【事件の表示】
　特許第２８９０４８４号「超音波モータの駆動装置」の請求項４に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２８９０４８４号の請求項４に係る特許を維持する。
【理　由】
 （１）手続きの経緯
　本件特許第２８９０４８４号発明は、平成１年６月１５日に特許出願され、平成１１年２月２６日にその特許の設定登録がなされ、その後、澤田　修一より特許異議の申立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１２年５月２３日に訂正請求がなされたものである。
（２）訂正の適否についての判断
ア．訂正の内容
．特許請求の範囲に関する訂正
訂正事項ａ
　明細書の特許請求の範囲の請求項４における「振動子と該振動子との間で相対運動を行う相対運動部材とを備えた超音波モータの駆動装置において、前記超音波モータの所定回転速度に応じて決定される周波数の基準パルスと、前記相対運動部材の移動量に比例して出力されるパルスとを比較して前記超音波モータに印加する駆動信号を生成することを特徴とする超音波モータの駆動装置」を、特許請求の範囲の減縮を目的として、「振動子と該振動子との間で相対運動を行う相対運動部材とを備えた超音波モータの駆動装置において、前記超音波モータの所定回転速度に応じて決定される周波数の基準パルスと、前記相対運動部材の移動量に比例して出力されるパルスとを比較し、その比較信号をループフィル夕により処理することにより駆動周波数を制御して超音波モータに印加する駆動信号を生成することを特徴とする超音波モータの駆動装置。」と訂正する。
．発明の詳細な説明に関する訂正
訂正事項ｂ
　上記訂正に伴い、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載との整合を図るため、明瞭でない記載の釈明を目的として、、特許明細書の第2頁第4欄上から10行~16行の、「また、請求項4に記載の発明では、超音波モータの駆動装置が、超音波モータ8の所定回転速度に応じて決定される周波数の基準パルスと、相対運動部材の移動量に比例して出力されるパルスとを比較して超音波モータ8に印加する駆動信号を生成することで、上述の技術的課題を解決する。」を次の通り訂正する。
「また、請求項4に記載の発明では、超音波モータの駆動装置が、超音波モータ8の所定回転速度に応じて決定される周波数の基準パルスと、相対運動部材の移動量に比例して出力されるパルスとを比較し、その比較信号をループフィル夕により処理することにより駆動周波数を制御して超音波モータに印加する駆動信号を生成することで、上述の技術的課題を解決する。」。
訂正事項ｃ
  不明瞭な記載の釈明を目的として、特許明細書の第2頁第4欄上から37行~43行の、「請求項4に記載の発明では、超音波モ一夕8の駆動装置が、超音波モータ8の所定回転速度に応じて決定される周波数の基準パルス、相対運動部材の移動量に比例して出力されるパルスとを比較する。そして、その結果に基づいて駆動信号を生成し、超音波モータに入力する。したがって、周囲環境や加圧力などの条件が変化しても、超音波モータは所定の回転速度で回転される。」を次の通り訂正する。
「請求項4に記載の発明では、超音波モータ8の駆動装置が、超音波モータ8の所定回転速度に応じて決定される周波数の基準パルス、相対運動部材の移動量に比例して出力されるパルスとを比較する。そして、その比較信号をループフィルタで処理して駆動周波数を制御することにより駆動信号を生成し、超音波モータに入力する。したがって、周囲環境や加圧力などの条件が変化しても、超音波モータは所定の回転速度で滑らかに回転される。」。
イ．訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　訂正事項ａについて、
　訂正事項ａは、訂正前の特許請求の範囲の請求項４における駆動信号を生成する構成を限定する訂正であり、特許請求の範囲の減縮に該当する。
　訂正事項ｂについて、
　訂正事項ｂは、上記訂正事項ａにより明細書の特許請求の範囲を訂正したことに基づいて、［Ｄ．課題を解決するための手段］の記載を明瞭にするものであり、特許法第１２０条の４第２項ただし書き第３号に規定する「明りょうでない記載の釈明」に該当するものである。
訂正事項ｃについて、
　訂正事項ｃは、上記訂正事項ａにより明細書の特許請求の範囲を訂正したことに基づいて、［Ｅ．作用］の記載を明瞭にするものであり、特許法第１２０条の４第２項ただし書き第３号に規定する「明りょうでない記載の釈明」に該当するものである。
　そして、上記訂正事項ａ、ｂ、ｃは新規事項の追加に該当せず、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
ウ．独立特許要件の判断
　　（引用刊行物）
　　訂正明細書の請求項４に係る発明（以下「本件請求項４に係る発明」と言う）に対して、当審が通知した取消理由で引用した刊行物（特開昭６３−１３８４号公報、以下、「刊行物」という。）には、
　電歪素子（本願発明の「振動子」に相当する）と該電歪素子との間で相対運動を行う移動体４３（「相対運動部材」に相当）とを備えた振動波モーター（「超音波モータ」に相当）の駆動装置において、
前記振動波モーターの設定スピード値に応じた周波数のパルス（「所定回転速度に応じて決定される周波数の基準パルス」に相当）と、前記移動体４３の回転速度に応じた周波数のパルス（「相対運動部材の移動量に比例して出力されるパルス」に相当）とを比較して前記振動波モーターに印加する駆動信号を生成する振動波モーターの駆動装置、が記載されている。
（対比・判断）
　そこで、本件請求項４に係る発明と上記刊行物に記載の発明とを比較すると、上記刊行物において、本件請求項４に係る発明の構成要件である、「比較信号をループフィル夕により処理することにより駆動周波数を制御して超音波モータに印加する駆動信号を生成する」構成について、記載されていない。
　すなわち、上記刊行物のものは、各電気機械変換素子群に印加する信号の位相差を調定することにより、回転速度制御を行うものであるに対し、本件請求項４に係る発明では、各電機機械変換素子群へ印加する駆動信号の周波数を可変として速度制御するものであり、両者は速度制御方式を異にする。
　そして、上記構成によって、本件請求項４に係る発明は、「超音波モータをＰＬＬ方式の速度制御で制御することができる。そのため、周囲環境や加圧力が変化しても、超音波モータを所定の回転速度で安定して制御することができる。」という、明細書に記載の効果を奏するものと認められる。したがって、請求項４に係る発明は刊行物のものと同一であるとすることはできない。
　また、本件請求項４に係る発明について、他に特許出願の際独立して特許を受けることができない発明であるとすべき理由を発見しない。
　エ．むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正請求は、特許法第１２０条の４第２項、及び同条第３項で準用する同法第１２６条第２項から第４項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
（３）特許異議の申立てについての判断
ア．申立ての理由の概要
　申立人　澤田　修一は、甲第１号証（特開昭６３ー１３８４号公報）を提出し、
　請求項４に係る発明は、甲第１号証に記載された発明と同一であるから、特許法第２９条第１項第３号の規定により特許を受けることができないものであるので、特許を取り消すべきであると主張している。
イ．判断
　上記（２）ウ．で述べたとおりである。
ウ．むすび　
　以上の通り、本件請求項４に係る発明が甲第１号証のものと同一であるとすることはできない。
　また、他に本件請求項４に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１２年６月２７日（２０００．６．２７）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
　明細書（特許第２８９０４８４号明細書、以下同じ）を本件訂正請求書に添付された訂正明細書のとおり、すなわち特許請求の範囲の減縮を目的として下記のとおり、また、明瞭でない記載の釈明を目的として下記のとおり訂正する。
（１）明細書の特許請求の範囲の請求項４において、「振動子と該振動子との間で相対運動を行う相対運動部材とを備えた超音波モータの駆動装置において、前記超音波モータの所定回転速度に応じて決定される周波数の基準パルスと、前記相対運動部材の移動量に比例して出力されるパルスとを比較して前記超音波モータに印加する駆動信号を生成することを特徴とする超音波モータの駆動装置」を、
「振動子と該振動子との間で相対運動を行う相対運動部材とを備えた超音波モータの駆動装置において、前記超音波モータの所定回転速度に応じて決定される周波数の基準パルスと、前記相対運動部材の移動量に比例して出力されるパルスとを比較し、その比較信号をループフィルタにより処理することにより駆動周波数を制御して超音波モータに印加する駆動信号を生成することを特徴とする超音波モータの駆動装置。」と訂正する。
（２）特許明細書の第２頁第４欄上から１０行〜１６行の、「また、請求項４に記載の発明では、超音波モータの駆動装置が、超音波モータ８の所定回転速度に応じて決定される周波数の基準パルスと、相対運動部材の移動量に比例して出力されるパルスとを比較して超音波モータ８に印加する駆動信号を生成することで、上述の技術的課題を解決する。」を次の通り訂正する。
「また、請求項４に記載の発明では、超音波モータの駆動装置が、超音波モータ８の所定回転速度に応じて決定される周波数の基準パルスと、相対運動部材の移動量に比例して出力されるパルスとを比較し、その比較信号をループフィルタにより処理することにより駆動周波数を制御して超音波モータに印加する駆動信号を生成することで、上述の技術的課題を解決する。」。
（３）特許明細書の第２頁第４欄上から３７行〜４３行の、「請求項４に記載の発明では、超音波モータ８の駆動装置が、超音波モータ８の所定回転速度に応じて決定される周波数の基準パルス、相対運動部材の移動量に比例して出力されるパルスとを比較する。そして、その結果に基づいて駆動信号を生成し、超音波モータに入力する。したがって、周囲環境や加圧力などの条件が変化しても、超音波モータは所定の回転速度で回転される。」を次の通り訂正する。
「請求項４に記載の発明では、超音波モータ８の駆動装置が、超音波モータ８の所定回転速度に応じて決定される周波数の基準パルス、相対運動部材の移動量に比例して出力されるパルスとを比較する。そして、その比較信号をループフィルタで処理して駆動周波数を制御することにより駆動信号を生成し、超音波モータに入力する。したがって、周囲環境や加圧力などの条件が変化しても、超音波モータは所定の回転速度で滑らかに回転される。」。
（５４）【発明の名称】
超音波モータの駆動装置
（５７）【特許請求の範囲】
　１）振動子と、該振動子との間で相対運動を行う相対運動部材とを備えた超音波モータの駆動装置において、
　前記超音波モータの所定回転速度に応じて決定される周波数の基準パルスを発振する基準パルス発振手段と、
　前記相対運動部材の移動量に比例したパルスを出力する移動量検出手段と、
　前記基準パルス発振手段が出力する基準パルスと前記移動量検出手段が出力する出力パルスとの位相差に応じた信号を出力する位相差信号発生手段と、
　前記位相差信号を積分して出力する積分手段と、
　該積分手段の出力に応じた周波数のパルス信号を出力するパルス発生手段と、
　前記パルス信号に基づいて前記超音波モータに印加する駆動信号を形成する駆動信号形成手段とを具備することを特徴とする超音波モータの駆動装置。
　２）前記パルス発生手段は、前記超音波モータに固有の上限周波数と下限周波数の範囲内でパルス信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の超音波モータの駆動装置。
　３）前記下限周波数は、前記超音波モータの最高駆動速度に対応する値であり、前記上限周波数は、前記超音波モータの最低駆動速度に対応する値であることを特徴とする請求項２に記載の超音波モータの駆動装置。
　４）振動子と該振動子との間で相対運動を行う相対運動部材とを備えた超音波モータの駆動装置において、前記超音波モータの所定回転速度に応じて決定される周波数の基準パルスと、前記相対運動部材の移動量に比例して出力されるパルスとを比較し、その比較信号をループフィルタにより処理することにより駆動周波数を制御して超音波モータに印加する駆動信号を生成することを特徴とする超音波モータの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
Ａ．産業上の利用分野
　本発明は、電気機械変換素子により弾性体に発生した振動によって相対運動部材を駆動する超音波モータの駆動装置に関する。
Ｂ．従来の技術
　進行性振動波を利用した超音波モータは、特開昭５９−１１１６０９号公報にも開示されているように、圧電体に交流電圧を印加して該圧電体に屈曲振動を生じさせて圧電体が貼付けられた弾性体に進行性振動波を生じさせ、この弾性体に回転子を加圧接触させて摩擦駆動するモータである。
　従来、このような超音波モータの駆動速度は、圧電体に設けたモニタ電極からの出力電圧が所定値となるように、印加交流電圧の周波数を制御したり、モニタ電極の出力と印加交流電圧との位相差が一定となるように印加交流電圧の周波数を制御している。
Ｃ．発明が解決しようとする課題
　しかしながら、上記いずれの方式において、モニタ電圧あるいは位相差を一定とするように周波数を制御しても、負荷変動、環境条件の変化、上記加圧力の変動などに起因して所望の速度が得られないことがある。
　ところで、ＤＣモータにおいては、所望の回転速度を安定して得るためにフェーズロックループ（ＰＬＬ）により回転数制御を行うことが知られている（例えば、「ＤＣモータの制御回路設計」ＣＱ出版株式会社、昭和６０年５月２０日発行、ｐ６３〜ｐ６５）。しかしながら、超音波モータの駆動メカニズムはＤＣモータと異なり、ＤＣモータにおけるＰＬＬ回路をそのまま超音波モータに適用できない。
　本発明の技術的課題は、超音波モータに適したフェーズロックループ方式の速度制御回路を実現して、周囲環境などに影響を受けることなく超音波モータの駆動速度を安定させることにある。
Ｄ．課題を解決するための手段
　実施例を示す第１図により本発明を説明すると、請求項１に記載の発明は、超音波モータ８の所定回転速度に応じて決定される周波数の基準パルスを発振する基準パルス発振手段１と、相対運動部材の移動量に比例したパルスを出力する移動量検出手段９と、基準パルス発振手段１が出力する基準パルスと移動量検出手段９が出力する出力パルスとの位相差に応じた信号を出力する位相差信号発生手段２と、この位相差信号を積分して出力する積分手段３と、積分手段３の出力に応じた周波数のパルス信号を出力するパルス発生手段４と、このパルス信号に基づいて超音波モータ８に印加する駆動信号を形成する駆動信号形成手段５、６ａ、６ｂとを備えたことにより、上述の技術的課題を解決する。
　また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、パルス発生手段４は、超音波モータ８に固有の上限周波数と下限周波数の範囲内でパルス信号を出力するように構成する。
　また、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、下限周波数を超音波モータ８の最高駆動速度に対応する値に、上限周波数を超音波モータ８の最低駆動速度に対応する値にそれぞれ設定する。
　また、請求項４に記載の発明による超音波モータの駆動装置は、超音波モータ８の所定回転速度に応じて決定される周波数の基準パルスと、相対運動部材の移動量に比例して出力されるパルスとを比較し、その比較信号をループフィルタにより処理することにより駆動周波数を制御して超音波モータに印加する駆動信号を生成することで、上述の技術的課題を解決する。
Ｅ．作用
　請求項１に記載の発明は、相対運動部材の移動量に比例するパルスを移動量検出手段９で形成し、基準パルスと移動量検出手段９の出力パルスとの位相差に応じた信号を得、位相差信号を積分する。そして、その積分信号に応じた周波数のパルスを形成し、この周波数の駆動信号を超音波モータ８に入力する。したがって、周囲環境や加圧力などの条件が変化しても、超音波モータ８は所定の回転速度で回転される。
　請求項２に記載の発明では、パルス発生手段４が、超音波モータ８に固有の上限周波数と下限周波数の範囲内でパルス信号を出力する。したがって、周囲環境や加圧力などの条件が変化しても超音波モータはこの上限周波数と下限周波数とによって決まる回転速度で回転される。
　請求項３に記載の発明では、下限周波数が超音波モータ８の最高駆動速度に対応する値に、上限周波数が超音波モータ８の最低駆動速度に対応する値にそれぞれ設定されている。したがって、周囲環境や加圧力などの条件が変化しても、超音波モータは最高駆動速度と最低駆動速度との問の所定の回転速度で回転される。
　請求項４に記載の発明では、超音波モータ８の駆動装置が、超音波モータ８の所定回転速度に応じて決定される周波数の基準パルスと、相対運動部材の移動量に比例して出力されるパルスとを比較し、そしてその比較信号をループフィルタで処理することにより駆動周波数を制御して駆動信号を生成し、超音波モータに入力する。したがって、周囲環境や加圧力などの条件が変化しても、超音波モータは所定の回転速度で滑らかに回転される。
Ｆ．実施例
−第１の実施例−
　第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図（ａ）は超音波モータの概略構成を示す断面図、第２図（ｂ）は圧電体と弾性体とで構成される振動体の斜視図である。
　まず、第２図（ａ），（ｂ）の超音波モータについて先に説明すると、弾性体８１の片側表面には圧電体８２が貼付られており、これら弾性体８１と圧電体８２とによって振動体８３を構成している。また、圧電体８２の片側表面にはスライド８４を介してロータ８５が加圧接触しており、これらスライダ８４とロータ８５とによって回転子８６を構成している。
　圧電体８２は第２図（ｂ）に示すように、その表面に４つの電極８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄが設けられており、電極８２ａと８２ｂには相互にπ／２だけ位相の異なる交流電圧が印加され、電極８２ｃは接地されている。電極８２ｄはモニタ信号を取り出すために使用される。これらの構成および動作については日経メカニカル１９８３．２．２８号などにより周知であるため、ここではその説明を省略する。
　この種の超音波モータは、第３図に実線Ｃ１あるいは、破線Ｃ２で示すような駆動周波数−駆動速度特性をもっている。すなわち、駆動周波数が共振周波数ｆＭより高い場合には駆動周波数が低くなると回転速度が速くなる。共振周波数ｆＭより低い場合には駆動周波数が低くなると回転速度が遅くなる。一般には、共振周波数ｆＭよりも高い最高周波数ｆＨと最低周波数ｆＬとの間で速度制御が可能とされる。なお、第１図のＶＣＯ４の発振帯域の下限周波数ｆＬは、負荷の変動、環境変化、加圧力の変化等によって共振周波数ｆＭが変動した場合でも、ｆＬ＞ｆＭとなるように設定する。最高周波数ｆＨは超音波モータの回転速度が最低値を示す値であり、また所望の回転速度よりも十分に低い回転速度が得られるような周波数である。最低周波数ｆＬは超音波モータの回転速度が最高値を示す値であり、所望回転速度で超音波モータが回転しているときに負荷変動などがあっても共振周波数よりも高い周波数である。ここで、実線Ｃ１は、ある周囲環境条件（第１の駆動条件とする）における超音波モータ８の駆動周波数一回転速度特性を示し、破線Ｃ２は、その周囲環境条件と異なる環境条件（第２の駆動条件とする）における駆動周波数一回転速度特性を示す。
　また第４図に示すように、この実施例では、ロータ８５に軸８５ａを突設し、ギア８７，８８を介して軸８５ａをロータリエンコーダ９と連結している。したがって、ロータリエンコーダ９は、ロータ８５の回転数に比例した周波数のパルスを出力する。
　次に第１図において、１は、後述する回転速度Ｎ１に対応する周波数の基準パルスを出力する基準パルス発振器、２は、エンコーダ９からの出力パルスと基準パルスの位相を比較して両者の位相差に相応する信号を出力する位相比較器である。３は、ループフィルタと呼ばれ位相比較器２の出力信号を積分する積分器、４はこの積分器３の出力電圧に相応した周波数のパルスを出力する電圧制御発振器（以下、ＶＣＯ）である。５は、ＶＣＯ４からの一対のパルス信号を４分周するとともに互いにπ／２位相のづれた信号とする分周移相回路、６ａ，６ｂは、分周移相回路５の出力信号を増幅して超音波モータ８の圧電体８２の電極８２ａ，８２ｂに印加する周知の電力増幅器である。スイッチ７は、超音波モータ８への入力の接断を制御するとともに、回転方向の切換えを行い、開放状態では超音波モータが停止する。
　位相比較器２と積分器３の詳細を第５図により説明する。
　位相比較器２は、エンコーダ９からのパルスと、基準パルスとがそれぞれ入力されるＪＫフリップフロップ２１Ａ，２１Ｂと、ナンドゲート２２と、ノアゲート２３，２４と、インバータ２５〜２７と、ＭＯＳＦＥＴ２８Ａ，２８Ｂとから成り、コンプリメンタリ出力を有する。これは位相周波数型比較器と呼ばれる周知のものであり、詳細な説明は省略する。また、積分器３はラグフィルタを構成し、抵抗３１とコンデンサ３２とから成る。
　第６図により位相比較器２と積分器３の動作を説明する。
第６図（ａ）は基準パルス発振器１の基準パルス波形、（ｂ）はエンコーダ９の出力波形、（ｃ）は位相比較器２の出力波形、（ｄ）はループィルタ３の出力波形をそれぞれ示している。
　区間イに示すように、基準パルスの波形に対してエンコーダ出力パルス波形の位相が遅れている場合には、（ｃ）に示すように、基準パルスの立上がりからエンコーダ出力パルスの立上がりまで、つまり、遅れ位相差に相当する時間だけＭＯＳＦＥＴ２８Ｂがオンして位相比較器２の出力は０となる。エンコーダ出力パルスが立ち上がると、ＭＯＳＦＥＴ２８Ａ，２８Ｂはオフ状態となり、位相比較器２の出力は、第６図（ｃ）における１点鎖線部のようにハイインピーダンス状態となる。第６図（ｄ）に示すようにＭＯＳＦＥＴ２８Ｂのオンに伴いループフィルタ３の出力は下降し、ＭＯＳＦＥＴ２８Ｂがオフして位相比較器２の出力がハイインピーダンス状態となると、ループフィルタ３の出力電圧はその時点の値が保持される。
　区間ロでは、基準パルスとエンコーダ出力パルスとが同位相であるため、ＭＯＳＦＥＴ２８Ａ，２８Ｂはオフ状態を維持し、ループフィルタ３の出力は（ｄ）のように変化しない。
　区間ハでは、基準パルスがエンコーダ出力パルスに対して遅れ位相となるため、エンコーダ出力パルスの立上がりから基準パルスの立ち下がりまでの問はＭＯＳＦＥＴ２８Ａがオンし、位相比較器２は（ｃ）に示すように電圧Ｖｃｃを出力する。そのため、ループフィルタ３の出力電圧が上昇する。
　区間ニでは、エンコーダ出力パルスが基準パルスよりも低周波数となっており、ループフィルタ３の出力は下降する。
　区間ホでは、エンコーダ出力パルスが基準パルスよりも高周波数となっており、ループフィルタ３の出力は上昇する。
　すなわち、基準パルスがエンコーダ出力パルスよりも位相が進むか、あるいは高周波数の場合にはループフィルタ３の出力が下降し、逆に、基準パルスがエンコーダ出力パルスよりも位相が遅れるか、あるいは低周波数の場合にはルールフィルタ３の出力が上昇する。また、基準パルスとエンコーダ出力パルスとが同位相、同周波数の場合にはループフィルタ３の出力は変化しない。
　次に、ＶＣＯ４の入力電圧と出力周波数との関係を第７図に示す。ここで、ＶＣＯ４の入力電圧はループフィルタ３の出力電圧である。ループフィルタ３出力電圧が最小の０Ｖのときは４×ｆＬで示す周波数が出力され、ループフィルタ３の出力電圧が最大のＶｃｃＶのときには４×ｆＨで示す周波数が出力される。
　分周移相回路５は第８図に示すように、２つのＤ形フリップフロップ５１と５２で構成され、フリップフロップ５１のセット出力Ｑがフリップフロップ５２のデータ入力Ｄに接続され、フリップフロップ５２の反転セットが出力Ｑがフリップフロップ５１のデータ入力Ｄに接続されている。したがって、この分周移相回路５は、第９図のタイムチャートに示すように、ＶＣＯ４の出力周波数を１／４に分周すると共に、相互にπ／２の位相差を有する信号を出力する。
　以下、本発明に係る超音波モータの駆動装置の動作を説明する。
　第３図に示す曲線Ｃ１による第１の駆動条件下において駆動周波数ｆ１の交番電圧が超音波モータ８の圧電体に印加され、回転速度Ｎ１で超音波モータ８が駆動されているとき、曲線Ｃ２による第２の駆動条件に変化すると、超音波モータ８の回転速度は、特性Ｃ２に従ってＮ２になってしまう。
　そこで本発明は、ＰＬＬ方式で速度制御を行うことにより、第１の駆動条件から第２の駆動条件に変化しても超音波モータ８の回転速度をＮ１（ｒ．ｐ．ｍ．）一定に保持するものである。
　超音波モータ８の回転速度をＮ１（ｒ．ｐ．ｍ．）とするとき、超音波モータ８とエンコーダ９とが１：１で回転しているとすれば、エンコーダ９の１回転当たりの出力パルス数をＦＥとすると、エンコーダ出力パルスの周波数は、
　ＦＥ×Ｎ１／６０　（Ｈｚ）…（１）
で表される。
　そこで、基準パルス発振器１の基準パルスの周波数を（１）式で求まる値に設定する。
　今、スイッチ７が第１図に示すように中立位置にあり、超音波モータ８が停止していると、エンコーダ９の出力パルスの周波数は０Ｈｚである。このとき、位相比較器２には基準パルスが入力されループフィルタ３の出力電圧は時間とともに下降して所定時間経過後は０Ｖとなる。このため、ＶＣＯ４の出力は第７図に示すように４×ｆＬとなる。この状態でスイッチ７を正逆いずれかに閉じると、分周移相回路５のフリップフロップ５１，５２のセット出力Ｑからは、第９図（ｂ），（ｃ）に示すように、ＶＣＯ４からの入力信号の１／４倍の周波数を有し、かつ互いにπ／２の位相差を持った信号が出力される。その結果、超音波モータ８には周波数ｆＬの交番電圧が印加され最高回転速度となるべく回転を始める。
　超音波モータ８は徐々にその回転速度を上昇するが、その速度がＮ１よりも低速のときは、エンコーダ出力パルスの周波数が基準パルスの周波数より低いから、上述したように位相比較器２はループフィルタ３の出力電圧を下降させる。そのため、ループフィルタ３の出力電圧がほぼ０Ｖとなるので、ＶＣＯ４の出力周波数が４×ｆＬとなって最大回転速度に対応する駆動周波数ｆＬの交番電圧が超音波モータ８に印加される。これにより、超音波モータ８の回転速度は時間の経過とともに上昇する。Ｎ１を越えると、エンコーダ出力パルスの周波数が基準パルスの周波数より高くなるから、上述のように位相比較器２はループフィルタ３の出力電圧を増加させる。その結果、ＶＣＯ４の出力周波数が高くなり、駆動周波数も高くなって超音波モータ８の回転速度が低下する。このような動作を繰り返すことにより、超音波モータ８は目標とする回転速度Ｎ１が得られる駆動周波数ｆ１に収斂する。収斂の具合については前記ループフィルタの時定数によって調整すれば良い。
　次に、負荷変動や加圧力の変動などにより第１の駆動条件から第２の駆動条件に変化すると、超音波モータ８の駆動周波数−回転速度の特性は第３図のＣ１からＣ２に移行し、駆動周波数ｆ１での回転速度はＮ２（＞Ｎ１）に向けて上昇する。このため、基準パルスに対してエンコーダ出力パルスの周波数が大きくなり、位相比較器２はループフィルタ３の出力電圧を上昇させる。その結果、ＶＣＯ４の出力周波数は高周波数側に移行し、駆動周波数は最高周波数ｆＨに向かって変化する。このような動作により超音波モータ８の回転速度は低下し回転速度ｆ１が得られる駆動周波数ｆ２に収斂する。
　以上のように、本発明に係るＰＬＬ速度制御回路により、周囲環境や加圧力などの駆動条件が変化しても超音波モータ８の回転速度は所定の値に保持される。以上の実施例の構成において、基準パルス発振器１が基準パルス発振手段を、位相比較器２が位相差信号発生手段を、ループフィルタ３が積分手段を、ＶＣＯ４がパルス発生手段を、分周位相回路５と電力増幅器６ａ，６ｂが交番電圧信号形成手段をそれぞれ構成する。
　なおループフィルタ３は、ラグフィルタを用いて説明したが、ラグリードフィルタ，アクティブフィルタ等で構成してもよい。また、位相比較器についてはＪ−Ｋフリップフロップを用いた例を記載したが、双方向シフトレジスタを用いた位相比較器等を用いてもよい。さらにエンコーダは、移動子の速度に応じたパルスを発生するものであれば、その方式，構造を問うものではない。
　以上の実施例で説明したＶＣＯ４は、それ自身の特性として、入力電圧０Ｖに対して４×ｆＬの周波数のパルス信号を出力し、入力電圧ＶｃｃＶに対して４×ｆＨの周波数のパルス信号を出力するようにしたが、ＶＣＯ４それ自身がこのような特性を有していない場合には、次のような回路構成から成る電圧制御発振回路により４×ｆＬ〜４×ｆＨ範囲内で発振させることができる。
〔１〕ループフィルタ３の出力電圧を制御する方式：
▲１▼第１０図はループフィルタ３の出力電圧を制御して発振周波数の上下限を制御する電圧制御発振回路の一実施例を示し、４００Ａが、ＶＣＯ４０１とその発振周波数を制限する周辺回路から成る電圧制御発振回路（パルス発生手段）を示す。ＶＣＯ４０１は、それ自身では入力電圧０Ｖに対して４×ｆＬよりも低い周波数のパルス信号を出力し、入力電圧ＶｃｃＶに対して４×ｆＨよりも高い周波数のパルス信号を出力する。４０２は高周波数弁別器であり、ＶＣＯ４０１が４×ｆＨよりも高い周波数を出力するときにハイレベル信号を出力し、４×ｆＨ以下の周波数を出力するときにローレベル信号を出力する。４０３は低周波数弁別器であり、ＶＣＯ４０１が４×ｆＬよりも低い周波数を出力するときにハイレベル信号を出力し、４×ｆＬ以上の周波数を出力するときにローレベル信号を出力する。４０４はアナログスイッチであり、上記高周波数弁別器４０２と低周波数弁別器４０３の出力信号にしたがって、ＶＣＯ４０１が４×ｆＬ〜４×ｆＨの範囲内の周波数を出力するときに閉成され、４×ｆＬ〜４×ｆＨの範囲外の周波数を出力するときに開放される。４０５は周知の電圧フォロア、４０６は、高低両周波数弁別器４０２，４０３の出力信号の論理和をとりアナログスイッチ４０４の制御端子に入力するオアゲート、４０７は低周波数弁別器４０３の出力を反転するインバータである。４０８は、抵抗Ｒ１とコンデンサＣで構成され、ループフィルタ３の時定数よりも十分に小さい時定数を有するローパスフィルタ、４０９は、低周波数弁別器４０３の出力信号により、ＶＣＯ４０１が４×ｆＬよりも低い周波数を出力するときにインバータ４０７の反転信号によりオンするトランジスタ、４１０は、高周波数弁別器４０２の出力信号により、ＶＣＯ４０１が４×ｆＨよりも高い周波数を出力するときにオンするトランジスタ。Ｒ２〜Ｒ５は抵抗である。
　このようなＶＣＯ４０１と周辺回路とからなる電圧制御発振回路４００Ａの動作を説明する。
　超音波モータ８の動作時、ＶＣＯ４０１が４×ｆＬ〜４×ｆＨの範囲内の周波数で発振しているときは、アナログスイッチ４０４が閉成し、トランジスタ４０９，４１０がともにオフであるから、電圧フォロア４０５を通って入力されるループフィルタ３からの積分信号はローパスフィルタ４０８を介してＶＣＯ４０１に入力される。このときＶＣＯ４０１は、その入力電圧にしたがった周波数のパルスを出力する。
　この状態でループフィルタ３からの出力電圧が上昇しＶＣＯ４０１の発振周波数が４×ｆＨよりも高くなると、高周波数弁別器４０２の出力がハイレベルとなり、アナログスイッチ４０４が開放されて電圧フォロア４０５の出力信号が遮断されるとともに、トランジスタ４１０がオンする。トランジスタ４０９はオフしているから、コンデンサＣは抵抗Ｒ５により放電されてＶＣＯ４０１の入力電圧が下降して、ＶＣＯ４０１の発振周波数が低下する。ＶＣＯ４０１の出力周波数が４×ｆＨよりも低くなると、高周波数弁別器４０２の出力が反転してローレベルとなりアナログスイッチ４０４が閉成し、トランジスタ４１０がオフする。そのため、電圧フォロア４０５の出力電圧によりコンデンサＣが抵抗Ｒ１を介して充電される。これにより、ＶＣＯ４０１の発振周波数は上昇を開始し、再び４×ｆＨを越えると上述したように４×ｆＨ以下となるように制御される。
　一方、ループフィルタ３の出力電圧が低くＶＣＯ４０１の発振周波数が４×ｆＬよりも低いときには、低周波数弁別器４０３の出力がハイレベルとなりアナログスイッチ４０４が開放されるとともに、トランジスタ４０９がオンする。トランジスタ４１０はオフしているため、コンデンサＣが抵抗Ｒ３を介して充電され、ＶＣＯ４０１の入力電圧が上昇して発振周波数が高くなる。その発振周波数が４×ｆＬ以上になると、低周波数弁別器４０３の出力がローレベルとなりアナログスイッチ４０４が閉じるとともにトランジスタ４０９がオフするので、電圧フォロア４０５の出力電圧がコンデンサＣを充電し、ＶＣＯ４０１の入力電圧は引き続き上昇傾向を示すから、その発振周波数が４×ｆＬ以上に保持される。
　このような周辺回路を付加した電圧制御発振回路４００Ａにより、ＶＣＯ４０１それ自身の発振周波数帯域が４×ｆＬ〜４×ｆＨを逸脱するような場合でも、発振周波数を４×ｆＬ〜４×ｆＨの範囲内に制御することができる。
▲２▼以上説明した第１０図の実施例では、超音波８の駆動回路の起動とスイッチ７の投入とが同時に行なわれる場合、モータ起動時のＶＣＯ４０１の発振周波数は４×ｆＬとなり、超音波モータ８は最高回転速度となる周波数で起動されて徐々に目標の回転速度に制御されるが、最低回転速度で起動する場合には第１１図に示すように電圧制御発振回路４００Ｂを構成すればよい。第１０図と同様な箇所には同様な符号を付して相異点を主に説明する。
　スイッチ４１１は、第１図に示したスイッチ７に連動するもので、超音波モータ８の停止時には中立位置にある。マルチプレクサ４１２は、インバータ４０７の出力または高周波数弁別器４０２の出力信号を選択してトランジスタ４０９のベースに入力するものである、スイッチ４１１が中立時には抵抗Ｒ６を介してマルチプレクサ４１２の制御端子にハイレベル信号が入力され、マルチプレクサ４１２は高周波数弁別器４０２の出力を選択し、スイッチ４１１がオン時にはマルチプレクサ４１２の制御端子にローレベルが入力され，マルチプレクサ４１２はインバータ４０７の出力信号を選択する。また、４１３は、スイッチ４１１と高低の周波数弁別器４０２，４０３の出力を入力とする３入力端子を有するオアゲートであり、その出力がアナログスイッチ４０４の制御端子に入力されている。
　スイッチ７がオフして超音波モータ８が停止しているときには、スイッチ４１１側から得られるハイレベル信号がオアゲート４１３を介してアナログスイッチ４０４の制御端子に印加され、アナログスイッチ４０４は開放している。一方、そのハイレベル信号によりマルチプレクサ４１２が高周波数弁別器４０２を選択している。このとき、ＶＣＯ４０１の発振周波数が４×ｆＨより高い場合には、高周波数弁別器４０２がハイレベルを出力するからトランジスタ４０９はオフし、トランジスタ４１０はオンする。その結果、コンデンサＣは抵抗Ｒ５に放電され、ＶＣＯ４０１の入力電圧が減少してその発振周波数は低周波数側に下降していく。そして、４×ｆＨ以下になると高周波数弁別器４０２の出力がローレベルとなりトランジスタ４０９がオンし、トランジスタ４１０がオフしてコンデンサＣが抵抗Ｒ３により充電される。これにより、ＶＣＯ４０１の入力電圧が上昇してその発振周波数も上昇する。再び４×ｆＨを越えると周波数弁別器４０２の出力が反転し上述したように低周波数側に下降する。このような動作を繰り返すことにより超音波モータ８の停止時にはＶＣＯ４０１は４×ｆＨで発振する。
　この状態で、スイッチ７をいずれかの方向にオンするとスイッチ４１１もオンしてスイッチ４１１側の信号がローレベルとなり、マルチプレクサ４１２の制御端子電圧がローレベルとなり、マルチプレクサ４１２はインバータ４０７の出力、すなわち、低周波数弁別器４０３の出力を選択する。また、オアゲート４１３の３入力のうちスイッチ４１１からの入力がローレベルとなるから、高低の周波数弁別器４０２，４０３のいずれか一方の出力がハイレベルになったときに第１０図で説明したと同様な動作を行い、ＶＣＯ４０１の発振周波数は４×ｆＬ〜４×ｆＨの範囲内の所定回転速度に対応する周波数に制御される。
〔２〕ループフィルタ３の入力電圧を制御する方式：
▲１▼第１２図は、ループフィルタ３の入力電圧を制御する方式の第１０図に対応する電圧制御発振回路４００Ｃの実施例であり、同様な箇所には同一の符号を付して説明する。
　第１０図の回路から電圧フォロア４０５とローパスフィルタ４０８を除いた各素子をループフィルタ３の入力側に第１２図に示すように挿入して電圧制御発振回路４００Ｃが構成される。
　ＶＣＯ４０１の発振周波数が４×ｆＨよりも高くなると、アナログスイッチ４０４が開放されるとともに、トランジスタ４１０がオンしてコンデンサ３２が抵抗Ｒ５を介して放電され、ＶＣＯ４０１の入力電圧が減少してその発振周波数が下降する。４×ｆＨ以下になるとアナログスイッチ４０４が閉成されるとともに、トランジスタ４１０がオフするから、位相比較器２の出力電圧でコンデンサＣが充電されＶＣＯ４０１の入力電圧が再び上昇してその発振周波数が上昇する。このような動作を繰り返すことによりＶＣＯ４０１の発振周波数が４×ｆＨになるように制御される。
　ＶＣＯ４０１が４×ｆＬ以下の周波数で発振するときは、低周波数弁別器４０３の出力信号により同様に各素子が制御され、ＶＣＯ４０１の発振周波数が４×ｆＬに制御される。
▲２▼第１３図は第１１図に対応する実施例であり、同様な箇所には同様な符号を付して相異点を説明する。
　第１１図の回路から電圧フォロア４０５とローパスフィルタ４０８を除いた各素子をループフィルタ３の入力側に第１３図に示すように挿入して電圧制御発振回路４００Ｄが構成される。
　スイッチ７のオフ時はスイッチ４１１側からの信号がハイレベルとなり、アナログスイッチ４０４は開放されるとともに、マルチプレクサ４１２は高周波数弁別器４０２を選択する。周波数弁別器４０２の出力がローレベルならば、トランジスタ４０９はオンしトランジスタ４１０はオフする。そのため、ループフィルタ３のコンデンサ３２が抵抗Ｒ３を介して充電され、ＶＣＯ４０１の入力電圧が上昇する。ＶＣＯ４０１の発振周波数が４×ｆＨを越えると上述したと同様にトランジスタ４０９がオフ、トランジスタ４１０がオンしてコンデンサ３２が抵抗Ｒ５を介して放電され、ＶＣＯ４０１の入力電圧が減少し、４×ｆＨ以下になると再びコンデンサ３２が充電され、ＶＣＯ４０１の入力電圧が上昇して発振周波数が上昇する。このような動作を繰り返すことにより、超音波モータ８の停止時には、ＶＣＯ４０１の発振周波数が４×ｆＨに制御され、スイッチ７のオン時には、超音波モータ８が最低回転速度で起動される。
　なお、本発明はリニア形超音波モータにも適用できることは言うまでもない。
Ｇ．発明の効果
　以上説明したように、請求項１から請求項４までに記載された発明は、いずれも超音波モータをＰＬＬ方式の速度制御で制御することができる。そのため、周囲環境や加圧力が変化しても、超音波モータを所定の回転速度で安定して制御することができる。
【図面の簡単な説明】
　第１図は本発明に係る超音波モータの駆動装置の一実施例を示すブロック図、第２図（ａ），（ｂ）は超音波モータの概略構成を示す断面図および斜視図、第３図は超音波モータの駆動周波数と駆動速度との関係を示す特性曲線図、第４図はエンコーダの取り付け状態を示す図、第５図は位相比較器とループフィルタの詳細を示す図、第６図は第５図の各部の入出力信号のタイムチャート、第７図はＶＣＯの入力電圧と出力周波数との関係を示すグラフ、第８図は分周移相回路の詳細を示す図、第９図はその各部信号のタイムチャートである。
第１０図〜第１３図は超音波モータの最低駆動周波数〜最高駆動周波数を逸脱する周波数帯域を有するＶＣＯを用いる電圧制御発振回路の一例を示すブロック図である。
１：基準パルス発振器、２：位相比較器
３：ループフィルタ、４：電圧制御発振器
５：分周移相回路、６ａ，６ｂ：電力増幅器
７：スイッチ、８：超音波モータ
９：ロータリエンコーダ
５１：弾性体、５２：圧電体
８２ａ〜８２ｄ：電極
８３：振動体、８４：スライダ
８５：ロータ、８６：回転子