(57)【要約】【課題】本発明は、デッドバンドをより少なくして、位相差に対する回転速度の特性をより線形にし得る超音波モータの制御装置、該方法、該プログラム及び記録媒体並びに超音波モータシステムを提供する。【解決手段】本発明に係る、２相の駆動信号が供給されることによって生じた超音波振動で駆動する超音波モータ４を制御するための超音波モータ４の制御装置１は、超音波モータ４における位相差と駆動周波数との関係に基づいて、２相の駆動信号を生成するために、所定の位相差に応じた駆動周波数を演算する駆動周波数演算部１２を備える。【選択図】図１
2008067441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２相の駆動信号が供給されることによって生じた超音波振動で駆動する超音波モータを制御するための超音波モータの制御装置において、
前記超音波モータにおける位相差と駆動周波数との関係に基づいて、前記２相の駆動信号を生成するために、所定の位相差に応じた駆動周波数を演算する駆動周波数演算部を備えること
を特徴とする超音波モータの制御装置。
【請求項２】
前記超音波モータにおける位相差と駆動周波数との関係は、実測した位相差と駆動周波数との関係から得られた近似式であること
を特徴とする請求項１に記載の超音波モータの制御装置。
【請求項３】
前記超音波モータの目標回転速度又は目標トルクを入力するための入力装置と、
前記入力装置で入力された目標回転速度又は目標トルクに対応する位相差を前記所定の位相差として求める位相差演算部とをさらに備えること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の超音波モータの制御装置。
【請求項４】
前記駆動周波数演算部で演算された駆動周波数及び前記所定の位相差を有する前記２相の駆動信号を生成する駆動部をさらに備えること
を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の超音波モータの制御装置。
【請求項５】
２相の駆動信号が供給されることによって生じた超音波振動で駆動する超音波モータを作動させるための超音波モータシステムにおいて、
前記２相の駆動信号を生成する駆動装置と、
前記超音波モータにおける位相差と駆動周波数との関係に基づいて、所定の位相差に応じた駆動周波数を演算する駆動周波数演算部と、該駆動周波数演算部で演算された駆動周波数及び前記所定の位相差を有する２相の駆動信号を前記駆動装置に生成させるための制御信号を生成して前記駆動装置へ出力する制御信号生成部とを備える制御装置とを備えること
を特徴とする超音波モータシステム。
【請求項６】
２相の駆動信号が供給されることによって生じた超音波振動で駆動する超音波モータと、
前記２相の駆動信号を生成する駆動装置と、
前記超音波モータにおける位相差と駆動周波数との関係に基づいて、所定の位相差に応じた駆動周波数を演算する駆動周波数演算部と、該駆動周波数演算部で演算された駆動周波数及び前記所定の位相差を有する２相の駆動信号を前記駆動装置に生成させるための制御信号を生成して前記駆動装置へ出力する制御信号生成部とを備える制御装置とを備えること
を特徴とする超音波モータシステム。
【請求項７】
２相の駆動信号が供給されることによって生じた超音波振動で駆動する超音波モータを制御するための超音波モータの制御方法において、
前記超音波モータにおける位相差と駆動周波数との関係に基づいて、前記２相の駆動信号を生成するために、所定の位相差に応じた駆動周波数を演算する工程を備えること
を特徴とする超音波モータの制御方法。
【請求項８】
２相の駆動信号が供給されることによって生じた超音波振動で駆動する超音波モータを制御するための、コンピュータによって実行される超音波モータの制御プログラムにおいて、
前記超音波モータにおける位相差と駆動周波数との関係に基づいて、前記２相の駆動信号を生成するために、所定の位相差に応じた駆動周波数を演算する工程を備えること
を特徴とする超音波モータの制御プログラム。
【請求項９】
２相の駆動信号が供給されることによって生じた超音波振動で駆動する超音波モータを制御するための、コンピュータによって実行される超音波モータの制御プログラムを記録したコンピュータに読み取り可能な記録媒体において、
前記超音波モータの制御プログラムは、
前記超音波モータにおける位相差と駆動周波数との関係に基づいて、前記２相の駆動信号を生成するために、所定の位相差に応じた駆動周波数を演算する工程とを備えること
を特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波モータの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、圧電体の圧電効果により弾性体に超音波振動（約２０ｋＨｚ以上）を発生させ、摩擦で移動体を駆動する超音波モータ（Ultrasonic Motor）が知られている。超音波モータは、摩擦で力を伝えるため、比較的大きな力を出力することができ、ギヤで減速する必要がなく（ダイレクトドライブが可能で）、応答が速く、そして、静かであるという種々の特徴がある。超音波モータは、大別すると、定在波型と進行波型とがあり、出力方向の逆転が可能で長寿命であるという長所から、進行波型超音波モータが普及している。
【０００３】
進行波型超音波モータは、例えば、円環状の弾性体のステータと、このステータに例えばスプリング等の付勢部材によって加圧接触するロータとを備える。ロータが加圧接触されているステータの一方面には、櫛歯のような溝が形成されており、ロータが加圧接触されていないステータの他方面には、複数の圧電体が周方向に沿って分極方向を交互に変えて所定のパターンで貼付されている。＋分極方向で貼付された複数の圧電体は、＋電圧及び−電圧が印加されると圧縮及び伸張し、例えばＡ相圧電体と呼称される。−分極方向で貼付された複数の圧電体は、−電圧及び＋電圧が印加されると圧縮及び伸張し、例えばＢ相圧電体と呼称される。このＡ相圧電体及びＢ相圧電体に所定周波数ｆ及び所定振幅Ａで位相が９０度異なるＡ相駆動信号（例えばＡｓｉｎ（２πｆｔ））及びＢ相駆動信号（例えばＡｃｏｓ（２πｆｔ））がそれぞれ供給されることによって、ステータの一方面に周方向に沿って進行波が生じ、ロータがステータに対して相対的に運動し、回転する。そして、例えばロータに出力軸が配設されることによって、ロータの回転力が出力される。
【０００４】
このような超音波モータの速度制御は、例えば、特許文献１に開示されているように、駆動信号の周波数を制御することによって速度を制御する周波数制御や、駆動信号の振幅を制御することによって速度を制御する振幅制御が知られている。このような周波数制御では、周波数の変化に対する速度の変化が非線形であるため、速度制御が難しいという事情や、駆動周波数を上昇させる場合と降下させる場合とでトルク特性が異なるため、最大出力で精度よく速度制御することが難しいという事情等がある。また、このような振幅制御では、振幅の変化に対する速度の変化が非線形であるため、速度制御が難しいという事情や、駆動電圧を生成する回路が複雑になるという事情等がある。このため、特許文献２では、駆動信号の位相差を制御することによって速度を制御する位相差制御が提案されている。
【０００５】
図１０は、従来の制御方法による超音波モータの位相差に対する回転速度（回転数）の特性を示す図である。横軸は、度（゜）単位で表された位相差であり、その縦軸は、ｒｐｍ単位で表された回転速度（回転数）である。超音波モータは、株式会社新生工業社製のＵＳＲ６０−ｓ３であり、図１０Ａは、駆動周波数が４０．６１５４ｋＨｚの場合における特性を示し、図１０Ｂは、駆動周波数が４１．８７８２ｋＨｚの場合における特性を示す。
【特許文献１】特開２０００−２１７３７５号公報
【特許文献２】特開２００３−３０４６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、位相差制御では、図１０に示すように、駆動信号を供給してもその位相差によっては超音波モータが回転しない位相差範囲（以下、「デッドバンド」（dead band）と呼称する。）が存在するという問題がある。このデッドバンドは、図１０に示すように、駆動周波数を高くすると狭くなる傾向があるが、同じ位相差の駆動信号を供給しても回転速度が低下してしまう。そして、位相差に対する回転速度の特性は、図１０に示すように、非線形であり、特に、駆動周波数を高くすると、位相差を変えても回転速度があまり変化せず、飽和してしまう。
【０００７】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、デッドバンドをより少なくして、位相差に対する回転速度の特性をより線形にすることができる超音波モータの制御装置、制御方法、制御プログラム及びこの制御プログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。また、制御装置と超音波モータとを備えた超音波モータシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、種々検討した結果、位相差に応じて共振周波数が異なり、それに応じて超音波モータを駆動するために適した駆動信号の周波数（駆動周波数）が異なることを見出した。この観点から、上記目的は、以下の本発明により達成される。即ち、本発明に係る一態様では、２相の駆動信号が供給されることによって生じた超音波振動で駆動する超音波モータを制御するための超音波モータの制御装置において、前記超音波モータにおける位相差と駆動周波数との関係に基づいて、前記２相の駆動信号を生成するために、所定の位相差に応じた駆動周波数を演算する駆動周波数演算部を備えることを特徴とする。そして、本発明に係る他の一態様では、２相の駆動信号が供給されることによって生じた超音波振動で駆動する超音波モータを制御するための超音波モータの制御方法において、前記超音波モータにおける位相差と駆動周波数との関係に基づいて、前記２相の駆動信号を生成するために、所定の位相差に応じた駆動周波数を演算する工程を備えることを特徴とする。
【０００９】
このような構成の超音波モータの制御装置及び制御方法では、まず、超音波モータにおける位相差と駆動周波数との関係に基づいて、所定の位相差に応じた駆動周波数が演算される。このように所定の位相差に応じて駆動周波数を変えているので、所定の位相差に適した駆動周波数で超音波モータが駆動されるから、デッドバンドがより少なくなり、位相差に対する回転速度の特性がより線形になる。
【００１０】
また、本発明に係る他の一態様では、２相の駆動信号が供給されることによって生じた超音波振動で駆動する超音波モータを制御するための、コンピュータによって実行される超音波モータの制御プログラムにおいて、前記超音波モータにおける位相差と駆動周波数との関係に基づいて、前記２相の駆動信号を生成するために、所定の位相差に応じた駆動周波数を演算する工程を備えることを特徴とする。さらに、本発明に係る他の一態様では、２相の駆動信号が供給されることによって生じた超音波振動で駆動する超音波モータを制御するための、コンピュータによって実行される超音波モータの制御プログラムを記録したコンピュータに読み取り可能な記録媒体において、前記超音波モータの制御プログラムは、前記超音波モータにおける位相差と駆動周波数との関係に基づいて、前記２相の駆動信号を生成するために、所定の位相差に応じた駆動周波数を演算する工程とを備えることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、制御プログラムは、超音波モータにおける位相差と駆動周波数との関係に基づいて、所定の位相差に応じた駆動周波数を演算する。このため、所定の位相差に応じて駆動周波数を変えているので、所定の位相差に適した駆動周波数で超音波モータが駆動される。従って、この構成によれば、デッドバンドをより少なくなくすることができ、位相差に対する回転速度の特性をより線形にすることができる制御プログラムが提供され、また、この制御プログラムを記録した記録媒体が提供される。
【００１２】
そして、本発明に係る他の一態様では、２相の駆動信号が供給されることによって生じた超音波振動で駆動する超音波モータを作動させるための超音波モータシステムにおいて、前記２相の駆動信号を生成する駆動装置と、前記超音波モータにおける位相差と駆動周波数との関係に基づいて、所定の位相差に応じた駆動周波数を演算する駆動周波数演算部と、該駆動周波数演算部で演算された駆動周波数及び前記所定の位相差を有する２相の駆動信号を前記駆動装置に生成させるための制御信号を生成して前記駆動装置へ出力する制御信号生成部とを備える制御装置とを備えることを特徴とする。また、本発明に係る他の一態様では、２相の駆動信号が供給されることによって生じた超音波振動で駆動する超音波モータと、前記２相の駆動信号を生成する駆動装置と、前記超音波モータにおける位相差と駆動周波数との関係に基づいて、所定の位相差に応じた駆動周波数を演算する駆動周波数演算部と、該駆動周波数演算部で演算された駆動周波数及び前記所定の位相差を有する２相の駆動信号を前記駆動装置に生成させるための制御信号を生成して前記駆動装置へ出力する制御信号生成部とを備える制御装置とを備えることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、所定の位相差に応じて駆動周波数を変えているので、所定の位相差に適した駆動周波数で超音波モータが駆動される。従って、デッドバンドをより少なくなくすることができ、位相差に対する回転速度の特性をより線形にすることができる超音波モータシステムが提供される。
【００１４】
そして、上述の超音波モータの制御に関し、前記超音波モータにおける位相差と駆動周波数との関係は、実測した位相差と駆動周波数との関係から得られた近似式であることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、超音波モータにおける位相差と駆動周波数との関係は、実測した位相差と駆動周波数との関係から得られた近似式で与えられているので、所定の位相差に適した駆動周波数が連続的に簡単に演算可能となる。
【００１６】
また、これら上述の超音波モータの制御に関し、前記超音波モータの目標回転速度又は目標トルクを入力するための入力装置と、前記入力装置で入力された目標回転速度又は目標トルクに対応する位相差を前記所定の位相差として求める位相差演算部とをさらに備えることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、入力装置が目標回転速度又は目標トルクを受け付け、位相差演算部がこの目標回転速度又は目標トルクに対応する位相差を所定の位相差として求める。このため、外部から目標回転速度又は目標トルクを超音波モータの制御装置へ入力可能となり、適宜に所望の回転速度又はトルクで超音波モータを駆動することができる。
【００１８】
さらに、これら上述の超音波モータの制御に関し、前記駆動周波数演算部で演算された駆動周波数及び前記所定の位相差を有する前記２相の駆動信号を生成する駆動部をさらに備えることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、駆動部も備えているので、超音波モータを作動することができるコンパクトな超音波モータの制御装置が実現できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る超音波モータの制御装置、制御方法、制御プログラム及びこの制御プログラムを記録した記録媒体並びに超音波モータシステムは、超音波モータにおけるデッドバンドをより少なくなくすることができ、位相差に対する回転速度の特性をより線形にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態における超音波モータシステムの構成を示すブロック図である。図１において、超音波モータシステムＭＳは、制御装置１と、駆動検出装置２と、入力装置３と、超音波モータ４とを備えて構成される。制御装置１は、位相差演算部１１と、駆動周波数演算部１２と、制御信号生成部１３と、記憶部１４とを備えて構成される。駆動検出装置２は、駆動部２１と、検出部２２とを備えて構成され、駆動部２１は、基準信号発生部２１１と、分周部２１２と、駆動原信号生成部２１３と、Ａ相及びＢ相駆動信号生成部２１４、２１５とを備えて構成され、検出部２２は、回転速度検出部２２１と、回転数符号化部２２２とを備えて構成される。
【００２２】
超音波モータ４を制御するための超音波モータの制御装置は、少なくとも駆動周波数演算部１２を備えた制御装置１を備えて構成されており、さらに入力装置３を備えて構成されてもよく、あるいは、さらに駆動検出装置２の駆動部２１を備えて構成されてもよい。また、超音波モータ４を制御するための超音波モータの制御装置は、少なくとも駆動周波数演算部１２を備えた制御装置１、入力装置３及び駆動検出装置２の駆動部２１を備えて構成されてもよい。本実施形態における超音波モータの制御装置の駆動検出装置２には、上述の通り、さらに検出部２２も備えている。
【００２３】
２相の駆動信号が供給されることによって生じた超音波振動で駆動する超音波モータ４を作動させるための超音波モータシステムは、少なくとも駆動周波数演算部１２及び制御信号生成部１３を備えた制御装置１と、少なくとも駆動部２１を備えた駆動検出装置２とを備えて構成され、本実施形態のようにさらに超音波モータ４を備えて構成されてもよい。
【００２４】
超音波モータ４は、駆動検出装置２に接続され、Ａ相及びＢ相から成る２相の駆動信号が駆動検出装置２から供給されることによって生じた超音波振動で駆動するモータである。超音波モータ４は、例えば、進行波型超音波モータであり、例えば、ステータ（駆動部）と、このステータに例えばスプリング等の付勢部材によって加圧接触するロータ（従動部）とを備えて構成される。ステータは、例えば、銅合金等の金属製である円環状の弾性体で構成されている。ロータが加圧接触されているステータの一方面には、櫛歯のような溝が形成されており、ロータが加圧接触されていないステータの他方面には、高次振動モードの進行波を生じさせるための複数の圧電体が周方向に沿って分極方向を交互に変えて貼付されている。＋分極方向で貼付された複数の圧電体は、＋電圧及び−電圧が印加されると圧縮及び伸張し、例えばＡ相圧電体と呼称される。−分極方向で貼付された複数の圧電体は、−電圧及び＋電圧が印加されると圧縮及び伸張し、例えばＢ相圧電体と呼称される。Ａ相及びＢ相圧電体は、例えば、Ａ相圧電体にＡ相駆動信号が印加されると共にＢ相圧電体にＡ相駆動信号に対し位相差９０度のＢ相駆動信号が印加された場合に、一方の相の節が他の方の相の腹に重なるように配置される。このＡ相圧電体及びＢ相圧電体に所定周波数ｆ及び所定振幅Ａで位相差αの位相が異なるＡ相駆動信号及びＢ相駆動信号がそれぞれ供給されることによって、ステータの一方面に周方向に沿って進行波が生じ、所定の摩擦力で係合しているロータがステータに対して相対的に運動し、回転する。そして、例えばロータに出力軸が配設されることによって、ロータの回転力が出力される。
【００２５】
入力装置３は、制御装置１に接続され、制御装置１に超音波モータ４の目標回転速度（目標回転数）等を入力するための装置であり、例えば、キーボードやテンキー等である。入力された目標回転速度等は、入力装置３から制御装置１へ出力される。
【００２６】
駆動検出装置２は、制御装置１及び超音波モータ４に接続され、制御装置１から入力された制御信号に基づいて２相の駆動信号を生成すると共に、超音波モータ４の回転速度を検出してこの検出した回転速度を制御装置１へ出力する装置であり、例えば、駆動部２１と、検出部２２とを備えて構成される。
【００２７】
検出部２２は、超音波モータ４の回転速度を検出する装置であり、例えば、回転速度検出部２２１と、回転数符号化部２２２とを備えて構成される。検出された回転速度は、駆動検出装置２の検出部２２から制御装置１へ出力される。回転数符号化部２２２は、超音波モータ４における回転方向の変位を検出してこの検出した変位を回転速度検出部２２１へ出力する装置である。回転数符号化部２２２は、例えば、ロータリエンコーダ等であり、超音波モータ４が１単位変位するごとに１パルスを回転速度検出部２２１へ出力する。回転速度検出部２２１は、回転数符号化部２２２で検出した変位に基づいて超音波モータ４の回転速度を検出してこの検出した回転速度を制御装置１へ出力する装置である。回転速度検出部２２１は、例えば、単位時間当たりの、回転数符号化部２２２からのパルスをカウント（計数）することによって、超音波モータ４の回転速度を検出する。
【００２８】
駆動部２１は、制御装置１から入力された制御信号に基づいて、制御装置１の駆動周波数演算部１２で演算された駆動周波数ｆ及び制御装置１の位相差演算部１１で演算された位相差αを有する２相の駆動信号を生成する装置であり、本実施形態では、上述の各部を備えて構成される。生成された２相の駆動信号は、駆動部２１から超音波モータ４へ出力される。
【００２９】
基準信号発生部２１１は、予め設定された高周波数の矩形パルスの基準信号を発振してこの発振した基準信号を分周部２１２へ出力する回路である。基準信号の周波数は、超音波モータ４に応じて適宜に設定され、例えば、本実施形態では、超音波モータ４として株式会社新生工業社製のＵＳＲ６０−ｓ３及びＵＳＲ６０−ｓ１を用いるので、６６ＭＨｚとされる。分周部２１２は、基準信号をＡ相及びＢ相駆動信号の駆動周波数ｆとなるように、制御装置１の制御に従って、即ち、制御装置１からの制御信号に基づいて分周して、この分周した基準信号を駆動原信号生成部２１３へ出力する回路である。分周部２１２は、例えば、１６Ｈｚの分解能で基準信号を分周する。駆動原信号生成部２１３は、Ａ相及びＢ相駆動信号生成部２１４、２１５が位相差演算部１１で演算した位相差α及び駆動周波数演算部１２で演算した駆動周波数ｆを持つ２相の駆動信号を生成するための元となる駆動原信号を生成してこの生成した駆動原信号をＡ相及びＢ相駆動信号生成部２１４、２１５へそれぞれ出力する回路である。
【００３０】
Ａ相駆動信号生成部２１４は、制御装置１の制御に従って、即ち、制御装置１からの制御信号に基づいて、駆動原信号からＡ相圧電体に供給する正弦波のＡ相駆動信号を生成する回路である。Ｂ相駆動信号生成部２１５は、制御装置１の制御に従って、即ち、制御装置１からの制御信号に基づいて、駆動原信号からＢ相圧電体に供給する正弦波のＢ相駆動信号を生成する回路である。Ｂ相駆動信号生成部２１５は、Ａ相駆動信号に対し所定の位相差αだけ位相をずらしたＢ相駆動信号を生成する。なお、本実施形態では、Ａ相駆動信号の位相を基準にＢ相駆動信号の位相をずらすことによってＡ相とＢ相との間に位相差αを生じさせたが、Ｂ相駆動信号の位相を基準にＡ相駆動信号の位相をずらすことによってＡ相とＢ相との間に位相差を生じさせてもよい。
【００３１】
図２は、実施形態における駆動信号生成部の構成を示す回路図である。図３は、実施形態における駆動原信号と駆動信号とを説明するためのタイムチャートである。図３では、上から順にＡ＋信号、Ａ−信号、Ｂ＋信号、Ｂ−信号、Ａ相駆動信号及びＢ相駆動信号の各波形をそれぞれ示している。
【００３２】
このようなＡ相及びＢ相駆動信号を生成するＡ相及びＢ相駆動信号生成部２１４、２１５は、例えば、本実施形態では、図２に示す回路によって構成される。Ａ相及びＢ相駆動信号生成部２１４、２１５は、同様の回路構成であるので、Ａ相駆動信号生成部２１４の構成を説明し、Ｂ相駆動信号生成部２１５は、対応する回路要素を括弧（）で示し、その説明を省略する。
【００３３】
Ａ相駆動信号生成部２１４（２１５）は、２個の制御端子付きのスイッチング素子Ｔｒ１（Ｔｒ３）、Ｔｒ２（Ｔｒ４）と、トランスＴ１（Ｔ２）とを備えて構成される。スイッチング素子Ｔｒ１（Ｔｒ３）、Ｔｒ２（Ｔｒ４）は、例えば、トランジスタ、本実施形態では電界効果トランジスタである。トランスＴ１（Ｔ２）の１次側の両端には、電界効果トランジスタＴｒ１（Ｔｒ３）、Ｔｒ２（Ｔｒ４）の各ソース端子がそれぞれ接続され、電界効果トランジスタＴｒ１（Ｔｒ３）、Ｔｒ２（Ｔｒ４）の各ドレイン端子は、接地される。そして、トランスＴ１（Ｔ２）の中間タップには、予め設定された所定の電圧値Ｖｄの直流電源が接続される。電圧値Ｖｄは、超音波モータ４の仕様やトランスＴ１（Ｔ２）の定格等に応じて適宜に設定され、本実施形態では、１２Ｖに設定される。
【００３４】
このような構成のＡ相及びＢ相駆動信号生成部２１４、２１５では、駆動原信号は、図３に示すように、分周部２１２から出力された分周された基準信号であるＡ＋信号と、Ａ＋信号に対して位相がπ（ラジアン）（＝１８０度）だけずれているＡ−信号と、Ａ＋信号に対して位相が位相差αだけずれているＢ＋信号と、Ｂ＋信号に対して位相がπだけずれているＢ−信号とから構成される。分周された基準信号の周波数は、上述したように、駆動周波数ｆである。Ａ＋信号及びＡ−信号は、Ａ相駆動信号を生成するための駆動原信号であり、電界効果トランジスタＴｒ１のゲート端子及び電界効果トランジスタＴｒ２のゲート端子にそれぞれ供給される。Ｂ＋信号及びＢ−信号は、Ｂ相駆動信号を生成するための駆動原信号であり、電界効果トランジスタＴｒ３のゲート端子及び電界効果トランジスタＴｒ４のゲート端子にそれぞれ供給される。各Ａ＋信号、Ａ−信号、Ｂ＋信号、Ｂ−信号における矩形パルスのオンデューティ比は、Ａ相及びＢ相駆動信号の電圧に応じて決定され、オンデューティ比を小さくすると該電圧が小さくなり、オンデューティ比を大きくすると該電圧が大きくなる。本実施形態では、オンデューティ比は、２５％に設定される。例えば、駆動周波数ｆ＝４０ｋＨｚとすると、各Ａ＋信号、Ａ−信号、Ｂ＋信号、Ｂ−信号における周期Ｐは、２５μｓであり、オンデューティ比が２５％の場合、パルス幅は、６．２５μｓとなる。
【００３５】
このようなＡ＋信号及びＡ−信号が電界効果トランジスタＴｒ１のゲート端子及び電界効果トランジスタＴｒ２のゲート端子にそれぞれ供給されると、各Ａ＋信号及びＡ−信号の略パルス幅の時間だけ各電界効果トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２がそれぞれオンし、トランスＴ１の中間タップに直流電源Ｖｄが供給されＡ＋信号及びＡ−信号の位相差がπであることから、昇圧（増幅）されて振幅Ａで周波数ｆの正弦波がトランスＴ１の２次側から出力される。この正弦波がＡ相駆動信号である。また、Ｂ＋信号及びＢ−信号が電界効果トランジスタＴｒ３のゲート端子及び電界効果トランジスタＴｒ４のゲート端子にそれぞれ供給されると、各Ｂ＋信号及びＢ−信号の略パルス幅の時間だけ各電界効果トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４がそれぞれオンし、トランスＴ１の中間タップに直流電源Ｖｄが供給されＢ＋信号及びＢ−信号の位相差がπであることから、昇圧（増幅）されて振幅Ａで周波数ｆの正弦波がトランスＴ２の２次側から出力される。この正弦波がＢ相駆動信号である。Ｂ＋信号（Ｂ−信号）がＡ＋信号（Ａ−信号）に対してαだけ位相がずれているので、Ｂ相駆動信号がＡ相駆動信号に対してαだけ位相がずれ、Ａ相駆動信号とＢ相駆動信号との位相差がαとなる。
【００３６】
制御装置１は、駆動検出装置２及び入力装置３に接続され、入力装置３から入力された目標回転速度で超音波モータ４が回転するように、駆動検出装置２に２相の駆動信号を生成させるための制御信号を生成する回路であり、例えば、マイクロプロセッサ、記憶素子及びその周辺回路を備えたマイクロコンピュータによって構成される。記憶素子は、例えば、不揮発性のＲＯＭ（Read Only Memory）、書き換え可能な不揮発性のＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）及び揮発性のＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えて構成される。制御装置１は、機能的に、位相差演算部１１と、駆動周波数演算部１２と、制御信号生成部１３と、記憶部１４とを備える。
【００３７】
位相差演算部１１は、入力装置３で入力された目標回転速度に対応する位相差αを演算すると共に、検出部２２で検出された回転速度と目標回転速度とに差がある場合にはその差が無くなるように新たな位相差αを求める。駆動周波数演算部１２は、超音波モータ４における位相差φと駆動周波数Ｆｕとの関係に基づいて、２相の駆動信号を生成するために、位相差演算部１１で求めた位相差αに応じた駆動周波数ｆを演算する。制御信号生成部１３は、駆動周波数演算部１２で演算された駆動周波数ｆ及び位相差演算部１１で求めた位相差αを持つ２相の駆動信号を駆動検出装置２の駆動部２１に生成させるための制御信号を生成して駆動検出装置２の駆動部２１へ出力する。制御信号には、駆動周波数演算部１２で演算された駆動周波数ｆを表す情報及び位相差演算部１１で求めた位相差αを表す情報が含まれる。記憶部１４は、超音波モータ４を制御するための制御プログラム等の各種プログラム、及び、各種プログラムの実行に必要なデータや各種プログラムの実行中に生じるデータ等の各種データを記憶する。
【００３８】
駆動周波数演算部１２が用いる超音波モータ４における位相差φと駆動周波数Ｆｕとの関係、及び、位相差演算部１１が用いる超音波モータ４における回転速度Ｓと位相差φとの関係は、図１に示す駆動検出装置２と入力装置３とに、制御装置１に代えて位相差及び駆動周波数を変更可能に制御することができる制御装置を用いることによって、次のように超音波モータ４を予め実測することで求められる。
【００３９】
図４は、超音波モータの駆動周波数に対する回転速度の特性を示す図である。図４（Ａ）は、位相差が−９０度から０度までの特性を示し、図４（Ｂ）は、位相差が０度から＋９０度までの特性を示す。図４の横軸は、ｋＨｚ単位で表す駆動周波数（Driving Frequency）であり、その縦軸は、ｒｐｍ単位で表す回転速度（Speed）である。＋で示す回転速度は、超音波モータ４が時計方向に回転している場合における回転速度を示し、−で示す回転速度は、超音波モータ４が反時計方向に回転している場合における回転速度を示す。回転速度の符号は、以下も同様の意味である。図４（Ａ）において、■は、位相差が−９０度の場合の特性を示し、●は、位相差が−８０度の場合の特性を示し、▲は、位相差が−７０度の場合の特性を示し、▼は、位相差が−６０度の場合の特性を示し、◆は、位相差が−５０度の場合の特性を示し、□は、位相差が−４０度の場合の特性を示し、○は、位相差が−３０度の場合の特性を示し、△は、位相差が−２０度の場合の特性を示し、★は、位相差が−１５度の場合の特性を示し、そして、▽は、位相差が−１２度の場合の特性を示す。また、図４（Ｂ）において、■は、位相差が＋９０度の場合の特性を示し、●は、位相差が＋８０度の場合の特性を示し、▲は、位相差が＋７０度の場合の特性を示し、▼は、位相差が＋６０度の場合の特性を示し、◆は、位相差が＋５０度の場合の特性を示し、□は、位相差が＋４０度の場合の特性を示し、○は、位相差が＋３０度の場合の特性を示し、△は、位相差が＋２０度の場合の特性を示し、★は、位相差が＋１５度の場合の特性を示し、そして、▽は、位相差が＋１２度の場合の特性を示す。
【００４０】
超音波モータ４は、株式会社新生工業社製のＵＳＲ６０−ｓ３を用いた。このＵＳＲ６０−ｓ３は、同社から公表されている仕様書によると、駆動周波数が４０ｋＨｚ、駆動電圧が１３０ｍＶ、定格トルクが０．５Ｎｍ、定格出力が５．０Ｗ、定格回転速度が１００ｒｐｍ、最大トルクが１．０Ｎｍ、保持トルクが１．０Ｎｍ、応答性が１ｍｓｅｃ以下、使用温度範囲が−１０℃〜＋５５℃、そして、重量が２６０ｇである。このＵＳＲ６０−ｓ３については、その原理及び構造等も含めて、その詳細が同社のホームページに公開されている（インターネット、ＵＲＬ；http://www.tky.3web.ne.jp/~usrmotor/topj.html［平成１８年７月２０日検索］）。
【００４１】
図４から分かるように、駆動周波数Ｆｕに対する回転速度Ｓの特性において、時計方向及び反時計方向の何れにおいても、そして、何れの位相差φにおいても、駆動周波数Ｆｕが共振周波数の場合に、回転速度Ｓが最大となり、駆動周波数Ｆｕが共振周波数より高い高周波数側では、駆動周波数Ｆｕが高くなるに従って回転速度Ｓが遅くなり、やがて停止し、そして、駆動周波数Ｆｕが共振周波数より低い低周波数側では、駆動周波数Ｆｕが僅かに共振周波数より低くなると直ちに停止する。そして、位相差φが大きいほど、速い回転速度Ｓが得られ、そのため、広い範囲で回転速度Ｓを変えることができる。また、共振周波数は、位相差φに応じて低周波数方向へ変化する。さらに、駆動周波数Ｆｕに対する回転速度Ｓの特性は、位相差φの絶対値が同じでも位相差φの極性によって異なっている。言い換えれば、位相差φが０度から＋９０度までの特性と、位相差φが０度から−９０度までの特性とが非対称である。
【００４２】
このように回転速度Ｓは、位相差φ及び駆動周波数Ｆｕに依存している。そこで、位相差φと駆動周波数Ｆｕとの関係を示すと、図５乃至図７のようになる。ここで、超音波モータは、一般に、超音波モータの周囲の温度や超音波モータに印加されている負荷の大きさ等の動作環境の変化に応じて共振周波数が変化する。このため、各位相差φにおいて、駆動周波数Ｆｕは、共振周波数でも良いが、共振周波数を除く周波数が好ましい。駆動周波数Ｆｕは、例えば、最大回転速度の所定割合の回転速度Ｓを与える周波数とした。所定割合は、超音波モータシステムＭＳに求められている仕様等に応じて例えば９７％、９５％、９２％、９０％、８８％及び８５％等のように適宜に設定される。最大回転速度に近いほど、エネルギー効率が高いが動作環境の変化の影響を受け易く、一方、最大回転速度から離れるほど、動作環境の変化の影響を受け難いがエネルギー効率が低くなる。本実施形態では、回転速度Ｓが最大回転速度の９０％である場合の周波数を駆動周波数Ｆｕとした。
【００４３】
図５乃至図７は、超音波モータの位相差に対する駆動周波数の特性を示す図である。各図（Ａ）は、位相差φが−９０度から０度までの特性を示し、各図（Ｂ）は、位相差φが０度から＋９０度までの特性を示す。各図の横軸は、度（degree）単位で表す位相差（Phase-difference）であり、各図の縦軸は、ｋＨｚ単位で表す駆動周波数（Frequency）である。図５は、線形近似の場合を示し、図６は、多項式近似の場合を示し、そして、図７は、有理関数近似の場合を示す。各図の○は、図４に基づく測定点を示し、実線は、各近似方法による近似曲線を示す。
【００４４】
線形近似では、位相差φに対する駆動周波数Ｆｕの特性は、式（１）のように表され、図５のように示される。
Ｆｕ＝ａ＋ｂφ                                                      ・・・（１）
ここで、−９０≦φ＜０の場合では、ａ＝４２．９４６８１５、ｂ＝０．０２８８０７７８３である。そして、その標準誤差（Standard Error）は、０．３５７１３８９であり、相関係数（Correlation Coefficient）は、０．９３１０２１２である。０＜φ≦＋９０の場合では、ａ＝４２．４８２５１１、ｂ＝−０．０２４４２８３４６である。そして、その標準誤差は、０．３１３９９４８であり、相関係数は、０．９２６４４４である。
【００４５】
３次の多項式近似では、位相差φに対する駆動周波数Ｆｕの特性は、式（２）のように表され、図６のように示される。
Ｆｕ＝ａ＋ｂφ＋ｃφ２＋ｄφ３                                      ・・・（２）
ここで、−９０≦φ＜０の場合では、ａ＝４３．５９２５７、ｂ＝０．１０３８９７４１であり、ｃ＝０．００１５８１９１５３であり、ｄ＝８．８２１８５９１×１０−６である。そして、その標準誤差は、０．１５９１５５７であり、相関係数は、０．９８９１１９２ある。０＜φ≦＋９０の場合では、ａ＝４３．５７９１５２、ｂ＝−１．０９２０８８であり、ｃ＝−０．０２７６８３５７８であり、ｄ＝−１．３００８０７８×１０−６である。そして、その標準誤差は、０．１８２９８０９であり、相関係数は、０．９８５５９２１である。なお、本実施形態は、実測結果と近似の良さと計算の容易さの観点とから多項式近似の次数は、３次としたが、２次でも４次、５次或いはこれ以上でもよい。一般に、高次になるほど近似が良くなるが、計算が煩雑となる。
【００４６】
そして、有理関数近似では、位相差φに対する駆動周波数Ｆｕの特性は、式（３）のように表され、図７のように示される。
Ｆｕ＝（ａ＋ｂφ）／（１＋ｃφ＋ｄφ２）                            ・・・（３）
ここで、−９０≦φ＜０の場合では、ａ＝４３．５７９１５２、ｂ＝−１．０９２０８８であり、ｃ＝−０．０２７６８３５７８であり、ｄ＝−１．３００８０７８×１０−６である。そして、その標準誤差は、０．１８２９８０９であり、相関係数は、０．９８５５９２１ある。０＜φ≦＋９０の場合では、ａ＝４３．２６９１５９、ｂ＝４．０３０２５であり、ｃ＝０．０９７９２６９４９であり、ｄ＝２．４１３０５１６×１０−５である。そして、その標準誤差は、０．０９２８３６７であり、相関係数は、０．９９４９１９７である。なお、本実施形態では、分子を１次式とし、分母を２次式としたが、これに限定されるものではなく、実測結果に応じてこの実測結果をよりよく近似することができる任意の次数として良い。
【００４７】
各近似おける標準誤差及び相関係数を見ると分かるように、何れの近似方法によっても実測結果を良く近似している。
【００４８】
そして、このような近似式によって位相差φに応じて駆動周波数Ｆｕを最適な駆動周波数Ｆｕに変えることによって、位相差φに対する回転速度Ｓの特性は、図８に示すようになる。
【００４９】
図８は、超音波モータにおける位相差に対する回転速度の特性を示す図である。図８の各図の横軸は、度（degree）単位で表す位相差（Phase-difference）であり、各図の縦軸は、ｒｐｍ単位で表す回転速度（Speed）である。図８（Ａ）は、位相差φに対する駆動周波数Ｆｕの特性を図５に示すように直線近似した場合の位相差φに対する回転速度Ｓの特性を示し、図８（Ｂ）は、位相差φに対する駆動周波数Ｆｕの特性を図６に示すように３次の多項式近似した場合の位相差φに対する回転速度Ｓの特性を示し、そして、図８（Ｃ）は、位相差φに対する駆動周波数Ｆｕの特性を図７に示すように有理関数近似した場合の位相差φに対する回転速度Ｓの特性を示す。
【００５０】
図８の各図と図１０とを較べると分かるように、位相差φに対する回転速度Ｓの特性において、デッドバンドが改善し、狭くなっている。線形近似の場合では、図８（Ａ）に示すように、デッドバンドは、約−３．３度≦φ＜０、０＜φ≦９．４度であり、３次の多項式近似では、図８（Ｂ）に示すように、デッドバンドは、約−３．３度≦φ＜０、０＜φ≦４．７度であり、そして、有理関数近似では、図８（Ａ）に示すように、デッドバンドは、約−３．９度≦φ＜０、０＜φ≦７．７度である。３つの近似方法において、デッドバンドの改善では、３次の多項式近似が最も改善している。そして、図８の各図と図１０とを較べると分かるように、位相差φに対する回転速度Ｓの特性において、非線形性も改善している。３つの近似方法において、３次の多項式近似、線形近似、有理関数近似の順で非線形性が改善しており、有理関数近似が最も線形がよい。また、最高回転速度は、線形近似では時計方向約１３３ｒｐｍ、反時計方向−１２２ｒｐｍであり、３次の多項式近似では時計方向約１０７．５ｒｐｍ、反時計方向−１１２．７ｒｐｍであり、有理関数近似では時計方向約１０５．７ｒｐｍ、反時計方向−１０５．２ｒｐｍである。３つの近似方法において、制御可能な回転速度範囲の点では、有理関数近似、３次の多項式近似、線形近似の順で広く、線形近似が最も広い。
【００５１】
なお、ここでは、記載しないが株式会社新生工業社製のＵＳＲ６０−ｓ１でも同様の傾向の実測結果が得られている。
【００５２】
このような実験事実を背景に本発明が為され、本実施形態における超音波モータシステムＭＳが開発された。
【００５３】
そして、図８に示す特性を表す近似式が求められ、本実施形態では、このような実測結果から記憶部１４には、超音波モータ４における回転速度Ｓと位相差φとの関係を表す近似式（第１近似式）が記憶され、位相差演算部１１は、この第１近似式を用いることによって、入力装置３から入力された目標回転速度に対応する位相差αを演算し、この演算した位相差αを駆動周波数演算部１２に通知する。また、記憶部１４には、超音波モータの位相差φと駆動周波数Ｆｕとの関係を表す近似式（第２近似式）が記憶され、駆動周波数演算部１２は、この第２近似式を用いることによって、位相差演算部１１で演算された位相差αに対応する駆動周波数ｆを演算し、この演算した駆動周波数ｆ及び位相差演算部１１で演算された位相差αを制御信号生成部１３へ通知する。
【００５４】
次に、本実施形態の動作について説明する。この超音波モータシステムＭＳでは、制御装置１が制御プログラムを実行して次のように動作することによって、超音波モータ４は、目標回転速度で駆動するように制御される。なお、本実施形態では、広い回転速度の範囲で回転速度を制御可能とする観点から、超音波モータ４の位相差φに対する駆動周波数Ｆｕの特性は、線形近似され、この場合の位相差φに対する回転速度Ｓの特性が用いられる。
【００５５】
図９は、実施形態における制御装置の動作を示すフローチャートである。入力装置３から所望の目標回転速度がユーザによって入力され、作動開始が指示されると、超音波モータシステムＭＳが初期化される（Ｓ１１）。より具体的には、例えば、回転速度検出部２２１のカウンタがリセット等される。次に、位相差演算部１１で、位相差φと回転速度Ｓとの関係を表す第１近似式が用いられて、この入力された目標回転速度に対応する位相差αが演算され、この演算された位相差αが位相差演算部１１から駆動周波数演算部１２へ通知される（Ｓ１２）。次に、駆動周波数演算部１２で、位相差φと駆動周波数Ｆｕとの関係を表す第２近似式が用いられて、この演算された位相差αに対応する駆動周波数ｆが演算され、この演算された駆動周波数ｆと位相差演算部１１から通知された位相差αとが駆動周波数演算部１２から制御信号生成部１３へ通知される（Ｓ１３）。次に、制御信号生成部１３で、駆動検出装置２によって生成される２相のＡ相及びＢ相駆動信号が位相差演算部１１で演算された位相差α及び駆動周波数演算部１２で演算された駆動周波数ｆとなるような制御信号が生成され、この生成された制御信号が制御信号生成部１３から駆動検出装置２の分周部２１２及び駆動原信号生成部２１３へそれぞれ出力される（Ｓ１４）。
【００５６】
駆動検出装置２では、この制御装置１から入力された制御信号に基づいて、基準信号発振部２１で発振された基準信号が分周部２１２で分周され、駆動原信号生成部２１３で生成された駆動原信号に応じてＡ相及びＢ相駆動信号生成部２１４、２１５で所定の振幅Ａ、所定の駆動周波数ｆ及び所定の位相を有する正弦波のＡ相駆動信号が生成されると共に、Ｂ相駆動信号生成部２１５で所定の振幅Ａ、所定の駆動周波数ｆ及びＡ相駆動信号の位相に対して所定の位相差αを有する正弦波のＢ相駆動信号が生成され、この２相の駆動信号が超音波モータ４へ供給される。超音波モータ４は、この供給された２相の駆動信号によって駆動する。
【００５７】
回転数符号化部２２２は、超音波モータ４の回転変位を検出しており、その変位信号（パルス）は、回転速度検出部２２１へ出力される。回転速度検出部２２１は、その変位信号から超音波モータ４の回転速度を検出し、この検出した超音波モータ４の回転速度を制御装置１へ出力する。これによって駆動検出部２の検出部２２からこの検出した回転速度が入力される（Ｓ１５）。次に、超音波モータ４の停止が入力装置３から入力されているか否かが判断される。判断の結果、停止が入力されている場合（Ｙｅｓ）には、制御信号の出力が停止され、超音波モータ４の制御が終了される。一方、この判断の結果、停止が入力されていない場合（Ｎｏ）には、位相差演算部１１で、検出部２２で検出された回転速度と目標回転速度とに差がある場合にはその差が無くなるように新たな位相差αが演算され、処理が処理Ｓ１３に戻される（Ｓ１７）。より具体的には、検出部２２で検出された回転速度が目標回転速度より速い場合には、現在の位相差αよりも予め設定された値だけ位相差αが小さくなるように新たに位相差αが演算され、検出部２２で検出された回転速度が目標回転速度より遅い場合には、現在の位相差αよりも予め設定された値だけ位相差αが大きくなるように新たに位相差αが演算される。
【００５８】
このように制御装置１が動作することによって、位相差αに応じて駆動周波数ｆが最適化されるので、超音波モータ４におけるデッドバンドがより少なくされ、位相差αに対する回転速度の特性がより線形にされる。そして、超音波モータ４は、フィードバック制御により目標回転速度で駆動することができる。
【００５９】
なお、上述の実施形態では、駆動部２１は、駆動検出部２に組み込まれて制御装置１と別体で構成されたが、駆動部２１は、制御装置１に組み込まれて一体に構成されてもよい。このような場合では、制御信号生成部１３が省略され、位相差α及び駆動周波数ｆは、駆動周波数演算部１２から駆動原信号生成部２１３へ通知されるように構成されてもよい。これによって、駆動部２１も備えているので、超音波モータ４を作動することができるコンパクトな超音波モータの制御装置が実現できる。
【００６０】
また、上述の実施形態では、超音波モータ４の位相差φに対する駆動周波数Ｆｕの特性の近似方法として、線形近似、多項式近似及び有理関数近似を挙げたが、近似方法は、これに限定されない。近似方法は、公知の任意の近似方法が適用可能であり、超音波モータ４の特性に応じて適宜に選択されることが好ましい。例えば、実測した点のみを位相差φと駆動周波数Ｆｕとの関係としてテーブル形式で記憶部１４に記憶しておき、テーブルに無い位相差φと駆動周波数Ｆｕとの関係は、テーブルに無い当該位相差αに最も近い２点の位相差φから位相差φに対する駆動周波数Ｆｕの特性を直線近似することによって求め、この直線近似からテーブルに無い位相差αに対応する駆動周波数ｆを求めるように構成されてもよい。
【００６１】
そして、上述の実施形態では、超音波モータの位相差φに対する駆動周波数Ｆｕの特性は、直線近似され、この場合の位相差φに対する回転速度Ｓの特性が用いられたが、他の近似方法による特性を用いても良い。超音波モータ４の特性や超音波モータ４が適用される装置に要求される仕様等に応じて最適な近似方法が選択されることが好ましい。例えば、超音波モータ４が株式会社新生工業社製のＵＳＲ６０−ｓ３であって、広い範囲の位相差に亘って回転速度の制御が要求される装置では、位相差φに対する駆動周波数Ｆｕの特性は、デッドバンドの狭い３次の多項式近似で近似されることが好ましい。また例えば、超音波モータ４が株式会社新生工業社製のＵＳＲ６０−ｓ３であって、位相差φに対する回転速度Ｓの特性について線形性が要求される装置では、位相差φに対する駆動周波数Ｆｕの特性は、有理関数近似で近似されることが好ましい。
【００６２】
また、上述の実施形態では、制御対象の物理量として回転速度を上げたが、トルクでもよい。一般に、超音波モータでは、回転速度が遅い（回転数が低い）とトルクが小さく、回転速度が速い（回転数が高い）とトルクが大きい。このため、図４に示す駆動周波数Ｆｕに対する回転速度Ｓの特性は、駆動周波数に対するトルクの特性に代替することができ、トルクに対し、上述と同様の考え方が成り立つ。トルク制御を行う場合には、目標トルクが入力装置３から入力され、位相差演算部１１が位相差とトルクとの関係に基づいて入力装置３で入力された目標トルクに対応する位相差αを求めるように構成される。さらに、超音波モータ４の回転角を検出する回転角検出装置をさらに備えるように構成し、所望の弾性（スティフネス）或いは粘性となるようにトルクの制御を行うように構成してもよい。弾性は、目標回転角と現在の回転角との誤差に対して目標回転角へ戻そうとする場合に与えるトルクによって決定される。粘性は、この際に角速度に対して与えるトルクによって決定される。回転数符号化部２２２の一例であるロータリエンコーダは、通常、回転変位を検出するので、その回転変位に基づいて回転角又は角速度を演算することができる。
【００６３】
そして、回転速度とトルクとの間に上記の関係があるので、検出した現在の回転速度からトルクを求めることができ、トルクを検出するトルク検出装置を回転数符号化部２２２だけで別途に設ける必要がない。このため、回転速度に加えてトルクを検出する場合に装置を小型化することができる。
【００６４】
また、上述の実施形態において、制御装置１は、必要に応じて外部記憶部（不図示）及び／又は通信インタフェース部（不図示）をさらに備えてもよい。外部記憶部は、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Compact Disc Recordable）及びＤＶＤ−Ｒ（Digital Versatile DiscRecordable）等の記録媒体との間でデータを読み込み及び／又は書き込みを行う装置であり、例えば、フレキシブルディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＣＤ−Ｒドライブ及びＤＶＤ−Ｒドライブ等である。通信インタフェース部は、ローカル・エリア・ネットワークや外部のネットワーク（例えば、インターネット）等のネットワークに接続され、このネットワークを介して他の通信端末装置との間で通信信号を送受信するためのインタフェース回路であり、制御装置１からのデータに基づいてネットワークの通信プロトコルに従った通信信号を作成すると共にネットワークからの通信信号を制御装置１が処理可能な形式のデータに変換する。ここで、上述の制御プログラムの各プログラムが記憶部１４に格納されていない場合には、これら各プログラムを記録した記録媒体から外部記憶部を介して記憶部１４にインストールされるように構成されてもよく、また、これら各プログラムを管理するサーバ（不図示）からネットワーク及び通信インタフェース部を介して各プログラムがダウンロードされるように構成されてもよい。
【００６５】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更及び/又は改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。従って、当業者が実施する変更形態又は改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態又は当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】実施形態における超音波モータシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態における駆動信号生成部の構成を示す回路図である。
【図３】実施形態における駆動原信号と駆動信号とを説明するためのタイムチャートである。
【図４】超音波モータの駆動周波数に対する回転速度の特性を示す図である。
【図５】超音波モータの位相差に対する駆動周波数の特性を示す図（その１）である。
【図６】超音波モータの位相差に対する駆動周波数の特性を示す図（その２）である。
【図７】超音波モータの位相差に対する駆動周波数の特性を示す図（その３）である。
【図８】超音波モータにおける位相差に対する回転速度の特性を示す図である。
【図９】実施形態における制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】従来の制御方法による超音波モータの位相差に対する回転速度（回転数）の特性を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
ＭＳ  超音波モータシステム
１  制御装置
２  駆動検出装置
３  入力装置
４  超音波モータ
１１  位相差演算部
１２  駆動周波数演算部
１３  制御信号生成部
１４  記憶部
２１  駆動部
２２  検出部
２１１  基準信号発生部
２１２  分周部
２１３  駆動原信号生成部
２１４  Ａ相駆動信号生成部
２１５  Ｂ相駆動信号生成部
【図１】
2008067441.tif 000003
【図２】
2008067441.tif 000004
【図３】
2008067441.tif 000005
【図４】
2008067441.tif 000006
【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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