JPH0570393B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電歪素子等の電気−機械エネルギー変
換素子に対して、周波電圧を印加して振動体の表
面に進行性振動波を形成して、該振動波にて移動
体を駆動する振動型駆動装置（振動波モーター）
用制御回路に関する。

〔従来技術〕

従来、上記型式の振動波モーターにあつて回転
速度の調定を行うに際して、上記周波電圧の周波
数を調定することが知られている。

即ち上記型式のモーターでは、前記電気−機械
エネルギー変換素子への印加周波電圧の周波数を
低くする程モーターの回転速度が高速となる特性
を有しており、速度調定に対してその周波数を可
変となし速度制御を行つていた。

上記の如く該型式のモーターでは、その駆動周
波数を低くすればする程その速度が高速となるの
ではあるが、その周波数がモーターの共振周波数
を越え低下した場合、急激に回転速度が低下する
特性を有している。

従つてモーターの速度制御に際して、上記駆動
周波数がモーターの共振周波数より低くならない
様なす必要があり、その方法としてモーターの共
振周波数を記憶させて置き、駆動周波数が、この
記憶された周波数以下とならない様駆動周波数を
規制することが考えられる。

しかしながら上記型式のモーターにおける共振
周波数は、温度等の周囲環境の影響にて変化する
ため共振周波数を固定値として記憶させて、上記
の制御を行つても実際の共振周波数と記憶値とが
異なつてしまい、上記の不都合を防止し得ないも
のである。

〔目的〕

本発明は上記事項に鑑みなされたもので、その
構成として、駆動回路と、検知回路と、周波数変
更回路と、禁止回路とを有する共振型駆動装置用
制御回路であつて、 振動型駆動装置は、振動体を有し、振動体が電
気−機械エネルギー変換素子によつて励振されて
振動し、可動子又は対象物に対して相対駆動する
ものであり、 駆動回路は、位相の異なる周波信号で電気−機
械エネルギー変換素子を駆動するものであり、 検知回路は駆動装置の振動状態を検出し共振状
態、又はほぼ共振状態となつた際に出力を発生す
るものであり、 周波数変更回路は、検知回路の検出動作とは独
立して周波信号の周波数をシフトするものであ
り、 禁止回路は、検知回路出力に応答して周波数変
更回路による周波数の低方向へのシフトを禁止す
るものである 振動型駆動装置用制御回路を提供し上記の問題
を解消せんとするものである。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る振動波モーターの制御回
路の一実施例を示す回路図である。

図において、CPUはマイクロコンピユーター
を示している。

該コンピユーターCPUにおいて、PA₀〜PA₇は
出力ポートで、該ポートからは駆動周波数を決定
する情報が出力される。又、出力ポートPB₁から
はモーター駆動停止信号を送出し、出力ポート
PB₂からはモーターの正逆回転を決定する方向信
号が送出される。PC₀〜PC₃は共振周波数情報を
出力する出力ポート、PD₀はロツク信号を入力す
る入力ポート、PE₀はエンコーダーENCからのパ
ルスを入力する入力ポートである。

DAは上記CPUの出力ポートPA₀〜PA₇と接続
し、該ポートから出力される情報をDA変換する
DA（デジタルアナログ）変換回路である。OP₁，
OP₂及びTR₁，TR₂はそれぞれオペアンプ及びト
ランジスターで、OP₁，Tr₁にて上記DA変換回
路出力に応じた電流を形成し、トランジスター
Tr₃，Tr₄から成るカレントミラー回路に該電流
を形成させる。又、上記OP₂，Tr₂はオフセツト
用の回路で、該回路にてオフセツト用電流が形成
され、その結果としてカレントミラー回路を構成
する上記トランジスターTr₄に上記DA変換回路
出力に応じた電流に対して、上記オフセツト電流
を加えた電流が形成される。

C₁は上記トランジスターTr₄の出力電流にて充
電されるコンデンサー、CP₁はコンパレーター、
Tr₅はトランジスターで、コンデンサーC₁が所定
電圧Vcまで充電されるとコンパレーターCP₁は
出力をハイレベル（以下１と称す。）となし、ト
ランジスターTr₅をオンとなす。従つてコンパレ
ーターCP₁からは上記トランジスターTr₄の電流
値に応じた周波数のパルスを出力する。DFF₁は
クロツク端子を上記コンパレーターCP₁の出力端
に接続するＤフリツプフロツプで、該フリツプフ
ロツプは上記コンパレーターCP₁からのパルスに
同期して作動し、上記コンパレーターCP₁の出力
パルスをデユーテイ50％のパルスに変換する。

PC₁はフエーズコンパレーターで入力Ｒ及びＳ
への入力パルスの位相が一致している時出力をオ
ープンとなし、その入力パルス位相の一致度が例
えばＲ入力端へのパルスに対してＳ入力端のパル
スが遅れれば、その遅れ分だけ出力をハイレベル
（以下１と称す。）となし、逆にＲ入力端へのパル
スに対してＳ入力端のパルスが進めばその分だけ
出力をロウレベル（以下０と称す。）となす。
LPF₁はローパスフイルターで、例えばPC₁の出
力が１となることにて出力レベルを増大させ、逆
に０となることにて出力レベルを減少させ、オー
プンの時その出力レベルを維持する。VCO₁は電
圧圧制御発振器で、その出力周波数は上記LPF₁
の出力が大となる程高周波数となる様構成されて
いる。FR₁はVCO₁の出力を32分周する分周回路
である。上記構成（PC₁，LPF₁，VCO₁，FR₁）
にてフエーズロツクドループを構成し、コンパレ
ーターPC₁のＳ及びＲ入力が同一パルスとなる様
に制御され、その結果VCO₁の出力はDFF₁のパ
ルス周波数₁に対して32倍の32₁なるパルスを出
力する。

SR₁は８ビツトのシフトレジスターで、該レジ
スターのＤ入力は上記DFF₁のＱ出力と接続し、
スクロツク入力は上記VCO₁の出力に接続してい
る。

この様に構成しているので、シフトレジスター
SR₁はその出力ＱをＤ入力へのパルスに対して
90°位相をづらしたパルスとなす、ex₁はエスクス
ルシブオアゲートで、該ゲートは上記レジスター
SR₁のＱ出力及び前記CPUの出力ポートPB₂から
の方向信号DIRを入力しており、出力ポートPB₂
からの信号が０の時にはレジスターSR₁のＱ出力
をそのまま出力させ、又１の時にはレジスター
SK₁のＱ出力を反転させて出力させる。これにて
ゲートex₁の出力パルスを前記フリツプフロツプ
DFF₁に対して±90°づれたパルスとなし、モータ
ーの回転方向切換えを行う。AN₁，AN₂はアン
ドゲートで該ゲートはそれぞれ上記DFF₁の出力
及びゲートex₁の出力をアンプAP₁，AP₂に伝え
る。BIは電歪素子が配される振動体である。該
振動体は例えばリング形状をしており、その表面
に電歪素子が配されている。又、該振動体の表面
には振動体と同一形状の移動体が摩擦接触してお
り、振動体に発生する進行性振動波にて駆動され
る。

第２図は上記振動体BIの表面上に配される電
歪素子の配設状態を示す説明図である。第２図中
のA₁及びB₁は、それぞれ図示の位相及び分極関
係に振動体BI上に配される第１と第２の電歪素
子群である。又S₁第１の電歪素子群B₁に対して
45°位相がづれた位置に配されるセンサー用の電
歪素子である。これらの各電歪素子は、それぞれ
単独のものを振動体に附しても良いし、又、一体
的に分極処理にて形成しても良い。第１図に戻
り、Ａ，Ｂ，Ｓはそれぞれ、第１、第２の電歪素
子群及びセンサー用電歪素子S₁に対する駆動電極
及びセンサー電極をまし、電極Ａに対して上記ア
ンプAP₁を介した周波電圧が印加されると共に電
極Ｂに上記AP₂を介した周波電圧が印加されるこ
とにて、振動体BIの表面に進行性の振動波が形
成される。又、振動体に上記振動波が形成される
と、この振動波の状態に応じてセンサー用電歪素
子Ｓが出力（周波電圧）を出力し、センサー電極
S₁にて、これが検出される。尚、振動波モーター
は共振状態では、Ａ電極への駆動電圧とセンサー
電極からの出力電圧との位相関係が特定の関係を
示す特性を有しており、電極Ａにて周波信号が印
加される第１の電歪素子群A₁とセンサー用電歪
素子Ｓとの位相関係にて決定され、本実施例の場
合は正転状態では電極Ａ，Ｓとの信号波形の位相
が135°づれた時に共振状態を示し、又、逆転の時
には45°づれた時に共振状態を示すものとし、共
振からづれるほど上記位相差関係がづれるものと
する。CP₂，CP₃はそれぞれ電極Ａ及びＳの出力
波形をパルス形状に整形するコンパレーターを示
す。

FR₂は上記コンパレーターCP₂の出力をＤ入力
とし、クロツク入力を上記VCO₁の出力に接続す
る４ビツトのシフトレジスターで、該構成にてシ
フトレジスターFR₂はコンパレーターCP₂の出力
パルス即ち電極Ａの周波信号を45°シフトさせる。
FR₃はそのＤ入力を上記シフトレジスターFR₂の
Ｑ出力と接続し、クロツク入力を上記VCO₁の出
力と接続する８ビツトのシフトレジスターでシフ
トレジスターFR₂の出力を更に90°シフトし、全
体でコンパレーターCP₂の出力を135°シフトす
る。SEL₁はシフトレジスターFR₂又はFR₃の出力
を選択するデーターセレクターである。該セレク
ターは出力ポートPB₂の信号DIRが正転を表わし
ている時入力Ｂを選択し、逆転を表わしている時
入力Ａを選択する。

PC₂はフエーズコンパレーターで第３図の如く
入力Ｓ，Ｒへの入力パルスの位相関係を検知し、
その位相差が大な程出力から１の出力される
デユーテイが小さな信号を出力する。I₁はインバ
ーター、COU1はカウンター、AN₃はアンドゲー
トで、上記カウンターはリセツト入力へ
の信号が０の時リセツトされる。又、上記アンド
ゲートAN₃はインバーターI₁の出力が１の時、上
記VCO₁からのパルスをカウンターCOU₁へ伝え
る。上記の構成にてカウンターCOU₁はコンパレ
ーターPC₂の出力が０の期間、VCO₁からのパル
スをカウンターとモーターが共振状態に近づくに
つれてカウンターCOU₁のカウント値が減少す
る。MC₁は入力（A₀〜A₃）と（B₀〜B₃）の値を
比較し、Ａ＜Ｂの時１を出力するマグニチユード
コンパレーターで、該コンパレーターMC₁の出
力はＤ型フリツプフロツプDFF₂のＤ入力と接続
している。該フリツプフロツプDFF₂のクロツク
入力は上記コンパレーターPC₂の出力と接続
され、クロツク入力へのパルスの立上りの同期し
てＤ入力の状態を検知する。

LPF₂はローパスフイルター、CP₄はコンパレ
ーターで、上記フリツプフロツプDFF₂のＱ出力
１に応答してCPUの入力ポートPDφへ１信号を
伝える。

ENCはモーターの移動体に連動して回動する、
例えばパルス板等のコード板で、モーターの回転
速度に応じた周波数のパルスを形成する。

RAMはランダムアクセスメモリーで、CPUと
データーの通信を行う。該RAMはバツクアツプ
用電源BT₁から常時給電されると共に、メインス
イツチSW₁を介して電源BT₂から給電される。
又、該電源BT₂にてアンプAP₁，AP₂をのぞく各
回路部への給電がなされる。SW₂は上記スイツチ
SW₁に連動してオンとなるスイツチで、該スイツ
チSW₂を介して高電圧電源BT₃の出力が上記アン
プAP₁，AP₂に供給される。SW₃はメモリー
RAMの内容をリセツトするリセツトスイツチで
ある。

第４図は第１図のコンピユーターCPUに内蔵
されるROMにプログラムされているプログラム
フローを示すプログラム図であり、コンピユータ
ーCPUは該プログラムフローに従つて制御動作
を実行する。

次いで第１図実施例の動作を説明する。

今、メインスイツチSW₁をオンとすると、電源
BT₂の出力が各回路に印加される。これにてコン
ピユーターCPUが作動を開始する。

コンピユーターCPUが作動を開始すると、ま
ずステツプ１が実行される。以下各ステツプの動
作を説明する。

ステツプ１：出力ポートPB₀から０を、又、
PB₁から０を出力する。出力ポートPC₀〜PC₃か
ら所定の設定値＄３を出力する。

ステツプ２：RAMの有効ビツトデーターを入
力する。

ステツプ３：上記データーが０の時変数
FMAX＝＄FFとし、１の時はRAMに記憶され
ている前回最高周波数を読み出し、FMAX＝前
回最高周波数とする。

初回のモーター駆動に際しては、上記有効ビツ
トデーターは０となつており、変数FMAX＝
＄FFに設定される。

ステツプ４：出力ポートPA₀〜PA₇から上記変
数FMAXを出力する。該ポートからの変数
FMAX情報はDA変換器DAにてアナログ電圧に
変換され、アンプOP₁，OP₂及びトランジスター
Tr₁〜Tr₄の作用にて、上記変数FMAXに応じた
電流値がトランジスターTr₄に流れる。

ステツプ4′：内部メモリーＦに上記変数
FMAXを記憶させる。

ステツプ５：出力ポートPB₀から１を出力させ
る。該ポートPB₀から０は所謂ビジイ信号として
作用しており、これにてビジイが解除され、コン
ピユーターCPUに接続される不図示の回路に対
して、コンピユーターCPUとの通信が許容状態
となることを示す。

ステツプ６：不図示の回路からのコンピユータ
ーの入力ポートSDIに入力されるデーターを検知
し、不図示の回路からデーターとして駆動命令信
号が入力されるが否かの判定を行い、駆動命令信
号が入力されるまでステツプ５，６を繰り返し、
駆動命令信号が入力されるとステツプ７へ進む。
尚、上記駆動命令信号は不図示の回路に設けられ
たマニユアル操作の始動スイツチがオンとなるこ
とにて形成され、上記入力ポートSDIへ入力され
るものとし、始動スイツチが操作されることにて
ステツプ７へ移行する。

上記ステツプ５が実行されると上述の如く不図
示の回路との通信が許容され、この間に不図示の
回路にて設定されたモーターの回転速度情報回転
量情報、回転方向情報等のデーターがコンピユー
ターの入力ポートSDIに入力される。

ステツプ７：出力ポートPB₀を０となし、不図
示の回路とコンピユーターCPU間の通信を禁止
し、上記設定された回転量情報を指定パルス数と
してメモリーCOUNTに記憶させ、設定された回
転速度情報を指定速度としてVELに記憶させる。
又、設定された回転方向情報に基づいて出力ポー
トPB₂から１又は０を出力する。

又、入力ポートPEOからの情報１又は０をメ
モリーPLEVELに入力する。入力ポートPEOは
エンコーダーENCと接続しており、エンコーダ
ーENCはコード板（パルス板）等にて構成され、
モーターの回動にてパルス即ち１，０信号の繰り
返しを形成する。よつてモーターが回転を開始す
る以前のエンコーダーENCの出力はコード板の
初期位置に応じて０又は１を出力しており、この
コード板の初期状態がメモリーPLEVELに記憶
される。

ステツプ８：出力ポートPB₁から１を出力す
る。これにてアンドゲートAN₁，AN₂が開状態
となり、フリツプフロツプDFF₁の出力及びエク
スクルシブオアゲートex₁の出力をアンプAP₁，
AP₂に伝える。

上述の如く、トランジスターTr₄には変数
FMAX＝＄FFに応じた電流が流れており、上述
の如くフリツプフロツプDFF₁は該電流値に応じ
た周波数のパルスを出力し、又、エクスクルシブ
オアゲートex₁からは、上述の如くフリツプフロ
ツプDFF₁の出力パルスに対して90°位相のづれた
パルスが出力されるため、モーターの電極Ａ，Ｂ
には90°位相のづれた周波数＄FFの周波電圧が印
加され、モーターは回転動作を開始する。

ステツプ９：内部タイマーをリセツトし、その
後リセツトを解除する。これにてタイマーの計時
が開始される。

ステツプ10：タイマーの計時が所定時間計時し
たか否かを検知し、タイマーの計時時間が経過し
ていない時にはステツプ11へ、又タイマーの計時
時間が経過していればステツプ13へ移行する。

ステツプ11：入力ポートPEOからの入力信号
とメモリーPLEVELの信号とが同一であるか否
かを検知し、同一の時には再度ステツプ10へ移行
し、同一でない時にはステツプ12へ移行する。

上記メモリーPLEVELには、モーター起動前
のエンコーダーENCの信号がメモリーされてお
り、その状態からモーターが回動するとエンコー
ダーENCの出力信号が変化するので、メモリー
PLEVELにメモリーされた信号と不一致となる。
よつて、このステツプではエンコーダーENCの
信号変化を検知し、モーターが実際に回転を開始
したか否かを検知し、モーターが回動した時にス
テツプ12へ移行する。

今モーターが上記タイマーの計時時間内に回転
を開始しないとすると、上記ステツプ10，11が繰
り返され、タイマーアツプにてステツプ13へ移行
する。

ステツプ13：変数FMAXに対して−１を行い
FMAX−１を新たな変数FMAXとする。

ステツプ14：該新たな変数を前回最高周波数と
してRAMに入力する。

ステツプ15：RAMの有効ビツトデーターを１
に設定する。

ステツプ16：ステツプ13で求めた新たな
FMAXを出力ポートPA₀〜PA₇から出力させ、
上述の如くして電極Ａ，Ｂへの駆動周波数を更新
されると共に、該FMAXをメモリーＦに入力し、
再度ステツプ９へ移行する。該ステツプ13〜16ま
での処理がなされることにてFMAXが−１とな
り、設定周波数が減少（低下）することとなる。
よつて、ステツプ８にてモーターの駆動が開始さ
れているにもかかわらず、実際にモーターが回動
を開始しない時には所定時間ごとに設定周波数を
一定量づつ減少（低下）させる。これにてモータ
ーに対する駆動周波数が徐々に低下して行き、モ
ーターに対する駆動周波数の走査がなされる。

又、上記の如くして駆動周波数の走査がなされ
ている過程でモーターが回動すると上記の如くし
てステツプ12へ移行する。従つて、RAMにはモ
ーターが実際に回動を開始した周波数が記憶され
ることとなる。

以上の如くして、電極Ａ，Ｂへの周波電圧の周
波数が更新（減少して行き）され、モーターが回
動を開始するとステツプ12が実行される。

ステツプ12：入力ポートPEOへ入力するエン
コーダーからのパルス間隔時間を計測し、モータ
ーの回転速度を求める。このパルス間隔測定はエ
ンコーダーENCから連続して入力される２つの
パルス間隔時間を測定する。

ステツプ17：ステツプ12で求めた検出回転速度
とメモリーVELに記憶された指定回転速度を検
知し、検出回転速度＜指定回転速度の時はステツ
プ19へ移行し、検出回転速度＞指定回転速度の時
はステツプ18へ移行し、検出回転速度＝指定回転
速度の時はステツプ20へ移行する。

モーターは駆動周波数が低い程高速回転すると
共に上記の如くモーターの駆動周波数は＄FFか
ら徐々に低下させて行きモーターを回転状態へ移
行させているので、通常モーター回転開始時では
検出回転速度＜VELの関係があり、ステツプ19
へ移行する。

ステツプ19：メモリーＦの内容、即ちモーター
の回転始動時のFMAXに対して−１を行い、
FMAX−１をメモリーＦに入力する。

ステツプ20：上記メモリーＦの内容に入力ポー
トPD₀の値を加算する。通常入力ポートPD₀には
０が入力されているため、通常はこの演算ではメ
モリーＦの内容は変化しない。

ステツプ21：出力ポートPA₀〜PA₇から上記メ
モリーＦの内容を出力する。これにてモーターに
対する駆動周波数はモーター回転開始時の周波数
FMAXよりも一定値減少し、モーターは回転速
度を高くする。

ステツプ22：メモリーCOUNTに設定されたモ
ーターの回転数を表わすパルス数に対して−１を
行う。

即ち、上記ステツプ12のパルス間隔時間測定処
理は、エンコーダーENCから１パルス入力する
ごとに行われるので、ステツプ上記ステツプが実
行されることにてモーターは１パルス分駆動され
たこととなり、上記の−１を行い、残モーター回
転量を求めメモリーCOUNTに入力する。

ステツプ23：メモリーCOUNT＝０か否かを検
知し、COUNT≠０時には再度ステツプ12へ移行
しCOUNT＝０の時にはステツプ24へ移行する。

即ち、モーターの回転にて残モーター回転量が
ゼロとなつていない時には再度ステツプ12へ移行
し、上記の動作を繰り返す。

以上のステツプ12，17，19〜23の動作を繰り返
すごとにモーターの駆動周波数は徐々に低下して
行き、モーターの回転速度が徐々に増加すること
となる。

上記ステツプの繰り返しにてモーターの回転速
度が指定速度に達した場合にはステツプ17にてこ
れが検知され、上記ステツプ19を介さずステツプ
20へ移行する。よつて、モーターの回転数が指定
回転数に達することにてメモリーＦの内容に対す
る−１が中止され、モーターはその時点での駆動
周波数で駆動され、回転速度も指定速度となる。

この様にモーターが指定速度が回転している状
態で、何らかの原因にてモーターの速度が指定駆
動を越えた場合について説明する。

この場合は、ステツプ17にて回転速度＞VEL
が検知されるのでステツプは18へ移行する。

ステツプ18：メモリーＦの内容とRAMに記憶
されたFMAXとを比較し、Ｆ≦FMAXの時はス
テツプ25へ、又Ｆ＞FMAXの時はステツプ26へ
移行する。

今、上記のステツプにてメモリーＦの内容がモ
ーター駆動時の内容、即ちRAMに記憶された
FMAXよりも小さいものとする。この場合はス
テツプ25へ移行する。

ステツプ25：メモリーＦの内容に対して＋１を
行い、Ｆ＋１をメモリーＦに入力し、ステツプ20
へ移行し、以後、回転速度＞VEL，Ｆ≦FMAX
の限りステツプ12→17→18→25→20→21→22→23
を繰り返す。

従つて、回転速度が指定速度よりも高速となつ
た場合には、徐々に駆動周波数が増大して行き回
転速度が低下する。

以上説明した各ステツプにて通常はモーターの
回転速度が指定速度にサーボ制御されるのである
が、上記減速動作中に何らかの原因でメモリーＦ
の内容をFMAXよりも大としても指定速度まで
減速出来ない場合について説明する。

この様な状態（Ｆ＞FMAX）がステツプ18に
て検知されるとステツプ26へ移行する。

ステツプ26：メモリーＦの内容を変数FMAX
とする。これにより、モーターの回転開始時
RAMに記憶されたFMAXに対してより高周波数
のFMAXが形成される。

ステツプ27：RAMに上記ステツプ26で形成さ
れたFMAXを、新たな前回最高周波数として設
定する。

ステツプ28：メモリーＦの内容に＋１をして、
Ｆ＋１をメモリーＦに入力する。

ステツプ28′：RAMの有効ビツトデーターを１
にし、ステツプ20へ移行し、以後回転速度＞
VEL，Ｆ＞FMAXの限りステツプ12→17→18→
26→27→28→20→21→22→23を繰り返す。

上記の動作にてＦ＞FMAXとなつてもモータ
ーの回転速度が指定速度よりも高速の時には、メ
モリーＦの内容を＋１づつ増大させ、駆動周波数
を徐々に増加させると共に、RAMの前回最高周
波数も同様に更新（増大）させて行き、モーター
の回転速度が徐々に減少し、モーターの回転速度
が指定速度となる様制御される。

以上のステツプ12，17〜23，25〜28までにてモ
ーターが指定速度となる様制御されると共に、そ
の際のモーター駆動周波数がモーター起動時に
RAMに設定された周波数FMAXよりも高周波数
を示した時には、その周波数がRAMに記憶さ
れ、モーター駆動に際しての実際の最高周波数が
RAMに格納される。

又、上記のモーターの速度制御に際して増速駆
動がなされ徐々に駆動周波数が減少させている過
程で、その駆動周波数がモーターの共振周波数と
なつた時又はその近傍の周波数となつた際に、上
記周波数をそれ以下に低下させない様なされてい
る。

即ち、前述の如く第１図のカウンターCOU１
は、コンパレーターPC₂の出力から０が出力
されている期間VCO₁からのパルスを計数する様
構成されている。又、上記コンパレータPC₂は入
力Ｒ，Ｓのパルスの位相差に応じて、その位相差
がゼロになる程、短時間出力から０を出力す
る様なされ、かつモーターが共振状態に近づけば
近づく程、上記コンパレーターPC₂の入力Ｒ，Ｓ
へのパルス位相がゼロに近づく様構成されてい
る。従つて、上記カウンターCOU１のカウント
値は、共振状態に近づけば近づく程カウント値を
減少させ、該カウント値がモーターの共振状態又
はその近傍となつた時には所定値＄３以下にな
る。この状態はコンパレーターMC₁にて検知さ
れ、モーターが共振又は共振近傍となつた時には
コンパレーターMC₁の出力は１となり、これが
フリツプフロツプDFF₂にて検知され、DFF₂の出
力Ｑが１となる。又このDFF₂のＱ出力１に応答
してコンパレーターCP₄も１を出力し、これがコ
ンピユーターCPUの入力ポートPDOに入力する。

従つて、モーターが共振状態又はその近傍とな
つた時に入力ポートPD₀には１が伝わつており、
上記モーターの増速制御過程にて、ステツプ20に
てＦ＝Ｆ＋PD₀＝Ｆ＝Ｆ＋１がなされる。従つ
て、増速制御にて、ステツプ19にてＦ＝Ｆ−１を
行い、周波数を減少させた後に共振状態又はその
近傍の周波数となつた時にはステツプ20にてＦに
対して＋１がなされ、その結果Ｆ＝Ｆ−１＋１＝
Ｆとなり、上記ステツプ19による周波数の減少は
ステツプ20にてキヤンセルされ、その周波数が共
振周波数又はその近傍となつた時には、たとえモ
ーターの回転速度が指定速度に達していなくて
も、それ以上低周波数となることが防止され、結
局モーターの駆動周波数は共振又はその近傍の周
波数以下には低下しない。この様にモーターの周
波数を減少させている際に、その周波数を制限す
る理由は、第５図の如くモーターは共振周波数_r
をすぎて共振周波数よりも周波数が低下すると急
激に回転速度が低下するためであり、この様な現
象が生じることを上記の周波数制限にて防止して
いる。

又、上記の如くモーターの速度制御がなされて
いる過程にてモーターが指定回転量駆動される
と、メモリーCOUNTの内容が０となる。よつ
て、この場合はステツプ24へ移行する。

ステツプ24：出力ポートPB₁から０を出力す
る。これにてゲートAN₁，AN₂が閉じ電極Ａ，
Ｂへの周波電圧の印加が禁止され、モーターは停
止し、初回のモーター駆動が終了する。この後ス
テツプは上記ステツプ２へ移行する。

今、初回のモーター駆動に際してステツプ13〜
16、又はステツプ27〜28′が実行されRAMの最高
周波数が＄FFから変化している時にはRAMの有
効ビツトが１に設定されている。

従つて、初回のモーター駆動に際してモーター
が実際に駆動された最高周波数が、初回のモータ
ー駆動作ステツプ２，３にてRAMから読み出さ
れ、出力ポートPA₀〜PA₇から後前回最高周波数
が出力されると共にメモリーＦに入力され、次回
のモーター駆動に際して、モーター起動時の駆動
周波数が前回実際にモーターを駆動出来た最高周
波数となる様設定準備される。

従つて、次回のモーター駆動に際し、不図示の
回路にて始動スイツチがオンとなされ、上記ステ
ツプ７以後の各ステツプの実行によるモーター制
御が行われる時点では、その駆動周波数としては
上記前回の最高周波数からスタートする。

又、通常、直前にモーターを駆動した際の実際
にモーターを駆動出来た最高周波数を次回のモー
ターの駆動周波数とした場合、モーターはその周
波数が回動することが出来、これにて駆動周波数
を＄FFから走査する必要なく、直ちにモーター
は回動を開始することとなる。

又、初回のモーター駆動後メインスイツチSW₁
をオフとしてもRAMの内容は保持されており、
再度メインスイツチSW₁がオンとなつてプログラ
ムがステツプ１から実行された場合でも、同様に
前回の最高周波数から駆動が開始されることとな
る。

〔効果〕

以上の如く本発明にあつては、駆動周波信号と
検出信号との位相差に基づき、共振状態となつた
か否かを判定するものであるため、周囲環境の変
化にかかわりなく共振状態となつたか否かの判定
が出来、駆動周波信号を変化させてモーター速度
を調定している際に上記共振状態の判定がなされ
ることにて、それ以下の周波数への移行を禁止し
たものであるので、モーターの速度の増速中に急
激に速度が低下することを防止できるものであ
る。

尚、実施例ではモーターの駆動速度を共振速度
に固定する際にステツプ19にて−１を行い、ステ
ツプ20にて＋１を行つているが、これに代えて以
後の周波数の変更動作自体を禁止しても良い。
又、実施例では電気−機械及び機械−電気エネル
ギー変換素子として電歪素子を使用しているが、
これに代えて圧電素子を用いても良いものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る振動波モーターの制御回
路の一実施例を示す回路図、第２図は本発明に用
いる振動波モーターの振動体上に配された電歪素
子を示す構成図、第３図は第１図示のコンパレー
ターPC₂の動作を説明するための波形図、第４図
ａ，ｂは第１図のコンピユーターCPUに内蔵さ
れるプログラムフローを示す説明図、第５図は本
発明の振動波モーターの回転制御動作を説明する
説明図である。 CPU……コンピユーター、DA……DA変換器、
C₁……コンデンサー、DFF₁，DFF₂……フリツ
プフロツプ、PC₁，PC₂……コンパレーター、
VCO₁……電圧制御発振器、SR₁，FR₂，FR₃…
…シフトレジスター。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 駆動回路（AN₁，AN₂，AP₁，AP₂）と、検
   知回路（PC₂，COV₁，MC₁，DFF₂）と、周波数
   変更回路（CPU）と、禁止回路（CP₄，CPU）
   とを有する振動型駆動装置用制御回路であつて、 振動型駆動装置は、振動体を有し、振動体が電
   気−機械エネルギー変換素子（A₁，B₁）によつ
   て励振されて振動し、可動子又は対象物に対して
   相対駆動するものであり、 駆動回路（AN₁，AN₂，AP₁，AP₂）は、位相
   の異なる周波信号で電気−機械エネルギー変換素
   子（A₁，B₁）を駆動するものであり、 検知回路（PC₂，COV₁，MC₁，DFF₂）は駆動
   装置の振動状態を検出し共振状態、又はほぼ共振
   状態となつた際に出力を発生するものであり、 周波数変更回路（CPU）は、検知回路の検出
   動作とは独立して周波信号の周波数をシフトする
   ものであり、 禁止回路（CP₄，CPU）は、検知回路出力に応
   答して周波数変換回路による周波数の低方向への
   シフトを禁止するものである 振動型駆動装置用制御回路。 ２ 前記周波数変更回路（CPU）は、前記相対
   駆動速度を検知する速度検知手段（ENC）と、
   目標速度と検知された駆動速度を比較する比較回
   路（CPU）を有するものであつて、 比較結果に応じて周波数シフトを行なうもので
   ある。 特許請求の範囲第１項記載の振動型駆動装置用
   制御回路。 ３ 前記検知回路は、駆動装置の振動状態に応じ
   た検出周波信号を出力する検知手段（S₁）と、前
   記電気−機械エネルギー変換素子を駆動する周波
   信号と検出周波信号との位相を比較する位相比較
   回路（PC₂）を有するものであつて、 上記位相差が所定位相差となつた際に出力を発
   生するものである 特許請求の範囲第１項記載の振動型駆動装置用
   制御回路。