JP5403947B2 - 駆動装置及び駆動装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源として振動型モータを用いる駆動装置及び駆動装置の制御方法に関する。

振動型モータを駆動源する駆動装置において、停止位置の高精度化が求められるものがある。例えば半導体の露光装置を駆動する駆動装置では、０．１ナノメータ単位の停止精度が要求される。また、２０倍のズームレンズが搭載されたパンチルトカメラでは、カメラをズーム側で使用した場合、パン方向（水平方向）の回転量が０．５°ずれても目標物から３０ｃｍ程度ずれてしまう。このため、カメラのパンチルト機構を駆動する駆動装置には、０．１°以下の停止精度が要求される。

このような事情から、振動型モータ単体として、停止位置精度の向上と共に停止位置を細かく設定できるように、高分解能のニーズが高まっている。

そこで、エンコーダからの出力情報を基に振動型モータの停止位置精度を向上させる技術が提案されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。また、振動型モータの分解能を電気的に向上させるための電気分割回路を備えたエンコーダや、スケールピッチ及び受光素子ピッチを細かくすることなく、振動型モータの分解能を向上させるエンコーダが提案されている（特許文献４、特許文献５）。
特開昭６３−１６７６８１号公報 特開平５−２６８７７７号公報 特許第２９７０８７７号公報 特開２００３−１６１６４５号公報 特開２００４−２７１１９２号公報

上記特許文献１〜３では、振動型モータの停止位置の精度はエンコーダの分解能で決まってしまうため、停止位置のより高精度化が必要な場合はエンコーダの分解能を上げなければならない。

しかし、例えば反射型のエンコーダを使用した場合、エンコーダ板のスリット間隔をより細かくするか、又は円板状のエンコーダ板の場合は外径を大きくし、スリット数を増やす等の対策が必要になるため、駆動装置のコスト増や大型化を招くことになる。

また、上記特許文献４及び５では、受光素子から出力されたアナログ信号を処理する必要があるため、上記同様に、駆動装置のコスト増を招くことになる。

そこで、本発明は、コスト増や大型化を招くことなく、振動型モータの停止位置のより高精度な位置決めが可能な駆動装置及び駆動装置の制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の駆動装置は、振動型モータと、該振動型モータの駆動状態を検出するエンコーダと、該エンコーダにより検出される前記振動型モータの駆動情報に基づいて該振動型モータの停止位置を制御する制御手段と、を備える駆動装置であって、前記制御手段は、予め定められた前記振動型モータの目標停止位置から前記エンコーダの複数のパルス信号分手前における該パルス信号の切替わり検出位置から前記複数のパルス信号の最後のパルス信号の切替わり検出位置までパルス信号の切替わりを検出するごとに前記振動型モータの駆動を一時停止する間欠駆動制御と、前記目標停止位置までの残りの距離が前記エンコーダの最小分解能分に満たない場合に、前記間欠駆動制御において前記振動型モータを１パルス信号分回転させるのに要した複数の駆動時間の平均値に基づいて、前記目標停止位置までの前記振動型モータの駆動時間を算出し、算出された駆動時間だけ前記振動型モータを駆動することで、前記振動型モータを該目標停止位置で停止させる停止位置制御と、を実行する、ことを特徴とする。

本発明の駆動装置の制御方法は、振動型モータと、該振動型モータの駆動状態を検出するエンコーダとを備え、該エンコーダにより検出される前記振動型モータの駆動情報に基づいて該振動型モータの停止位置を制御する駆動装置の制御方法であって、予め定められた前記振動型モータの目標停止位置から前記エンコーダの複数のパルス信号分手前における該パルス信号の切替わり検出位置から前記複数のパルス信号の最後のパルス信号の切替わり検出位置までパルス信号の切替わりを検出するごとに前記振動型モータの駆動を一時停止する間欠駆動制御ステップと、前記目標停止位置までの残りの距離が前記エンコーダの最小分解能分に満たない場合に、該間欠駆動制御ステップにおいて前記振動型モータを１パルス信号分回転させるのに要した複数の駆動時間の平均値に基づいて、前記目標停止位置までの前記振動型モータの駆動時間を算出し、算出された駆動時間だけ前記振動型モータを駆動することで、前記振動型モータを該目標停止位置で停止させる停止位置制御ステップと、を有する、ことを特徴とする。

本発明によれば、コスト増や大型化を招くことなく、エンコーダの分解能以上の細かな停止位置を設定することができるので、振動型モータの停止位置のより高精度な位置決めが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態である駆動装置を説明するためのブロック図である。

図１に示すように、本実施形態の駆動装置２は、制御ユニット３及び駆動ユニット４を有しており、制御ユニット３に接続されたマイクロコンピュータ５からの指令により制御される。

駆動ユニット４には、被駆動部６、振動型モータ１及びホームポジションセンサ８が設けられ、被駆動部６は、振動型モータ１により駆動される。振動型モータ１は、不図示の電気−機械エネルギ変換素子に駆動信号が供給されることにより不図示の弾性体に振動が励起されて、該弾性体に加圧接触する不図示の移動体が移動する。

振動型モータ１には、該振動型モータ１の回転駆動状態を検出するエンコーダ７が内蔵されており、エンコーダ７は、振動型モータ１の回転駆動情報を制御ユニット３へ送信する。なお、エンコーダ７は、必ずしも振動型モータ１に内蔵する必要はなく、被駆動部６の動きがリニアに検出できる位置ならば配置箇所は特に限定されない。ホームポジションセンサ８は、被駆動部６の初期位置を検出し、その位置情報を制御ユニット３へ送信する。

制御ユニット３には、ＣＰＵ１６、Ｖ−Ｆ変換器１４、モータドライバ１５、カウンタ１１、タイマ１０、メモリ１２が搭載されている。Ｖ−Ｆ変換機１４は、ＣＰＵ１６の指令により振動型モータ１を駆動させるための高周波の駆動周波信号を生成し、モータドライバ１５を介して高周波の駆動電圧が振動型モータ１に出力され、これにより、振動型モータ１が回転する。

振動型モータ１の回転によりエンコーダ７からパルス信号が出力されると、カウンタ１１によりパルス信号をカウントすると共にタイマ１０によりパルス信号の周期を計測し、それらの情報を基にＣＰＵ１６は振動型モータ１の回転速度や回転角度を算出する。メモリ１２は、マイクロコンピュータ５から送信された情報やＣＰＵ１６により演算されたデータ等を保存する。メモリ１２に保存されたデータ等は、マイクロコンピュータ５やＣＰＵ１６の要求によりマイクロコンピュータ５やＣＰＵ１６に送信される。

次に、制御ユニット３のＣＰＵ１６により被駆動部６の位置情報を管理する例について説明する。

ホームポジションセンサ８により被駆動部６の初期位置を検出した後、振動型モータ１が回転した場合には、ＣＰＵ１６は、上述したように、エンコーダ７からのパルス信号を基に振動型モータ１の回転角度を算出する。そして、ＣＰＵ１６は、被駆動部６の初期位置に算出した回転角度を積算することにより、被駆動部６の相対位置を算出し、算出した被駆動部６の位置情報をメモリ１２に記憶する。その後、振動型モータ１が回転した場合には、ＣＰＵ１６は、上記同様にして回転角度を算出し、該回転角度にメモリ１２に記憶された被駆動部６の位置情報を積算することで、被駆動部６の移動位置を算出する。

次に、図２を参照して、振動型モータ１の特性について説明する。

図２は、無負荷状態の振動型モータ１に供給される駆動電圧の周波数と回転速度との関係を示すグラフ図である。

図２に示すように、振動型モータ１は、駆動電圧の周波数が高いｆ０のときには回転せず、駆動電圧の周波数がｆｓ以下になると回転を開始し、さらに周波数を下げていくと回転速度は徐々上昇する。そして、駆動電圧の周波数が共振周波数であるｆＭを周波数掃引方向に超えた領域で駆動電圧の周波数を下げると、振動型モータ１の回転速度が急激に低下する。そのため、振動型モータ１の回転速度制御に使用する周波数帯は、ｆＭよりも少し高い周波数ｆＥ程度に制限し、ｆ０−ｆＥ間の周波数を使用する。

そして、目標とする回転速度よりも振動型モータ１の回転速度が遅い場合には、駆動電圧の周波数を下げ、目標とする回転速度より振動型モータ１の回転速度が速い場合には、駆動電圧の周波数を上げる。また、緩やかな加速により振動型モータ１の回転速度を徐々に上げたい場合には、駆動電圧の周波数の下げ幅を小さくし、急激な加速により振動型モータ１の回転速度を一気に上げたい場合には、駆動電圧の周波数の下げ幅を大きくする。このように、振動型モータ１の駆動制御は、駆動電圧の周波数を変化させる事により行なう。

図３は、振動型モータ１の回転速度と時間との関係を示すグラフ図である。

図３において、加速領域Ｇ１では、振動型モータ１は、目標回転速度までほぼ等加速度で回転速度を上げている。定速領域Ｇ２では、振動型モータ１は、目標回転速度に到達後、減速開始位置Ｇ７まで設定された速度で定速度駆動される。

減速領域Ｇ３では、振動型モータ１は、ほぼ等加速度で予め設定された低速領域Ｇ４の回転速度まで減速する。低速領域Ｇ４では、振動型モータ１は、減速領域Ｇ３の減速領域終了位置から、間欠駆動開始位置Ｇ８まで定速度駆動され、該間欠駆動開始位置Ｇ８で一旦停止するように制御される。

間欠駆動領域Ｇ５では、振動型モータ１は、エンコーダ７のＯＮ−ＯＦＦ信号の１パルス信号分ごとに回転−停止を繰返し、最後の間欠駆動分はエンコーダ７のパルス信号とは無関係に駆動周波信号を振動型モータ１へ所定時間供給する。なお、間欠駆動領域Ｇ５の制御に関しては後述する。

次に、図４を参照して、振動型モータ１の回転開始から停止までの動作を説明する。なお、図４での各処理は、ＲＯＭやハードディスク等に格納された制御プログラムがＲＡＭにロードされて、制御ユニット３のＣＰＵ１６により実行される。本実施形態では、エンコーダ７から連続して出力される２つのパルス信号の中間となる位置を、振動型モータ１の目標停止位置として設定しているものとする。

ステップＳ１では、ＣＰＵ１６は、マイクロコンピュータ５からの開始命令を受け付けると、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、ＣＰＵ１６は、マイクロコンピュータ５から送信された振動型モータ１の目標停止位置及び目標回転速度を受信し、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、ＣＰＵ１６は、ステップＳ２で受信した振動型モータ１の目標停止位置及び目標回転速度の情報を基に振動型モータ１の速度カーブ（図３参照）を算出し、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、ＣＰＵ１６は、Ｖ−Ｆ変換機１４を制御して所定の駆動周波信号を生成し、モータドライバ１５を介して振動型モータ１へ駆動周波電圧を供給して、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、ＣＰＵ１６は、振動型モータ１をステップＳ３で算出した速度カーブに沿うように回転させ、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、ＣＰＵ１６は、ステップＳ３で算出した速度カーブでの減速開始位置とエンコーダ７からのパルス信号を基に算出される振動型モータ１の回転量とを比較する。そして、ＣＰＵ１６は、振動型モータ１の回転量が減速開始位置に到達していなければステップＳ７へ進み、到達していればステップＳ１１に進む。

ステップＳ７では、ＣＰＵ１６は、ステップＳ３で算出された速度カーブによる目標回転速度とエンコーダ７からのパルス信号を基に算出される振動型モータ１の回転速度Ｒとを比較する。そして、ＣＰＵ１６は、振動型モータ１の回転速度Ｒが目標回転速度に達していなければステップＳ８に進み、該回転速度Ｒが目標回転速度と同等であればステップＳ９に進み、該回転速度Ｒが目標回転速度に達していればステップＳ１０に進む。

ステップＳ８では、ＣＰＵ１６は、振動型モータ１を増速駆動するように振動型モータ１に供給する駆動電圧の周波数を下げ、ステップＳ６に戻る。ステップＳ９では、ＣＰＵ１６は、振動型モータ１の回転速度を保持するように振動型モータ１に供給する駆動電圧の周波数を保持し、ステップＳ６へ戻る。ステップＳ１０では、ＣＰＵ１６は、振動型モータ１の回転速度を落とすように振動型モータ１に供給する駆動電圧の周波数を上げ、ステップＳ６へ戻る。

一方、ステップＳ６で振動型モータ１の回転量が減速開始位置に到達していた場合、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、ＣＰＵ１６は、振動型モータ１に供給する駆動電圧の周波数を上げて、ステップＳ３で算出された速度カーブに沿うような減速駆動を開始し、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、ＣＰＵ１６は、エンコーダ７からのパルス信号のカウント値から振動型モータ１の回転量がステップＳ３で算出した速度カーブでの間欠駆動開始位置に到達したかどうかを判断する。そして、到達していない場合はステップＳ１１に戻り、到達している場合はステップＳ１３に進む。上述したように、本実施形態では、エンコーダ７から連続して出力される２つのパルス信号の中間となる位置を、振動型モータ１の目標停止位置として設定している。これに対し、間欠駆動開始位置は、目標停止位置の直前でエンコーダ７からパルス信号が出力される位置から、５パルス信号分だけ手前の位置に設定されている。つまり、間欠駆動開始位置は、目標停止位置の５．５パルス信号分だけ手前の位置に設定されていることになる。

ステップＳ１３では、ＣＰＵ１６は、振動型モータ１の回転を一時停止した後、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、ＣＰＵ１６は、目標停止位置までのエンコーダ７の残りのパルス数Ｐの確認を行い、ステップＳ１５に進む。本実施形態では、目標停止位置に対して、エンコーダ７のＯＮ−ＯＦＦ信号の５．５パルス信号分手前の位置に、間欠駆動開始位置を設定しているが、間欠駆動開始前の停止位置は高精度な停止位置制御を行っていないため±１パルス程度ずれる場合がある。例えば、ＣＰＵ１６が間欠駆動開始位置に到達したことを示すエンコーダ７からのパルス信号を検出した直後に、振動型モータ１への駆動周波信号の供給を停止させても、慣性力の影響によって振動型モータ１が１パルス分程度オーバーランしてしまう場合がある。そのため、ステップＳ１４で、振動型モータ１を目標停止位置まで何パルス間欠駆動が必要であるかを確認し、必要に応じて修正する。

ステップＳ１５では、ＣＰＵ１６は、振動型モータ１の間欠駆動制御を開始し、ステップＳ１６に進む。この間欠駆動制御では、ＣＰＵ１６は、振動型モータ１をエンコーダ７のＯＮ−ＯＦＦ信号の５パルス信号分駆動するまでは、パルス信号が変化するたびに振動型モータ１への駆動周波信号の供給を停止する動作を繰り返す。

ステップＳ１６では、ＣＰＵ１６は、振動型モータ１へ供給する駆動電圧の周波数を一定量下げ、ステップＳ１７に進む。尚、駆動電圧の周波数の下げ幅は、振動型モータ１の通常の駆動時に比べ、間欠駆動制御時は小さく設定している。

ステップＳ１７では、ＣＰＵ１６は、エンコーダ７のパルス信号が変化したかどうか確認する。そして、ＣＰＵ１６は、エンコーダ７のパルス信号の変化がない場合はステップＳ１６に戻ってさらに駆動電圧の周波数を下げ、エンコーダ７のパルス信号に変化があった場合はステップＳ１８へ進む。

ステップＳ１８では、ＣＰＵ１６は、振動型モータ１への駆動電圧の供給を中止し、振動型モータ１の回転を一時停止させ、さらに、目標停止位置までのエンコーダ７の残りのパルス数Ｐの値から１を減算し、その値を新たにＰとしてステップＳ１９に進む。

ここで、図５を参照して、ステップＳ１３からステップＳ１８の振動型モータ１の間欠駆動制御について詳細に説明する。

図５は、振動型モータ１の間欠駆動制御が開始されてから停止するまでの、駆動周波数の変化とエンコーダ７におけるＡ相，Ｂ相の出力波形との関係を示すグラフ図である。

図５において、Ｋ１は初期駆動周波数を示しており、Ｋ１の値から徐々に駆動周波数を下げて行く。駆動周波数がＫ１のとき、エンコーダ７のＡ相とＢ相の信号は共にＯＮになっている。そして、Ｋ１の位置から駆動周波数を下げて行くと、振動型モータ１は回転を開始するが微小な回転のためエンコーダ７の信号はＡ相，Ｂ相ともに変化しない。そのまま駆動周波数を下げて行くと、Ｋ２の位置でＡ相の信号がＯＦＦに切り替わる。このエンコーダ７のパルス信号の切り替わりの検出時、図４のステップＳ１８により振動型モータ１への駆動周波信号の供給が一時停止され、振動型モータ１の回転が停止する。

なお、このときの振動型モータ１の回転速度は非常に遅いため、被駆動部６等の慣性力は非常に小さく、駆動周波信号の供給停止とほぼ同時に被駆動部６が停止する。したがって、振動型モータ１はオーバーランすることなく、エンコーダ７のＯＮ，ＯＦＦ信号切替わり検出位置で精度良く停止することができる。

図４に戻って、ステップＳ１９では、ＣＰＵ１６は、ステップＳ１８で新たに設定されたＰの値が１を超えるか若しくはＰの値が１未満か、またはＰの値が１かを判断する。そして、ＣＰＵ１６は、Ｐの値が１を超える場合はステップＳ１５に戻り、再び間欠駆動を開始し、Ｐの値が１の場合はステップＳ２０に進み、Ｐの値が１未満の場合はステップＳ２５に進む。

ステップＳ１９において、Ｐの値が１の場合は、振動型モータ１は、あと１パルス信号分の回転で目標停止位置に達することができるので、次のエンコーダ７のＯＮ、ＯＦＦ信号の切替わり検出位置で停止することができる。そのため、ステップＳ１５からステップＳ１７と同様な制御となるが、ステップＳ１７でのエンコーダ７の信号変化後の処理が異なるため、ステップＳ２０以降の新たなステップとなる。

そこで、Ｐの値が１の場合は、ＣＰＵ１６は、ステップＳ２０において、振動型モータ１の間欠駆動制御を開始し、ステップＳ２１で振動型モータ１に供給する駆動電圧の周波数を一定量下げ、ステップＳ２３に進む。

ステップＳ２３では、ＣＰＵ１６は、エンコーダ７のパルス信号変化の有無を確認し、変化がない場合は、ステップＳ２１戻って、再び振動型モータ１に供給する駆動電圧の周波数を下げ、エンコーダ７のパルス信号に変化があった場合は、ステップＳ２７に進む。

ステップＳ２７では、ＣＰＵ１６は、振動型モータ１への駆動電圧の供給を止めて、振動型モータ１を目標停止位置で停止させ、処理を終了する。

また、ステップＳ１９において、Ｐの値が１未満の場合は、エンコーダ７のＯＮ、ＯＦＦ信号の切替わり検出位置の手前で振動型モータ１を停止させなければならない。本実施形態では、振動型モータ１の目標停止位置を０．５パルス単位で設定しているので、最後の送り量を０．５パルス分となるように振動型モータ１を制御する必要がある。ここでの０．５パルス分とは、目標停止位置までの距離をＲ、エンコーダ７の最小分解能分を移動させるために必要な振動型モータ１の移動距離をＳとした場合に、Ｒ／Ｓに相当する。

そこで、Ｐの値が１未満の場合は、ＣＰＵ１６は、ステップＳ２５において、間欠駆動制御での振動型モータ１の駆動状態を基に、目標停止位置までの駆動条件、即ち、振動型モータ１を０．５パルス信号分回転させるための駆動電圧の供給時間を算出する。なお、供給時間の算出方法に関しては後述する。

次に、ステップＳ２６では、ＣＰＵ１６は、ステップＳ２５で算出された供給時間だけ振動型モータ１に駆動電圧を供給して該振動型モータ１を駆動させて、ステップＳ２７で振動型モータ１を目標停止位置で停止させる停止位置制御を行い、処理を終了する。

次に、図５を参照して、振動型モータ１を０．５パルス信号分回転させるための駆動電圧の供給時間を算出する方法を説明する。

図５に示すように、振動型モータ１の間欠駆動制御では、最初の１パルス分の駆動に要する時間はａ、次の１パルス分の駆動に要する時間はｂ、その次の１パルス分の駆動に要する時間はｃ…となる。従って、１パルス回転ごとの振動型モータ１の駆動に要する時間が異なる。

振動型モータ１の間欠駆動制御時において、１パルス分の駆動に要する時間が毎回異なる理由は２つある。

第１には、被駆動部６の負荷変動があるため、負荷が大きい位置と負荷が小さい位置とでは、振動型モータ１に同じ駆動周波信号を供給しても、同じ回転速度にはならず、負荷が大きい位置の方が負荷が小さい位置より駆動時間が長くなってしまう。

第２に、振動型モータ１では、振動子の進行波をステータの摩擦力により回転子に伝えているため、ステータと回転子の表面状態が場所により僅かに異なるため、摩擦係数も僅かに異なる。したがって、駆動周波信号が同じでも同じ回転速度は得られない。

そこで、本実施形態では、図５を参照して、間欠駆動制御時に振動型モータ１が１パルス信号分駆動するのに要する時間ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅから振動型モータ１を０．５パルス信号分回転させるための駆動電圧の供給時間を算出する。

振動型モータ１を０．５パルス分回転させるための駆動電圧の供給時間は、振動型モータ１へ初めに供給する駆動周波数（初期駆動周波数）や、駆動周波数を下げる時の下げ幅等（周波数掃引レート：図２参照）により異なる。このため、事前にデータを集め、どのように処理をすれば良いか決めておく必要がある。

本実施形態では、次式を用いて振動型モータ１を０．５パルス分回転させるための駆動電圧の供給時間（駆動時間）Ｔを算出する。

駆動時間Ｔ＝（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ）／５×０．５×１．２
即ち、振動型モータ１の間欠駆動制御時の１パルス信号分回転させるのに要した複数の駆動時間ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの平均値Ａを算出する。そして、該平均値Ａに対して、回転角度のパルス数０．５と予め実験等により定めた定数Ｃ＝１．２とを乗じた時間を振動型モータ１を０．５パルス信号分回転させるための駆動時間Ｔとする。

以上説明したように、本実施形態では、コスト増や大型化を招くことなく、エンコーダ７の分解能以上の細かな停止位置を設定することができるので、振動型モータ１ひいては被駆動部６の停止位置のより高精度な位置決めが可能となる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態である駆動装置について説明する。なお、本実施形態の駆動装置の装置構成は、上記第１の実施形態と同様であるので、図及び符号を流用して説明する。

上記第１の実施形態では、振動型モータ１を０．５パルス信号分回転させるための駆動時間Ｔを算出する際、振動型モータ１の間欠駆動制御の５回分の駆動時間ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅを用いているが、本実施形態では、最初の間欠駆動制御の駆動時間ａを省略している。

図３において、振動型モータ１は、間欠駆動領域Ｇ５の前では低速駆動領域Ｇ４で低速駆動されている。低速駆動のため、被駆動部６等の慣性の影響は小さいと思われるが、間欠駆動に比べると慣性は大きく、間欠駆動開始位置Ｇ８で停止した時のオーバーランの量が間欠駆動時に比べ大きくなることも考えられる。オーバーランの量が多くなると、次のエンコーダ信号の切替わりを検出するまでの振動型モータ１の移動距離が僅かに短くなり、駆動に要する時間も短くなってしまう。

そこで、本実施形態では、最初の間欠駆動に要した駆動時間は無視し、２回目以降の間欠駆動に要した時間を用い、次式により振動型モータ１を０．５パルス信号分回転させるための駆動電圧の供給時間（駆動時間）Ｔを算出する。

駆動時間Ｔ＝（ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ）／４×０．５×１．２
その他の構成及び作用効果は、上記第１の実施形態と同様である。

（第３の実施形態）
次に、図６を参照して、本発明の第３の実施形態である駆動装置について説明する。なお、本実施形態の駆動装置の装置構成は、上記第１の実施形態と同様であるので、図及び符号を流用して説明する。

上記第１の実施形態では、振動型モータ１の目標停止位置がエンコーダ７のパルス信号切替わり検出位置の場合でも間欠駆動制御後に振動型モータ１を目標停止位置で停止させていた（図４のステップＳ２０，ステップＳ２１，ステップＳ２３，ステップＳ２７）。

これに対し、本実施形態では、振動型モータ１の目標停止位置がエンコーダ７のパルス信号切替わり検出位置の場合には、図６に示すように、間欠駆動制御を行なわずに振動型モータ１を目標停止位置で停止させる。

そして、振動型モータ１の目標停止位置がエンコーダ７のパルス信号切替わり検出位置でない場合のみ、図３に示すように、間欠駆動制御後に振動型モータ１を目標停止位置で停止させる停止位置制御を実行する。その他の構成及び作用効果は、上記第１の実施形態と同様である。

（第４の実施形態）
次に、図７を参照して、本発明の第４の実施形態である駆動装置について説明する。なお、本実施形態の駆動装置の装置構成は、上記第１の実施形態と同様であるので、図及び符号を流用して説明する。

上記第３の実施形態では、振動型モータ１の目標停止位置がエンコーダ７のパルス信号切替わり検出位置の場合は、間欠駆動を行なわずに振動型モータ１を目標停止位置で停止させている。これに対して、本実施形態では、振動型モータ１の目標停止位置がエンコーダ７のパルス信号切替わり検出位置の場合は、図７に示すように、少なくとも１パルス分の間欠駆動制御を実行した後に振動型モータ１を停止させる制御を実行する。

そして、振動型モータ１の目標停止位置がエンコーダ７のパルス信号切替わり検出位置でない場合のみ、図３に示すように、間欠駆動制御後に振動型モータ１を目標停止位置で停止させる停止位置制御を実行する。その他の構成及び作用効果は、上記第１の実施形態と同様である。

なお、本発明は上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

本発明の第１の実施形態である駆動装置を説明するためのブロック図である。 無負荷状態の振動型モータに供給される駆動電圧の周波数と回転速度との関係を示すグラフ図である。 振動型モータの回転速度と時間との関係を示すグラフ図である。 振動型モータの回転開始から停止までの動作を説明するためのフローチャート図である。 振動型モータの間欠駆動が開始されてから停止するまでの、駆動周波数の変化とエンコーダにおけるＡ相，Ｂ相の出力波形との関係を示すグラフ図である。 本発明の第３の実施形態である駆動装置を説明するためのグラフ図である。 本発明の第４の実施形態である駆動装置を説明するためのグラフ図である。

符号の説明

１ 振動型モータ
２ 駆動装置
３ 制御ユニット
４ 駆動ユニット
５ マイクロコンピュータ
６ 被駆動部
７ エンコーダ
８ ホームポジションセンサ
１０ タイマ
１１ カウンタ
１２ メモリ
１４ Ｖ−Ｆ変換機
１５ モータドライバ
１６ ＣＰＵ

Claims (10)

1. 振動型モータと、該振動型モータの駆動状態を検出するエンコーダと、該エンコーダにより検出される前記振動型モータの駆動情報に基づいて該振動型モータの停止位置を制御する制御手段と、を備える駆動装置であって、
   前記制御手段は、予め定められた前記振動型モータの目標停止位置から前記エンコーダの複数のパルス信号分手前における該パルス信号の切替わり検出位置から前記複数のパルス信号の最後のパルス信号の切替わり検出位置までパルス信号の切替わりを検出するごとに前記振動型モータの駆動を一時停止する間欠駆動制御と、
   前記目標停止位置までの残りの距離が前記エンコーダの最小分解能分に満たない場合に、前記間欠駆動制御において前記振動型モータを１パルス信号分回転させるのに要した複数の駆動時間の平均値に基づいて、前記目標停止位置までの前記振動型モータの駆動時間を算出し、算出された駆動時間だけ前記振動型モータを駆動することで、前記振動型モータを該目標停止位置で停止させる停止位置制御と、を実行する、ことを特徴とする駆動装置。
2. 前記制御手段は、前記目標停止位置が前記エンコーダのパルス信号の切替わり検出位置にない場合に、前記間欠駆動制御及び前記停止位置制御を実行する、ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記間欠駆動制御時において前記振動型モータを１パルス信号分回転させるのに要した複数の駆動時間の平均値をＡ、前記目標停止位置までの距離をＲ、前記エンコーダの最小分解能分を移動させるために必要な前記振動型モータの移動距離をＳ、定数をＣとした場合、前記停止位置制御での前記目標停止位置までの前記振動型モータの駆動時間Ｔが、Ｔ＝Ａ×（Ｒ÷Ｓ）×Ｃである、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動装置。
4. 前記制御手段は、前記目標停止位置が前記エンコーダのパルス信号の切替わり検出位置である場合、前記間欠駆動制御を行なわずに、前記目標停止位置で前記振動型モータを停止させる、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の駆動装置。
5. 前記制御手段は、前記振動型モータの目標停止位置が前記エンコーダのパルス信号切替わり検出位置の場合は、少なくとも１パルス信号分の前記間欠駆動制御を実行した後に該振動型モータを停止させる制御を実行する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の駆動装置。
6. 振動型モータと、該振動型モータの駆動状態を検出するエンコーダとを備え、該エンコーダにより検出される前記振動型モータの駆動情報に基づいて該振動型モータの停止位置を制御する駆動装置の制御方法であって、
   予め定められた前記振動型モータの目標停止位置から前記エンコーダの複数のパルス信号分手前における該パルス信号の切替わり検出位置から前記複数のパルス信号の最後のパルス信号の切替わり検出位置までパルス信号の切替わりを検出するごとに前記振動型モータの駆動を一時停止する間欠駆動制御ステップと、
   前記目標停止位置までの残りの距離が前記エンコーダの最小分解能分に満たない場合に、該間欠駆動制御ステップにおいて前記振動型モータを１パルス信号分回転させるのに要した複数の駆動時間の平均値に基づいて、前記目標停止位置までの前記振動型モータの駆動時間を算出し、算出された駆動時間だけ前記振動型モータを駆動することで、前記振動型モータを該目標停止位置で停止させる停止位置制御ステップと、を有する、ことを特徴とする駆動装置の制御方法。
7. 前記目標停止位置が前記エンコーダのパルス信号の切替わり検出位置にない場合に、前記間欠駆動制御ステップ及び前記停止位置制御ステップを実行する、ことを特徴とする請求項６に記載の駆動装置の制御方法。
8. 前記間欠駆動制御ステップにおいて前記振動型モータを１パルス信号分回転させるのに要した複数の駆動時間の平均値をＡ、前記目標停止位置までの距離をＲ、前記エンコーダの最小分解能分を移動させるために必要な前記振動型モータの移動距離をＳ、定数をＣとした場合、前記停止位置制御ステップでの前記目標停止位置までの前記振動型モータの駆動時間Ｔが、Ｔ＝Ａ×（Ｒ÷Ｓ）×Ｃである、ことを特徴とする請求項６又は７に記載の駆動装置の制御方法。
9. 前記目標停止位置が前記エンコーダのパルス信号の切替わり検出位置である場合、前記間欠駆動制御ステップを行なわずに、前記目標停止位置で前記振動型モータを停止させる、ことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の駆動装置の制御方法。
10. 前記振動型モータの目標停止位置が前記エンコーダのパルス信号切替わり検出位置の場合は、少なくとも１パルス信号分の前記間欠駆動制御ステップを実行した後に該振動型モータを停止させる、ことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の駆動装置の制御方法。

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