JPH0255152A - 圧電アクチュエータ励振方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、往復動を行なう機械機構を駆動する圧電アク
チュエータの励振方式に関する。

従来の１支術 往復動を行なう機械機構を駆動する圧電アクチュエータ
の励振方式に関し、特開昭５９−１９８８８５号がある
。この励振方式は第３図（こ示すように圧電体４とコイ
ルとを直列に接続し、圧電体のコンデンサ成分とコイル
のインダクタンス成分とで共振回路を構成している。そ
して電；原電圧を共振の１４イクル分あるいは１サイク
ルの整数倍分だけ印加して共振の過渡現象を利用してコ
イルを通じて圧電体に電荷を充電し、コイルのはね返り
【こより圧電体に蓄えられた電荷を抜こうとするもので
ある。

発明が解決しようとする課題 ところが圧電体（こはコンデンサ成分だけでなく、イン
ダクタンス成分と抵抗成分があり、回路の全インピーダ
ンスも抵抗成分が含まれるため、圧電体（こ加わる電圧
は第４図に示したような特性になる。第４図から分かる
ように、圧電体のコンデンサ成分と、コイルのインダク
タンス成分から決まる共振周期をＴｏとすると、電源○
ＮＪ”がら繕Ｔ。

時間後の圧電体の電圧は抵抗成分がＯの場合の電圧２Ｅ
ｏよりも若干低く、また、１０時間後の圧電体の電圧は
０１以上である。したがって、この電圧をＯｖにしてア
クチュエータの往復運動を終了させるためには電荷を放
電する回路構成が必要となり、１０時間経過後さらに放
電時間が必要である。

このため、アクチュエータの応答時間が放電時間分長く
なってしまう。また、印加電圧に比例する寸法歪も抵抗
成分が０のときに比して小さくなってしまう。

したがって本発明の目的は、圧電アクチュエータの応答
時間を短縮することができる圧電アクチュエータ励振方
式を提供することにある。

本発明の他の目的は、圧電体の寸法歪を従来よりも大き
くすることができる圧電アクチュエータ励振方式を提供
すること【こある。

課題を解決するための手段 本発明による圧電アクチュエータ励振方式は、往復動を
行なう機械機構２と、前記機械機構に接続され、該機械
機構を駆動する圧電体アクチュエータ４と、該圧電体に
並列に接続したスイッチ手段６と、前記圧電体と直列に
接続された発信手段１２と、を備えたことを特徴とする 前記発信手段１２は、コイルＬとコンデンサＣ１とから
なる並列共振口２８８及びトランジスタＴｒｉ、コンデ
ンサＣ２及び抵抗Ｒからなる正のフィードバック回路１
０とを備える。

作用 スイッチ手段６をオン【こすると発信手段１２のトラン
ジスタＴｒ１もＯＮとなり、トランジスタＴｒ１のコレ
クタ、エミッタ間を電流工Ｔｒｉが流れる。

このときコイルＬ及びコンデンサＣＩに電流が流れ、エ
ネルギが蓄積される。

トランジスタＴｒｉのエミッタ、コレクタ間を流れる電
流工ＴｒｉがＯになった時点でトランジスタＴｒ２をＯ
ＦＦにすると圧電体４に電流工ｐｆＪｃ流れ始める。

やがてコイルＬを流れる電流工りとコンデンサＣ１を流
れる電流ＩＣは反転し、圧電体に蓄積された電荷はコイ
ルＬへと環流する。同時に電源電流も反転し電流が回収
される。

実施例 以下、図面に示した実施例に基づき本発明を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す回路図である。

２は機械機構で、例えば印字動作を行なうドツトマトリ
ックス式プリンタの印字ヘッドのワイヤである。この機
械機構２は圧電アクチュエータを構成する圧電体４によ
り往復動される。

コイルＬとコンデンサＣ１からなる並列共振回路８と、
ＮＰＮ型のトランジスタＴｒｉ、コンデンサＣ２、及び
抵抗Ｒからなる正のフィードバック回路１０により構成
される発信回路１２が圧電体４へ直列に接続される。ト
ランジスタＴｒｌのコレクタ制には励振電圧が印加され
、エミッタ制は接続点１４においてコイルＬへ接続され
る。

また、トランジスタＴｒ２がら成るスイッチ手段６が圧
電体４と並列に接続される。

このスイッチ手段６のベースへ短絡信号をオン（こする
と、コンデンサＣ１【こエネルギが蓄積されると共にト
ランジスタＴｒｌを通じてコイルＬにもエネルギが蓄積
される。該短絡信号をＯＦＦにすると、これらのエネル
ギ（こより圧電体４が充電される。

次に本発明によるタイムチャートを示す第２図を参照し
ながら本実施例の作動を詳細（こ説明する。

スイッチ手段６をオンにする。すなわちトランジスタＴ
ｒ２のベース電圧υＤを高（Ｈ）レベルにすると、トラ
ンジスタＴｒ２は導通状態になり、コイルＬに励振電圧
Ｖｏがががり、コ１′ル電涜工りが流れ始める。

同時に発信手段１２のトランジスタＴｒ１がＯＮとなり
、トランジスタＴｒｉのコレクタ、エミッタ間を電流工
Ｔｒ１が流れる。トランジスタＴｒ２のコレクタ電流工
Ｔｒ２はこのトランジスタＴｒ１を通る電流工Ｔｒｉと
コイルを流れる電流工しの和となる。

トランジスタＴｒ１のエミッタ、コレクタ閤をｊ′Ｒれ
る電流Ｉ　Ｔｒ　１が○になった時点でトランジスタＴ
ｒ２をＯＦＦにするとトランジスタＴｒ２のコレクタ則
に電圧が発工し、該電圧が圧電体４への印加電圧となっ
て、圧電体４に電流工ｐが、克れ始める。

このとき、電圧はコイルの巻き数比をｎｌとｎ２とする
と、Ｖｏｘｎ２／ｎｌで定められる電圧が発生する。従
って、印加電圧が同一の場合、従来例のようにコイルＬ
を介して電荷を供給する場合よりも圧電体４への充電電
圧は大きくすることができ、圧電体に加わる電圧に比例
する圧電体の寸法歪も大きくできる。

やがてコイルＬを流れる電流工りとコンデンサＣ１を流
れる電流工Ｃは反転し、圧電体（こ蓄積された電荷はコ
イルＬへと環流する。ＬＣ１回路の共振の１サイクルの
時間が圧電体４への充放電時間と等しくなり、しかＩＪ
充電される電荷と放電される電荷が同じ慣となる。従っ
て同時に電源電流も反転し、電荷が回収される。

また、本実施例によれば、圧電体に印カロされる電圧は
トランジスタＴｒ１のエミッタとコイルＬとの接続点１
４、すなわち中点を変更すれば代えることができ、この
結果、圧電体の印加電圧と無関係に他の回路の供給電圧
と共通化を図ることができる。

本発明は以上説明した実施例（こは限定されない。

例えば第１図【こ示した実施例のＴｒｌがＮＰＮ型のト
ランジスタであったの（こ対ｕＰＮＰ型のトランジスタ
を使用することができるし、また、発信回路１２として
コルピッツ型のものを用いることもできる。

発明の詳細 な説明したよう（こ本発明【こよれば、共振回路の共振
時間が圧電体の充放電時間と等しくなり、共振の１サイ
クル終了後（こ電荷を放電する回路を必要としないので
、圧電アクチュエータの応答時間を短縮することができ
る。

また、本発明【こよれば圧電体の寸法歪を従来よりも大
きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は本発
明の９イムチヤート、第３図は従来例を示す回路図、第
４図は従来例のタイムチャートである。 ２・・・橋械構構、４・・・圧電体、６・・・スイッチ
手段、８・・・共振回路、１０・・・フィードバック回
路、１２・・・発信手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）往復動を行なう機械機構と前記機械機構に接続さ
   れ該機械機構を駆動する圧電体とを有する圧電アクチュ
   エータと、 該圧電アクチュエータに並列に接続したスイッチ手段と
   、 前記圧電アクチュエータと直列に接続された発信手段と
   、 を備えたことを特徴とする、圧電アクチュエータ励振方
   式。
2. （２）前記発信手段はコイルとコンデンサとからなる並
   列共振回路及びトランジスタ、コンデンサ及び抵抗から
   なる正のフィードバック回路とを備えることを特徴とす
   る、圧電アクチュエータ励振方式。