(57)【要約】【課題】目標駆動量に対するオーバーランを確実に許容範囲内に収めることができ、駆動制御の精度も向上できる圧電駆動装置の提供。【解決手段】圧電駆動装置１０は、圧電素子を有しこの圧電素子への駆動信号の供給により振動する振動体を備えて前記振動体の振動を被駆動体に伝達する圧電アクチュエータ２０と、被駆動体の駆動量を検出する駆動量検出手段７０と、圧電アクチュエータ２０への駆動信号の供給を制御する駆動制御手段とを備える。駆動制御手段は、圧電アクチュエータ２０に予め設定された第１入力エネルギ分の駆動信号を入力した後に、前記駆動量検出手段７０によって前記被駆動体が所定の駆動量だけ駆動されたか否かを判定する。【選択図】図３
2008228375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子を有しこの圧電素子への駆動信号の供給により振動する振動体を備えて前記振動体の振動を被駆動体に伝達する圧電アクチュエータと、
前記被駆動体の駆動量を検出する駆動量検出手段と、
前記圧電アクチュエータへの駆動信号の供給を制御する駆動制御手段とを備え、
前記駆動制御手段は、
前記圧電アクチュエータに予め設定された第１入力エネルギ分の駆動信号を入力した後に、前記駆動量検出手段によって前記被駆動体が所定の駆動量だけ駆動されたか否かを判定する
ことを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電駆動装置において、
前記第１入力エネルギは、前記駆動信号の入力を停止した後の被駆動体のオーバーラン量が許容範囲内となるように設定されていることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の圧電駆動装置において、
前記駆動制御手段は、
前記駆動量検出手段によって前記被駆動体が所定の駆動量だけ駆動されていないと判定された場合には、第２入力エネルギ分の駆動信号を入力して追加駆動制御を行うことを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載の圧電駆動装置において、
前記駆動制御手段は、
前記圧電アクチュエータに前記第２入力エネルギ分の駆動信号を入力した後に、前記駆動量検出手段によって前記被駆動体が所定の駆動量だけ駆動されたか否かを判定し、
所定の駆動量だけ駆動されたことが判定されるまで、第２入力エネルギ分の駆動信号の入力による追加駆動制御を繰り返すことを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項５】
請求項１に記載の圧電駆動装置において、
前記第１入力エネルギの初期値は、前記駆動信号の入力を停止した後の被駆動体のオーバーラン量が許容範囲内となるように設定され、
前記駆動制御手段は、
前記駆動量検出手段によって前記被駆動体が所定の駆動量だけ駆動されていないと判定された場合には、第２入力エネルギ分の駆動信号を入力して追加駆動制御を行うとともに、前記第１入力エネルギの初期値を所定エネルギ分だけ増加することを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項６】
請求項５に記載の圧電駆動装置において、
前記駆動制御手段は、
前記圧電アクチュエータに前記第２入力エネルギ分の駆動信号を入力した後に、前記駆動量検出手段によって前記被駆動体が所定の駆動量だけ駆動されたか否かを判定し、
所定の駆動量だけ駆動されたことが判定されるまで、第２入力エネルギ分の駆動信号の入力による追加駆動制御と、第１入力エネルギの初期値に対する所定エネルギ分の増加処理を繰り返すことを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の圧電駆動装置において、
前記駆動制御手段は、
前記駆動量検出手段によって前記被駆動体が所定の駆動量だけ駆動されたと判定された場合には、前記第１入力エネルギの初期値を所定エネルギ分減少させることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項８】
請求項３から請求項７のいずれかに記載の圧電駆動装置において、
前記第２入力エネルギは前記第１入力エネルギより小さいことを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項９】
請求項３から請求項８のいずれかに記載の圧電駆動装置において、
前記第２入力エネルギは、被駆動体の許容オーバーラン量に相当するエネルギ量よりも小さいことを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の圧電駆動装置において、
前記駆動制御手段は、駆動信号の電圧を一定として駆動時間を制御することで前記入力エネルギを制御することを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の圧電駆動装置において、
前記駆動制御手段は、駆動信号の駆動時間を一定として電圧を制御することで前記入力エネルギを制御することを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の圧電駆動装置において、
前記駆動量判定手段は、発光素子および受光素子を備え、前記被駆動体が所定の駆動量だけ駆動された際に、発光素子からの光を受光素子で受光していた状態から受光しない状態に変化、または、発光素子からの光を受光素子で受光していない状態から受光する状態に変化することで、被駆動体が所定の駆動量だけ駆動されたことを検出する光センサによって構成されていることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の圧電駆動装置において、
前記駆動量判定手段は、前記被駆動体が所定の駆動量だけ駆動された際に、被駆動体に接触していた状態から非接触状態に変化、または、被駆動体に非接触の状態から接触状態に変化することで、被駆動体が所定の駆動量だけ駆動されたことを検出する接点によって構成されていることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれかに記載の圧電駆動装置において、
前記第１入力エネルギは上限値が設定され、
この上限値は、第１入力エネルギを入力した際の駆動量のばらつきの最大値が、所定の駆動量に許容オーバーラン量を加算した値よりも小さくなる値に設定されていることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれかに記載の圧電駆動装置において、
前記駆動制御手段は、
前記圧電アクチュエータに予め設定された第１入力エネルギ分の駆動信号を入力した後、所定時間経過後に、前記駆動量検出手段によって前記被駆動体が所定の駆動量だけ駆動されたか否かを判定することを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の圧電駆動装置において、
前記所定時間は、圧電アクチュエータへの駆動信号の入力を停止してから被駆動体を含む駆動系が停止するまでの時間よりも長いことを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項１７】
圧電素子を有しこの圧電素子への駆動信号の供給により振動する振動体を備えて前記振動体の振動を被駆動体に伝達する圧電アクチュエータと、
前記被駆動体の駆動量を検出する駆動量検出手段と、
前記圧電アクチュエータへの駆動信号の供給を制御する駆動制御手段とを備えた圧電駆動装置の制御方法であって、
前記圧電アクチュエータに予め設定された第１入力エネルギ分の駆動信号を入力した後に、前記駆動量検出手段によって前記被駆動体が所定の駆動量だけ駆動されたか否かを判定する
ことを特徴とする圧電駆動装置の制御方法。
【請求項１８】
請求項１から請求項１６のいずれかに記載の圧電駆動装置と、この圧電駆動装置で駆動される計時情報表示部とを備えることを特徴とする電子時計。
【請求項１９】
請求項１８に記載の時計において、
前記計時情報表示部は、前記圧電駆動装置で回転駆動される指針を備えて構成されることを特徴とする電子時計。
【請求項２０】
請求項１から請求項１６のいずれかに記載の圧電駆動装置と、この圧電駆動装置で駆動される駆動対象とを備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電駆動装置、圧電駆動装置の制御方法、電子時計および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子時計の運針のように一定角度のステップ運動をさせる場合、通常、電磁式のステッピングモータを用いることが一般的であり、電子時計の駆動源として広く用いられている。電磁式ステッピングモータを用いて時刻針（指針）を駆動する場合、磁界の影響によって誤動作したり停止する課題がある。また、駆動力が小さいために、多段の減速輪列を必要とし、小型化に不利であるという課題もある。
【０００３】
これらの課題を解決するために、超音波モータ（圧電アクチュエータ）で指針を駆動する方法が知られている（特許文献１，２参照）。
これらの特許文献１，２では、圧電素子が組み込まれた振動体（ステータ）を、加圧バネで移動体（ロータ）に押圧し、移動体を回転駆動している。すなわち、振動体と移動体の間の摩擦力で駆動力を伝達している。
【０００４】
ところで、電磁式ステッピングモータは、入力パルス数に応じて駆動対象の駆動量が一義的に決まるのに対し、圧電アクチュエータ（圧電モータ）は摩擦力で駆動するため、入力エネルギに対して駆動対象（被駆動体）の駆動量が一義的に決まらないという課題がある。
このため、接点やセンサなどを用いて被駆動体の駆動量を検出することが知られている（特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２９０５７９号公報
【特許文献２】特開２０００−３５２５８８号公報
【特許文献３】特開平１１−２８１７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、接点やセンサ等によって被駆動体の駆動量を検出したとしても、駆動量と検出結果との間にはタイムラグが存在し、実際の駆動量と、検出した駆動量とにズレが生じる。また、検出結果に応じて駆動を停止したとしても、駆動系の慣性の影響で被駆動体はすぐには停止しないため、必ずオーバーランが生じるという課題があった。
この際、前記特許文献３のように、時計のカレンダーを駆動する場合には、駆動時間に対してオーバーランの時間が非常に小さいため、オーバーランによる影響は殆ど無く、実用上問題はない。
【０００７】
これに対し、時刻針を圧電アクチュエータで駆動する場合には、通常、電池寿命を確保するために、１ステップ当たりの駆動時間を極力小さくする。このため、時刻針駆動の場合、カレンダー駆動に比べて、駆動時間に対するオーバーラン時間の比率が増大し、駆動量に対する影響も大きくなるという問題があった。
例えば、１ステップあたり、駆動時間を１〜数msecに設定している場合に、オーバーランで数msec駆動されてしまうと、１ステップあたりの駆動量が所望の駆動量に対して２倍以上になってしまうおそれもあり、精度の高い駆動制御が困難であるという問題があった。
【０００８】
このような問題は、圧電アクチュエータを用いた電子時計に限らず、様々な電子機器でも同様であった。すなわち、圧電素子は、電気エネルギーから機械エネルギーへの変換効率や、応答性に優れている。このため、近年、圧電素子の圧電効果を利用した各種の圧電アクチュエータが開発されている。この圧電アクチュエータは、圧電ブザー、プリンタのインクジェットヘッド、超音波モータ、電子時計、携帯機器等の各種電子機器の分野に応用されているため、上記問題は各種電子機器においても発生することがあった。
【０００９】
本発明の目的は、目標駆動量に対するオーバーランを確実に許容範囲内に収めることができ、駆動制御の精度も向上できる圧電駆動装置、圧電駆動装置の制御方法、電子時計および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の圧電駆動装置は、圧電素子を有しこの圧電素子への駆動信号の供給により振動する振動体を備えて前記振動体の振動を被駆動体に伝達する圧電アクチュエータと、前記被駆動体の駆動量を検出する駆動量検出手段と、前記圧電アクチュエータへの駆動信号の供給を制御する駆動制御手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記圧電アクチュエータに予め設定された第１入力エネルギ分の駆動信号を入力した後に、前記駆動量検出手段によって前記被駆動体が所定の駆動量だけ駆動されたか否かを判定することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、圧電アクチュエータが第１入力エネルギ分だけ駆動し終わってから、駆動量検出手段で被駆動体が所定の駆動量だけ駆動されたか否かを判定している。このため、検出される駆動量には、検出のタイムラグや駆動系の慣性によるオーバーランの影響も含まれ、実際の駆動量を検出できる。従って、この駆動量に基づく、駆動制御も高精度に行うことができる。
すなわち、駆動量を検出しながら駆動し、検出駆動量が所定の駆動量になった時に駆動信号の入力を停止する場合には、検出のタイムラグや駆動系の慣性によるオーバーランがあるため、検出した駆動量は、実際の駆動量とずれてしまう。このため、駆動制御の精度を向上することが難しい。
これに対し、本発明では、予め設定された第１入力エネルギ分の駆動を終了してから駆動量を検出しているので、検出のタイムラグや駆動系の慣性によるオーバーランの影響を含んだ上で駆動量の判定を行うことができる。
従って、実際の駆動量を高精度に検出できるため、被駆動体の駆動量の制御を従来に比べて高精度に行うことができる。
【００１２】
本発明において、前記第１入力エネルギは、前記駆動信号の入力を停止した後の被駆動体のオーバーラン量が許容範囲内となるように設定されていることが好ましい。
本発明によれば、第１入力エネルギ分だけ圧電アクチュエータを駆動し終わった点で、オーバーラン量が許容範囲をオーバーすることがない。このため、被駆動体が許容範囲をオーバーして駆動してしまうことを確実に防止でき、被駆動体の駆動制御を高精度に行うことができる。
なお、本発明および以下の各発明において、オーバーラン量とは、所定の移動量を超えた量を意味する。また、所定の移動量とは、通常、被駆動体の駆動を制御する際に、移動量（駆動量）の目標値として設定された値を意味する。さらに、オーバーラン量の許容範囲（許容オーバーラン量）は、被駆動体の駆動条件などに応じて予め設定すればよい。
【００１３】
本発明において、前記駆動制御手段は、前記駆動量検出手段によって前記被駆動体が所定の駆動量だけ駆動されていないと判定された場合には、第２入力エネルギ分の駆動信号を入力して追加駆動制御を行うことが好ましい。
【００１４】
２種類の入力エネルギを圧電アクチュエータに供給可能に構成されているので、駆動開始時には第１入力エネルギを供給して駆動することで、圧電アクチュエータを所望の駆動量に比較的近づけることができる。そして、この際に検出した駆動量が所定の駆動量に達していないと判定された場合には、第２入力エネルギを供給して駆動（補正）しているので、所望の駆動量により近づけることができる。
例えば、第１入力エネルギの大きさが所望の駆動量に必要なエネルギに対して小さいと、第１入力エネルギの駆動を複数回行わなければならず、駆動処理に時間がかかってしまうため、通常、所望の駆動量に必要なエネルギを基準に設定される。このように設定しておくことで、第１入力エネルギを供給することで、圧電アクチュエータの駆動量を所望の駆動量に近づけることができるが、被駆動体側の負荷変動などがあると、第１入力エネルギを供給して駆動しても所望の駆動量に達しない場合がある。このような場合に、再度、第１入力エネルギを供給すると、所望の駆動量を大幅にオーバーしてしまう可能性が高い。
これに対し、本発明のように、第２入力エネルギも供給可能にしておけば、例えば、第１入力エネルギよりも第２入力エネルギを小さく設定しておくことで、第１入力エネルギを供給した時点で所望の駆動量に達していなくても、第２入力エネルギを供給して圧電アクチュエータの駆動量を所望の駆動量に近づけることができ、被駆動体を高精度に駆動制御することができる。
また、被駆動体の負荷が大きくなって第１入力エネルギを供給しても所定の駆動量に大幅に達していない場合には、第１入力エネルギよりも第２入力エネルギを大きく設定しておくことで、第２入力エネルギを供給して圧電アクチュエータの駆動量を所望の駆動量に近づけることもでき、被駆動体を高精度に駆動制御することができる。
【００１５】
本発明において、前記駆動制御手段は、前記圧電アクチュエータに前記第２入力エネルギ分の駆動信号を入力した後に、前記駆動量検出手段によって前記被駆動体が所定の駆動量だけ駆動されたか否かを判定し、所定の駆動量だけ駆動されたことが判定されるまで、第２入力エネルギ分の駆動信号の入力による追加駆動制御を繰り返すことが好ましい。
【００１６】
２種類の入力エネルギを圧電アクチュエータに供給可能に構成されているので、駆動開始時には第１入力エネルギを供給して駆動することで、圧電アクチュエータを所望の駆動量に比較的近づけることができる。そして、この際に検出した駆動量が所定の駆動量に達していないと判定された場合には、第２入力エネルギを供給して駆動（補正）しているので、所望の駆動量により近づけることができる。
すなわち、第１入力エネルギに比べて第２入力エネルギを小さく設定した場合において、第２入力エネルギのみで駆動した場合に比べると、所望の駆動量となるまでの駆動回数（補正回数）を少なくできて短時間で所望の駆動量まで達することができる。
また、第１入力エネルギのみで駆動した場合には、駆動量の微調整ができないため、所望の駆動量に十分に近づけることが難しいが、本発明では、第２入力エネルギによる駆動量の微調整が可能なため、所望の駆動量に近づけることができる。
【００１７】
本発明において、前記第１入力エネルギの初期値は、前記駆動信号の入力を停止した後の被駆動体のオーバーラン量が許容範囲内となるように設定され、前記駆動制御手段は、前記駆動量検出手段によって前記被駆動体が所定の駆動量だけ駆動されていないと判定された場合には、第２入力エネルギ分の駆動信号を入力して追加駆動制御を行うとともに、前記第１入力エネルギの初期値を所定エネルギ分だけ増加することが好ましい。
【００１８】
ここで、前記第１入力エネルギの初期値は、被駆動体や圧電アクチュエータの個体バラツキや、繰り返し駆動バラツキなども考慮して、前記駆動信号の入力を停止した後の被駆動体のオーバーラン量が許容範囲内となるように設定されていることが好ましい。
本発明では、第１入力エネルギの初期値が、前記駆動信号の入力を停止した後の被駆動体のオーバーラン量が許容範囲内となるように設定されているため、第１入力エネルギ分だけ圧電アクチュエータを駆動し終わった際に、オーバーラン量が許容範囲を超えることがない。このため、第１入力エネルギによる駆動量＋許容範囲を、目標とする駆動量とすれば、第１入力エネルギで圧電アクチュエータを駆動した際のオーバーラン量を含む駆動量が、目標駆動量を超えることを確実に防止できる。
その上、第１入力エネルギで駆動しても所定の駆動量まで駆動されていないと判定された場合には、第２入力エネルギで追加駆動制御を行っているので、目標とする駆動量にさらに近づけることができる。
さらに、この場合、第１入力エネルギの初期値を所定エネルギ分だけ増加しているので、次回の駆動時には増加された第１入力エネルギで圧電アクチュエータが駆動されるため、目標とする駆動量に最初からより近づけることができ、駆動補正回数を減らすことができる。
【００１９】
なお、前記所定エネルギの大きさは、追加駆動制御時の第２入力エネルギと同じでもよいし、第２入力エネルギよりも更に小さいものでもよい。
但し、第２入力エネルギは、補正回数を少なくするために、オーバーランしない範囲でなるべく大きく設定したいパラメータである。従って、第２入力エネルギを比較的大きく設定した場合に、第１入力エネルギに第２入力エネルギを加算して、新たな第１入力エネルギの初期値にしてしまうと、次の駆動時の負荷変動によっては最初の第１入力エネルギによる駆動のみで被駆動体がオーバーランしてしまう可能性がある。
これに対し、所定エネルギを第２入力エネルギよりも更に小さくすれば、第１入力エネルギの初期値を細かく微調整することができ、結果的に被駆動体を所望の駆動量まで制御するための平均補正回数を少なくすることができる。
【００２０】
本発明において、前記駆動制御手段は、前記圧電アクチュエータに前記第２入力エネルギ分の駆動信号を入力した後に、前記駆動量検出手段によって前記被駆動体が所定の駆動量だけ駆動されたか否かを判定し、所定の駆動量だけ駆動されたことが判定されるまで、第２入力エネルギ分の駆動信号の入力による追加駆動制御と、第１入力エネルギの初期値に対する所定エネルギ分の増加処理を繰り返すことが好ましい。
【００２１】
所望の駆動量に達するまで、第２入力エネルギの供給による圧電アクチュエータの駆動を繰り返し、その度に第１入力エネルギの初期値を第２入力エネルギ分だけ増加させているので、目標とする駆動量までより一層近づけることができる。さらに、第１入力エネルギの初期値を所定エネルギ分だけ順次増加しているので、次回の駆動時には増加された第１入力エネルギで圧電アクチュエータが駆動されるため、追加駆動制御を行わずに目標とする駆動量にできる可能性も高まり、駆動補正回数を減らすことができる。
【００２２】
本発明において、前記駆動制御手段は、前記駆動量検出手段によって前記被駆動体が所定の駆動量だけ駆動されたと判定された場合には、前記第１入力エネルギの初期値を所定エネルギ分減少させることが好ましい。
【００２３】
第１入力エネルギの初期値を徐々に増加させた場合、その初期値を所定の駆動量に達した時点で圧電アクチュエータに加えたエネルギにしておくと、被駆動体側の負荷変動などがあった場合、次の第１入力エネルギを加えた際に、最初から目標駆動量をオーバーしてしまう可能性がある。
これに対し、第１入力エネルギの初期値を所定量、例えば第１入力エネルギの増加分だけ減少させておけば、次の駆動時に目標駆動量をオーバーしてしまうことを防止できる。
【００２４】
本発明において、前記第２入力エネルギは前記第１入力エネルギより小さいことが好ましい。
このような構成であれば、第２入力エネルギによる駆動量を、第１入力エネルギによる駆動量に比べて小さくできるため、第２入力エネルギを用いることで駆動量を微調整することができ、目標駆動量に合わせる制御を容易に行うことができる。
【００２５】
本発明において、前記第２入力エネルギは、被駆動体の許容オーバーラン量に相当するエネルギ量よりも小さいことが好ましい。
このような構成であれば、第２入力エネルギが入力された際の駆動量がオーバーランの許容範囲を超えることを確実に防止できる。
【００２６】
本発明において、前記駆動制御手段は、駆動信号の電圧を一定として駆動時間を制御することで前記入力エネルギを制御することが好ましい。
入力エネルギを制御する際に、駆動信号の電圧を一定として駆動時間で制御すれば、電圧を可変するための回路構成が不要になり、コストを低減できる。
【００２７】
本発明において、前記駆動制御手段は、駆動信号の駆動時間を一定として電圧を制御することで前記入力エネルギを制御することが好ましい。
入力エネルギを制御する際に、駆動信号の駆動時間を一定として電圧を制御すれば、入力エネルギを増加させるために駆動時間を長くする必要が無く、入力エネルギの大小に関係なく駆動時間を一定にできるので、駆動時間を短くできる。このため、例えば、秒針を駆動する場合に、１秒以内に駆動を完了させる必要があるが、本発明では電圧値を調整することで、駆動時間は十分に短縮でき、秒針の駆動も十分に可能となる。
【００２８】
本発明において、前記駆動量判定手段は、発光素子および受光素子を備え、前記被駆動体が所定の駆動量だけ駆動された際に、発光素子からの光を受光素子で受光していた状態から受光しない状態に変化、または、発光素子からの光を受光素子で受光していない状態から受光する状態に変化することで、被駆動体が所定の駆動量だけ駆動されたことを検出する光センサによって構成されていることが好ましい。
光センサを用いて駆動量を検出すれば、被駆動体に対して非接触で検出でき、負荷になることがないため、圧電アクチュエータの駆動時の消費電力も低減できる。
【００２９】
本発明において、前記駆動量判定手段は、前記被駆動体が所定の駆動量だけ駆動された際に、被駆動体に接触していた状態から非接触状態に変化、または、被駆動体に非接触の状態から接触状態に変化することで、被駆動体が所定の駆動量だけ駆動されたことを検出する接点によって構成されていることが好ましい。
接点によって駆動量を検出すれば、光センサなどのセンサを不要にでき、コストを低減できる。
【００３０】
本発明において、前記第１入力エネルギは上限値が設定され、この上限値は、第１入力エネルギを入力した際の駆動量のばらつきの最大値が、所定の駆動量に許容オーバーラン量を加算した値よりも小さくなる値に設定されていることが好ましい。
このように構成されていれば、突発的な負荷増によって補正回数が増加した場合でも、第１入力エネルギの初期値は補正回数に応じて増加し続けてしまうことがなく、上限値に達すればそれ以上増加することがない。このため、次回に第１入力エネルギで被駆動体を駆動した際のオーバーランを防ぐことができる。
【００３１】
本発明において、前記駆動制御手段は、前記圧電アクチュエータに予め設定された第１入力エネルギ分の駆動信号を入力した後、所定時間経過後に、前記駆動量検出手段によって前記被駆動体が所定の駆動量だけ駆動されたか否かを判定することが好ましい。
所定時間経過後に検出すれば、検出のタイムラグが生じず、駆動系の慣性の影響を含んだ上で判定ができる。このため、精度の高い検出が可能となる。
【００３２】
ここで、前記所定時間は、圧電アクチュエータへの駆動信号の入力を停止してから被駆動体を含む駆動系が停止するまでの時間よりも長いことが好ましい。
このような構成によれば、駆動系が完全に停止してから駆動量を検出できるため、検出のタイムラグがまったく生じず、駆動系の慣性の影響を含んだ上で確実に判定ができる。このため、精度の高い検出が可能となる。
なお、前記の各所定時間は、被駆動体が一定時間間隔で駆動される場合には、当然、その一定時間間隔以内に設定する必要があり、具体的には一定時間間隔での次の駆動までに前記所定時間経過後の駆動量の検出処理と、その検出に基づく補正駆動などを行って所定の駆動量の駆動が完了するように設定する必要がある。従って、被駆動体が時計の指針であり、その指針が１秒運針の場合には前記所定時間は当然１秒以内に設定され、１秒より大きく設定されることはないし、指針が２０秒運針の場合には前記所定時間は当然２０秒以内に設定され、２０秒より大きく設定されることはない。
【００３３】
本発明の圧電駆動装置の制御方法は、圧電素子を有しこの圧電素子への駆動信号の供給により振動する振動体を備えて前記振動体の振動を被駆動体に伝達する圧電アクチュエータと、前記被駆動体の駆動量を検出する駆動量検出手段と、前記圧電アクチュエータへの駆動信号の供給を制御する駆動制御手段とを備えた圧電駆動装置の制御方法であって、前記圧電アクチュエータに予め設定された第１入力エネルギ分の駆動信号を入力した後に、前記駆動量検出手段によって前記被駆動体が所定の駆動量だけ駆動されたか否かを判定することを特徴とする。
本発明によれば、前記圧電駆動装置と同じ作用効果を奏することができる。
【００３４】
本発明の電子時計は、前記圧電駆動装置と、この圧電駆動装置で駆動される計時情報表示部とを備えることを特徴とする。
電子時計の計時情報表示部を前記圧電駆動装置で駆動すれば、ステッピングモータを用いた場合に比べて薄型化できるとともに、計時情報表示部の駆動量を精度良く検出できるので、検出した駆動量に基づいて駆動を制御することで、計時情報の表示がずれてしまうことを防止でき、正確な指示を行うことができる。
【００３５】
ここで、前記計時情報表示部は、前記圧電駆動装置で回転駆動される指針を備えて構成されることが好ましい。
圧電駆動装置で駆動される計時情報表示部としては、日車や曜車のようなカレンダー情報を表示するものでもよいが、時針、分針、秒針などの時刻を指示する指針を駆動する場合、指針の駆動量を精度良く検出でき、指示精度の高い電子時計を提供できる。
【００３６】
本発明の電子機器は、前記圧電駆動装置と、この圧電駆動装置で駆動される駆動対象とを備えることを特徴とする。
【００３７】
前記圧電駆動装置を電子機器の駆動に用いれば、薄型化できるとともに、駆動量を高精度に検出でき、そのため、正確な動作を行うことができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の圧電駆動装置、圧電駆動装置の制御方法、電子時計および電子機器によれば、目標駆動量に対するオーバーランを確実に許容範囲内に収めることができ、駆動制御の精度も向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
［１．第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、後述する第２実施形態以降では、以下に説明する第１実施形態での構成部品と同じ部品および同様な機能を有する部品には同一符号を付し、説明を簡単にあるいは省略する。
【００４０】
［１−１．全体構成］
図１は、本実施形態における圧電駆動装置を用いた電子機器としての電子時計１の概略構成を示す平面図であり、図２は、電子時計１における圧電駆動装置１０を示す断面図である。
なお、図１は、電子時計１の時刻表示側とは反対側（裏蓋側）から見た図であり、この図１において、上方向が電子時計１の３時方向、下方向が９時方向、右方向が１２時方向、左方向が６時方向となっている。図２も、電子時計１の時刻表示側を下、裏蓋側を上にした図となっている。
【００４１】
図１に示すように、電子時計１は、時刻を表示する指針を駆動する圧電駆動装置１０と、電池２と、ＩＣ５と、水晶チップ６とを備えている。電池２、ＩＣ５、水晶チップ６等は、図示しない回路基板に設けられている。
【００４２】
［１−２．圧電駆動装置の構成］
図１〜３に示すように、指針を駆動する圧電駆動装置１０は、圧電アクチュエータ２０と、ロータ３０と、ロータ３０の回転を指針まで伝達する駆動伝達手段である輪列４０と、ロータ３０を圧電アクチュエータ２０に押圧する押圧手段である押圧バネ５０と、ロータ３０や輪列４０の回転方向を規制するラチェット（ラチェット機構）６０と、圧電アクチュエータ２０の駆動量を検出する駆動量検出手段７０を備えている。
【００４３】
［１−２−１．圧電アクチュエータの構成］
圧電アクチュエータ２０は、振動体（ステータ）２１を備えて構成されている。振動体２１は、２枚の長方形かつ板状の圧電素子２２の間に、これらの圧電素子２２と略同形状であり、かつ圧電素子２２よりも肉厚の薄いステンレス鋼等の補強板２３を挟んだ積層構造を有している。
圧電素子２２としては、チタン酸ジルコニウム酸鉛（ＰＺＴ（商標））、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の各種のものを用いることができる。
【００４４】
振動体２１は、一短辺の幅方向端部に当接部２５を有している。この当接部２５は、補強板２３を切断成形する等の方法により得られたものであり、緩やかな曲面を持った先端部分を圧電素子から突出させている。振動体２１は、この当接部２５の先端をロータ３０の外周面に当接させる姿勢を保っている。
なお、本実施形態では、当接部２５は、振動体２１の幅方向の中心軸に対して偏心した位置に形成されているため、圧電アクチュエータ２０は、振動体２１の幅方向の重量バランスがアンバランスとされ、屈曲振動が生じやすいように構成されている。
【００４５】
圧電アクチュエータ２０の長手方向の一側面には支持部２６が形成されている。支持部２６は、補強板２３と一体形成されたものである。この支持部２６は、地板などにネジ等で固定されている。
また、支持部２６には圧電素子用回路基板が取り付けられ、圧電素子２２の表面に設けられる駆動電極に、回路基板から伸ばされたリード線が接続され、圧電素子２２を駆動可能に構成されている。
【００４６】
［１−２−２．ロータの構成］
圧電アクチュエータ２０に当接して駆動されるロータ３０は、ロータ案内体３２０に回転自在に保持されている。このロータ３０およびロータ案内体３２０によってロータブロックが構成されている。
ロータ案内体３２０は、図３にも示すように、揺動軸３２１を中心に揺動自在に配置され、押圧手段である押圧バネ５０の一端がロータ案内体３２０に当接されている。
押圧バネ５０の他端は地板などに設けられた固定ピン５１に係止され、固定ピン５１およびロータ案内体３２０間に配置された押圧バネ５０が撓んでロータ案内体３２０を付勢するようにされている。
このロータ案内体３２０が押圧手段（押圧バネ５０）によって付勢されることで、ロータ３０は圧電アクチュエータ２０の当接部２５に所定の当接力（接触圧）で当接されている。
【００４７】
［１−２−３．輪列の構成］
輪列４０は、図１〜３に示すように、ロータ３０のカナ３１に噛み合う歯車４１と、この歯車４１のカナ４１０に噛み合う２番車４２とを備えている。２番車４２には筒カナ４２１が取り付けられ、筒カナ４２１には分針７が取り付けられている。
２番車４２の筒カナ４２１には、日の裏車４３が噛み合い、日の裏車４３のカナ４３１には筒車４４が噛み合っている。筒車４４には時針８が取り付けられる。これらの各歯車は、地板３および輪列受け４に軸支されている。
なお、秒針を設ける場合には、通常の時計と同様に、３番車、４番車を設けて、２番車４２の回転を増速し、４番車と一体に回転する秒カナを筒カナ４２１内に配置して秒針を取り付ければよい。
【００４８】
前記歯車４１には、歯車４１と一体で回転するラチェット歯車４１１が設けられている。ラチェット歯車４１１は、のこぎり状の歯が形成されている。そして、このラチェット歯車４１１と、ラチェット歯車４１１の歯に係合可能な爪レバー６１と、爪レバー６１を押圧する押圧バネ６２とでラチェット機構６０が構成されている。
爪レバー６１は、常時、押圧バネ６２で押圧され、前記ラチェット歯車４１１に噛み合っている。このため、前記歯車４１は、図１中時計回り方向には回転可能であるが、反時計回り方向には前記ラチェット歯車４１１が爪レバー６１に係合することで回転不能に規制されている。
従って、ラチェット歯車４１１、爪レバー６１、押圧バネ６２を備えたラチェット機構６０は、ロータ３０や輪列４０を第２の方向のみに回転可能とし、第１の方向には回転しないように規制している。ここで、第２の方向は、分針７、時針８を備えた指針が時計回りに移動する方向であり、第１の方向は指針が反時計回りに移動する方向である。図３では、第２の方向は、ロータ３０やラチェット歯車４１１がそれぞれＡ方向に回転する方向であり、第１の方向は、Ｂ方向に回転する方向である。
【００４９】
駆動量検出手段７０は、圧電アクチュエータ２０の駆動量、つまりロータ３０や輪列４０の回転量を検出するものである。
本実施形態では、駆動量検出手段７０は、歯車４１に一体に設けられた歯車４１２に噛み合って回転する伝え歯車７２と、この伝え歯車７２によって回転する接点ばね７３と、この接点ばね７３が接触可能な駆動量検出回路基板７４とを備えている。
伝え歯車７２および接点ばね７３は、歯車４１の回転を２倍に増速しており、歯車４１つまりラチェット歯車４１１が１回転する間に、接点ばね７３は２回転するように構成されている。
【００５０】
接点ばね７３は、回転軸部分から互いに反対方向に突出された第１接点部７３１および第２接点部７３２を備えている。ここで、接点ばね７３の回転中心から第１接点部７３１までの距離は、回転中心から第２接点部７３までの距離よりも短くされている。すなわち、第１接点部７３１の回転軌跡は、第２接点部７３２の回転軌跡の内側に形成されるように設定されている。
【００５１】
駆動量検出回路基板７４は、前記第２接点部７３２の回転軌跡に沿って円弧状に形成された第１回路パターン７４１と、第１回路パターン７４１の内側に沿って形成された第２回路パターン７４２と、第２回路パターン７４２の内側に沿って形成された第３回路パターン７４３とを備えている。
第１回路パターン７４１は、各パターン７４２，７４３の出力端子Ｈ１，Ｈ２が形成された部分を除いて、ほぼ全周に渡って形成され、前記第２接点部７３２が接触可能に設けられている。なお、各出力端子Ｈ１，Ｈ２は、第２接点部７３２の回転軌跡上に形成されているので、第２接点部７３２が接触可能に設けられている。
さらに、第１回路パターン７４１には、各出力端子Ｈ１，Ｈ２に対して接点ばね７３の回転中心を挟んだ点対称位置に形成された突出部７４１１が設けられている。突出部７４１１は、前記第２接点部７３２の回転軌跡上まで延長され、第２接点部７３２が接触可能に設けられている。
従って、接点ばね７３の第２接点部７３２が各出力端子Ｈ１，Ｈ２に接触している際に、前記突出部７４１１に第１接点部７３１が接触することになる。
【００５２】
第２回路パターン７４２および第３回路パターン７４３は、第１接点部７３１の回転軌跡の外周および内周に沿ってそれぞれ略円弧状に形成され、さらに前記回転軌跡部分に向かって交互に突出する接触部７４２２、７４３２を備えている。
各接触部７４２２、７４３２は、約１２度間隔で配置されている。このため、ラチェット歯車４１１が６度回転した際に、接点ばね７３は１２度回転し、接触部７４２２、７４３２の一方に接触していた第１接点部７３１は、接触部７４２２、７４３２の他方に接触することになる。そして、第２接点部７３２は電源電圧ＶＤＤに接続された第１回路パターン７４１に接触している。
このため、圧電アクチュエータ２０の駆動スタート時に出力端子Ｈ１がＶＤＤの場合、接点ばね７３が１２度回転すると、出力端子Ｈ２がＶＤＤとなるため、その変化でラチェット歯車４１１が１ピッチ分回転したことが検出できる。
同様に、圧電アクチュエータ２０の駆動スタート時に出力端子Ｈ２がＶＤＤの場合、接点ばね７３が１２度回転すると、出力端子Ｈ１がＶＤＤとなるため、その変化でラチェット歯車４１１が１ピッチ分回転したことが検出できる。
【００５３】
［１−３．圧電アクチュエータの駆動制御装置および駆動制御方法］
次に、圧電アクチュエータ２０の駆動制御手段としての駆動制御装置１００の構成を図４に基づいて説明する。
図４において、駆動制御装置１００は、発振回路１１と、分周回路１２と、制御回路１３と、駆動信号発振回路１４と、波形成形回路１５と、モータ駆動回路（ドライバ）１６とを備えている。
【００５４】
発振回路１１は、時間標準源としての水晶振動子（水晶チップ）６からなる基準発振源を有し、基準パルスを出力する。
分周回路１２は、発振回路１１から出力された基準パルスを入力し、この基準パルスに基づいて基準信号（例えば１Ｈｚの信号）を生成する。
【００５５】
制御回路１３は、分周回路１２から出力された基準信号に基づいて、駆動信号発振回路１４にパルス信号を適宜出力させ、圧電アクチュエータ２０を駆動させる。なお、秒針が設けられている場合には、圧電アクチュエータ２０を１秒間隔で駆動する必要があるが、秒針が設けられていない本実施形態では、圧電アクチュエータ２０を１秒間隔で駆動してもよいが、２０秒間隔や３０秒間隔あるいは１分間隔など、分針の時刻指示に支障がない間隔で駆動してもよい。本実施形態では、後述するように２０秒間隔で駆動している。
【００５６】
また、制御回路１３は、駆動量検出手段７０と接続され、駆動量検出手段７０をトリガーとして、駆動信号発振回路１４にパルス信号を停止させる制御を行ったり、モータ駆動回路１６に駆動信号の出力を停止させる制御を行う。ここで、前記爪レバー６１が歯車４１に係合している状態から、歯車４１がラチェット歯車４１１の一歯分（１ピッチ分）回転すると、駆動量検出手段７０がその回転を検出し、制御回路１３は、モータ駆動回路１６等を制御して圧電アクチュエータ２０の駆動を停止するようになっている。      
【００５７】
駆動信号発振回路１４は、パルス信号を適宜発生するように制御回路１３によって制御されている。
波形成形回路１５は、駆動信号発振回路１４から出力されたパルス信号を所定のパルス信号に変換する。
モータ駆動回路１６は、波形成形回路１５から出力された所定のパルス信号によって圧電アクチュエータ２０に所定の周波数の駆動電圧を印加させて圧電アクチュエータ２０を駆動する。
なお、圧電アクチュエータ２０の駆動周波数の制御方法は特に限定せず、例えば、特許文献（特開２００６−２０４４５号公報）に開示されているように、圧電素子２２へ供給される駆動信号の周波数を、駆動可能な周波数範囲を含む広い範囲でスイープ（変化）させ、確実に圧電アクチュエータ２０を駆動させる方法でも良いし、特許文献（特開２００６−３３９１２号公報）に開示されているように、圧電素子２２に供給される駆動信号の周波数と圧電素子２２の振動状態から得られる検出信号との位相差を駆動に適した所定の目標位相差となるように駆動信号の周波数を変更させる方法でも良いし、あらかじめ温度毎に設定された固定周波数で駆動させる方法でも良い。
【００５８】
また、図４に示すように、制御回路１３は、圧電アクチュエータ２０から出力される検出信号を検出する。この検出信号は、モータ駆動回路１６が振動体２１の駆動電極に駆動電圧を印加した結果、振動体２１の振動により、電圧印加の対象となっていない検出電極（センサ電極、振動検出電極）から出力される信号である。この検出信号によって、制御回路１３は、圧電アクチュエータ２０の駆動状況を確認して、駆動周波数制御にフィードバックすることも可能である。
【００５９】
圧電アクチュエータ２０が駆動すると、当接部２５が補強板２３の短辺端部位置に偏心して形成され、かつ、ロータ３０に対して所定角度傾斜して当接部２５が当接されているため、ロータ３０は図３において反時計回り方向（Ａ方向）に回転する。そして、ロータ３０の回転に伴い、歯車４１が時計回り方向（Ａ方向）に回転し、前記爪レバー６１が次の歯に係合するまで回転した時点で圧電アクチュエータ２０の駆動が停止する。
この回転によって、時針８、分針７が取り付けられた各歯車が回転する。具体的には、歯車４１は３６０／６０＝６度分回転する。そして、歯車４１（ラチェット歯車４１１）が６度回転した際に、２番車４２が２度回転し、分針７が２度回転する。圧電アクチュエータ２０は、２０秒間隔で駆動されるため、分針７が２０秒間隔で２度回転し、１分で６度つまり１目盛分移動するように設定されている。
【００６０】
［１−３−１．圧電アクチュエータの駆動制御方法の詳細］
次に、駆動制御装置１００による圧電アクチュエータ２０の駆動制御の詳細について、図５を参照して説明する。
駆動制御装置１００の制御回路１３は、所定時間ごとにモータ駆動回路１６などを制御して圧電アクチュエータ２０を駆動する。制御回路１３は、前述のとおり、２０秒間隔で圧電アクチュエータ２０の駆動を開始する。
この際、制御回路１３は、モータ駆動回路１６を制御して第１入力エネルギＴ１だけ駆動信号を入力する（ステップＳ１）。本実施形態では、第１入力エネルギＴ１は、接点ばね７３を１２度回転させるように設定されている。具体的には、モータ駆動回路１６は駆動信号の電圧を一定とし、その時間を制御することで駆動信号によって圧電アクチュエータ２０に入力されるエネルギを調整している。本実施形態では、１．６５msec程度の時間、駆動信号を出力することで、ラチェット歯車４１１が６度回転し、接点ばね７３が１２度回転するように設定している。
【００６１】
第１入力エネルギＴ１分の駆動信号を入力した後、制御回路１３は、駆動量検出手段７０を用いて、所定駆動量だけ駆動されたか否かを判定する（ステップＳ２）。具体的には、前回の駆動時、つまり今回の駆動前の状態で、出力端子Ｈ１がＶＤＤの場合、出力端子Ｈ２がＶＤＤになったか否かで所定駆動量だけ駆動されたか否かを判定する。同様に、前回の駆動時に、出力端子Ｈ２がＶＤＤの場合、出力端子Ｈ１がＶＤＤになったか否かで所定駆動量だけ駆動されたか否かを判定する。
【００６２】
ステップＳ２において、Ｙｅｓと判定された場合には、接点ばね７３が１２度回転したと判定できる。この場合、第１入力エネルギＴ１の初期値、つまり次回のステップＳ１で入力する第１入力エネルギＴ１を算出する。すなわち、現在の第１入力エネルギＴ１から予め設定された所定エネルギ分である増減幅ΔＴ１だけ少なくし、新たな第１入力エネルギＴ１とする（ステップＳ３）。
これは、次回の第１入力エネルギＴ１入力による駆動時に、負荷変動などがあった場合に、オーバーランしてしまう可能性があるため、ΔＴ１だけ小さくしている。
そして、今回のステップにおける駆動が終了する。
【００６３】
一方、ステップＳ２において、Ｎｏと判定された場合には、制御回路１３はモータ駆動回路１６を制御して、圧電アクチュエータ２０を第２入力エネルギＴ２だけ追加駆動制御する（ステップＳ４）。
次に、制御回路１３は、現在の第１入力エネルギＴ１が予め設定しておいた上限設定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ５）。そして、ステップＳ５でＹｅｓと判定された場合には、ステップＳ２の判定に戻る。
一方、ステップＳ５でＮｏと判定された場合には、制御回路１３は、現在の第１入力エネルギＴ１に予め設定されたΔＴ１を加算し、第１入力エネルギＴ１の初期値を更新する（ステップＳ６）。
【００６４】
ステップＳ２では、ステップＳ４の第２入力エネルギＴ２による駆動によって、所定駆動量だけ駆動されたか否かを判定する。そして、所定駆動量だけ駆動されたことを検出するまで、第２入力エネルギＴ２による追加駆動制御（ステップＳ４）と、上限設定値との比較処理（ステップＳ５）と、第１入力エネルギＴ１の初期値更新処理（ステップＳ６）を順次繰り返す。
【００６５】
なお、第２入力エネルギＴ２は、追加駆動制御の回数つまり補正回数をできるだけ少なくするために、オーバーランしない範囲でなるべく大きな値に設定することが好ましい。一方、ΔＴ１は、第１入力エネルギＴ１を微調整できるように、なるべく小さい値に設定することが好ましい。このため、第２入力エネルギＴ２＞＝ΔＴ１とされている。
本実施形態では、第２入力エネルギＴ２およびΔＴ１は、接点ばね７３を１度回転する大きさとされ、駆動信号を約０．２msecだけ駆動する大きさとされている。
【００６６】
このような制御を行うと、接点ばね７３は、例えば、次のように動作する。なお、接点ばね７３の第１接点部７３１、第２接点部７３２は、それぞれ接点ばね７３の下面に半球状に形成されているため、図６〜９においては、第１接点部７３１、第２接点部７３２の中心位置が各回路パターン７４１，７４２，７４３との接触位置になる。
【００６７】
図６は、前回の駆動終了時、つまり今回の駆動前の状態を示す。この例では、接点ばね７３の第１接点部７３１が第３回路パターン７４３の接触部７４３２に接触し、第２接点部７３２が第１回路パターン７４１に接触しているため、出力端子Ｈ２がＶＤＤであり、出力端子Ｈ１はＶＤＤではない。
そして、モータ駆動回路１６から圧電アクチュエータ２０に第１入力エネルギＴ１の駆動信号が入力されると、接点ばね７３が回転する。ここで、例えば、図７に示すように、接点ばね７３の第１接点部７３１が第３回路パターン７４３に接触したままであれば、出力端子Ｈ１はＶＤＤに変化していないため、ステップＳ２でＮｏと判定される。このため、制御回路１３は、ステップＳ４で第２入力エネルギＴ２だけ追加駆動制御を行う。
【００６８】
この追加駆動制御によって、図８に示すように、第１接点部７３１が第２回路パターン７４２および第３回路パターン７４３の間に移動した場合、出力端子Ｈ１はＶＤＤに変化していないため、ステップＳ２で再度Ｎｏと判定される。このため、制御回路１３は、ステップＳ４で再度第２入力エネルギＴ２だけ追加駆動制御を行う。
そして、図９に示すように、第１接点部７３１が第２回路パターン７４２の接触部７４２２に接触すると、出力端子Ｈ１がＶＤＤとなり、ステップＳ２でＹｅｓと判定される。
従って、接点ばね７３が所定駆動量、すなわち、１２度分だけ回転したことが検出される。
【００６９】
［１−５―１．シミュレーション例１］
本実施形態について具体的に検証した。
すなわち、本シミュレーション例では、次のようなパラメータを設定し、補正回数（追加駆動制御回数）を検証した。すなわち、
所望回転角度（目標駆動量）＝２ｄｅｇ
オーバーラン許容角度      ＝０．４ｄｅｇ
繰り返しばらつき量（負荷変動量）＝３３％
第１入力エネルギＴ１の初期値で回転する角度の中心値＝０．５ｄｅｇ
第２入力エネルギＴ２で回転する角度の中心値＝オーバーラン許容角度／（１＋負荷変動量）＝０．４／（１＋０．３３）＝０．３００７５２ｄｅｇ
第１入力エネルギＴ１の増減量ΔＴ１＝  ０．０５ｄｅｇ
第１入力エネルギＴ１の上限値  ＝（目標駆動量＋オーバーラン許容角度）／（１＋負荷変動量）＝（２＋０．４）／（１＋０．３３）＝１．８０４５１１ｄｅｇ
に設定した。
【００７０】
このような設定において、本実施形態の制御を行った場合の制御結果を図１０に示す。
図１０において、「第１のねらい」とは、ステップＳ１において第１入力エネルギＴ１によって駆動される駆動量である。本実施形態では、ステップＳ５によって、第１入力エネルギＴ１は徐々に増加されるため、「第１のねらい」も徐々に増加するが、上限値が設定されているために、その上限値まで達すると、それ以上は増加せず、上限値近辺に設定される。
図１０において、「補正後の駆動量」とは、ステップＳ３において「Ｙｅｓ」と判定されるまでの駆動量であり、目標駆動量である２ｄｅｇ近辺の値になる。さらに、「補正回数」は、ステップＳ４の追加駆動制御が実行された回数である。
【００７１】
このような条件で制御を行ったところ、オーバーラン量が許容範囲を超える確率は０％であった。また、平均補正回数は、約１．３回であった。
【００７２】
［１−５―２．シミュレーション例２］
一方、前記シミュレーション例１の条件のうち、第１入力エネルギＴ１の増減量ΔＴ１を「０．３ｄｅｇ」と変更し、他の条件は変更しない場合の制御結果を図１１に示す。
この場合もオーバーラン量が許容範囲を超える確率は０％であった。但し、平均補正回数は、約１．５回であり、前記シミュレーション例１よりも多くなった。
従って、シミュレーション例２のように、第２入力エネルギＴ２と、増減量ΔＴ１をほぼ同じ程度にするよりも、シミュレーション例１のように、第２入力エネルギＴ２に比べてΔＴ１を小さく設定したほうが、平均補正回数を少なくできる点で有利であった。
【００７３】
［１−６．第１実施形態の効果］
上述した実施形態では、以下のような効果がある。
（１）駆動制御装置１００は、圧電アクチュエータ２０が第１入力エネルギＴ１分の駆動信号を入力し終わってから、駆動量検出手段７０で被駆動体が所定の駆動量（目標駆動量）だけ駆動されたか否かを判定している。このため、被駆動体の駆動量の検出を従来に比べて高精度に行うことができる。
すなわち、従来のように、圧電アクチュエータ２０の駆動中に駆動量を検出すると、検出のタイムラグや駆動系の慣性によるオーバーランがあるため、検出した駆動量は、実際の駆動量とずれてしまう。このため、駆動制御の精度を向上することが難しい。
これに対し、本発明では、予め設定された第１入力エネルギＴ１分の駆動を終了してから駆動量を検出しているので、検出のタイムラグや駆動系の慣性によるオーバーランの影響を含んだ上で駆動量の判定を行うことができる。
そして、所望の駆動量となるまで、第２入力エネルギＴ２分の駆動と駆動量の検出とを繰り返すことができ、被駆動体の駆動量の制御を従来に比べて高精度に行うことができる。
【００７４】
（２）本実施形態では、第２入力エネルギＴ２による追加駆動制御（ステップＳ４）を行う度に、第１入力エネルギＴ１の初期値を更新しているので、ステップ運針において１秒間隔で駆動する次回の駆動時には、更新された第１入力エネルギＴ１を圧電アクチュエータ２０に投入できるので、より迅速に目標駆動量まで駆動させることができる。
その上、ステップＳ５において、第１入力エネルギＴ１が上限設定値以上になることを防止しているので、負荷変動によって補正回数が増えた場合でも、第１入力エネルギＴ１が必要以上に大きくなることがなく、次回の駆動制御時に被駆動体のオーバーランも防止できる。
【００７５】
（３）さらに、追加駆動制御用の第２入力エネルギＴ２と、第１入力エネルギＴ１の初期値更新用のΔＴ１とを異なる値で設定できるため、前記シミュレーション例１のように、第２入力エネルギＴ２に比べてΔＴ１を小さくすることで、平均補正回数を減少させることができる。
【００７６】
（４）その上、ステップＳ２で目標駆動量に達成した際に、ステップＳ３で第１入力エネルギＴ１の初期値を減少させているので、次回の駆動時にオーバーランが発生することを確実に防止できる。
【００７７】
（５）駆動量検出手段７０として、伝え歯車７２、接点ばね７３、駆動量検出回路基板７４を備えるものを用いたので、高精度に駆動量を検出することができる。すなわち、駆動量検出手段７０では、ラチェット歯車４１１の回転に連動して回転する接点ばね７３を用いているので、ラチェット歯車４１１の回転タイミングに対する駆動量検出手段７０の検出タイミングを一定にでき、圧電アクチュエータ２０の停止タイミングも一定にできる。
【００７８】
（６）さらに、伝え歯車７２を用いて増速しているので、駆動量検出手段７０の分解能を向上でき、前記出力端子Ｈ１，Ｈ２の電圧変動のタイミングをより精度良く検出できる。
【００７９】
〔２．第２実施形態〕
次に本発明の第２実施形態について、図１２に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態において、前述した各実施形態と同一または同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略または簡略する。
【００８０】
第２実施形態は、駆動量検出手段７０Ｂとして、前記爪レバー６１に延長部６１３を設け、この延長部６１３に接触可能な接点７６を設けたものである。
すなわち、駆動量検出手段７０Ｂの延長部６１３は、爪レバー６１の爪部に対し、揺動軸６１１を挟んで反対側から延長して形成され、かつ、その長さは、爪部に対して数倍とされている。このため、延長部６１３は、爪部の移動量に比べて数倍大きく移動することになる。
【００８１】
なお、ロータ案内体３２０は、揺動軸３２１の中心を挟んで一方の端部に前記ロータ３０が支持され、他方の端部にはカウンターバランス３２２が取り付けられている。このカウンターバランス３２２によって、ロータ案内体３２０の重心位置が、ロータ案内体３２０の揺動軸３２１の中心とほぼ一致するように調整されている。
また、ロータ３０はボールベアリングを用いた軸受を介してロータ案内体３２０に軸支され、そのため、ロータ３０の回転を輪列４０に伝達する歯車３１が最外周に設けられている。また、ロータ案内体３２０の形状や、押圧バネ５０の向きなども前記第１実施形態と異なる。但し、これらの各部品も機能的には前記第１実施形態と同じである。
その他の構成は、前記第１実施形態と同様のため、説明を省略する。
【００８２】
爪レバー６１は揺動軸６１１を通して電源電圧ＶＤＤが印加されている。このため、爪レバー６１がラチェット歯車４１１に係合している圧電アクチュエータ２０の駆動スタート時には、接点７６の電位はＶＤＤ以外とされている。そして、圧電アクチュエータ２０の駆動に伴い、ロータ３０、輪列４０が回転すると、爪レバー６１がラチェットの歯に沿って移動し、延長部６１３が接点７６に接触し、接点７６の電位がＶＤＤとなる。さらに、ロータ３０が回転すると、爪レバー６１が次のラチェットの歯に係合し、延長部６１３が接点７６から離れ、接点７６の電位がＶＤＤ以外となる。
従って、駆動量検出手段７０Ｂにおいては、接点７６の電位がＶＤＤ以外の状態から、一旦、ＶＤＤとなり、再度ＶＤＤ以外となった時点で、ロータ３０が所定角度移動したことが検出されるので、圧電アクチュエータ２０の駆動を停止すればよい。このため、本実施形態では以下のように駆動制御が行われる。
【００８３】
［２−２．圧電アクチュエータの駆動制御方法の詳細］
次に、本実施形態において、駆動制御装置１００による圧電アクチュエータ２０の駆動制御の詳細について、図１３〜１５を参照して説明する。
駆動制御装置１００の制御回路１３は、所定時間ごとにモータ駆動回路１６などを制御して圧電アクチュエータ２０を駆動する。駆動制御装置１００は、例えば、１秒間隔や２０秒間隔で圧電アクチュエータ２０の駆動を開始する。
この際、制御回路１３は、モータ駆動回路１６を制御して第１入力エネルギＴ１１だけ駆動信号を入力する（ステップＳ１１）。
【００８４】
本実施形態では、駆動量検出手段７０Ｂは、ラチェット歯車４１１の歯の傾斜面にそって爪レバー６１が移動した際に、延長部６１３が接点７６に接触した状態および接点７６から離れた状態を検出することで、駆動量を検出する。
すなわち、図１５に示すように、爪レバー６１の爪部が接触するラチェット歯車４１１の歯の傾斜面には、延長部６１３が接点７６に接触せず、接点７６の出力端子Ｈが「Ｌｏ」となる領域と、延長部６１３が接点７６に接触し、接点７６の出力端子Ｈが「Ｈｉ」となる領域とがある。
本実施形態では、第１入力エネルギＴ１１だけ駆動してから駆動量を検出しており、駆動中常時検出しているわけではないため、第１入力エネルギＴ１１で駆動した際に、爪レバー６１が、現在の噛み合っている歯のＬｏ領域から次の歯のＬｏ領域まで移動してしまうと、ラチェット歯車４１１が回転したのかしなかったのかを判定することができない。
このため、第１入力エネルギＴ１１は、Ｌｏ領域からＨｉ領域に変わる境界部分に爪レバー６１が相対的に移動する程度の駆動量を目標駆動量として設定されている。
【００８５】
制御回路１３は、ステップＳ１１で第１入力エネルギＴ１１分の駆動信号を、信号の入力時間などを制御することで入力した後、接点７６の出力を検出し、出力端子Ｈが「Ｈｉ」に変化したか否かを判定する（ステップＳ１２）。
ここで、例えば、図１５の（Ａ）に示すように、第１入力エネルギＴ１１の入力によって爪レバー６１がＨｉ領域に達するまでラチェット歯車４１１が回転すると、ステップＳ１２で「Ｙｅｓ」と判定される。
一方、ステップＳ１２において、「Ｎｏ」と判定された場合、制御回路１３は第２入力エネルギであるΔＴ１１分の駆動信号を入力し、圧電アクチュエータ２０を追加駆動制御する（ステップＳ１３）。
【００８６】
次に、制御回路１３は、第１入力エネルギＴ１１が予め設定されている上限設定値に達したか否かを判定する（ステップＳ１４）。上限設定値に達していなければ、制御回路１３は、Ｔ１１にΔＴ１１を加算して、新たな第１入力エネルギＴ１１の初期値にする（ステップＳ１５）。
前記第１実施形態では、第２入力エネルギＴ２と、第１入力エネルギＴ１の初期値を更新する増減量ΔＴ１とは、異なる大きさに設定できるようにしていたが、本実施形態では、第２入力エネルギと、第１入力エネルギＴ１の初期値を更新する増減量とを、同じΔＴ１１に設定している。
【００８７】
そして、ステップＳ１２に戻って、ΔＴ１１の追加駆動制御によって出力端子Ｈが「Ｈｉ」になったか否かを確認し、「Ｈｉ」になるまでステップＳ１２〜Ｓ１５を繰り返す。
これにより、例えば、図１５の（Ｂ）に示すように、第１入力エネルギＴ１１の入力によっても爪レバー６１がＬｏ領域にある場合には、爪レバー６１がＨｉ領域に達するまで第２入力エネルギであるΔＴ１１による追加駆動制御が行われる。また、追加駆動制御を行う毎に、第１入力エネルギＴ１１の初期値がΔＴ１１だけ加算されるため、次の駆動ステップで第１入力エネルギＴ１１を入力した場合には、最初からＨｉ領域に達するように調整できる。
【００８８】
ステップＳ１２で「Ｙｅｓ」と判定された場合、制御回路１３は、まず、Ｔ１１をΔＴ１１だけ減らして初期値を調整する（ステップＳ１６）。これは、ステップＳ１５において第１入力エネルギＴ１を徐々に増加させているため、負荷変動などがあった際に、オーバーランなどが発生して、第１入力エネルギＴ１の入力だけでラチェット歯車４１１が１ピッチ分移動してしまうことを防止するために、実際に目標駆動量分移動した第１入力エネルギＴ１からΔＴ１だけ小さい値を次の入力エネルギＴ１の初期値に設定するためである。
但し、第１および第２の各実施形態では、ステップＳ５，Ｓ１４において第１入力エネルギＴ１が上限設定値を超えることがないように制御しているため、第１入力エネルギＴ１の入力でオーバーランしてしまう可能性は殆どない。従って、ステップＳ３，Ｓ１６の処理は必須ではなく、ステップＳ５，Ｓ１４，Ｓ３，Ｓ１６のうち、ステップＳ５，Ｓ１４のみ、あるいは、ステップＳ３，Ｓ１６のみを実行してもよい。
【００８９】
次に、制御回路１３は、Ｈｉ領域にある爪レバー６１を、次の歯のＬｏ領域に相対的に移動するために、目標駆動量を変更し、圧電アクチュエータ２０に第１入力エネルギＴ１２を入力する（ステップＳ１７）。
その後、制御回路１３は、接点７６の出力を検出し、出力端子Ｈが「Ｌｏ」に変化したか否かを判定する（ステップＳ１８）。
ここで、図１５の（Ａ）に示すように、第１入力エネルギＴ１２の入力で出力端子Ｈが「Ｌｏ」となった場合には、ステップＳ１８で「Ｙｅｓ」と判定されるため、制御回路１３は第１入力エネルギＴ１２を所定エネルギ量（増減量）であるΔＴ１２だけ減らして次の駆動時の第１入力エネルギＴ１２の初期値とし（ステップＳ１９）、１ステップ分の駆動制御を終了する。
【００９０】
一方、ステップＳ１８において「Ｎｏ」と判定された場合には、制御回路１３は第２入力エネルギであるΔＴ１２分の駆動信号を入力し、圧電アクチュエータ２０を追加駆動制御する（ステップＳ２０）。
次に、制御回路１３は、Ｔ１２にΔＴ１２を加算して、新たな第１入力エネルギＴ１２の初期値にする（ステップＳ２１）。
そして、ステップＳ１８に戻って、ΔＴ１２の追加駆動制御によって出力端子Ｈが「Ｌｏ」になったか否かを確認し、「Ｌｏ」になるまでステップＳ１８，Ｓ２０，Ｓ２１を繰り返す。
【００９１】
これにより、例えば、図１５の（Ｂ）に示すように、第１入力エネルギＴ１２の入力によっても爪レバー６１がＨｉ領域にある場合には、爪レバー６１がＬｏ領域に達するまでΔＴ１２の追加駆動制御が行われる。また、追加駆動制御を行う毎に、第１入力エネルギＴ１２の初期値が増減量ΔＴ１２だけ加算されるため、次の駆動ステップで第１入力エネルギＴ１２を入力した場合には、最初からＬｏ領域に達するように調整できる。
【００９２】
従って、圧電アクチュエータ２０は、例えば１秒間隔や２０秒間隔で駆動され、ラチェット歯車４１１が１ピッチ分回転し、爪レバー６１が揺動して接点７６がＬｏ→Ｈｉ→Ｌｏと変化した時点で圧電アクチュエータ２０を停止する。
これにより、輪列４０が１秒あるいは２０秒ごとに所定角度回転し、各指針がステップ運針する。
【００９３】
［第２実施形態の効果］
このような本実施形態においては、前記実施形態と同じ作用効果を奏することができる上、次の効果が得られる。
（２−１）最初のＬｏ領域からＨｉ領域に移動するための目標駆動量に対応する第１入力エネルギＴ１１と、Ｈｉ領域から次のＬｏ領域に移動するための目標駆動量に対応する第１入力エネルギＴ１２とを設定し、異なる目標駆動量に応じて順次駆動制御を行っているので、交互に異なる駆動量で駆動させる複雑な制御も容易に実行できる。
【００９４】
（２−２）ロータ案内体３２０の重心位置が回転中心とずれていて、アンバランスの状態では、圧電駆動装置１０に外乱が加わると、ロータ案内体３２０はその影響を受けやすく、押圧ばね３２５で押圧されていてもロータ３０が当接部２５から離れてしまう可能性が高まる。
これに対し、本実施形態では、ロータ案内体３２０のアンバランスが略「０」と設定されているので、外乱が加わった場合でもその影響を受けにくく、押圧ばね３２５によってロータ３０および当接部２５の押圧状態を維持することができる。
【００９５】
（２−３）駆動量検出手段７０Ｂとして、接点７６と、この接点７６に接触可能な延長部６１３を有する爪レバー６１とを用いたので、ラチェット歯車４１１つまりロータ３０の駆動量を高精度に検出することができる。すなわち、爪レバー６１の変位量は小さくても、延長部６１３の変位量は大きくなるため、接点７６と接触したり、離れたりするタイミングの精度を向上できる。
また、爪レバー６１の形状を変更するだけで対応できるので、構造も簡易であるため、コストの増加も押さえることができる。
【００９６】
〔第３実施形態〕
次に本発明の第３実施形態について、図１６に基づいて説明する。
前記第１および第２実施形態では、圧電アクチュエータ２０として、当接部２５が偏心して配置され、ロータ３０を常に一方向に回転させる片方向駆動タイプを利用していた。
これに対し、本実施形態の圧電アクチュエータ２０は、ロータ３０を両方向に回転可能な両方向駆動タイプを用いている。すなわち、圧電アクチュエータ２０は、例えば、支持部２６が補強板２３の短辺幅方向中央部に突設され、かつ、圧電素子上に形成される駆動電極が５分割されて構成される。
このような圧電アクチュエータ２０では、幅方向の中央部に設けられた駆動電極と、その駆動電極を挟んで対角線上に配置された２組の駆動電極の一方の組に駆動信号を加えることで、ロータ３０を所定方向に回転し、前記幅方向の中央部に設けられた駆動電極と、その駆動電極を挟んで対角線上に配置された２組の駆動電極の他方の組に駆動信号を加えることで、ロータ３０を前記とは反対方向に回転することができる。
【００９７】
このような本実施形態においても、前記第１実施形態の駆動量検出手段７０や第２実施形態の駆動量検出手段７０Ｂを設ければよい。
これにより、圧電アクチュエータ２０は、所定時間間隔で駆動され、ラチェット歯車４１１が１ピッチ分回転したことを駆動量検出手段で検出し、所定駆動量だけ駆動したことが検出されたら圧電アクチュエータ２０を停止する。この際、ロータ３０が第２の方向に回転するように圧電アクチュエータ２０を制御する。
これにより、輪列４０が所定時間ごとに所定角度回転する。例えば、指針として時分秒針が設けられている場合には、圧電アクチュエータ２０を１秒間隔で駆動し、秒針を１秒毎にステップ運針し、さらに、秒針の移動に連動して、分針および時針も運針すればよい。また、指針として時分針が設けられている場合には、圧電アクチュエータ２０を例えば２０秒間隔で駆動し、分針および時針を２０秒間隔でステップ運針してもよい。
【００９８】
また、前記圧電アクチュエータ２０の駆動時に、ロータ３０がオーバーランした場合、前記圧電アクチュエータ２０を逆方向に駆動してロータ３０の回転を戻すこともできる。但し、ラチェット機構６０が設けられているため、爪レバー６１がラチェット歯車４１１において次の歯に係止してしまうとロータ３０を逆方向に戻すことができない。すなわち、ロータ３０のオーバーランが、ラチェット歯車４１１の１ピッチ分以内の場合に、前記爪レバー６１がラチェット歯車４１１に係止してロータ３０が第１の方向に回転できなくなるまで、そのオーバーランを戻すことができる。
なお、逆方向に駆動する場合には、第２入力エネルギＴ２、Ｔ１２等の追加駆動制御時の駆動信号などを利用して微動駆動を行い、前記爪レバー６１がラチェット歯車４１１に係合して停止する位置まで戻せばよい。
【００９９】
このような本実施形態の圧電アクチュエータ２０においても、第１実施形態の駆動量検出手段７０を設けた場合には、第１実施形態の図５に示す制御フローによって駆動制御を行えばよいし、第２実施形態の駆動量検出手段７０Ｂを設けた場合には、第２実施形態の図１３，１４に示す制御フローによって駆動制御を行えばよい。
【０１００】
［第３実施形態の効果］
このような本実施形態においては、前記各実施形態と同じ作用効果を奏することができる上、次の効果が得られる。
（３−１）圧電アクチュエータ２０が両方向駆動タイプであるため、ロータ３０を両方向に回転できる。このため、ロータ３０がオーバーランしても、ラチェット機構６０でロータ３０が回転できなくなるところまでロータ３０を戻すことができ、指針の指示位置の精度を向上できる。
【０１０１】
〔第４実施形態〕
次に本発明の第４実施形態について、図１７，１８に基づいて説明する。
本実施形態は、駆動量検出手段７０Ｃとして、光センサを利用したものである。その他の構成は前記実施形態と同一であるため説明を省略する。
【０１０２】
駆動量検出手段７０Ｃは、歯車４１と一体の歯車４１２に噛み合って回転する伝え歯車７２と、この伝え歯車７２によって回転する検出用円板７７と、２つの光センサ７８，７９を備えて構成されている。
各光センサ７８，７９は、図１８に示すように、発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）７８Ａ，７９Ａと、受光素子であるフォトトランジスタ（Ｔｒ）７８Ｂ，７９Ｂとを備えている。
ＬＥＤ７８Ａ，７９Ａおよびフォトトランジスタ７８Ｂ，７９Ｂは、それぞれ検出用円板７７を挟んで対向配置されている。このため、図１８（Ａ）に示すように、検出用円板７７に係止された貫通孔７７１が前記ＬＥＤ７８Ａ、７９Ａおよびフォトトランジスタ７８Ｂ、７９Ｂ間に配置されている場合には、光センサ７８、７９の出力が「Ｈｉ」となる。一方、図１８（Ｂ）に示すように、貫通孔７７１が光センサ７８や光センサ７９部分に無い場合には、検出用円板７７で光が遮断されるため、各センサ出力は「Ｌｏ」となる。
【０１０３】
ここで、検出用円板７７には、同心円状に配置された８個の貫通孔７７１が形成されている。これらの貫通孔７７１は等間隔つまり４５度間隔で配置されている。
一方、各光センサ７８，７９は、貫通孔７７１と同心円上に配置され、かつ、光センサ７８，７９の中心位置と検出用円板７７の回転中心を結ぶ中心角が２２．５度となる位置に配置されている。
さらに、ラチェット歯車４１１は３０個のノコギリ歯を備えており、１ステップの駆動で１２度回転するように設定され、検出用円板７７は１．８７５倍に増速されて１ステップで２２．５度回転するように設定されている。
【０１０４】
そして、圧電アクチュエータ２０の駆動スタート時に、光センサ７８の出力が「Ｈｉ」で光センサ７９の出力が「Ｌｏ」の場合には、光センサ７８の出力が「Ｌｏ」で光センサ７９の出力が「Ｈｉ」となるまで圧電アクチュエータ２０を駆動すればよい。
一方、圧電アクチュエータ２０の駆動スタート時に、光センサ７８の出力が「Ｌｏ」で光センサ７９の出力が「Ｈｉ」の場合には、光センサ７８の出力が「Ｈｉ」で光センサ７９の出力が「Ｌｏ」となるまで圧電アクチュエータ２０を駆動すればよい。
これにより、検出用円板７７が２４度回転したこと、つまりラチェット歯車４１１が１２度回転したことが検出され、圧電アクチュエータ２０の１ステップ分の駆動量を精度良く検出できる。
【０１０５】
なお、各光センサ７８，７９の出力の変化で駆動量を検出している点では、前記第１実施形態と同じであるため、本実施形態においても、前記第１実施形態の図５の制御フローに基づいて駆動制御を行えばよい。
【０１０６】
［第４実施形態の効果］
このような本実施形態においては、前記実施形態と同じ作用効果を奏することができる上、次の効果が得られる。
（４−１）駆動量検出手段７０Ｃとして、光センサ７８，７９を用いたので、検出用円板７７に対して非接触で駆動量を検出できる。このため、圧電アクチュエータ２０に加わる負荷の増大を押さえることができ、消費電力の低減を図ることができる。
さらに、ラチェット歯車４１１に連動する検出用円板７７を用いているので、ラチェット歯車４１１の回転タイミングに対する駆動量検出手段７０Ｃの検出タイミングを一定にでき、圧電アクチュエータ２０の停止タイミングも一定にできる。
【０１０７】
（４−２）さらに、伝え歯車７２を用いて増速しているので、駆動量検出手段７０Ｃの分解能を向上でき、前記光センサ７８，７９の信号出力変動のタイミングをより精度良く検出できる。
【０１０８】
〔５．第５実施形態〕
次に本発明の第５実施形態について、図１９に基づいて説明する。
本実施形態は、駆動量検出手段７０Ｄとして、前記爪レバー６１に延長部６１３を設け、この延長部６１３の揺動位置を検出する光センサ７８，７９を用いたものである。その他の構成は前記実施形態と同一であるため説明を省略する。
【０１０９】
駆動量検出手段７０Ｄの延長部６１３は、爪レバー６１の爪部に対し、揺動軸６１１を挟んで反対側から延長して形成され、かつ、その長さは、爪部に対して数倍とされている。このため、延長部６１３は、爪部の移動量に比べて数倍大きく移動することになる。
各光センサ７８，７９は、第４実施形態と同じものであり、発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）と、受光素子であるフォトトランジスタとを備えている。
ＬＥＤおよびフォトトランジスタは、それぞれ延長部６１３を挟んで対向配置されている。そして、延長部６１３には、貫通孔６１３１が形成されており、爪レバー６１の爪部がラチェット歯車４１１に係合している状態では、貫通孔６１３１は光センサ７８の部分に位置し、光センサ７８の出力が「Ｈｉ」となり、光センサ７９の出力は「Ｌｏ」となる。一方、ラチェット歯車４１１が回転すると、貫通孔６１３１が光センサ７９の部分に位置し、光センサ７９の出力が「Ｈｉ」となり、光センサ７８の出力は「Ｌｏ」となる。
【０１１０】
従って、圧電アクチュエータ２０の駆動スタート時に、光センサ７８の出力が「Ｈｉ」で光センサ７９の出力が「Ｌｏ」の状態から、光センサ７８の出力が「Ｌｏ」で光センサ７９の出力が「Ｈｉ」となった後、再度、光センサ７８の出力が「Ｈｉ」で光センサ７９の出力が「Ｌｏ」の状態になった時点で圧電アクチュエータ２０を停止すればよい。
【０１１１】
なお、本実施形態においても、各光センサ７８，７９の出力の変化で駆動量を検出している点では、前記第１実施形態と同じであるため、本実施形態においても、前記第１実施形態の図５の制御フローに基づいて駆動制御を行えばよい。
【０１１２】
［第５実施形態の効果］
このような本実施形態においては、前記実施形態と同じ作用効果を奏することができる上、次の効果が得られる。
（５−１）駆動量検出手段７０Ｄとして、延長部６１３を有する爪レバー６１と、光センサ７８，７９を用いたので、ラチェット歯車４１１つまりロータ３０の駆動量を高精度に検出することができる。すなわち、爪レバー６１の変位量は小さくても、延長部６１３の変位量は大きくなるため、光センサ７８，７９で検出するタイミングの精度を向上できる。
また、爪レバー６１の形状を変更するだけで対応できるので、構造も簡易であるため、コストの増加も押さえることができる。
【０１１３】
（５−２）さらに、光センサ７８，７９を用いたので、爪レバー６１に対して非接触で駆動量を検出できる。このため、圧電アクチュエータ２０に加わる負荷の増大を押さえることができ、消費電力の低減を図ることができる。
【０１１４】
〔８．変形例〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、圧電アクチュエータの構成としては、略矩形板状に形成されたものに限らず、平面略菱形の板状に形成されたものや、平面略平行四辺形の板状に形成されたものなどでもよい。さらには、トラス形状に形成された圧電アクチュエータを用いてもよい。すなわち、圧電アクチュエータの具体的な構成は実施にあたって適宜設定すればよい。
【０１１５】
また、ロータ３０を圧電アクチュエータ２０の当接部２５に当接させるための押圧手段として、前記各実施形態ではロータ３０側を付勢する押圧バネ５０を設けていたが、圧電アクチュエータ２０側を付勢する押圧手段を設けてもよい。
さらに、押圧手段は、ばね等の機械的な手段に限定されず、例えば、磁力等を利用した押圧手段を用いてもよい。
【０１１６】
前記各実施形態では、ラチェット機構６０の揺動軸６１１は、ロータ３０に噛み合う歯車４１に一体に形成していたが、例えば、ロータ３０に一体に形成してもよいし、他の歯車に一体に形成してもよい。要するに、ラチェット機構６０は、ロータ３０や、駆動対象までに設けられる輪列４０のいずれかに設ければよい。
さらに、本発明において、ラチェット機構６０は必須ではなく、ロータ３０を両方向に駆動する場合や、逆方向の回転を規制する必要がない場合には、ラチェット機構６０を設けなくてもよい。
【０１１７】
駆動量検出手段の構成も前記各実施形態のものに限らない。例えば、圧電アクチュエータ２０に検出電極を設け、その検出電極から出力される検出信号を利用して圧電アクチュエータ２０の駆動量を検出してもよいし、他の検出手段を用いてもよい。
【０１１８】
駆動対象（被駆動体）としては、回転駆動される歯車に限らず、ロータ３０などを介して直線的に移動するスライダ等の直線運動可能な移動体でもよい。
【０１１９】
さらに、圧電アクチュエータ２０の駆動制御方法は前記実施形態のものに限らない。要するに、本発明では、目標駆動量に対応して予め設定された第１入力エネルギ分の駆動信号を入力し、その入力後に被駆動体が目標駆動量まで駆動したか否かを検出すればよく、目標駆動量に達していなかった場合の処理は、被駆動体の種類などに応じて適宜設定すればよい。
【０１２０】
また、本発明は、前記実施形態の電子時計１に適用されるものに限らない。すなわち、本発明の圧電駆動装置を採用した電子機器としては、腕時計、置時計、柱時計等の電子時計に限らず、各種の電子機器に本発明が適用可能であり、特に小型化が要求される携帯用の電子機器に好適である。ここで、各種の電子機器としては、時計機能を備えた電話、携帯電話、非接触ＩＣカード、パソコン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、カメラ等が例示できる。また、時計機能を備えないカメラ、ディジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ機能付き携帯電話等の電子機器にも適用可能である。これらカメラ機能を備えた電子機器に適用する場合には、レンズの合焦機構や、ズーム機構、絞り調整機構等の駆動に本発明を用いることができる。さらに、計測機器のメータ指針の駆動機構や、可動玩具やマイクロロボットの駆動機構、自動車等のインパネ（instrumental panel）のメータ指針の駆動機構、圧電ブザー、プリンタのインクジェットヘッド、超音波モータ等に本発明の圧電駆動装置を用いてもよい。要するに圧電アクチュエータで駆動される駆動対象を有する各種の電子機器に適用できる。
【０１２１】
また、前記実施形態では、圧電アクチュエータ２０を電子時計１の指針の駆動に用いていたが、これに限らず、電子時計１の日車などのカレンダー機構の駆動に用いてもよい。このようにすれば、通常、指針や日車などを駆動するステッピングモータを圧電アクチュエータに置き換えることで、電子時計１の一層の薄型化が実現できるとともに、圧電アクチュエータがステッピングモータよりも磁性の影響を受けにくいことから、電子時計の高耐磁化をも図ることができる。
さらに、からくり時計のからくり、例えば時刻にあわせて人形などが動くからくり時計において、人形の駆動源として圧電アクチュエータを用いてもよい。
【０１２２】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる電子時計の概略構成を示す平面図。
【図２】前記電子時計における要部を示す断面図。
【図３】圧電駆動装置の構成を示す平面図。
【図４】圧電駆動装置の構成を示すブロック図。
【図５】第１実施形態の制御方法を示すフローチャート。
【図６】第１実施形態の駆動量検出手段の動作を説明する図。
【図７】第１実施形態の駆動量検出手段の動作を説明する図。
【図８】第１実施形態の駆動量検出手段の動作を説明する図。
【図９】第１実施形態の駆動量検出手段の動作を説明する図。
【図１０】シミュレーション例１のシミュレーション結果を示すグラフ。
【図１１】シミュレーション例２のシミュレーション結果を示すグラフ。
【図１２】本発明の第２実施形態の圧電駆動装置を示す平面図。
【図１３】第２実施形態の制御方法を示すフローチャート。
【図１４】第２実施形態の制御方法を示すフローチャート。
【図１５】第２実施形態の駆動量検出手段の動作を説明する図。
【図１６】本発明の第３実施形態の圧電駆動装置を示す平面図。
【図１７】本発明の第４実施形態の圧電駆動装置を示す平面図。
【図１８】第４実施形態における光センサの構成を示す図。
【図１９】本発明の第５実施形態の圧電駆動装置を示す平面図。
【符号の説明】
【０１２４】
１…電子時計、７…分針、８…時針、１０…圧電駆動装置、１３…制御回路、２０…圧電アクチュエータ、２１…振動体（ステータ）、２２…圧電素子、２３…補強板、２５…当接部、３０…ロータ、３１…ロータカナ（歯車）、４０…輪列、４１…歯車、４２…２番車、５０…押圧バネ、６０…ラチェット機構（ラチェット）、６１…爪レバー、６２…押圧バネ、７０，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ…駆動量検出手段、７２…伝え歯車、７３…接点ばね、７４…駆動量検出回路基板、７６…接点、７７…検出用円板、７８，７９…光センサ、１００…駆動制御装置、３２０…ロータ案内体、３２１…揺動軸、４１１…ラチェット歯車、６１１…揺動軸、６１３…延長部。
【図１】
2008228375.tif 000003
【図２】
2008228375.tif 000004
【図３】
2008228375.tif 000005
【図４】
2008228375.tif 000006
【図５】
2008228375.tif 000007
【図６】
2008228375.tif 000008
【図７】
2008228375.tif 000009
【図８】
2008228375.tif 000010
【図９】
2008228375.tif 000011
【図１０】
2008228375.tif 000012
【図１１】
2008228375.tif 000013
【図１２】
2008228375.tif 000014
【図１３】
2008228375.tif 000015
【図１４】
2008228375.tif 000016
【図１５】
2008228375.tif 000017
【図１６】
2008228375.tif 000018
【図１７】
2008228375.tif 000019
【図１８】
2008228375.tif 000020
【図１９】
2008228375.tif 000021