JP2590529B2

JP2590529B2 - 圧電素子の駆動回路

Info

Publication number: JP2590529B2
Application number: JP63114397A
Authority: JP
Inventors: 惇夫坂井田; 由幸池崎; 明入口; 武新川; 正史鈴木
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1988-05-11
Filing date: 1988-05-11
Publication date: 1997-03-12
Anticipated expiration: 2012-03-12
Also published as: JPH01283978A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は圧電素子の駆動回路に関するものであり、特
に、圧電素子の共振状態を制御する技術に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

圧電素子はコイルと共に充電と放電とを繰り返しつつ
所定の周波数で共振し得るものであり、この圧電素子を
プリンタの印字ヘッド等のアクチュエータに使用するこ
とが行われている。

圧電素子と直流電源とコイルとを互いに直列に接続
し、一定の大きさの直流電圧を圧電素子とコイルとに印
加すれば、圧電素子は充電されてそれの端子電圧が０の
値から上昇してやがて直流電源の電圧のほぼ２倍の値に
達し、その後、放電して端子電圧が０に復帰することを
繰り返す。そして、圧電素子の変位は端子電圧の大きさ
に応じて変化するから、直流電圧の印加により圧電素子
を主体とする圧電アクチュエータを作動させることがで
きる。

特開昭59−198885号公報には第９図に示すような駆動
回路が記載されている。これは、直流電源E,トランジス
タTR,第１ダイオードD₁,コイルＬおよび圧電素子Ｐが順
次直列に接続されるとともに、トランジスタTRおよび第
１ダイオードD₁と並列に第２ダイオードD₂が接続され、
直流電源Ｅから圧電素子Ｐに向かう純方向とは逆方向に
バイパスする回路を構成している。

この駆動回路の作動を説明する。常には遮断状態にあ
るトランジスタTRは第10図に示すようにそれに駆動指令
SAが入力されれば導通状態となり、直流電源Ｅの電圧V_E
がコイルＬと圧電素子Ｐとに印加される。それにより、
圧電素子Ｐが直流電源Ｅからの電荷によって充電され、
圧電素子Ｐの端子電圧V_Pは、０の値から増大してやがて
直流電源Ｅの電圧V_Eのほぼ２倍の最高値に達し、このと
き充電が完了する。その後、圧電素子Ｐは放電を開始
し、端子電圧V_Pが減少してやがて０に復帰するが、放電
時においては、圧電素子Ｐの電荷は第２ダイオードD₂を
経て直流電源Ｅに還流することとなる。圧電素子Ｐの放
電が完了する前にトランジスタTRを絶縁状態に復帰させ
れば、圧電素子Ｐの放電がほぼ完了した状態となった後
には、再び直流電源Ｅから圧電素子Ｐに電荷が移動する
ことが阻止され、その結果、１回の駆動指令SAの入力に
応じて圧電素子Ｐの端子電圧V_Pの変位も１周期の変化を
する。なお、この１周期に対応するサイクルタイムＴは
圧電素子Ｐの等価キャパシタンスとコイルＬのインダク
タンスとの積に応じて決まる。

〔発明が解決しようとする課題〕

圧電アクチュエータにおいては、圧電素子Ｐの作動応
答性を向上させることが必要とされる場合がある。従来
の駆動回路において作動応答性を向上させるためには、
圧電素子Ｐの等価キャパシタンスとコイルＬのインダク
タンスとの少なくとも一方を小さくし、共振のサイクル
タイムＴを短くすることが考えられる。しかし、従来、
圧電素子がそれに電荷が蓄積されて変位している変位状
態（以下、単に変位状態という。）が継続する期間の長
さはサイクルタイムＴの長さ以下であるため、例えば、
印字ヘッドのように、１回の変位における変位状態継続
時間が一定時間以上であることが必要な場合には、サイ
クルタイムＴを短くするにも限度があり、この場合、作
動応答性を十分に高めることができないという問題があ
る。印字ヘッドにおいては一般に、圧電素子が変位拡大
機構を介して印字リボンを印紙用紙に押し付ける印字ワ
イヤと連結され、圧電素子の変位が拡大機構によって拡
大されて印字ワイヤに伝達される。このとき、変位拡大
機構の存在により印字ワイヤの変位が圧電素子の変位に
対して遅れ、また、変位拡大機構は弾性的に印字ワイヤ
を変位させるものであるため、印字ワイヤの、それが印
字リボンを押し付ける最大変位の継続時間が圧電素子の
変位状態継続時間より短くなる。印字ワイヤの最大変位
継続時間の長短は印字圧の高低に関係するから、印字ワ
イヤの最大変位継続時間、ひいては圧電素子の変位状態
継続時間が一定時間以上であることが必要となるのであ
る。

また、印字ヘッドにおいては、印字圧を容易に、かつ
任意の値に変更可能であることが望ましく、その一対策
として、圧電素子の変位状態継続時間を変えることが考
えられるが、前記公報記載の圧電素子の駆動回路におい
ては、変位状態継続時間が圧電素子の等価キャパシタン
スとコイルのインダクタンスとの積に応じて決まってし
まうから、変位状態継続時間を容易に変えることも、任
意の値に変えることも困難であるという問題がある。

本発明はこれらの問題を解決することを課題として為
されたものである。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１に係る発明の要旨は、前記圧電素子の駆動回
路において、常には圧電素子の充電も共振に係る放電も
阻止する充放電阻止状態にあるが、駆動指令の入力に伴
って充電が開始されることを許容する充電許容状態とな
り、圧電素子の端子電圧が１周期の変化を完了する前の
一時期に充放電阻止状態に復帰する第１の状態制御手段
と、常には圧電素子が充電されることを許容する充電許
容状態にあるが、駆動指令の入力時から上記一時期を経
た所定期間経過後には放電することを許容する放電許容
状態となり、少なくとも第１の状態制御手段が次に充電
許容状態になる時期までには充電許容状態に復帰する第
２の状態制御手段とを設けることにある。

ここにおいて、「共振に係る放電」とは、圧電素子に
蓄積された電荷が共振に伴って放出されることをいい、
一方、単に「放電」とは、圧電素子の電荷が共振に伴う
か否かを問わず放出されることをいう。

さらに、請求項２に係る発明の圧電素子の駆動回路で
は、圧電素子に直流電源からの駆動電圧を与える圧電素
子の駆動回路において、前記圧電素子の一端に一端が接
続されたコイルと、該コイルの他端と前記直流電源の一
端との間に接続され、常には前記圧電素子の充電も前記
共振に係る放電も阻止する充放電阻止状態にあるが、駆
動指令の入力に伴って充電が開始されることを許容する
充電許容状態となり、圧電素子の端子電圧が１周期の変
化を完了する前の一時期に前記充放電阻止状態に復帰す
る第１の状態制御手段と、前記圧電素子の他端と前記コ
イルの前記他端との間に接続された抵抗を有し、常には
前記圧電素子が充電されることを許容する充電許容状態
にあるが、前記駆動指令の入力時から前記一時期を経た
所定期間経過後に放電することを許容する放電許容状態
となり、少なくとも前記第１の状態制御手段が次に充電
許容状態になる時期までには前記充電許容状態に復帰す
る第２の状態制御手段と、前記圧電素子の両端間に接続
されたダイオードとを備え、前記圧電素子の前記他端を
前記直流電源の他端に接続し、かつ、前記第２の状態制
御手段が充電許容状態において、前記第１の状態制御を
充電許容状態にした時、前記コイルを介して前記圧電素
子に前記直流電源から駆動電圧を印加し、また、前記第
１の状態制御手段が充放電阻止状態において、前記第２
の状態制御手段を放電許容状態にした時、前記圧電素子
の両端間を前記コイル及び前記抵抗により短絡し、さら
に、前記第２の状態制御手段が充電許容状態において、
前記第１の状態制御手段を充電許容状態にした時に、前
記ダイオードに加わる前記直流電圧が逆バイアス状態と
なるように、前記ダイオードの接続状態が定められてい
ることを特徴とする構成となっている。

〔作用〕

請求項１に係る発明に係る圧電素子の駆動回路におい
ては、少なくとも上記所定期間の間は圧電素子が変位状
態に保たれ、その変位状態の継続時間の長さは共振のサ
イクルタイムＴの長さとは無関係に設定される。以下、
第11図ないし第13図に基づいて具体的に説明する。

駆動指令が入力されれば、第１の状態制御手段は充放
電阻止状態から充電許容状態となり、圧電素子が充電さ
れてそれの端子電圧が０の値から上昇を開始する。

第１の状態制御手段が、圧電素子の充電が完了する
前、すなわち、端子電圧が最大値となる前に充放電阻止
状態に復帰する第１の態様である場合には、圧電素子の
端子電圧V_Pは第11図のように、最大値V_PMAXとなる前の
一時期から放電開始時まで、すなわち、駆動指令入力時
から所定期間が経過し、第２の状態制御手段が充電許容
状態から放電許容状態となって、圧電素子の放電が開始
される時期までほぼ一定に保たれる。その後、圧電素子
の放電により、端子電圧V_Pが下降してやがて０の値に復
帰する。

また、第１の状態制御手段が、圧電素子がちょうど充
電を完了した時期に充放電阻止状態になる第２の態様で
ある場合には、圧電素子の端子電圧V_Pは第12図のように
最大値V_PMAXに達したときから放電開始時までほぼ一定
に保たれる。

さらに、第１の状態制御手段が、圧電素子の放電中に
充放電阻止状態になる第３の態様である場合には、圧電
素子の端子電圧V_Pは第13図のように、最大値から低下し
た一時期から放電開始時までほぼ一定に保たれる。

なお、第１および第２の態様である第１の状態制御手
段は、充電許容状態が圧電素子の充電のみを許容する状
態であっても、充電および放電を共に許容する状態であ
ってもよいが、第３の態様である第１の状態制御手段
は、圧電素子の充電および放電を共に許容する状態であ
ることが必要である。

また、第２の態様である第１の状態制御手段を、それ
の充電許容状態が、圧電素子の充電は許容するが放電は
阻止する状態であるとすれば、圧電素子と充電完了時に
充放電阻止状態に復帰することは不可欠ではなくなり、
例えば、前記所定期間経過後までその状態を継続するよ
うにすることもできる。

また、第２の状態制御手段は、それに駆動指令が第１
の状態制御手段と同様に入力され、その入力時から所定
期間経過後に充電許容状態から放電許容状態への切換え
を行うようにしても、駆動指令入力時から所定期間経過
後にその駆動指令とは異なる指令が入力され、その入力
に伴って上記切換えを行うようにしてもよい。

また、圧電素子の放電手段は、第９図に示す従来例の
ように、圧電素子の放電を許容し、その放電がほぼ完了
した後には圧電素子に電荷が流入することを阻止するも
のとすることも、電気エネルギを抵抗体に流して熱エネ
ルギに変えて消滅させるものとすることもできる。

さらに、請求項２に係る発明の圧電素子の駆動回路で
は、前記第２の状態制御手段が充電許容状態において、
前記第１の状態制御を充電許容状態にした時、コイルを
介して圧電素子に直流電源から駆動電圧が印加され、ま
た、第１の状態制御手段が充放電阻止状態において、前
記第２の状態制御手段を放電許容状態にした時、前記圧
電素子の両端間が前記コイル及び前記抵抗により短絡さ
れる。ここで、第２の状態制御手段が充電許容状態にお
いて、前記第１の状態制御手段を充電許容状態にした時
に、ダイオードに加わる前記直流電圧が逆バイアス状態
となるように、ダイオードの接続状態が定められている
ので、圧電素子の端子電圧がOVとなった後にコイルが電
流を流し続けようとしても、当該ダイオードにより当該
電流がバイパスされ、圧電素子に逆電圧が印加されな
い。

〔発明の効果〕

このように、本発明に従えば、圧電素子の変位状態継
続時間の長さを共振のサイクルタイムＴの長さとは無関
係に設定することができ、圧電素子の端子電圧の立上り
を早めるべく、すなわち、圧電アクチュエータの作動応
答性を向上させるべく、圧電素子の等価キャパシタンス
とコイルのインダクタンスとの少なくとも一方を小さく
設定しても、それによって、変位状態継続時間の長さが
必ず短くなってしまうという事態を回避することができ
るという効果が得られる。

さらに、本発明に従えば、いちいち圧電素子の等価キ
ャパシタンス等の変えることなく、第２状態制御手段が
充電許容状態から放電許容状態に切り換わるタイミング
を変更すれば圧電素子の変位状態継続時間が変更される
こととなり、変位状態継続時間の制御が容易となる効果
も得られる。例えば、圧電アクチュエータが印字ヘッド
である場合には、印字圧を容易に、かつ任意の値に変更
することが可能となるという効果が得られる。

特に、第１の状態制御手段が前記第１の態様である駆
動回路においては、圧電素子の端子電圧の、変位状態の
継続期間のうちの一期間一定とされる大きさを、第１の
状態制御手段が継続して充電許容状態にある期間の長さ
に応じて変えることができ、圧電素子を必要な大きさだ
け変位させることが容易となり、変位に消費されるエネ
ルギが少なくて済みという効果が得られる。

〔実施例〕

以下、本発明の二，三の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第１図は本発明の第１実施例を示す。本実施例におい
ては、直流電源E,コイルＬおよび圧電素子Ｐが順次直列
に接続され、直流電源Ｅの負極側と圧電素子Ｐの負極と
なるべき電極側とが接地されている。直流電源Ｅとコイ
ルＬとの間には、トランジスタTR₁（以下、単にTP₁で表
す。他のトランジスタについても同じとする。）とダイ
オードD₁（以下、単にD₁で表す。他のダイオードについ
ても同じとする。）とが直列に接続され、さらに、直流
電源ＥとコイルＬとの間には、それらTR₁とD₁とに並列
にTR₂とD₂との直列回路が接続されている。D₁とD₂はそ
れぞれTR₁とTR₂よりコイルＬ側とされている。TR₁およ
びD₁の順方向は、直流電源Ｅの正極側から圧電素子Ｐの
正極となるべき電極側に向かう順方向（以下、回路の順
方向という。）とされる一方、TR₂およびD₂の順方向
は、回路の順方向とは逆の逆方向とされている。また、
コイルＬの直流電源Ｅの正極側は抵抗ＲとTR₃とを順次
経て接地されており、TR₃の順方向はコイルＬから接地
点に向かう方向とされている。

TR₁,TR₂およびTR₃の遮断状態と導通状態との切換えは
駆動制御装置ACによって行われる。駆動制御装置ACはそ
れに駆動開始指令SSが入力されれば、TR₁を第２図
（ａ）のように遮断状態から導通状態に切り換え、その
結果、直流電源Ｅの電荷がTR₁,D₁およびコイルＬを経て
圧電素子Ｐに移動し、圧電素子Ｐが充電されてそれの端
子電圧V_Pが同図（ｂ）のように０の値から上昇を開始す
る。圧電素子Ｐが共振を開始してから圧電素子Ｐの等価
キャパシタンスとコイルＬのイングクタンスとの積に応
じて決まる共振周期に対応するサイクルタイムＴの半分
あるいはそれより長い時間の経過後、駆動制御装置ACは
TR₁を導通状態から遮断状態に切り換えるから、圧電素
子Ｐの端子電圧V_Pは直流電源Ｅの端子電圧V_Eの２倍であ
る最大値に達して充電が完了し得る。充電が完了する
と、圧電素子Ｐは放電を開始しようとするが、D₁および
遮断状態にあるTR₂によってそれが妨げられるため、端
子電圧V_Pは最大値のままでほぼ一定に保たれることとな
る。

駆動開始指令SSの入力時から所定期間経過後、駆動制
御装置ACに駆動終了指令SEが入力されれば、駆動制御装
置ACはTR₂を遮断状態から導通状態に切り換え、その結
果、圧電素子Ｐに蓄積された電荷がコイルL,D₂およびTR
₂を経て直流電源Ｅへ移動する。端子電圧V_Pは、TR₂が遮
断状態から導通状態に切り換えられたときから前記半分
のサイクルタイムが経過した後にほぼ０に減少するか
ら、TR₂の導通状態の継続期間が半分のサイクルタイム
と等しく設定されている。しかし、種々の要因により、
TR₂の導通状態の終了時に必ず圧電素子Ｐおよびコイル
Ｌに蓄積されている電気エネルギが完全に０になるとは
限らず、駆動制御回路ACは、TR₂の導通状態から遮断状
態への復帰後にTR₃を僅かな期間だけ導通状態とするこ
とにより、圧電素子ＰおよびコイルＬに残存する電気エ
ネルギを抵抗Ｒにより消滅させる。

以上の説明から明らかなように、本実施例において
は、TR₁とD₁と駆動制御装置ACのTR₁を制御する部分とが
第１の状態制御手段を構成し、TR₁が遮断状態である状
態が充放電阻止状態であり、導通状態である状態が圧電
素子Ｐの充電のみを許容する充電許容状態である。ま
た、TR₂とD₂と抵抗ＲとTR₃と駆動制御装置ACのTR₂およ
びTR₃を制御する部分が第２の状態制御手段を構成し、T
R₂もTR₃も遮断状態にある状態が充電許容状態であり、T
R₂とTR₃との少なくとも一方が導通状態にある状態が放
電許容状態である。

なお、第１実施例においては、圧電素子Ｐに電荷が流
入する際にも圧電素子Ｐから電荷が流出する際にも電荷
は共通のコイルＬを通過するようになっているが、第３
図に示すように、流入時にはコイルL₁を通過し、流出時
にはコイルL₂を通過するようにして、流入時と流出時と
で共振周波数を異なるものとすることもできる。

第４図は本発明の第２実施例を示す。本実施例におい
ては、直流電源E,TR₁,D,コイルＬおよび圧電素子Ｐが順
次直列に接続されるとともに、直流電源Ｅの負極側およ
び圧電素子Ｐの負極となるべき電極側が接地されてい
る。TR₁およびＤの順方向は回路の順方向と等しくされ
ている。圧電素子Ｐの正極となるべき電極側は抵抗Ｒお
よびTR₂を順次経て接地され、TR₂の順方向は抵抗Ｒから
接地点に向かう向きとされている。

TR₁およびTR₂の遮断状態と導通状態との切換えは駆動
制御装置ACによって行われる。駆動制御装置ACはそれに
駆動開始指令SSが入力されれば、TR₁を第５図（ａ）の
ように遮断状態から導通状態に切り換え、その結果、直
流電源Ｅの電荷がTR₁,DおよびコイルＬを経て圧電素子
Ｐに流入することとなって、端子電圧V_Pが同図（ｂ）の
ように上昇を開始する。圧電素子Ｐが共振を開始してか
ら前記サイクルタイムＴの半分あるいはそれ以上の時間
の経過後、駆動制御装置ACはTR₁を導通状態から遮断状
態に切り換え、その結果、圧電素子Ｐの端子電圧V_Pが直
流電源Ｅの端子電圧V_Eのほぼ２倍である最大値に達す
る。最大値に達した後に圧電素子Ｐは放電を開始しよう
とするが、Ｄによってその向きの電荷の流れが阻止され
るため、端子電圧V_Pはほぼ一定に保たれることとなる。

駆動開始指令SSの入力時から所定期間経過後、駆動制
御装置ACに駆動終了指令SEが入力されれば、駆動制御装
置ACはTR₂を遮断状態から導通状態に切り換え、その結
果、圧電素子Ｐに蓄積された電荷が抵抗ＲおよびTR₂を
経て流出することとなって、圧電素子Ｐが放電される。
この場合、端子電圧V_Pは第５図（ｂ）のように、圧電素
子Ｐの等価キャパシタンスと抵抗Ｒの抵抗値との積に応
じて決まる時定数で減少し、やがて０に達する。駆動制
御装置ACは圧電素子Ｐの端子電圧V_Pが殆ど０になると推
定される時期以後にTR₂を遮断状態に復帰させる。

以上の説明から明らかなように、本実施例において
は、TR₁とＤと駆動制御装置ACのTR₁を制御する部分とが
第１の状態制御手段を構成し、TR₁が遮断状態である状
態が充放電阻止状態であり、導通状態である状態が圧電
素子Ｐの充電のみを許容する充電許容状態である。ま
た、抵抗ＲとTR₂と駆動制御装置ACのTR₂を制御する部分
とが第２の状態制御手段を構成し、TR₂が遮断状態にあ
る状態が充電許容状態であり、TR₂が導通状態にある状
態が放電許容状態である。

第６図は本発明の第３実施例を示す。本実施例におい
ては、直流電源E,TR₁,D₁,コイルＬおよび圧電素子Ｐが
順次直列に接続されており、直流電源Ｅの負極側と圧電
素子Ｐの負極となるべき電極側とが接地されている。圧
電素子Ｐにはそれを逆方向にバイパスするD₂が接続され
ている。TR₁およびD₁の順方向は回路の順方向と等しく
されている。コイルＬの直流電源Ｅの正極側はTR₂を経
て接地されている。TR₂の順方向はコイルＬから接地点
に向かう向きとされている。コイルＬの直流電源Ｅの正
極側はさらに、TR₃を経て直流電源Ｅの正極側と接続さ
れている。TR₃の順方向はコイルＬから直流電源Ｅの正
極に向かう向きとされている。

TR₁,TR₂およびTR₃の遮断状態と導通状態との切換えは
ドライブ回路DCによって制御される。ドライブ回路DCは
それに駆動開始指令SSが入力されれば、TR₁を第７図
（ａ）のように遮断状態から導通状態に切り換え、その
結果、直流電源Ｅの電荷がTR₁,D₁およびコイルＬを経て
圧電素子Ｐに流入し、圧電素子Ｐの端子電圧V_Pが同図
（ｂ）のように０から上昇を開始する。圧電素子Ｐが共
振を開始してから前記サイクルタイムの半分以上の時間
が経過後、ドライブ回路DCはTR₁を導通状態から遮断状
態に切り換えるから、端子電圧V_Pは直流電源Ｅの端子電
圧V_Eのほぼ２倍である最大値に達し、充電が完了するこ
ととなる。その後、圧電素子Ｐは放電を開始しようとす
るが、D₁によってそれが妨げられるから、端子電圧V_Pは
最大値のままで一定に保たれることとなる。

駆動開始指令SSの入力時から所定期間経過後、ドライ
ブ回路DCに駆動終了指令SEが入力されれば、ドライブ回
路DCはTR₂を遮断状態から導通状態に切り換え、その結
果、圧電素子Ｐに蓄積された電荷がコイルＬおよびTR₂
を経て移動し、圧電素子Ｐの端子電圧V_Pが減少する。

この状態では、本実施例の駆動回路が圧電素子Ｐとコ
イルＬとの直列回路の等価であると考えることができる
から、放電開始時から前記サイクルタイムの４分の１の
時間が経過すれば、圧電素子Ｐの端子電圧V_Pが完全に０
に減少する。電圧検出回路VDがその時期を検出してその
旨をドライブ回路DCに伝え、それを受けたドライブ回路
DCはTR₂を遮断状態に切り換えると同時にTR₃を遮断状態
から導通状態に切り換える。なお、圧電素子Ｐは端子電
圧V_Pが０となった後はコイルＬが電流を流し続けようと
し、接地点から圧電素子Ｐに向かって電荷が移動する
が、この電荷はD₂を経て圧電素子Ｐをバイパスするた
め、圧電素子Ｐに蓄積されてそれの端子電圧V_Pが負にな
ることはない。

以上の説明から明らかなように、本実施例において
は、TR₁とD₁とドライブ回路DCのTR₁を制御する部分とが
第１の状態制御手段を構成し、TR₁が遮断状態にある状
態が充放電阻止状態、導通状態にある状態が圧電素子Ｐ
の充電のみを許容する充電許容状態である。また、TR₂
とTR₃とD₂とドライブ回路DCのTR₂を制御する部分および
TR₃を制御する部分と電圧検知回路VDとが第２の状態制
御手段を構成し、TR₂もTR₃も共に遮断状態にある状態が
充電許容状態であり、TR₂とTR₃との少なくとも一方が導
通状態にある状態が放電許容状態である。

なお、この第３実施例においても前記第１実施例と同
様に、第８図に示すように、流入時にはコイルL₁を通過
し、流出時にはコイルL₂を通過するようにして、流入時
と流出時とで共振周波数を異なるものとすることができ
る。

以上、詳記した実施例においては、圧電素子Ｐの充電
が完了した状態が一定時間継続されるようになっている
が、圧電素子Ｐの端子電圧V_Pが最大電圧に達する前ある
いは最大電圧から一定量下がった状態で、端子電圧V_Pの
変化を阻止し、その状態を一定時間継続するようにする
こともできる。

その他、当業者の知識に基づいて種々の改良，変更等
を施した態様で本発明を実施することができる。

【図面の簡単な説明】第１図，第４図および第６図はぞれぞれ、本発明の第1,
第２および第３実施例の電気回路図であり、第２図，第
５図および第７図は各実施例における圧電素子の制御の
様子およびそれの端子電圧の変化の様子を示すグラフで
ある。第３図および第８図はそれぞれ上記第１実施例お
よび第３実施例とはコイルノ配設態様の異なる実施例を
示す電気回路図である。第９図は従来の圧電素子の駆動
回路を示す電気回路図、第10図はその駆動回路における
圧電素子の制御の様子およびそれの端子電圧の変化の様
子を示すグラフである。第11図ないし第13図は本発明に
係る圧電素子の駆動回路における圧電素子の制御の様子
およびそれの端子電圧の変化の様子の一例を示すグラフ
である。 E:直流電源、P:圧電素子 L,L₁,L₂:コイル R:抵抗 TR₁,TR₂,TR₃:トランジスタ D,D₁,D₂:ダイオード AC:駆動制御装置、DC:ドライブ回路 VD:電圧検知回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者新川武愛知県名古屋市瑞穂区堀田通９丁目35番地ブラザー工業株式会社内 (72)発明者鈴木正史愛知県名古屋市瑞穂区堀田通９丁目35番地ブラザー工業株式会社内 (56)参考文献特開昭58−64077（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−130357（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源と、コイルと、充電と放電とを繰
り返しつつ前記コイルと共に所定の周波数で共振し得る
圧電素子とを備え、かつ、それらが互いに直列に接続さ
れている圧電素子の駆動回路において、常には前記圧電素子の充電も前記共振に係る放電も阻止
する充放電阻止状態にあるが、駆動指令の入力に伴って
充電が開始されることを許容する充電許容状態となり、
圧電素子の端子電圧が１周期の変化を完了する前の一時
期に前記充放電阻止状態に復帰する第１の状態制御手段
と、常には前記圧電素子が充電されることを許容する充電許
容状態にあるが、前記駆動指令の入力時から一時期を経
た所定期間経過後に放電することを許容する放電許容状
態となり、少なくとも前記第１の状態制御手段が次に充
電許容状態になる時期までには前記充電許容状態に復帰
する第２の状態制御手段とを設けたことを特徴とする圧電素子の駆動回路。
【請求項２】圧電素子に直流電源からの駆動電圧を与え
る圧電素子の駆動回路において、前記圧電素子の一端に一端が接続されたコイルと、該コイルの他端と前記直流電源の一端との間に接続さ
れ、常には前記圧電素子の充電も前記共振に係る放電も
阻止する充放電状態にあるが、駆動指令の入力に伴って
充電が開始されることを許容する充電許容状態となり、
圧電素子の端子電圧が１周期の変化を完了する前の一時
期に前記充放電阻止状態に復帰する第１の状態制御手段
と、前記圧電素子の他端と前記コイルの前記他端との間に接
続された抵抗を有し、常には前記圧電素子が充電される
ことを許容する充電許容状態にあるが、前記駆動指令の
入力時から前記一時期を経た所定期間経過後に放電する
ことを許容する放電許容状態となり、少なくとも前記第
１の状態制御手段は次に充電許容状態になる時期までに
は前記充電許容状態に復帰する第２の状態制御手段と、前記圧電素子の両端間に接続されたダイオードとを備
え、前記圧電素子の前記他端を前記直流電源の他端に接続
し、かつ、前記第２の状態制御手段が充電許容状態におい
て、前記第１の状態制御を充電許容状態にした時、前記
コイルを介して前記圧電素子に前記直流電源から駆動電
圧を印加し、また、前記第１の状態制御手段が充放電阻止状態におい
て、前記第２の状態制御手段を放電許容状態にした時、
前記圧電素子の両端間を前記コイル及び前記抵抗により
短絡し、さらに、前記第２の状態制御手段が充電許容状態におい
て、前記第１の状態制御手段を充電許容状態にした時
に、前記ダイオードに加わる前記直流電圧が逆バイアス
状態となるように、前記ダイオードの接続状態が定めら
れていることを特徴とする圧電素子の駆動回路。