本発明の第１１実施形態について説明する。
本実施形態では、第１０実施形態とは異なる手段により、第１０実施形態と略同様に、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３３は、本実施形態の駆動制御装置５０Ｊを示す。
駆動制御装置５０Ｊは、前述の駆動制御装置５０Ｈ（図２６）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８１と、回転数指令値を出力する回転数指令値源８２と、回転数検出器８１で検出された回転数と、回転数指令値源８２から出力された回転数指令値とに基いて、コントローラ３６５に対して制御信号を出力する回転数制御器８３とを備える。
回転数検出器８１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。

図３４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８１を０セット（ゼロセット）する（ステップＳ２０）。次いで、前述の最適位相差取得工程Ｐ１（図２８）と同様、ステップＳ２１〜ステップＳ２７を実施し、最適位相差Ｓ２７を取得した（Ｓ２７）後、位相差逆転検出工程Ｐ４を実施し、この後、経過時間Ｔをリセットする（Ｓ２８）。このＳ２１〜Ｓ２８の間、回転数検出器８１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８１、回転数指令値源８２、および回転数制御器８３により、ステップＳ２０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Ｓ２９）。この後、駆動工程Ｐ５（図２９）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８２に入力されるので、回転数制御器８３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８１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。

このような本実施形態によれば、第９実施形態による効果に加えて、前述の第３実施形態の駆動制御装置５０Ｂ（図１１）によるものと略同様の効果を奏する。

〔第１２実施形態〕
次に本発明の第１２実施形態について説明する。
図３５に示す本実施形態の駆動制御装置５０Ｋは、第１０実施形態の電流値に基づく駆動制御と、第１１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５０Ｋは、電流検出器７１、電流制御器７３、回転数検出器８１、回転数指令値源８２、回転数制御器８３を備えている。

回転数制御器８３は、回転数指令値源８２からの回転数指令値と、回転数検出器８１で検出される回転数とに基いて電流制御器７３に電流指令値を出力する。
電流制御器７３は、回転数制御器８３からの電流指令値と、電流検出器７１で検出された電流値とに基づいてコントローラ３６５に制御信号を出力する。
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によれば、第９実施形態による効果に加えて、前述の第４実施形態の駆動制御装置５０Ｃ（図１３）によるものと略同様の効果を奏する。

〔本発明の変形例〕
本発明は、前述の各実施形態に限定されるものではなく、各種の変形や改良が許容される。
図３６は、第１実施形態で説明した駆動工程Ｐ２（図８）と置換可能な駆動工程Ｐ２´
を示す（第１変形例）。駆動工程Ｐ２´では、駆動工程Ｐ２が有する位相差フィードバック工程Ｓ３５を行わず、その代りに、駆動周波数を固定して駆動制御する（ステップＳ７５）。
このように、駆動工程では、必ずしも、位相差フィードバック制御を採用する必要はなく、駆動周波数は固定されていてもよい。

また、図３７は、第９実施形態で説明した駆動工程Ｐ５（図２９）と置換可能な駆動工程Ｐ５´を示す（第２変形例）。駆動工程Ｐ５´では、駆動工程Ｐ５が有する位相差フィードバック工程Ｓ３５を行わず、その代りに、駆動周波数を固定して駆動制御する（ステップＳ７５）。
このように、位相差逆転検出を行うにしても、駆動工程では、必ずしも、位相差フィードバック制御を採用する必要はなく、駆動周波数は固定されていてもよい。

以上において、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。

前記各実施形態では、駆動制御装置５０のコントローラ６５が、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、および記憶手段の各構成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。
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。
また、第１実施形態などでは、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、前記各実施形態における位相差検出手段６０は、位相シフト器６２、位相比較器６３等を有し、位相シフト器６２に目標位相差θが設定されており、位相比較器６３からの出力が小さくなるように制御することで目標位相差に制御できていたが、これに限らず、目標位相差と、検出信号の位相と、駆動信号の位相とに基いて、目標位相差に対する検出信号と駆動信号との位相差の偏差を検出する限り、位相差検出手段の構成は任意である。例えば、位相差検出手段６０（図４等）がハードウェアではなくコンピュータに制御プログラムを組み込むことで構成されている場合には、位相シフト器６２を設けずに位相比較器６３に目標位相差θを設定しておき、位相比較器６３で直接位相差を算出してその位相差と目標位相差θとを比較し、目標位相差θに対する位相差の偏差を検出するようにしてもよい。

第５実施形態では、振動体２０Ａの振動特性として図１６を例示して説明したが、この図１６のような場合に限らず、最適駆動状態における位相差の傾きが増加方向である場合もあり、その場合は、駆動周波数を低周波数側から上げる方向に掃引した際、位相差が目標位相差から増加した後、減少し、再度、目標位相差に達する部分が逆転ポイントとなる。すなわち、この逆転ポイントにおける位相差逆転周波数から最適駆動状態側の値（位相差逆転周波数も含む）となるようにクランプ周波数を設定すればよい。
また、第１工程において駆動信号の周波数を掃引する範囲、および方向は、第５実施形態に限定されない。第５実施形態では、初期化モードＭ１において、駆動周波数を低周波数側から上げる方向に掃引したが、駆動周波数を高周波数側から下げる方向に掃引し、最適駆動状態Ｇにおける周波数から低周波側にクランプ周波数を設定してもよい。掃引する周波数の範囲も、第５実施形態のように２３０〜２８０ｋＨｚの範囲に限定されず、所望の駆動状態に応じて適宜設定できる。

また、第９実施形態で最適位相差取得工程Ｐ１および位相差逆転検出工程Ｐ４をロータ３０の正回転／逆回転の切替のタイミングで行うことについて説明したが（Ｓ３８）、このことは、第１実施形態や第５実施形態についても勿論適用可能であって、このように振動体の振動挙動の切替時に、初期設定工程を構成する最適位相差取得工程および位相差逆転検出工程を行うことによって、被駆動体を正方向に駆動する際と逆方向に駆動する際とで駆動特性が相違する場合に対処できる。すなわち、正方向への駆動時における駆動量（被駆動体の移動量や振動体を流れる電流で表される）と逆方向への駆動時における駆動量とを同等にしたり、所定の差を設けるなどの制御が可能となる。

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 panel）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、圧電アクチュエータ２０を電子時計１の時刻を示す指針の駆動に用いていたが、これに限らず、日付や曜を表示する機構の駆動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。 前記実施形態の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。 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。 本発明の第２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。 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。 本発明の第４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。 本発明の第５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。 前記実施形態の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６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初期化モードにおける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モードにおける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特性を示すグラフ。 図１１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。 本発明の第６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。 本発明の第７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。 本発明の第８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。 本発明の第９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。 前記実施形態の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。 前記実施形態の変形例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。 前記実施形態の他の変形例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。 本発明の第１０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。 本発明の第１１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。 本発明の第１２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。 本発明の第１変形例における駆動工程を示すフローチャート。 本発明の第２変形例における駆動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・・・電子時計（時計、計時装置）、２・・・ムーブメント（計時部）、３・・・文字板（計時情報表示部）、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）、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〜５０Ｋ・・・駆動制御装置、６０・・・位相差検出手段、６５，２６５，３６５・・・コントローラ（制御手段）、６５１・・・周波数制御手段、６５２・・・最適位相差取得手段、６５３・・・頻度制御手段、６５４，６５７，６５８・・・記憶手段、６５５・・・位相差逆転検出手段、６５６・・・クランプ手段、Ｐ１，Ｐ１´・・・最適位相差取得工程、Ｐ２，Ｐ２´・・・駆動工程、θ_０，θ_１，θ_３・・・最適位相差、Ｓ２９・・・移動量復帰工程、Ｔ１・・・位相差逆転周波数、Ｔ２・・・クランプ周波数、ＴＢＬ・・・テーブル情報。

Claims (11)

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を被駆動体に伝達するとともに前記振動体の振動状態を検出することが可能な圧電アクチュエータの駆動制御方法であって、
   前記駆動信号と前記検出された振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と、
   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る駆動工程とを備え、
   前記初期設定工程を、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
   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る計時装置に組み込まれて前記計時情報表示部を駆動する圧電アクチュエータの駆動制御方法であって、
   前記最適位相差取得工程は、当該最適位相差取得工程を実施する間に移動した前記被駆動体の位置を当該最適位相差取得工程開始時の位置に戻す移動量復帰工程を有し、
   前記駆動工程では、前記初期設定工程を実施する間の時間に応じて前記計時部から発信される指令値に基いて当該被駆動体の移動量を制御する
   ことを特徴とする圧電アクチュエータの駆動制御方法。
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、
   前記位相差逆転検出工程では、前記クランプ周波数から前記位相差逆転周波数までの値を記憶手段に記憶する
   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、
   前記被駆動体の駆動方向を正方向と逆方向とに切替可能とし、
   前記初期設定工程を、前記被駆動体の駆動方向が切替えられた際に行う
   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. 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を被駆動体に伝達するとともに前記振動体の振動状態を検出することが可能な圧電アクチュエータの駆動制御装置であって、
   前記駆動信号と前記検出された振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。
6. 請求項５に記載の圧電アクチュエータの駆動制御装置において、
   前記制御手段は、前記クランプ周波数から前記位相差逆転周波数までの値が予め記憶され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。
7. 請求項５または６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、複数の振動モードで振動し、
   前記駆動信号は、単相である
   ことを特徴とする圧電アクチュエータの駆動制御装置。
8. 請求項７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、平面略矩形状に形成され、
   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と前記長手方向に対して屈曲する屈曲振動との混合モードとされる
   ことを特徴とする圧電アクチュエータの駆動制御装置。
9. 請求項５から８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、
   前記被駆動体は、その駆動方向が正方向と逆方向とに切替可能とされ、
   前記初期設定手段は、前記振動挙動が切替えられた際に用いられる
   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. 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５から９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。
11. 請求項１０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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