(57)【要約】【課題】被駆動体と振動子との接触部に介在する水分を除去し、摩擦力を所定の摩擦力に回復することによって、所定の速度で駆動させることが可能となる振動波駆動装置を提供する。【解決手段】電気−機械エネルギー変換素子を有する振動子と、該振動子に設けられた駆動部に対して離散的に加圧接触する被駆動体と、前記素子に駆動信号を与える第１の駆動信号付与手段と、を備え、  前記駆動信号付与手段により前記素子に駆動信号を与えて前記振動子の駆動部に楕円運動を生じさせ、該駆動部と加圧接触する前記被駆動体を前記振動子に対して相対移動させる振動波駆動装置であって、  前記第１の駆動信号付与手段とは別の第２の駆動信号付与手段を備え、  前記第２の駆動信号付与手段によって、前記素子に周期的動作を行う駆動信号を与え、前記駆動部と前記被駆動体との接触部に介在する水分を除去するように構成される。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気−機械エネルギー変換素子を有する振動子と、該振動子に設けられた駆動部に対して離散的に加圧接触する被駆動体と、前記電気−機械エネルギー変換素子に駆動信号を与える第１の駆動信号付与手段と、を備え、
前記駆動信号付与手段により前記電気−機械エネルギー変換素子に駆動信号を与えて前記振動子の駆動部に楕円運動を生じさせ、該駆動部と加圧接触する前記被駆動体を前記振動子に対して相対移動させる振動波駆動装置であって、
前記第１の駆動信号付与手段とは別の第２の駆動信号付与手段を備え、
前記第２の駆動信号付与手段によって、前記電気−機械エネルギー変換素子に周期的動作を行う駆動信号を与え、前記駆動部と前記被駆動体との接触部に介在する水分を除去することを特徴とする振動波駆動装置。
【請求項２】
前記第２の駆動信号付与手段は、前記相対移動する際の前記駆動部による前記被駆動体に対する推力が低下したときに、該第２の駆動信号付与手段の駆動信号により速度変動の付与が可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の振動波駆動装置。
【請求項３】
前記推力の低下が、前記被駆動体の速度を検出する検出手段により検出された速度と、前記第１の駆動信号付与手段による前記駆動信号との関係により検出可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の振動波駆動装置。
【請求項４】
前記第２の駆動信号付与手段は、前記振動波駆動装置への電源投入時または所定時間停止後であって、前記第１の駆動信号付与手段による前記駆動信号の付与前に、
該第２の駆動信号付与手段の駆動信号により速度変動の付与が可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の振動波駆動装置。
【請求項５】
前記振動波駆動装置への電源投入時または所定時間停止後に、前記離散的に加圧接触し得る領域を相対移動することが可能に構成されていることを特徴とする請求項４に記載の振動波駆動装置。
【請求項６】
前記第２の駆動信号付与手段による周期的動作を行う駆動信号の周波数は、前記第１の駆動信号付与手段の駆動信号による前記相対移動が応答し得る周波数以下に設定されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の振動波駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動波駆動装置に関し、特に駆動部と被駆動体との接触部に介在する水分を除去するようにした振動波駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
振動型アクチュエータは、振動子と、この振動子の振動によって相対移動される被駆動体とによって構成されている。
具体的には、この振動子には金属からなる振動弾性体に電気−機械エネルギー変換素子である圧電素子が接合され、圧電素子に互いに位相の異なる２相の周波電圧を印加するように構成される。
そして、圧電素子への印加によって振動子の表面に振動波を励起し、この振動子と被駆動体を加圧することにより相対移動させ、駆動力を得るようにされている。
このような振動型アクチュエータの制御方式として、圧電素子に印加する周波電圧の周波数と位相差を変化させ、駆動速度を制御する振動波駆動装置が知られている。
しかし、このような振動波駆動装置において、振動子と被駆動体の表面に加圧接触により生じる摩擦力は、接触部分に介在する水分、または湿度環境条件、等に影響される。
振動波駆動装置における摺動面に水分等が介在していると、振動波駆動装置が起動しなかったり、所望の推力が出なかったりする場合が生じる。
例えば、振動波駆動装置を高湿度の環境下に置くと、その摺動面に水分等が介在し摩擦係数が低減している場合に、起動しようとすると電源の投入後起動するまでに正常時よりも長時間要する場合や、動作しない場合がある。
【０００３】
従来より、このような振動波駆動装置において、接触部分に介在する水分による影響に対し、様々な提案がなされており、例えば、特許文献１では、接触部分に介在する水分を除去するようにした回転型の振動波駆動装置が提案されている。
この特許文献１の回転型の振動波駆動装置では、振動波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波駆動装置の摺動面に介在する水分によって相対移動速度が上がらないときに、つぎのようにして水分を除去するまでの時間が確保される。
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するように構成される。
以下に、このような回転型の振動波駆動装置の基本構成について説明しておく。
図４に、上記回転型の振動波駆動装置の基本構成を説明する図を示す。
図４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。
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。
１０７はロータ（接触体）であり、接触部が形成されている。この接触部は、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。
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。
積層圧電素子１０３は、グループ化された２つの電極群（＋、−に分極された領域）を有している。
不図示の電源からそれぞれの電極群に位相の異なる交流電圧を印加すると、振動体には図４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。
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。
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。
【０００４】
一方、特許文献２に開示されているような直動型の振動波駆動装置が知られている。
このような直動型の振動波駆動装置は、例えば、つぎのような基本構成を備えている。
上記基本構成を備えた直動型の振動波駆動装置は、本発明の実施例等においても用いられるものであるが、例えば図５に示されるように、弾性体５４を備え振動子には、裏面に圧電素子５５が接合され、上面には複数の突起部５６が設けられている。
圧電素子５５に交流電圧を印加することにより、突起部５６に楕円運動が励起され、この楕円運動によって、突起部５６に加圧接触している被駆動体５７が、直線的に駆動するように構成されている。
【特許文献１】特開２００５−２７３６４号公報
【特許文献２】特開平１０−２１０７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記したように、特許文献２のような直動型の振動波駆動装置においては、振動子と被駆動体の接触部分には複数の突起部が存在し、この突起部の楕円運動を介して被駆動体を直線的に駆動できるように構成されている。
そのため、特許文献１のような回転型の振動波駆動装置と異なり、被駆動体と振動子が接触する部分と接触しない部分が存在することから、被駆動体の摺動部分に離散的に水分子が付着している場合が生じる。
例えば、被駆動体を高湿度の環境下に置くと、水分が付着する部分と、付着しない部分が存在する場合が生じる。
被駆動体の摺動部分に離散的に水分が付着しているとき、振動型モータを駆動しようとすると水分が介在する部分では摩擦力が低下し、水分が介在しない部分では所望の摩擦力となる。
そのため、所定の速度で駆動した場合、水分の介在する部分で動かなかったり、水分が介在しない部分では動いたりと、不安定な動作をすることとなる。
したがって、直動型の振動波駆動装置においては、回転型の振動波駆動装置と比較して、特に、摺動部分に介在する水分を全て除去することが、重要な課題となる。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、被駆動体と振動子との接触部に介在する水分により推力が減少した際に水分子を除去し、摩擦力を所定の摩擦力に回復することによって、所定の速度で駆動させることが可能となる振動波駆動装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、次のように構成した振動波駆動装置を提供するものである。
本発明の振動波駆動装置は、電気−機械エネルギー変換素子を有する振動子と、該振動子に設けられた駆動部に対して離散的に加圧接触する被駆動体と、前記電気−機械エネルギー変換素子に駆動信号を与える第１の駆動信号付与手段と、を備え、
前記駆動信号付与手段により前記電気−機械エネルギー変換素子に駆動信号を与えて前記振動子の駆動部に楕円運動を生じさせ、該駆動部と加圧接触する前記被駆動体を前記振動子に対して相対移動させる振動波駆動装置であって、
前記第１の駆動信号付与手段とは別の第２の駆動信号付与手段を備え、
前記第２の駆動信号付与手段によって、前記電気−機械エネルギー変換素子に周期的動作を行う駆動信号を与え、前記駆動部と前記被駆動体との接触部に介在する水分を除去することを特徴とする。
また、本発明の振動波駆動装置は、前記第２の駆動信号付与手段は、前記相対移動する際の前記駆動部による前記被駆動体に対する推力が低下したときに、該第２の駆動信号付与手段の駆動信号により速度変動の付与が可能に構成されていることを特徴とする。
また、本発明の振動波駆動装置は、前記推力の低下が、前記被駆動体の速度を検出する検出手段により検出された速度と、前記第１の駆動信号付与手段による前記駆動信号との関係により検出可能に構成されていることを特徴とする。
また、本発明の振動波駆動装置は、前記第２の駆動信号付与手段は、前記振動波駆動装置への電源投入時または所定時間停止後であって、前記第１の駆動信号付与手段による前記駆動信号の付与前に、
該第２の駆動信号付与手段の駆動信号により速度変動の付与が可能に構成されていることを特徴とする。
また、本発明の振動波駆動装置は、前記振動波駆動装置への電源投入時または所定時間停止後に、前記離散的に加圧接触し得る領域を相対移動することが可能に構成されていることを特徴とする。
また、本発明の振動波駆動装置は、前記第２の駆動信号付与手段による周期的動作を行う駆動信号の周波数が、前記第１の駆動信号付与手段の駆動信号による前記相対移動が応答し得る周波数以下に設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、被駆動体と振動子との接触部に介在する水分により推力が減少した際に水分子を除去し、摩擦力を所定の摩擦力に回復することによって、所定の速度で駆動させることが可能となる振動波駆動装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
つぎに、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態における振動波駆動装置は、上記した駆動部と被駆動体との接触部に介在する水分を除去するために、つぎのような構成を備えている。
本実施形態における振動波駆動装置は、裏面に電気−機械エネルギー変換素子（圧電素子）を有し、上面に駆動部が設けられた振動子と、前記電気−機械エネルギー変換素子に駆動信号を与える第１の駆動信号付与手段と、を備えている。
そして、この駆動信号付与手段により前記電気−機械エネルギー変換素子に駆動信号を与えて前記振動子の駆動部に楕円運動を生じさせ、該駆動部と加圧接触する前記被駆動体を前記振動子に対して相対移動させるように構成されている。
その際、本実施形態の振動波駆動装置においては、前記第１の駆動信号付与手段とは別の第２の駆動信号付与手段を備えた構成とされ、これにより上記した駆動部と被駆動体との接触部に介在する水分を除去する。
すなわち、この第２の駆動信号付与手段によって、前記電気−機械エネルギー変換素子に周期的動作を行う駆動信号を与え、前記駆動部と前記被駆動体との接触部に介在する水分を除去する。
前記第２の駆動信号付与手段は、前記相対移動する際の前記駆動部の前記被駆動体に対する推力が低下したときに、該第２の駆動信号付与手段の駆動信号により速度変動の付与が可能となるように構成することができる。
あるいは、前記第２の駆動信号付与手段は、前記振動波駆動装置の電源投入時または所定時間停止後であって、前記第１の駆動信号付与手段による前記駆動信号の付与前に、該駆動信号により速度変動の付与が可能となるように構成してもよい。
【実施例】
【００１０】
以下に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１では、相対移動する際に駆動部の被駆動体に対する推力が低下したときに、速度変動を付与し、振動型アクチュエータ（振動波駆動装置）を制御するようにした構成例について説明する。
図５に、本実施例における振動型アクチュエータ（振動波駆動装置）の基本構成の一例を説明する外観斜視図を示す。
図５において、５４は弾性体、５５は圧電素子、５６は突起部、５７は被駆動体である。
本実施例の振動型アクチュエータ（振動波駆動装置）は、圧電素子（電気−機械エネルギー変換素子）を備えた振動子と、該振動子に設けられた駆動部と離散的に加圧接触する被駆動体と、を備える。
【００１１】
本実施例の振動型アクチュエータ（振動波駆動装置）は、図５に示すように、この振動型アクチュエータの振動子は、矩形の板状に形成された金属材料から成る弾性体５４を備えている。
また、弾性体５４の裏面には圧電素子（電気−機械エネルギー変換素子）５５が接合され、弾性体５４の上面の所定位置には、複数の突起部５６が設けられている。
このような構成によれば、圧電素子５５に交流電圧を印加することにより、弾性体５４の長辺方向における２次の屈曲振動と、弾性体５４の短辺方向における１次の屈曲振動とが同時に発生し、突起部５６に楕円運動が励起される。
そして、突起部５６に被駆動体５７を加圧接触させることにより、被駆動体５７を突起部５６の楕円運動によって直線的に駆動することができるようになっている。
つまり、突起部５６がこの振動子の駆動部として作用する。
【００１２】
図６は、図５に示した本実施例における振動型アクチュエータ（振動波駆動装置）における圧電素子５５の分極領域の一例を示す模式図である。
また、図７（ａ）、図７（ｂ）は弾性体５４の振動モードを示す斜視図であり、図８、図１１は弾性体５４の突起部５６に励起する楕円運動の説明図である。
上記圧電素子５５は、図６に示すように、分極処理されて２つの電極Ａ１、Ａ２を備えている。
上記２つの電極Ａ１、Ａ２に同相の交流電圧Ｖ１、Ｖ２を印加することにより、上記矩形の弾性体５４において長辺方向と平行な方向に延びた２本の節を有する１次の屈曲振動を励振する。これが図７（ａ）に示す第１の振動モードとなる。
また、２つの電極Ａ１、Ａ２に逆相の交流電圧Ｖ１、Ｖ２を印加することにより、矩形の弾性体５４の短辺方向と平行な方向に延びた３本の節を有する２次の屈曲振動を励振する。これが図７（ｂ）に示す第２の振動モードとなる。
そして、上記第１の振動モードと第２の振動モードの組み合わせにより突起部５６に楕円運動を励振し、このとき、突起部５６に被駆動体を加圧接触させると、被駆動体を直線的に駆動することができるようになっている。
【００１３】
ここで、図７（ａ）に示す第１の振動モードによって、突起部５６には、被駆動体との加圧接触する接触面と垂直な方向に変位する振幅（以下、Ｚ軸振幅という）が励起される。
また、図７（ｂ）に示す第２の振動モードによって、突起部５６には、被駆動体の駆動方向と平行な方向に変位する振幅（以下、Ｘ軸振幅という）が励起される。
上記第１の振動モードと第２の振動モードの２つの振動モードを組み合わせることにより、所定の突起部５６に図８に示すように楕円運動が励起することができ、Ｚ軸振幅とＸ軸振幅の大きさの比が、楕円運動の楕円比に影響を与える。
【００１４】
図９は、２相の電圧Ｖ１、Ｖ２の位相差を位相差を−１８０度〜１８０度で変化させたときの第１の振動モード及び第２の振動モードの振幅を説明するためのグラフである。
分極された圧電素子５５における２つの電極Ａ１、Ａ２に印加する２相の交流電圧Ｖ１、Ｖ２の位相差を−１８０度〜１８０度に変化させたときの、第１の振動モードと第２の振動モード（Ｐ２）の振幅は、それぞれ図９のＰ１とＰ２に示すようになる。
同図の横軸が位相差を示し、縦軸が第１の振幅モードと第２の振幅モードの振幅を示している。
第１の振動モードと第２の振動モードの組み合わせにより突起部５６に楕円運動が励起し、印加する交流電圧Ｖ１、Ｖ２の位相差を変更することにより、所定の突起部５６の励起する楕円運動の楕円比を調整することができる。
図９の下部に、横軸の位相差に応じた楕円形状を示す。
【００１５】
そして、交流電圧Ｖ１、Ｖ２の位相差の正負の符号を切り替えることにより、直線的に駆動する振動型アクチュエータの駆動方向を切り替えることができる。
さらに、位相差を任意の値から正負の符号を含めて連続的に切り替える（例えば、位相差を正負の符号を含めて９０度から−９０度まで連続的に変更する）ことにより、駆動方向と速度が連続的に変化させることが可能になる。
また、圧電素子に印加する交流電圧の周波数を共振周波数に近づけることにより、速度を速くすることができ、印加する交流電圧の周波数を共振周波数から遠ざけることにより、速度を遅くすることができることが一般的に知られている。
例えば、上記の図５に示した振動波アクチュエータの基本的構成において、駆動周波数と駆動速度の関係は、図１０に示すような関係になる。
すなわち、共振周波数を速度のピークとし、共振周波数よりも高周波数側ではなだらかに駆動速度が減少し、且つ低周波側では急激に駆動速度が減少するような特性となる。
【００１６】
このように、図６に示すように分極処理された圧電素子を備えた振動型アクチュエータは、圧電素子に印加する２つの交流電圧の周波数を変化させることによって速度制御を行うことが可能である。
また、位相を変化させることによって速度制御を行うことが可能である。また位相を変化させることによって位置制御を行うことができる。
また、周波数を変化させることによって位置制御を行うことができる。周波数と位相を同時刻、または別の時刻に変化させて位置制御ができることはいうまでもない。
【００１７】
つぎに、実施例１における制御装置の構成について説明する。
図１に、本実施例における振動型アクチュエータ（振動波駆動装置）の制御装置の構成を説明するブロック図を示す。
図１において、１５は振動型アクチュエータ（振動波駆動装置）、１６は位置検出部、１７は位置指令生成部、１８は比較部、２０は速度変動発生部である。
【００１８】
本実施例における制御装置は、被駆動体の目標値を生成する位置指令生成部１７を有し、その出力側には、速度変動発生部２０が接続されている。
速度変動発生部２０の出力側には比較部１８を介して位置決め制御器１９が接続されている。
【００１９】
つぎに、速度変動発生部２０の詳細な機能について説明する。
図２に、速度変動発生部２０の機能を詳細に説明するための説明図を示す。
速度変動発生部２０は、位置指令生成部１７の出力である位置指令ｒを受けて、位置指令生成部１７の出力である位置指令ｒに速度変動ｖを付与した速度変動付加指令値ｕを出力する。
速度変動ｖは周期的動作を行う駆動信号であり、不図示のメモリから読み出され、または関数により演算される。
また、周期的動作を行う駆動信号の周波数は、相対移動が応答し得る周波数以下に設定される。
【００２０】
ここで、図１４に、図１に示す制御ブロックにより振動型アクチュエータ１５を位置決め制御する位置決め制御器の閉ループの周波数応答特性についてのグラフを示す。
図１４に示す周波数に対するゲインが−３ｄＢである周波数を応答しうる周波数に設定する。
図２に示す速度変動ｖにおける周期的動作を行う駆動信号はサイン波、矩形波、鋸波、三角波による波形信号であってもよい。
図１における比較部１８は、速度変動発生部２０から出力された速度変動付加指令値ｕと、位置検出部１６から出力された被駆動体の現在位置とを比較する。
位置決め制御器１９は、比較部１８の比較結果から、振動型アクチュエータ１５の操作量ｅを演算する。
位置決め制御器１９は、ＰＩ制御器と、ＰＩＤ制御器とで構成され、振動型アクチュエータ１５の操作量ｅを出力する。
ここで振動型アクチュエータ１５を駆動する手段としての交流電圧の印加方法、周波数、位相差の設定方法については、省略する。
位置検出部１６は、振動型アクチュエータ１５の被駆動体の位置を検出するものであり、例えば、リニアスケールやエンコーダによって構成される。
振動型アクチュエータ１５は、上記した図５に示した振動型アクチュエータで構成されている。
矩形の板状に形成された金属材料から成る弾性体５４の裏面に圧電素子５５が接合され、弾性体５４の表面に駆動部としての複数の突起部５６が設けられた振動子を備えている。
また、位置決め制御器１９の出力側には、振動型アクチュエータ１５が接続されている。
本実施例では、上述した位置決め制御器１９、及び速度変動発生部２０はＣＰＵ上でソフトウェアとして実現されている。
【００２１】
つぎに、本実施例における振動型アクチュエータの制御動作について説明する。
図３に、本実施例における振動型アクチュエータ１５の位置制御を行う際のＣＰＵ上の制御動作を説明するフローチャートを示す。
外部信号またはＣＰＵ内部で振動型アクチュエータ１５を起動する命令が下されると、まずはＳＴＥＰ１において制御開始関数が呼び出される。関数は割り込み処理により呼び出されてもよい、またループ関数内に構成されてもよい。
次のＳＴＥＰ２においては、推力低下の検出を行う。
本実施例において、推力低下は操作量ｅに基づいた駆動時の速度の関係により検出可能とされている。
ここで速度の検出は位置検出部１６のリニアスケールやエンコーダにより行われるのはいうまでもない。
続くＳＴＥＰ３においては、ＳＴＥＰ２における推力低下が検出された場合に対して、速度変動発生部２０が操作量ｅに速度変動ｖを付与する。速度変動を付与した後にＳＴＥＰ４の通常動作に進む。
ＳＴＥＰ４において、ＳＴＥＰ２における推力低下が検出されない場合に対してはＳＴＥＰ４の通常動作を行う。
ここで通常動作とは、上記速度変動ｖが付与されていない場合の動作であり、この動作は上記したように位置決め制御器１９による振動型アクチュエータ１５の操作量の演算により制御される。
そして、ＳＴＥＰ５において、制御を終了する。ここで割り込み処理を行った場合は次の割り込み処理を待つ。またループ関数内の配置された場合はＳＴＥＰ１が呼び出される。
【００２２】
このように、本実施例では、前記相対移動する際の前記駆動部の前記被駆動体に対する推力が低下したときに、該第２の駆動信号付与手段の駆動信号により速度変動を付与することにより、接触部分に介在する水分を除去することができる。
これにより、摩擦力を所定の摩擦力に回復することができ、所定の速度で駆動させることが可能となる。
【００２３】
［実施例２］
実施例２においては、実施例１のように推力低下の検出を行わずに、電源投入時、又は所定時間停止時に、速度変動付与の動作を行うようにした構成例について説明する。
本実施例の制御装置の構成は、実施例１と同様であり、実施例１のブロック図と同様に、図１で表わすことができる。
また、振動型アクチュエータの構成においても、図５に示した構造において弾性体５４の裏面に接合された圧電素子５５の分極構成が、実施例１と同様であり、図６に示すものとなっている。
【００２４】
つぎに、実施例２における制御動作について説明する。
図１２に、本実施例の振動型アクチュエータ１５の位置制御を行う際のＣＰＵ上の制御動作を示すフローチャートを示す。
ＳＴＥＰ１は電源投入時、又は所定時間停止時であり、電源投入時はＣＰＵを起動する動作であり、所定時間停止時はＣＰＵ内部のカウンタで所定時間カウントした後の動作である。
電源投入時、又は所定時間停止時に外部信号またはＣＰＵ内部で振動型アクチュエータ１５を起動する命令が下され制御開始関数が呼び出される。
【００２５】
次のＳＴＥＰ２において、速度変動付与の動作を行う。
図１３に、本実施例における位置指令発生部及び速度変動発生部の機能の説明図を示す。
この図１３には、図１２におけるＳＴＥＰ２の速度変動付与動作を説明するため、図１のブロック図の一部が示されている。
図１２のＳＴＥＰ２における速度変動付与動作は、図１のブロック図の一部である図１３に示す位置指令生成部１７と速度変動発生部２０によって行われる。
図１２に示すＳＴＥＰ２において、図１３に示す位置指令生成部１７は接触し得る領域を動作する位置指令ｒを生成する。
ここで、接触し得る領域を動作する位置指令ｒとは、振動型アクチュエータ１５が相対駆動する際に、図１に示すブロック図により位置決め制御が行われる位置指令であり、接触し得る領域を相対駆動する位置指令である。
また、図５に示す振動型アクチュエータ１５の構成において、接触し得る領域とは図５に示す被駆動体５７と接触する突起部５６が被駆動体５７に接触可能である有効範囲である。
図５に示す被駆動体５７の長さと図５に示す突起部５６の構成に基づいて接触し得る領域が設定される。
速度変動発生部２０は、位置指令生成部１７の出力である位置指令ｒを受けて、位置指令生成部１７の出力である位置指令ｒに速度変動ｖを付与した速度変動付加指令値ｕを出力する。
速度変動ｖは周期的動作を行う駆動信号であり不図示のメモリから読み出され、または関数により演算される。
周期的動作を行う駆動信号は応答しうる周波数以下に設定される。
【００２６】
ここで図１４は、図１に示す制御ブロックにより振動型アクチュエータ１５を位置決め制御する位置決め制御器の閉ループの周波数応答特性を示すグラフである。
図１４に示す周波数に対するゲインが−３ｄＢである周波数を応答しうる周波数に設定する。
図２に示す速度変動ｖにおける周期的動作を行う駆動信号はサイン波、矩形波、鋸波、三角波による波形信号であってもよい。
続くＳＴＥＰ３において、ＳＴＥＰ２における速度変動付与動作を行った後にＳＴＥＰ４の通常動作を行う。
ここで通常動作とは、上記速度変動ｖが付与されていない場合の動作であり、この動作は上記したように位置決め制御器１９による振動型アクチュエータ１５の操作量の演算により制御される。
そして、ＳＴＥＰ４において、ＳＴＥＰ３における通常動作である位置決め制御動作を終了する。
【００２７】
このように、本実施例では、電源投入時、または所定時間停止時に、接触し得る領域を、相対駆動を行う際に速度変動ｖを付与する。
これにより、接触部分に介在する水分子を除去し、摩擦力を所定の摩擦力に回復することができ、所定の速度で駆動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例１における振動型アクチュエータ（振動波駆動装置）の制御装置の構成を説明するブロック図である。
【図２】本発明の実施例１における速度変動発生部の機能を詳細に説明するための説明図である。
【図３】本発明の実施例１における振動型アクチュエータの位置制御を行う際のＣＰＵ上の制御動作を説明するフローチャートである。
【図４】従来例である回転型の振動型アクチュエータ（振動波駆動装置）の基本構成の一例を説明する外観斜視図である。
【図５】本発明の実施例１における振動型アクチュエータ（振動波駆動装置）の基本構成の一例を説明する外観斜視図である。
【図６】本発明の実施例１である図５に示した振動型アクチュエータ（振動波駆動装置）における圧電素子の分極領域の一例を示す模式図である。
【図７】本発明の実施例１における振動型アクチュエータ（振動波駆動装置）の弾性体の振動モードを示す斜視図である。
【図８】本発明の実施例１における振動型アクチュエータ（振動波駆動装置）の弾性体の突起部に励起する楕円運動の説明図である。
【図９】本発明の実施例１における第１の振動モード及び第２の振動モードの振幅を説明するためのグラフである。
【図１０】本発明の実施例１における振動型アクチュエータの周波数と速度の関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施例１における弾性体の突起部に励起する楕円運動を説明するための説明図である。
【図１２】本発明の実施例２における振動型アクチュエータの位置制御を行う際のＣＰＵ上の制御動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施例２における位置指令発生部及び速度変動発生部の機能の説明図である。
【図１４】本発明の実施例１における振動型アクチュエータの位置決め制御時の閉ループの周波数応答の特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２９】
１５：振動型アクチュエータ
１６：位置検出部
１７：位置指令生成部
１８：比較部
１９：位置決め制御器
２０：速度変動発生部
２１：駆動信号生成部
５４：弾性体
５５：圧電素子
５６：突起部
５７：被駆動体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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