JP2003037984A

JP2003037984A - 振動波モータ駆動制御装置、駆動電圧制御方法、プログラム、及び記憶媒体

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Publication number: JP2003037984A
Application number: JP2001224684A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sugiura; 崇杉浦
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-07-25
Filing date: 2001-07-25
Publication date: 2003-02-07

Abstract

(57)【要約】【課題】移動部材と接合する弾性体（振動体）におけ
る摩擦材の偏摩耗を防止して、振動波モータの寿命を延
ばすようにする。【解決手段】パルス発生部１０１から発生される位相
の異なる複数のパルス信号に基づき、昇圧部１０２，１
０３が、位相の異なる複数の交流信号を発生し、振動波
モータ１０６内の圧電素子に印加する。一方、検出部１
０７，１０８が、前記複数の交流信号の各ピーク電圧を
それぞれ検出し、比較部１０９が、該検出された各ピー
ク電圧を比較し、その比較結果に基づき、該各ピーク電
圧の差が等しくなるように、可変電源供給部１０５が昇
圧部１０３へ供給する電源電圧が制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振動波モータ駆動
制御装置、駆動電圧制御方法、プログラム、及び記憶媒
体に関し、特に、電気−機械エネルギ変換素子に交流信
号を印加することで振動体を励振させ駆動力を得るよう
にした振動波モータの駆動制御装置、該振動波モータ駆
動制御装置に適用される駆動電圧制御方法、該駆動電圧
制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラ
ム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体に関する。

【０００２】上記振動波モータは、例えばプリンタ装
置、複写装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置にお
ける感光体ドラムや転写ベルト等を駆動する駆動手段と
して用いられる。

【０００３】

【従来の技術】従来、振動波モータは、金属製の例えば
円環形状に形成された弾性体（振動体）の片面に圧電素
子を接着剤により接着し、該圧電素子に形成された駆動
用の圧電素子群に夫々位相の異なる交流電圧を印加する
ことにより、弾性体上に２つの定在波を励起し、これら
の定在波の合成によって、屈曲振動である進行性振動波
が弾性体上に形成される。一方、弾性体の他面側には、
例えば円環形状の部材がバネ等の加圧手段によって加圧
され、該弾性体に形成された進行性振動波による摩擦駆
動により、該部材あるいは該弾性体が移動されていた。
また、圧電素子を駆動するドライブ回路には、交流波を
生成する駆動信号生成部と、振動波モータに取り付けら
れたエンコーダで検出された振動波モータの回転速度を
基に振動波モータの回転速度をフィードバック制御する
制御部とが設けられていた。

【０００４】この振動波モータは、回転精度が良好であ
るとともに、過渡的負荷変動に強いという性質を持って
おり、色ズレ、ピッチムラ、紙送りショックを少なくで
きることから、現在、複写装置等の画像形成装置の感光
体ドラムや転写ベルトの駆動用に用いられつつある。

【０００５】振動波モータは、特開昭５８−１４６８２
号公報で提案されているように、一般的に可聴域を越え
た周波数を持った交流電圧によって複数の振動を振動体
に励起し、その合成により駆動力を得るようにしたモー
タであり、その駆動に関しては特開昭６３−１３７９号
公報、特開昭６０−１７６４７０号公報、特開昭５９−
２０４４７７号公報等で詳細に述べられているように、
定速度で安定した回転を実現している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の振動波モー
タでは、駆動用の圧電素子群に夫々位相の異なる交流電
圧を印加することにより、弾性体上に２つの定在波を励
起し、これらの定在波の合成によって、屈曲振動である
進行性振動波を形成し、弾性体の他面側に接合する部材
あるいは該弾性体を移動させ、これによって回転を行う
ようにしていたが、この位相の異なる交流電圧のピーク
値が一致していないと、進行性振動波にむらができてし
まう。

【０００７】この進行波のむらにより、上記部材と接合
する弾性体の他面側の摩擦材が偏摩耗し、その結果振動
波モータの寿命を縮めてしまうという問題があった。

【０００８】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、移動部材と接合する弾性体（振動体）
における摩擦材の偏摩耗を防止して、振動波モータの寿
命を延ばすようにした振動波モータ駆動制御装置、駆動
電圧制御方法、プログラム、及び記憶媒体を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明によれば、電気−機械エネルギ
変換素子に交流信号を印加することで振動体を励振させ
駆動力を得るようにした振動波モータの駆動制御装置に
おいて、位相の異なる複数のパルス信号を発生するパル
ス発生手段と、前記パルス発生手段で発生された複数の
パルス信号に基づき、位相の異なる複数の交流信号を発
生し、前記電気−機械エネルギ変換素子に印加する交流
信号発生手段と、前記複数の交流信号の各ピーク電圧を
それぞれ検出する検出手段と、前記検出手段によって検
出された各ピーク電圧が等しくなるように、前記交流信
号発生手段を制御する制御手段とを有することを特徴と
する振動波モータ駆動制御装置が提供される。

【００１０】請求項２記載の発明によれば、電気−機械
エネルギ変換素子に交流信号を印加することで振動体を
励振させ駆動力を得るようにした振動波モータの駆動制
御装置において、位相の異なる４つのパルス信号を発生
するパルス発生手段と、前記パルス発生手段で発生され
た第１及び第２のパルス信号に基づき第１の交流信号を
発生し、前記電気−機械エネルギ変換素子に印加する第
１の交流信号発生手段と、前記パルス発生手段で発生さ
れた第３及び第４のパルス信号に基づき第２の交流信号
を発生し、前記電気−機械エネルギ変換素子に印加する
第２の交流信号発生手段と、前記第１及び第２の交流信
号の各ピーク電圧をそれぞれ検出する検出手段と、前記
検出手段によって検出された各ピーク電圧の差がゼロに
なるように、前記第１及び第２の交流信号発生手段のう
ち少なくとも一方の動作を制御する制御手段とを有する
ことを特徴とする振動波モータ駆動制御装置が提供され
る。

【００１１】また、請求項８記載の発明によれば、位相
の異なる複数のパルス信号を発生するパルス発生手段
と、該パルス発生手段で発生された複数のパルス信号に
基づき、位相の異なる複数の交流信号を発生し、電気−
機械エネルギ変換素子に印加する交流信号発生手段とを
備えた振動波モータ駆動制御装置に適用される駆動電圧
制御方法において、前記複数の交流信号の各ピーク電圧
をそれぞれ検出する検出ステップと、前記検出ステップ
において検出された各ピーク電圧が等しくなるように、
前記交流信号発生手段を制御する制御ステップとを有す
ることを特徴とする駆動電圧制御方法が提供される。

【００１２】請求項９記載の発明によれば、位相の異な
る４つのパルス信号を発生するパルス発生手段と、該パ
ルス発生手段で発生された第１及び第２のパルス信号に
基づき第１の交流信号を発生し、電気−機械エネルギ変
換素子に印加する第１の交流信号発生手段と、前記パル
ス発生手段で発生された第３及び第４のパルス信号に基
づき第２の交流信号を発生し、前記電気−機械エネルギ
変換素子に印加する第２の交流信号発生手段とを備えた
振動波モータ駆動制御装置に適用される駆動電圧制御方
法において、前記第１及び第２の交流信号の各ピーク電
圧をそれぞれ検出する検出ステップと、前記検出ステッ
プにおいて検出された各ピーク電圧の差がゼロになるよ
うに、前記第１及び第２の交流信号発生手段のうち少な
くとも一方の動作を制御する制御ステップとを有するこ
とを特徴とする駆動電圧制御方法が提供される。

【００１３】また、請求項１２記載の発明によれば、位
相の異なる複数のパルス信号を発生するパルス発生手段
と、該パルス発生手段で発生された複数のパルス信号に
基づき、位相の異なる複数の交流信号を発生し、電気−
機械エネルギ変換素子に印加する交流信号発生手段とを
備えた振動波モータ駆動制御装置に適用される駆動電圧
制御方法を、コンピュータに実行させるためのプログラ
ムにおいて、前記駆動電圧制御方法が、前記複数の交流
信号の各ピーク電圧をそれぞれ検出する検出ステップ
と、前記検出ステップにおいて検出された各ピーク電圧
が等しくなるように、前記交流信号発生手段を制御する
制御ステップとを有することを特徴とするプログラムが
提供される。

【００１４】請求項１３記載の発明によれば、位相の異
なる４つのパルス信号を発生するパルス発生手段と、該
パルス発生手段で発生された第１及び第２のパルス信号
に基づき第１の交流信号を発生し、電気−機械エネルギ
変換素子に印加する第１の交流信号発生手段と、前記パ
ルス発生手段で発生された第３及び第４のパルス信号に
基づき第２の交流信号を発生し、前記電気−機械エネル
ギ変換素子に印加する第２の交流信号発生手段とを備え
た振動波モータ駆動制御装置に適用される駆動電圧制御
方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムに
おいて、前記駆動電圧制御方法が、前記第１及び第２の
交流信号の各ピーク電圧をそれぞれ検出する検出ステッ
プと、前記検出ステップにおいて検出された各ピーク電
圧の差がゼロになるように、前記第１及び第２の交流信
号発生手段のうち少なくとも一方の動作を制御する制御
ステップとを有することを特徴とするプログラムが提供
される。

【００１５】さらに、請求項１４記載の発明によれば、
位相の異なる複数のパルス信号を発生するパルス発生手
段と、該パルス発生手段で発生された複数のパルス信号
に基づき、位相の異なる複数の交流信号を発生し、電気
−機械エネルギ変換素子に印加する交流信号発生手段と
を備えた振動波モータ駆動制御装置に適用される駆動電
圧制御方法をプログラムとして記憶した、コンピュータ
により読み出し可能な記憶媒体において、前記駆動電圧
制御方法が、前記複数の交流信号の各ピーク電圧をそれ
ぞれ検出する検出ステップと、前記検出ステップにおい
て検出された各ピーク電圧が等しくなるように、前記交
流信号発生手段を制御する制御ステップとを有すること
を特徴とする記憶媒体が提供される。

【００１６】請求項１５記載の発明によれば、位相の異
なる４つのパルス信号を発生するパルス発生手段と、該
パルス発生手段で発生された第１及び第２のパルス信号
に基づき第１の交流信号を発生し、電気−機械エネルギ
変換素子に印加する第１の交流信号発生手段と、前記パ
ルス発生手段で発生された第３及び第４のパルス信号に
基づき第２の交流信号を発生し、前記電気−機械エネル
ギ変換素子に印加する第２の交流信号発生手段とを備え
た振動波モータ駆動制御装置に適用される駆動電圧制御
方法をプログラムとして記憶した、コンピュータにより
読み出し可能な記憶媒体において、前記駆動電圧制御方
法が、前記第１及び第２の交流信号の各ピーク電圧をそ
れぞれ検出する検出ステップと、前記検出ステップにお
いて検出された各ピーク電圧の差がゼロになるように、
前記第１及び第２の交流信号発生手段のうち少なくとも
一方の動作を制御する制御ステップとを有することを特
徴とする記憶媒体が提供される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。

【００１８】（第１の実施の形態）図５は、振動波モー
タが搭載されたカラー画像形成装置の全体の概略構成を
示す断面図である。

【００１９】まず、カラーリーダ部の構成について説明
する。

【００２０】４０１はＣＣＤ（電荷結合素子）、４１１
はＣＣＤ４０１が実装された基板、４１２はプリンタ処
理部、４００は原稿台硝子（プラテン）、４０２は原稿
給紙装置（なお、この原稿給紙装置４０２の代わりに鏡
面圧板もしくは白色圧板を装着する構成も有る）、４０
３及び４０４は原稿を照明するハロゲンランプまたは蛍
光灯からなる光源、４０５及び４０６は光源４０３，４
０４の光を原稿に集光するための反射傘、４０７〜４０
９はミラー、４１０は原稿からの反射光または投影光を
ＣＣＤ４０１上に集光するレンズ、４１４は光源４０
３，４０４と反射傘４０５，４０６とミラー４０７を収
容するキャリッジ、４１５はミラー４０８，４０９を収
容するキャリッジ、４１３は他のインテリジェント・プ
ロセッシング・ユニット（ＩＰＵ）等とのインターフェ
イス（Ｉ／Ｆ）部である。なお、キャリッジ４１４は速
度Ｖで、キャリッジ４１５は速度Ｖ／２で、ＣＣＤ４０
１の電気的走査（主走査）方向に対して垂直方向に機械
的に移動することによって、原稿の全面を走査（副走
査）する。

【００２１】次に、プリンタ部の構成を説明する。

【００２２】４１７はマゼンタ（Ｍ）画像形成部、４１
８はシアン（Ｃ）画像形成部、４１９はイエロウ（Ｙ）
画像形成部、４２０はブラック（Ｋ）画像形成部であ
り、それぞれの構成は同一なのでＭ画像形成部４１７を
詳細に説明し、他の画像形成部の説明は省略する。

【００２３】Ｍ画像形成部４１７において、４４２は感
光ドラムであり、ＬＥＤ記録ヘッド４５３からの光によ
って、その表面に潜像が形成される。４２１は一次帯電
器であり、感光ドラム４４２の表面を所定の電位に帯電
させ、潜像形成の準備をする。４２２は現像器で感光ド
ラム４４２上の潜像を現像して、トナー画像を形成す
る。なお、現像器４２２には、現像バイアスを印加して
現像するためのスリーブ４６０が含まれている。

【００２４】４２３は転写帯電器であり、転写材搬送ベ
ルト４３３の背面から放電を行い、感光ドラム４４２上
のトナー画像を、転写材搬送ベルト４３３上の記録紙な
どへ転写する。本実施の形態は転写効率がよいため、ク
リーナ部が配置されていないが、クリーナ部を装着する
ようにしてもよい。

【００２５】次に、記録紙等の転写材上へトナー画像を
転写する手順を説明する。

【００２６】カセット４４０，４４１に格納された記録
紙等の転写材はピックアップローラ４３９，４３８によ
り１枚毎、給紙ローラ４３６，４３７で転写材搬送ベル
ト４３３上に供給される。供給された記録紙は、吸着帯
電器４４６で帯電される。４４８ａ〜４４８ｄは転写材
搬送ベルトローラであり、そのうち転写材搬送ベルトロ
ーラ４４８ａは、転写材搬送ベルト４３３を駆動し、か
つ、吸着帯電器４４６と対になって記録紙等を帯電さ
せ、転写材搬送ベルト４３３に記録紙等を吸着させる。
なお、転写材搬送ベルトローラ４４８ｂ〜４４８ｄも転
写材搬送ベルト４３３を駆動するための駆動ローラとし
て動作するようにしてももよい。

【００２７】４４７は紙先端センサであり、転写材搬送
ベルト４３３上の記録紙等の先端を検知する。なお、紙
先端センサ４４７の検出信号はプリンタ部からカラーリ
ーダ部へ送られて、カラーリーダ部からプリンタ部にビ
デオ信号を送る際の副走査同期信号として用いられる。

【００２８】この後、記録紙等は、転写材搬送ベルト４
３３によって搬送され、画像形成部４１７〜４２０にお
いてＭＣＹＫの順にその表面にトナー画像が形成され
る。Ｋ画像形成部４２０を通過した記録紙等の転写材
は、転写材搬送ベルト４３３からの分離を容易にするた
め、除電帯電器４４９で除電された後、転写材搬送ベル
ト４３３から分離される。４５０は剥離帯電器であり、
記録紙等が転写材搬送ベルト４３３から分離する際の剥
離放電による画像乱れを防止するものである。分離され
た記録紙等は、トナーの吸着力を補って画像乱れを防止
するために、定着前帯電器４５１で帯電された後、定着
器４３４でトナー画像が熱定着され、排紙トレー４３５
に排紙される。

【００２９】ここで感光ドラム４４２〜４４５を回転さ
せるために、本実施の形態では振動波モータが用いら
れ、また、転写材搬送ベルトローラ４４８ａを回転させ
るためにも振動波モータが用いられる。振動波モータ
は、前述のように、弾性体（振動体）に固着されている
圧電素子などの電気−機械エネルギー変換素子に交流信
号を印加することにより弾性体の表面に振動波を発生さ
せ、その弾性体に対して移動体（ロータ）を接触させる
ことにより移動体を駆動するモータである。ここで、感
光ドラム４４２〜４４５に振動波モータを接続した場合
を例にとって説明する。

【００３０】図６は、感光ドラムと振動波モータとの接
続状態を示す図である。

【００３１】図６において、５０２が感光ドラムであ
り、５０１が振動波モータである。振動波モータ５０１
にはロータリエンコーダ５００が接続され、ロータリエ
ンコーダ５００は、振動波モータ５０１の出力軸の所定
回転位置においてパルス信号を発生出力する。

【００３２】図１は、上記振動波モータを駆動するため
の本発明に係る振動波モータ駆動制御装置の第１の実施
の形態の構成を示すブロック図である。

【００３３】目標値指令部１２０が振動波モータ駆動制
御装置１００に速度指令を送る。振動波モータ１０６の
指令速度（目標速度）として標準速度ｖ［ｒｐｍ］及び
４ｖ、２ｖ、１／２ｖ、１／４ｖがある。ここでは速度
指令として例えば速度ｖが、目標値指令部１２０から周
波数設定部１１２と速度差検出部１１１とに入力され
る。

【００３４】周波数設定部１１２は、振動波モータ１０
６の駆動開始時に、所定周波数を持った開始信号をパル
ス発生器１０１に送り、パルス発生器１０１は、開始信
号を基に４相のパルス信号Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２を発
生する。

【００３５】図２は、４相のパルス信号Ａ１，Ａ２，Ｂ
１，Ｂ２を示すタイミングチャートである。

【００３６】パルス発生器１０１は、周波数設定部１１
２から送られた開始信号を基に、その周期の４倍の周期
を持つとともに、所定のパルス幅を持つパルス信号Ａ
１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２を発生する。そして、パルス信号
Ａ１とパルス信号Ａ２とに、またパルス信号Ｂ１とパル
ス信号Ｂ２とにそれぞれ１８０°の位相差を設け、さら
に、パルス信号Ａ１とパルス信号Ｂ１とに、またパルス
信号Ａ２とパルス信号Ｂ２とにそれぞれ９０°の位相差
を設ける。

【００３７】パルス発生器１０１から出力された４相の
パルス信号Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２のうちパルス信号Ａ
１，Ａ２は昇圧部１０２に、パルス信号Ｂ１，Ｂ２は昇
圧部１０３に入力される。

【００３８】図３は、昇圧部１０２，１０３の内部構成
を示す回路図である。

【００３９】昇圧部１０２では、パルス発生器１０１か
ら送られたパルス信号Ａ１，Ａ２を基に、振動波モータ
１０６を駆動するためのＡ相の交流波を生成し、昇圧部
１０３では、パルス発生器１０１から送られたパルス信
号Ｂ１，Ｂ２を基に、振動波モータ１０６を駆動するた
めのＢ相の交流波を生成する。Ａ相及びＢ相の交流波は
同一周波数で、９０°の位相差を有する駆動電圧信号で
あり、電圧振幅が３００Ｖ程度である。

【００４０】図３において７００ａ、７００ｂ、７００
ｃ、７００ｄはスイッチング用のＦＥＴである。ＦＥＴ
７００ａとＦＥＴ７００ｂはＡ相駆動信号発生用のＦＥ
Ｔであり、ＦＥＴ７００ｃとＦＥＴ７００ｄはＢ相駆動
信号発生用のＦＥＴである。ＦＥＴ７００ａ〜ｄの各ゲ
ートにはパルス信号Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２がそれぞれ
供給され、各ソースは接地される。

【００４１】７０１ａ、７０１ｂはセンタータップ付き
のトランスである。トランス７０１ａの１次側のセンタ
ータップ電極には電源電圧１が印加され、トランス７０
１ｂの１次側のセンタータップ電極には電源電圧２が印
加されている。電源電圧１は、図１に示す固定電源供給
部１０４から出力されるＤＣ電圧であり、本実施の形態
では２４Ｖである。また、電源電圧２は、図１に示す可
変電源供給部１０５から出力されるＤＣ電圧であり、電
圧値が変更できる構成になっている。トランス７０１
ａ、７０１ｂのセンタータップ電極以外の各２つの電極
にはそれぞれＦＥＴ７００ａ、７００ｂ、７００ｃ、７
００ｄのドレインが接続される。

【００４２】パルス発生器１０１から出力されるパルス
信号Ａ１によってＦＥＴ７００ａが駆動され、パルス信
号Ａ２によってＦＥＴ７００ｂが駆動される。結果とし
て、トランス７０１ａの１次側ではセンタータップ電極
から他の２電極へ交互に電流が流れることになる。トラ
ンス７０１ａの２次側にはトランス７０１ａの昇圧率に
応じた交流信号が発生する。これがＡ相交流波出力とな
る。同様にしてＢ相交流波出力も生成される。

【００４３】図２に示したような４相のパルス信号Ａ
１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２をＦＥＴ７００ａ〜７００ｄのゲ
ート信号としてそれぞれ使用することにより、トランス
７０１ａ、７０１ｂの各２次側には、互いに９０°の位
相差を有するＡ相交流波とＢ相交流波とが出力される。
こうしたＡ相交流波出力とＢ相交流波出力とが図１の振
動波モータ１０６に入力される。

【００４４】図１に戻って、振動波モータ１０６は、こ
うした９０°の位相差を有するＡ相及びＢ相交流波信号
によって、前述したような原理により駆動される。

【００４５】１１１は速度差検出部であり、振動波モー
タ１０６の出力軸に接続されているエンコーダ１１０か
ら出力されるパルス信号を使用して振動波モータ１０６
の回転速度を検出する。そして、検出された回転速度
と、目標値指令部１２０から予め送られている指令速度
との速度差Δｖを検出し、周波数設定部１１２へ出力す
る。

【００４６】速度差Δｖが入力された周波数設定部１１
２は、速度差Δｖに応じて周波数増減操作量を作成す
る。すなわち一般に、振動波モータでは、印加される交
流波信号の周波数が共振周波数よりも高い周波領域にお
いて、周波数が高くなるに従い、回転速度がなだらかに
低下する特性を有するので、こうした周波領域を回転速
度制御に利用する。具体的には、検出回転速度が指令速
度より速ければ交流波信号の周波数を高い方へ、遅けれ
ば周波数を低い方へ変更する周波数増減操作量を作成し
て、検出回転速度が指令速度に近づくようにし、この周
波数増減操作量をパルス発生器１０１へ送る。パルス発
生器１０１は、振動波モータ１０６の駆動開始後におい
て、周波数設定部１１２から送られていた開始信号の所
定周波数を、この周波数増減操作量によって変更し、変
更後の周波数を基に４相のパルス信号Ａ１，Ａ２，Ｂ
１，Ｂ２を作成する。

【００４７】かくして、閉ループ制御が実施され、振動
波モータ１０６の回転速度が指令速度に、制御パラメー
タに従った速度で収束する。

【００４８】なお、本実施の形態では振動波モータ１０
６の回転速度を制御するための操作量として駆動周波数
に加え、４相のパルス信号Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２のパ
ルス幅を使用している。

【００４９】ところで前述のように、Ａ相、Ｂ相の交流
波信号の印加によって振動波モータ１０６の弾性体に２
つの定在波が生じ、これらの定在波が合成されることに
より進行波が生成され、振動波モータ１０６が駆動され
る。２つの定在波は、昇圧部１０２，１０３内のトラン
ス７０１ａ，７０１ｂの昇圧率のずれや、振動波モータ
１０６内の圧電素子の特性のばらつき等により、２つの
定在波のピーク値が異なってしまい、結果として進行波
にムラが生じる。この進行波のムラにより、振動波モー
タ１０６内のロータに偏摩耗を発生させ、結果として振
動波モータ１０６の寿命を短くしてしまうことがある。

【００５０】本実施の形態では、振動波モータ１０６の
寿命を低下させないために以下の制御を加える。

【００５１】図１において、昇圧部１０２、昇圧部１０
３からそれぞれ出力されるＡ相、Ｂ相の交流波信号は、
振動波モータ１０６に入力されると共に、ピーク値を検
出する検出部１０７と検出部１０８とにそれぞれ入力さ
れる。これらの交流波信号の振幅は約３００Ｖ程度なの
で、検出部１０７と検出部１０８では、抵抗分圧によ
り、またはトランスによる電圧変換によりピーク値を検
出する。検出部１０７、検出部１０８でそれぞれ検出さ
れたＡ相、Ｂ相の交流波信号の各ピーク値は、比較部１
０９で比較される。比較部１０９での比較の結果、昇圧
部１０２から出力されたＡ相の交流波信号のピーク値よ
り昇圧部１０３から出力されたＢ相の交流波信号のピー
ク値が大きい場合、可変電源供給部１０５を制御して昇
圧部１０３に供給される電源電圧２を低下させる。反対
に、昇圧部１０３から出力されたＢ相の交流波信号のピ
ーク値より昇圧部１０２から出力されたＡ相の交流波信
号のピーク値が大きい場合、可変電源供給部１０５を制
御して昇圧部１０３に供給される電源電圧２を上昇させ
る。この閉ループにより、Ａ相の交流波信号のピーク値
とＢ相の交流波信号のピーク値とが等しくなるように制
御され、この結果、振動波モータ１０６の寿命の低下を
防ぐことができる。

【００５２】可変電源供給部１０５は、例えばスイッチ
ングレギュレータと該スイッチングレギュレータの出力
部に設けられた可変抵抗器との組み合わせで簡単に構成
することが可能である。

【００５３】こうした構成の振動波モータ駆動制御装置
の動作を、図４を参照して以下に説明する。

【００５４】図４は、第１の実施の形態における振動波
モータ駆動制御装置の動作手順を示すフローチャートで
ある。

【００５５】ステップＳ２０１にて本動作を開始する
と、ステップＳ２０２以降の振動波モータ１０６の回転
速度制御動作と、ステップＳ２０８以降のＡ相、Ｂ相交
流波信号の各ピーク値制御動作とが並行して行われる。

【００５６】ステップＳ２０２では、目標値指令部１２
０より速度指令を送られた周波数設定部１１２が、指令
速度（目標速度）に応じた周波数を持った信号をパルス
発生器１０１に送る。

【００５７】ステップＳ２０３では、パルス発生器１０
１が受信信号を基に４相のパルス信号Ａ１，Ａ２，Ｂ
１，Ｂ２を発生し、パルス信号Ａ１，Ａ２を昇圧部１０
２に、パルス信号Ｂ１，Ｂ２を昇圧部１０３に送る。昇
圧部１０２はＡ相の交流波信号を生成し、昇圧部１０３
はＢ相の交流波信号を生成し、これによって振動波モー
タ１０６が駆動される。

【００５８】ステップ２０４では、速度差検出部１１１
が、振動波モータ１０６に取り付けられたエンコーダ１
１０からのパルス信号を使用して、振動波モータ１０６
の回転速度を検出し、検出された回転速度と、目標値指
令部１２０から予め送られている指令速度との速度差Δ
ｖを検出し、周波数設定部１１２へ出力する。

【００５９】ステップＳ２０５では、検出された速度差
Δｖがプラス、つまり振動波モータ１０６の回転速度が
目標値指令部１２０によって指令された速度よりも速い
場合は、ステップＳ２０６に進み、周波数設定部１１２
が、パルス発生器１０１に送る信号の周波数を高く設定
することで振動波モータ１０６の回転速度を低下させ
る。反対に、検出された速度差Δｖがマイナス、つまり
振動波モータ１０６の回転速度が目標値指令部１２０に
よって指令された速度よりも遅い場合は、ステップＳ２
０７に進み、周波数設定部１１２が、パルス発生器１０
１に送る信号の周波数を低く設定することで振動波モー
タ１０６の回転速度を上昇させる。

【００６０】ステップＳ２０６，Ｓ２０７の実行後、ス
テップＳ２０３に戻る。

【００６１】一方、ステップＳ２０８では、検出部１０
７，１０８が、昇圧部１０２，１０３からそれぞれ出力
されるＡ相、Ｂ相交流波信号の各ピーク値をそれぞれ検
出する。

【００６２】ステップＳ２０９では、検出されたピーク
値どうしを比較する。

【００６３】ステップＳ２１０では、比較の結果、ピー
ク値の差がプラスの場合、つまりＡ相交流波信号のピー
ク値よりＢ相交流波信号のピーク値が大きい場合、ステ
ップＳ２１１に進み、可変電源供給部１０５から出力さ
れる電源電圧２を低く設定する。反対にピーク値の差が
マイナスの場合、つまりＢ相交流波信号のピーク値より
Ａ相交流波信号のピーク値が大きい場合、ステップＳ２
１２に進んで、可変電源供給部１０５から出力される電
源電圧２を高く設定する。

【００６４】ステップＳ２１１，Ｓ２１２の実行後、ス
テップＳ２０８に戻る。

【００６５】以上のようにして、第１の実施の形態で
は、Ａ相の交流波信号のピーク値とＢ相の交流波信号の
ピーク値とが等しくなるように制御され、この結果、振
動波モータ１０６の寿命の低下を防ぐことができる。

【００６６】（第２の実施の形態）図７は、本発明に係
る振動波モータ駆動制御装置の第２の実施の形態の構成
を示すブロック図である。なお、第２の実施の形態の構
成は、基本的に第１の実施の形態の構成と同じであるの
で、同一構成部分には同一の参照番号を付してその説明
を省略する。

【００６７】第２の実施の形態における振動波モータ駆
動制御装置３００では、振動波モータ３０２の内部にお
いてＡ相の交流波信号のピーク値とＢ相の交流波信号の
ピーク値とが検出されるようになっている。

【００６８】すなわち、振動波モータでは一般に、圧電
素子に交流電圧を印加して圧電素子を歪ませ、これによ
って弾性体に振動を発生させ、ロータを回転させてい
る。ところで、こうした圧電素子は一般に、機械的な歪
みが加えられると、歪み量に応じた電圧を発生する性質
がある。したがって、振動波モータ３０２内の圧電素子
にＡ相、Ｂ相の交流波信号が印加されて、印加電圧に応
じた歪みが圧電素子に発生すると、該圧電素子から、Ａ
相、Ｂ相の交流波信号の各ピーク値に比例した微弱電圧
をそれぞれ検出することができる。これらの微弱電圧を
比較部１０９に送るようにすれば、第１の実施の形態と
同様に、Ａ相交流波信号のピーク値とＢ相交流波信号の
ピーク値とを等しくすることができ、この結果、振動波
モータ３０２の寿命の低下を防ぐことができる。

【００６９】（他の実施の形態）上記第１及び第２の実
施の形態においては、振動波モータ駆動制御装置１０
０，３００がハードウェアで構成されているが、これに
代わって、振動波モータ駆動制御装置を、プロセッサを
備えた制御装置で構成し、該制御装置によって、第１ま
たは第２の実施の形態における機能を実現するようにし
てもよい。

【００７０】また、振動波モータ駆動制御装置の機能を
ソフトウェアによって実現する場合には、前述した各実
施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコ
ードを記憶した記憶媒体を、システムあるいは装置に供
給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（また
はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラム
コードを読み出して実行することによっても、本発明が
達成されることは言うまでもない。

【００７１】この場合、記憶媒体から読み出されたプロ
グラムコード自体が、前述の各実施の形態の機能を実現
することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶
媒体が本発明を構成することになる。

【００７２】プログラムコードを供給するための記憶媒
体として、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、
ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−
ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカー
ド、ＲＯＭなどを用いることができる。

【００７３】また、コンピュータが読み出したプログラ
ムコードを実行することにより、前述した各実施の形態
の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコード
の指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳな
どが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によ
って前述した各実施の形態の機能が実現される場合も、
本発明に含まれることは言うまでもない。

【００７４】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指
示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに
備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行
い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実
現される場合も、本発明に含まれることは言うまでもな
い。

【００７５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、位
相の異なる複数のパルス信号に基づき、位相の異なる複
数の交流信号を発生し、電気−機械エネルギ変換素子に
印加する交流信号発生手段を備え、一方、前記複数の交
流信号の各ピーク電圧をそれぞれ検出し、該検出された
各ピーク電圧が等しくなるように、前記交流信号発生手
段を制御する。

【００７６】これにより、振動波モータ内のロータにお
ける摩擦材の偏摩耗を防止して、振動波モータの寿命を
延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】振動波モータを駆動するための本発明に係る振
動波モータ駆動制御装置の第１の実施の形態の構成を示
すブロック図である。

【図２】４相のパルス信号Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２を示
すタイミングチャートである。

【図３】昇圧部の内部構成を示す回路図である。

【図４】第１の実施の形態における振動波モータ駆動制
御装置の動作手順を示すフローチャートである。

【図５】振動波モータが搭載されたカラー画像形成装置
の全体の概略構成を示す断面図である。

【図６】感光ドラムと振動波モータとの接続状態を示す
図である。

【図７】本発明に係る振動波モータ駆動制御装置の第２
の実施の形態の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１００振動波モータ駆動制御装置１０１パルス発生器（パルス発生手段）１０２昇圧部（交流信号発生手段、第１の交流信号発
生手段）１０３昇圧部（交流信号発生手段、第２の交流信号発
生手段）１０４固定電源供給部１０５可変電源供給部（制御手段、可変手段）１０６振動波モータ１０７検出部（検出手段）１０８検出部（検出手段）１０９比較部（制御手段）１１０エンコーダ１１１速度差検出部１１２周波数設定部１２０目標値指令部７００ａＦＥＴ（第１のスイッチング素子）７００ｂＦＥＴ（第２のスイッチング素子）７００ｃＦＥＴ（第３のスイッチング素子）７００ｄＦＥＴ（第４のスイッチング素子）７０１ａトランス（第１のトランス）７０１ｂトランス（第２のトランス）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気−機械エネルギ変換素子に交流信号
を印加することで振動体を励振させ駆動力を得るように
した振動波モータの駆動制御装置において、位相の異なる複数のパルス信号を発生するパルス発生手
段と、前記パルス発生手段で発生された複数のパルス信号に基
づき、位相の異なる複数の交流信号を発生し、前記電気
−機械エネルギ変換素子に印加する交流信号発生手段
と、前記複数の交流信号の各ピーク電圧をそれぞれ検出する
検出手段と、前記検出手段によって検出された各ピーク電圧が等しく
なるように、前記交流信号発生手段を制御する制御手段
とを有することを特徴とする振動波モータ駆動制御装
置。
【請求項２】電気−機械エネルギ変換素子に交流信号
を印加することで振動体を励振させ駆動力を得るように
した振動波モータの駆動制御装置において、位相の異なる４つのパルス信号を発生するパルス発生手
段と、前記パルス発生手段で発生された第１及び第２のパルス
信号に基づき第１の交流信号を発生し、前記電気−機械
エネルギ変換素子に印加する第１の交流信号発生手段
と、前記パルス発生手段で発生された第３及び第４のパルス
信号に基づき第２の交流信号を発生し、前記電気−機械
エネルギ変換素子に印加する第２の交流信号発生手段
と、前記第１及び第２の交流信号の各ピーク電圧をそれぞれ
検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された各ピーク電圧の差がゼ
ロになるように、前記第１及び第２の交流信号発生手段
のうち少なくとも一方の動作を制御する制御手段とを有
することを特徴とする振動波モータ駆動制御装置。
【請求項３】前記第１のパルス信号と前記第２のパル
ス信号とが１８０度の位相差を持ち、前記第３のパルス
信号と前記第４のパルス信号とが１８０度の位相差を持
ち、また前記第１のパルス信号と前記第３のパルス信号
とが９０度の位相差を持つことを特徴とする請求項２記
載の振動波モータ駆動制御装置。
【請求項４】前記第１の交流信号発生手段は、各制御端子に、前記第１のパルス信号と前記第２のパル
ス信号とがそれぞれ入力され、被制御端子の各一方端が
接地され、前記第１及び第２のパルス信号によってそれ
ぞれスイッチングを行う第１及び第２のスイッチング素
子と、１次側の両端子に、前記第１及び第２のスイッチング素
子における被制御端子の各他方端がそれぞれ接続される
とともに、該１次側のセンタタップ端子に第１の所定電
圧が供給され、２次側から前記第１の交流信号を出力す
る第１のトランスとを含むことを特徴とする請求項２ま
たは請求項３記載の振動波モータ駆動制御装置。
【請求項５】前記第２の交流信号発生手段は、各制御端子に、前記第３のパルス信号と前記第４のパル
ス信号とがそれぞれ入力され、被制御端子の各一方端が
接地され、前記第３及び第４のパルス信号によってそれ
ぞれスイッチングを行う第３及び第４のスイッチング素
子と、１次側の両端子に、前記第３及び第４のスイッチング素
子における被制御端子の各他方端がそれぞれ接続される
とともに、該１次側のセンタタップ端子に第２の所定電
圧が供給され、２次側から前記第２の交流信号を出力す
る第２のトランスとを含むことを特徴とする請求項２乃
至請求項４のいずれかに記載の振動波モータ駆動制御装
置。
【請求項６】前記制御手段は、前記第２の所定電圧を、前記検出手段によって検出され
た各ピーク電圧の差に基づき変化させる可変手段を含む
ことを特徴とする請求項５記載の振動波モータ駆動制御
装置。
【請求項７】前記検出手段は、前記第１及び第２の交
流信号が前記電気−機械エネルギ変換素子に対して印加
されることで該電気−機械エネルギ変換素子にそれぞれ
生じた歪みに伴ない該電気−機械エネルギ変換素子に発
生した各電圧を検出し、該各電圧を基に前記第１及び第
２の交流信号の各ピーク電圧をそれぞれ検出することを
特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれかに記載の振
動波モータ駆動制御装置。
【請求項８】位相の異なる複数のパルス信号を発生す
るパルス発生手段と、該パルス発生手段で発生された複
数のパルス信号に基づき、位相の異なる複数の交流信号
を発生し、電気−機械エネルギ変換素子に印加する交流
信号発生手段とを備えた振動波モータ駆動制御装置に適
用される駆動電圧制御方法において、前記複数の交流信号の各ピーク電圧をそれぞれ検出する
検出ステップと、前記検出ステップにおいて検出された各ピーク電圧が等
しくなるように、前記交流信号発生手段を制御する制御
ステップとを有することを特徴とする駆動電圧制御方
法。
【請求項９】位相の異なる４つのパルス信号を発生す
るパルス発生手段と、該パルス発生手段で発生された第
１及び第２のパルス信号に基づき第１の交流信号を発生
し、電気−機械エネルギ変換素子に印加する第１の交流
信号発生手段と、前記パルス発生手段で発生された第３
及び第４のパルス信号に基づき第２の交流信号を発生
し、前記電気−機械エネルギ変換素子に印加する第２の
交流信号発生手段とを備えた振動波モータ駆動制御装置
に適用される駆動電圧制御方法において、前記第１及び第２の交流信号の各ピーク電圧をそれぞれ
検出する検出ステップと、前記検出ステップにおいて検出された各ピーク電圧の差
がゼロになるように、前記第１及び第２の交流信号発生
手段のうち少なくとも一方の動作を制御する制御ステッ
プとを有することを特徴とする駆動電圧制御方法。
【請求項１０】前記第１のパルス信号と前記第２のパ
ルス信号とが１８０度の位相差を持ち、前記第３のパル
ス信号と前記第４のパルス信号とが１８０度の位相差を
持ち、また前記第１のパルス信号と前記第３のパルス信
号とが９０度の位相差を持つことを特徴とする請求項９
記載の駆動電圧制御方法。
【請求項１１】前記検出ステップは、前記第１及び第
２の交流信号が前記電気−機械エネルギ変換素子に対し
て印加されることで該電気−機械エネルギ変換素子にそ
れぞれ生じた歪みに伴ない該電気−機械エネルギ変換素
子に発生した各電圧を検出し、該各電圧を基に前記第１
及び第２の交流信号の各ピーク電圧をそれぞれ検出する
ことを特徴とする請求項９記載の駆動電圧制御方法。
【請求項１２】位相の異なる複数のパルス信号を発生
するパルス発生手段と、該パルス発生手段で発生された
複数のパルス信号に基づき、位相の異なる複数の交流信
号を発生し、電気−機械エネルギ変換素子に印加する交
流信号発生手段とを備えた振動波モータ駆動制御装置に
適用される駆動電圧制御方法を、コンピュータに実行さ
せるためのプログラムにおいて、前記駆動電圧制御方法が、前記複数の交流信号の各ピーク電圧をそれぞれ検出する
検出ステップと、前記検出ステップにおいて検出された各ピーク電圧が等
しくなるように、前記交流信号発生手段を制御する制御
ステップとを有することを特徴とするプログラム。
【請求項１３】位相の異なる４つのパルス信号を発生
するパルス発生手段と、該パルス発生手段で発生された
第１及び第２のパルス信号に基づき第１の交流信号を発
生し、電気−機械エネルギ変換素子に印加する第１の交
流信号発生手段と、前記パルス発生手段で発生された第
３及び第４のパルス信号に基づき第２の交流信号を発生
し、前記電気−機械エネルギ変換素子に印加する第２の
交流信号発生手段とを備えた振動波モータ駆動制御装置
に適用される駆動電圧制御方法を、コンピュータに実行
させるためのプログラムにおいて、前記駆動電圧制御方法が、前記第１及び第２の交流信号の各ピーク電圧をそれぞれ
検出する検出ステップと、前記検出ステップにおいて検出された各ピーク電圧の差
がゼロになるように、前記第１及び第２の交流信号発生
手段のうち少なくとも一方の動作を制御する制御ステッ
プとを有することを特徴とするプログラム。
【請求項１４】位相の異なる複数のパルス信号を発生
するパルス発生手段と、該パルス発生手段で発生された
複数のパルス信号に基づき、位相の異なる複数の交流信
号を発生し、電気−機械エネルギ変換素子に印加する交
流信号発生手段とを備えた振動波モータ駆動制御装置に
適用される駆動電圧制御方法をプログラムとして記憶し
た、コンピュータにより読み出し可能な記憶媒体におい
て、前記駆動電圧制御方法が、前記複数の交流信号の各ピーク電圧をそれぞれ検出する
検出ステップと、前記検出ステップにおいて検出された各ピーク電圧が等
しくなるように、前記交流信号発生手段を制御する制御
ステップとを有することを特徴とする記憶媒体。
【請求項１５】位相の異なる４つのパルス信号を発生
するパルス発生手段と、該パルス発生手段で発生された
第１及び第２のパルス信号に基づき第１の交流信号を発
生し、電気−機械エネルギ変換素子に印加する第１の交
流信号発生手段と、前記パルス発生手段で発生された第
３及び第４のパルス信号に基づき第２の交流信号を発生
し、前記電気−機械エネルギ変換素子に印加する第２の
交流信号発生手段とを備えた振動波モータ駆動制御装置
に適用される駆動電圧制御方法をプログラムとして記憶
した、コンピュータにより読み出し可能な記憶媒体にお
いて、前記駆動電圧制御方法が、前記第１及び第２の交流信号の各ピーク電圧をそれぞれ
検出する検出ステップと、前記検出ステップにおいて検出された各ピーク電圧の差
がゼロになるように、前記第１及び第２の交流信号発生
手段のうち少なくとも一方の動作を制御する制御ステッ
プとを有することを特徴とする記憶媒体。