(57)【要約】【課題】種々の要因により位相差の周波数特性が変化した場合であっても、最適な駆動周波数を印加することを可能とする圧電アクチュエータの駆動装置を提供する。【解決手段】駆動制御手段２４０は、位相差検出手段２２０にて検出された検出信号間の位相差および比較電圧設定回路２３０にて設定された基準位相差を比較して、これらの差を示す比較情報を算出する。また、この算出した比較情報を積算して積算情報を算出し、積算情報に基づいて駆動信号の駆動周波数を変更する駆動制御を実施する。そして、駆動制御手段２４０は、積算情報に基づいて駆動制御が成功したか否かを判定し、駆動制御が失敗であると判定した場合に、比較電圧設定回路２３０にて設定された基準位相差の設定値を変更させ、この変更された基準位相差に基づいて駆動制御を実施する。【選択図】  図１５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子を有し、この圧電素子に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより第１の振動モードで振動するとともにこれとは振動方向の異なった第２の振動モードで振動する振動体を備えた圧電アクチュエータの駆動装置であって、
前記駆動信号を前記振動体に供給する駆動信号供給手段と、
前記振動体から第１の振動モードおよび／または第２の振動モードでの振動を表す検出信号を検出し、前記駆動信号および前記検出信号のうちのいずれか２つの信号間の位相差を検出する位相差検出手段と、
前記駆動信号および前記検出信号のうちのいずれか２つの信号間の位相差の基準となる基準位相差を設定する基準位相差設定手段と、
前記検出された位相差および前記基準位相差を比較して、前記位相差および前記基準位相差間の差を示す比較情報を算出するとともに、この比較情報を積算して積算情報を算出し、前記積算情報に基づいて前記駆動信号供給手段に駆動信号の駆動周波数を変更させる駆動制御を実施する駆動制御手段とを具備し、
前記駆動制御手段は、前記積算情報に基づいて前記駆動制御が成功したか否かを判定し、前記駆動制御が失敗であると判定した場合に、前記基準位相差設定手段に基準位相差の設定値を変更させ、この変更された基準位相差に基づく前記駆動制御を実施することを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電アクチュエータの駆動装置において、
前記駆動制御手段は、アップダウンカウンタを有し、
前記比較情報は、前記検出された位相差の前記基準位相差に対する大小を示す情報であり、
前記積算情報は、前記比較情報に応じて前記アップダウンカウンタがカウントアップまたはカウントダウンして算出するカウンタ値であることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の圧電アクチュエータの駆動装置において、
前記駆動制御手段は、前記アップダウンカウンタが前記カウンタ値を算出した結果、キャリーが発生した場合に、前記駆動制御が失敗であると判定することを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。
【請求項４】
請求項２に記載の圧電アクチュエータの駆動装置において、
前記駆動制御手段は、前記アップダウンカウンタが前記カウンタ値を算出した結果、該カウンタ値が０になった場合に、前記駆動制御が失敗であると判定することを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。
【請求項５】
請求項２に記載の圧電アクチュエータの駆動装置において、
前記駆動制御手段は、前記アップダウンカウンタが前記カウンタ値を算出した結果、前記駆動信号供給手段の特性に応じた所定のカウンタ値になった場合に、前記駆動制御が失敗であると判定することを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の圧電アクチュエータの駆動装置において、
前記基準位相差設定手段は、前記駆動制御手段からの制御指令に応じてカウントアップまたはカウントダウンしてカウンタ値を算出するアップダウンカウンタと、前記カウンタ値に応じた基準位相差を設定するＤ／Ａコンバータとを備えていることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の圧電アクチュエータの駆動装置において、
前記基準位相差設定手段は、前記駆動制御手段からの制御指令に応じてカウントアップまたはカウントダウンしてカウンタ値を算出するアップダウンカウンタと、前記カウンタ値に応じた基準位相差を設定する複数の定電圧発生回路とを備えていることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の圧電アクチュエータの駆動装置において、
前記駆動制御手段は、前記圧電アクチュエータの駆動経過時間を計測するタイマを有し、前記タイマにて計測された時間が所定時間になった場合に、前記基準位相差設定手段に基準位相差の設定値を変更させ、この変更された基準位相差に基づく前記駆動制御を実施することを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の圧電アクチュエータの駆動装置において、
前記駆動制御手段は、前記圧電アクチュエータの駆動を開始する際、前記基準位相差設定手段に基準位相差の設定値を初期値に設定させることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の圧電アクチュエータの駆動装置において、
前記基準位相差設定手段にて設定された基準位相差に関する基準位相差情報を記憶する記憶手段を具備し、
前記駆動制御手段は、前記圧電アクチュエータの駆動を開始する際、前記記憶手段に記憶された従前の基準位相差情報に基づいて、前記基準位相差設定手段に基準位相差を設定させることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。
【請求項１１】
圧電素子を有し、この圧電素子に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより第１の振動モードで振動するとともにこれとは振動方向の異なった第２の振動モードで振動する振動体を備えた圧電アクチュエータの駆動方法であって、
前記駆動信号、および、前記第１の振動モードおよび／または前記第２の振動モードでの振動を表す検出信号のうちのいずれか２つの信号間の位相差の基準となる基準位相差を設定する基準位相差設定工程と、
前記駆動信号を前記振動体に供給する駆動信号供給工程と、
前記振動体から第１の振動モードおよび／または第２の振動モードでの振動を表す検出信号を検出し、前記駆動信号および前記検出信号のうちのいずれか２つの信号間の位相差を検出する位相差検出工程と、
前記検出された位相差および前記基準位相差を比較して、前記位相差および前記基準位相差間の差を示す比較情報を算出する位相差比較工程、前記算出された比較情報を積算して積算情報を算出する積算情報算出工程、および前記積算情報に基づいて前記駆動信号の駆動周波数を変更する周波数調整工程で構成される駆動制御工程と、
前記積算情報に基づいて前記駆動制御工程が成功したか否かを判定する駆動制御判定工程とを備え、
前記駆動制御判定工程にて失敗であると判定した場合に、前記基準位相差設定工程にて設定された基準位相差の設定値を変更し、この変更した基準位相差に基づいて前記駆動制御工程を実行することを特徴とする圧電アクチュエータの駆動方法。
【請求項１２】
圧電素子を有し、この圧電素子に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより第１の振動モードで振動するとともにこれとは振動方向の異なった第２の振動モードで振動する振動体を備えた圧電アクチュエータと、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の駆動装置とを具備することを特徴とする時計。
【請求項１３】
圧電素子を有し、この圧電素子に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより第１の振動モードで振動するとともにこれとは振動方向の異なった第２の振動モードで振動する振動体を備えた圧電アクチュエータと、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の駆動装置とを具備することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電素子を有する振動体を備えた圧電アクチュエータの駆動装置、圧電アクチュエータの駆動方法、時計、および電子機器に関する。
【０００２】
【背景技術】
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としては、圧電素子を有する振動体を主要構成要素とするものであり、例えば、この振動体を、一端に被駆動体と当接する突起部を有する板状の補強板と、この補強板の両面に貼設された圧電素子と、これら圧電素子の上面に設けられた駆動用電極およびこの駆動用電極と電気的に絶縁する検出用電極とで構成したものがある。そして、振動体の駆動用電極に所定の交流電圧を印加し、振動体をその長手方向に伸縮させる縦振動で励振させるとともに、この縦振動の振動方向と直交する方向に揺動する屈曲振動を誘発させる圧電アクチュエータの駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような駆動装置による駆動制御により、圧電アクチュエータは、振動体の突起部が楕円軌道を描くように回転し、該突起部と当接する被駆動体を駆動する。ここで、被駆動体を高効率で駆動するためには、圧電アクチュエータの振動体に設計上の最適な駆動周波数を有する交流電圧を印加して所定の縦振動および屈曲振動を生じさせる必要がある。しかしながら、駆動装置の回路特性等により、常時設計上の最適な駆動周波数を印加することは困難である。このため、この駆動装置は、圧電素子に設けられた検出用電極から検出信号を検出し、この検出信号に基づいて駆動用電極に印加する交流電圧の駆動周波数を調整するフィードバック制御を実施している。
【０００４】
具体的に、駆動用電極に印加される交流電圧の位相と、検出用電極から検出される検出信号の位相との位相差、または、複数の検出用電極から検出される検出信号間の位相差が、駆動用電極に印加される交流電圧の駆動周波数に依存することが知られている。そこで、この駆動装置では、圧電アクチュエータの設計上の最適な駆動周波数に相当する前述の位相差を、基準位相差として予め設定しておき、検出した位相差が予め設定した基準位相差に近づくように、駆動用電極に印加する交流電圧の駆動周波数を調整する。このようなフィードバック制御を実施することにより、圧電アクチュエータの振動体に最適な駆動周波数を有する交流電圧を印加することが可能となり、圧電アクチュエータを所定の縦振動および屈曲振動で励振させ、被駆動体を高効率で駆動させることを可能としている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２９１２６４号公報（図６）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、駆動用電極に印加される交流電圧の位相と、検出用電極から検出される検出信号の位相との位相差、または、複数の検出用電極から検出される検出信号間の位相差における駆動周波数に対する特性は、個々の圧電アクチュエータ、加圧力、負荷、あるいは温度等の要因によって変化してしまう。したがって、上記のような駆動装置では、検出した位相差が、予め設定した基準位相差に近づくように駆動周波数を調整するので、上記の要因により位相差における周波数特性が変化した場合には、圧電アクチュエータの振動体に最適な駆動周波数を印加することができない、という問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、このような問題点に鑑みて、種々の要因により位相差の周波数特性が変化した場合であっても、最適な駆動周波数を印加することを可能とする圧電アクチュエータの駆動装置、圧電アクチュエータの駆動方法、時計、および電子機器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置は、圧電素子を有し、この圧電素子に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより第１の振動モードで振動するとともにこれとは振動方向の異なった第２の振動モードで振動する振動体を備えた圧電アクチュエータの駆動装置であって、前記駆動信号を前記振動体に供給する駆動信号供給手段と、前記振動体から第１の振動モードおよび／または第２の振動モードでの振動を表す検出信号を検出し、前記駆動信号および前記検出信号のうちのいずれか２つの信号間の位相差を検出する位相差検出手段と、前記駆動信号および前記検出信号のうちのいずれか２つの信号間の基準となる基準位相差を設定する基準位相差設定手段と、前記検出された位相差および前記基準位相差を比較して、前記位相差および前記基準位相差間の差を示す比較情報を算出するとともに、この比較情報を積算して積算情報を算出し、前記積算情報に基づいて前記駆動信号供給手段に駆動信号の駆動周波数を変更させる駆動制御を実施する駆動制御手段とを具備し、前記駆動制御手段は、前記積算情報に基づいて前記駆動制御が成功したか否かを判定し、前記駆動制御が失敗であると判定した場合に、前記基準位相差設定手段に基準位相差の設定値を変更させ、この変更された基準位相差に基づく前記駆動制御を実施することを特徴とする。
ここで、位相差検出手段にて検出する位相差としては、第１の振動モードおよび第２の振動モードでの振動を表す２つの検出信号間の位相差を採用できる。また、第１の振動モードでの振動を表す検出信号と駆動信号との位相差を採用してもよく、第２の振動モードでの振動を表す検出信号と駆動信号との位相差を採用してもよい。
また、比較情報としては、検出した位相差と基準位相差との大小を示す２値情報、または検出した位相差と基準位相差との差を示す絶対値情報等を採用できる。
さらに、駆動制御手段としては、大小を示す２値情報をカウントするアップダウンカウンタを具備した構成、または比較情報を平滑化するループフィルタを具備した構成等を採用できる。
【０００９】
本発明では、駆動制御手段は、検出した位相差および基準位相差を比較して比較情報を算出するとともに、この比較情報を積算して積算情報を算出する。そして、駆動制御手段は、例えば、比較情報である検出した位相差および基準位相差間の差が所定範囲内に収まるように、積算情報に基づいて駆動信号供給手段に駆動信号の駆動周波数を変更させる。ここで、駆動制御手段は、駆動信号の駆動周波数を変更させる駆動制御を実施した結果、駆動制御が成功したか否か、例えば、比較情報である検出した位相差および基準位相差間の差が所定範囲内に収まったか否かを判定する。このことにより、位相差における周波数特性が変化した場合であっても、該変化を認識できる。そして、駆動制御手段は、駆動制御が失敗であると判定した場合、例えば、比較情報である検出した位相差および基準位相差間の差が所定範囲内に収まらなかった場合に、基準位相差の設定値を変更させ、この変更された基準位相差に基づく駆動制御を実施する。このことにより、適切な基準位相差を用いて、駆動信号の駆動周波数の調整を実施できる。すなわち、位相差における周波数特性が変化した場合であっても、最適な駆動周波数を有する駆動信号を圧電アクチュエータに印加できる。
ここで、駆動制御が成功したか否かを判定するために、駆動信号供給手段から出力される駆動信号の駆動周波数を検出する周波数カウンタ等を用いる構成が考えられる。本発明では、駆動制御手段が駆動信号供給手段を制御する過程、すなわち、比較情報を積算して積算情報を算出する過程において、駆動制御が成功したか否かを判定することができる。したがって、別途、例えば周波数カウンタ等の部材を不要とし、駆動装置の構成を簡素化できる。
【００１０】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記駆動制御手段は、アップダウンカウンタを有し、前記比較情報は、前記検出された位相差の前記基準位相差に対する大小を示す情報であり、前記積算情報は、前記比較情報に応じて前記アップダウンカウンタがカウントアップまたはカウントダウンして算出するカウンタ値であることが好ましい。
本発明では、駆動制御手段は、アップダウンカウンタを具備する構成である。例えば、比較情報を、検出した位相差の基準位相差に対する大小を示す２値情報とし、アップダウンカウンタは、２値情報に応じてカウントアップまたはカウントダウンする。そして、駆動制御手段は、アップダウンカウンタがカウントアップまたはカウントダウンし、カウンタ値が所定値になったことを認識することで、駆動信号の駆動周波数を変更させる駆動制御が成功したか否かを判定する。このような構成では、駆動制御手段は、アップダウンカウンタのカウンタ値に基づいて、位相差における周波数特性の変化を簡単な構成で容易に認識できる。また、駆動制御手段は、アップタウンカウンタのカウンタ値に基づいて、駆動信号の駆動周波数調整を容易に実施できる。
【００１１】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記駆動制御手段は、前記アップダウンカウンタが前記カウンタ値を算出した結果、キャリーが発生した場合に、前記駆動制御が失敗であると判定することが好ましい。
本発明では、例えば、駆動制御手段は、駆動制御を実施する際、駆動電圧の駆動周波数を設定上の最小駆動周波数から設定上の最大駆動周波数にかけて変更させる。また、駆動制御手段は、変更された駆動周波数において検出された位相差の基準位相差に対する大小を示す２値情報を算出する。そして、アップダウンカウンタは、２値情報に応じてカウントアップまたはカウントダウンを実施する。ここで、駆動電圧の駆動周波数が設定上の最大駆動周波数を越えるまで変更された場合には、アップダウンカウンタは２値情報に応じてカウントアップを継続して実施し、カウンタ値がＭＡＸの値を超え、キャリーが発生する。すなわち、駆動電圧の駆動周波数が設定上の最大駆動周波数まで変更しても、例えば、比較情報である検出した位相差および基準位相差の差が所定範囲内に収まらず、駆動制御が失敗したと判定する。そして、アップダウンカウンタにおけるキャリーの発生に連動して、アップダウンカウンタが基準位相差設定手段に制御信号を出力する。基準位相差設定手段は、この制御信号を入力することで、基準位相差の設定値を変更する。このような構成では、駆動制御手段は、アップダウンカウンタのカウンタ値を認識せずとも、位相差における周波数特性の変化が自動的に判定され、変更された基準位相差に基づいて駆動制御を迅速に実施できる。
【００１２】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記駆動制御手段は、前記アップダウンカウンタが前記カウンタ値を算出した結果、該カウンタ値が０になった場合に、前記駆動制御が失敗であると判定することが好ましい。
本発明では、例えば、駆動制御手段は、駆動制御を実施する際、駆動電圧の駆動周波数を設定上の最大駆動周波数から設定上の最小駆動周波数にかけて変更させる。また、駆動制御手段は、変更された駆動周波数において検出された位相差の基準位相差に対する大小を示す２値情報を算出する。そして、アップダウンカウンタは、２値情報に応じてカウントアップまたはカウントダウンを実施する。ここで、駆動電圧の駆動周波数が設定上の最小駆動周波数を越えるまで変更された場合には、アップダウンカウンタは２値情報に応じてカウントダウンを継続して実施し、カウンタ値が０となる。すなわち、駆動電圧の駆動周波数が設定上の最小駆動周波数まで変更しても、例えば、比較情報である検出した位相差および基準位相差の差が所定範囲内に収まらず、駆動制御が失敗したと判定する。そして、アップダウンカウンタは、カウンタ値が０になると、基準位相差設定手段に制御信号を出力する。基準位相差設定手段は、この制御信号を入力することで、基準位相差の設定値を変更する。このような構成では、駆動制御手段は、アップダウンカウンタのカウンタ値を認識せずとも、位相差における周波数特性の変化が自動的に判定され、変更された基準位相差に基づいて駆動制御を迅速に実施できる。
【００１３】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記駆動制御手段は、前記アップダウンカウンタが前記カウンタ値を算出した結果、前記駆動信号供給手段の特性に応じた所定のカウンタ値になった場合に、前記駆動制御が失敗であると判定することが好ましい。
ここで、駆動信号供給手段としては、駆動信号を振動体に印加する駆動回路、所定の周波数制御電圧信号を入力することで該周波数制御電圧信号に応じた周波数で発振し、信号を駆動回路に出力する可変周波数発振回路等で構成できる。
ところで、可変周波数発振回路の発振周波数は、温度等の外乱により、所定の変動幅を有している。
本発明では、例えば、駆動制御手段は、最適な駆動周波数を中心とした所定の範囲内で駆動信号の駆動周波数を変更させる。そして、駆動制御手段は、駆動周波数を変更させても、例えば、位相差および基準位相差間の差が所定範囲内に収まらず、アップダウンカウンタのカウンタ値が駆動信号供給手段を構成する可変周波数発振回路の発振周波数の変動幅に応じたカウンタ値になった場合に、駆動制御が失敗したと判定する。このような構成では、駆動制御手段は、駆動信号供給手段における周波数変動幅に応じた最低限必要とされる範囲内で駆動信号の駆動周波数の調整を実施でき、駆動制御を迅速に実施できる。
【００１４】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記基準位相差設定手段は、前記駆動制御手段からの制御指令に応じてカウントアップまたはカウントダウンしてカウンタ値を算出するアップダウンカウンタと、前記カウンタ値に応じた基準位相差を設定するＤ／Ａコンバータとを備えているすることが好ましい。
本発明では、基準位相差設定手段は、アップダウンカウンタおよびＤ／Ａコンバータを具備する構成である。例えば、アップダウンカウンタが駆動制御手段からの制御指令に応じてカウントアップまたはカウントダウンし、Ｄ／Ａコンバータがアップダウンカウンタのカウンタ値に応じた所定の電圧値に相当する電圧信号を出力する。このことにより、カウンタ値、およびＤ／Ａコンバータにて設定される電圧値を、基準位相差に対応させておくことで、基準位相差の設定および変更を容易に実施できる。また、回路構成が簡素化し、基準位相差設定手段の制御を容易に実施できる。
【００１５】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記基準位相差設定手段は、前記駆動制御手段からの制御指令に応じてカウントアップまたはカウントダウンしてカウンタ値を算出するアップダウンカウンタと、前記カウンタ値に応じた基準位相差を設定する複数の定電圧発生回路とを備えていることが好ましい。
本発明では、基準位相差設定手段は、アップダウンカウンタおよび複数の定電圧発生回路を具備する構成である。例えば、アップダウンカウンタが駆動制御手段からの制御指令に応じてカウントアップまたはカウントダウンし、このカウンタ値に応じて複数の定電圧発生回路のうちのいずれかの定電圧発生回路が、それぞれ所定の電圧値に相当する電圧信号を出力する。このことにより、カウンタ値、および駆動する定電圧発生回路の数を、基準位相差に対応させておくことで、基準位相差の設定および変更を容易に実施できる。また、定電圧発生回路を有する構成とすることで、基準位相差の変動を抑制できる。
【００１６】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記駆動制御手段は、前記圧電アクチュエータの駆動経過時間を計測するタイマを有し、前記タイマにて計測された時間が所定時間になった場合に、前記基準位相差設定手段に基準位相差の設定値を変更させ、この変更された基準位相差に基づく前記駆動制御を実施することが好ましい。
例えば、駆動制御手段による駆動制御が成功し、駆動信号供給手段に所定の駆動周波数を有する駆動信号を振動体に供給させている際、再度、位相差における周波数特性が変化した場合には、駆動制御手段は、駆動信号供給手段に最適な駆動周波数とは異なる駆動周波数を有する駆動信号を振動体に供給させることとなる。
本発明では、駆動制御手段は、タイマを有し、このタイマの計測時間が所定時間になった場合に、基準位相差設定手段に基準位相差の設定値を変更させ、この変更された基準位相差に基づく駆動制御を実施する。このことにより、駆動制御手段による駆動制御が成功した後に、再度、位相差における周波数特性が変化した場合であっても、駆動信号の駆動周波数を最適な駆動周波数に調整できる。
【００１７】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記駆動制御手段は、前記圧電アクチュエータの駆動を開始する際、前記基準位相差設定手段に基準位相差の設定値を初期値に設定させることが好ましい。
本発明によれば、駆動制御手段は、圧電アクチュエータの駆動開始時に、基準位相差設定手段に基準位相差の設定値を初期化するので、従前の駆動時に対して、位相差における周波数特性が変化した場合であっても、駆動信号の駆動周波数を常に最適な駆動周波数に調整できる。
【００１８】
本発明の圧電アクチュエータの駆動装置では、前記基準位相差設定手段にて設定された基準位相差に関する基準位相差情報を記憶する記憶手段を具備し、前記駆動制御手段は、前記圧電アクチュエータの駆動を開始する際、前記記憶手段に記憶された従前の基準位相差情報に基づいて、前記位相差設定手段に基準位相差を設定させることが好ましい。
本発明では、駆動装置は、記憶手段を具備する構成である。そして、駆動制御手段は、圧電アクチュエータの駆動開始時に、記憶手段に記憶された従前の基準位相差情報に基づいて、位相差設定手段に基準位相差の設定値を、例えば、従前の基準位相差、あるいは、従前の基準位相差よりも大きい値等に設定させる。このことにより、従前の駆動時と略同じ状態で駆動制御を実施でき、迅速に駆動信号の駆動周波数を最適な駆動周波数に調整できる。
【００１９】
本発明の圧電アクチュエータの駆動方法は、圧電素子を有し、この圧電素子に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより第１の振動モードで振動するとともにこれとは振動方向の異なった第２の振動モードで振動する振動体を備えた圧電アクチュエータの駆動方法であって、前記駆動信号、および、前記第１の振動モードおよび／または前記第２の振動モードでの振動を表す検出信号のうちのいずれか２つの信号間の位相差の基準となる基準位相差を設定する基準位相差設定工程と、前記駆動信号を前記振動体に供給する駆動信号供給工程と、前記振動体から第１の振動モードおよび／または第２の振動モードでの振動を表す検出信号を検出し、前記駆動信号および前記検出信号のうちのいずれか２つの信号間の位相差を検出する位相差検出工程と、前記検出された位相差および前記基準位相差を比較して、前記位相差および前記基準位相差間の差を示す比較情報を算出する位相差比較工程、前記算出された比較情報を積算して積算情報を算出する積算情報算出工程、および前記積算情報に基づいて前記駆動信号の駆動周波数を変更する周波数調整工程で構成される駆動制御工程と、前記積算情報に基づいて前記駆動制御工程が成功したか否かを判定する駆動制御判定工程とを備え、前記駆動制御判定工程にて失敗であると判定した場合に、前記基準位相差設定工程にて設定された基準位相差の設定値を変更し、この変更した基準位相差に基づいて前記駆動制御工程を実行することを特徴とする。
本発明によれば、圧電アクチュエータの駆動方法は、基準位相差設定工程と、駆動信号供給工程と、位相差検出工程と、位相差比較工程、積算情報算出工程、および周波数調整工程で構成される駆動制御工程と、駆動制御判定工程とを備えているので、前述の駆動装置と同様の作用・効果を享受できる。
【００２０】
本発明の時計は、圧電素子を有し、この圧電素子に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより第１の振動モードで振動するとともにこれとは振動方向の異なった第２の振動モードで振動する振動体を備えた圧電アクチュエータと、前述の駆動装置とを具備することを特徴とする。
本発明では、時計は、圧電アクチュエータと、前述の駆動装置とを具備し、前述の駆動装置は、常に最適な駆動周波数を有する駆動信号を圧電アクチュエータに印加する。このことにより、圧電アクチュエータは、所定の縦振動および屈曲振動で励振し、例えば、時計内部のカレンダ表示機構を高効率で駆動させ、日、曜日、月等を表示することができる。
【００２１】
本発明の電子機器は、圧電素子を有し、この圧電素子に所定の駆動周波数を有する駆動信号が与えられることにより第１の振動モードで振動するとともにこれとは振動方向の異なった第２の振動モードで振動する振動体を備えた圧電アクチュエータと、前述の駆動装置とを具備することを特徴とする。
本発明によれば、電子機器は、圧電アクチュエータと、前述の駆動装置とを具備し、前述の駆動装置は、常に最適な駆動周波数を有する駆動信号を圧電アクチュエータに印加する。このことにより、圧電アクチュエータは、所定の縦振動および屈曲振動で励振し、電子機器の内部または外部の被駆動体を高効率で駆動させることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
［１．全体構成］
図１は、本実施形態における圧電アクチュエータＡが組み込まれた腕時計のカレンダ表示機構の構成を示す平面図である。
図１に示すように、カレンダ表示機構の主要部は、圧電アクチュエータＡと、この圧電アクチュエータＡによって回転駆動されるロータ１００と、ロータ１００の回転を減速しつつ伝達する減速輪列と、減速輪列を介して伝達される駆動力により回転する日車５０とから大略構成されている。減速輪列は、日回し中間車４０と日回し車６０とを備えている。圧電アクチュエータＡは、扁平な短冊状の振動体１０を有しており、この振動体１０は、その先端部がロータ１００の外周面と当接するように配置されている。
【００２３】
図２は、図１に示す時計の断面図である。
図２において、網目部分に、圧電アクチュエータＡを備えたカレンダ表示機構が組み込まれている。このカレンダ表示機構の上方には、円盤状の文字板７０が設けられている。この文字板７０の外周部の一部には日付を表示するための窓部７１が設けられており、窓部７１から日車５０の日付を覗けるようになっている。また、文字板７０の下方には、針７２を駆動するムーブメント７３および図示しない駆動回路が設けられている。
【００２４】
図３は、図１におけるカレンダ表示機構の詳細な構成を示す断面図である。
時計は、図３に示すように、第１の底板である地板１０３と、この地板１０３と段違いに配置された第２の底板１０４とを有している。地板１０３には、カレンダ表示機構のロータ１００を軸支するためのシャフト１０１が起立している。ロータ１００は、その下面に図示しない軸受を有しており、シャフト１０１の先端部が同軸受内に収容されている。したがって、ロータ１００は、このシャフト１０１を回転軸として回動できる。ロータ１００の上部には、ロータ１００と同軸をなし、ロータ１００とともに回転する歯車１００Ｃが設けられている。
【００２５】
底板１０４には、日回し中間車４０を軸支するためのシャフト４１が起立している。日回し中間車４０の下面には図示しない軸受が設けられており、シャフト４１の先端部が同軸受内に収容されている。日回し中間車４０は、大径部４Ｂと小径部４Ａとから構成されている。小径部４Ａは、大径部４Ｂよりも若干小径の円筒形であり、その外周面には、略正方形状の切欠部４Ｃが形成されている。この小径部４Ａは、大径部４Ｂに対し、同心をなすように固着されている。大径部４Ｂには、ロータ１００の上部の歯車１００Ｃが噛合している。したがって、大径部４Ｂと小径部４Ａとからなる日回し中間車４０は、ロータ１００の回転に連動し、シャフト４１を回転軸として回転する。
【００２６】
日車５０は、図１に示すように、リング状の形状をしており、その内周面に内歯車５Ａが形成されている。日回し車６０は、五歯の歯車を有しており、内歯車５Ａに噛合している。また、図３に示すように、日回し車６０の中心には、シャフト６１が設けられており、これは、底板１０４に形成された貫通孔６２に遊挿されている。貫通孔６２は、日車５０の周回方向に沿って長く形成されている。
板バネ６３は、その一端が底板１０４に固定され、他端はシャフト６１を図１の右上方向に弾圧している。そして、板バネ６３は、シャフト６１および日回し車６０を付勢する。この板バネ６３の付勢作用によって日車５０の揺動も防止される。
【００２７】
板バネ６４は、一端が底板１０４にねじ止めされており、その他端には略Ｖ字状に折り曲げられた先端部６４Ａが形成されている。また、接触子６５は、日回し中間車４０が回転し、先端部６４Ａが切欠部４Ｃに入り込んだときに板バネ６４と接触するように配置されている。板バネ６４には、所定の電圧が印加されており、接触子６５に接触すると、その電圧が接触子６５にも印加される。したがって、接触子６５の電圧を検出することによって、日送り状態を検出できる。なお、内歯車５Ａに噛合する手動駆動車を設け、ユーザが図示しない竜頭に対して所定の操作を行うと、日車５０を駆動するようにしてもよい。
【００２８】
以上の構成において、圧電アクチュエータＡの振動体１０は、駆動回路から駆動電圧が印加されることにより、その板面を含む平面内において振動する。ロータ１００は、この振動体１０に生じる振動によってその外周面が叩かれ、図１中矢印で示すように、時計回りに回転駆動される。このロータ１００の回転は、日回し中間車４０を介して日回し車６０に伝達され、この日回し車６０が日車５０を時計回り方向に回転させる。
【００２９】
ここで、振動体１０からロータ１００、ロータ１００から減速輪列、減速輪列から日車５０への力の伝達は、いずれも振動体１０の板面に平行な方向の力の伝達である。このため、従来のステップモータのようにコイルやロータを厚さ方向に積み重ねるのではなく、同一平面内に振動体１０およびロータ１００を配置し、カレンダ表示機構を薄型化できる。そして、カレンダ表示機構を薄型にできるため、網目部分（図２）の厚さＤを薄くして、時計全体を薄型にできる。
また、本実施形態によれば、網目部分（図２）にカレンダ表示機構を収めることができるため、カレンダ表示機構のある時計と、カレンダ表示機構のない時計との間でムーブメント７３を共通化でき、生産性を高めることができる。
昨今、発電機能を備えた腕時計が種々提案されているが、このような腕時計においては、発電機構と運針駆動用のモータ機構といった少なくとも２つの大きな構成要素を搭載しなくてはならず、時計全体の小型化が困難である。しかし、モータの代わりに、本実施形態における圧電アクチュエータＡを用いれば、運針駆動機構を薄型化でき、時計全体を小型化することもできる。
【００３０】
［２．圧電アクチュエータの詳細］
図４は、圧電アクチュエータＡの詳細な構成を示す平面図である。また、図５は、圧電アクチュエータＡのＶ−Ｖ線断面図である。
振動体１０は、図４に示すように、二長辺と二短辺とにより囲まれた長方形状の板である。また、振動体１０は、図５に示すように、２枚の長方形かつ板状の圧電素子３０，３１の間に、これらの圧電素子３０，３１と略同形状であり、かつ圧電素子３０，３１よりも肉厚の薄いステンレス鋼等の補強板３２を挟んだ積層構造を有している。
このように圧電素子３０，３１の間に補強板３２を配置することにより、振動体１０の過振幅や落下等による外部からの衝撃力に起因する振動体１０の損傷を低減し、耐久性を向上させることができる。また、補強板３２として圧電素子３０，３１よりも肉厚の薄いものを用いることにより、圧電素子３０，３１の振動を極力妨げないようにすることができる。
【００３１】
圧電素子３０，３１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。
振動体１０は、図４に示すように、その一長辺と一短辺とが交わる一頂点に当接部３６を有している。この当接部３６は、図５における補強板３２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３０，３１から突出させている。振動体１０は、この当接部３６の先端をロータ１００の外周面に当接させ、その長辺がロータ１００の半径と約１３５度の角度をなすような姿勢を保っている。振動体１０にこのような姿勢を維持させるために、支持部材１１とバネ部材３００とが圧電アクチュエータＡに設けられている。
【００３２】
好ましい態様において、支持部材１１は、補強板３２の切断成形等の方法により補強板３２と一体形成されたものである。この支持部材１１は、図示の通り、Ｌ字状の部材であり、振動体１０の一長辺の略中央から垂直に突出した垂直部と、この垂直部の先端から長辺に対して平行にロータ１００側に向けて延びた水平部とからなる。ここで、水平部の両端のうち、垂直部とは反対側の端部３８には、図１および図３における地板１０３から突出したピン３９が貫通している。支持部材１１およびこれに固定された振動体１０は、このピン３９を回転軸として回転可能である。
【００３３】
支持部材１１の水平部の略中央の部位１１Ａには、バネ部材３００の一端部３００Ａが係合されている。バネ部材３００は、その略中央部分を地板１０３（図１、図３）から突出したピン３００Ｂが貫通している。バネ部材３００は、このピン３００Ｂを回転軸として回動可能である。また、バネ部材３００における端部３００Ａとは反対側の他端部３００Ｃは、地板１０３に係合している。本実施形態においては、この端部３００Ｃの位置を変えることにより当接部３６をロータ１００の外周面に押し当てる圧力が調整される。
【００３４】
具体的には、端部３００Ｃをピン３００Ｂを中心として、図４中時計回りに変位させれば、バネ部材３００の一端部３００Ａが支持部材１１の部位１１Ａを上方側に押圧する力が増加し、他端部３００Ｃを反時計回りに変位させればその押圧力が減少する。ここで、支持部材１１を上方側に押圧する力が増加すると、支持部材１１は、ピン３９を中心として、図４中反時計回りに回動しようとする力が増大するため、当接部３６がロータ１００を押圧する力が増大する。一方、支持部材１１を上方側に押圧する力が減少すると、支持部材１１は時計回りに回動しようとする力が減少するため、当接部３６がロータ１００を押圧する力が減少する。このように、当接部３６がロータ１００に付与する押圧力を調整することにより、圧電アクチュエータＡの駆動特性の調整等が可能となる。
【００３５】
また、本実施形態においては、このようにしてロータ１００の外周面に押し当てられる当接部３６が曲面形状を有している。このため、ロータ１００と振動体１０の位置関係が、寸法ばらつき等によりばらついた場合であっても、曲面であるロータ１００の外周面と曲面形状の当接部３６との接触状態にさほど変化しない。したがって、ロータ１００と当接部３６との接触を安定した状態に維持できる。また、本実施形態においては、ロータ１００と接触する当接部３６に対してのみ研磨等の作業を行えばよいので、ロータ１００との接触部の管理が容易である。当接部３６としては、導体または非導体のものを用いることができるが、非導体から形成するようにすれば、一般的に金属から形成されるロータ１００と接触しても圧電素子３０，３１が短絡しないようにすることができる。
【００３６】
［３．振動体に設けられた電極の構成］
図６は、振動体１０に設けられた駆動電極と振動検出電極の配置位置の一例を示す図である。
図６に示す例では、長方形状の振動検出電極Ｔ１，Ｔ２が、長方形をなす圧電素子３０の表面の当接部３６を含む一長辺に沿った２つの角隅部分に各々配置されている。図６では、図示を略したが、これらと同様な振動検出電極Ｔ１，Ｔ２が、これらと対向するように、圧電素子３１の表面に配置されている。ここで、圧電素子３０に配置された振動検出電極Ｔ１と圧電素子３１に配置された振動検出電極Ｔ１とが接続され、この接続点から振動体１０の振動を表す検出信号ＳＤ１が得られる。同様に、圧電素子３０に配置された振動検出電極Ｔ２と圧電素子３１に配置された振動検出電極Ｔ２とが接続され、この接続点から振動体１０の振動を表す検出信号ＳＤ２が得られる。ここで、駆動電極３３と、振動検出電極Ｔ１，Ｔ２との間には、空隙があり、両者は電気的に絶縁されている。圧電素子３１の表面にも同様な駆動電極３３が設けられている。
【００３７】
図７および図８は、圧電素子３０，３１の分極状態の一例を示す図である。
圧電素子３０，３１は、図７および図８に示すように、各々厚さ方向に分極している。本実施形態において、圧電素子３０，３１は、各々分極方向と一致する方向の電界を受けると長手方向に延び、分極方向と逆の方向の電界を受けると長手方向に縮む性質を有している。したがって、図７および図８に示すように、２枚の圧電素子の分極方向の組み合わせが異なっている場合には、各圧電素子の駆動の方法も異なったものとなる。
【００３８】
図７に示す例では、圧電素子３０，３１は、相互に逆方向に分極している。この場合、図６に示すように、補強板３２を接地するとともに、圧電素子３０側の駆動電極３３と圧電素子３１側の駆動電極３３とを接続し、この接続点と接地線との間に、電圧＋Ｖと電圧−Ｖとを交互に繰り返す所定の駆動周波数を有する駆動信号としての駆動電圧信号ＳＤＲを印加する。ここで、２枚の駆動電極３３の接続点と接地線との間に電圧＋Ｖを印加したときには、圧電素子３０，３１に対し、各々の分極方向とは逆方向の電界が与えられるので、圧電素子３０，３１は、長手方向に縮む。これに対し、２枚の接続点と接地線との間に電圧−Ｖを印加したときには、圧電素子３０，３１に対し、各々の分極方向と同一方向の電界が与えられるので、圧電素子３０，３１は、長手方向に延びる。このような次第であるから、所定の駆動周波数を有する駆動電圧信号ＳＤＲが与えられることにより、振動体１０は、その長手方向に沿って伸縮運動する。この伸縮運動を縦振動または第１の振動モードでの振動と呼ぶ。
【００３９】
図８に示す例では、圧電素子３０，３１は、同一方向に分極している。この場合、補強板３２を接地し、圧電素子３０側の駆動電極３３と接地線との間に電圧＋Ｖを印加するとともに圧電素子３１側の駆動電極３３と接地線との間に電圧−Ｖを印加する第１フェーズと、圧電素子３０側の駆動電極３３と接地線との間に電圧−Ｖを印加するとともに圧電素子３１側の駆動電極３３と接地線との間に電圧＋Ｖを印加する第２フェーズとを、所定周波数で交互に繰り返す。ここで、第１フェーズにおいては、圧電素子３０，３１に対し、各々の分極方向とは逆方向の電界が与えられるので、圧電素子３０，３１は、長手方向に縮む。これに対し、第２フェーズにおいては、圧電素子３０，３１に対し、各々の分極方向と同一方向の電界が与えられるので、圧電素子３０，３１は、長手方向に延びる。したがって、このような所定周波数の駆動電圧が与えられることにより、振動体１０に縦振動が発生する。
【００４０】
ところで、振動体１０は、その中心を通り、かつ、長手方向を向いた直線を対称軸として略線対称であるということができるが、当接部３６等の非対称要素を含んでいるため、完全な対称形ではない。このため、振動体１０に縦振動が発生すると、この縦振動から遅れて、振動体１０をその長手方向に直交する方向に振るモーメントが発生する。このモーメントにより、振動体１０に屈曲振動が発生する。
【００４１】
図９は、振動体１０に発生する屈曲振動を示す図である。図１０は、振動体１０の振動による当接部３６の運動状態を示す図である。
この屈曲振動は、図９に示すように、振動体１０の板面を含む平面内において、振動体１０がその長手方向と直交する方向に振れるような運動である。このようにして、縦振動と屈曲振動とが振動体１０に発生すると、振動体１０の先端の当接部３６は、図１０に示すような楕円軌道を描いて運動する。ロータ１００は、この楕円軌道を描いて運動する当接部３６によって外周面が叩かれ、回転駆動される。
縦振動の振幅と屈曲振動の振幅は、振動体１０の板面上の位置により異なる。板面上のある位置においては縦振動が顕著であり、別の位置では屈曲振動が顕著である、という現象が生じる。また、振動体１０は、縦振動に対する共振特性と屈曲振動に対する共振特性とを有している。ここで、振動体１０の縦振動に対する共振特性と屈曲振動に対する共振特性は、振動体１０の形状、材質により決定されるが、後者の共振周波数は前者の共振周波数よりも若干高めである。
【００４２】
本実施形態では、振動体１０における圧電素子３０，３１の２箇所に振動検出電極対Ｔ１，Ｔ２が配置されている。このうち、振動検出電極Ｔ１は、振動体１０において縦振動が顕著に現れる位置に設けられている。このため、この振動検出電極Ｔ１から得られる検出信号の振幅電圧は、振動体１０の縦振動に関する共振周波数付近において極大となる。一方、振動検出電極Ｔ２は、振動体１０において屈曲振動が顕著に現れる位置に設けられている。このため、この振動検出電極Ｔ２から得られる検出信号の振幅電圧は、振動体１０の屈曲振動に関する共振周波数付近において極大となる。
これら振動検出電極対の配置の仕方は、図６に示されるものの他、各種考えられる。図１１および図１２は、その例を示すものである。図１１に示す例では、４つの振動検出電極対Ｔ１〜Ｔ４が、長方形をなす圧電素子３０，３１の各表面の４つの角隅部分に各々配置されている。また、図１２に示す例では、２つの振動検出電極対Ｔ１，Ｔ２が、長方形をなす圧電素子３０，３１の各表面の当接部３６を含む一短辺に沿った２つの角隅部分に各々配置されている。
【００４３】
［４．圧電アクチュエータＡの駆動装置の構成］
先ず、駆動装置２００の構成を説明する前に、振動体１０の振動状態と印加される駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数との関係、および、振動体１０に発生する縦振動と屈曲振動との位相差における周波数特性について詳述する。
【００４４】
図１３は、振動体１０の当接部３６が描く軌道を例示している。同図におけるＸ軸およびＺ軸について説明すると、図１０に示されるように、Ｚ軸は振動体１０の長手方向の軸であり、Ｘ軸は振動体１０の板面を含む平面内においてＺ軸と直交する軸である。図１３において、Ｒａは、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数が縦振動の共振周波数と一致しているときの当接部３６の軌道、Ｒｄは、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数が屈曲振動の共振周波数と一致しているときの当接部３６の軌道を表している。そして、Ｒｂ，Ｒｃは、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数が縦振動および屈曲振動の各共振周波数の中間の周波数であるときの当接部３６の軌道を表している。
【００４５】
振動体１０に発生する屈曲振動は、縦振動によって引き起こされるものであるため、屈曲振動の位相は縦振動の位相よりも遅れる。当接部３６の軌道が直線軌道ではなく、図１３に示すように膨らみを持った楕円軌道になるのは、縦振動と屈曲振動との間に位相差があるからである。この縦振動と屈曲振動の位相差は、駆動電圧振動ＳＤＲの駆動周波数に依存する。そして、駆動周波数に応じて位相差が変化すると、当接部３６が描く楕円軌道の形状に変化が生じ、ロータ１００に与えられる回転駆動力に変化が生じると考えられる。
また、図１３に示すように、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数が縦振動の共振周波数から離れて屈曲振動の共振周波数に近づくに従い、楕円軌道の長径の向きは、Ｚ軸から次第に離れ、Ｘ軸に平行な向きに傾いてゆく。このように駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数の変化により、当接部３６の楕円軌道の向きが変化すると、これに応じて、ロータ１００に与えられる回転駆動力の大きさも変化すると考えられる。本実施形態では、圧電アクチュエータＡの設計上、当接部３６の楕円軌道の形状を最適にしてロータ１００に与えられる回転駆動力の大きさを最大にする駆動電圧信号ＳＤＲの最適な駆動周波数を３００ｋＨｚとする。
【００４６】
図１４は、振動体１０における縦振動および屈曲振動の位相差における周波数特性の変化の一例を示す図である。
上述したように、振動体１０における縦振動および屈曲振動の位相差は、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数に依存する。このような縦振動および屈曲振動の位相差における周波数特性は、例えば、個々の圧電アクチュエータ、加圧力、負荷、あるいは温度等の要因によって変化する。
例えば、加圧力の変化による位相差の周波数特性の変化が、図１４に示されている。具体的に、図１４に示すグラフＡは加圧力が３ｇの場合の位相差の周波数特性であり、グラフＢは加圧力が５ｇの場合の位相差の周波数特性である。縦振動および屈曲振動の位相差は、図１４に示すように、加圧力の増減により変化し、加圧力が増加すると位相差が出難くなる傾向がある。
【００４７】
図１５は、本実施形態における圧電アクチュエータＡの駆動装置２００の構成を示すブロック図である。
駆動装置２００は、上述した振動体１０の特性、および該駆動装置２００を構成する回路の特性に鑑みて設計されたものである。すなわち、この駆動装置２００は、回路特性に応じた駆動電圧信号ＳＤＲの周波数変動を抑制するために、振動体１０に発生する縦振動と屈曲振動との位相差（振動検出電極Ｔ１，Ｔ２から検出される検出信号間の位相差）が、駆動電圧信号ＳＤＲの最適な駆動周波数ｆ０（３００ｋＨｚ）に相当する基準位相差と等しくなるように、駆動周波数を制御する。また、この駆動装置２００は、振動体１０に発生する縦振動と屈曲振動との位相差における周波数特性の変化に対応させて、基準位相差をも制御する。この駆動装置２００は、図１５に示すように、駆動信号供給手段２１０と、位相差検出手段２２０と、基準位相差設定手段としての比較電圧設定回路２３０と、駆動制御手段２４０とを備えている。
【００４８】
駆動信号供給手段２１０は、駆動制御手段２４０の制御の下、所定の駆動周波数を有する駆動電圧信号ＳＤＲを振動体１０の駆動電極３３に印加する。この駆動信号供給手段２１０は、図１５に示すように、駆動回路２１１と、可変周波数発振回路２１２とを備えている。
駆動回路２１１は、振動体１０の駆動電極３３と電気的に接続され、可変周波数発振回路２１２から出力される出力信号Ｓｄｒを増幅し、駆動電圧信号ＳＤＲを振動体１０の駆動電極３３に印加する回路である。
可変周波数発振回路２１２は、駆動制御手段２４０から出力される周波数制御電圧信号ＳＶＣに応じた周波数で発振し、信号Ｓｄｒを駆動回路２１１に出力する回路である。本実施形態では、可変周波数発振回路２１２の発振周波数は、例えば、温度等により所定の周波数変動幅を有するものとする。
【００４９】
位相差検出手段２２０は、駆動信号供給手段２１０が振動体１０の駆動電極３３に駆動電圧信号ＳＤＲを印加した結果、振動体１０の振動により振動検出電極Ｔ１，Ｔ２から出力される検出信号を検出し、これら検出信号の位相差を検出する。この位相差検出手段２２０は、図１５に示すように、波形整形回路２２１と、位相差−ＤＣ変換回路２２２とを備えている。
波形整形回路２２１は、振動体１０の振動検出電極Ｔ１，Ｔ２と電気的に接続され、振動検出電極Ｔ１，Ｔ２から出力される検出信号ＳＤ１，ＳＤ２を入力し、これら検出信号ＳＤ１，ＳＤ２の波形を整形し、整形した検出信号ＳＤ１，ＳＤ２を位相差−ＤＣ変換回路２２２に出力する回路である。
【００５０】
図１６は、位相差−ＤＣ変換回路２２２の構成を示すブロック図である。
位相差−ＤＣ変換回路２２２は、波形整形回路２２１にて整形された検出信号ＳＤ１，ＳＤ２の位相差に応じた信号を出力する回路である。この位相差−ＤＣ変換回路２２２は、図１６に示すように、位相差検出部２２２Ａと、平均電圧変換部２２２Ｂとを備えている。
【００５１】
図１７および図１８は、位相差−ＤＣ変換回路２２２において処理する波形を示す図である。
位相差検出部２２２Ａは、図１７および図１８に示すように、検出信号ＳＤ１およびＳＤ２の位相差に相当するパルス幅の位相差信号ＳＤＤを生成し、この位相差信号ＳＤＤを平均電圧変換部２２２Ｂに出力する。
平均電圧変換部２２２Ｂは、図１７および図１８に示すように、位相差検出部２２２Ａから出力される位相差信号ＳＤＤを平均化し、検出信号ＳＤ１およびＳＤ２の位相差に比例したレベルの位相差信号ＳＰＤを駆動制御手段２４０に出力する。
図１７に示す例では、検出信号ＳＤ１およびＳＤ２の位相差が小さい。このため、小さなパルス幅Δθ１を有する位相差信号ＳＤＤが出力され、小さな電圧値Ｖａｖ１を有する位相差信号ＳＰＤが出力される。一方、図１８に示す例では、検出信号ＳＤ１およびＳＤ２の位相差が大きい。このため、大きなパルス幅Δθ２を有する位相差信号ＳＤＤが出力され、大きな電圧値Ｖａｖ２を有する位相差信号ＳＰＤが出力される。
【００５２】
図１９は、比較電圧設定回路２３０および駆動制御手段２４０の構成を示す図である。
比較電圧設定回路２３０は、駆動制御手段２４０による制御の下、所定の基準位相差に相当する比較電圧信号を駆動制御手段２４０に出力する回路である。この比較電圧設定回路２３０は、図１９に示すように、アップダウンカウンタ２３１と、Ｄ／Ａコンバータ２３２とを備えている。
アップダウンカウンタ２３１は、駆動制御手段２４０から適宜出力される信号により、アップカウント入力、または、ダウンカウント入力が実施され、これらの各アップ、ダウンカウント入力があった際にカウンタ値をアップあるいはダウンするように構成されている。また、アップダウンカウンタ２３１は、圧電アクチュエータＡの駆動開始時に駆動制御手段２４０から出力される制御信号を入力することにより、カウンタ値を所定値に、例えば、ＭＡＸのカウンタ値に設定するように構成されている。そして、このアップダウンカウンタ２３１は、例えば、３ビットのカウンタ等で構成されており、アップカウントまたはダウンカウントによる３ビットのカウンタ値をＤ／Ａコンバータ２３２に出力する。
【００５３】
Ｄ／Ａコンバータ２３２は、内部にアップダウンカウンタ２３１のカウンタ値に応じた比較電圧値が設定されている。そして、このＤ／Ａコンバータ２３２は、アップダウンカウンタ２３１から出力されるカウンタ値を入力すると、該カウンタ値に応じた比較電圧値に相当する比較電圧信号ＳＲＥＦを駆動制御手段２４０に出力する。
なお、Ｄ／Ａコンバータ２３２における各カウンタ値および比較電圧値は、所定の基準位相差に相当する。本実施形態において、これらカウンタ値、基準位相差、および比較電圧値は、以下の表１に示す関係を有している。
【００５４】
【表１】
2004297982.tif 000003
【００５５】
駆動制御手段２４０は、位相差検出手段２２０にて検出される位相差と基準位相差間の差が０近傍の値を示すように、駆動信号供給手段２１０から出力される駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を設計上の最適な駆動周波数ｆ０近傍にロックする駆動制御を実施する。また、この駆動制御手段２４０は、駆動制御が成功したか否かを判定し、駆動制御が失敗したと判定した場合に、比較電圧設定回路２３０に基準位相差の設定値を変更させる。この駆動制御手段２４０は、図１５に示すように、比較回路２４１と、積分回路２４２と、制御回路２４３とを備えている。
比較回路２４１は、比較電圧設定回路２３０から出力される比較電圧信号ＳＲＥＦの比較電圧値と、位相差検出手段２２０から出力される位相差信号ＳＰＤの電圧値とを比較して、積分回路２４２に比較情報を出力する。この比較回路２４１は、図１９に示すように、例えば、コンパレータ等から構成され、位相差信号ＳＰＤの電圧値が比較電圧信号ＳＲＥＦの比較電圧値以下である場合に、比較情報としてのハイレベルの信号ＳＣＴＨを積分回路２４２に出力する。また、位相差信号ＳＰＤの電圧値が比較電圧信号ＳＲＥＦの比較電圧値よりも大きい場合に比較情報としてのローレベルの信号ＳＣＴＬを積分回路２４２に出力する。
【００５６】
積分回路２４２は、比較回路２４１から出力される比較情報を積算し、積算情報を駆動信号供給手段２１０に出力し、駆動信号供給手段２１０から出力される駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を変更させる。また、積分回路２４２は、積算情報を適宜、比較電圧設定回路２３０に出力し、比較電圧設定回路２３０にて設定された基準位相差を変更させる。この積分回路２４２は、図１９に示すように、２つのＡＮＤゲート２４２Ａ１，２４２Ａ２と、アップダウンカウンタ２４２Ｂと、Ｄ／Ａコンバータ２４２Ｃとを備えている。
【００５７】
ＡＮＤゲート２４２Ａ１，２４２Ａ２は、比較回路２４１から出力されるハイレベルの信号ＳＣＴＨおよびローレベルの信号ＳＣＴＬと、後述する制御回路２４３のパルス発生源から出力されるパルス信号とを入力し、該パルス信号の入力タイミングに応じてアップダウンカウンタ２４２Ｂに信号を出力する。
具体的に、ＡＮＤゲート２４２Ａ１は、比較回路２４１から出力されるハイレベルの信号ＳＣＴＨを入力すると、パルス信号の入力タイミングに応じてアップダウンカウンタ２４２Ｂに信号を出力し、アップカウント入力を実施する。また、ＡＮＤゲート２４２Ａ２は、比較回路２４１から出力されるローレベルの信号ＳＣＴＨを入力すると、パルス信号の入力タイミングに応じてアップダウンカウンタ２４２Ｂに信号を出力し、ダウンカウント入力を実施する。
【００５８】
アップダウンカウンタ２４２Ｂは、ＡＮＤゲート２４２Ａ１，２４２Ａ２を介して入力される比較情報を積算する。このアップダウンカウンタ２４２Ｂは、例えば、１２ビットのカウンタ等から構成されており、ＡＮＤゲート２４２Ａ１，２４２Ａ２からの信号により、カウンタ値をアップあるいはダウンする。また、このアップダウンカウンタ２４２Ｂは、制御回路２４３からの信号をＲＥＳＥＴ入力端子に入力することにより、カウンタ値を０に設定するように構成されている。そして、このアップダウンカウンタ２４２Ｂは、ＡＮＤゲート２４２Ａ１，２４２Ａ２からの信号により、カウンタ値をアップあるいはダウンし、１２ビットのカウンタ値をＤ／Ａコンバータ２４２Ｃを出力する。また、このアップダウンカウンタ２４２Ｂは、カウンタ値をアップした結果、カウンタ値がＭＡＸを超え、キャリーが発生した場合、すなわち、駆動制御が失敗した場合に、カウンタ値を０にするとともに、比較電圧設定回路２３０のアップダウンカウンタ２３１にダウンカウント入力となる信号を出力する。
【００５９】
Ｄ／Ａコンバータ２４２Ｃは、内部にアップダウンカウンタ２４２Ｂのカウンタ値に応じた周波数制御電圧値が設定されている。そして、このＤ／Ａコンバータ２４２Ｃは、アップダウンカウンタ２４２Ｂから出力されるカウンタ値を入力すると、該カウンタ値に応じた周波数制御電圧値に相当する周波数制御電圧信号ＳＶＣを駆動信号供給手段２１０の可変周波数発振回路２１２に出力する。
なお、Ｄ／Ａコンバータ２４２Ｃにおける各カウンタ値および周波数制御電圧値は、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数に相当する。本実施形態において、これらカウンタ値、周波数制御電圧値、および駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数は、以下の表２に示す関係を有している。
【００６０】
【表２】
2004297982.tif 000004
【００６１】
制御回路２４３は、圧電アクチュエータＡの駆動開始から駆動終了までの間に、比較電圧設定回路２３０および積分回路２４２に適宜、制御指令信号を出力し、これら回路２３０，２４２を制御する。この制御回路２４３は、図１９に示すように、パルス発生源２４３Ａと、微分回路２４３Ｂ、計測手段としてのタイマ回路２４３Ｃとを備えている。
パルス発生源２４３Ａは、例えば、水晶振動子やセラミック振動子等の基準発振信号から所定の周波数のパルス信号ＣＬＫを出力する回路である。例えば、このパルス発生源２４３Ａは、積分回路２４２の２つのＡＮＤゲート２４２Ａ１，２４２Ａ２、およびタイマ回路２４３Ｃにパルス信号ＣＬＫを出力する。
【００６２】
微分回路２４３Ｂは、午前０時を示し、圧電アクチュエータＡの駆動を開始する旨のスタート信号、すなわち、日車５０（図１）の回転開始を示すスタート信号を入力すると、このスタート信号の入力タイミングに合わせてパルス信号ＳＴＡを出力する回路である。この微分回路２４３Ｂは、比較電圧設定回路２３０のアップダウンカウンタ２３１、積分回路２４２のアップダウンカウンタ２４２Ｂ、およびタイマ回路２４３Ｃにパルス信号ＳＴＡを出力する。
タイマ回路２４３Ｃは、圧電アクチュエータＡの駆動時間を計測する回路である。このタイマ回路２４３Ｃは、微分回路２４３Ｂから出力されるパルス信号ＳＴＡをトリガとして、パルス発生源２４３Ａから出力されるパルス信号ＣＬＫに基づいて、圧電アクチュエータＡの駆動時間を計測する。そして、このタイマ回路２４３Ｃは、計測した時間が所定時間経過すると、比較電圧設定回路２３０のアップダウンカウンタ２３１にアップカウント入力する信号ＴＩＭを出力する。
【００６３】
［５．圧電アクチュエータＡの駆動方法］
図２０は、圧電アクチュエータＡの駆動方法を説明するためのフローチャートである。図２１は、圧電アクチュエータＡの駆動方法を説明する図である。
以下では、駆動制御手段２４０が、位相差検出手段２２０にて検出される位相差と基準位相差間の差が０近傍の値を示すように、駆動信号供給手段２１０から出力される駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を設計上の最適な駆動周波数ｆ０近傍にロックする駆動制御を、２つに分けて説明する。
【００６４】
［５−１．設計上の周波数特性を有している場合の駆動方法］
先ず、位相差における周波数特性が設計上の特性を有している場合、例えば、図２１に示すように、加圧力が３ｇである場合（グラフＡ）には、以下に示す駆動制御が実施される。
駆動制御手段２４０の微分回路２４３Ｂは、スタート信号を入力すると、比較電圧設定回路２３０のアップダウンカウンタ２３１にパルス信号ＳＴＡを出力し、アップダウンカウンタ２３１のカウンタ値がＭＡＸ（７）に設定される（ステップＳ１：基準位相差設定工程）。すなわち、表１に示すように、基準位相差が９０°に設定され、比較電圧設定回路２３０は、位相差９０°に相当する比較電圧信号ＳＲＥＦを駆動制御手段２４０の比較回路２４１に出力する。
【００６５】
また、ステップＳ１と同時に、微分回路２４３Ｂは、積分回路２４２のアップダウンカウンタ２４２Ｂにパルス信号ＳＴＡを出力し、アップダウンカウンタ２３１のカウンタ値が０に設定される（ステップＳ２）。すなわち、表２に示すように、積分回路２４２から出力される周波数制御電圧値は０に設定され、駆動信号供給手段２１０から出力される駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数が設定上の最小駆動周波数ｆｍｉｎ（２００ｋＨｚ）に設定される。
さらに、これらステップＳ１およびＳ２と同時に、微分回路２４３Ｂは、タイマ回路２４３Ｃにパルス信号ＳＴＡを出力し、タイマ回路２４３Ｃが圧電アクチュエータＡの駆動時間を計測する。
【００６６】
ステップＳ２の後、駆動信号供給手段２１０から所定の駆動周波数（ここでは、最小駆動周波数ｆｍｉｎ）の駆動周波数を有する駆動電圧信号ＳＤＲが圧電アクチュエータＡの振動体１０に印加され、振動体１０が振動する（ステップＳ３：駆動信号供給工程）。
この振動体１０の振動により、振動検出電極Ｔ１，Ｔ２から検出信号ＳＤ１およびＳＤ２が出力される。そして、位相差検出手段２２０は、これら検出信号ＳＤ１およびＳＤ２の位相差φを検出し、平均位相差に相当する電圧値Ｖφを有する位相差信号ＳＰＤを駆動制御手段２４０の比較回路２４１に出力する（ステップＳ４：位相差検出工程）。
【００６７】
そして、駆動制御手段２４０は、比較回路２４１において、比較電圧設定回路２３０から出力された比較電圧信号ＳＲＥＦの比較電圧値と、位相差検出手段２２０から出力された位相差信号ＳＰＤの電圧値とを比較する（ステップＳ５：位相差比較工程）。すなわち、比較回路２４１では、位相差検出手段２２０にて検出された位相差φが基準位相差である９０°以下であるか否かを判定している。ここで、図２１に示すように、ｆｍｉｎ（２００ｋＨｚ）の駆動周波数を有する駆動電圧信号ＳＤＲを振動体１０に印加した場合には、検出される位相差φは略０である。すなわち、ステップＳ３において、比較回路２４１は、位相差信号ＳＰＤの電圧値が比較電圧信号ＳＲＥＦの比較電圧値以下である（「Ｙｅｓ」）と判定し、駆動制御手段２４０の積分回路２４２に信号ＳＣＴＨを出力する。
【００６８】
積分回路２４２は、信号ＳＣＴＨを入力すると、ＡＮＤゲート２４２Ａ１を介してアップダウンカウンタ２４２Ｂがカウントアップし、カウンタ値を１上げる（ステップＳ６Ａ：積算情報算出工程）。
そして、ステップＳ６Ａにおいて、アップダウンカウンタ２４２Ｂのカウンタ値が１上がることで、積分回路２４２から出力される周波数制御電圧値が０から所定値に増加し、駆動信号供給手段２１０から出力される駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数がｆｍｉｎ（２００ｋＨｚ）から増加する（ステップＳ７Ａ：周波数調整工程）。
【００６９】
ステップＳ６Ａにおいて、アップダウンカウンタ２４２Ｂがカウントアップすると、駆動制御手段２４０は、アップダウンカウンタ２４２Ｂのカウンタ値がＭＡＸの値（４０９５、表２参照）を超えたか否かを判定する（ステップＳ８：駆動制御判定工程）。すなわち、ここで、駆動制御手段２４０は、駆動制御が失敗したか否かを判定している。そして、ステップＳ８において、「Ｎｏ」と判定した場合には、再度、ステップＳ３に戻る。このように、ステップＳ５における判定が「Ｙｅｓ」であり、ステップＳ８における判定が「Ｎｏ」であれば、アップダウンカウンタ２４２Ｂのカウンタ値が増加し続ける。すなわち、駆動制御手段２４０は、設定上の最小駆動周波数ｆｍｉｎ（２００ｋＨｚ）〜アップダウンカウンタ２４２Ｂのカウンタ値のＭＡＸに相当する設定上の最大駆動周波数ｆｍａｘ（４００ｋＨｚ、表２参照）の範囲内で、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を増加させる。
【００７０】
そして、ステップＳ３からＳ５、Ｓ６Ａ，Ｓ７Ａ，Ｓ８を繰り返し実施して、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数が増加することで、この駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数が設計上の最適な駆動周波数ｆ０（３００ｋＨｚ）を超える。この際、ステップＳ５において、比較回路２４１は、位相差信号ＳＰＤの電圧値が比較電圧信号ＳＲＥＦの比較電圧値よりも大きい（「Ｎｏ」）と判定し、駆動制御手段２４０の積分回路２４２に信号ＳＣＴＬを出力する。
積分回路２４２は、信号ＳＣＴＬを入力すると、ＡＮＤゲート２４２Ａ２を介してアップダウンカウンタ２４２Ｂがカウントダウンし、カウンタ値を１下げる（ステップＳ６Ｂ：積算情報算出工程）。
【００７１】
そして、ステップＳ６Ｂにおいて、アップダウンカウンタ２４２Ｂのカウンタ値が１下がることで、積分回路２４２から出力される周波数制御電圧値が所定の値だけ減少し、駆動信号供給手段２１０から出力される駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数が所定の値だけ減少する（ステップＳ７Ｂ：周波数調整工程）。
ステップＳ７Ｂの後、駆動制御手段２４０は、タイマ回路２４３Ｃにて計測した時間が所定時間経過しているか否かを判定する（ステップＳ９）。ここで、「Ｎｏ」と判定した場合には、再度、ステップＳ３に戻る。このように、位相差における周波数特性が設計上の特性を有している場合、例えば、加圧力が３ｇである場合には、ステップＳ３からステップＳ９が順次繰り返し実施されることで、位相差検出手段２２０にて検出された位相差φが、基準位相差である９０°に略等しくなり、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数が最適な駆動周波数ｆ０（３００ｋＨｚ）近傍にロックする。
なお、位相差比較工程Ｓ５、積算情報算出工程Ｓ６Ａ，Ｓ６Ｂ、周波数調整工程Ｓ７Ａ，Ｓ７Ｂが、本発明に係る駆動制御工程に相当する。
【００７２】
［５−２．設計上の周波数特性が変化している場合の駆動方法］
次に、位相差における周波数特性が設計上の特性から変化している場合、例えば、図２１に示すように、加圧力が通常の３ｇから５ｇとなっている場合（グラフＢ）には、以下に示す駆動制御が実施される。
ここで、図２１に示すように、グラフＢにおける位相差は、ステップＳ１において設定された基準位相差（９０°）よりも低い位置にある。このため、上述したステップＳ３からＳ５、Ｓ６Ａ，Ｓ７Ａ，Ｓ８を繰り返し実施して駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数が設計上の最適な駆動周波数ｆ０（３００ｋＨｚ）を超えても、ステップＳ５において、比較回路２４１は、位相差信号ＳＰＤの電圧値が比較電圧信号ＳＲＥＦの比較電圧値よりも小さい（「Ｙｅｓ」）と判定する。
【００７３】
この結果、ステップＳ６Ａにおいて、アップダウンカウンタ２４２Ｂは、カウントアップを続け、カウンタ値がＭＡＸ（４０９５、表２参照）に到達する。すなわち、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数は、表２に示す設定上の最小駆動周波数ｆｍｉｎ（２００ｋＨｚ）から最大駆動周波数ｆｍａｘ（４００ｋＨｚ）まで増加される。
そして、駆動制御手段２４０は、ステップＳ８において、アップダウンカウンタ２４２Ｂがさらにカウントアップすることで、アップダウンカウンタ２４２Ｂのカウンタ値がＭＡＸの値を超えたと判定する（「Ｙｅｓ」）。すなわち、ここで、駆動制御手段２４０は、駆動制御が失敗したと判定している。
【００７４】
ステップＳ８において、アップダウンカウンタ２４２Ｂのカウンタ値がＭＡＸの値を超えると、アップダウンカウンタ２４２Ｂにキャリーが発生し、アップダウンカウンタ２４２Ｂのカウンタ値が０に切り替えられる（ステップＳ１０）。そして、ステップＳ２と同様に、積分回路２４２から出力される周波数制御電圧値は０に設定され、駆動信号供給手段２１０から出力される駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数が設定上の最小駆動周波数ｆｍｉｎ（２００ｋＨｚ）に設定される。
また、ステップＳ１０と同時に、アップダウンカウンタ２４２Ｂは、比較電圧設定回路２３０のアップダウンカウンタ２３１にダウンカウント入力となる信号を出力し、アップダウンカウンタ２３１は、カウンタ値をＭＡＸの値から１減少させる（ステップＳ１１）。すなわち、アップダウンカウンタ２３１は、表１に示すように、カウンタ値をＭＡＸ（７）から６にカウントダウンし、基準位相差が９０°から１０°減少した８０°に設定される。そして、比較電圧設定回路２３０は、位相差８０°に相当する比較電圧信号ＳＲＥＦを駆動制御手段２４０の比較回路２４１に出力する。
【００７５】
ステップＳ１１の後、駆動制御手段２４０は、前述と略同様に、ステップＳ３からＳ５，Ｓ６Ａ，Ｓ７Ａ，Ｓ８を繰り返し実施する。すなわち、駆動制御手段２４０は、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を設定上の最小駆動周波数ｆｍｉｎから最大駆動周波数ｆｍａｘまでの範囲で増加させ、位相差検出手段２２０にて検出された位相差φが基準位相差である８０°よりも大きくなる位置を見つけることを試みる。しかしながら、図２１に示すように、グラフＢにおける位相差は、ステップＳ１１において設定された基準位相差（８０°）よりも低い位置にある。このため、前述の基準位相差が９０°である場合と同様に、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数は、設定上の最大駆動周波数ｆｍａｘまで増加する。
以上のように、駆動制御手段２４０は、アップダウンカウンタ２３１のカウンタ値を１減少して基準位相差を１０°減らしながら、位相差検出手段２２０にて検出された位相差φが基準位相差よりも大きくなるまで、ステップＳ３〜Ｓ５，Ｓ６Ａ，Ｓ７Ａ，Ｓ８，Ｓ１０、Ｓ１１を順次実施する。本実施形態では、図１９に示すように、ステップＳ９において、アップダウンカウンタ２３１のカウンタ値が４になり、基準位相差を６０°に設定するまで、ステップＳ３〜Ｓ５，Ｓ６Ａ，Ｓ７Ａ，Ｓ８，Ｓ１０、Ｓ１１を順次実施する。
【００７６】
ステップＳ１１において、基準位相差が６０°に設定された後、ステップＳ３からＳ５，Ｓ６Ａ，Ｓ７Ａ，Ｓ８が繰り返し実施されることで、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数が設計上の最適な駆動周波数ｆ０（３００ｋＨｚ）を超える。そして、ステップＳ３において、位相差φが基準位相差６０°よりも大きい（「Ｎｏ」）と判定される。
この後、ステップＳ６Ｂに移行し、ステップＳ６Ｂにおいて、アップダウンカウンタ２４２Ｂがカウンタ値を１下げ、ステップＳ７Ｂにおいて、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数が所定の値だけ減少する。そして、駆動制御手段２４０は、ステップＳ９において、タイマ回路２４３Ｃにて計測した時間が所定時間経過しているか否かを判定し、「Ｎｏ」と判定した場合には、再度、ステップＳ３に戻り、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を調整する。このように、位相差における周波数特性が設計上の特性から変化している場合、例えば、加圧力が３ｇから５ｇになっている場合には、ステップＳ３からステップＳ１１が繰り返し実施されることで、位相差検出手段２２０にて検出された位相差φが、基準位相差である例えば、６０°に略等しくなり、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数が最適な駆動周波数ｆ０（３００ｋＨｚ）近傍にロックする。
【００７７】
ここで、例えば、上述した基準位相差が６０°に設定され、この基準位相差（６０°）に基づいて駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数がロックした後、位相差における周波数特性が設計上の特性に戻った場合には、図２１に示すｆ１近傍で駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数がロックしていることになる。すなわち、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数が、最適な駆動周波数ｆ０（３００ｋＨｚ）とは異なる位置にロックしていることになる。
このため、駆動制御手段２４０は、ステップＳ９において、タイマ回路２４３Ｃにて計測した時間が所定時間経過しているか否かを判定する。そして、「Ｙｅｓ」と判定した場合には、タイマ回路２４３Ｃは、比較電圧設定回路２３０のアップダウンカウンタ２３１にアップカウント入力する信号ＴＩＭを出力する。
そして、アップダウンカウンタ２３１は、信号ＴＩＭを入力することにより、カウンタ値を１増加させる（ステップＳ１２）。すなわち、アップダウンカウンタ２３１は、カウンタ値を４から５にカウントアップし、基準位相差が６０°から１０°増加した７０°に設定される。そして、比較電圧設定回路２３０は、位相差７０°に相当する比較電圧信号ＳＲＥＦを駆動制御手段２４０の比較回路２４１に出力する。
【００７８】
ステップＳ１２の後、駆動制御手段２４０は、前述と略同様に、ステップＳ３からステップＳ１１を繰り返し実施する。この結果、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数は、位相差検出手段２２０にて検出された位相差φが基準位相差である７０°に略等しくなる駆動周波数ｆ２近傍（図２１）にロックする。このように、駆動制御手段２４０は、ステップＳ３からステップＳ１１を順次実施し、ステップＳ９における所定時間毎に、ステップＳ１２において、基準位相差を１０°増加させる。そして、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数は、図２１に示す駆動周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３の順でロックする位置が変更され、最終的に最適な駆動周波数ｆ０（３００ｋＨｚ）近傍にロックする。
【００７９】
上述した駆動装置２００による制御にて、圧電アクチュエータＡが駆動されることにより、ロータ１００が回転し、これに伴って日回し中間車４０（図１）が回転する。そして、日回し中間車４０が回転する過程において、板バネ６４と接触子６５とが接触する。この接触状態を検出することで、日車５０が１歯分（１日分の日付範囲に相当する）だけ回動したことを検出し、駆動装置２００は、圧電アクチュエータＡの駆動を停止する。
【００８０】
［６．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）駆動制御手段２４０は、比較回路２４１が比較電圧設定回路２３０から出力された比較電圧信号ＳＲＥＦの比較電圧値と、位相差検出手段２２０から出力された位相差信号ＳＰＤの電圧値とを比較して比較情報を算出し、積分回路２４２が比較情報を積算して積算情報を算出する。そして、この駆動制御手段２４０は、積算情報に基づいて駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を最小駆動周波数ｆｍｉｎから最大駆動周波数ｆｍａｘまで、順次増加させ、位相差φと基準位相差との差が０近傍の値を示すように、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を最適な駆動周波数ｆ０近傍にロックする駆動制御を実施する。そしてまた、この駆動制御手段２４０は、積算情報に基づいて駆動制御が成功したか否かを判定する。このことにより、例えば、加圧力の変化により、位相差における周波数特性が変化した場合であっても、該変化を適切に認識できる。そして、駆動制御手段２４０は、駆動制御が失敗であると判定した場合に、比較電圧設定回路２３０に基準位相差の設定値を変更させ、この変更された基準位相差に基づく駆動制御を実施する。このことにより、適切な基準位相差に基づいて、駆動信号の駆動周波数の調整を実施できる。すなわち、位相差における周波数特性が変化した場合であっても、最適な駆動周波数ｆ０を有する駆動電圧信号ＳＤＲを圧電アクチュエータＡに印加できる。
【００８１】
（２）また、駆動制御手段２４０は、駆動信号供給手段２１０を制御する過程、すなわち、比較情報を積算してカウンタ値を算出する過程において、駆動制御が成功したか否かを判定するので、別途、例えば周波数カウンタ等の部材を不要とし、駆動装置２００の構成を簡素化できる。
【００８２】
（３）積分回路２４２は、ＡＮＤゲート２４２Ａ１，２４２Ａ２、アップダウンカウンタ２４２Ｂ、Ｄ／Ａコンバータ２４２Ｃを備えている。比較回路２４１は、比較電圧設定回路２３０から出力された比較電圧信号ＳＲＥＦの比較電圧値が位相差検出手段２２０から出力された位相差信号ＳＰＤの電圧値以下であるか否かにより、比較情報であるハイレベルの信号ＳＣＴＨおよびローレベルの信号ＳＣＴＬを出力する。そして、アップダウンカウンタ２４２Ｂは、信号ＳＣＴＨ，ＳＣＴＬに応じてカウントアップまたはカウントダウンし、信号ＳＣＴＨが継続して入力された結果、カウンタ値がＭＡＸの値を超え、キャリーが発生した場合に、比較電圧設定回路２３０に制御信号を出力する。この後、比較電圧設定回路２３０は、制御信号を入力することで、基準位相差の設定値を１０°減少させる。このことにより、駆動制御手段２４０は、位相差における周波数特性の変化を簡単な構成で容易に認識できるとともに、位相差における周波数特性の変化が自動的に判定されるので、変更された基準位相差に基づいて駆動制御を迅速に実施できる。
【００８３】
（４）比較電圧設定回路２３０は、アップダウンカウンタ２３１、およびＤ／Ａコンバータ２３２を備えている。そして、Ｄ／Ａコンバータ２３２には、アップダウンカウンタ２３１のカウンタ値に応じた比較電圧値が設定され、該比較電圧値が基準位相差に相当する。このことにより、駆動制御手段２４０から制御信号を入力することで、アップダウンカウンタ２３１はカウンタ値を切り換えることができ、基準位相差の設定および変更を容易に実施できる。また、回路構成が簡素化し、比較電圧設定回路２３０の制御を容易に実施できる。
【００８４】
（５）駆動制御手段２４０は、タイマ回路２４３Ｃを有し、このタイマ回路２４３Ｃは、圧電アクチュエータＡの駆動時間を計測する。そして、駆動制御手段２４０は、タイマ回路２４３Ｃの計測時間が所定時間経過した場合に、比較電圧設定回路２３０に基準位相差の設定値を１０°増加させ、この変更された基準位相差に基づく駆動制御を実施する。このことにより、駆動制御手段２４０による駆動制御が成功した後に、例えば、加圧力が５ｇから３ｇに戻る変化が生じ、位相差における周波数特性が変化した場合であっても、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を最適な駆動周波数ｆ０近傍にロックできる。
【００８５】
（６）駆動制御手段２４０の微分回路２４３Ｂは、圧電アクチュエータＡの駆動開始を示すスタート信号を入力すると、比較電圧設定回路２３０のアップダウンカウンタ２３１にパルス信号ＳＴＡを出力する。そして、比較電圧設定回路２３０のアップダウンカウンタ２３１は、カウンタ値を０に設定し、基準位相差が初期値である９０°に設定される。このことにより、従前の駆動時に対して、位相差における周波数特性が変化した場合であっても、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を常に最適な駆動周波数ｆ０に調整できる。
【００８６】
（７）時計は、圧電アクチュエータＡと、駆動装置２００とを具備し、駆動装置２００は、常に最適な駆動周波数ｆ０を有する駆動電圧信号ＳＤＲを圧電アクチュエータＡに印加する。このことにより、圧電アクチュエータＡは、所定の縦振動および屈曲振動で励振し、カレンダ表示機構を高効率で駆動させることができる。
【００８７】
［７．実施形態の変形］
尚、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含むものである。
例えば、前記実施形態では、駆動制御手段２４０は、比較回路２４１を有し、該比較回路２４１は、比較電圧設定回路２３０から出力された比較電圧信号ＳＲＥＦの比較電圧値と、位相差検出手段２２０から出力された位相差信号ＳＰＤの電圧値との間で大小を示す２値情報を出力していたが、これに限らない。例えば、比較電圧信号ＳＲＥＦの比較電圧値と位相差信号ＳＰＤの電圧値とを減算して絶対値情報を出力する構成であってもよい。ここで、駆動制御手段２４０は、絶対値情報を積算し、積算情報に基づいて駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を変更させる駆動制御を実施する。このような構成では、駆動制御手段２４０が、駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を、最小駆動周波数ｆｍｉｎから最大駆動周波数ｆｍａｘまで変更させる際に、例えば、比較電圧値に対して検出された位相差の電圧値との間で大幅な差がある場合に、駆動周波数を大きく変更することができ、駆動周波数を最適な駆動周波数ｆ０近傍に迅速にロックできる。
また、この際、駆動制御手段２４０の積分回路２４２としては、絶対値情報を平滑化するループフィルタを採用できる。
【００８８】
前記実施形態では、駆動制御手段２４０は、駆動制御を実施する際に、最小駆動周波数ｆｍｉｎから最大駆動周波数ｆｍａｘにかけて駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を増加させていたが、これに限らない。例えば、最大駆動周波数ｆｍａｘから最小駆動周波数ｆｍｉｎにかけて駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を減少させて駆動制御を実施する構成を採用してもよい。この際、駆動制御手段２４０のアップダウンカウンタ２４２Ｂは、継続してカウントダウンを実施し、カウンタ値が０になった場合に、制御信号を比較電圧設定回路２３０のアップダウンカウンタ２３１に出力する。すなわち、カウンタ値が０になった場合に、駆動制御が失敗であると判定する。そして、比較電圧設定回路２３０のアップダウンカウンタ２３１のカウンタ値が切り換えられ、基準位相差が変更される。
【００８９】
前記実施形態では、駆動制御手段２４０は、アップダウンカウンタ２４２Ｂのカウンタ値がＭＡＸを超え、キャリーが発生した場合に、制御信号を比較電圧設定回路２３０のアップダウンカウンタ２３１に出力する。すなわち、駆動制御手段２４０は、アップダウンカウンタ２４２Ｂにキャリーが発生した場合に、駆動制御が失敗したと判定し、基準位相差の設定値を１０°下げる。このような構成に限らず、アップダウンカウンタ２４２Ｂのカウンタ値が駆動信号供給手段２１０の可変周波数発振回路２１２の回路特性に応じた値になった場合に、駆動制御が失敗したと判定し、基準位相差の設定値を変更させる構成を採用してもよい。例えば、可変周波数発振回路２１２の発振周波数の温度特性として、±５０ｋＨｚの周波数変動幅を有する場合、駆動制御手段２４０は、アップダウンカウンタ２４２Ｂのカウンタ値が最適な駆動周波数ｆ０に対して＋５０ｋＨｚ（３５０ｋＨｚ）に相当する３０７２になったら、駆動制御が失敗したと判定する。そして、アップダウンカウンタ２４２Ｂのカウンタ値を最適な駆動周波数ｆ０に対して−５０ｋＨｚ（２５０ｋＨｚ）に相当する１０２４にセットするとともに、比較電圧設定回路２３０のアップダウンカウンタ２３１に制御信号を出力し、アップダウンカウンタ２３１のカウンタ値を１つ下げ、基準位相差の設定値を１０°下げる。このような構成では、駆動制御手段２４０は、最低限必要とされる範囲内（駆動周波数２５０ｋＨｚ〜３５０ｋＨｚ）で駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数の調整を実施でき、駆動制御を迅速に実施できる。
【００９０】
前記実施形態では、駆動制御手段２４０は、圧電アクチュエータＡの駆動開始時に、比較電圧設定回路２３０に基準位相差の設定値を初期値（９０°）に変更させていたが、これに限らず、以下のような構成を採用してもよい。
例えば、駆動装置２００は、比較電圧設定回路２３０にて設定された基準位相差に関する基準位相差情報を記憶する記憶手段を具備する。そして、駆動制御手段２４０は、圧電アクチュエータＡの駆動を開始する際、記憶手段に記憶された従前の基準位相差情報に基づいて、比較電圧設定回路２３０に基準位相差の設定値を、例えば、従前の基準位相差、あるいは、従前の基準位相差よりも大きい値等に設定させる。このような構成では、従前の駆動時と略同じ状態で駆動制御を実施でき、従前の駆動時に対して位相差における周波数特性が変化していない場合に、迅速に駆動電圧信号ＳＤＲの駆動周波数を最適な駆動周波数ｆ０近傍にロックできる。
【００９１】
前記実施形態では、位相差検出手段２２０は、振動検出電極Ｔ１，Ｔ２から出力される検出信号ＳＤ１，ＳＤ２間の位相差を検出していたが、これに限らない。すなわち、位相差検出手段２２０は、駆動信号供給手段２１０から出力される駆動電圧信号ＳＤＲ、振動検出電極Ｔ１，Ｔ２から出力される検出信号ＳＤ１，ＳＤ２のいずれか２つの信号間の位相差を検出する構成としてもよい。
前記実施形態において、最適な駆動周波数を３００ｋＨｚとして説明したが、この値は、圧電アクチュエータＡの設計により適宜変更される。また、アップダウンカウンタ２４２Ｂのカウンタ値に応じた駆動周波数の調整幅、アップダウンカウンタ２３１のカウンタ値に応じた基準位相差の調整幅（１０°）は、その他の値に設定してもよい。
【００９２】
前記実施形態では、比較電圧設定回路２３０は、アップダウンカウンタ２３１と、Ｄ／Ａコンバータ２３２とを備えて構成されていたが、これに限らない。例えば、比較電圧設定回路２３０を、アップダウンカウンタ２３１と、複数の定電圧発生回路とで構成してもよい。例えば、アップダウンカウンタ２３１が、駆動制御手段２４０からの制御指令に応じてカウントアップまたはカウントダウンし、このカウンタ値に応じて複数の定電圧発生回路のうちのいずれかの定電圧発生回路が、それぞれ所定の電圧値に相当する比較電圧信号ＳＲＥＦを比較回路２４１に出力する。このことにより、カウンタ値、および駆動する定電圧発生回路の数を、基準位相差に対応させておくことで、基準位相差の設定および変更を容易に実施できる。また、定電圧発生回路を有する構成とすることで、基準位相差の変動を抑制できる。
【００９３】
前記実施形態では、圧電アクチュエータＡ、およびこの圧電アクチュエータＡを駆動する駆動装置２００を時計に具備した構成を説明したが、これに限らず、例えば、以下に示す非接触型ＩＣカードに具備した構成、その他の電子機器に具備した構成を採用してもよい。
図２２は、非接触型ＩＣカードの外観を示す斜視図である。図２３は、非接触型ＩＣカードの内部構成を示す図である。
非接触型ＩＣカード４００の表面側には、図２２に示すように、残金表示を実施する残金表示カウンタ４０１が設けられている。残金表示カウンタ４０１は、４桁の残金を表示するものであり、図２３に示すように、上位２桁を表示する表示部４０２と、下位２桁を表示する表示部４０３とを備えている。
【００９４】
図２４は、上位桁表示部４０２の構成を示す側面図である。
上位桁表示部４０２は、ロータ１００Ａを介して圧電アクチュエータＡ１に連結されており、ロータ１００Ａの駆動力によって駆動される。上位桁表示部４０２の主要部は、送り爪４０２Ａを有し、ロータ１００Ａが１／ｎ回転すると１回転する駆動ギア４０２Ａと、駆動ギア４０２Ａの１回転で１目盛分回転する第１上位桁表示車４０２Ｂと、第１上位桁表示車４０２Ｂの１回転で１目盛分回転する第２上位桁表示車４０２Ｃと、第１上位桁表示車４０２Ｂの非回転時に第１上位桁表示車４０２Ｂを固定する固定部材４０２Ｄとを備えている。なお、第２上位桁表示車４０２Ｂについても、第２上位桁表示車４０２Ｃを固定する図示しない固定部材が設けられている。
【００９５】
駆動ギア４０２Ａは、ロータ１００Ａが１／ｎ回転すると１回転する。そして、送り爪４０２Ａは、第１上位桁表示車４０２Ｂの送りギア部４０２Ｂ３に噛合しており、第１上位桁表示車４０２Ｂは１目盛分回転する。
なお、ロータ１００Ａを１／ｎ回転させるのは、動作の一例であり、これに限定するものではない。また、駆動ギア４０２Ａが１回転して、第１上位桁表示車４０２Ｂを１目盛分回転させるのも、動作の一例であり、これに限定するものではない。
【００９６】
さらに、第１上位桁表示車４０２Ｂが回転し、１回転すると、第１上位桁表示車４０２Ｂに設けられている送りピン４０２Ｂが送りギア４０２Ｂ２を回転させ、送りギア４０２Ｂが噛合している第２上位桁表示車４０２Ｃの送りギア４０２Ｃを回転させ、第２上位桁表示車４０２Ｃを１目盛分回転させる。
下位桁表示部４０３は、ロータ１００Ｂを介して圧電アクチュエータＡ２に連結されており、ロータ１００Ｂの駆動力によって駆動される。下位桁表示部４０３の主要部は、送り爪４０３Ａ１を有し、ロータ１００Ｂが１／ｎ回転すると１回転する駆動ギア４０３Ａと、駆動ギア４０３Ａの１回転で１目盛分回転する第１下位桁表示車４０３Ｂと、第１下位桁表示車４０３Ｂの１回転で１目盛分回転する第２下位表示車４０３Ｃとを備えている。
【００９７】
図２５は、下位桁表示部４０３の正面図である。図２６は、下位桁表示部４０３の側面図である。
第１下位桁表示車４０３Ｂは、駆動ギア４０３Ａの送り爪４０３Ａ１に噛合する送りギア部４０３Ｂ１を有しており、駆動ギア４０３Ａの１回転で１目盛分回転する。
そして、第１下位桁表示車４０３Ｂには、送りピン４０３Ｂ２が設けられており、第１下位桁表示車４０３Ｂが１回転する毎に、送りギア４０３Ｂ３を回転させ、第２下位桁表示車４０３Ｃを１目盛分回転させる。
この場合において、第１下位桁表示部４０３Ｂの固定部材４０３Ｄは、非回転時に送りギア部４０３Ｂ１に噛合して第１下位桁表示車４０３Ｂを固定する。また、第２下位桁表示車４０３Ｃの固定部材４０３Ｅは、第２下位桁表示車４０３Ｃの非回転時に送りギア部４０３Ｆに噛合して第２下位桁表示車４０３Ｃを固定する。
この場合において、アクチュエータＡ１およびアクチュエータＡ２は、駆動装置２００により同期して駆動されるように設定されており、駆動装置２００は、図示しないＩＣカードチップにより決済金額に相当する駆動制御信号が入力されることにより駆動されている。
【００９８】
前記実施形態において、図２０に示すフローを実施させる駆動制御手段２４０は、ロジック回路で構成する他、ＣＰＵ（Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、メモリ等を配置してコンピュータとして機能できるように構成してもよい。この場合、このコンピュータに所定のプログラムを組み込んで、駆動制御手段２４０の機能を実現させるように構成する。
例えば、上記メモリに所定の制御プログラムをインターネット等の通信手段や、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリカード等の記録媒体を介してインストールし、このインストールされたプログラムでＣＰＵ等を動作させて、駆動制御手段２４０の機能を実現させる。
なお、時計等の電子機器内に所定のプログラムをインストールするには、電子機器にメモリカードやＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体を読み取る機器を外付けで電子機器に接続してもよい。さらには、ＬＡＮケーブル、電話線等を電子機器に接続して通信によってプログラムを供給しインストールしてもよいし、無線によってプログラムを供給してインストールしてもよい。
また、時計等の電子機器に構成されたメモリの中に予め、制御プログラムを組み込んでおき、ＣＰＵにより駆動制御手段２４０の機能を実現させるように構成してもよい。この場合、上記メモリに制御プログラムを、後からインストールしてもよく、そのインストールの仕方として、インターネットにより、又はＣＤ−ＲＯＭ、メモリカード等の記録媒体によって行ってもよい。
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、種々の要因により位相差の周波数特性が変化した場合であっても、最適な駆動周波数を印加することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における圧電アクチュエータが組み込まれた腕時計のカレンダ表示機構の構成を示す平面図。
【図２】前記実施形態における時計の断面図。
【図３】前記実施形態におけるカレンダ表示機構の詳細な構成を示す断面図。
【図４】前記実施形態における圧電アクチュエータの詳細な構成を示す平面図。
【図５】図４における圧電アクチュエータのＶ−Ｖ線断面図。
【図６】前記実施形態における振動体に設けられた駆動電極と振動検出電極の配置位置の一例を示す図。
【図７】前記実施形態における圧電素子の分極状態の一例を示す図。
【図８】前記実施形態における圧電素子の分極状態の一例を示す図。
【図９】前記実施形態における振動体に発生する屈曲振動を示す図。
【図１０】前記実施形態における振動体の振動による当接部の運動状態を示す図。
【図１１】前記実施形態における振動検出電極対の配置の変形例を示す図。
【図１２】前記実施形態における振動検出電極対の配置の変形例を示す図。
【図１３】前記実施形態における振動体の当接部が描く軌道を示した図。
【図１４】前記実施形態における振動体の縦振動および屈曲振動の位相差における周波数特性の変化の一例を示す図。
【図１５】前記実施形態における圧電アクチュエータの駆動装置の構成を示すブロック図。
【図１６】前記実施形態における位相差−ＤＣ変換回路の構成を示すブロック図。
【図１７】前記実施形態における位相差−ＤＣ変換回路において処理する波形を示す図。
【図１８】前記実施形態における位相差−ＤＣ変換回路において処理する波形を示す図。
【図１９】前記実施形態における比較電圧設定回路および駆動制御手段の構成を示す図。
【図２０】前記実施形態における圧電アクチュエータの駆動方法を説明するためのフローチャート。
【図２１】前記実施形態における圧電アクチュエータの駆動方法を説明する図。
【図２２】前記実施形態の変形例を示す図。
【図２３】前記実施形態の変形例を示す図。
【図２４】前記実施形態の変形例を示す図。
【図２５】前記実施形態の変形例を示す図。
【図２６】前記実施形態の変形例を示す図。
【符号の説明】
１０・・・振動体、３０，３１・・・圧電素子、２１０・・・駆動信号供給手段、２２０・・・位相差検出手段、２３０・・・比較電圧設定回路（基準位相差設定手段）、２３１・・・アップダウンカウンタ、２４０・・・駆動制御手段、２４２Ｂ・・・アップダウンカウンタ、２４３Ｃ・・・タイマ回路、Ａ・・・圧電アクチュエータ、Ｓ１・・・基準位相差設定工程、Ｓ３・・・駆動信号供給工程、Ｓ４・・・位相差検出工程、Ｓ５・・・位相差比較工程、Ｓ６Ａ，Ｓ６Ｂ・・・積算情報算出工程、Ｓ７Ａ，Ｓ７Ｂ・・・周波数調整工程、Ｓ８・・・駆動制御判定工程。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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