JPH0746866A - 圧電体振動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 超音波モータ１を振動することにより回転さ
せる圧電振動子１ａの振動周波数を電気振動として検出
する駆動回路４を、上記電気振動に基づいて上記圧電振
動子１ａの駆動用電気振動を発生するように設ける。 【効果】 圧電振動子１ａの共振特性を利用することに
より、上記駆動用電気振動を圧電振動子１ａの共振周波
数ｆ_r 近辺とすることができ、温度変化により上記共振
周波数ｆ_r が変化しても、上記駆動用電気振動も同様に
変化するため、最も大きな駆動力が得られる共振周波数
ｆ_r 付近で圧電振動子１ａを駆動できる。よって、超音
波モータ１の駆動を安定化でき、従来の他励振方式と比
べて、発振回路を省くことができるので、簡素化でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高周波電圧が印加され
た圧電振動子の弾性振動を駆動源とし、主に移動体との
摩擦力を介して得られる推力を利用して被移動体を移動
させる超音波モータ等の圧電体振動制御装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、圧電体振動制御装置としての
超音波モータでは、一定形状の圧電振動子が用いられ、
超音波帯域に相当する高周波電気振動である超音波信号
を上記圧電振動子に印加して、上記圧電振動子を振動さ
せ、その振動によって被駆動物が駆動されるようになっ
ている。

【０００３】また、上記超音波信号の周波数を変化させ
ていくと、図１０に示すように、上記圧電振動子が非常
に強く振動する周波数（共振周波数ｆ_r ）が存在する。
このような共振周波数ｆ_r は、上記圧電振動子の形状お
よび材質等によって決まる弾性固有振動数により決定さ
れる。

【０００４】このように超音波モータとは、弾性振動で
ある超音波振動を駆動源とするモータである。上記超音
波モータの制御装置としては、例えば図１１に示すよう
に、直流電源４１と、その直流電源４１によって駆動さ
れ、発振された超音波信号を圧電振動子に印加するため
に増幅・昇圧する駆動回路４２と、その駆動回路４２に
よって駆動される超音波モータ４３とが設けられてい
る。

【０００５】上記超音波モータ４３として、例えば２組
の圧電振動子によって構成される２相方式を示すと、上
記駆動回路４２から９０°位相の異なる２相の超音波信
号が超音波モータ４３に印加される。

【０００６】また、このような超音波モータ４３には、
その振動速度を測定するためのエンコーダ４４が設置さ
れている。このエンコーダ４４からの速度を示す信号
は、フィードバック回路４５に入力される。さらに、そ
のフィードバック回路４５には、超音波モータ４３の速
度を指示するため、ラインL₁を介して図示しない入力手
段等からの速度指令信号が入力される。

【０００７】上記フィードバック回路４５は、上記エン
コーダ４４からの速度信号と、ラインL₁を介して入力さ
れた速度指令信号とを比較し、発振回路４６において所
定の超音波信号を発振させるためのコントロール信号を
発振回路４６に対し出力する。また、発振回路４６にて
発振された超音波信号は駆動回路４２に入力される。

【０００８】次に、上記超音波モータ４３の従来からの
各制御装置について説明すると、次の通りである。ま
ず、第１の制御装置として、速度指令信号L₁およびフィ
ードバック回路４５からの命令にしたがい、圧電振動子
に印加される超音波信号の振幅を上下するように発振回
路４６および駆動回路４２が設けられ、上記超音波信号
の振幅を調整し超音波モータ４３の速度を可変するもの
が知られている。

【０００９】次に、第２の制御装置として、速度指令信
号L₁およびフィードバック回路４５からの命令にしたが
い、圧電振動子に印加される超音波信号の周波数を、図
１０に示す共振周波数ｆ_r から、反共振周波数ｆ_a の間
（図１０、区間ａ部にて示す）で超音波信号を発振させ
るように発振回路４６が設けられ、上記のように周波数
が調整された超音波信号によって超音波モータ４３の速
度を可変するものが知られている。

【００１０】最後に、第３の制御装置として、上記第１
と第２の制御装置を併用するものが知られている。従来
では、上記のような各制御装置にて超音波モータ４３の
速度を調整している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来の各速度制御装置では、超音波モータ４３の安定
した速度制御が困難であるという問題を生じている。す
なわち、まず、第１の制御装置では、超音波信号の振幅
である絶対値の変化に対し、図１２に示すように、超音
波モータ４３の速度が直線的に変化しないため、オープ
ンループでの制御は困難である。

【００１２】次に、第２の制御装置では、図１０に示す
ように、圧電振動子のアドミッタンス特性が急峻な場
合、僅かな周波数の変化で，速度が大きく上下するた
め、安定した速度制御は困難であった。さらに、上記ア
ドミッタンス特性の区間ａ部は厳密には直線ではないた
め、周波数の可変により広範囲で直線的な速度可変は困
難である。また、上記第１および第２の制御装置の併用
したものでも同様である。

【００１３】このため、上記従来の各構成では、超音波
モータ４３の速度制御が複雑なものとなり、コストアッ
プや大型化を招来するという問題を生じている。

【００１４】その上、上記第１、第２および第３の何れ
の制御装置でも、上記の周波数に対するアドミッタンス
特性は、温度の上下動によって変化、すなわち図中にお
いて左右に移動するため、温度変化に対して安定した駆
動力を得ることが困難であるという問題を生じている。

【００１５】そこで、上記のような温度変化に対する問
題を回避するために、図１３に示すように、超音波モー
タ４３の圧電振動子４３ａ・４３ａに通電する駆動用超
音波信号の電圧と電流の位相差を検出する位相検出回路
４７を設け、この位相検出信号をフィードバック回路４
５に入力し、この位相差が常に一定の値を保つように発
振回路４６の出力周波数をフィードバック制御するとい
う超音波モータの制御装置が知られている。

【００１６】上記制御装置では、上記位相差を一定に保
つことにより、初期の設定されたアドミッタンスを変化
させないように駆動周波数を可変できるから、前記の温
度変化による問題を回避することができる。

【００１７】しかしながら、上記構成では、上記のよう
な位相検出回路４７が必要であり、かつ、フィードバッ
ク回路４５も複雑なものとなるので、コストアップを招
来するという問題を生じている。

【００１８】本発明の目的は、速度指令信号の変化に対
して移動速度を直線的に可変できて、速度制御機構を簡
素化できる圧電体振動制御装置を提供することである。

【００１９】また、本発明の他の目的は、温度変化に対
して駆動力の変化が少なく、かつ、駆動機構を簡素化で
きて安価な圧電体振動制御装置を提供することである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の圧電体振
動制御装置は、以上の課題を解決するために、振動する
ことにより被駆動体を移動させる圧電振動子の駆動を制
御する圧電体振動制御装置において、圧電振動子を駆動
する駆動手段が、上記圧電振動子の駆動用電気振動を発
生するように設けられ、上記被駆動体の移動速度を指示
するための速度指令信号が入力されるパルス信号生成手
段が上記速度指令信号に応じたデューティー比のパルス
信号を出力するように設けられ、上記駆動手段の駆動用
電気振動を断接する断接手段が、駆動用電気振動の出力
期間と停止期間との割合を上記パルス信号のデューティ
ー比に応じて調整するように設けられていることを特徴
としている。

【００２１】請求項２記載の圧電体振動制御装置は、振
動することにより被駆動体を移動させる圧電振動子の駆
動を制御する圧電体振動制御装置において、圧電振動子
の振動周波数を上記圧電振動子から電気振動として検出
する駆動手段が、上記電気振動に基づいて上記圧電振動
子の駆動用電気振動を発生するように設けられているこ
とを特徴としている。

【００２２】請求項３記載の圧電体振動制御装置は、振
動することにより被駆動体を移動させる圧電振動子の駆
動を制御する圧電体振動制御装置において、圧電振動子
の振動周波数を上記圧電振動子から電気振動として検出
する駆動手段が上記電気振動に基づいて上記圧電振動子
の駆動用電気振動を発生するように設けられ、上記被駆
動体の移動速度を指示するための速度指令信号が入力さ
れるパルス信号生成手段が上記速度指令信号に応じたデ
ューティー比のパルス信号を出力するように設けられ、
上記駆動手段の駆動用電気振動を断接する断接手段が、
駆動用電気振動の出力期間と停止期間との割合を上記パ
ルス信号のデューティー比に応じて調整するように設け
られていることを特徴としている。

【００２３】請求項４記載の圧電体振動制御装置は、振
動することにより被駆動体を移動させる圧電振動子の駆
動を制御する圧電体振動制御装置において、圧電振動子
の振動周波数を上記圧電振動子から電気振動として検出
する駆動手段が、上記電気振動から上記圧電振動子の駆
動用電気振動を生成し、かつ、上記駆動用電気振動の大
きさを可変可能に設けられ、パルス信号を出力するパル
ス信号生成手段が、上記パルス信号のデューティー比を
可変できるように設けられ、上記駆動手段の駆動用電気
振動を断接する断接手段が、駆動用電気振動の出力期間
と停止期間との割合を上記パルス信号のデューティー比
に応じて調整するように設けられ、前記被駆動体の移動
速度を検出して、上記被駆動体の速度信号を出力する速
度検出手段が設けられ、上記被駆動体の移動速度を指示
するための速度指令信号が入力され、上記速度信号と速
度指令信号とを比較して、上記パルス信号生成手段に第
１制御信号を出力し、かつ、上記駆動手段に第２制御信
号を出力する帰還制御手段が設けられ、上記パルス信号
生成手段は、上記第１制御信号によってデューティー比
を調整することにより上記断接手段による駆動手段の駆
動時間と停止時間との割合を調整して、前記被駆動体の
移動速度を可変可能に設定され、上記駆動手段は、上記
第２制御信号によって前記駆動用電気振動の振幅の大き
さを増減することにより、前記被駆動体の移動速度を可
変可能に設定されていることを特徴としている。

【００２４】請求項５記載の圧電体振動制御装置は、振
動することにより被駆動体を移動させる圧電振動子の駆
動を制御する圧電体振動制御装置において、上記圧電振
動子を駆動するための電気振動を、上記圧電振動子の共
振周波数を含む所定の周波数範囲内で可変して発生する
発振手段が設けられ、上記圧電振動子を駆動するための
駆動手段が上記信号から上記圧電振動子の駆動用電気振
動を発生するように設けられ、パルス信号を出力するパ
ルス信号生成手段が、上記パルス信号のデューティー比
を可変できるように設けられ、上記駆動手段の駆動用電
気振動を断接する断接手段が、駆動用電気振動の出力期
間と停止期間との割合を上記パルス信号のデューティー
比に応じて調整するように設けられ、前記被駆動体の移
動速度を検出して上記被駆動体の速度信号を出力する速
度検出手段が設けられ、前記被駆動体の移動速度を指示
するための速度指令信号が入力され、上記速度信号と速
度指令信号とを比較して、上記パルス信号生成手段に第
１制御信号を出力し、かつ、前記周波数発生手段に第２
制御信号を出力する帰還制御手段が設けられ、上記パル
ス信号生成手段は、上記第１制御信号によってデューテ
ィー比を調整することにより上記断接手段による駆動手
段の駆動時間と停止時間との割合を調整して、前記被駆
動体の移動速度を可変可能に設定され、上記発振手段
は、上記第２制御信号によって前記電気振動の周波数を
調整することにより前記駆動用電気振動の周波数を調整
して、前記被駆動体の移動速度を可変可能に設定されて
いることを特徴としている。

【００２５】

【作用】上記の請求項１記載の構成によれば、上記断接
手段は、上記信号生成手段からのデューティー比に基づ
いて上記駆動手段からの駆動用電気振動の出力期間と停
止期間との割合を調整することにより、前記圧電振動子
が駆動される期間と停止する期間を制御できる。

【００２６】これにより、上記デューティー比が速度指
令信号に応じているから、圧電振動子により駆動される
前記被駆動体の移動速度は、上記速度指令信号に対応し
た速度に可変させることができる。このとき、上記速度
は、上記出力期間と停止期間との割合の変化に対して直
線的に変化し得る、つまり、線型性を維持して変化し得
るから、上記速度を上記速度指令信号の変化に対応して
直線的に変化させることができる。

【００２７】上記の請求項２記載の構成によれば、駆動
手段により圧電振動子が振動すると、上記圧電振動子
が、その固有振動数に基づく共振振動数近辺にて振動し
ようするから、上記駆動手段が上記共振振動数を検出す
ることができる。

【００２８】このように駆動手段は圧電振動子の有する
固有振動数の共振特性を利用して、上記圧電振動子の共
振周波数近辺の周波数の駆動用電気振動を発生すること
ができる。これにより、上記圧電振動子は、その共振周
波数近辺の周波数の駆動用電気振動にて駆動されるた
め、最も大きな駆動力を発揮することができる。

【００２９】その上、上記構成では、圧電振動子の有す
る固有振動数を利用しているため、温度変化によって上
記固有振動数が変化しても、駆動手段による駆動用電気
振動の周波数を上記固有周波数に対応した共振周波数に
追尾させることができる。したがって、駆動用電気振動
を、最も駆動力の大きな共振周波数に維持できる自動追
尾機能を有することが可能となるため、安定した駆動力
を得ることができる。

【００３０】上記の請求項３記載の構成によれば、速度
指令信号に対応するデューティー比に応じて、駆動用電
気振動の出力期間と停止期間との割合を調整するから、
上記割合によって調整される被駆動体の駆動速度を、上
記速度指令信号に対して直線的に変化させることができ
る。また、請求項２記載の構成と同様に、温度変化によ
る圧電振動子の固有振動数の変化に追尾して、駆動用電
気振動の周波数を変化させることが可能となるので、従
来必要であった、位相検出回路を省くことができると共
に、上記位相検出回路からの信号を処理するために複雑
化した処理回路を簡素化できる。

【００３１】上記の請求項４記載の構成によれば、さら
に、帰還制御手段が、デューティー比を調整し、前記駆
動用電気振動の駆動期間と停止期間との割合を調整する
ための第１制御信号をパルス信号生成手段に出力し、か
つ、上記駆動用電気振動の振幅の大きさを増減するため
の第２制御信号を駆動手段に出力することにより、駆動
用電気振動により駆動される圧電振動子による被駆動体
の速度を可変することができる。

【００３２】これにより、駆動用電気振動の振幅を増減
して、被駆動体の速度制御する制御に加えて、前記第１
制御信号を出力する帰還制御手段を設けることにより、
駆動用電気振動の駆動時間と停止時間との割合を調整し
て、前記被駆動体の移動速度を可変可能となるから、従
来より、広範囲な直線的な被駆動体の速度制御ができ
る。

【００３３】上記の請求項５記載の構成によれば、さら
に、帰還制御手段が、デューティー比を調整し、前記駆
動用電気振動の駆動期間と停止期間との割合を調整する
ための第１制御信号をパルス信号生成手段に出力し、か
つ、上記駆動用電気振動の周波数を増減するための第２
制御信号を駆動手段に出力することにより、駆動用電気
振動により駆動される圧電振動子による被駆動体の速度
を可変とすることができる。

【００３４】これにより、駆動用電気振動の周波数を、
圧電振動子の固有振動数を含む所定の周波数範囲で調整
することによる被駆動体の速度制御に加えて、前記第１
制御信号を出力する帰還制御手段をさらに設けることに
より、駆動用電気振動の駆動時間と停止時間との割合を
調整して、前記被駆動体の移動速度を可変できるから、
従来より、広範囲な直線的な被駆動体の速度制御が可能
となる。

【００３５】その上、上記構成は、圧電振動子の駆動電
気振動の周波数に対する上記圧電振動子のアドミッタン
ス特性が急峻な場合でも、上記第１制御信号による制御
を併用することにより安定した速度制御が可能となる。

【００３６】

【実施例】〔実施例１〕本発明の一実施例を実施例１と
して図１および図２に基づいて説明すれば、以下の通り
である。圧電体振動制御装置では、例えば図２に示すよ
うに、２０ｋＨｚ以上の周波数の駆動用電気振動として
の超音波信号によって回転駆動されるリング状の超音波
モータ１が用いられる。上記超音波モータ１では、ロー
タ（被駆動体）２とステータ３とが設けられ、上記ロー
タ２が回転体２ａとライニング材２ｂとからなり、一
方、上記ステータ３が弾性体３ａと圧電振動子１ａとか
らなっている。

【００３７】また、上記ロータ２とステータ３との接触
面には、適切な加圧力が加えられており、上記圧電振動
子１ａに超音波信号を印加し、弾性体３ａに発生する進
行波によって、上記ロータ２が回転駆動される。なお、
上記圧電振動子１ａの素材としては、チタン酸バリウム
系圧電素子等が用いられる。

【００３８】また、圧電体振動制御装置では、図１に示
すように、上記超音波モータ１をラインL₁を介して駆動
する駆動回路（駆動手段）４が設けられている。また、
上記駆動回路４には、上記超音波モータ１から、その振
動周波数を示す振動周波数信号が電気振動としてライン
L₂を介してフィードバックされる。

【００３９】このような構成において、まず、最初に、
駆動回路４から超音波モータ１の圧電振動子１ａに直流
電源を印加することにより、上記圧電振動子１ａに、自
らの固有振動数や回路定数によって決まる共振周波数付
近の振動を発生させる。

【００４０】この振動によって圧電振動子１ａから検出
される振動周波数信号をラインL₂を介して駆動回路４に
フィードバックし、この振動周波数で、圧電振動子１ａ
を振動させるよう、上記振動周波数信号を駆動回路４に
て増幅、昇圧等を施し、その出力電圧をラインL₁を介し
て超音波モータ１の圧電振動子１ａに印加する。すなわ
ち、上記超音波モータ１と駆動回路４とは自励振方式の
発振回路を形成することになる。

【００４１】これによって、超音波モータ１の圧電振動
子１ａは、他から強制的な、上記共振周波数と異なる周
波数の電気振動となる超音波信号が入力されないから、
いかなる場合でも共振周波数近辺で振動しようとする。
つまり、温度変化による固有振動数の変化によって共振
周波数ｆ_r が変化しても、圧電振動子１ａは、その変化
した共振周波数ｆ_r で振動することになる。

【００４２】以上のように上記実施例１の構成では、温
度が変化しても常に共振周波数ｆ_ｒにて圧電振動子１ａ
を振動させるため、大きな駆動力が安定して得られるば
かりではなく、従来必要であった発振器や位相検出回路
を省けるので、安価な超音波モータ１の制御装置を提供
することができる。

【００４３】〔実施例２〕本発明の他の実施例を実施例
２として図３ないし図５に基づいて説明する。なお、本
明細書では、上記実施例１において説明した部材と同一
の機能を有する部材については，同一の部材番号を付与
し、その説明を省いた。

【００４４】圧電体振動制御装置では、図３に示すよう
に、パルス信号としての方形波を出力するパルス信号発
生回路（信号生成手段）５が、上記方形波のデューティ
ー比を調整できるように設けられている。また、圧電振
動子１ａを有する超音波モータ１とその超音波モータ１
を駆動する駆動回路４とが設けられ、上記超音波モータ
１と駆動回路４とによって、前記実施例１と同様に、自
励振式の発振回路を形成している。

【００４５】上記パルス信号発生回路５では、三角波を
発生する三角波発振器６と、その三角波発振器６からの
三角波を、図示しない入力手段からの速度指定電圧Ｖ
_ＩＮと比較して前記方形波を出力する比較器７とが設け
られている。

【００４６】さらに、詳しく説明すると、図４に示すよ
うに、上記超音波モータ１は、同形状の２組の圧電振動
子１ａ・１ａを備える２相式であって、それぞれの圧電
振動子１ａ・１ａに９０°位相の異なる超音波信号がラ
インL₅・L₆を介して印加されるようになっている。

【００４７】一方、前記比較器７には、さらに、ライン
L₂を介して速度指令電圧Ｖ_INが入力される。また、駆動
回路４には、超音波モータ１の回転方向または移動方向
を切り換えるための正転、逆転のための制御電圧が、図
示しない入力手段から入力される。

【００４８】上記比較器７は、１つのオペアンプにより
構成されており、三角波発振器６によって発振され、ラ
インL₁を介して入力される三角波と、ラインL₂を介して
入力される速度指令電圧Ｖ_INとを比較して、それらの比
較信号である方形波が出力され、上記方形波がラインL₃
を介して駆動回路４に入力される。

【００４９】上記駆動回路４は、超音波モータ１の圧電
振動子１ａ・１ａから検出され、ラインL₇を介して入力
される共振周波数近辺の超音波信号を、９０°位相の異
なる２相信号に変換し、パルス信号である前記比較信号
のＬＯＷレベルの領域のみに、上記２相の超音波信号を
乗せ、さらに、それぞれ増幅して上記各圧電振動子１ａ
・１ａに印加するようになっている。

【００５０】これによって、上記圧電振動子１ａ・１ａ
には、９０°位相のずれた同じ周波数で振動して進行波
がそれぞれ発生することにより、上記進行波によって超
音波モータ１が回転駆動される。

【００５１】次に、上記実施例２の構成の各動作につい
て図４および図５を参照しながら説明すると、前記三角
波発振器６は、２つのオペアンプ６ａ・６ｂを有し、一
定周波数の三角波を発振して出力、つまり、オペアンプ
６ａによるシュミット・トリガ回路とオペアンプ６ｂに
よる積分器とを備え、上記シュミット・トリガ回路によ
って出力される方形波（オペアンプ６ａの出力）が、上
記積分器によって積分され、図５のＡに示す三角波がオ
ペアンプ６ｂからラインL₁に出力される。

【００５２】したがって、上記三角波発振器６により生
成される三角波は、その周波数を可変抵抗器６ｃによっ
て調整される一方、上記三角波の出力振幅を可変抵抗器
６ｄによって調整される。

【００５３】次に、上記により発振され、ラインL₁を介
して入力された三角波と、ラインL₂を介して入力された
速度指令電圧Ｖ_INとが、オペアンプ７ａよりなる比較器
７に入力されて上記両者が比較され、上記速度指令電圧
Ｖ_INに応じた比較信号である方形波がラインL₃に出力さ
れる。

【００５４】次に、上記方形波のデューティー比の制御
について説明すると、まず、上記三角波発振器６にて発
振され、比較器７に入力される三角波を、例えば図５の
Ａに示すような波形とし、また、同じくＡにて示す速度
指令電圧Ｖ_INを、上記三角波に対して例としてＶ
_IN（１）〜Ｖ_IN（４）の４レベルに相当する定電圧であ
るとする。

【００５５】最初に、速度指令電圧Ｖ_INがＶ_IN（１）で
ある場合、すなわち比較器７の比較レベルがＶ_IN（１）
に位置するときには、上記三角波の電圧は全域にわたっ
て比較レベルＶ_IN（１）より大きいため、比較器７の出
力は図５のＢ−ａに示すように、常にHIGHレベルの信号
となる。

【００５６】次に、速度指令電圧Ｖ_INがＶ_IN（２）であ
る場合、すなわち比較器７の比較レベルがＶ_IN（２）に
位置するときには、上記三角波のｔ₁ 部分は比較Ｖ
_IN（２）より大きくなり、逆に、上記三角波のｔ₂ 部分
では比較Ｖ_IN（２）より小さくなる。よって、比較器７
の出力は、図５のＢ−ｂに示すように、ｔ₁ 部分でHIGH
レベルの信号となり、ｔ₂ 部分で LOWレベルの信号とな
る方形波となる。

【００５７】また、速度指令電圧Ｖ_INがＶ_IN（３）であ
る場合、すなわち比較器７の比較レベルがＶ_IN（３）に
位置するときには、上記三角波のｔ₃ 部分は比較Ｖ
_IN（３）より大きくなり、逆に、上記三角波のｔ₄ 部分
では比較Ｖ_IN（３）より小さくなる。よって、比較器７
の出力は、図５のＢ−ｃに示すように、ｔ₃ 部分でHIGH
レベルの信号となり、ｔ₄ 部分で LOWレベルの信号とな
る方形波となる。

【００５８】最後に、速度指令電圧Ｖ_INがＶ_IN（４）で
ある場合、すなわち比較器７の比較レベルがＶ_IN（４）
に位置するときには、上記三角波の電圧は全域にわたっ
て比較レベルＶ_IN（１）より小さいため、比較器７の出
力は図５のＢ−ｄに示すように、常に LOWレベルの信号
となる。

【００５９】このように上記速度指令電圧Ｖ_INを直線的
に可変することにより、比較器７からの出力パルス信号
である方形波のデューティー比を０〜１００％まで直線
的に可変できる、つまり、速度指令電圧Ｖ_INの変化に対
する上記デューティー比の変化の線型性を維持できるよ
うになっている。

【００６０】なお、上記では、三角波発振器６によって
発生する三角波を波形を利用し、出力パルス信号のデュ
ーティー比を調整できるようにしたものであるが、デュ
ーティー比を調整できるものであれば特に上記に限定さ
れるものではなく、例えば上記三角波発振器６に代え
て、のこぎり波発振器を用いることも可能である。

【００６１】次に、図４にて駆動回路４の動作について
以下に説明する。まず、駆動回路４では、超音波モータ
１の圧電振動子１ａ・１ａから検出され、ラインL₇を介
して入力される共振周波数ｆ_r 近辺の超音波信号を、そ
の超音波信号と、上記超音波信号を位相調整器４ａによ
って調整された９０°位相の異なる超音波信号との２相
に変換し、各超音波信号がラインL₈・L₉にそれぞれ出力
される。

【００６２】一方、上記駆動回路４には、入力される信
号を選択できるマルチプレクサ回路（断接手段）４ｂが
設けられ、上記マルチプレクサ回路４ｂは、上記２相の
超音波信号を、ラインL₃からの信号と、ラインL₄からの
正転、逆転のコントロール信号とによって、入力された
信号を増幅して出力する各ドライバ４ｃ・４ｄに選択し
て出力できるようになっている。

【００６３】上記マルチプレクサ回路４ｂでは、ライン
L₄が“Ｌ”レベル（正転時）であると、ドライバ４ｃ側
に、ラインL₉の超音波信号が選択される一方、ドライバ
４ｄ側にラインL₈の超音波信号が選択される。

【００６４】ただし、三角波発振器６および比較器７に
よってラインL₃を介して出力されるパルス信号が、例え
ばHIGHレベルのときに、上記マルチプレクサ回路４ｂで
の選択が禁止され、マルチプレクサ回路４ｂから各ドラ
イバ４ｃ・４ｄへの出力は全て LOWレベルとなる。ま
た、ラインL₃のパルス信号が、 LOWレベルのときはドラ
イバ４ｃ側に、ラインL₉の超音波信号が入力される一
方、ドライバ４ｄ側にラインL₈の超音波信号が入力され
る。

【００６５】一方、ラインL₄が“Ｈ”レベル（逆転時）
であると、ドライバ４ｃ側に、ラインL₈の超音波信号が
選択されて入力される一方、ドライバ４ｄ側にラインL₉
の超音波信号が選択されて入力される。

【００６６】ただし、三角波発振器６および比較器７に
よってラインL₃を介して出力されるパルス信号が、例え
ばHIGHレベルのときには、上記マルチプレクサ回路４ｂ
での選択が禁止され、マルチプレクサ回路４ｂから各ド
ライバ４ｃ・４ｄへの出力は全て LOWレベルとなる。ま
た、ラインL₃のパルス信号が、 LOWレベルのときはドラ
イバ４ｃ側に、ラインL₈の超音波信号が入力される一
方、ドライバ４ｄ側にラインL₉の超音波信号が入力され
る。

【００６７】このような各ラインL₈・L₉からの超音波信
号は、各ドライバ４ｃ・４ｄによって増幅されて駆動用
超音波信号となり、上記駆動用超音波信号が各圧電振動
子１ａ・１ａに印加される。また、上記のようにライン
L₄からのコントロール信号に基づいて、上記各圧電振動
子１ａ・１ａに印加される駆動用超音波信号の位相関係
を逆転させることにより、超音波モータ１の回転方向あ
るいは移動方向を変えることができる。

【００６８】なお、上記各ドライバ４ｃ・４ｄは、ＮＰ
Ｎ型とＰＮＰ型のパワートランジスタがコンプリメンタ
リシンメトリ接続されたものであり、図示しないが、そ
れらの増幅率を調整できて、上記各圧電振動子１ａ・１
ａに印加される駆動用超音波信号の電圧、つまり振幅の
大きさを増減できるものとなっている。

【００６９】次に、各ラインL₈・L₉からの超音波信号
を、ラインL₃のパルス信号によって断接する過程を図５
を参照しながら説明する。図５に示すように、Ｃは各圧
電振動子１ａ・１ａに印加される駆動用超音波信号のパ
ターンを示している。また、各斜線部は駆動用超音波信
号が印加されている期間を示す。

【００７０】まず、速度指令電圧Ｖ_INがＶ_IN（１）の場
合、上記パルス信号は、Ｂ−ａに示すように、常にHIGH
レベルの信号であるので、上述したように、各圧電振動
子１ａ・１ａに印加される駆動用超音波信号は、Ｃ−ａ
に示すように、常にゼロレベル、つまり遮断された状態
となる。

【００７１】次に、速度指令電圧Ｖ_INがＶ_IN（２）の場
合、上記パルス信号は、Ｂ−ｂに示すように、HIGHレベ
ル（t₁部）の期間が LOWレベル（t₂部）の期間より長い
方形波となるので、上述したように、各圧電振動子１ａ
・１ａに印加される駆動用超音波信号は、Ｃ−ｂに示す
ように、HIGHレベル（t₁部）の期間では、ゼロレベルと
なる一方、 LOWレベル（t₂部）の期間では駆動用超音波
信号が印加される。

【００７２】同様にして、速度指令電圧Ｖ_INがＶ
_IN（３）の場合、上記パルス信号は、Ｂ−ｃに示すよう
に、HIGHレベル（t₁部）の期間が LOWレベル（t₂部）の
期間より短い方形波となるので、上述したように、各圧
電振動子１ａ・１ａに印加される駆動用超音波信号は、
Ｃ−ｃに示すように、HIGHレベル（t₁部）の期間では、
ゼロレベルとなる一方、 LOWレベル（t₂部）の期間で
は、上記ゼロレベルより長い期間、駆動用超音波信号が
印加される。

【００７３】また、速度指令電圧Ｖ_INがＶ_IN（４）の場
合、上記パルス信号は、Ｂ−ｄに示すように、常に LOW
レベルとなって、各圧電振動子１ａ・１ａに印加される
駆動用超音波信号は、Ｃ−ｄに示すように、遮断される
ことなく常に駆動用超音波信号が印加される。

【００７４】このような上記実施例の構成では、パルス
信号Ｂのデューティー比を可変することにより、各圧電
振動子１ａ・１ａに印加される駆動用超音波信号の出力
期間と停止期間が調整されるので、超音波モータ１の速
度制御が可能となる。

【００７５】また、上記構成では、上記超音波信号の発
振回路は、図４に示すように、各圧電振動子１ａ・１ａ
に固有な固有振動数に基づいて発振する共振周波数ｆ_r
近辺の超音波信号を検出して利用しているため、大きな
駆動力を得られるだけではなく、温度変化により上記圧
電振動子１ａ・１ａの共振周波数ｆ_r が変化しても、常
に追尾して発振させることができる。

【００７６】以上のように上記実施例２の構成は、発振
回路を自励振方式にしたため、温度変化による駆動力の
変化を回避できて、駆動力を安定化できると共に、パル
ス信号のデューティー比によって超音波モータ１の速度
を可変化することで、速度指令電圧Ｖ_INの変化に対して
上記超音波モータ１の直線的な速度制御が可能であり、
速度制御を簡素化できて駆動回路４を簡素化できるの
で、小形化およびコストダウンが可能となっている。

【００７７】その上、上記構成では、従来の電子機器等
でよく使用される直流モータと同様の電圧印加方法で、
同様の直線的な速度特性が得られるため、容易に上記直
流モータを超音波モータ１に置き換え可能であり、さら
に、超音波モータ１の特徴である小形、軽量、低速、高
トルクを生かした利用範囲が広くできる。

【００７８】〔実施例３〕本発明のさらに他の実施例を
実施例３として図６および図７に基づいて説明する。圧
電体振動制御装置では、方形波からなるパルス信号を出
力し、そのパルス信号のデューティー比が調整可能なパ
ルス信号発生回路（パルス信号生成手段）１０が設けら
れ、そのパルス信号発生回路１０は、三角波発振器１１
と、その三角波発振器１１からの三角波を用いて方形波
を出力する比較器１２とからなっている。

【００７９】上記方形波が入力される駆動回路１３が、
圧電振動子１４ａからなる超音波モータ１４を駆動でき
るように設けられている。さらに、上記超音波モータ１
４の速度を検出するエンコーダ（速度検出手段）１５が
設置され、上記エンコーダ１５からの信号が入力され、
上記駆動回路１３からの超音波信号の振幅とデューティ
ー比とを制御するためのフィードバック回路（帰還制御
手段）１６が設けられている。また、上記フィードバッ
ク回路１６には、速度指令電圧Ｖ_INが入力される。

【００８０】上記構成における発振回路は、実施例１と
同様に、超音波モータ１４の圧電振動子１４ａの共振特
性を利用し、共振周波数ｆ_r 近辺の超音波信号を検出し
てラインL₅を介して駆動回路１３にフィードバックし、
この超音波信号の周波数で各圧電振動子１４ａを振動さ
せる自励振方式とする。

【００８１】次に、上記実施例３の構成の動作について
説明する。まず、エンコーダ１５によって検出されるモ
ータ速度検出信号が、ラインL₆を介してフィードバック
回路１６に入力される一方、前記速度指令電圧Ｖ_INがラ
インL₁を介してフィードバック回路１６に入力される。

【００８２】上記モータ速度検出信号と速度指令電圧Ｖ
_INを比較することにより、前記パルス信号発生回路１０
よりラインL₄を介して出力されるパルス信号のデューテ
ィー比を可変するための比較レベル電圧がフィードバッ
ク回路１６よりラインL₃を介して出力される。

【００８３】次に、上記のようにラインL₄を介して出力
されるパルス信号は、駆動回路１３に入力され、超音波
モータ１４からラインL₅を介してフィードバックされる
圧電振動子１４ａの共振周波数ｆ_r 近辺の超音波信号と
合成される。

【００８４】また、ラインL₆を介するモータ速度検出信
号と、ラインL₁を介して速度指令電圧Ｖ_INとがフィード
バック回路１６によって比較されることにより、上記フ
ィードバック回路１６から、振幅指令電圧がラインL₂を
介して駆動回路１３に入力され、上記駆動回路１３から
ラインL₇を介して出力される超音波信号の絶対値である
出力振幅も同時に調整される。

【００８５】上記実施例３の構成の動作例を、図７を参
照しながら説明すると、駆動回路１３からラインL₇を介
して出力されるパルス信号は、例えば図７（ａ）に示す
ように、所定周期、所定振幅のパルス信号であり、斜線
部が圧電振動子１４ａを駆動するための駆動用超音波信
号である。

【００８６】ここで、上記パルス信号のデューティー比
を変えることは、パルス信号の周期を変えずに、パルス
信号のHIGHレベルの期間と LOWレベルの期間との比を変
える、つまり、例えば、図７（ａ）におけるd₁を、図７
（ｂ）のd₂のように変えるということである。

【００８７】また、出力振幅を変えるということは、例
えば、図７（ａ）における振幅V₁を、図７（ｃ）の振幅
V₂のように変えるということである。このように２つの
方法を併用して作成される駆動用超音波信号を超音波モ
ータ１４に印加し、その速度を制御する。

【００８８】なお、上記実施例３の構成のパルス信号発
生回路１０、およびラインL₄のパルス信号と超音波信号
L₅との合成方法は、前記実施例２と同様であるので、そ
れらの詳細な説明は省いた。

【００８９】以上のように、上記実施例３の構成では、
発振回路は自励振方式であり、超音波モータ１４の圧電
振動子１４ａ自体から検出される共振周波数ｆ_r 近辺の
超音波振動を増幅した駆動用超音波信号を用いているた
め、大きな駆動力が得られると共に、温度変化により共
振周波数ｆ_r が変化しても、上記発振回路は、その変化
に追尾した上記駆動用超音波信号を発振することがで
き、超音波モータ１４の駆動力を安定化できる。

【００９０】その上、上記構成は、超音波発振器を省け
るので、駆動回路１３も簡素化でき、安価なものとな
る。また、従来の駆動用超音波信号の振幅を調整するこ
とによって速度を調整するものと比べて、駆動用超音波
信号のデューティー比を可変し、超音波モータ１４の速
度を可変する方法を併用することで、従来より広範囲で
直線的な速度制御が可能となる。

【００９１】なお、上記構成は、速度の大きく異なる多
数のモードにて使用される場合、大きな速度変化を超音
波信号の振幅の大きさをモード切り換えとして、段階的
に調整し、細かな速度制御を超音波信号のデューティー
比を可変し、調整する方法でも利用できる。

【００９２】〔実施例４〕本発明のさらに他の実施例を
実施例４として図８ないし図１０に基づいて説明する。
方形波からなるパルス信号を出力し、そのパルス信号の
デューティー比が調整可能なパルス信号発生回路２０が
設けられ、そのパルス信号発生回路２０は、三角波発振
器２１と、その三角波発振器２１からの三角波を用いて
方形波を出力する比較器２２とからなっている。

【００９３】上記方形波が入力される駆動回路２３が、
圧電振動子２４ａからなる超音波モータ２４を駆動でき
るように設けられている。さらに、上記超音波モータ２
４の速度を検出するエンコーダ２５が設置され、上記エ
ンコーダ２５からの信号が入力され、上記駆動回路２３
からの駆動寄用超音波信号の振幅、デューティー比およ
び周波数を制御するためのフィードバック回路２６が設
けられている。また、上記フィードバック回路２６に
は、速度指令電圧Ｖ_INが入力される。

【００９４】その上、上記フィードバック回路２６から
の制御信号に基づいて、超音波モータ２４の圧電振動子
２４ａに対し駆動可能な周波数の電気振動である超音波
信号を発振する超音波発振回路（発振手段）２７が、そ
の超音波信号を前記駆動回路２３に出力するように設け
られている。

【００９５】したがって、このような実施例４の構成
は、発振周波数を所定の範囲で自由に選択できるように
超音波発振回路２７からの超音波信号によって、強制的
に超音波モータ２４の圧電振動子２４ａを振動させる他
励振方式である。

【００９６】次に、上記構成の動作を説明する。まず、
エンコーダ２５によって検出され、ラインL₂を介して入
力されるモータ速度検出信号と、ラインL₁を介して入力
される速度指令電圧Ｖ_INとが、フィードバック回路２６
にて比較される。これにより、パルス信号発生回路２０
からラインL₆を介して出力されるパルス信号のデューテ
ィー比を可変するための比較レベル電圧が、上記フィー
ドバック回路２６からラインL₅を介して駆動回路２３に
出力される。

【００９７】また、同様に、上記モータ速度検出信号
と、速度指令電圧Ｖ_INとが、フィードバック回路２６に
て比較され、超音波発振回路２７にて発振させる超音波
信号の周波数を設定するための周波数指令信号が、ライ
ンL₄を介して上記フィードバック回路２６から超音波発
振回路２７に出力される。

【００９８】次に、パルス信号発生回路２０から、デュ
ーティー比が調整され、ラインL₆を介して出力されるパ
ルス信号と、超音波発振回路２７からラインL₅を介して
出力される超音波信号とが駆動回路２３に入力され、上
記パルス信号と超音波信号とが上記駆動回路２３にて合
成、増幅され、超音波モータ２４の圧電振動子２４ａに
印加される。

【００９９】上記超音波発振回路２７によって発振され
る超音波信号の周波数調整範囲は、超音波モータ２４の
圧電振動子２４ａのアドミッタンス特性の共振周波数ｆ
_r から反共振周波数ｆ_a までの区間（図１０参照）で調
整される。

【０１００】次に、上記パルス信号と超音波信号とが上
記駆動回路２３にて合成、増幅された合成信号による速
度調整について、図９を参照しながら説明すると、上記
合成信号は、例えば図９（ａ）に示す所定周期のパルス
信号であり、図中の斜線部は圧電振動子２４ａを駆動す
るための一定周波数の超音波信号である。

【０１０１】ここで、デューティー比を変更するという
ことは、パルス信号の周期は変えずに、パルス信号のHI
GHレベルの期間と LOWレベルの期間との比を変える、つ
まり、例えば、図９（ａ）におけるd₃を、図９（ｂ）の
d₄のように変えるということである。

【０１０２】また、超音波信号の周波数を可変するとい
うことは、パルス信号の周期はそのままで、合成された
超音波信号（斜線部）の周波数を変更、つまり、図９
（ａ）および（ｄ）に示す周波数f₁の超音波信号を、図
９（ｃ）および（ｅ）に示す周波数f₂の超音波信号に変
えるということである。

【０１０３】このように２つの方法を併用して作成され
る駆動用超音波信号が超音波モータ２４に印加されて、
上記超音波モータ２４の速度が制御される。なお、上記
実施例４の構成における超音波発振回路２７、およびラ
インL₆からのパルス信号とラインL₅からの超音波信号と
の合成は、前記実施例２の圧電体振動制御装置と同等で
あり、それらの詳細な説明を省いた。

【０１０４】なお、上記実施例４の構成では、温度変化
により共振周波数ｆ_r が変化しても、自動的に追尾し、
駆動周波数を最適な周波数に保つ自動追尾装置を設けて
もよい。

【０１０５】以上のように、上記構成は、従来からの駆
動用超音波信号の周波数を可変することによって速度を
可変する方法に対し、上記駆動用超音波信号をパルス信
号により断接し、パルス信号のデューティー比の変更を
併用することにより、従来より広範囲で直線的な速度制
御が可能となる。

【０１０６】また、上記構成は、速度が大きく異なる多
数のモードにて使用する場合、大まかな速度変化を超音
波信号の周波数のモード切り換えとして段階的に調整す
る一方、細かな速度制御を超音波信号のデューティー比
を可変することによって調整するようにもできる。

【０１０７】なお、上記各実施例の構成は、リング状の
超音波モータ１に適用した例を挙げたが、特に上記に限
定されることはなく、例えば被駆動部材を所定方向に移
動させる圧電アクチュエータにも適用可能である。

【０１０８】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の圧電体振動制御
装置は、以上のように、圧電振動子により駆動される被
駆動体の移動速度を指示するための速度指令信号が入力
される信号生成手段が上記速度指令信号に応じたデュー
ティー比のパルス信号を出力するように設けられ、上記
圧電振動子を駆動する駆動手段の駆動用電気振動を断接
する断接手段が、上記駆動手段による駆動用電気振動の
出力期間と停止期間との割合を上記パルス信号のデュー
ティー比に応じて調整するように設けられている構成で
ある。

【０１０９】それゆえ、上記構成は、速度指令信号に応
じたデューティー比によって駆動用電気振動の出力期間
と停止期間との割合が調整されるため、上記速度を上記
割合の変化に対して直線的に変化させることが可能であ
る。

【０１１０】これにより、上記構成は、上記速度を上記
速度指令信号の変化に対して直線的に変化させることが
できるので、複雑な速度制御を省くことができて、速度
制御機構を簡素化できるという効果を奏する。

【０１１１】本発明の請求項２記載の圧電体振動制御装
置は、以上のように、被駆動体を駆動する圧電振動子の
振動周波数を上記圧電振動子から電気振動として検出す
る駆動手段が、上記電気振動に基づいて上記圧電振動子
の駆動用電気振動を発生するように設けられている構成
である。

【０１１２】それゆえ、上記構成は、圧電振動子の有す
る固有振動数による共振特性を利用しているため、温度
変化によって上記固有振動数が変化しても、駆動手段に
よる駆動用電気振動の周波数を上記固有振動数に追尾さ
せることができる。したがって、駆動用電気振動を、最
も駆動力の大きな固有振動数に維持できる自動追尾機能
を有することが可能となるため、安定した大きな駆動力
を得ることができる。

【０１１３】したがって、上記構成は、従来必要であっ
た位相検出回路を省いて、従来と同様な安定した大きな
駆動力を得ることができるので、駆動機構の簡素化を図
ることができるという効果を奏する。

【０１１４】本発明の請求項３記載の圧電体振動制御装
置は、以上のように、被駆動体を駆動する圧電振動子の
振動周波数を上記圧電振動子から電気振動として検出す
る駆動手段が、上記電気振動に基づいて上記圧電振動子
の駆動用電気振動を発生するように設けられ、圧電振動
子により駆動される被駆動体の移動速度を指示するため
の速度指令信号が入力されるパルス信号生成手段が上記
速度指令信号に応じたデューティー比のパルス信号を出
力するように設けられ、上記圧電振動子を駆動する駆動
手段の駆動用電気振動を断接する断接手段が、上記駆動
手段による駆動用電気振動の出力期間と停止期間との割
合を上記パルス信号のデューティー比に応じて調整する
ように設けられている構成である。

【０１１５】それゆえ、上記構成は、上記デューティー
比が速度指令信号に応じているから、圧電振動子により
駆動される前記被駆動体の移動速度は、上記速度指令信
号に対応した速度に可変させることができる。

【０１１６】このとき、上記構成は、上記速度を、上記
出力期間と停止期間との割合に対して直線的に変化させ
ることが可能であるから、上記速度を上記速度指令信号
の変化に対しても直線的に変化させることができ、複雑
な速度制御を省くことができて、速度制御機構を簡素化
できる。

【０１１７】その上、上記構成は、圧電振動子の有する
固有振動数による共振特性を利用しているため、温度変
化によって上記固有振動数が変化しても、駆動手段によ
る駆動用電気振動の周波数を上記固有振動数に追尾させ
ることができる。したがって、駆動用電気振動を、最も
駆動力の大きな固有振動数に維持できる自動追尾機能を
有することが可能となるため、安定した大きな駆動力を
得ることができる。

【０１１８】したがって、上記構成は、従来必要であっ
た位相検出回路を省いて、従来と同様な安定した大きな
駆動力を得ることができるので、さらに、駆動機構の簡
素化を図ることができるという効果を奏する。

【０１１９】本発明の請求項４記載の圧電体振動制御装
置は、さらに、圧電振動子により駆動される被駆動体の
移動速度を示す速度信号と上記被駆動体の速度を指令す
るため入力される速度指令信号とを比較して、パルス信
号生成手段に第１制御信号を出力し、かつ、駆動手段に
第２制御信号を出力する帰還制御手段が設けられ、上記
パルス信号生成手段は、上記第１制御信号によってデュ
ーティー比を調整し断接手段による駆動手段からの駆動
用電気振動の駆動時間と停止時間との割合を調整して、
前記被駆動体の移動速度を可変可能に設定され、上記駆
動手段は、上記第２制御信号によって駆動用電気振動の
振幅の大きさを増減することにより、前記被駆動体の移
動速度を可変可能に設定されている構成である。

【０１２０】それゆえ、上記構成は、従来のように駆動
用電気振動の振幅のみを増減して、被駆動体の速度制御
した制御装置に比べて、前記第１制御信号を出力する帰
還制御手段をさらに設けることにより、駆動用電気振動
の駆動時間と停止時間との割合を調整して、前記被駆動
体の移動速度を可変可能にでき、従来より、広範囲な直
線的な被駆動体の速度制御ができるという効果を奏す
る。

【０１２１】本発明の請求項５記載の圧電体振動制御装
置は、さらに、圧電振動子により駆動される被駆動体の
移動速度を示す速度信号と上記被駆動体の速度を指令す
るため入力される速度指令信号とを比較して、パルス信
号生成手段に第１制御信号を出力し、かつ、駆動手段に
第２制御信号を出力する帰還制御手段が設けられ、上記
パルス信号生成手段は、上記第１制御信号によってデュ
ーティー比を調整し、断接手段による駆動手段からの駆
動用電気振動の駆動時間と停止時間との割合を調整し
て、前記被駆動体の移動速度を可変可能に設定され、上
記駆動手段は、上記第２制御信号によって駆動用電気振
動の周波数を増減することにより、前記被駆動体の移動
速度を可変可能に設定されている構成である。

【０１２２】それゆえ、上記構成は、従来のように駆動
用電気振動の周波数のみを、圧電振動子の固有振動数を
含む所定の周波数範囲で調整した被駆動体の速度制御に
加えて、前記第１制御信号を出力する帰還制御手段をさ
らに設けることにより、駆動用電気振動の駆動時間と停
止時間との割合を調整して、前記被駆動体の移動速度を
可変できるから、従来より、広範囲な直線的な被駆動体
の速度制御が可能となるという効果を奏する。

【０１２３】その上、上記構成は、圧電振動子の駆動電
気振動の周波数に対する上記圧電振動子のアドミッタン
ス特性が急峻な場合でも、上記第１制御信号による制御
を併用することにより安定した速度制御が可能となると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧電体振動制御装置における実施例１
の要部ブロック図である。

【図２】上記圧電体振動制御装置の超音波モータの要部
斜視図である。

【図３】本発明の圧電体振動制御装置における実施例２
の要部ブロック図である。

【図４】上記圧電体振動制御装置の回路図である。

【図５】上記圧電体振動制御装置のパルス信号と駆動用
超音波信号との関係を示すタイミングチャートである。

【図６】本発明の圧電体振動制御装置における実施例３
の要部ブロック図である。

【図７】上記圧電体振動制御装置における駆動用超音波
信号の制御例を示す説明図である。

【図８】本発明の圧電体振動制御装置における実施例４
の要部ブロック図である。

【図９】上記圧電体振動制御装置における駆動用超音波
信号の制御例を示す説明図である。

【図１０】本発明の各実施例の圧電体振動制御装置と従
来例の圧電体振動制御装置とに共通の圧電振動子の特性
を示すグラフであって、上記圧電振動子を駆動する超音
波信号における周波数とアドミッタンス特性との関係を
示すグラフである。

【図１１】従来の圧電体振動制御装置の要部ブロック図
である。

【図１２】上記圧電体振動制御装置における駆動用超音
波信号の振幅と、駆動される被駆動体の速度との関係を
示すグラフである。

【図１３】従来の他の圧電体振動制御装置の要部ブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ａ 圧電振動子 ４ 駆動回路（駆動手段） ４ｂ マルチプレクサ回路（断接手段） ５ パルス信号発生回路（信号生成手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 衛藤 孝男 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 末沢 公彦 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】振動することにより被駆動体を移動させる
   圧電振動子の駆動を制御する圧電体振動制御装置におい
   て、 圧電振動子を駆動する駆動手段が、上記圧電振動子の駆
   動用電気振動を発生するように設けられ、 上記被駆動体の移動速度を指示するための速度指令信号
   が入力される信号生成手段が上記速度指令信号に応じた
   デューティー比のパルス信号を出力するように設けら
   れ、 上記駆動手段の駆動用電気振動を断接する断接手段が、
   駆動用電気振動の出力期間と停止期間との割合を上記パ
   ルス信号のデューティー比に応じて調整するように設け
   られていることを特徴とする圧電体振動制御装置。
2. 【請求項２】振動することにより被駆動体を移動させる
   圧電振動子の駆動を制御する圧電体振動制御装置におい
   て、 圧電振動子の振動周波数を上記圧電振動子から電気振動
   として検出する駆動手段が、上記電気振動に基づいて上
   記圧電振動子の駆動用電気振動を発生するように設けら
   れていることを特徴とする圧電体振動制御装置。
3. 【請求項３】振動することにより被駆動体を移動させる
   圧電振動子の駆動を制御する圧電体振動制御装置におい
   て、 圧電振動子の振動周波数を上記圧電振動子から電気振動
   として検出する駆動手段が上記電気振動に基づいて上記
   圧電振動子の駆動用電気振動を発生するように設けら
   れ、 上記被駆動体の移動速度を指示するための速度指令信号
   が入力されるパルス信号生成手段が上記速度指令信号に
   応じたデューティー比のパルス信号を出力するように設
   けられ、 上記駆動手段の駆動用電気振動を断接する断接手段が、
   駆動用電気振動の出力期間と停止期間との割合を上記パ
   ルス信号のデューティー比に応じて調整するように設け
   られていることを特徴とする圧電体振動制御装置。
4. 【請求項４】振動することにより被駆動体を移動させる
   圧電振動子の駆動を制御する圧電体振動制御装置におい
   て、 圧電振動子の振動周波数を上記圧電振動子から電気振動
   として検出する駆動手段が、上記電気振動から上記圧電
   振動子の駆動用電気振動を生成し、かつ、上記駆動用電
   気振動の大きさを可変可能に設けられ、 パルス信号を出力するパルス信号生成手段が、上記パル
   ス信号のデューティー比を可変できるように設けられ、 上記駆動手段の駆動用電気振動を断接する断接手段が、
   駆動用電気振動の出力期間と停止期間との割合を上記パ
   ルス信号のデューティー比に応じて調整するように設け
   られ、 前記被駆動体の移動速度を検出して、上記被駆動体の速
   度信号を出力する速度検出手段が設けられ、 上記被駆動体の移動速度を指示するための速度指令信号
   が入力され、上記速度信号と速度指令信号とを比較し
   て、上記パルス信号生成手段に第１制御信号を出力し、
   かつ、上記駆動手段に第２制御信号を出力する帰還制御
   手段が設けられ、 上記パルス信号生成手段は、上記第１制御信号によって
   デューティー比を調整することにより上記断接手段によ
   る駆動手段の駆動時間と停止時間との割合を調整して、
   前記被駆動体の移動速度を可変可能に設定され、 上記駆動手段は、上記第２制御信号によって前記駆動用
   電気振動の振幅の大きさを増減することにより、前記被
   駆動体の移動速度を可変可能に設定されていることを特
   徴とする圧電体振動制御装置。
5. 【請求項５】振動することにより被駆動体を移動させる
   圧電振動子の駆動を制御する圧電体振動制御装置におい
   て、 上記圧電振動子を駆動するための電気振動を、上記圧電
   振動子の共振周波数を含む所定の周波数範囲内で可変し
   て生成する発振手段が設けられ、 上記圧電振動子を駆動するための駆動手段が上記電気振
   動から上記圧電振動子の駆動用電気振動を発生するよう
   に設けられ、 パルス信号を出力するパルス信号生成手段が、上記パル
   ス信号のデューティー比を可変できるように設けられ、 上記駆動手段の駆動用電気振動を断接する断接手段が、
   駆動用電気振動の出力期間と停止期間との割合を上記パ
   ルス信号のデューティー比に応じて調整するように設け
   られ、 前記被駆動体の移動速度を検出して、上記被駆動体の速
   度信号を出力する速度検出手段が設けられ、 上記被駆動体の移動速度を指示するための速度指令信号
   が入力され、上記速度信号と速度指令信号とを比較し
   て、上記パルス生成手段に第１制御信号を出力し、か
   つ、前記発振手段に第２制御信号を出力する帰還制御手
   段が設けられ、 上記パルス信号生成手段は、上記第１制御信号によって
   デューティー比を調整することにより上記断接手段によ
   る駆動手段の駆動時間と停止時間との割合を調整して、
   前記被駆動体の移動速度を可変可能に設定され、 上記発振手段は、上記第２制御信号によって前記電気振
   動の周波数を調整することにより前記駆動用電気振動の
   周波数を調整して、前記被駆動体の移動速度を可変可能
   に設定されていることを特徴とする圧電体振動制御装
   置。