JPH09205784A

JPH09205784A - 振動型モーター装置

Info

Publication number: JPH09205784A
Application number: JP8011817A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Katsuragawa; 光広桂川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1996-01-26
Publication date: 1997-08-05

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は振動波モーターにおいて、駆動周波
数が共振近接周波数に達した際に、それ以上の速度制御
が出来なくなる問題を解消するものである。【解決手段】駆動周波数が共振近接周波数に達した後
の増速処理を駆動電圧を増加させることで、駆動速度制
御のダイナミックレンジを増大させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は振動型モーターを駆
動するための振動型モーター駆動装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】振動型モーターを用いて速度サーボを行
う場合、周波数を変化させることで速度を変化させ、目
標速度となるよう制御する方式がある。一般に共振より
高い周波数では低周波になるに従い高速になる。ところ
がこの方法では、振動型モーターの特性上、低周波数側
に周波数を掃印し加速した場合、共振周波数近傍で急激
に速度の低下あるいは停止といった現象が起こる。

【０００３】このような急激な速度の低下・停止を防ぐ
為、従来はモーターの振動状態を検出し、共振周波数に
近くなったら周波数の低下を禁止、あるいは逆に高周波
側に戻すといった方法がとられている。

【０００４】また、周波数を固定し振動型モーターへの
印加電圧を変化させることで速度制御を行なう方法も提
案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
前記の振動状態を検出し、周波数の低下を禁止あるいは
周波数を上昇する方法では速度をそれ以上高めることが
できなく、負荷条件等によっては目標速度に達しない場
合も有り得る。また振動型モーターへの印加電圧のみで
速度制御する方法では、低速から高速までに対応する電
圧の変化範囲が広く、特に低速制御では停止・駆動をく
りかえす間欠動作になり易く制御が困難である。

【０００６】また、駆動速度を低減させる際に、従来は
周波数の高い限界周波数までしか制御できず速度制御の
ダイナミックレンジが低速駆動方向の制御の場合でも狭
くなるものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の振動型
モーター装置は、振動体に設けられた電気−機械エネル
ギー変換素子に対して周波信号を印加し振動体を励振さ
せ駆動力を得る振動型モーター装置において、前記周波
信号の周波数を所定の範囲で調定するとともに、周波数
が所定周波数に達した後に該周波信号の振幅を制御する
制御手段を設け、モーターが急激に停止する様な駆動状
態となった場合は駆動電圧を増加させることでモーター
の駆動時におけるダイナミックレンジを広く設定するこ
とを可能にした装置を提供するものである。

【０００８】請求項２に記載の振動型モーター装置は、
請求項１の制御手段として周波信号の周波数を共振周波
数または該共振周波数に近接するとともに共振周波数よ
りも高い所定の周波数と該共振周波数または該共振周波
数に近接するとともに共振周波数よりも高い所定の周波
数よりも高い所定の周波数との間で周波数を調定する様
に構成して共振周波数よりも低周波数へ移行することを
防止した振動型モーター装置を提供するものである。

【０００９】請求項３に記載の振動型モーター装置は、
請求項２の制御手段として周波数が上記共振周波数また
は共振周波数に近接するとともに共振周波数よりも高い
所定の周波数に達した後は周波信号の振幅を増加させる
様に構成して請求項１及び２に記載の振動型モーター装
置と同様な機能を有する装置を提供するものである。

【００１０】請求項４に記載の振動型モーター装置は、
請求項１、２、３の制御手段として駆動速度指令信号が
高速方向への移行指令を表している時、周波数を前記範
囲内において低周波数方向に移行させるとともに、上記
所定の周波数に達した状態で前記駆動速度指令が高速方
向への移行指令を表している時に周波信号の振幅を増加
させる様に構成して請求項１及び２、３に記載の振動型
モーター装置と同様な機能を有する装置を提供するもの
である。

【００１１】請求項５に記載の振動型モーター装置は、
振動体に設けられた電気−機械エネルギー変換素子に対
して周波信号を印加し振動体を励振させ駆動力を得る振
動型モーター装置において、前記周波数を高周波数方向
に移行させる周波数制御手段と、前記周波信号の振幅を
低減させる振幅制御手段と、モーター装置の駆動状況に
応じて前記周波数または振幅制御手段の動作を規制する
規制手段を設け、減速処理に際して前記規制手段にて各
制御手段の動作規制を行うことにより、周波数を増加さ
せて速度制御ができる限界状態となった場合でも振幅を
調定することでより広い範囲の速度制御を可能にした振
動型モーター装置を提供するものである。

【００１２】請求項６に記載の振動型モーター装置は、
請求項５の規制手段として駆動電圧が所定電圧より低い
時前記周波数制御手段を作動状態にするとともに前記振
幅制御手段を不作動状態にする請求項５に記載の振動型
モーター装置として好適な装置を提供するものである。

【００１３】請求項７に記載の振動型モーター装置は、
請求項５、６の規制手段として駆動電圧が所定電圧より
高い時前記振幅制御手段を作動状態とする請求項５、６
に記載の振動型モーター装置を提供するものである。

【００１４】請求項８に記載の振動型モーター装置は、
振動体に設けられた電気−機械エネルギー変換素子に対
して周波信号を印加し振動体を励振させ駆動力を得る振
動型モーター装置において、前記周波信号の周波数を調
定する周波数調定手段と、該周波信号の振幅を制御する
振幅制御手段と、モーター装置の駆動速度または該モー
ター装置にて駆動される被駆動体の速度を検知する速度
検知手段と、該速度検知手段にて検知された速度に応じ
て周波数調定手段または振幅制御手段の動作を規制する
規制手段を設け、検知速度に適した状態で駆動制御を行
い駆動のダイナミックレンジを拡大した振動型モーター
装置を提供するものである。

【００１５】請求項９に記載の振動型モーター装置は、
請求項８に記載の規制手段として、検知された速度が所
定速度より高速の時前記周波数調定手段を不作動状態と
するとともに前記振幅制御手段を作動状態にすることで
ダイナミックレンジを拡大する振動型モーター装置を提
供するものである。

【００１６】請求項１０に記載の振動型モーター装置
は、請求項８、９の規制手段として、検知された速度が
所定速度より低速の時前記周波数調定手段を作動状態と
する振動型モーター装置を提供するものである。

【００１７】請求項１１に記載の振動型モーター装置
は、請求項９、１０の所定速度として共振周波数で駆動
した際の速度または該速度より少し低速に設定して請求
項８の機能を達成する振動型モーター装置を提供するも
のである。

【００１８】請求項１２に記載の振動型モーター装置
は、請求項８、９、１０、１１の周波数調定手段として
増速処理に際し、周波数を低下させるとともに、前記振
幅制御手段は増速処理に際し、振幅を増大させ、更に前
記規制手段は増速処理の際に作動する振動型モーター装
置を提供するものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の振動型モーターの
実施の形態を示す駆動回路構成図を示したものである。

【００２０】図１において、１は振動型モーターの固定
子を示し、固定子１の表面には分極処理なされた２群の
電歪素子または圧電素子の周波信号の印加によって振動
を起生する電気−機械エネルギー変換素子が配されてい
る。１−１、および１−２は前記各群の電歪素子（圧電
素子）上に互いに９０度位相の異なる周波電圧を印加す
るための駆動電極、１−４は１−１、１−２の各電極に
対する共通電極である。

【００２１】２は処理回路としてのマイクロコンピュー
タ（以下、ＣＰＵと記す）で、３はＤ／Ａ変換器、４は
電圧制御発振器（以下、ＶＣＯと記す）である。すなわ
ち、ＣＰＵ２の出力ポートＰ１から出力されるデジタル
信号をＤ／Ａ変換器３でアナログ信号に変換し、そのア
ナログ信号に応じた周波信号がＶＣＯ４から出力され
る。本例ではＤ／Ａ変換器３の入力は８ビットで構成さ
れており、ＶＣＯ４は、入力電圧が高いほど出力周波数
が低くなるようにしてある。従って図２のように出力ポ
ートＰ１が００Ｈの時、ＶＣＯ４の出力周波数が最も高
くなり、逆にＦＦＨの時、ＶＣＯ４の出力周波数は最も
低くなる。

【００２２】５はＶＣＯ４の出力周波数を４分周する分
周回路、６はシフトレジスタで、シフトレジスタ６のデ
ータ入力端子には分周回路５の出力が入力され、またク
ロック入力端子にはＶＣＯ４の出力が入力されており、
出力端子Ｑからはデータ入力端子の入力信号に対して９
０度おくれ周波信号が出力される。

【００２３】７はエクスクルージオア（以下、ＥＸＯＲ
と記す）でＥＸＯＲ７の一方の入力端子はシフトレジス
タ６の出力端子Ｑに、他方の入力端子はＣＰＵ２の出力
ポートＰ２に接続されている。

【００２４】８、９はアンドゲート（以下、ＡＮＤと記
す）でＡＮＤ８の一方の入力端子は分周回路５の出力端
子に、ＡＮＤ９の一方の入力端子ＥＸＯＲ７の出力端子
に、またＡＮＤ８およびＡＮＤ９の他方の入力端子は共
にＣＰＵ２の出力ポートＰ３に接続されている。

【００２５】１０はＤ／Ａ変換器、１１はＤ／Ａ変換器
１０の出力電圧に応じた電圧を出力するＤＣ／ＤＣコン
バータであり、Ｄ／Ａ変換器１０の入力はＣＰＵ２の出
力ポートＰ４に接続されている。なお、ポートＰ４は８
ビットで構成されており、図３はポートＰ４の出力とＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ１１の出力の関係を示した図であ
る。

【００２６】１２、１３は増幅回路で、増幅回路１２、
１３の電源はＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力に接続さ
れており、増幅回路１２はＡＮＤ８の出力信号を、増幅
回路１３はＡＮＤ９の出力信号をそれぞれＤＣ／ＤＣコ
ンバータ１１の出力電圧で増幅している。１４、１５は
コイルで、増幅回路１２の出力信号はコイル１４を通し
て駆動電極１−１に印加され、増幅回路１３の出力信号
はコイル１５を通して駆動電極１−２に印加される。図
４は、ＶＣＯ４の出力信号、ＣＰＵ２の出力ポートＰ２
およびＰ３の出力信号、増幅回路１０、１１の入力信号
の関係を示したタイミング図である。図３のように、Ｃ
ＰＵ２の出力ポートＰ２の出力信号により増幅回路１
２、１３への周波信号の許可・禁止、すなわち振動波モ
ーターへの通電許可・禁止を制御している。またＣＰＵ
２の出力ポートＰ２の出力信号により増幅回路１２と１
３の入力信号の位相関係を＋９０度または−９０度に切
り替えて振動型モーターの回転方向を制御している。本
例ではＣＰＵ２の出力信号がロウレベルの時に振動型モ
ーターが時計回りの方向に回転し、Ｐ２の出力信号がハ
イレベルの時に振動型モーターが反時計回りに回転する
ものとする。なお印加される周波信号の周波数はＶＣＯ
４の出力信号の周波数は４分周した周波数となる。

【００２７】１６は固定子１の振動によって回転または
移動する部材と共に回転するパルス板で、このパルス板
１６は所定間隔の透光パターンが配されている。１７は
発光光源及びフォトレジスタを含むフォトリフレクタ
で、パルス板１６の回転により透光パターンがフォトリ
フレクター１７を通過するごとに出力を形成し、パルス
板１６の回転量に応じた信号を形成する。１８はコンパ
レータで、コンパレータ１８はフォトリフレクター１７
の出力信号をデジタルレベルに変換している。

【００２８】１９はコンパレータ１８の出力をクロック
入力とするダウンカウンタで、カウンタ１９のデータプ
リセット端子はＣＰＵ２の出力ポートＰ５に、カウント
許可／禁止制御端子は出力ポートＰ６に接続されてい
る。また、カウンタ１９のデータ出力端子はＣＰＵ２の
入力ポートＰ７に接続されている。カウンタ１９のクロ
ック端子はコンパレータ１８の出力信号に接続されてお
り、コンパレータ１８からのパルスが入力されるごとに
カウンタ値を減算していく。また、カウンタ１９のクロ
ック入力、すなわちコンパレータ１８の出力はＣＰＵ２
の入力ポートＰ８にも接続されており、入力ポートＰ８
は入力信号の立ち上がりエッジで割り込み発生機能を有
する。

【００２９】２０は基準クロックを出力するためのクロ
ック発生回路、２１はアップカウンタである。アップカ
ウンタ２１のクロック入力端子はクロック発生回路２０
に接続され、カウンタ２１のリセット端子はＣＰＵ２の
出力ポートＰ９に、カウンタ２１のカウント許可／禁止
制御端子は出力ポートＰ１０に接続されている。また、
カウンタ２１の出力端子はＣＰＵ２の入力ポートＰ１１
に接続されている。

【００３０】カウンタ２１は振動型モーター１を駆動中
に入力ポートＰ８に割り込みが発生する度にポートＰ１
１よりカウンタ値を入力、さらにポートＰ９でカウンタ
２１をリセットすることで、コンパレータ１８から出力
されるパルス信号の立ち上がりのエッジから次の立ち上
がりエッジまでの時間をクロック発生回路２０のクロッ
ク数で得るためのものである。

【００３１】図５は一般的な振動型モーターの周波数と
回転数の関係を駆動電圧ごとに示したものである。横軸
に周波数、縦軸に回転数をとっている。図５よりある電
圧では周波数を高周波側から低周波側にスイープさせて
やると、ある周波数で起動しはじめ、さらに低周波側に
スイープすると徐々に回転数があがり、振動型モーター
の共振周波数よりさらに低周波となると、急激に回転数
が低下する。また駆動電圧が高いほど同一周波数では回
転数が高く、また共振周波数が低周波側へシフトする。

【００３２】本例では図５中の周波数ｆ１より高い領域
では速度の制御を周波数で行い、周波数ｆ１以下の領域
では速度の制御を駆動電圧により制御することで急激な
回転数の低下が起こらないように制御するものである。

【００３３】図６および図７はそれぞれＣＰＵ２の動作
を説明するメインルーチンと割り込みルーチンのフロー
チャートである。図６のメインルーチンより、ステップ
ごとに説明する。

【００３４】ステップ１０１：最初に各出力ポートをロ
ウレベルに、また各メモリを零に初期化する。

【００３５】ステップ１０２：振動型モーターの駆動方
向を設定する。すなわち、振動型モーターを時計回りの
方向に回転させる時は出力ポートＰ２にロウベルを、逆
に反時計回りの方向に回転させる時はＰ２をハイレベル
を出力する。

【００３６】ステップ１０３：出力ポートＰ５に、パル
ス板１６の回転量で示される駆動量を出力し、カウンタ
１９をプリセットする。カウンタ１９のカウント値は振
動型モーターの駆動に応じカウントダウンされ、目標位
置に達すると零になる。

【００３７】ステップ１０４：出力ポートＰ６をハイレ
ベルにしてカウンタ１９のカウントを許可する。

【００３８】ステップ１０５：出力ポートＰ１に００Ｈ
を出力し、振動型モーターへ印加する周波数を一番高周
波にする。

【００３９】ステップ１０６：出力ポートＰ４に４０Ｈ
を出力し、起動時のＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力電
圧を設定する。

【００４０】ステップ１０７：出力ポートＰ３にハイレ
ベルを出力し、振動型モーターへの通電を開始する。

【００４１】ステップ１０８：駆動電圧振動波モーター
への通電を開始したので出力ポートＰ９をハイレベルに
してカウンタ２１をリセットした後、Ｐ９をロウレベル
戻す。

【００４２】ステップ１０９：出力ポートＰ１０をハイ
レベルにしてカウンタ２１のカウントを許可する。

【００４３】ステップ１１０：カウンタ１９のカウント
値を入力ポートＰ７より読みとり、零ならば目標位置に
到達したのでステップ１１１へ進む。振動型モーターへ
の通電を切る。ポートＰ７が零でなければステップ１１
２へ進む。

【００４４】ステップ１１１：ステップ１１０にて目標
位置に到達したので、出力ポートＰ３にロウレベルを出
力し、振動型モーターへの通電を切り終了する。

【００４５】ステップ１１２：カウンタ１９のカウント
値に応じた目標速度の高速側の限界と低速側の限界をテ
ーブルより取得、または演算により取得する。これらの
速度はパルス板１６から得られるパルス信号の周期で与
えられる時間として得られる。ここで得られた目標パル
ス周期と高速側の限界をＴ１、低速側の限界をＴ２とす
る。すなわち、本例では、パルス板１６からのパルス信
号の周期がＴ１とＴ２の間に入るように制御するもので
ある。

【００４６】ステップ１１３：割り込み発生フラグＩＲ
Ｑ＿Ｆがセットされていたら入力ポートＰ８からの割り
込みが発生したことになるので、現在のパルス周期Ｔ０
と目標パルス周期の高速側限界Ｔ１を比較する。また、
ＩＲＱ＿Ｆがセットされていなかったらステップ１１６
へ進む。

【００４７】ステップ１１４：割り込み発生フラグＩＲ
Ｑ＿Ｆをクリアする。

【００４８】ステップ１１５：パルス割り込みルーチン
で得た現在のパルス周期Ｔ０と目標パルス周期の高速側
限界Ｔ１を比較し、Ｔ０＜Ｔ１、すなわち目標に対して
速い場合はステップ２２０以下へ進み、減速処理を行
う。またＴ０≧Ｔ１なら何もせずにステップ１１０へ戻
る。

【００４９】ステップ１１６：現在のカウンタ２１のカ
ウント値Ｔを入力ポートＰ１１より取り込み、目標パル
ス周期の低速側の限界Ｔ２と比較する。Ｔ０＞Ｔ２なら
ば目標に対して遅いと判断できるのでステップ１３０以
降の加速処理へ進む。またＴ０≦Ｔ２ならば何もせずに
ステップ１１０へ戻る。

【００５０】ステップ２２０〜２２２では減速処理を行
っている。

【００５１】ステップ２２０：現在の設定駆動電圧Ｖと
基準電圧Ｖ１を比較し、Ｖ１≦Ｖならばステップ２２２
すすむ、また、Ｖ１＞Ｖならばステップ２２１へ進む。

【００５２】ステップ２２１：電圧を現在の電圧Ｖで固
定し、周波数を所定段数高周波側へシフトして減速し、
ステップ１１０へ戻る。

【００５３】ステップ２２２：周波数を現在の周波数ｆ
で固定し、駆動電圧を下げて減速し、ステップ１１０へ
戻る。

【００５４】ステップ１３０〜１３２では加速処理を行
っている。

【００５５】ステップ１３０：現在の設定周波数圧ｆと
基準周波数ｆ１（共振周波数に近接し、かつ共振周波数
よりも高い周波数）を比較し、ｆ１≦ｆならばステップ
１３１すすむ。また、ｆ１＞ｆならばステップ１３２へ
進む。

【００５６】ステップ１３１：電圧を現在の電圧Ｖで固
定し、周波数を所定段数定周波側へシフトして加速し、
ステップ１１０へ戻る。

【００５７】ステップ１３２：周波数を現在の周波数ｆ
で固定し、駆動電圧を上げて減速し、ステップ１１０へ
戻る。

【００５８】次に図７のパルス割り込みルーチンを説明
する。

【００５９】ステップ２０１：割り込みが発生したこと
を示す割り込み発生フラグＩＲＱ＿Ｆをセットする。

【００６０】ステップ２０２：カウンタ２１のカウント
値をポート１１より取り込む。このカウント値はパルス
周期を示しておりＴ０とする。

【００６１】ステップ２０３：出力ポートＰ９をハイレ
ベルにしてカウンタ２１をリセットした後、Ｐ９をロウ
レベルに戻し、割り込みルーチンを終了する。

【００６２】以上述べてきたように加速する際には、基
準周波数ｆ１より高い周波数領域では図２で示したよう
に急激な回転数の低下がないので周波数を下げて速度を
上げ、ｆ１より低い周波数領域では周波数を下げると急
激に回転数が低下する可能性があるので、駆動電圧を上
げて加速している。

【００６３】また、減速する際は、基準電圧Ｖ１より高
い時は電圧を低下させることで減速しているが、Ｖ１よ
り低い時に安定した低速制御を行う為に周波数を上げる
ことで減速している。

【００６４】図８は本発明の振動型モーターの他の実施
の形態を示す駆動回路構成図を示したものであるが、図
１と同じなので詳細な説明は省略する。

【００６５】図９は図８中のＣＰＵ２の動作を説明する
メインルーチンのフローチャートである。図９のメイン
ルーチンより、ステップごとに説明する。

【００６６】ステップ３０１：最初に各出力ポートをロ
ウレベルに、また各メモリを零に初期化する。

【００６７】ステップ３０２：振動型モーターの駆動方
向を設定する。すなわち、振動型モーターを時計回りの
方向に回転させる時は出力ポートＰ２にロウレベルを、
逆に反時計回りの方向に回転させる時はＰ２をハイレベ
ルを出力する。

【００６８】ステップ３０３：出力ポートＰ５に、パル
ス板１６の回転量で示される駆動量を出力し、カウンタ
１９をプリセットする。カウンタ１９のカウント値は振
動型モーターの駆動に応じカウントダウンされ、目標位
置に達すると零になる。

【００６９】ステップ３０４：出力ポートＰ６をハイレ
ベルにしてカウンタ１９のカウントを許可する。

【００７０】ステップ３０５：出力ポートＰ１に００Ｈ
を出力し、振動型モーターへ印加する周波数を一番高周
波にする。

【００７１】ステップ３０６：出力ポートＰ４に４０Ｈ
を出力し、起動時のＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力電
圧を設定する。

【００７２】ステップ３０７：出力ポートＰ３にハイレ
ベルを出力し、振動型モーターへの通電を開始する。

【００７３】ステップ３０８：駆動電圧振動波モーター
への通電を開始したので出力ポートＰ９をハイレベルに
してカウンタ２１をリセット後、Ｐ９をロウレベル戻
す。

【００７４】ステップ３０９：出力ポートＰ１０をハイ
レベルにしてカウンタ２１のカウントを許可する。

【００７５】ステップ３１０：カウンタ１９のカウント
値を入力ポートＰ７より読みとり、零ならば目標位置に
到達したのでステップ３１１へ進む、振動型モーターへ
の通電を切る。

【００７６】ステップ３１１：ステップ３１０にて目標
位置に到達したので、出力ポートＰ３にロウレベルを出
力し、振動型モーターへの通電を切る。

【００７７】ステップ３１２：カウンタ１９のカウント
値に応じた目標速度の高速側の限界と低速側の限界をテ
ーブルより取得、または演算により取得する。これらの
速度はパルス板１６から得られるパルス信号の周期で与
えられる時間として得られる。ここで得られた目標パル
ス周期の高速側の限界をＴ１、低速側の限界をＴ２とす
る。すなわち、本例では、パルス板１６からのパルス信
号の周期がＴ１とＴ２の間に入るように制御するもので
ある。

【００７８】ステップ３１３：割り込み発生フラグＩＲ
Ｑ＿Ｆがセットされていたら入力ポートＰ８からの割り
込みが発生したことになるので、ステップ３１４を介し
てステップ３１５へ進み、現在のパルス周期Ｔ０と目標
パルス周期の高速側限界Ｔ１を比較する。また、ＩＲＱ
＿Ｆがセットされていなかったらステップ３１６へ進
む。

【００７９】ステップ３１４：割り込み発生フラグＩＲ
Ｑ＿Ｆをクリアする。

【００８０】ステップ３１５：パルス割り込みルーチン
で得た現在のパルス周期Ｔ０と目標パルス周期の高速側
限界Ｔ１を比較し、Ｔ０＜Ｔ１、すなわち目標に対して
速い場合はステップ４２０以下へ進み、減速処理を行
う。またＴ０≧Ｔ１なら何もせずにステップ３１０へ戻
る。

【００８１】ステップ３１６：現在のカウンタ２１のカ
ウント値Ｔを入力ポートＰ１１より取り込み、目標パル
ス周期の低速側の限界Ｔ２と比較する。Ｔ０＞Ｔ２なら
ば目標に対して遅いと判断できるのでステップ４３０以
降の加速処理へ進む。またＴ０≦Ｔ２ならば何もせずに
ステップ３１０へ戻る。

【００８２】ステップ４２０〜４２２では減速処理を行
なっている。

【００８３】ステップ４２０：パルス周期Ｔ０と基準パ
ルス周期Ｔ３を比較し、Ｔ０＞Ｔ３ならばすなわち基準
パルス周期Ｔ３で示される速度よりも遅い時はステップ
４２１すすむ。また、Ｔ０≦Ｔ３ならばステップ４２２
へ進む。

【００８４】ステップ４２１：電圧を現在の電圧Ｖで固
定し、周波数を所定段数高周波側へシフトして減速し、
ステップ１１０へ戻る。

【００８５】ステップ４２２：周波数を現在の周波数ｆ
で固定し、駆動電圧を下げて減速し、ステップ１１０へ
戻る。

【００８６】ステップ４３０〜４３２では加速処理を行
なっている。

【００８７】ステップ４３０：パルス周期Ｔ０と基準パ
ルス周期Ｔ３を比較し、Ｔ０＞Ｔ３ならばステップ４３
１すすむ。Ｔ０≦Ｔ３ならばステップ４３２へ進む。該
Ｔ３は共振周波数よりも高い周波数でかつ共振周波数に
近い周波数でモーターを駆動した時の速度に応じたパル
ス周期である。

【００８８】ステップ４３１：電圧を現在の電圧Ｖで固
定し、周波数を所定段数周波側へシフトして加速し、ス
テップ１１０へ戻る。

【００８９】ステップ４３２：周波数を現在の周波数ｆ
で固定し、駆動電圧を上げて減速し、ステップ１１０へ
戻る。

【００９０】なお、パルス割り込みルーチンは図６のス
テップ２００〜２０２と同様なので詳細な説明は省略す
る。

【００９１】以上述べてきたように、この図９の例で
は、速度が基準パルス周期で表される速度より速い場合
は速度の制御を電圧で行い、逆に遅い場合は速度制御を
周波数を変化させて行っている。

【００９２】このようにすることで、図２で示すように
急激な回転数の低下は防ぐことができる。

【００９３】尚、図６のステップｆ₁ としては共振周波
数に近接した共振周波数より高い周波数にセットされて
いるがｆ₁ を共振周波数にセットしても良い。

【００９４】又、図９でのＴ３も共振周波数で駆動した
時の速度としても良い。

【００９５】更に図９においてステップ４２０、４２２
を設けなくとも良い。

【００９６】又、電圧制御の方法としては増巾回路の増
巾率を制御しているが、たとえば圧電素子へ印加される
デューティを調定しても良い。

【００９７】

【発明の効果】以上の様に請求項１の発明によれば、周
波数がモーターが急激に停止する様な周波数になっても
振幅を可変することができるので周波数を共振周波数を
越えてシフトすることなく速度制御のダイナミックレン
ジを拡大できるものである。

【００９８】また、請求項２、３、４の発明によれば、
請求項１の装置の効果か得られる装置をより適切な構成
にて提供できる。

【００９９】また、請求項５の発明によれば、速度の減
速処理に際して、駆動電圧状態が十分な時には電圧を制
御できるのでダイナミックレンジの広い駆動制御を可能
な装置を提供できる。

【０１００】また、請求項６、７の発明によれば、請求
項５の装置の効果をより適切な構成にて提供できる。

【０１０１】また、請求項８の発明によれば、駆動速度
が高速となり共振周波数に近接した様な場合には速度制
御を振幅制御に切換えて行えるので、請求項１と同様な
効果が得られる装置を提供できる。

【０１０２】また、請求項９、１０、１１、１２の発明
によれば、請求項８の装置の効果が得られる装置をより
適切な構成にて提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる振動型モーターの実施の形態を
示す駆動回路構成図である。

【図２】図１のＣＰＵ２の出力ポートＰ１の出力と、Ｖ
ＣＯ４の出力周波数の関係を示した図である。

【図３】図１のＣＰＵ２の出力ポートＰ４の出力と、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ１１の出力の関係を示した図であ
る。

【図４】図１に示した駆動回路の動作を説明するための
タイミングチャート図である。

【図５】振動型モーターの周波数と回転数の関係を示す
説明図である。

【図６】図１の回路の動作を説明するためのフローチャ
ート図である。

【図７】図６とともに図１の回路の動作を説明するため
のフローチャート図である。

【図８】本発明の振動型モーターの実施の形態を示す駆
動回路構成図である。

【図９】図８の回路の動作を説明するためのフローチャ
ート図である。

【符号の説明】

１振動波モーターの固定子２マイクロコンピュータ３Ｄ／Ａ変換器４電圧制御発振器５分周回路６シフトレジスタ７エクスクルージブオアゲート８，９アンドゲート１０Ｄ／Ａ変換器１１ＤＣ／ＤＣコンバータ１２，１３増幅回路１４，１５コイル１６パルス板１７フォトリフレクター１８コンパレータ２０クロック発生回路２１カウンタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動体に設けられた電気−機械エネルギ
ー変換素子に対して周波信号を印加し振動体を励振させ
駆動力を得る振動型モーター装置において、前記周波信
号の周波数を所定の範囲で調定するとともに、周波数が
所定周波数に達した後に該周波信号の振幅を制御する制
御手段を設けたことを特徴とする振動型モーター装置。
【請求項２】前記制御手段は周波信号の周波数を共振
周波数または該共振周波数に近接するとともに共振周波
数よりも高い所定の周波数と該共振周波数または該共振
周波数に近接するとともに共振周波数よりも高い所定の
周波数よりも高い所定の周波数との間で周波数を調定す
る請求項１に記載の振動型モーター装置。
【請求項３】前記制御手段は周波数が上記共振周波数
または共振周波数に近接するとともに共振周波数よりも
高い所定の周波数に達した後は周波信号の振幅を増加さ
せる請求項２に記載の振動型モーター装置。
【請求項４】前記制御手段は駆動速度指令信号が高速
方向への移行指令を表している時、周波数を前記範囲内
において低周波数方向に移行させるとともに、上記所定
の周波数に達した状態で前記駆動速度指令が高速方向へ
の移行指令を表している時に周波信号の振幅を増加させ
る請求項１、２、３に記載の振動型モーター装置。
【請求項５】振動体に設けられた電気−機械エネルギ
ー変換素子に対して周波信号を印加し振動体を励振させ
駆動力を得る振動型モーター装置において、前記周波数
を高周波数方向に移行させる周波数制御手段と、前記周
波信号の振幅を低減させる振幅制御手段と、モーター装
置の駆動状況に応じて前記周波数または振幅制御手段の
動作を規制する規制手段を設け、減速処理に際して前記
規制手段にて各制御手段の動作規制を行うことを特徴と
する振動型モーター装置。
【請求項６】前記規制手段は駆動電圧が所定電圧より
低い時前記周波数制御手段を作動状態にするとともに前
記振幅制御手段を不作動状態にする請求項５に記載の振
動型モーター装置。
【請求項７】前記規制手段は駆動電圧が所定電圧より
高い時前記振幅制御手段を作動状態とする請求項５、６
に記載の振動型モーター装置。
【請求項８】振動体に設けられた電気−機械エネルギ
ー変換素子に対して周波信号を印加し振動体を励振させ
駆動力を得る振動型モーター装置において、前記周波信
号の周波数を調定する周波数調定手段と、該周波信号の
振幅を制御する振幅制御手段と、モーター装置の駆動速
度または該モーター装置にて駆動される被駆動体の速度
を検知する速度検知手段と、該速度検知手段にて検知さ
れた速度に応じて周波数調定手段または振幅制御手段の
動作を規制する規制手段を設けたことを特徴とする振動
型モーター装置。
【請求項９】前記規定手段は検知された速度が所定速
度より高速の時前記周波数調定手段を不作動状態とする
とともに前記振幅制御手段を作動状態にする請求項８に
記載の振動型モーター装置。
【請求項１０】前記規制手段は検知された速度が所定
速度より低速の時前記周波数調定手段を作動状態とする
請求項８、９に記載の振動型モーター装置。
【請求項１１】前記所定速度は共振周波数で駆動した
際の速度または該速度より少し低速である請求項９、１
０に記載の振動型モーター装置。
【請求項１２】前記周波数調定手段は増速処理に際
し、周波数を低下させるとともに、前記振幅制御手段は
増速処理に際し、振幅を増大させ、更に前記規制手段は
増速処理の際に作動する請求項８、９、１０、１１に記
載の振動型モーター装置。