JP4478407B2

JP4478407B2 - 制御装置およびプログラム

Info

Publication number: JP4478407B2
Application number: JP2003186653A
Authority: JP
Inventors: 裕之関; 幸輔藤本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2023-06-30
Also published as: US20040262925A1; US7116033B2; JP2005027364A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動型駆動装置の起動時における駆動を制御する制御装置および制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、振動型モータはカメラレンズのアクチュエータとして用いられる他に、時計のカレンダー駆動、複写機の感光ドラムの駆動等を行うアクチュエータとしても用いられている。また、振動型モータにおける振動体の形状（構造）は、円環型のもの、棒状のもの、円盤形のもの等多種多様のものが存在する。
【０００３】
振動型モータの一般的な駆動方法を、図５のフローチャートに示す（例えば、特許文献１参照）。また、振動型モータの起動が正常に行われたときの周波数、位相差（振動型モータ（圧電素子）への入力電圧Ｖａと圧電素子に設けられたセンサ相の出力電圧Ｖｓとの位相差）、ロータの回転数（速度）のパターン図を図６に示す。
【０００４】
図６において、横軸は時間（ｍｓ）を示し、縦軸は周波数（ｋＨｚ）、ロータの回転数（ｒｐｍ）、上記の位相差θａ−ｓを示している。
【０００５】
振動型モータを起動する際には、回路の周波数制御範囲における最大周波数ｆmａｘからスタート（図５のステップＳ５０１）して、周波数を所定のスイープレートＲ１（Ｈｚ／ｓｅｃ）でスイープダウンさせる（図５のステップＳ５０２）。そして、エンコーダ等により振動型モータ（ロータ）が回転し始めたことを検出（パルスを検出）したら（図５のステップＳ５０３）、位相差θａ−ｓを演算する（図５のステップＳ５０４）。ここで、演算によって得られた位相差θａ−ｓが予め決められた位相差Ｐ２を超えたら（図５のステップＳ５０５）周波数スイープを止める（図５のステップＳ５０６）。
【０００６】
以降は、周波数スイープを止めたときの周波数ｆ１を基準として、位相差θａ−ｓが上記の位相差Ｐ２と、予め決められた位相差Ｐ１との間に入るように周波数を制御しつつモータを目標地点まで駆動する。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２５２７１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、振動型モータを高湿度の環境下で起動しようとすると１発で起動しない、又は非常に遅いスピードでしか回らないという問題が発生する恐れがある。この問題は、高湿度中に振動型モータを放置したときに、振動体およびロータの摺動面の僅かの隙間に微小な水分が付着することにより、振動体とロータとの摩擦係数が低下し、モータの起動時に発生するトルクを低下させてしまうために起こることが判明した。特に、耐摩耗性に優れ摩耗量が極めて少ないＳＵＳ材やアルミナ等の摩擦材を用いたときほど、トルクの低下が起きやすいことが分かった。
【０００９】
モータが上記のように低トルクの状態になると、従来の制御方法では、振動型モータを正常に起動することができないことがある。すなわち、図７に示すように、モータ起動時に周波数を高い方（ｆｍａｘ）からスイープダウンさせて、振動体の振動振幅が十分大きな値Ｖ１（周波数がｆ１）になっていても、摺動面に存在する水分等によってロータの回転数（Ｎ１）がほぼ０となっている場合がある。
【００１０】
この場合には、周波数ｆ１から更に周波数を下げていき、結局は最低周波数（ｆｍｉｎ）までスイープダウンしてそこで駆動を終了するという駆動パターンになってしまう。
【００１１】
ここで、振動型モータは振動体とロータとの摩擦力によって駆動されるものであるため、摺動面での摩擦熱は極めて高くなり、定常状態で駆動すると摩擦面の温度は数百度にもおよぶ。しかし、摺動面に水分が介在している場合において、振動型駆動装置が起動し始める僅かな時間内では、摺動面に発生する摩擦熱も僅かであり、従来の制御方法では水分を除去することはできない。
【００１２】
摺動面に水分が介在した場合の対策としては、振動体およびロータの接触面に加える加圧力を上げることにより接触面での面圧を上げて水分を排除したり、摺動面を粗く（凹凸状に）して水分の影響を少なくしたりするのが一般的である。
【００１３】
しかし、振動型モータにおいて、単純に加圧力のみを上げるのでは摺動面への負荷を増加させ、摩耗を助長することになる。しかも、加圧したときの反力を受ける軸受けにも負荷がかかるため、軸受けの耐久性を悪化させるとともに、軸受けでの損失も増加させることになる。また、単に摺動面を粗らくした場合には、摺動面での摩耗を促進させることになるため、振動型モータの耐久性の点で好ましくない。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、駆動信号の入力を受けて振動を励起する振動体と振動体に加圧接触する接触体とが相対的に移動可能な振動型駆動装置の駆動を制御する制御装置であって、前記振動体の振動状態を検出する振動検出手段と、前記振動体および前記接触体の相対移動速度を検出する速度検出手段と、前記振動体に駆動信号を出力して前記振動型駆動装置の駆動を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記振動型駆動装置の起動時において、所定の周波数から第１の変化率で前記駆動信号の周波数を下げる第１の周波数制御ステップと、該第１の周波数制御ステップでの周波数の変化に応じて前記振動検出手段で検出された振動状態が所定の状態となったか否かを判別する第１の判別ステップと、該第１の判別ステップで前記振動状態が前記所定の状態になったと判別したときに、前記速度検出手段で検出された相対移動速度が所定の基準速度に達しているか否かを判別する第２の判別ステップと、該第２の判別ステップで前記相対移動速度が前記基準速度に達していないと判別したときに、前記第１の変化率よりも小さい第２の変化率で前記駆動信号の周波数を下げる第２の周波数制御ステップと、前記相対移動速度が前記基準速度に達したときに、前記相対移動速度が前記基準速度よりも大きな目標速度となるように前記駆動信号の周波数を変更する第３の周波数制御ステップとを行うことを特徴とする。
【００１５】
すなわち、振動型駆動装置の起動時において、第１の変化率で周波数を変化させても振動型駆動装置の摺動面に介在する水分等によって相対移動速度が上がらないときに、第１の変化率よりも小さい第２の変化率で周波数を変化させることで、摺動面に生じる摩擦熱によって水分を除去するまでの時間を確保している。これにより、振動体および接触体間での摩擦力を回復させることができるため、従来技術の制御方法のように起動時の段階で振動型駆動装置の駆動を終了してしまうことはなく、振動型駆動装置を確実に起動することができる。また、本発明は、メカ的な構成を変えて摺動面に介在する水分を除去するものではないため、上述したように摺動面の摩耗を促進させることもない。
【００１６】
ここで、第２の変化率をゼロとすることもできる。すなわち、第１の変化率から第２の変化率に変更するときの駆動信号（周波数）を振動体に入力することができる。
【００１７】
なお、振動体の振動状態としては、電気−機械エネルギ変換素子に設けられたセンサ電極の出力信号の振幅や、振動体に入力される駆動信号と電気−機械エネルギ変換素子に設けられたセンサ電極の出力信号との位相差や、振動体に入力される駆動信号のうち機械腕電流成分を用いることができる。
【００１８】
また、上述した制御回路の処理動作をプログラムによってコンピュータに実行させるようにしてもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態である振動型モータの制御装置について、図１〜図３および図８〜図１０を用いて説明する。
【００２０】
図８から図１０は、棒状振動型モータの説明図である。図８は、棒状振動体の構造（Ａ）と、振動体での振動モード（Ｂ）を示す。図９、１０は、図８に示す振動体を備えた振動型モータの構成図である。この振動型モータは、例えば、カメラに設けられたレンズを駆動するためのアクチュエータとして用いられる。
【００２１】
図８〜図１０において、１０１は第１の弾性体、１０２は第２の弾性体である。１０３は電気−機械エネルギ変換素子としての積層圧電素子（又は単板の圧電素子の積層体）であり、第１の弾性体１０１および第２の弾性体１０２で挟まれている。
【００２２】
１０４はシャフト、１０５はナットであり、シャフト１０４及びナット１０５は、弾性体１０１、１０２および積層圧電素子１０３に対して所定の挟持力を付与するように締め付けられている。
【００２３】
１０７はロータ（接触体）であり、この一方（図９の下方）の面には、接触部１０７ａが形成されている。この接触部１０７ａは、振動体の端面に設けられた摺動部材１０６に接触するようになっており、この接触幅が小さく、かつ適度なバネ性を有する構造となっている。また、ロータ１０７の他方（図９の上方）の面には、ギア１０８の凹部（又は凸部）と係合する凸部（または凹部）が形成されている。
【００２４】
１０８は、ロータ１０７とともに回転し、振動型モータの出力を伝達するギアである。ギア１０８は、振動型モータを取り付けるためのフランジ１１０によりシャフト１０４のスラスト方向で位置決めされている。１１１は、シャフト１０４の先端部をフランジ１１０に固定するためのナットである。１１２は、ロータ１０７に加圧力を付与するための加圧バネであり、ギア１０８とロータ１０７との間に設けられている。
【００２５】
１０９は軸受けであり、ギア１０８に固定されており、シャフト１０４の位置規制を行っている。
【００２６】
積層圧電素子１０３は、グループ化された２つの電極郡（＋、−に分極された領域）を有しており、不図示の電源からそれぞれの電極郡に位相の異なる交流電圧を印加すると、振動体には図８（Ｂ）に示す曲げ振動と、この曲げ振動と同じ曲げ振動であって、紙面に垂直な方向の振動とが励振される。
【００２７】
ここで、印加電圧の位相を調整することにより、２つの曲げ振動間に９０度の時間的な位相差を与えることができ、その結果、振動体の曲げ振動は振動体の軸周りに発生する。
【００２８】
これにより、ロータ１０７に接触する第１の弾性体１０１の上面には楕円運動が形成され、耐摩耗性を有する摺動部材１０６に押圧されたロータ１０７が摩擦駆動し、ロータ１０７、ギア１０８および加圧バネ１１２が一体となって回転する。
【００２９】
本実施形態における振動型モータの制御装置の構成について図１を用いて説明する。
【００３０】
同図において、１は制御回路である。２は電圧制御発振器（ＶＣＯ）であり、制御回路１の出力に応じた周波電圧を出力する。３は分配回路であり、ＶＣＯ２の周波電圧を分周してπ／２位相差の信号を出力する。
【００３１】
４、５は出力回路であり、分配回路３の周波電圧を、振動型モータ６を駆動できる電圧と電流値に増幅する。
【００３２】
出力回路４、５からの出力信号は、振動型モータ６の振動体に設けられた積層圧電素子１０３に入力され、振動体に上述したような曲げ振動を励振する。これにより、振動体に摺動可能に圧接したロータ１０７が回転する。ロータ１０７の回転は、不図示の動力伝達機構を介して複写機の感光ドラムやカメラのレンズ鏡筒等の駆動対象７に伝達され、駆動対象７を駆動する。
【００３３】
８は、ロータ１０７の回転を検出するためのエンコーダである。このエンコーダ８は、振動型モータとともに回転するスリット付き遮光板と、この遮光板の回転を検出するフォトインタラプタとで構成されている。９はエンコーダ８の出力に基づいて振動型モータ（ロータ１０７）の回転位置と回転数を検出する位置速度検出回路である。この位置速度検出回路９での検出結果は、制御回路１に送られる。
【００３４】
１０は位相差検出回路であり、出力回路４、５から振動型モータ６（積層圧電素子１０３）に入力される信号と、積層圧電素子１０３に設けられたフィードバック用のセンサ相（Ｓ相）からの出力信号との位相差を検出する。この検出結果は、制御回路１へ送られる。
【００３５】
１１、１２はコンデンサであり、コイル１３、１４とにより振動型モータ（積層圧電素子１０３）に入力する信号の電圧を昇圧する。
【００３６】
制御回路１は、位置速度検出回路９および位相差検出回路１０の出力に基づいて後述するように振動型モータの駆動制御を行う。また、制御回路１は、センサ相の出力電圧（Ｖｓ）に基づいて振動体の振動振幅を検出する。
【００３７】
本実施形態においては、振動型モータを停止状態から起動して、ある一定の速度での制御に入るまでの駆動法について述べる。それ以降のモータの駆動制御および停止動作等に関しては、従来の技術と同様である。
【００３８】
例えば、振動型モータを起動した後は、速度制御及び位相制御によって振動型モータの速度を所望の回転速度に近づけるための制御を行い、速度制御によってモータの駆動を停止させる。
【００３９】
ここで、上記の速度制御は、所定の周期で振動型モータの回転速度を検出し、検出された回転速度と所望の回転速度を比較し、実際の回転速度が所望の回転速度よりも速い場合には駆動周波数を所定値だけ高くし、実際の回転速度が所望の回転速度よりも遅い場合には駆動周波数を所定値だけ低くすることにより、振動型モータの回転速度を制御するものである。
【００４０】
また、上記の位相制御は、圧電素子に入力される周波電圧と、センサ用の圧電素子からの周波電圧の位相差を検出し、得られた位相差の情報に基づいて周波数を制御するものである。
【００４１】
図２は、振動型モータを起動させるときの制御フローチャートである。図３は、周波数、Ｓ相電圧Ｖｓおよびモータ回転数Ｎのタイムチャートを示す図である。
【００４２】
図２において、ステップＳ１０１では、周波数を、周波数制御範囲における最大周波数ｆｍａｘ（振動体の共振周波数よりも高い周波数）に設定して振動型モータの駆動を開始する。
【００４３】
なお、振動型モータの駆動を開始するときの周波数に関しては、ｆｍａｘに設定する場合に限らず、他の所定の周波数に設定してもよい。例えば、前回起動時の周波数を記憶しておき、確実に振動型モータを駆動させる（ロータ１０７を回転させる）周波数に設定することができる。これにより、短時間で振動型モータを所定の回転数まで立ち上げることができる。
【００４４】
ステップＳ１０２では、スイープレートＲ１（Ｈｚ／ｓ）で周波数をスイープダウンさせていき、エンコーダ８の出力信号と振動振幅（Ｖｓ）をモニタする。
【００４５】
ステップＳ１０３では、振動振幅Ｖｓが所定の振動振幅（Ｖｓｔ）よりも大きいか否かを判別し、ＶｓがＶｓｔよりも大きい場合にはステップＳ１０４に進む。
【００４６】
ステップＳ１０４では、エンコーダ８の出力に基づいてロータ１０７の回転数Ｎを検出し、回転数Ｎが所定の回転数Ｎｔよりも大きいか否かを判別する。ここで、ＮがＮｔよりも大きい場合にはステップＳ１０７に進み、ＮがＮｔよりも小さい場合にはステップＳ１０５に進む。
【００４７】
図３では、振動型モータにおける摺動面に水分等が介在しているために、振幅Ｖｓが所定振幅Ｖｓｔ（Ｖｓ１）に達したときのＴ１の時点で回転数Ｎが所定回転数Ｎｔに達していない場合を示している。このときの回転数をＮ１で示す。
【００４８】
ステップＳ１０５では、スイープレートをＲ１からＲ２に変更する。ここで、スイープレートＲ２は、スイープレートＲ１よりも小さくなっている。図３では、周波数ｆ１を境に、スイープレートをＲ１からＲ２に変更している。
【００４９】
ステップＳ１０６では、スイープレートＲ２で周波数のスイープダウンを行う。
【００５０】
ステップＳ１０７では、スイープレートをＲ３に変更する。ここで、スイープレートＲ３の値は、適宜設定することができるが、より短時間で回転数を目標回転数（図３のＮ３）まで上げるためには、スイープレートＲ３をスイープレートＲ２よりも大きくするのがよい。
【００５１】
図３に示すように、振動型モータの摺動面に水分が存在している場合には、スイープレートをＲ１からＲ２に切り替え、Ｒ２で周波数を変化させることにより、振動体およびロータ間の摩擦によって摺動面の水分を除去することができる。水分を除去できれば、回転数Ｎは徐々に上昇して所定回転数Ｎｔに達するため、これ以降はスイープレートをＲ３に切り替えることで短時間で回転数を目標回転数まで上げることができる。
【００５２】
このような制御を行うことにより、従来技術で説明したように回転数が上がらないうちに振動型モータの駆動を停止させてしまうことがなくなる。
【００５３】
ステップＳ１０８では、スイープレートＲ３で周波数のスイープダウンを行い、ステップＳ１０９で回転数Ｎが目標回転数（図３のＮ３）に達したか否かを判別する。ここで、回転数Ｎが目標回転数に達していない場合には、スイープレートＲ３でのスイープダウンを継続し、回転数Ｎが目標回転数になった時点（図３のＴ３）でスイープダウンを停止して振動型モータの駆動制御を開始する。
【００５４】
本実施形態では、スイープレートを切り替えるための判定基準としてロータの回転数Ｎを用いたが、これに限るものではなく、振動型モータが駆動しているか否かが判断できるものであればいかなる方法をとってもよい。例えば、エンコーダのパルス数を判断基準としてもよく、図３のＴ１の時点で５パルス以上出力されたときにスイープレートを切り替えるようにすることができる。
【００５５】
本実施形態によれば、通常の環境（高湿度ではない環境）下では、周波数の変化に応じて回転数が上昇するため、起動時間の遅延を誘発することなく振動型モータを素早く立ち上げることができる。一方、高湿度環境のような悪条件の下では、高振幅の状態でゆっくりと振動型モータを駆動することで摺動面に生じた摩擦熱により摺動面に存在する水分を除去することができる。これにより、確実にロータが回転できる状態まで振動型モータを復帰させて駆動することができる。
【００５６】
（第２実施形態）
図４を用いて本発明の第２実施形態について説明する。ここで、図４は、周波数、Ｓ相電圧Ｖｓおよびモータ回転数Ｎのタイムチャートを示す図である。同図では、図３で説明した場合と同様であり、振動型モータにおける摺動面に水分が介在するために、周波数を変化させてもこれに応じて回転数が上がらない場合について説明したものである。
【００５７】
なお、本実施形態における回路構成および振動型モータの構成は、第１実施形態で説明したもの（図１、図８〜図１０）と同様である。
【００５８】
第１実施形態では、図２のステップＳ１０５でスイープレートをＲ２に変更しているが、本実施形態では、スイープレートをＲ２に変更する代わりに周波数のスイープを停止（周波数を一定）させるようにしている。
【００５９】
図４において、周波数ｆｍａｘからスイープレートＲ１でスイープダウンを行い、振幅Ｖｓが所定振幅Ｖｓｔに達したとき（Ｔ１の時点）に、周波数ｆ１で一定の振動振幅を印加し続ける。
【００６０】
そして、回転数Ｎが所定回転数Ｎｔに達したら（Ｔ２の時点）、周波数のスイープレートをＲ３に設定してスイープダウンを再開し、回転数が目標回転数Ｎ３に達するまでスイープダウンを継続する。回転数が目標回転数Ｎ３に達した後は、振動型モータの駆動制御が行われる。本実施形態においても、第１実施形態で説明した効果と同様の効果が得られる。
【００６１】
上述した動作において、周波数ｆ１で一定時間振動を加えても振動型モータが起動しなかった場合には、所定時間（例えば１ｓｅｃ）の経過後に振動型モータの駆動を止め、再度スタートから繰り返すようにしてもよい。この処理を複数回繰り返すことにより、振動型モータにおける摺動面の状態が悪化している場合でも短時間でモータを起動することができる。
【００６２】
なお、上述した第１、第２実施形態では、図３、４に示すように周波数を直線状に変化させているが、曲線状に変化させるようにしてもよい。
【００６３】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態は、振動振幅Ｖｓではなく位相差θａ−ｓを用いて振動体の振動振幅を検出するものである。なお、本実施形態における回路構成および振動型モータの構成は、第１実施形態で説明した構成と同様である。
【００６４】
ここで、位相差θａ−ｓそのものは振動体の振動振幅を直接表現するものではないが、共振周波数に対して現在どの位置で振動しているかを把握できるので、位相差θａ−ｓの値を指定すれば同一の振動型モータにおいてはほぼ同じ振動振幅が再現できる。このため、位相差θａ−ｓに基づいて間接的に振動体の振動振幅をモニタすることができる。
【００６５】
具体的には、振動体に上述した所定の振動振幅Ｖｓｔが励振されるときの振動状態に対応した位相差θａ−ｓｔを予めメモリに記憶しておき、図２のステップＳ１０３の代わりに、位相差検出回路１０からの出力に基づいて検出された位相差θａ−ｓと前記位相差θａ−ｓｔとの比較を行う。
【００６６】
すなわち、位相差θａ−ｓが位相差θａ−ｓｔに達したとき（振幅Ｖｓが所定振幅Ｖｓｔに達したときに相当する）に、ロータの回転数が所定回転数Ｎｔに達したか否かを判別する。
【００６７】
そして、回転数が所定回転数Ｎｔに達していないときには、第１、第２実施形態で説明したようにスイープレートをＲ１からＲ２に切り替え、回転数が所定回転数Ｎｔに達したときにスイープレートをＲ３に切り替えて、回転数Ｎを目標回転数まで上昇させる。
【００６８】
ここで、振動体の振動振幅（Ｖｓ）が非常に小さいときには、位相差θａ−ｓの信号は正確ではなく、誤信号になることがある。このため、位相差θａ−ｓを判定の指標として用いる場合には、Ｖｓがある程度大きくなってからの信号を用いる必要がある。
【００６９】
本実施形態では、ＶａとＶｓの位相を測定する際に、コンパレータを通して矩形波の信号に変換しており、Ｖｓに関してはコンパレータレベルを一定レベルオフセットさせて設定し、Ｖｓがあるレベル以上大きくならないとコンパレータから信号が出力されないように設定している。
【００７０】
すなわち、Ｖｓが小さくて位相差θａ−ｓが誤信号となるようなレベルのときにはＶｓのコンパレータの信号が出力されないため、位相差θａ−ｓは測定されず、デフォルト値を示すようになっている。これにより、誤信号となるレベルの位相差θａ−ｓは自動的に排除され、位相差θａ−ｓが正確な信号になってから測定を行うことができるため、極めて信頼性の高い制御を行うことができる。
【００７１】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態は、上述した第１、第２実施形態のようにＶｓを用いるのではなく、振動型モータに印加する電流の機械腕電流成分を指標として振動体の振動振幅を検出し、振動型モータの駆動制御を行うものである。
【００７２】
機械腕電流は圧電素子の歪みに比例して増加し、振動体の振動振幅とほぼ比例する。このため、機械腕電流と振動振幅との関係を予め求めておけば、機械腕電流に基づいて上述した実施形態で説明した制御（図２）と同様の制御を行うことができる。
【００７３】
本実施形態では機械腕電流の絶対値を検出し、この値を上述した第１実施形態及び第２実施形態におけるＶａの代わりに振動振幅の指標としている。
【００７４】
具体的には、振動体に上述した所定の振動振幅Ｖｓｔが励振されるときの振動状態に対応した機械腕電流Ｉｍｔを予めメモリに記憶しておき、図２のステップＳ１０３の代わりに、検出された機械腕電流Ｉｍと前記機械腕電流Ｉｔとの比較を行う。
【００７５】
すなわち、機械腕電流Ｉｍが前記機械腕電流Ｉｍｔに達したとき（振幅Ｖｓが所定振幅Ｖｓｔに達したときに相当する）に、ロータの回転数が所定回転数Ｎｔに達したか否かを判別する。
【００７６】
そして、回転数が所定回転数Ｎｔに達していないときには、第１、第２実施形態で説明したようにスイープレートをＲ１からＲ２に切り替え、回転数が所定回転数Ｎｔに達したときにスイープレートをＲ３に切り替えて、回転数Ｎを目標回転数まで上昇させる。
【００７７】
なお、上述した実施形態においては、図８〜図１０に示す棒状の振動型モータを用いた場合について説明したが、これに限るものではなく、摩擦駆動する振動型モータであればいかなるタイプ（例えば、円環型や円盤型）のものを適用することができる。
【００７８】
【発明の効果】
本発明によれば、振動型駆動装置の摺動面に水分が介在していても摺動面での摩擦力を回復させることができるため、従来技術の制御方法のように起動時の段階で振動型駆動装置の駆動を終了してしまうことはなく、振動型駆動装置を確実に起動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態における制御装置におけるブロック図である。
【図２】第１実施形態におけるモータ起動時の動作を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態におけるモータ起動時のタイミングチャートである。
【図４】第２実施形態におけるモータ起動時のタイミングチャートである。
【図５】従来におけるモータ起動時の動作を示すフローチャーットである。
【図６】従来例におけるモータ起動時のタイミングチャート（正常時）である。
【図７】従来例におけるモータ起動時のタイムチャート（異常時）である。
【図８】棒状振動型モータの外観図（ａ）と振動モードを示す図（ｂ）である。
【図９】上記の振動型モータの断面図である。
【図１０】上記の振動型モータの外観図である。
【符号の説明】
１：制御回路２：ＶＣＯ
３：分配回路４、５：出力回路
６：振動型モータ７：駆動対象
８：エンコーダ９：位置速度検出回路
１０：位相差検出回路
１０１：第１の弾性体１０２：第２の弾性体
１０３：積層圧電素子１０４：シャフト
１０５：ナット１０６：摺動部材
１０７：ロータ１０８：ギア
１０９：軸受け１１０：フランジ
１１１：ナット
１１２：加圧バネ

Claims

駆動信号の入力を受けて振動を励起する振動体と該振動体に加圧接触する接触体とが相対的に移動可能な振動型駆動装置の駆動を制御する制御装置であって、
前記振動体の振動状態を検出する振動検出手段と、
前記振動体および前記接触体の相対移動速度を検出する速度検出手段と、
前記振動体に駆動信号を出力して前記振動型駆動装置の駆動を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記振動型駆動装置の起動時において、所定の周波数から第１の変化率で前記駆動信号の周波数を下げる第１の周波数制御ステップと、
該第１の周波数制御ステップでの周波数の変化に応じて前記振動検出手段で検出された振動状態が所定の状態となったか否かを判別する第１の判別ステップと、該第１の判別ステップで前記振動状態が前記所定の状態になったと判別したときに、前記速度検出手段で検出された相対移動速度が所定の基準速度に達しているか否かを判別する第２の判別ステップと、該第２の判別ステップで前記相対移動速度が前記基準速度に達していないと判別したときに、前記第１の変化率よりも小さい第２の変化率で前記駆動信号の周波数を下げる第２の周波数制御ステップと、
前記相対移動速度が前記基準速度に達したときに、前記相対移動速度が前記基準速度よりも大きな目標速度となるように前記駆動信号の周波数を変更する第３の周波数制御ステップとを行うことを特徴とする制御装置。
前記制御手段は、前記第２の周波数制御ステップにおいて、前記第２の変化率をゼロとして前記駆動信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
前記振動検出手段は、前記振動体の振動振幅を検出することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
前記振動体は、少なくとも電気−機械エネルギ変換素子を有しており、
前記振動検出手段は、前記電気−機械エネルギ変換素子に設けられたセンサ電極の出力信号の振幅を検出することを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
前記振動体は、少なくとも電気−機械エネルギ変換素子を有しており、
前記振動検出手段は、前記電気−機械エネルギ変換素子に入力される駆動信号と、前記電気−機械エネルギ変換素子に設けられたセンサ電極の出力信号との位相差を検出することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
前記振動検出手段は、前記振動体に入力される駆動信号のうち機械腕電流成分を検出することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
駆動信号の入力を受けて振動を励起する振動体と該振動体に加圧接触する接触体とが相対的に移動可能な振動型駆動装置の駆動を制御する制御装置に適用される制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記制御方法は、
前記振動型駆動装置の起動時において、所定の周波数から第１の変化率で前記駆動信号の周波数を下げる第１の周波数制御ステップと、
前記振動体の振動状態を検出するとともに、前記振動体および前記接触体の相対移動速度を検出する検出ステップと、
前記第１の周波数制御ステップでの周波数の変化に応じて前記振動状態が所定状態となったか否かを判別する第１の判別ステップと、該第１の判別ステップで前記振動状態が前記所定の状態になったと判別したときに、前記相対移動速度が所定の基準速度に達しているか否かを判別する第２の判別ステップと、
該第２の判別ステップにおいて前記相対移動速度が前記基準速度に達していないと判別したきに、前記第１の変化率よりも小さい第２の変化率で前記駆動信号の周波数を下げる第２の周波数制御ステップと、
前記相対移動速度が前記基準速度に達したときに、前記相対移動速度が前記基準速度よりも大きな目標速度となるように前記駆動信号の周波数を変更する第３の周波数制御ステップとを有することを特徴とするプログラム。
前記第２の周波数制御ステップにおいて、前記第２の変化率をゼロとしたことを特徴とする請求項７に記載のプログラム。