JPH09206681A - 超音波振動子の駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、所定の位相差を待った複数の駆動
電圧を必要とする超音波振動子を駆動し得る駆動装置を
提供する。 【解決手段】 複数の端子を構成する圧電セラミックス
１、１１を有する超音波振動子に駆動電圧を供給してこ
の超音波振動子を駆動する駆動装置において、前記圧電
セラミックス１に、前記超音波振動子の共振周波数で発
振する自励発振回路により駆動電圧を供給する第１の波
形生成回路と、位相同期ループにより前記第１の波形生
成回路の駆動電圧の周波数に対して整数倍の周波数を持
つ複数の信号を発生するＰＬＬ回路と、このＰＬＬ回路
からの前記複数の信号を基に、前記第１の波形生成回路
の駆動電圧に対して所定の位相差を有する１又は複数の
駆動電圧を生成し、前記圧電セラミックス１１に供給す
る第２の波形生成回路とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、超音波振動子の
駆動装置に関する。

【従来の技術】電気エネルギーを電気−機械エネルギー
変換素子を用いて超音波振動に変換する超音波洗浄機の
駆動装置の一例として、東京大学出版会編「超音波技
術」の５０頁、図2.34に記載されたものが知られてい
る。

【０００２】この駆動装置は、電気−機械エネルギー変
換素子として圧電磁器（セラミックス）を用いた超音波
洗浄機（超音波振動子）の駆動回路であり、図１１にそ
の概要を示す。

【０００３】この駆動回路は、超音波振動子を機械的共
振周波数で駆動するために自励発振回路から構成されて
いる。

【０００４】ここで、発振回路の基本構成について図５
乃至図１０を参照し、前記自励発振回路について図１１
を参照して各々説明する。

【０００５】一般に、発振回路の基本構成は図５に示す
ようになる。この発振回路は、ゲイン（増幅率）がαの
増幅器４１とゲインがβの帰還回路４２とからなり、こ
の発振回路の出力Ｖｏは増幅器４１から取り出される。
そして、α×β＝１のときに安定的に発振する。また、
α×β＞１のときには、振動振幅は増幅器４１の電源電
圧Ｖｓにより制限され、図６に示す発振波形において点
線のように発散せずに実線のように振幅Ｖｓで安定す
る。つまり、増幅器４１のゲインが制限されたことにな
り、見かけ上α×β＝１となる。

【０００６】また、電源電圧Ｖｓによりゲインが制限さ
れなくても、何らかのゲイン制限回路を付加すれば、や
はり見かけ上α×β＝１となる。そして、図７に示すよ
うに前記帰還回路４２の移相量に周波数特性を持たせる
と、移相量が０度になる周波数ｆｏで発振する。

【０００７】一方、機械的共振特性を持つ圧電セラミッ
クスを用いた超音波振動子は、図８のようなインダクタ
Ｌ、コンデンサＣ、抵抗Ｒの直列回路にコンデンサＣｄ
を並列接続した等価回路で示される。そして、この等価
回路のインピーダンスの絶対値｜Ｚ｜と周波数との関係
は図９に示すようなる。

【０００８】前記絶対値｜Ｚ｜は、機械的共振周波数ｆ
ｒ近傍で極小になり、これよりやや高い反共振周波数ｆ
ａ近傍で極大になる。また、位相φは図１０に示すよう
に機械的共振周波数ｆｒ近傍と反共振周波数ｆａ近傍で
０度になる。このような周波数特性を持つ圧電セラミッ
クスを、図５の帰還回路４２の一部として使用し、機械
的共振周波数ｆｒ近傍で前記絶対値｜Ｚ｜が小さくなっ
たときに、α×β＝１になるような構成を採用すれば、
位相φが０度である周波数で発振する。同様に、反共振
周波数ｆａ近傍で前記絶対値｜Ｚ｜が大きくなったとき
に、α×β＝１になるような構成を採用すれば、位相φ
が０度である周波数で発振する。

【０００９】次に、図１１に示す前記自励発振回路にお
いては、帰還回路の一部にトランス５１と圧電磁器振動
子（セラミックス）５２とを直列に接続している。既述
したように、圧電磁器振動子５２の機械的共振周波数ｆ
r 近傍でそのインピーダンスの絶対値が極小になるた
め、トランス５１の一次巻線（２Ｔ）に流れる電流が極
大になり、この結果、このトランス５１の二つの二次巻
線（１２Ｔ）に誘起される電圧が極大になる。尚、前記
自励発振回路は、ＡＣ１００（Ｖ）の電源に接続されラ
インフィルタ５３、ブリッジ回路５４を介して駆動電圧
が供給される。

【００１０】前記帰還回路の帰還量が機械的共振周波数
ｆｒの近傍で極端に大きくなり、また、帰還回路の移相
量も機械的共振周波数ｆｒの近傍で０度になる。この帰
還回路の出力は、二つのトランジスタＱ1 、Ｑ2 を使用
した増幅回路５３の入力端子であるトランジスタＱ1 、
Ｑ2 の各ベースに電流として入力される。

【００１１】そして、前記帰還回路の帰還量と増幅回路
４３のゲインとの積が１となり、かつ、移相量が０度と
なる周波数、即ち、機械的共振周波数ｆｒの近傍で発振
することになる。このため、例え機械的共振周波数ｆｒ
が変動しても、発信周波数は自動的に機械的共振周波数
ｆｒと略一致する。

【００１２】

【発明が解決しとようする課題】前記自励発振回路は、
非常に効率よく超音波振動子の機械的共振周波数を追尾
することができる。しかし、複数の位相の異なる電圧を
必要とするような超音波振動子、例えば超音波モータに
用いられる複数の超音波振動子を駆動することはできな
い。即ち、超音波モータは適度な位相差を待った２相電
圧を必要とする場合が多く、このような場合には従来例
の自励発振回路を使用することは困難である。

【００１３】そこで、本発明は、所定の位相差を待った
複数の駆動電圧を必要とする超音波振動子を駆動し得る
駆動装置を提供することを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
複数の端子を有する超音波振動子に駆動電圧を供給して
この超音波振動子を駆動する駆動装置において、前記超
音波振動子の１の端子に、前記超音波振動子の共振周波
数で発振する自励発振回路により駆動電圧を供給する第
１の波形生成回路と、位相同期ループにより前記第１の
波形生成回路の駆動電圧の周波数に対して整数倍の周波
数を持つ複数の信号を発生するＰＬＬ回路と、このＰＬ
Ｌ回路からの前記複数の信号を基に、前記第１の波形生
成回路の駆動電圧に対して所定の位相差を有する１又は
複数の駆動電圧を生成し、前記超音波振動子の他の端子
に供給する第２の波形生成回路とを有することを特徴と
するものである。

【００１５】請求項２記載の発明は、複数の端子を有す
る超音波振動子に駆動電圧を供給してこの超音波振動子
を駆動する駆動装置において、前記超音波振動子の１の
端子に、前記超音波振動子の反共振周波数で発振する自
励発振回路により駆動電圧を供給する第１の波形生成回
路と、位相同期ループにより前記第１の波形生成回路の
駆動電圧の周波数に対して整数倍の周波数を持つ複数の
信号を発生するＰＬＬ回路と、このＰＬＬ回路からの前
記複数の信号を基に、前記第１の波形生成回路の駆動電
圧に対して所定の位相差を有する１又は複数の駆動電圧
を生成し、前記超音波振動子の他の端子に供給する第２
の波形生成回路とを有することを特徴とするものであ
る。

【００１６】請求項１記載の発明に係る駆動装置によれ
ば、第１の波形生成回路の自励発振により、超音波振動
子の共振周波数と略一致した周波数の駆動電圧を生成し
て超音波振動子の１の端子に供給し、位相同期ループに
より前記第１の波形生成回路の駆動電圧の周波数に対し
て整数倍の周波数を持つ複数の信号を発生し、第２の波
形生成回路により、前記第１の波形生成回路の駆動電圧
に対して所定の位相差を有する１又は複数の駆動電圧を
生成して、この駆動電圧を前記超音波振動子の他の端子
に供給するものである。これにより、超音波振動子を、
その共振周波数持ちかつ所定の位相差を待った複数の駆
動電圧により駆動することができる。

【００１７】請求項２記載の発明に係る駆動装置によれ
ば、第１の波形生成回路の自励発振により、超音波振動
子の反共振周波数と略一致した周波数の駆動電圧を生成
して超音波振動子の１の端子に供給し、位相同期ループ
により前記第１の波形生成回路の駆動電圧の周波数に対
して整数倍の周波数を持つ複数の信号を発生し、第２の
波形生成回路により、前記第１の波形生成回路の駆動電
圧に対して所定の位相差を有する１又は複数の駆動電圧
を生成して、この駆動電圧を前記超音波振動子の他の端
子に供給するものである。これにより、超音波振動子
を、その反共振周波数を持ちかつ所定の位相差を待った
複数の駆動電圧により駆動することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。

【００１９】（実施の形態１） ［構成］図１は本実施の形態１の超音波振動子の駆動装
置の回路構成図、図２はこの駆動装置の各部の信号波形
図を示すものである。

【００２０】本実施の形態１において、超音波振動子は
特に図示しないが、超音波振動子に対して交播電圧を印
加する第１の端子としての圧電セラミックス１と、第２
の端子としての圧電セラミックス１１とを用いて構成さ
れる。

【００２１】図１に示す駆動装置は、第１の波形生成回
路と、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）
回路と、第２の波形生成回路とを備えている。

【００２２】第１の波形生成回路は、電源（直流電圧
源）１６に一次巻線の一端が接続されたトランス２と、
トランス２の二次巻線の他端がコレクタに接続されたト
ンジスタ３と、トランス２の一次巻線の一端とトンジス
タ３のベースとの間に接続された抵抗４と、トンジスタ
３のベースとトランス２の二次巻線の中間タップとの間
に接続されたコンデンサ５とを具備し、前記トランス２
の二次巻線に圧電セラミックス１を接続して、超音波振
動子の共振周波数で発振する自励発振回路を構成してい
る。

【００２３】ＰＬＬ回路は、位相比較器６、積分器７、
ＶＣＯ（電圧制御発振器）８、分周器９を直列接続して
構成され、分周器９は、位相が９０度づつ異なり周波数
が入力（ＶＣＯ８の出力）周波数の１／４であるφ1 乃
至φ4 の４個の信号を出力するようになっている。前記
分周器９が出力する信号φ1 は、位相比較器６に入力さ
れるようになっている。また、位相比較器６は、前記第
１の波形生成回路におけるトランジスタ３のベースとも
接続されている。

【００２４】第２の波形生成回路は、前記分周器９が出
力する信号φ2 、φ4 を切り替えていずれかを選択する
切替スイッチ１０と、この切替スイッチ１０に抵抗１４
を介してベースを接続したトランジスタ１３と、ベース
抵抗１５と、トランジスタ１３のコレクタと前記第１の
波形生成回路の入力端子（電源１６との接続端子）との
間に一次巻線の一端及び二次巻線の一端を接続したトラ
ンス１２とを具備し、トランス１２の二次巻線に前記セ
ラミックス１１を接続している。

【００２５】このような構成により、前記２つの圧電セ
ラミックス１、１１には、各々第１、第２の波形生成回
路を介して駆動電圧である交番電圧が印加される。

【００２６】（作用）次に、前記駆動装置の作用を図２
をも参照して説明する。

【００２７】最初に、第１の波形生成回路である自励発
振回路の作用について説明する。前記トランジスタ３は
抵抗４で正極に接続され、ベース電位がエミッタ電位よ
り高いため、コレクタ−エミッタ間は導通する。この結
果、トランス２の一次巻線に電流が流れ、二次巻線側に
昇圧された電圧が発生して圧電セラミックス１に電流が
流れる。

【００２８】トランス２の二次巻線の中間タップの出力
は、コンデンサ５で直流的に絶縁されて交流的にトラン
ジスタ３のベースに入力される。そして、抵抗４からコ
ンデンサ５の方向に電流が流れることにより、トランジ
スタ３のベース電位が上がり、コレクタ−エミッタ間が
非導通となる。すると、前記トランス２の二次巻緩に発
生する逆起電力によセラミックス１に上述した場合と逆
方向に電流が流れる。同時に、コンデンサ５から抵抗４
の方向に電流が流れて、トランジスタ３のベース電位が
高くなり、コレクタ−エミッタ間が導通する。以上の動
作の操り返しにより自励発振が起こる。

【００２９】このときの発振周波数は、抵抗４とコンデ
ンサ５に流れる帰還電流が大きく位相が０度となる超音
波振動子の共振周波数ｆｒと略一致する周波数になる。

【００３０】次に、前記ＰＬＬ回路の作用を説明する。
トランジスタ３のベース電圧をφoとして位相比較器６
の一方の入力端子に入力し、分周器９の一つの出力であ
る信号φ1 を位相比較器６の他方の入力端子に入力す
る。位相比較器６でベース電圧φo と信号φ1 との位相
差が比較され、比較結果を積分器７で積分することによ
り、この位租差が電圧の大小に変換される。前記ＶＣＯ
８は、積分器７の出力電圧により発振周波数が変化し、
最終的にはベース電圧φo と信号φ1 との位相差がなく
なる周波数、つまり、ベース電圧φo と信号φ1 が等し
くなる周波数で安定する。

【００３１】ＶＣＯ８の出力は、分周器９により周波数
が１／４に分周されて位相比較器６に入力されるため、
ＶＣＯ８の発振周波数は超音波振動子の共振周波数の４
倍になる。以上説明したベース電圧φo 、ＶＣＯ８の出
力、信号φ1 乃至φ4 の波形を図２に示す。

【００３２】前記第２の波形生成回路の動作は以下の通
りである。前記ＶＣＯ８の出力は、ベース電圧φo の４
倍の周波数であるから、ＶＣＯ８の出力波形を基準にし
て、図２に示すように信号φ1 、φ2 、φ2 、φ4 の波
形が生成可能である。信号φ1 、φ2 、φ2 、φ4 は、
ベース電圧φo に対して周波数が同じで、位相差がそれ
ぞれ０度、９０度、１８０度、２７０度（−９０度）に
なる。前記切替スイッチ１０によりこの中から必要な位
相を選択する。

【００３３】例えば、ベース電圧φo に対して＋９０度
の位相差を持つ波形を生成したければ信号φ2を、同様
に−９０度の位相差を持つ波形を生成したければ信号φ
4をを選択すればよい。切替スイッチ１０により信号φ2
、信号φ4 のいづれか一つつを選択した後、この信号
φ2 又は信号φ4 を前記抵抗１４を介してトランジスタ
１３のべースに入力する。トランジスタ１３のベース電
位がエミッタ電位より高ければ、コレクタ−エミッタ間
は導通し、トランス１２の１次巻線に電流が流れ、２次
巻線側に発生する電圧により圧電セラミックス１１に電
流が流れる。

【００３４】前記トランジスタ１３のベース電位がエミ
ッタ電位より低ければ、コレクタ−エミッタ間は非導通
になり、トランス１２の２次巻線側に発生する逆起電力
により、圧電セラミックス１１に上述した場合と逆の方
向の電流が流れる。

【００３５】以上説明したように、第１の波形生成回路
のベース電圧φo を基に、ＰＬＬ回路により周波数が同
じで位相が９０度、２７０度異なる波形を出力し、これ
を第２の波形生成回路で選択し、かつ、昇圧して圧電セ
ラミックス１１を駆動するものである。

【００３６】［効果］本実施の形態１の駆動装置によれ
ば、超音波振動子を、その共振周波数ｆｒを持ちかつ９
０度、２７０度（−９０度）のいずれかの位相差を待っ
た複数の駆動電圧により駆動することができる。

【００３７】（実施の形態２） ［構成］次に、図３を参照して本実施の形態２の構成を
説明する。図３は本実施の形態１の超音波振動子の駆動
装置の回路構成図、図２はこの駆動装置の各部の信号波
形図を示すものである。

【００３８】本実施の形態２において、超音波振動子は
特に図示しないが、超音波振動子に対して交番電圧を印
加する第１の端子としての圧電セラミックス２１と、第
２の端子としてのセラミックス３３とを用いて構成され
る。

【００３９】図３に示す駆動装置は、第１の波形生成回
路と、ＰＬＬ回路と、第２の波形生成回路とを備えてい
る。

【００４０】第１の波形生成回路は、電源（直流電圧
源）３９にコレクタが接続されたＮＰＮ型のトランジス
タ２３と、このトランジスタ２３のエミッタに、エミッ
タが接続されコレクタが接地されたＰＮＰ型のトランジ
スタ２４と、前記トランジスタ２３、２４の各ベースに
コレクタが接続され、エミッタが接地されたトランジス
タ２５と、前記トランジスタ２３のコレクタ−ベース間
に接続された抵抗２６と、前記トランジスタ２３、２４
の各エミッタに一端が接続され、抵抗２７を介して前記
トランジスタ２５のベースに他端が接続されたインダク
タ２２と、前記トランジスタ２５のベースと接地との間
に接続された抵抗２８とを具備し、前記インダクタ２２
の他端に圧電セラミックス２１を接続して、超音波振動
子の反共振周波数で発振する自励発振回路を構成してい
る。

【００４１】ＰＬＬ回路は、位相比較器２９、積分器３
０、ＶＣＯ（電圧制御発振器）３１、分周器３２を直列
接続して構成され、分周器３２は、位相が３０度異なり
周波数が入力（ＶＣＯ３１の出力）周波数の１／１２で
あるφ5 乃至φ6 の２個の信号を出力するようになって
いる。前記分周器３２が出力する信号φ5 は、位相比較
器２９に入力されるようになっている。また、位相比較
器６は、前記第１の波形生成回路におけるトランジスタ
２３、２４の各ベースとも接続されている。

【００４２】第２の波形生成回路は、分周器３２の出力
である信号φ6が抵抗３７を経て各ベースに入力される
ＮＰＮ型のトランジスタ３５、ＰＮＰ型のトランジスタ
３６を有し、これらトランジスタ３５、３６の各エミッ
タの接続点にインダクタ３４の一端を接続して、このイ
ンダクタ３４の他端に接続した圧電セラミックス３３を
駆動するようになっている。前記トランジスタ３５のコ
レクタは前記電源３９に接続されている。尚、図３中、
３８はトランジスタ３５、３６のベース抵抗である。

【００４３】このような構成とすることにより、２つの
圧電セラミックス２１、３３には各々第１、第２の波形
生成回路により駆動電圧である交番電圧が印加される。

【００４４】（作用）次に、実施の形態２の作用を説明
する。

【００４５】始めに、第１の波形生成回路である自励発
振回路の作用について説明する。前記トランジスタ２３
は、抵抗２６によりそのベース電位がエミッタ電位より
高いためにコレクタ−エミッタ間は導通し、また、トラ
ンジスタ２４は、ベース電位がエミッタ電位より高いた
めにコレクタ−エミッタ間は非導通になる。このときト
ランジスタ２５のコレクタ−エミッタ間は非導通であ
る。

【００４６】この結果、電源３９からトランジスタ２
３、インダクタ２２を介して圧電セラミックス２１に電
流が流れる（以下正方向の電流の流れと呼ぶ）。する
と、インダクタ２２と圧電セラミックス２１との接続点
の電位が上がり、これにより、トランジスタ２４のベー
ス電位も上がって、トランジスタ２５のコレクタ−エミ
ッタ間が導通する。

【００４７】トランジスタ２５のコレクタ−エミッタ間
が導通すると、トランジスタ２３のベース電位がエミッ
タ電位より低くなるため、トランジスタ２３のコレクタ
−エミッタ間は非導通になり、トランジスタ２４のベー
ス電位がエミッタ電位より低くなってそのコレクタ−エ
ミッタ間は導通する。

【００４８】このとき、圧電セラミックス２１の制動容
量に蓄えられた電荷がインダクタ２２、トランジスタ２
４を介して接地ヘ移動し、電流が流れる（以下負方向の
電流の流れと呼ぶ）。これにより、インダクタ２２と圧
電セラミックス２１との接続点の電位が下がり、トラン
ジスタ２４のべース電位も下がって、トランジスタ２５
のコレクタ−エミッタ間が非導通になる。これにより、
トランジスタ２３のコレクタ−エミッタ間は導通し、ト
ランジスタ２４のコレクタ−エミッタ間は非導通にな
る。以上の繰り返しにより自励発振が起こる。

【００４９】このときの自励発振の発振周波数は以下の
ようにして定まる。上述した正方向の電流の流れと、負
方向の電流の流れが繰り替えされるとき、圧電セラミッ
クス２１の両端の電圧の振幅は主にインダクタ２２とこ
の圧電セラミックス２１のインピーダンスによる分圧比
により決まる。いま、周波数が一定とすれば、インダク
タ２２のインピーダンスは一定なので、圧電セラミック
ス２１のインピーダンスが一番高くなる反共振周波数
（図９に示すｆａ）近傍で、電圧振幅が最も大きくな
る。

【００５０】従って、抵抗２７、２８の値を正帰還の帰
還量が適当になるように選べば、反共振周波数ｆａ近傍
で発振することになる。より正確には、反共振周波数ｆ
ａ近傍で帰還電流の位相が０度になるときの周波数で発
振する。

【００５１】次に、前記ＰＬＬ回路の作用を説明する。
トランジスタ２３、２４のべース電圧をφ0として位相
比較器２９の一方の入力端子に入力し、分周器３２の一
つの出力である信号φ5 を位相比較器２９の他方の入力
端子に入力する。

【００５２】位相比較器２９でべース電圧φ0 と信号φ
5 との位相差が比較され、比較結果を積分器３０で積分
することにより、この位相差が電圧の大小に変換され
る。ＶＣＯ３１は積分器３０の出力電圧により発振周波
数が変化し、最終的にはべース電圧φ0 と信号φ5 との
位相差がなくなるとき、つまり、べース電圧φ0 と信号
φ5 の周波数が一致したときに安定する。

【００５３】前記ＶＣＯ３１の出力は、分周器３２によ
りその周波数が１／１２に分周されて位相比較器２９に
入力されるため、ＶＣＯ３１の発振周波数は超音波振動
子の共振周波数の１２倍になる。以上説明したべース電
圧φ0 、ＶＣＯ３１の出力、信号φ5 、φ6 の波形は図
４に示すようになる。

【００５４】次に、第２の波形生成回路の動作は次のよ
うになる。前記ＶＣＯ３１の出力はべース電圧φ0 の１
２倍の周波数であるから、ＶＣＯ３１の出力波形を基準
にして、３６０度÷１２＝３０度の間隔で任意の波形の
信号が生成可能である。ここでべース電圧φ0 に対して
位相が３０度遅れた信号φ6 を生成すると、図４に示す
ようなタイミングになる。

【００５５】この信号φ6 を抵抗３７を介してトランジ
スタ３５、３６のべースに入力すると、信号φ6 がハイ
（Ｈｉｇｈ）のときには、トランジスタ３５のコレクタ
−エミッタ間は導通し、トランジスタ３６のコレクタ−
エミッタ間は非導通になり電源３９からトランジスタ３
５、インダクタ３４を介して圧電セラミックス３３に電
流が流れる。

【００５６】また、信号φ6がロー（Ｌｏｗ）のときに
は、トランジスタ３５のコレクタエミッタ間は非導通に
なり、トランジスタ３６のコレクタ−エミッタ間は導通
して、圧電セラミックス３３からインダクタ３４、トラ
ンジスタ３６を介して接地に電流が流れる。

【００５７】以上説明したように、実施の形態２におい
ては、第１の波形生成回路、第２の波形生成回路によ
り、超音波振動子の反共振周波数に一致又は略一致し、
位相が３０度異なる駆動電圧を生成することができる

【００５８】（効果）本実施の形態２の駆動装置では、
超音波振動子を、その反共振周波数を持ちかつ３０度の
位相差を待った２個の駆動電圧により駆動することがで
きる。

【００５９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、超音波振
動子の共振周波数と一致し、位相の異なる複数の駆動電
圧によりこの超音波振動子を駆動することができる駆動
装置を提供することができる。

【００６０】請求項２記載の発明によれば、超音波振動
子の反共振周波数と一致し、位相の異なる複数の駆動電
圧によりこの超音波振動子を駆動することができる駆動
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の超音波振動子の駆動装
置の回路構成図である。

【図２】本発明の実施の形態１の駆動装置の各部の信号
波形図である。

【図３】本発明の実施の形態２の超音波振動子の駆動装
置の回路構成図である。

【図４】本発明の実施の形態２の駆動装置の各部の信号
波形図である。

【図５】発振回路の基本構成を示す回路図である。

【図６】図５に示す発振回路の発振波形図である。

【図７】図５に示す発振回路の移送量と周波数との関係
を示す説明図である。

【図８】超音波振動子の等価回路図である。

【図９】超音波振動子の等価回路のインピーダンスと周
波数との関係を示す説明図である。

【図１０】超音波振動子の等価回路の位相と周波数との
関係を示す説明図である。

【図１１】従来の自励発信回路を示す回路図である。

【符号の説明】

１ 圧電セラミックス ２ トランス ３ トランジスタ ４ 抵抗 ６ 位相比較器 ７ 積分器 ８ ＶＣＯ ９ 分周器 １０ 切替スイッチ １１ 圧電セラミックス １２ トランス １３ トランジスタ １６ 電源 ２１ 圧電セラミックス ２２ インダクタ ２３ トランジスタ ２４ トランジスタ ２５ トランジスタ ３３ 圧電セラミックス ３４ インダクタ ３５ トランジスタ ３６ トランジスタ ３９ 電源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の端子を有する超音波振動子に駆動
   電圧を供給してこの超音波振動子を駆動する駆動装置に
   おいて、 前記超音波振動子の１の端子に、前記超音波振動子の共
   振周波数で発振する自励発振回路により駆動電圧を供給
   する第１の波形生成回路と、 位相同期ループにより前記第１の波形生成回路の駆動電
   圧の周波数に対して整数倍の周波数を持つ複数の信号を
   発生するＰＬＬ回路と、 このＰＬＬ回路からの前記複数の信号を基に、前記第１
   の波形生成回路の駆動電圧に対して所定の位相差を有す
   る１又は複数の駆動電圧を生成し、前記超音波振動子の
   他の端子に供給する第２の波形生成回路と、 を有することを特徴とする超音波振動子の駆動装置。
2. 【請求項２】 複数の端子を有する超音波振動子に駆動
   電圧を供給してこの超音波振動子を駆動する駆動装置に
   おいて、 前記超音波振動子の１の端子に、前記超音波振動子の反
   共振周波数で発振する自励発振回路により駆動電圧を供
   給する第１の波形生成回路と、 位相同期ループにより前記第１の波形生成回路の駆動電
   圧の周波数に対して整数倍の周波数を持つ複数の信号を
   発生するＰＬＬ回路と、 このＰＬＬ回路からの前記複数の信号を基に、前記第１
   の波形生成回路の駆動電圧に対して所定の位相差を有す
   る１又は複数の駆動電圧を生成し、前記超音波振動子の
   他の端子に供給する第２の波形生成回路と、 を有することを特徴とする超音波振動子の駆動装置。