(57)【要約】【課題】複数の振動子で１つの接触部材を駆動する場合に、安定した駆動が行えるようにする。【解決手段】振動型駆動装置は、電気−機械エネルギ変換素子１０３により振動が励起される弾性体１０２を有する振動子１０４と、電気−機械エネルギ変換素子に周期信号としての駆動信号を印加する駆動手段２０３〜２０５とを有し、複数の振動子の弾性体に接触する接触部材１０１を駆動する。駆動手段は、起動時からその後の駆動中における複数の振動子のそれぞれの電気−機械エネルギ変換素子に印加する駆動信号間の位相の関係を変化させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気−機械エネルギ変換素子により振動が励起される弾性体を有する振動子と、
前記電気−機械エネルギ変換素子に周期信号としての駆動信号を印加する駆動手段とを有し、
複数の前記振動子の前記弾性体に接触する接触部材を駆動する振動型駆動装置であって、
前記駆動手段は、起動時からその後の駆動中における前記複数の振動子のそれぞれの前記電気−機械エネルギ変換素子に印加する前記駆動信号間の位相の関係を変化させること特徴とする振動型駆動装置。
【請求項２】
前記駆動手段は、前記起動時よりも前記駆動中における前記駆動信号間の位相差を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の振動型駆動装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、前記起動時における前記位相の関係を同位相とし、前記駆動中に前記位相の関係を互いに異なる位相とすることを特徴とする請求項１に記載の振動型駆動装置。
【請求項４】
前記駆動手段は、前記起動時において前記位相の関係を同位相とし、前記駆動中に前記接触部材の速度が所定速度に達することに応じて前記位相の関係を互いに異なる位相とすることを特徴とする請求項２に記載の振動型駆動装置。
【請求項５】
前記駆動手段は、前記駆動中において、前記複数の振動子の全ての前記弾性体に振動を励起するよう前記駆動信号を印加することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の振動型駆動装置。
【請求項６】
前記駆動手段は、前記駆動中において、前記複数の振動子のうち少なくとも１つの前記弾性体が前記接触部材に接触するように前記位相の関係を設定すること請求項１から５のいずれか一項に記載の振動型駆動装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の振動型駆動装置と、
前記接触部材としての又は該接触部材から駆動力が伝達される被駆動部材とを有することを特徴とする動作装置。
【請求項８】
電気−機械エネルギ変換素子により振動が励起される弾性体を有する振動子を複数有し、前記電気−機械エネルギ変換素子に周期信号としての駆動信号を印加して、前記複数の振動子の前記弾性体に接触する接触部材を駆動する振動型駆動装置をコンピュータに制御させる制御プログラムであって、
前記振動型駆動装置の起動時からその後の駆動中における前記複数の振動子のそれぞれの前記電気−機械エネルギ変換素子に印加される前記駆動信号の位相の関係を変化させること特徴とする振動型駆動装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気−機械エネルギ変換素子により励起された振動により被駆動部材を駆動する振動型駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学機器におけるレンズ駆動や他の動作装置における被駆動部材に駆動力を与える駆動源として、上記のような振動型駆動装置（以下、振動型モータともいう）が採用されている。
【０００３】
特許文献１にて開示された振動型モータは、１つの接触部材（摩擦部材）に対して複数の振動子が設けられている。それぞれの振動子は所定の間隔をあけて配置され、該１つの接触部材に圧接する。各振動子に周期信号としての駆動信号を印加して振動子に振動が励起されると、振動子のうち接触部材と接している部分に楕円運動が生じ、これにより、接触部材が駆動される。
【０００４】
このとき、振動子ごとに位相をずらした駆動信号を生成することにより、駆動中も必ず１つの振動子は停止しており、その振動子と接触部材とが摩擦接触した状態を保つことが可能となる。このため、外乱の影響を受けても接触部材が不用意に動くことがなく、速度むらが少ない安定した駆動が可能となる
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１２０３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１にて開示された振動型モータでは、複数の振動子のうち必ず１つが停止して接触部材と摩擦接触した状態となるように制御されているため、停止している振動子には駆動方向と逆方向の摩擦力が働き、これが大きな負荷となる。特に負荷が大きい起動時においては、特許文献１にて開示された制御を行うと、起動時間に多大な時間を要する。また、常に１つの振動子が停止した状態で駆動を行うため、停止している振動子には摩擦が生じ、摩耗によって耐久性能が低下する。
【０００７】
本発明は、複数の振動子で１つの接触部材を駆動する場合に、安定した駆動が行えるようにした振動型駆動装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての振動型駆動装置は、電気−機械エネルギ変換素子により振動が励起される弾性体を有する振動子と、電気−機械エネルギ変換素子に周期信号としての駆動信号を印加する駆動手段とを有し、複数の振動子の弾性体に接触する接触部材を駆動する。そして、駆動手段は、起動時からその後の駆動中における複数の振動子のそれぞれの電気−機械エネルギ変換素子に印加する駆動信号間の位相の関係を変化させること特徴とする。
【０００９】
また、上記振動型駆動装置と、接触部材としての又は該接触部材から駆動力が伝達される被駆動部材とを有する動作装置も、本発明の他の一側面を構成する。さらに、上記のような駆動信号の制御をコンピュータに行わせる制御プログラムも、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、起動時からその後の駆動中における複数の振動子のそれぞれの電気−機械エネルギ変換素子に印加する駆動信号間の位相の関係を変化させることで、起動時や駆動中に適した駆動状態を設定することができ、安定した駆動を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例である振動型モータの正面図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図。
【図３】実施例の振動型モータの弾性体の拡大斜視図。
【図４】実施例の振動型モータの駆動制御部の構成を示すブロック図。
【図５】実施例の振動型モータの加減速駆動の例を示すグラフ。
【図６】実施例の振動型モータの第１の駆動モードにおける駆動信号のタイミングチャート。
【図７】実施例の振動型モータの第２の駆動モードにおける駆動信号のタイミングチャート。
【図８】実施例の振動型モータの楕円運動を説明する図。
【図９】実施例の振動型モータの制御フローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１および図２には、本発明の実施例である振動型モータ（振動型駆動装置）におけるモータ部の構成を示す。図１には、モータ部を、後述する振動子における接触部材との接触面に正対する方向から見て示している。ただし、図１では接触部材の図示を省略している。また、図２は図１のモータ部をＡ−Ａ線に沿って切断したときの断面を示す。
【００１４】
本実施例の振動型モータは、カメラ用のレンズ鏡筒におけるレンズ駆動用アクチュエータとして好適な回転駆動タイプのモータ部を有する。ただし、本実施例にて説明する振動型モータの駆動方法は、回転駆動タイプに限らず、リニア駆動タイプ等、他の駆動タイプのモータ部を有する振動型モータにも適用することができる。
【００１５】
これらの図において、１０１は接触部材（または摩擦部材）としてのロータであり、後述するリング部材１０７と図１の方向から見て重なるようなリング形状を有する。ロータ１０１のリング状の面は、振動子（の弾性体）が摩擦接触する被接触面１０１ａである。１０２は被接触面１０１ａに摩擦接触し、かつ接触方向に加圧される弾性体である。１０３は弾性体１０２に接着等によって圧着された電気−機械エネルギ変換素子としての圧電素子である。なお、弾性体１０２と圧電素子１０３とにより振動子１０４が構成される。そして、本実施例では、モータ部がこのような振動子１０４を複数（３つ）有し、これら３つの振動子１０４にて発生した楕円運動により１つのロータ１０１を回転駆動する。
【００１６】
なお、本実施例では、３つの振動子１０４を設ける場合について説明するが、振動子１０４の数は２つでもよく、また４つ以上であってもよい。
【００１７】
１０５は保持部材であり、振動子１０４を後述するリング部材１０７に対して保持する薄板状の部材である。保持部材１０５は、振動子１０４の両端に設けられ、ビス１０６によって後述するリング部材１０７に固定される。なお、弾性体１０２と保持部材１０５は溶接等によって固定される。
【００１８】
リング部材１０７は、保持部材１０５、加圧軸１０８および板バネ１０９等を保持するモータ部のベースとなる部材である。加圧軸１０８は、リング部材１０７に形成された穴部内に配置され、振動子１０４をロータ１０１（被接触面１０１ａ）に押し付ける方向およびその反対方向にのみ移動可能に保持されている。加圧軸１０８における一端は、振動子１０４に当接し、他端は板バネ１０９に当接している。板バネ１０９は、その両端部が２本のビス１１０にてリング部材１０７に固定され、その弾性力によって加圧軸１０８を押す。これにより、振動子１０４をロータ１０１に押し付ける加圧力が発生する。
【００１９】
このように構成されたモータ部において、後述する駆動制御部から圧電素子１０３に周期信号（交番信号）としての駆動信号を印加（供給）する。これにより、弾性体１０２に振動を励起し、弾性体１０２のうち被接触面１０１ａと接触する接触面に図２に矢印Ｂで示すような楕円運動を発生させることができる。この楕円運動によってロータ１０１が回転駆動される。
【００２０】
なお、実際のレンズ鏡筒等の動作装置に組み込まれる際には、ロータ１０１から駆動力伝達部材を介して又は直接、該動作装置を構成する被駆動部材に駆動力が伝達される。レンズ鏡筒においては、被駆動部材としてはフォーカスレンズ、ズームレンズ、回転筒（カム筒）等がある。また、ロータ１０１自体が被駆動部材として動作装置の一部を構成する場合もある。
【００２１】
図３には、弾性体１０２を拡大して示している。弾性体１０２の中央の平板部１０２ａには、互いに離間した２つ突起部１０２ｂが形成されている。これら２つの突起部１０２の上端面、すなわちロータ１０１の被接触面１０１ａに接触する接触面は、平板部１０２ａから同一の高さを有する面である。また、これら接触面は、被接触面１０１ａとの良好な接触状態を確保するため、製造時には研磨処理により均一な面に仕上げられる。
【００２２】
一方、平板部１０２ａの裏面側には、図２に示した圧電素子１０３が接着等により圧着されている。圧電素子１０３は、複数の圧電素子膜を積層して一体化したものである。圧電素子１０３には、これに接合されたフレキシブルプリント基板（図示せず）を介して互いに位相が異なる２相の駆動信号（周期信号）が印加され、弾性体１０２に２つのモードの振動を励起する。このとき２つの駆動信号の位相が所定の位相差を持つように設定することで、弾性体１０２の突起部１０２ｂには、図３に矢印Ｃで示すようなＸＹ面内での楕円運動が発生する。この楕円運動を図１に示すようにロータ１０１の周方向３か所に配置された振動子１０４で発生させ、ロータ１０１の接触面１０１ａに対して摩擦によって駆動力として伝達することで、ロータ１０１を回転駆動させることが可能となる。
【００２３】
弾性体１０２の両端には、保持部材１０５が固定される接合部１０２ｃが形成されている。そして、弾性体１０２は、保持部材１０５にこの接合部１０２ｃにおいて溶接や接着等により固定される。各接合部１０２ｃと平板部１０２ａとの間にはこれら接合部１０２ｃと平板部１０２ａよりも細い形状を有する腕部１０２ｄが形成され、この腕部１０２ｄを介して振動子１０４が保持部材１０５に固定される。このとき、接合部１０２ｃは振動の節部となる。以上のような構成により、モータ部が構成される。
【００２４】
次に、本実施例の振動型モータにおける駆動制御部（駆動手段）の構成について、図４を用いて説明する。図４には、レンズ鏡筒に本実施例の振動型モーを組み込んだ場合の構成例を示している。２０１は被駆動部材としてのレンズであり、ロータ１０１から駆動力伝達機構２００を介して駆動力を受ける。ロータ１０１は、先にも説明したように圧電素子１０３が固定された弾性体１０２、すなわち振動子１０４と加圧状態にて摩擦接触している。この状態で、後述する駆動回路２０５により振動子１０４（圧電素子１０３）に対して駆動信号が印加されると、前述した原理によってロータ１０１が駆動され、レンズ２０１が光軸方向に移動する。
【００２５】
２０２は位置検出センサであり、ロータ１０１の駆動力によって移動するレンズ２０１の位置を検出する。位置検出センサ２０２としては、レンズ２０１とともに移動する光学スケールと、レンズ鏡筒の固定部分に取り付けられたフォトリフレクタとにより構成される光学式位置検出センサを用いることができる。フォトリフレクタによって光学スケールに形成されたパターンを光学的に検出することで、レンズ２０１の位置や移動量を検出することができる。また、所定ピッチで着磁された磁気パターンをレンズ２０１とともに移動させ、それによる磁気変化を磁気抵抗素子により電気信号に変換することで位置や移動量を検出する磁気式位置検出センサを用いてもよい。その他、ＨｉｇｈとＬｏｗの繰り返しパターンを異なる位相で複数出力するパルスエンコーダ等を用いてもよい。
【００２６】
２０３は駆動信号の位相（および２相の位相差）、周波数、デューティー比等を設定する駆動条件設定部である。駆動条件設定部２０３は、位置検出センサ２０２によって検出される位置情報に基づいて、後述する駆動信号生成部２０４で生成する駆動信号の位相（および２相の位相差）、周波数、デューティー比等の駆動条件を決定する。
【００２７】
駆動信号生成部２０４は、駆動条件設定部２０３にて決定された駆動条件に従って２相の駆動信号を生成する。本実施例では、駆動信号生成部２０４は、パルス周期信号としての駆動信号を生成する。駆動信号生成部２０４で生成された２相の駆動信号は駆動回路２０５に出力される。
【００２８】
駆動回路２０５は、駆動信号生成部２０４から入力された駆動信号に対して、圧電素子１０３を駆動するのに適した電圧値を持つように電圧増幅を行う。そして、駆動回路２０５は、３つの振動子１０４（圧電素子１０３）に増幅した後の２相の駆動信号を印加して、各振動子１０４に振動（楕円運動）を発生させ、モータ部を駆動する。以下の説明において、振動子１０４に振動を発生させてモータ部を駆動することを、振動子１０４を駆動するという。
【００２９】
そして、位置検出センサ２０２により検出される位置情報がレンズ２０１の目標位置に一致するように駆動条件設定部２０３での駆動条件の決定、駆動信号生成部２０４での駆動信号の生成および駆動回路２０５による増幅印加が行われる。これにより、レンズ２０１を目標位置に移動させることができる。
【００３０】
本実施例では、駆動条件設定部２０３は、３つの振動子１０４のそれぞれの圧電素子１０３に印加する駆動信号間の位相の関係を変化させるよう制御することができる。具体的には、３つの振動子１０４に対して印加する駆動信号間の位相の関係を同位相とする第１の駆動モード（第１の駆動状態）と、該位相の関係を互いに異なる位相となるようにする第２の駆動モード（第２の駆動状態）とに切り替えることができる。ここにいう「駆動信号」とは、１つの振動子１０４に印加される２相駆動信号をまとめて表現したものである。
【００３１】
以下、第１および第２の駆動モードおよびそれらの切り替え制御の具体例について説明する。図５には、図４におけるロータ１０１（レンズ２０１）の駆動時の加減速制御の例を示す。図５の横軸ｔは経過時間を示し、縦軸ｖはロータ１０１の回転速度（レンズ２０１の移動速度）を示す。また、図９には、図５に示した加減速制御をコンピュータとしての駆動条件設定部２０３が行う場合に用いる制御プログラム（コンピュータプログラム）をフローチャートで示している。
【００３２】
本実施例では、駆動条件設定部２０３は、ステップＳ１０１にてロータ１０１の駆動を時間ｔ＝０から駆動を開始し（すなわち振動型モータを起動し）、駆動信号の周波数をスイープさせながら徐々に加速していく。このとき、起動開始（ｔ＝０）からＤで示す起動区間（起動時）では第１の駆動モードを用いる。
【００３３】
そして、ステップＳ１０２にて速度が第１の所定速度ｖ１に達したと判定すると、ステップＳ１０３にて加速度を増加させる。このとき、速度が第１の所定速度ｖ１に達した以降のＥで示す駆動区間（駆動中）では第２の駆動モードを用いる（第２の駆動モードに切り替える）。ステップＳ１０４にて速度が第２の所定速度ｖ２に達したと判定すると、ステップＳ１０５にて速度ｖ２での定速駆動を行い、レンズ２０１の目標位置に近づいたと判定すると（ステップＳ１０６）、減速し始める（ステップＳ１０７）。そして、目標位置に達したと判定すると（ステップＳ１０８）、駆動を停止させる。
【００３４】
第１の駆動モードでは、３つの振動子１０４に対して印加される駆動信号の位相関係が同位相であるので、これら３つの振動子１０４の楕円運動も同位相で発生する。このため、それぞれ楕円運動する３つの弾性体１０２が同時にロータ１０１に駆動力を与えるので、駆動負荷の大きい起動時においてより素早くロータ１０１を加速することができる。
【００３５】
一方、第２の駆動モードでは、３つの振動子１０４に対して印加される駆動信号の位相関係が互いに異なる位相であるので、３つの振動子１０４の楕円運動も異なる位相で発生する。このため、それぞれ楕円運動する３つの弾性体１０２は互いに異なるタイミングでロータ１０１に駆動力を与える。言い換えれば、３つの振動子１０４がロータ１０１に接触している時間は第１の駆動モードの３倍となる。したがって、第１の駆動モードに比べて、駆動力は小さいが、外乱に強く速度むらが生じ難い駆動が可能となる。
【００３６】
このように、少なくとも起動時（Ｄ区間）において３つの振動子１０４に対して印加される駆動信号の位相関係を同位相とし、その後の駆動中（Ｅ区間）においては該位相関係を異なる位相とすることで、起動性が良く、速度むらが少ない安定した駆動が可能となる。
【００３７】
次に、第１の駆動モードと第２の駆動モードを駆動信号を用いて説明する。図６には、第１の駆動モードにおいて３つの振動子１０４にそれぞれ印加される２相の駆動信号の関係を示している。ここでは、３つの振動子１０４をそれぞれ、第１の振動子、第２の振動子、第３の振動子とする。第１の振動子の２相の駆動信号をＡ１とＢ１で示す。第２の振動子の２相の駆動信号をＡ２とＢ２で示す。第３の振動子の２相の駆動信号をＡ３とＢ３で示す。
【００３８】
駆動信号Ａ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２，Ａ３，Ｂ３は、パルス周期が同一であり、この周期は駆動条件設定部２０３が設定した周波数に対応する。また、２相の駆動信号Ａ１，Ｂ１間、２相の駆動信号Ａ２，Ｂ２間、２相の駆動信号Ａ３，Ｂ３間の位相差はすべてΦＡＢであり、これも駆動条件設定部２０３が設定した位相差である。なお、図６では、駆動信号の１周期を３６０度として、位相差ΦＡＢを約９０度、すなわち約１／４周期として示している。ただし、実際には、位相差ΦＡＢの値は−９０度から＋９０度までの範囲内で変化されて、速度や駆動方向の制御等が行われる。ここで、第１の振動体の駆動信号Ａ１は、図３に示した弾性体１０２を屈曲させて突起部１０２ｂを同図中のＸ方向に変位させる信号であり、駆動信号Ｂ１は弾性体１０２を屈曲させて突起部１０２ｂを図２のＹ方向に変位させる信号である。このため、駆動信号Ａ１，Ｂ１間に所定の位相差を持たせることで、突起部１０２ｂにＸＹ面内での楕円運動を行わせることができる。第２の振動体の駆動信号Ａ２，Ｂ２および第３の振動体の駆動信号Ａ３，Ｂ３についても同様である。
【００３９】
一方、第１の駆動モードでは、第１から第３の振動子の２相の駆動信号のうち一方である駆動信号Ａ１，Ａ２，Ａ３の位相は同位相である。また、第１から第３の振動子の２相の駆動信号のうち一方である駆動信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の位相も同位相となっている。この位相についても駆動条件設定部２０３により設定される。この場合、第１から第３の振動子に生じる楕円運動も同位相となる。この状態では、第１から第３の振動子は、楕円運動の上死点付近において同じタイミングでロータ１０１に接触し、それ以外の楕円運動位置ではロータ１０１と接触しない。したがって、第１から第３の振動子の駆動中にこれらのすべてがロータ１０１と摩擦接触しない時間が生じるため、外乱による影響を受け易い。しかし、摩擦接触している時間においては第１から第３の振動子からの駆動力が同時にロータ１０１に加わるため、大きな駆動力でロータ１０１を駆動することができる。
【００４０】
次に、図７には、第２の駆動モードにおいて３つの振動子１０４にそれぞれ印加される２相の駆動信号の関係を示している。ここでも、３つの振動子１０４をそれぞれ、第１の振動子、第２の振動子、第３の振動子とする。図７では、第１の振動子の２相の駆動信号をＡ１′とＢ１′で示す。第２の振動子の２相の駆動信号をＡ２′とＢ２′で示す。第３の振動子１０４の２相の駆動信号をＡ３′とＢ３′で示す。
【００４１】
駆動信号Ａ１′，Ｂ１′，Ａ２′，Ｂ２′，Ａ３′，Ｂ３′は、パルス周期が同一であり、この周期は駆動条件設定部２０３が設定した周波数に対応する。また、２相の駆動信号Ａ１′，Ｂ１′間、２相の駆動信号Ａ２′，Ｂ２′間、２相の駆動信号Ａ３′，Ｂ３′間の位相差はすべてΦＡＢであり、これも駆動条件設定部２０３が設定した位相差である。なお、図７には、図６と同様に、位相差ΦＡＢを約９０度、すなわち約１／４周期として示しているが、実際には、位相差ΦＡＢの値は−９０度から＋９０度までの範囲内で変化されて、速度や駆動方向の制御等が行われる。
【００４２】
一方、第２の駆動モードでは、第１から第３の振動子の２相の駆動信号のうち一方である駆動信号Ａ１′，Ａ２′，Ａ３′を比較すると、駆動信号Ａ１′，Ａ２′間の位相差はΦ′であり、駆動信号Ａ２′，Ａ３′間の位相差もΦ′である。さらに、駆動信号Ａ３′，Ａ１′の位相差もΦ′である。同様に２相の駆動信号のうち他方の駆動信号Ｂ１′，Ｂ２′，Ｂ３′間の位相差もそれぞれΦ′である。つまり、第１から第３の振動子に印加される駆動信号（２相駆動信号）は、すべて同じΦ′ずつ異なる位相差を有する位相関係にある。この位相差についても駆動条件設定部２０３により設定される。
【００４３】
ここで、複数の振動子１０４の個数をｎとすると、位相差Φ′は、以下の式（１）によって表すことができる。
【００４４】
Φ′＝３６０／ｎ     （１）
本実施例では、ｎ＝３であるため、Φ′＝１２０度となる。
【００４５】
このように、第１から第３の振動子に印加される駆動信号（２相駆動信号）がすべて同じΦ′ずつ異なる位相差を有する。第１から第３の振動子には異なるタイミング（位相）で楕円運動が発生する。このことを図８を用いて説明する。
【００４６】
図８には、振動子１０４とロータ１０１との接触部に生じる楕円運動を拡大して示している。図８において、楕円運動は反時計回り方向で発生しており、位相差ΦＡＢの符号を変えることでその方向を変えることができる。第２の駆動モードでは、図７で説明したように、第１から第３の振動子の駆動信号の位相差Φ′を１２０度に設定している。したがって、例えば第１の振動子（駆動信号Ａ１′，Ｂ１′）が楕円運動の上死点３０１に存在するとき、同じタイミングでは、第２の振動子（駆動信号Ａ２′，Ｂ２′）は位置３０２に、第３の振動子（駆動信号Ａ３′，Ｂ３′）は位置３０３に存在する。すなわち、第１から第３の振動子は位置３０，３０２，３０３間の間隔を保ったまま楕円運動を行う。
【００４７】
ここで、ロータ１０１と各振動子の楕円運動による摩擦接触が上死点近傍のＦで示す範囲で生じるとすると、第１の駆動モードでは、第１から第３の振動子が同じタイミングで楕円運動を行うため、Ｆの範囲で摩擦接触がない状態が生じる。一方、第２の駆動モードでは、第１から第３つ振動子が等間隔で順にＦの範囲に入るので、第１の駆動モードに比べて３倍の時間、ロータ１０１に対して摩擦接触することとなる。すなわち、Ｆの範囲が、楕円運動の１回転のうち１／３以上であれば、すべてのタイミングで少なくとも１つの振動体がロータ１０１との摩擦接触状態を保つことができる。したがって、外乱に強く、速度むらが少ない安定した駆動が可能となる。
【００４８】
なお、第１の駆動モードおよび第２の駆動モードともに、第１から第３の振動子の全てを駆動中には停止させずに動作させている。言い換えれば、第１から第３の振動子の全ての弾性体１０２に振動を励起するよう駆動信号を印加している。したがって、従来のように駆動中に停止している振動子が摩耗することがないため、耐久性も向上している。
【００４９】
また、図８に示したＦの範囲は、弾性体１０２の弾性と楕円運動の形状とによって決まるが、楕円運動の１回転のうちの１／３強程度に設定するのが望ましい。よりこの範囲を狭めていくと、高速駆動が可能となるが、個体差によっていずれの振動体もロータ１０１に摩擦接触しない状態が生じ得るので好ましくない。本実施例では、３つの振動子１０４を用いているので、Ｆの範囲を１／３以上とすれば、３つの振動子１０４のいずれかのロータ１０１との摩擦接触状態を保つことが可能となる。
【００５０】
以上の条件から、楕円運動の１回転に要する時間をＴとし、複数の振動子１０４の個数をｎとすると、ロータ１０１と振動子１０４の摩擦接触時間Ｔ′は、以下の式（２）を満足するように設定することが望ましい。
【００５１】
Ｔ′≧Ｔ／ｎ  （２）
この式（２）を満足するように弾性体１０２の弾性と楕円運動の形状を決めれば、外乱に強く速度むらが少ない安定した駆動が可能となる。ただし、ｎ＝２の場合、摩擦接触時間Ｔ′が楕円運動１回転の半分以上となるため、効率低下が懸念される。もｎ＝２とする場合には、式（２）を満足しなくてもよく、本実施例のように楕円運動１回転の１／３強程度とした方が好ましい。その場合でも、第２の駆動モードによる摩擦接触時間は、第１の駆動モードの２倍となるため、速度むらが少ない安定した駆動が可能となる。
【００５２】
なお、上記実施例では、第１の駆動モードにおいて、複数の振動体に印加する駆動信号の位相関係を同位相とする場合について説明したが、必ずしも完全な同位相でなくてもよく、多少の位相差があってもよい。つまり、第１および第２の駆動モードのいずれにおいても駆動信号間の位相関係としては互いに異なる位相である（位相差を有する）が、第１の駆動モードでの位相差が第２の駆動モードでの位相差より小さければよい。
【００５３】
さらに、上記実施例では、起動時付近において第１の駆動モードを用い、その後は第２の駆動モードを駆動終了まで用いる場合について説明した。しかし、被駆動部材の駆動負荷の変動や駆動の仕方等に応じて、適宜、第１の駆動モードと第２の駆動モードを選択してもよい。さらに言えば、駆動信号の位相関係によって第１の駆動モードと第２の駆動モードに分けて説明したが、実際の制御においてこのような駆動モードに分けて用いる必要はなく、駆動信号の位相関係を単一の駆動モード内で連続的に変化させるような制御を行ってもよい。
【００５４】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
起動性に優れ、安定した駆動が可能な振動型駆動装置を提供できる。
【符号の説明】
【００５６】
１０１  ロータ
１０２  弾性体
１０３  圧電素子
１０４  振動子
２０３  駆動条件設定部
２０４  駆動信号生成部
【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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