JP2009525860A - 高周波振動源用の制御装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、高周波振動源の制御装置（１）を提供し、この制御装置は、可変デューティサイクルを有する駆動信号（５３）を発生させる信号発生手段（３）を有する。駆動信号（５３）は、高周波振動源（２）を駆動するために用いられる。制御装置は、高周波振動源（２）の温度を検出する温度検出手段（７）を更に有している。さらに、制御装置（１）は、高周波振動源（２）の温度に応答して駆動信号（５３）のデューティサイクルを変化させるように構成され且つ配置されている。駆動信号（５３）のデューティサイクルを変化させることによって、圧電結晶（２）に供給される平均電力を変化させることができる一方で、振動の一定振幅を依然として維持することができる。これにより、高周波振動器、例えば圧電結晶の温度を制御することができる。

Description

本発明は、高周波振動源(a high-frequency agitation source)のための制御装置に関する。特に、本発明は、圧電結晶のための制御装置に関する。

当該技術分野においては、高周波振動源、例えば圧電結晶が周知であり、これらは多くの目的で用いられている。圧電モータ、圧電変圧器及び圧電線形駆動装置が良く見かけられる。圧電結晶に関する重要な用途は、噴霧化においてである。熱を加えないで物質の細かいミストが必要な場合が多く存在する。この一例は、医療用ネブライザであり、この医療用ネブライザでは、薬剤配合物が、患者によって吸入されるために圧電結晶によって噴霧化される。噴霧器の別の用途は、水分散、例えば園芸水用機構の分野である。

圧電結晶に関する問題は、動作中、圧電結晶が多量の熱エネルギーを発生させる場合があるということである。絶え間ない動作下にある圧電結晶は、熱エネルギーを低下させる適当な手段（例えば、ヒートシンク）が設けられていなければ、非常に高温になる場合がある。圧電結晶は、高温では損傷しやすいので圧電結晶の温度が過剰にならないようにすることが望ましい。

圧電結晶は、噴霧器の一部を形成している場合、液体を細かいミストの状態に分散させることを目的として液体のヘッドに作用する。圧電結晶の動作中、液体のヘッドは、振動エネルギーを吸収し、圧電結晶の熱エネルギーのうちの幾分かを低下させる。これは、圧電結晶を冷却させる効果を有する。しかしながら、液体の全てが噴霧化されたときに圧電結晶が動作し続けた場合、圧電結晶の温度は、速やかに高くなる。これは、熱による損傷をもたらす場合がある。さらに、圧電結晶の不必要な使用（これは、エネルギーを浪費する場合がある）を回避することが望ましい。

この問題に取り組んだ先行技術の方法が、米国特許第４，００１，６５０号明細書及び同第５，８０３，３６２号明細書に記載されている。米国特許第４，００１，６５０号明細書は、噴霧器内の液体の表面移動を検出する検出器の利用を開示している。表面移動が検出されない場合、液体は、完全に蒸発しているものと見なされ、噴霧化プロセスが停止される。しかしながら、米国特許第４，００１，６５０号明細書の構成では、複雑な検出器が必要である。

米国特許第５，８０３，３６２号明細書は、圧電結晶の温度に応じて振動回路に供給される電力を変化させることができる温度制御装置を開示している。このプロセスは、圧電結晶の温度が最大温度を超えるのを阻止することができる。しかしながら、圧電結晶に供給される電力（及びかくして圧電結晶の振動の振幅）を変化させることは、圧電結晶を制御する非効率的な方法である場合がある。

本発明の目的は、圧電結晶の状態を検出し、それに応じて圧電結晶を制御することができる高周波振動源（例えば、圧電結晶）のための制御装置を提供することにある。本発明の別の目的は、圧電結晶の温度及び電力要求の変化を吟味し、この情報から圧電結晶の状態を推定し、それに応じてアクションを起こすことによって圧電結晶が高温に達するのを阻止することにある。

本発明は、高周波振動源用の制御装置であって、制御装置は、可変デューティサイクルを有する駆動信号を発生させる信号発生手段を有し、駆動信号は、高周波振動源を駆動するために用いられ、制御装置は、高周波振動源の温度を検出する温度検出手段を更に有し、制御装置は、高周波振動源の温度に応答して駆動信号のデューティサイクルを変化させるように構成され且つ配置されている。駆動信号のデューティサイクルを変化させることによって、圧電結晶に供給される平均電力を変化させることができる。しかしながら、振動の振幅を変化させることにより平均電力を変化させる従来構成とは異なり、デューティサイクルを変化させることにより振動の振幅を比較的一定に保つことができる。これにより、圧電結晶を噴霧化にとって最も効率的な点で駆動し、必要のない場合又は圧電結晶の温度が高すぎる場合にはこれをオフに切り替えることができる。これとは対照的に、温度を減少させるために振幅を減少させると、その結果、圧電結晶の動作が非効率的になる。というのは、圧電結晶は、噴霧化を行わないで電力を消費する場合があるからである。これは、振動の振幅が小さい場合、圧電結晶の振動は、噴霧化を生じさせるには不十分である場合があるが、動作を行うためには依然として電力を必要とするからである。

好ましくは、制御装置は、第１の所定の要件に応答して駆動信号を制御し、第１の所定の要件が満たされた時期を決定するよう更に構成され且つ配置されている。圧電結晶の動作は、損傷を阻止するフェールセーフ手段を提供するために、追加の基準、例えばデューティサイクル、温度又は時間に依存する場合がある。

第１の所定要件は、デューティサイクルが所定値以下に減少することである。噴霧化プロセス中、圧電結晶の温度が固有のプロフィールに従うということが、実験による分析によって示された。当初、噴霧化プロセスを有するシステムでは、温度は、エネルギーを与えて圧電結晶を振動させると増大することが分かる。システムがいったん熱平衡状態に達すると、圧電結晶により与えられるエネルギーの大部分は、液体を噴霧化するために用いられる。したがって、この時点では温度の変化は僅かであり又は無視できるほどである。最後に、液体が完全に噴霧化されると、圧電結晶の温度は、再び増大することが分かる。この挙動が観察された場合、制御装置は、温度が所定温度を超えるのを阻止するために駆動信号のデューティサイクルを減少させる。したがって、噴霧化中のデューティサイクルの値から、噴霧器内の液体の量を直接測定しないでも、噴霧化プロセスの終わりが生じたことを推定できる。この技術は、ユーザによる制御を行わない自動化システムにおいて圧電結晶の過度の加熱及び使用を阻止するのに特に有用である。かかるシステムは、ユーザの介入無しに、数日間、数ヶ月間又はそれどころか数年間にわたり作動することが必要とされる場合がある。

圧電結晶が正確且つ予測可能に動作している場合、制御装置は、液体が存在しているかどうかを推定することができる。制御装置は、温度及び駆動信号を監視することにより噴霧化プロセスが完了した時を決定することができる。したがって、噴霧化が完了して、依然として比較的低い温度状態にあるとき、圧電結晶をオフに切り替えることができる。上述の構成は、使用全体を通じて不必要な熱による損傷及び摩耗を阻止することができる。

本発明は、噴霧化プロセスを迅速且つ効率的に完了させることができる自蔵式制御システムを提供する。制御システムは又、圧電結晶の不必要な使用及びこれに対する熱による摩耗を最小限に抑えることができる。本発明は、ハンドドライヤに用いられる噴霧器を駆動するのに特に適している。

次に、添付の図面を参照して本発明の実施形態につき説明する。

図１は、本発明の制御装置１及び圧電結晶２を示している。制御装置１は、信号発生器３を有している。信号発生器３は、指定された周波数、例えば１．６６ｋＨｚで同期信号Ｓ１を発生させる。この周波数は、圧電結晶２を最適周波数で駆動するために可変であるのが良い。最適周波数は、圧電結晶２の動作特性の測定値及び制御装置１へのこの情報の伝送によって決定される。周波数選択の技術は、本発明にとって重要ではないので、これにつきこれ以上説明しない。

フェイズロックループ（ＰＬＬ）４が、信号発生器３に接続されている。ＰＬＬは、同期信号Ｓ１に指定された量を乗算してより高い周波数、例えば１．６９９ＭＨｚの信号Ｓ２を出力する。ＰＬＬ４からの出力Ｓ２は、圧電駆動装置５に接続されている。圧電駆動装置５は、切り換え手段、例えばパワー金属酸化膜形電界効果トランジスタ（Power Metal Oxide Field Effect Transistor：パワーＭＯＳＦＥＴ）を有する。圧電駆動装置５は、信号Ｓ２を駆動信号Ｓ３に変換する。駆動信号Ｓ３は、圧電結晶２を駆動する適当な電圧の正弦波形である。圧電駆動装置５の構成要素及び機能は、本発明にとって重要ではないので、これらについてはそれ以上説明しない。

変調器６が、圧電駆動装置５に接続されており、この変調器は、必要に応じて変調信号Ｓ４を送って圧電駆動装置５を制御する。変調器６は、可変デューティサイクルを備えたパルス列をもたらすために使用できる。

圧電結晶２は、セラミック材料（これは、電界に応答する）及び電気接点を有する。圧電結晶は、当該技術分野において周知であり、任意適当な圧電結晶を用いることができる。負の温度係数（ＮＴＣ）のサーミスタ７が、サーマルリンク７ａにより圧電結晶２に接続されている。サーマルリンク７ａは、ＮＴＣサーミスタ７と圧電結晶２の両方と共形（コンフォーマル）接触状態にある熱伝導性且つ展性の材料である。ＮＴＣサーミスタは、温度に依存する抵抗を有する。サーミスタ調整ブロック８が、ＮＴＣサーミスタ７からの信号Ｓ５を制御装置１に適した温度信号Ｓ６に変換する。制御装置１の一部を形成するアナログ入力９が、サーミスタ調整ブロック８からの温度信号Ｓ６を受け取る。制御装置１は、温度信号Ｓ６を用いて圧電結晶２の状態を決定すると共に駆動信号Ｓ３を制御する。

作動にあたり、信号発生器３は、特定周波数の同期信号Ｓ１を発生させる。次に、同期信号Ｓ１をＰＬＬ４に供給する。ＰＬＬ４は、同期信号を１，０２４倍して信号Ｓ２を生成する。圧電駆動装置５は、信号Ｓ２を駆動信号Ｓ３に変換する。駆動信号Ｓ３は、信号Ｓ２に等しい周波数をもつ正弦波形を有する。駆動信号Ｓ３は又、１００〜１４０Ｖの領域のピークからピークまでの電圧を有する。圧電結晶２を所望の仕方で駆動するために駆動信号Ｓ３を圧電結晶２に送る。

圧電駆動装置５の作動は、変調器６によって制御される。変調器６は、圧電駆動装置５を変調信号Ｓ４で制御する。変調信号Ｓ４は、デューティサイクルを備えたパルス列の形態をしているのが良い。変調信号Ｓ４のデューティサイクルは、温度信号Ｓ６に基づいて制御装置１によって決定される。変調信号Ｓ４は、圧電駆動装置５に送られて、駆動信号Ｓ３を変調する。したがって、変調器６は、駆動信号Ｓ３をオン又はオフに切り替えることにより駆動信号Ｓ３を制御することができる。変調器６の作用下において、駆動信号Ｓ３は、一連の波「パケット」又はパルス（オン状態）の形態をしており、これらの相互間には「デッドタイム（dead time）」（オフ状態）がある。デッドタイムは、パルス幅とパルス時間の比であるデューティサイクルによって定められる。

圧電結晶２が動作しているとき、熱エネルギーが生じる。この熱エネルギーは、ＮＴＣサーミスタ７の抵抗値を変える。これは、ＮＴＣサーミスタ７がサーマルリンク７ａにより圧電結晶２と熱接触関係をなしているからである。ＮＴＣサーミスタ７の抵抗値の変化により、信号Ｓ５に変化が生じる。信号Ｓ５は、サーミスタ調整ブロック８によって、制御装置１のアナログ入力９に適した温度信号Ｓ６に変換される。温度信号Ｓ６は、信号Ｓ５と同一の情報を含む。

アナログ入力９が信号Ｓ６を受け取ると、制御装置１は、温度信号Ｓ６を評価する。この実施形態では、温度信号Ｓ６は、定期的な間隔でサンプリングされる。圧電結晶２が動作中でないときに温度信号Ｓ６をサンプリングすることが有利である。これは、圧電結晶２の動作によりもたらされる場合があるバックグラウンドノイズ及び温度変動を減少させるためである。図２は、温度信号Ｓ６をサンプリングする点を示す略図である。サンプル点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、一定間隔を置いて位置しており、駆動信号Ｓ３のパルス相互間の「デッドタイム」中に生じる。駆動信号Ｓ３のパルスは、幅ａ及び時間ｂのパルスを有する。したがって、この場合、デューティサイクルＤは、ａ／ｂに等しい。パルス相互間の「デッドタイム」は、温度信号Ｓ６をサンプリングする最適時間である。温度信号Ｓ６の値は、実際の温度に関連していてこれを表わしており、従って、制御装置１は、圧電結晶２の実際の温度を求めることができる。

図３は、温度制御が行われない典型的な噴霧化プロセスのグラフである。圧電結晶２の温度は、圧電結晶２の動作状態に応じて異なる上昇率で上昇することになる。圧電結晶２が壊れると（線Ｃ１）、著しい温度の上昇は起こらなくなる。しかしながら、圧電結晶２が正しく動作している場合、温度上昇率は、圧電結晶２の環境に関する重要な情報を提供することができる。次に、図３ａを参照して、電力サイクルによる圧電結晶２の動作を説明する。まず、デューティサイクルを、圧電結晶２に送られる平均電力が高いように最大値に設定する。したがって、圧電結晶２の動作により、圧電結晶２は、昇温する。実験による分析により、噴霧化プロセス中、圧電結晶の温度は、固有のプロフィールに従うということが判明した。まず、温度は、高くなることが分かる（第１段階）。システムが熱平衡状態にいったん達すると、圧電結晶により与えられたエネルギーは、液体を噴霧化するために用いられる。したがって、時間に対する温度の変化率は、減少することが分かる（第２段階）。温度の値は、この段階では一定のままであり又は減少する場合さえある。最後に、液体が完全に噴霧化されると、時間に対する温度の変化率は、再び増大することが分かる（第３段階）。図３ｂは、上述の温度プロフィールを示す実際の測定シーケンスを示している。

温度変化を、噴霧化プロセスが終了した時を検出するのに用いることができる。図４ａは、連続した噴霧化段階中におけるデューティサイクルの変動及び時間の関数としての圧電結晶の温度変化を示している。図４ｂは、制御装置１の制御下における噴霧化プロセス中のデューティサイクルの変動を示している。制御装置１は、圧電結晶の温度が所定の最大値を超えるのを阻止するために液体のヘッドに作用する圧電結晶に送られる電力を変化させる。この実施形態では、所定の最大値は、４５℃である。

温度制御を利用した噴霧化の第１段階では、温度は、４５℃という制御温度（図４ａ）と５５℃という最大許容温度の両方よりも非常に低い。したがって、圧電結晶２は、利用できる最大デューティサイクルで駆動されることになる（図４ｂに示す第１段階）。温度が４５℃という制御温度に近づくと、噴霧化は、第２段階に入る。この時点において、制御装置１は、圧電結晶２の温度を４５℃に維持するためにデューティサイクルを減少させる。次に、第２段階中、装置は準熱平衡状態に達することになり（図４ａの第２段階に示された温度曲線）、かかる準平衡状態では、圧電結晶により与えられたエネルギーは、液体を噴霧化するために用いられる。

最後に、第３段階では、液体は、完全に噴霧化されることになり、圧電結晶２は、より迅速に昇温する。したがって、制御装置１は、それ以上の温度上昇を阻止するためにデューティサイクルを著しく減少させる（図４ｂに示す第３段階）。デューティサイクルの減少は、噴霧化プロセスの終了を意味する。デューティサイクルが最大デューティサイクルよりも所定量ｘだけ小さいレベル（図４ｂ参照）を下回ると、制御装置１は、噴霧化プロセスが終了したと判定する。すると、制御装置１は、圧電結晶２をオフに切り替えるのが良い。次に、プロセスを繰り返し実施することができる。

次に、図５を参照して制御装置の作動方法について説明する。ステップ１００では、制御装置１は、制御作動を開始する。制御作動は、比例積分（ＰＩ）ループの形態をしている。ステップ１０１において、制御装置１を初期化する。制御装置１に最大デューティサイクルの値をロードする。さらに、圧電結晶２の温度を評価する。この段階で、ＮＴＣサーミスタ７の周囲温度を測定する。ＮＴＣサーミスタ７は、０℃〜２５５℃の温度で固有の抵抗値範囲を有する。これは、温度信号Ｓ６の固有値の範囲に相当している。次に、ステップ１０２において、制御装置１は、温度の読みが有効であるかどうかを判定する。制御装置１は、温度信号Ｓ６が固有値の範囲に収まっているかどうかを判定することによりこれを達成する。

温度信号Ｓ６が固有値範囲から外れている場合、又は圧電結晶２の環境に適していない値のものである場合、ＮＴＣサーミスタ７は、誤動作を起こしている場合があり又は正しく接続されていない場合がある。信号Ｓ６が固有値範囲から外れている場合、制御装置１は、プロセスを終了し、圧電駆動装置５をオフに切り替えるようプログラムされている。エラー信号も又、報告される場合がある。

制御装置１の判定により温度信号Ｓ６が予想される固有値範囲内に収まっている場合、制御装置１は、変調された信号Ｓ４を送ることにより圧電駆動装置５（図１）を作動させる（ステップ１０５）。まず、制御装置１は、最大許容デューティサイクルを有する変調信号Ｓ４を発生させる。次に、圧電駆動装置５は、圧電結晶２を駆動する駆動信号Ｓ３を発生させる。駆動信号Ｓ３も又、最大許容デューティサイクルを有する。

次に、制御装置１は、ステップ１０２に進む。ステップ１０２において、制御装置１は、ループに入る。ステップ１０３において、圧電結晶２の温度を決定し、その結果を温度処理ステップ１０４に入力する。次に、更新された温度の読みを制御装置１に送ってＰＩ項、例えばデューティサイクルを更新する。ステップ１０６において、信号Ｓ４（及びかくして駆動信号Ｓ３）のデューティサイクルを温度測定値に応じて設定する。この温度が４５℃という最大動作温度に近い又はこの温度状態にある場合、デューティサイクルを減少させる。温度が４５℃よりも著しく低い場合、デューティサイクルを最大許容値に設定する。ステップ１０６において信号Ｓ４のデューティサイクルをいったん設定すると、ステップ１０７において情報を圧電結晶２に送る。

ステップ１０８では、信号Ｓ４のデューティサイクルの大きさを評価する。信号Ｓ４のデューティサイクルが所定のデューティサイクル値よりも低い場合、噴霧化プロセスは、噴霧化の第３段階に入ったと見なされ、即ち、圧電結晶２は、水のヘッドの全てを噴霧化し、圧電結晶２が今や乾いていると見なされる。信号Ｓ４のデューティサイクルが所定値よりも低い場合、制御装置１は、ステップ１０９に進み、プロセスを終了する。

圧電駆動装置５をオフに切り替えると、圧電結晶２は、駆動されない。これにより、圧電結晶２の不必要な使用が回避されると共にかかる圧電結晶の熱による損傷が回避される。というのは、噴霧化すべき液体のヘッドが無い場合には圧電結晶２が駆動されないからである。

これらパラメータに加えて、制御装置１は、各ループ段階で作動している間、幾つかの所定の最大パラメータを有する。制御装置１は、最長時間が経過した場合又は５５℃という最大許容温度に達した場合、ステップ１０９に進むようにもプログラムされている。この最大許容温度は、水垢の堆積を阻止するよう選択されている。水垢の堆積を阻止することにより、圧電結晶２の寿命を延ばすことができる。

本発明の制御装置１は、噴霧化システムの一部を形成する圧電結晶を制御する効果的な手段となる。制御装置１は、また、圧電結晶２が正しく機能しているかどうかを判定することができ、もしそうでなければ圧電結晶を動作不能にする。さらに、制御装置１は、噴霧化すべき水が圧電結晶２の上に存在しない時を推定することができ、この場合、圧電結晶２の動作を停止するのが良い。これにより、圧電結晶２の摩耗及び熱による損傷が阻止される。さらに、制御装置１は、圧電結晶２の熱的挙動から圧電結晶２の上に水が存在しない時を推定することができるので、追加の検出装置、例えば水位検出器を必要としない。

本発明は、高周波振動源を確実に且つ効率的に駆動することが必要である任意の状況において、例えば、ユーザの制御が行われない自動化システム又は水位監視が行われない噴霧化システムに利用できる。これは、例えば家庭用電化製品又は医療器具のような用途にとって有利である。

本発明の上述の実施形態は、例えば図６に示すハンドドライヤに用いるのに特に適している。ハンドドライヤ２００は、キャビティ２１０を有する。キャビティ２１０は、その上端部２２０のところが開口しており、開口部の寸法は、ユーザの手（図示せず）を乾燥させるためにキャビティ２１０内に容易に挿入することができるのに十分である。ファン（図示せず）を備えたモータユニットにより高速空気流が生じる。高速空気流は、キャビティ２１０の上端部２２０のところに設けられた２つのスロット状開口部２３０を通って放出されてユーザの手を乾燥させる。ユーザの手から除去された水をキャビティ２１０から排水するためのドレン（図示せず）が、キャビティ２１０の下端部のところに配置されている。噴霧器２４０が、ドレンの下流側に配置されている。噴霧器２４０は、図５ではハンドドライヤ２００から部分的に取り出された状態で示されている。噴霧器２４０は、上述の駆動回路２５０の配設場所を示すために部分的に切除されている。噴霧器２４０は、廃水を集める収集器（図示せず）及び廃水を噴霧化する圧電結晶（図示せず）を有する。圧電結晶は、駆動回路２５０によって駆動され、この駆動回路は、制御装置１を有すると共にこれによって駆動される。本発明の制御装置１の使用により、噴霧化システムを、作動がより効率的且つ確実にすることができる。この結果、消費者にとって運用コスト及び保守コストが少なくなる。

理解されるように、本発明は図示の実施形態には限定されない。噴霧化システムの一部をなす圧電結晶を制御する制御装置１を有する本発明の上述の実施形態は、他の乾燥機、例えば洗濯物用乾燥機に用いるのにも適している。熟練読者によって、他の形態の乾燥装置、例えば、乾燥機付き洗濯機、換気タイプ(ventilation-type)の洗濯乾燥機、または等身大の身体乾燥機のような、家庭用または業務用の乾燥装置を想定することができる。

また、駆動源の振幅及び周波数を所要の用途に応じて変化させることができるということは理解されよう。例えば、圧電結晶をさまざまな周波数で駆動することは、通例である。変形例として、圧電結晶を一定の単一の周波数で駆動しても良い。しかしながら、圧電結晶をその共振周波数で又はこれに近い周波数で駆動することが、最も一般的である。大抵の圧電結晶に関し、この周波数は、１．５〜２ＭＨｚの範囲内にある。好ましい駆動周波数は、１．７ＭＨｚに近い。

任意の数の圧電結晶及び制御装置を具体化できる。例えば、単一の制御装置は、例えば噴霧化されるべき液体の量が多い場合、数個の圧電結晶を制御するのが良い。変形例として、互いに異なる種類の液体を取り扱い又は互いに異なる時期に作動するように、数個の制御装置が存在していても良い。

加うるに、温度信号のサンプル点は、一定の間隔を置いて配置される必要はない。これらサンプル点は、不規則な間隔を置いて位置しても良く、時間に対する温度信号の変化率を割り算によって計算することができる。さらに、サンプル箇所は、圧電結晶が駆動されているときに取られても良い。これは、例えば圧電結晶が一定の波形により駆動されている場合に必要なことがある。

さらに、圧電結晶をオフに切り替える他の方法を使用することができる。制御装置からのデジタル出力をオン又はオフに切り替えることができ、ＰＬＬからの駆動信号をオン又はオフに切り替えることができ、或いは、機械式又は電子式スイッチを、制御装置と圧電結晶との間の任意適当な箇所に用いて、圧電結晶をオフに切り替えても良い。

加うるに、圧電結晶をオフに切り替える必要はない。制御装置は、時間に対する温度の変化率に応答して圧電結晶のデューティサイクル又は振動周波数を変化させるだけでも良い。

加うるに、圧電結晶を駆動するデューティサイクルは、圧電結晶の温度に加えて他の要因に依存しても良い。例えば、デューティサイクルは又、制御装置の温度又は制御装置を含む駆動回路の温度に依存しても良い。この場合、デューティサイクルを制御する一手法は、制御装置又は駆動回路の安全な作動を得るために最大許容デューティサイクル（例えば、５０％）を設定することであり、圧電結晶の温度を用いて駆動信号のデューティサイクルを最大許容デューティサイクル内で変化させるのが良い。

最終の第３段階を検出する別の方法を想到できる。例えば、制御装置は、関連した段階の終了を判定するために、指定された時間、圧電結晶の温度又は他の条件を探すことができる。重要なことは、制御装置が圧電結晶の温度を決定し、そして、圧電結晶の温度に応答して駆動信号のデューティサイクルを変化させることができるということである。

本発明の制御装置の構成要素及び作動方式のブロック図である。 制御装置により行われる温度測定の測定期間及び発生を示す図である。 典型的な噴霧化プロセス中における圧電結晶の予想温度特性のグラフである。 典型的な噴霧化プロセス中における圧電結晶に実際の出力温度特性のグラフである。 図１の制御装置により制御される噴霧化プロセス中における時間の関数としての圧電結晶の温度のグラフである。 図１の制御装置によって制御される噴霧化プロセス中における時間の関数としてのデューティサイクルのグラフである。 圧電結晶の動作中、図１の制御装置によって行われる決定を示すフローチャート図である。 図１の制御装置によって制御される噴霧器を組み込んだハンドドライヤを示す図である。

Claims (16)

1. 高周波振動源用の制御装置であって、前記制御装置は、可変デューティサイクルを有する駆動信号を発生させる信号発生手段を有し、前記駆動信号は、前記高周波振動源を駆動するために用いられ、前記制御装置は、前記高周波振動源の温度を検出する温度検出手段を更に有し、前記制御装置は、前記高周波振動源の温度に応答して前記駆動信号のデューティサイクルを変化させるように構成され且つ配置されている、制御装置。
2. 前記制御装置は、前記高周波振動器の温度が所定の動作温度を超えるのを阻止するために、前記デューティサイクルを変化させる、請求項１記載の制御装置。
3. 前記デューティサイクルは、前記高周波振動源の作動の開始時に前記制御装置によって最大値に設定される、請求項１又は２記載の制御装置。
4. 前記制御装置は、第１の所定の要件に応答して前記駆動信号を制御し、前記第１の所定要件が満たされた時を決定するよう更に構成され且つ配置されている、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の制御装置。
5. 前記第１の所定要件は、前記デューティサイクルが所定値以下に減少することである、請求項４記載の制御装置。
6. 前記第１の所定要件は、所定の期間が経過したことの検出である、請求項４記載の制御装置。
7. 前記第１の所定要件は、所定の温度条件の検出である、請求項４記載の制御装置。
8. 前記制御装置は、前記第１の所定要件が満足されると、前記駆動信号をオフに切り替えるように構成され且つ配置されている、請求項４〜７のうちいずれか一に記載の制御装置。
9. 前記制御装置は、前記高周波振動器が作動されたときに温度の変化が観察されない場合に前記駆動信号をオフに切り替えるよう構成されている、請求項１〜８のうちいずれか一に記載の制御装置。
10. 前記制御装置は、前記温度が所定の最大値を超えると前記駆動信号をオフに切り替えるよう構成されている、請求項１〜９のうちいずれか一に記載の制御装置。
11. 前記制御装置は、前記駆動信号がオン状態のままである最大作動時間を決定し、前記最大作動時間を超えると、前記駆動信号をオフに切り替える、請求項１〜１０のうちいずれか一に記載の制御装置。
12. 前記制御装置は、前記高周波振動器の温度を所定の間隔で検出する、請求項１〜１１のうちいずれか一に記載の制御装置。
13. 請求項１〜１２のうちいずれか一に記載の制御装置を有する駆動回路。
14. 前記駆動回路は、前記駆動回路の少なくとも一部分の温度を検出する別の温度検出手段を有し、前記制御装置は、前記駆動回路の前記少なくとも一部分の温度に応答して前記駆動信号の最大デューティサイクルを変化させるよう構成され且つ配置されている、請求項１３記載の駆動回路。
15. 請求項１３又は１４記載の駆動回路を有する噴霧器。
16. 請求項１５記載の噴霧器を有するハンドドライヤ。

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