JPH11341840A - 電気機械変換素子を用いた駆動装置 - Google Patents
電気機械変換素子を用いた駆動装置Info
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- JPH11341840A JPH11341840A JP10145710A JP14571098A JPH11341840A JP H11341840 A JPH11341840 A JP H11341840A JP 10145710 A JP10145710 A JP 10145710A JP 14571098 A JP14571098 A JP 14571098A JP H11341840 A JPH11341840 A JP H11341840A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/021—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors using intermittent driving, e.g. step motors, piezoleg motors
- H02N2/025—Inertial sliding motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/06—Drive circuits; Control arrangements or methods
- H02N2/065—Large signal circuits, e.g. final stages
- H02N2/067—Large signal circuits, e.g. final stages generating drive pulses
Abstract
(57)【要約】
【課題】 駆動開始時の音の発生を防止した、電気機械
変換素子を用いた駆動装置を提供する。 【解決手段】 制御装置からの信号が端子に入力され、
ＦＥＴ１〜ＦＥＴ５の５つのスイッチと、２つの定電流
回路Ｉ１，Ｉ２とが適宜オン／オフすることによって、
圧電素子Ａに鋸歯状波形のパルス電圧を印加する。ＦＥ
Ｔ２、ＦＥＴ５をオンにして、圧電素子Ａを緩やかに充
電し、駆動開始時に音が発生しないようにする。以後
は、定電流回路Ｉ２のオンとＦＥＴ３のオンとを交互に
繰り返し、圧電素子Ａの遅速放電と急速放電を繰り返
す。駆動停止時には、ＦＥＴ２、ＦＥＴ５をオフにし、
圧電素子Ａの電荷を、抵抗Ｒ１、Ｒ２を含む閉回路で放
電する。
変換素子を用いた駆動装置を提供する。 【解決手段】 制御装置からの信号が端子に入力され、
ＦＥＴ１〜ＦＥＴ５の５つのスイッチと、２つの定電流
回路Ｉ１，Ｉ２とが適宜オン／オフすることによって、
圧電素子Ａに鋸歯状波形のパルス電圧を印加する。ＦＥ
Ｔ２、ＦＥＴ５をオンにして、圧電素子Ａを緩やかに充
電し、駆動開始時に音が発生しないようにする。以後
は、定電流回路Ｉ２のオンとＦＥＴ３のオンとを交互に
繰り返し、圧電素子Ａの遅速放電と急速放電を繰り返
す。駆動停止時には、ＦＥＴ２、ＦＥＴ５をオフにし、
圧電素子Ａの電荷を、抵抗Ｒ１、Ｒ２を含む閉回路で放
電する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気機械変換素子
を用いた駆動装置並びにその駆動回路に関し、例えば、
ＸＹ駆動テーブル、カメラの撮影レンズ、オーバーへッ
ドプロジェクターの投影レンズ、双眼鏡のレンズなどの
駆動部等の精密機械装置一般の駆動に適した電気機械変
換素子を使用した駆動装置並びにその駆動回路に関す
る。
を用いた駆動装置並びにその駆動回路に関し、例えば、
ＸＹ駆動テーブル、カメラの撮影レンズ、オーバーへッ
ドプロジェクターの投影レンズ、双眼鏡のレンズなどの
駆動部等の精密機械装置一般の駆動に適した電気機械変
換素子を使用した駆動装置並びにその駆動回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＸＹ駆動テーブルや、カメラの撮影レン
ズの駆動などには、従来電気モータを使用した駆動装置
が使用されてきたが、装置が大型になり、また磁界の発
生やノイズの発生などの不都合が指摘されていた。そこ
で、このような種々の課題を解決する手段として、本出
願人は、電気機械変換素子を使用した駆動装置を提案し
てきた。
ズの駆動などには、従来電気モータを使用した駆動装置
が使用されてきたが、装置が大型になり、また磁界の発
生やノイズの発生などの不都合が指摘されていた。そこ
で、このような種々の課題を解決する手段として、本出
願人は、電気機械変換素子を使用した駆動装置を提案し
てきた。
【０００３】この装置は、たとえば、図１（Ａ）の駆動
原理図に示すように、不図示のベースに固定される固定
部材Ｂと、伸縮方向の一方の端面が固定部材Ｂに固着さ
れた圧電素子Ａと、圧電素子Ａの伸縮方向に移動自在に
ベースまたは固定部材Ｂに支持されかつ圧電素子Ａの伸
縮方向の他方の端面にその軸端面が固着結合された駆動
軸Ｓと、駆動軸Ｓに摩擦結合する移動体Ｍとを備える。
そして、圧電素子Ａに、たとえば図１（Ｂ）に示すよう
な大略鋸歯状波形のパルス電圧を印加し、圧電素子Ａを
一方向には速く、反対方向にはゆっくりと伸縮させ、こ
れによって、駆動軸Ｓを一方向には速く、反対方向には
ゆっくりと移動させ、移動体Ｍを駆動軸Ｓに沿って駆動
するようになっている。
原理図に示すように、不図示のベースに固定される固定
部材Ｂと、伸縮方向の一方の端面が固定部材Ｂに固着さ
れた圧電素子Ａと、圧電素子Ａの伸縮方向に移動自在に
ベースまたは固定部材Ｂに支持されかつ圧電素子Ａの伸
縮方向の他方の端面にその軸端面が固着結合された駆動
軸Ｓと、駆動軸Ｓに摩擦結合する移動体Ｍとを備える。
そして、圧電素子Ａに、たとえば図１（Ｂ）に示すよう
な大略鋸歯状波形のパルス電圧を印加し、圧電素子Ａを
一方向には速く、反対方向にはゆっくりと伸縮させ、こ
れによって、駆動軸Ｓを一方向には速く、反対方向には
ゆっくりと移動させ、移動体Ｍを駆動軸Ｓに沿って駆動
するようになっている。
【０００４】すなわち、圧電素子Ａに印加する電圧を、
図１（Ｂ）において（１）で示した基準電圧から、
（２）で示したように最大電圧まで急激に上げると、圧
電素子Ａは、図１（Ａ）において（１）で示した基準状
態から、（２）で示したように急激に、すなわち速く伸
び、駆動軸Ｓは固定部材Ｂから離れる方向に速く移動す
る。このとき、駆動軸Ｓの加速度が大きいので、移動体
Ｍの慣性力は、移動体Ｍと駆動軸Ｓとの間の摩擦力より
も大きくなり、移動体Ｍが実質的にほとんど動かないま
ま、駆動軸Ｓが移動する。
図１（Ｂ）において（１）で示した基準電圧から、
（２）で示したように最大電圧まで急激に上げると、圧
電素子Ａは、図１（Ａ）において（１）で示した基準状
態から、（２）で示したように急激に、すなわち速く伸
び、駆動軸Ｓは固定部材Ｂから離れる方向に速く移動す
る。このとき、駆動軸Ｓの加速度が大きいので、移動体
Ｍの慣性力は、移動体Ｍと駆動軸Ｓとの間の摩擦力より
も大きくなり、移動体Ｍが実質的にほとんど動かないま
ま、駆動軸Ｓが移動する。
【０００５】次に、図１（Ｂ）において（３）で示した
ように、圧電素子Ａに印加する電圧を最大電圧から基準
電圧まで緩やかに低下させると、図１（Ａ）において
（３）で示したように、それに応じて駆動軸Ｓもゆっく
りと動く。このとき、駆動軸Ｓの加速度は小さく、移動
体Ｍに働く慣性力も小さいので、移動体Ｍと駆動軸Ｓと
の間の摩擦力によって、移動体Ｍは、駆動軸Ｓともにゆ
っくりと一体的に動く。
ように、圧電素子Ａに印加する電圧を最大電圧から基準
電圧まで緩やかに低下させると、図１（Ａ）において
（３）で示したように、それに応じて駆動軸Ｓもゆっく
りと動く。このとき、駆動軸Ｓの加速度は小さく、移動
体Ｍに働く慣性力も小さいので、移動体Ｍと駆動軸Ｓと
の間の摩擦力によって、移動体Ｍは、駆動軸Ｓともにゆ
っくりと一体的に動く。
【０００６】圧電素子Ａに、このような大略鋸歯状波形
のパルス電圧を連続して印加すると、移動体Ｍは繰り込
み方向（Ｆｏｒｗａｒｄ）へ移動する。
のパルス電圧を連続して印加すると、移動体Ｍは繰り込
み方向（Ｆｏｒｗａｒｄ）へ移動する。
【０００７】繰り出し方向（Ｂａｃｋｗａｒｄ）へ移動
させるときは、繰り込み方向のときは逆のパルス電圧を
印加し、圧電素子Ａの伸縮方向と緩急の関係を逆にす
る。たとえば図１において（４）〜（６）で示すよう
に、基準電圧から最小電圧まで急激に立ち下がり、最小
電圧から基準電圧に緩やかに立ち上がる大略鋸歯状波形
とする。
させるときは、繰り込み方向のときは逆のパルス電圧を
印加し、圧電素子Ａの伸縮方向と緩急の関係を逆にす
る。たとえば図１において（４）〜（６）で示すよう
に、基準電圧から最小電圧まで急激に立ち下がり、最小
電圧から基準電圧に緩やかに立ち上がる大略鋸歯状波形
とする。
【０００８】このような波形のパルス電圧を圧電素子Ａ
に印加するため、図２のような駆動回路を用いている。
すなわち、駆動回路は、大略、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４によ
る４つのスイッチと、２つの定電流回路Ｉ１，Ｉ２と、
不図示の制御装置からハイレベル信号（以下、“Ｈ信
号”という。）又はロウレベル信号（以下、“Ｌ信号”
という。）が適宜入力される６つの端子とを備え、圧電
素子Ａの端子Ｐ１，Ｐ２間に、鋸歯状波形のパルス電圧
を印加する。
に印加するため、図２のような駆動回路を用いている。
すなわち、駆動回路は、大略、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４によ
る４つのスイッチと、２つの定電流回路Ｉ１，Ｉ２と、
不図示の制御装置からハイレベル信号（以下、“Ｈ信
号”という。）又はロウレベル信号（以下、“Ｌ信号”
という。）が適宜入力される６つの端子とを備え、圧電
素子Ａの端子Ｐ１，Ｐ２間に、鋸歯状波形のパルス電圧
を印加する。
【０００９】たとえば、図３のタイミングチャート図に
示すように、繰り込み方向に駆動する場合には、ＦＯＲ
ＷＡＲＤ端子にＨ信号を入力してＦＥＴ２をオンにし、
圧電素子Ａの一方の端子Ｐ１をグランドレベルとし、次
に、ＦＡＳＴ＿Ｆ端子にＨ信号を入力してＦＥＴ３をオ
ンにして、圧電素子Ａの他方の端子Ｐ２にＨＶ端子の電
圧ＶHVを印加する。このとき、圧電素子Ａの一端Ｐ１か
ら他端Ｐ２に見た駆動電圧Ｖactは、グランドレベルか
らＶHVまで急激に立ち上がり、圧電素子Ａは、急速に充
電されるので、速く伸びる。次に、ＦＡＳＴ＿Ｆ端子に
Ｌ信号を入力してＦＥＴ３をオフにした後、ＳＬＯＷ＿
Ｆ端子にＨ信号を入力して定電流回路Ｉ２をオンにし、
圧電素子Ａの他方の端子Ｐ２から電荷を緩やかに放電す
る。これによって、圧電素子Ａの駆動電圧Ｖactは緩や
かに立ち下がり、ゆっくりと縮む。以後、ＦＡＳＴ＿Ｆ
端子とＳＬＯＷ＿Ｆ端子とにＨ信号を交互に入力するこ
とによって、圧電素子Ａの駆動電圧Ｖactは、ＶHVとグ
ランドレベルとの中間レベルＶTと、ＶHVとの間を大略
鋸歯状に往復する波形となる。すなわち、駆動電圧Ｖac
tの波形は、ＦＡＳＴ＿Ｆ端子にＨ信号を入力するとき
に急激に立ち上がり、ＳＬＯＷ＿Ｆ端子にＨ信号を入力
するときにゆっくりに立ち下がる。駆動を停止するとき
には、ＦＯＲＷＡＲＤ端子にＬ信号を入力する。
示すように、繰り込み方向に駆動する場合には、ＦＯＲ
ＷＡＲＤ端子にＨ信号を入力してＦＥＴ２をオンにし、
圧電素子Ａの一方の端子Ｐ１をグランドレベルとし、次
に、ＦＡＳＴ＿Ｆ端子にＨ信号を入力してＦＥＴ３をオ
ンにして、圧電素子Ａの他方の端子Ｐ２にＨＶ端子の電
圧ＶHVを印加する。このとき、圧電素子Ａの一端Ｐ１か
ら他端Ｐ２に見た駆動電圧Ｖactは、グランドレベルか
らＶHVまで急激に立ち上がり、圧電素子Ａは、急速に充
電されるので、速く伸びる。次に、ＦＡＳＴ＿Ｆ端子に
Ｌ信号を入力してＦＥＴ３をオフにした後、ＳＬＯＷ＿
Ｆ端子にＨ信号を入力して定電流回路Ｉ２をオンにし、
圧電素子Ａの他方の端子Ｐ２から電荷を緩やかに放電す
る。これによって、圧電素子Ａの駆動電圧Ｖactは緩や
かに立ち下がり、ゆっくりと縮む。以後、ＦＡＳＴ＿Ｆ
端子とＳＬＯＷ＿Ｆ端子とにＨ信号を交互に入力するこ
とによって、圧電素子Ａの駆動電圧Ｖactは、ＶHVとグ
ランドレベルとの中間レベルＶTと、ＶHVとの間を大略
鋸歯状に往復する波形となる。すなわち、駆動電圧Ｖac
tの波形は、ＦＡＳＴ＿Ｆ端子にＨ信号を入力するとき
に急激に立ち上がり、ＳＬＯＷ＿Ｆ端子にＨ信号を入力
するときにゆっくりに立ち下がる。駆動を停止するとき
には、ＦＯＲＷＡＲＤ端子にＬ信号を入力する。
【００１０】繰り出し方向に駆動する場合には、同様
に、ＢＡＣＫＷＡＲＤ端子にＨ信号を入力してＦＥＴ４
をオンにし、圧電素子の他方の端子Ｐ２をグランドレベ
ルとし、次に、ＦＡＳＴ＿Ｂ端子にＨ信号を入力してＦ
ＥＴ１をオンにし、圧電素子Ａの一方の端子Ｐ１にＨＶ
端子の電圧ＶHVを印加する。このとき、圧電素子Ａの駆
動電圧Ｖactは、グランドレベルから−ＶHVまで急激に
立ち下がり、圧電素子Ａは、急激に充電されるので、急
激に縮む。次に、ＦＡＳＴ＿Ｂ端子にＬ信号を入力した
後、ＳＬＯＷ＿Ｂ端子にＨ信号を入力して定電流回路Ｉ
１をオンにし、圧電素子Ａの一方の端子Ｐ１から電荷を
緩やかに放電する。これによって、駆動電圧Ｖactは緩
やかに立ち上がり、圧電素子Ａはゆっくり伸びる。以
後、ＦＡＳＴ＿Ｂ端子とＳＬＯＷ＿Ｂ端子とにＨ信号を
交互に入力することによって、圧電素子Ａの駆動電圧Ｖ
actは、−ＶHVとグランドレベルとの中間レベル−Ｖ
Tと、−ＶHVとの間を大略鋸歯状に往復する波形とな
る。
に、ＢＡＣＫＷＡＲＤ端子にＨ信号を入力してＦＥＴ４
をオンにし、圧電素子の他方の端子Ｐ２をグランドレベ
ルとし、次に、ＦＡＳＴ＿Ｂ端子にＨ信号を入力してＦ
ＥＴ１をオンにし、圧電素子Ａの一方の端子Ｐ１にＨＶ
端子の電圧ＶHVを印加する。このとき、圧電素子Ａの駆
動電圧Ｖactは、グランドレベルから−ＶHVまで急激に
立ち下がり、圧電素子Ａは、急激に充電されるので、急
激に縮む。次に、ＦＡＳＴ＿Ｂ端子にＬ信号を入力した
後、ＳＬＯＷ＿Ｂ端子にＨ信号を入力して定電流回路Ｉ
１をオンにし、圧電素子Ａの一方の端子Ｐ１から電荷を
緩やかに放電する。これによって、駆動電圧Ｖactは緩
やかに立ち上がり、圧電素子Ａはゆっくり伸びる。以
後、ＦＡＳＴ＿Ｂ端子とＳＬＯＷ＿Ｂ端子とにＨ信号を
交互に入力することによって、圧電素子Ａの駆動電圧Ｖ
actは、−ＶHVとグランドレベルとの中間レベル−Ｖ
Tと、−ＶHVとの間を大略鋸歯状に往復する波形とな
る。
【００１１】ところで、上記の駆動回路においては、Ｆ
ＯＷＡＲＤ端子にＨ信号を入力した後、ＦＡＳＴ＿Ｆ端
子に最初にＨ信号を入力したとき、すなわち駆動開始直
後に、圧電素子Ａは急速に充電され、静止状態から突然
変形を開始する。このとき、圧電素子Ａに急激な振動が
発生し、その振動によって音が発生する。また、駆動が
終了しても、圧電素子Ａには電荷が残ったままであるの
で、その後に方向変換して駆動するときに、駆動開始直
後に、圧電素子Ａの極性が急に変わるため、このときに
も、圧電素子Ａに大きな電位差が突然与えられた音が発
生する。この電位差によっては、圧電素子Ａが破壊する
こともある。
ＯＷＡＲＤ端子にＨ信号を入力した後、ＦＡＳＴ＿Ｆ端
子に最初にＨ信号を入力したとき、すなわち駆動開始直
後に、圧電素子Ａは急速に充電され、静止状態から突然
変形を開始する。このとき、圧電素子Ａに急激な振動が
発生し、その振動によって音が発生する。また、駆動が
終了しても、圧電素子Ａには電荷が残ったままであるの
で、その後に方向変換して駆動するときに、駆動開始直
後に、圧電素子Ａの極性が急に変わるため、このときに
も、圧電素子Ａに大きな電位差が突然与えられた音が発
生する。この電位差によっては、圧電素子Ａが破壊する
こともある。
【００１２】一方、圧電素子Ａが、ゆっくり充電され、
急速に放電される場合でも、圧電素子Ａに充電された状
態で駆動を停止した後、極性を変えて駆動すると、たと
え最初にゆっくりと充電することから駆動を開始すると
しても、圧電素子Ａの電位は急激に変化するので、やは
り音が発生する。
急速に放電される場合でも、圧電素子Ａに充電された状
態で駆動を停止した後、極性を変えて駆動すると、たと
え最初にゆっくりと充電することから駆動を開始すると
しても、圧電素子Ａの電位は急激に変化するので、やは
り音が発生する。
【００１３】このような音を低減する従来の方法として
は、駆動パルス発生回路を使って徐々に放電していくと
いう方法が提案されている（たとえば、特開平９−１９
１６７６号公報）。この方法によれば、放電時の音を対
策する場合、例えば図４に示すように、圧電素子Ａへの
パルス電圧の印加を停止すると、圧電素子Ａにバイアス
電圧ＶHVが残ったままになることがある。そこで、図４
に示したように、駆動停止後に、ＳＬＯＷ＿Ｆ端子に短
い時間のＨ信号パルスを入力して定電流回路Ｉ２を断続
的に動作させる。そうすることで、定電流回路Ｉ２のオ
ン時間に応じた少ない電荷が圧電素子Ａから放電され
る。この動作を繰り返すことで、圧電素子Ａからの電荷
をすべて放電しようというものである。ここで、放電の
周期が早過ぎたり、１回の放電量が多すぎると（つま
り、ＳＬＯＷ＿Ｆ端子に入力するＨ信号の時間が長い
と）音が発生するので、注意が必要である。この方式で
は、余分な部品を乗せることなく音を対策することがで
きる。
は、駆動パルス発生回路を使って徐々に放電していくと
いう方法が提案されている（たとえば、特開平９−１９
１６７６号公報）。この方法によれば、放電時の音を対
策する場合、例えば図４に示すように、圧電素子Ａへの
パルス電圧の印加を停止すると、圧電素子Ａにバイアス
電圧ＶHVが残ったままになることがある。そこで、図４
に示したように、駆動停止後に、ＳＬＯＷ＿Ｆ端子に短
い時間のＨ信号パルスを入力して定電流回路Ｉ２を断続
的に動作させる。そうすることで、定電流回路Ｉ２のオ
ン時間に応じた少ない電荷が圧電素子Ａから放電され
る。この動作を繰り返すことで、圧電素子Ａからの電荷
をすべて放電しようというものである。ここで、放電の
周期が早過ぎたり、１回の放電量が多すぎると（つま
り、ＳＬＯＷ＿Ｆ端子に入力するＨ信号の時間が長い
と）音が発生するので、注意が必要である。この方式で
は、余分な部品を乗せることなく音を対策することがで
きる。
【００１４】しかし、定電流回路Ｉ２を用いてバイアス
電圧ＶHVを放電するものであり、移動体Ｍの駆動開始前
や駆動停止後にも、パルス信号を供給し続けなければな
らず、マイコンの負担が大きくなり、制御が複雑になる
という難点がある。
電圧ＶHVを放電するものであり、移動体Ｍの駆動開始前
や駆動停止後にも、パルス信号を供給し続けなければな
らず、マイコンの負担が大きくなり、制御が複雑になる
という難点がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
解決すべき技術的課題は、制御が複雑にならずに、駆動
開始時の音の発生を防止した、電気機械変換素子を用い
た駆動装置並びにその駆動回路を提供することである。
解決すべき技術的課題は、制御が複雑にならずに、駆動
開始時の音の発生を防止した、電気機械変換素子を用い
た駆動装置並びにその駆動回路を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段および作用・効果】上記の
技術的課題を解決するため、本発明は、以下の構成の電
気機械変換素子を用いた駆動装置を提供する。
技術的課題を解決するため、本発明は、以下の構成の電
気機械変換素子を用いた駆動装置を提供する。
【００１７】電気機械変換素子を用いた駆動装置は、電
気機械変換素子と、この電気機械変換素子に電荷を供給
または放電する駆動パルス発生手段と、この駆動パルス
発生手段から出力される駆動パルスにより電気機械変換
素子に伸びと縮みの速度が異なる伸縮変位を発生させる
ことにより、被駆動部を所定方向に駆動させるタイプの
ものである。この駆動装置は、上記駆動パルス発生手段
が動作する以前に作動し、上記駆動パルス発生手段とは
異なる経路で電気機械変換素子に電荷を供給する電荷供
給手段を備える。
気機械変換素子と、この電気機械変換素子に電荷を供給
または放電する駆動パルス発生手段と、この駆動パルス
発生手段から出力される駆動パルスにより電気機械変換
素子に伸びと縮みの速度が異なる伸縮変位を発生させる
ことにより、被駆動部を所定方向に駆動させるタイプの
ものである。この駆動装置は、上記駆動パルス発生手段
が動作する以前に作動し、上記駆動パルス発生手段とは
異なる経路で電気機械変換素子に電荷を供給する電荷供
給手段を備える。
【００１８】上記構成において、駆動パルス発生手段
は、たとえば、急な立ち上がり（又は立ち下がり）と緩
やかな立ち下がり（又は立ち上がり）とからなる大略鋸
歯状波形のパルスを電気機械変換素子に供給する。パル
スが供給されると、電気機械変換素子は、伸び又は縮み
のいずれか一方では速く、他方ではゆっくりと伸縮す
る。これによって、被駆動部は所定方向に駆動される。
は、たとえば、急な立ち上がり（又は立ち下がり）と緩
やかな立ち下がり（又は立ち上がり）とからなる大略鋸
歯状波形のパルスを電気機械変換素子に供給する。パル
スが供給されると、電気機械変換素子は、伸び又は縮み
のいずれか一方では速く、他方ではゆっくりと伸縮す
る。これによって、被駆動部は所定方向に駆動される。
【００１９】上記構成において、駆動装置の駆動時に
は、まず電荷供給手段が作動する。このとき、電気機械
変換素子が急激に変化しないように、すなわち音が発生
しないように、電荷を供給することができる。電荷供給
手段は、駆動パルス発生手段と異なる経路で電気機械変
換素子に電荷を供給するので、駆動パルス発生手段手段
が動作してなくても、電荷を供給することができる。次
に、駆動パルス発生手段手段が動作して、電気機械変換
素子に電荷を供給または放電し、それを繰り返す。
は、まず電荷供給手段が作動する。このとき、電気機械
変換素子が急激に変化しないように、すなわち音が発生
しないように、電荷を供給することができる。電荷供給
手段は、駆動パルス発生手段と異なる経路で電気機械変
換素子に電荷を供給するので、駆動パルス発生手段手段
が動作してなくても、電荷を供給することができる。次
に、駆動パルス発生手段手段が動作して、電気機械変換
素子に電荷を供給または放電し、それを繰り返す。
【００２０】したがって、制御が複雑にならずに、駆動
開始時の音の発生を防止できる。
開始時の音の発生を防止できる。
【００２１】好ましくは、上記電荷供給手段が電気機械
変換素子に電荷を供給する速度は、上記駆動パルス発生
手段が電荷を供給する速度よりも遅い。
変換素子に電荷を供給する速度は、上記駆動パルス発生
手段が電荷を供給する速度よりも遅い。
【００２２】上記構成によれば、駆動パルス発生手段が
電気機械変換素子に電荷を供給することによって駆動を
開始すると音が発生するような場合に、電荷供給手段が
遅い速度で電荷を供給することによってゆっくり駆動を
開始させ、音の発生を防ぐことができる。
電気機械変換素子に電荷を供給することによって駆動を
開始すると音が発生するような場合に、電荷供給手段が
遅い速度で電荷を供給することによってゆっくり駆動を
開始させ、音の発生を防ぐことができる。
【００２３】また、本発明は、別の構成の電気機械変換
素子を用いた駆動装置を提供する。
素子を用いた駆動装置を提供する。
【００２４】電気機械変換素子を用いた駆動装置は、電
気機械変換素子と、この電気機械変換素子に電荷を供給
または放電する駆動パルス発生手段とを含み、この駆動
パルス発生手段から出力される駆動パルスにより電気機
械変換素子に伸びと縮みの速度が異なる伸縮変位を発生
させることにより、被駆動部を所定方向に駆動させるタ
イプのものである。この駆動装置は、上記駆動パルス発
生手段の動作が終了した後に作動し、上記駆動パルス発
生手段とは異なる経路で電気機械変換素子から電荷を放
電する電荷放電手段を備える。
気機械変換素子と、この電気機械変換素子に電荷を供給
または放電する駆動パルス発生手段とを含み、この駆動
パルス発生手段から出力される駆動パルスにより電気機
械変換素子に伸びと縮みの速度が異なる伸縮変位を発生
させることにより、被駆動部を所定方向に駆動させるタ
イプのものである。この駆動装置は、上記駆動パルス発
生手段の動作が終了した後に作動し、上記駆動パルス発
生手段とは異なる経路で電気機械変換素子から電荷を放
電する電荷放電手段を備える。
【００２５】上記構成によれば、駆動装置の駆動停止時
には、最後に電荷放電手段が作動する。このとき、電気
機械変換素子が急激に変化しないように電荷を放電する
ことができる。電荷放電手段は、駆動パルス発生手段と
異なる経路で電気機械変換素子から電荷を放電するの
で、駆動パルス発生手段手段が動作していなくても、電
荷を放電できる。再び駆動を開始するときには、電気機
械変換素子は放電状態となっており、電気機械変換素子
はまず最初に充電されるので、このときに音が発生しな
いように充電するように駆動パルス発生手段を構成して
おけば、駆動開始時の音の発生を防止できる。
には、最後に電荷放電手段が作動する。このとき、電気
機械変換素子が急激に変化しないように電荷を放電する
ことができる。電荷放電手段は、駆動パルス発生手段と
異なる経路で電気機械変換素子から電荷を放電するの
で、駆動パルス発生手段手段が動作していなくても、電
荷を放電できる。再び駆動を開始するときには、電気機
械変換素子は放電状態となっており、電気機械変換素子
はまず最初に充電されるので、このときに音が発生しな
いように充電するように駆動パルス発生手段を構成して
おけば、駆動開始時の音の発生を防止できる。
【００２６】したがって、制御が複雑にならずに、駆動
開始時の音の発生を防止できる。
開始時の音の発生を防止できる。
【００２７】好ましくは、上記電荷放電手段が電気機械
変換素子から電荷を放電する速度は、上記駆動パルス発
生手段が電荷を放電する速度よりも遅い。
変換素子から電荷を放電する速度は、上記駆動パルス発
生手段が電荷を放電する速度よりも遅い。
【００２８】上記構成によれば、電気機械変換素子から
電荷を放電することによって駆動を開始すると音が発生
するような駆動パルス発生手段であっても、駆動開始時
には必ず充電から駆動を開始するので、音の発生を防ぐ
ことができる。
電荷を放電することによって駆動を開始すると音が発生
するような駆動パルス発生手段であっても、駆動開始時
には必ず充電から駆動を開始するので、音の発生を防ぐ
ことができる。
【００２９】また、本発明は、上記各構成の駆動装置に
用いる駆動回路を提供する。
用いる駆動回路を提供する。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下に、図５〜図９に示した本発
明の各実施形態に係る電気機械変換素子を用いた駆動装
置の駆動回路について詳細に説明する。各実施形態の駆
動回路は、従来例の圧電素子を用いた駆動装置におい
て、圧電素子にパルス電圧を印加するために用いられ
る。
明の各実施形態に係る電気機械変換素子を用いた駆動装
置の駆動回路について詳細に説明する。各実施形態の駆
動回路は、従来例の圧電素子を用いた駆動装置におい
て、圧電素子にパルス電圧を印加するために用いられ
る。
【００３１】まず、第１実施形態について、図５の回路
図を参照しながら説明する。
図を参照しながら説明する。
【００３２】第１実施形態の駆動回路は、大略、図２の
従来例の回路と同様に構成される。詳しくは、ＨＶ端子
には、抵抗ｒ１の一端が接続されている。抵抗ｒ１の他
端は、抵抗ｒ２の一端に接続されている。トランジスタ
Ｑ１は、コレクタが抵抗ｒ２の他端に接続されている。
トランジスタＱ１のエミッタは、グランド端子ＧＮＤに
接続されている。トランジスタＱ１のベースは、抵抗ｒ
３を介してグランド端子ＧＮＤに接続されている。さら
に、トランジスタＱ１のベースは、抵抗ｒ４を介してＦ
ＡＳＴ＿Ｂ端子に接続されている。
従来例の回路と同様に構成される。詳しくは、ＨＶ端子
には、抵抗ｒ１の一端が接続されている。抵抗ｒ１の他
端は、抵抗ｒ２の一端に接続されている。トランジスタ
Ｑ１は、コレクタが抵抗ｒ２の他端に接続されている。
トランジスタＱ１のエミッタは、グランド端子ＧＮＤに
接続されている。トランジスタＱ１のベースは、抵抗ｒ
３を介してグランド端子ＧＮＤに接続されている。さら
に、トランジスタＱ１のベースは、抵抗ｒ４を介してＦ
ＡＳＴ＿Ｂ端子に接続されている。
【００３３】また、ＨＶ端子には、ＦＥＴ１のドレイン
が接続されている。ＦＥＴ１のソースは、ＦＥＴ２のソ
ースに接続されている。ＦＥＴ１のゲートは、抵抗ｒ１
と抵抗ｒ２との接続点に接続されている。ＦＥＴ２のド
レインは、グランド端子ＧＮＤに接続されている。ＦＥ
Ｔ２のゲートには、ＦＯＷＡＲＤ端子が接続されてい
る。ＦＥＴ１のソースとＦＥＴ２のソースとの接続点
は、圧電素子Ａの一方の端子Ｐ１に接続されている。
が接続されている。ＦＥＴ１のソースは、ＦＥＴ２のソ
ースに接続されている。ＦＥＴ１のゲートは、抵抗ｒ１
と抵抗ｒ２との接続点に接続されている。ＦＥＴ２のド
レインは、グランド端子ＧＮＤに接続されている。ＦＥ
Ｔ２のゲートには、ＦＯＷＡＲＤ端子が接続されてい
る。ＦＥＴ１のソースとＦＥＴ２のソースとの接続点
は、圧電素子Ａの一方の端子Ｐ１に接続されている。
【００３４】圧電素子Ａの一方の端子Ｐ１には、ＳＬＯ
Ｗ＿Ｂ端子によりオン／オフされる定電流回路Ｉ１が接
続されている。すなわち、圧電素子Ａの一方の端子Ｐ１
には、トランジスタＴｒ１のコレクタが接続されてい
る。トランジスタＴｒ１のエミッタは、抵抗ｒ６を介し
てグランド端子ＧＮＤに接続されている。トランジスタ
Ｔｒ１のベースは、トランジスタＴｒ２のコレクタに接
続されている。トランジスタＴｒ２は、エミッタがグラ
ンド端子ＧＮＤに接続され、ベースが、トランジスタＴ
ｒ１のエミッタと抵抗ｒ６との接続点に接続されてい
る。さらに、トランジスタＴｒ１のベースは、抵抗ｒ５
を介して、ＳＬＯＷ＿Ｂ端子に接続されている。
Ｗ＿Ｂ端子によりオン／オフされる定電流回路Ｉ１が接
続されている。すなわち、圧電素子Ａの一方の端子Ｐ１
には、トランジスタＴｒ１のコレクタが接続されてい
る。トランジスタＴｒ１のエミッタは、抵抗ｒ６を介し
てグランド端子ＧＮＤに接続されている。トランジスタ
Ｔｒ１のベースは、トランジスタＴｒ２のコレクタに接
続されている。トランジスタＴｒ２は、エミッタがグラ
ンド端子ＧＮＤに接続され、ベースが、トランジスタＴ
ｒ１のエミッタと抵抗ｒ６との接続点に接続されてい
る。さらに、トランジスタＴｒ１のベースは、抵抗ｒ５
を介して、ＳＬＯＷ＿Ｂ端子に接続されている。
【００３５】圧電素子Ａの他端側も、抵抗ｒ７〜Ｒ１
２、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４，Ｑ３，Ｑ４、ＦＥＴ
３，ＦＥＴ４と、ＳＬＯＷ＿Ｆ，ＢＡＣＫＷＡＲＤ，Ｆ
ＡＳＴ＿Ｆの各端子とによって、同様に構成されてい
る。
２、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４，Ｑ３，Ｑ４、ＦＥＴ
３，ＦＥＴ４と、ＳＬＯＷ＿Ｆ，ＢＡＣＫＷＡＲＤ，Ｆ
ＡＳＴ＿Ｆの各端子とによって、同様に構成されてい
る。
【００３６】以上の構成は、図２の従来例の駆動回路と
同じ構成であるが、本実施形態の駆動回路は、従来例と
異なり、ＨＶ端子と圧電素子Ａの各端子Ｐ１，Ｐ２との
間にそれぞれ抵抗Ｒ１，Ｒ２が接続されている。
同じ構成であるが、本実施形態の駆動回路は、従来例と
異なり、ＨＶ端子と圧電素子Ａの各端子Ｐ１，Ｐ２との
間にそれぞれ抵抗Ｒ１，Ｒ２が接続されている。
【００３７】詳しくは後述するが、ＦＯＲＷＡＲＤ端子
またはＢＡＣＫＷＡＲＤ端子にＨ信号を入力してＦＥＴ
２またはＦＥＴ４をオンにすると、圧電素子Ａは、抵抗
Ｒ１またはＲ２を介して充電される。その時の充電速度
は、圧電素子Ａの静電容量と抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値と
によって決まるので、抵抗Ｒ１，Ｒ２は、十分に大きい
値に設定する。圧電素子Ａにバイアスがかかった時点
で、ＦＡＳＴ＿Ｆ端子またはＦＡＳＴ＿Ｂ端子に短時間
のＨ信号をパルス状に入力して、ＦＥＴ３またはＦＥＴ
１をオンにして、駆動装置を駆動する。
またはＢＡＣＫＷＡＲＤ端子にＨ信号を入力してＦＥＴ
２またはＦＥＴ４をオンにすると、圧電素子Ａは、抵抗
Ｒ１またはＲ２を介して充電される。その時の充電速度
は、圧電素子Ａの静電容量と抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値と
によって決まるので、抵抗Ｒ１，Ｒ２は、十分に大きい
値に設定する。圧電素子Ａにバイアスがかかった時点
で、ＦＡＳＴ＿Ｆ端子またはＦＡＳＴ＿Ｂ端子に短時間
のＨ信号をパルス状に入力して、ＦＥＴ３またはＦＥＴ
１をオンにして、駆動装置を駆動する。
【００３８】次に、駆動回路の動作を説明する。繰り込
み方向の場合も繰り出し方向の場合も同様であるので、
ここでは、繰り出し方向の場合を例にとって、図１０の
タイミングチャート図を参照しながら説明する。
み方向の場合も繰り出し方向の場合も同様であるので、
ここでは、繰り出し方向の場合を例にとって、図１０の
タイミングチャート図を参照しながら説明する。
【００３９】まず、ＦＯＲＷＡＲＤ端子にＨ信号が入力
される。このとき、ＦＥＴ２がオンになるので、抵抗Ｒ
１は意味を無くし、ＨＶ端子、抵抗Ｒ２、圧電素子Ａ、
ＦＥＴ２、グランド端子ＧＮＤのルートで、圧電素子Ａ
は充電される。これによって、圧電素子Ａの他方の端子
Ｐ２の電圧Ｖactは緩やかに立ちあがる。
される。このとき、ＦＥＴ２がオンになるので、抵抗Ｒ
１は意味を無くし、ＨＶ端子、抵抗Ｒ２、圧電素子Ａ、
ＦＥＴ２、グランド端子ＧＮＤのルートで、圧電素子Ａ
は充電される。これによって、圧電素子Ａの他方の端子
Ｐ２の電圧Ｖactは緩やかに立ちあがる。
【００４０】次に、ＦＡＳＴ＿Ｆ端子にＨ信号を入力し
てＦＥＴ３をオンにする。このとき、圧電素子Ａの他方
の端子Ｐ２の電圧Ｖactは、ほとんど変化しない。抵抗
Ｒ２を用いた上記の対策がなければ、図１０において点
線で示したように圧電素子Ａの他方の端子Ｐ２の電圧が
ＶHVまで急に立ち上がり、音が発生するが、上記の対策
によって、これを防止できる。
てＦＥＴ３をオンにする。このとき、圧電素子Ａの他方
の端子Ｐ２の電圧Ｖactは、ほとんど変化しない。抵抗
Ｒ２を用いた上記の対策がなければ、図１０において点
線で示したように圧電素子Ａの他方の端子Ｐ２の電圧が
ＶHVまで急に立ち上がり、音が発生するが、上記の対策
によって、これを防止できる。
【００４１】次に、ＦＡＳＴ＿Ｆ端子にＬ信号を入力し
た後、ＳＬＯＷ＿Ｆ端子にＨ信号を入力し、定電流回路
Ｉ２をオンにする。こによって、圧電素子Ａの電荷はゆ
っくり放電され、圧電素子Ａの他方の端子Ｐ２の電圧
は、緩やかに立ち下がる。このとき、抵抗Ｒ２はプルア
ップされているが、定電流回路Ｉ２のインピーダンスは
抵抗Ｒ２と比較して十分に小さいので、その影響を受け
ない。
た後、ＳＬＯＷ＿Ｆ端子にＨ信号を入力し、定電流回路
Ｉ２をオンにする。こによって、圧電素子Ａの電荷はゆ
っくり放電され、圧電素子Ａの他方の端子Ｐ２の電圧
は、緩やかに立ち下がる。このとき、抵抗Ｒ２はプルア
ップされているが、定電流回路Ｉ２のインピーダンスは
抵抗Ｒ２と比較して十分に小さいので、その影響を受け
ない。
【００４２】次に、ＳＬＯＷ＿Ｆ端子にＬ信号を入力し
て定電流回路Ｉ２をオフにした後、ＦＡＳＴ＿Ｆ端子に
Ｈ信号を入力してＦＥＴ３をオンにする。この場合も、
ＦＥＴ３のルートのインピーダンスは抵抗Ｒ２よりも十
分に小さいので、圧電素子Ａの他方の端子Ｐ２の電圧は
ＶHVまで急に立ち上がる。
て定電流回路Ｉ２をオフにした後、ＦＡＳＴ＿Ｆ端子に
Ｈ信号を入力してＦＥＴ３をオンにする。この場合も、
ＦＥＴ３のルートのインピーダンスは抵抗Ｒ２よりも十
分に小さいので、圧電素子Ａの他方の端子Ｐ２の電圧は
ＶHVまで急に立ち上がる。
【００４３】以後、従来例と同様に、ＳＬＯＷ＿Ｆ端子
とＦＡＳＴ＿Ｆ端子とにＨ信号を交互に入力する。
とＦＡＳＴ＿Ｆ端子とにＨ信号を交互に入力する。
【００４４】以上説明したように、圧電素子Ａは、最初
は、抵抗Ｒ１又はＲ２による第１の経路から緩やかに充
電され、以後は、ＦＥＴ１又はＦＥＴ３による第２の経
路から急速に充電される。抵抗Ｒ１，Ｒ２は、バイアス
電圧をかけるときのみ作用し、圧電素子の駆動電圧Ｖac
tの最初の立ち上がり又は立ち下がりだけを緩やかにす
る。したがって、駆動時の音の発生を防止できる。
は、抵抗Ｒ１又はＲ２による第１の経路から緩やかに充
電され、以後は、ＦＥＴ１又はＦＥＴ３による第２の経
路から急速に充電される。抵抗Ｒ１，Ｒ２は、バイアス
電圧をかけるときのみ作用し、圧電素子の駆動電圧Ｖac
tの最初の立ち上がり又は立ち下がりだけを緩やかにす
る。したがって、駆動時の音の発生を防止できる。
【００４５】次に、第２実施態様の駆動回路について、
図６の回路図を参照しながら説明する。
図６の回路図を参照しながら説明する。
【００４６】第１実施形態では、圧電素子Ａの充電側に
緩急２系統の経路を設けていたが、第２実施形態では、
放電側に緩急２系統の経路を設けている。すなわち、図
６に示したように、ＨＶ端子と圧電素子Ａの一方の端子
Ｐ１との間には、定電流回路Ｉ１が接続されている。ま
た、ＨＶ端子と圧電素子Ａの他方に端子Ｐ２との間に
は、定電流回路Ｉ２が接続されている。定電流回路Ｉ
１，Ｉ２は、それぞれ、ＳＬＯＷ＿Ｂ端子又はＳＬＯＷ
＿Ｆ端子にＨ信号／Ｌ信号が入力されると、トランジタ
Ｔｒ１又はＴｒ３がオン／オフするようになっている。
圧電素子Ａの各端子Ｐ１，Ｐ２は、抵抗Ｒ１，Ｒ２を介
してグランド端子ＧＮＤにそれぞれ接続されている。さ
らに、圧電素子Ａの端子Ｐ１は、ＦＥＴ１を介してＦＡ
ＳＴ＿Ｂ端子に接続され、また、ＦＥＴ２を介しＦＯＲ
ＷＡＲＤ端子に接続されている。圧電素子Ａの各端子Ｐ
２は、ＦＥＴ３を介してＦＡＳＴ＿Ｆ端子に接続され、
また、ＦＥＴ４をＢＡＣＫＷＡＲＤ端子に接続されてい
る。
緩急２系統の経路を設けていたが、第２実施形態では、
放電側に緩急２系統の経路を設けている。すなわち、図
６に示したように、ＨＶ端子と圧電素子Ａの一方の端子
Ｐ１との間には、定電流回路Ｉ１が接続されている。ま
た、ＨＶ端子と圧電素子Ａの他方に端子Ｐ２との間に
は、定電流回路Ｉ２が接続されている。定電流回路Ｉ
１，Ｉ２は、それぞれ、ＳＬＯＷ＿Ｂ端子又はＳＬＯＷ
＿Ｆ端子にＨ信号／Ｌ信号が入力されると、トランジタ
Ｔｒ１又はＴｒ３がオン／オフするようになっている。
圧電素子Ａの各端子Ｐ１，Ｐ２は、抵抗Ｒ１，Ｒ２を介
してグランド端子ＧＮＤにそれぞれ接続されている。さ
らに、圧電素子Ａの端子Ｐ１は、ＦＥＴ１を介してＦＡ
ＳＴ＿Ｂ端子に接続され、また、ＦＥＴ２を介しＦＯＲ
ＷＡＲＤ端子に接続されている。圧電素子Ａの各端子Ｐ
２は、ＦＥＴ３を介してＦＡＳＴ＿Ｆ端子に接続され、
また、ＦＥＴ４をＢＡＣＫＷＡＲＤ端子に接続されてい
る。
【００４７】次に、この駆動回路の動作を説明する。
【００４８】繰り出し方向の場合を例にとって説明する
と、図１１のタイミングチャート図のように動作する。
まず、ＦＯＲＷＡＲＤ端子にＨ信号を入力する。これに
よってＦＥＴ２がオンになるので、抵抗Ｒ１は意味を無
くす。
と、図１１のタイミングチャート図のように動作する。
まず、ＦＯＲＷＡＲＤ端子にＨ信号を入力する。これに
よってＦＥＴ２がオンになるので、抵抗Ｒ１は意味を無
くす。
【００４９】次に、ＳＬＯＷ＿Ｆ端子にＨ信号を入力し
て、定電流回路Ｉ２をオンにする。これによって、圧電
素子Ａの他端Ｐ２側が充電され、圧電素子Ａの駆動電圧
Ｖactは緩やかに立ち上がる。
て、定電流回路Ｉ２をオンにする。これによって、圧電
素子Ａの他端Ｐ２側が充電され、圧電素子Ａの駆動電圧
Ｖactは緩やかに立ち上がる。
【００５０】次に、ＳＬＯＷ＿Ｆ端子にＬ信号を入力し
て、定電流回路Ｉ２をオフにする。
て、定電流回路Ｉ２をオフにする。
【００５１】次に、ＦＡＳＴ＿Ｆ端子にＨ信号を入力
し、ＦＥＴ３をオンにする。これによって、駆動電圧Ｖ
actは、急激に立ち下がる。以後、ＳＬＯＷ＿Ｆ端子と
ＦＡＳＴ＿Ｆ端子とに、Ｈ信号を交互に入力することに
よって、圧電素子Ａの駆動電圧Ｖactは、緩やかな立ち
上がりと急激な立ち下がりとを交互に繰り返す。
し、ＦＥＴ３をオンにする。これによって、駆動電圧Ｖ
actは、急激に立ち下がる。以後、ＳＬＯＷ＿Ｆ端子と
ＦＡＳＴ＿Ｆ端子とに、Ｈ信号を交互に入力することに
よって、圧電素子Ａの駆動電圧Ｖactは、緩やかな立ち
上がりと急激な立ち下がりとを交互に繰り返す。
【００５２】駆動を停止する場合には、ＳＬＯＷ＿Ｆ端
子にＨ信号を入力し、定電流回路Ｉ２により圧電素子Ａ
の他端Ｐ２側を充電した後、ＳＬＯＷ＿Ｆ端子にＬ信号
を入力し、所定時間経過後に、ＦＯＲＷＡＲＤ端子にＬ
信号を入力する。すなわち、駆動を続ける時には次にＨ
信号を入力するＦＡＳＴ＿Ｆ端子に、Ｌ信号を入力した
ままとし、圧電素子Ａの他端Ｐ２側の電荷を抵抗Ｒ２を
介してグランドＧＮＤにゆっくりと放電する。これによ
って、駆動電圧Ｖactは、緩やかに立ち下がり、最後に
はグランドレベルになる。
子にＨ信号を入力し、定電流回路Ｉ２により圧電素子Ａ
の他端Ｐ２側を充電した後、ＳＬＯＷ＿Ｆ端子にＬ信号
を入力し、所定時間経過後に、ＦＯＲＷＡＲＤ端子にＬ
信号を入力する。すなわち、駆動を続ける時には次にＨ
信号を入力するＦＡＳＴ＿Ｆ端子に、Ｌ信号を入力した
ままとし、圧電素子Ａの他端Ｐ２側の電荷を抵抗Ｒ２を
介してグランドＧＮＤにゆっくりと放電する。これによ
って、駆動電圧Ｖactは、緩やかに立ち下がり、最後に
はグランドレベルになる。
【００５３】繰り込み方向の場合には、同様に、ＢＡＣ
ＫＷＡＲＤ端子にＨ信号を入力し、ＦＡＳＴ＿Ｂ端子と
ＳＬＯＷ＿Ｂ端子とにＨ信号を交互に入力する。
ＫＷＡＲＤ端子にＨ信号を入力し、ＦＡＳＴ＿Ｂ端子と
ＳＬＯＷ＿Ｂ端子とにＨ信号を交互に入力する。
【００５４】以上説明したように、駆動停止の制御によ
り、抵抗Ｒ１又はＲ２から、圧電素子Ａの電荷は緩やか
に放電されるので、次に駆動する時には、常に、充電か
ら動作を開始する。充電は、定電流回路Ｉ１，Ｉ２によ
って緩やか行われ、駆動開始時において、圧電素子の駆
動電圧Ｖactの最初の立ち上がり又は立ち下がりは緩や
かである。したがって、駆動時の音の発生を防止でき
る。
り、抵抗Ｒ１又はＲ２から、圧電素子Ａの電荷は緩やか
に放電されるので、次に駆動する時には、常に、充電か
ら動作を開始する。充電は、定電流回路Ｉ１，Ｉ２によ
って緩やか行われ、駆動開始時において、圧電素子の駆
動電圧Ｖactの最初の立ち上がり又は立ち下がりは緩や
かである。したがって、駆動時の音の発生を防止でき
る。
【００５５】次に、第３実施態様について、図７〜図９
を用いて説明する。
を用いて説明する。
【００５６】第３実施形態の駆動回路は、図７の回路図
に示すように、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４を用いる４つのスイ
ッチと、２つの定電流回路Ｉ１，Ｉ２と、２つの抵抗Ｒ
１，Ｒ２とを備え、大略、第１実施形態と同様に構成さ
れている。
に示すように、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４を用いる４つのスイ
ッチと、２つの定電流回路Ｉ１，Ｉ２と、２つの抵抗Ｒ
１，Ｒ２とを備え、大略、第１実施形態と同様に構成さ
れている。
【００５７】ただし、第１実施形態と異なり、各抵抗Ｒ
１，Ｒ２の一方の端子は、ＨＶ端子に直接接続されるの
ではなく、ＦＥＴ５を用いたスイッチを介してＨＶ端子
に接続されている。ＦＥＴ５は、その２つの入力端子が
ＦＯＲＷＡＲＤ端子とＢＡＣＫＷＡＲＤ端子とにそれぞ
れ接続されたＯＲ回路の出力によって、オン／オフされ
るようになっている。
１，Ｒ２の一方の端子は、ＨＶ端子に直接接続されるの
ではなく、ＦＥＴ５を用いたスイッチを介してＨＶ端子
に接続されている。ＦＥＴ５は、その２つの入力端子が
ＦＯＲＷＡＲＤ端子とＢＡＣＫＷＡＲＤ端子とにそれぞ
れ接続されたＯＲ回路の出力によって、オン／オフされ
るようになっている。
【００５８】次に、この駆動回路の動作について、繰り
込み方向の場合を例にとって説明する。
込み方向の場合を例にとって説明する。
【００５９】まず、ＦＯＲＷＡＲＤ端子にオン信号を入
力して、ＦＥＴ２をオンにする。それと同時に、ＯＲ回
路の出力がＨとなりＦＥＴ５がオンになるので、図８
に示すように、ＦＥＴ５から抵抗Ｒ２、圧電素子、ＦＥ
Ｔ２という経路で、圧電素子Ａは充電される。この時、
抵抗Ｒ２は、十分大きな抵抗値に設定されているので、
図９のタイミングチャートのように、圧電素子Ａはゆっ
くりと充電され、圧電素子Ａの駆動電圧Ｖactは緩やか
に立ち上がる。したがって、充電時の音は発生しない。
力して、ＦＥＴ２をオンにする。それと同時に、ＯＲ回
路の出力がＨとなりＦＥＴ５がオンになるので、図８
に示すように、ＦＥＴ５から抵抗Ｒ２、圧電素子、ＦＥ
Ｔ２という経路で、圧電素子Ａは充電される。この時、
抵抗Ｒ２は、十分大きな抵抗値に設定されているので、
図９のタイミングチャートのように、圧電素子Ａはゆっ
くりと充電され、圧電素子Ａの駆動電圧Ｖactは緩やか
に立ち上がる。したがって、充電時の音は発生しない。
【００６０】次に、ＳＬＯＷ＿Ｆ端子にＨ信号を入力し
て、定電流回路Ｉ２をオンにする。このとき、図８に
示すように、圧電素子Ａに充電された電荷は定電流回路
Ｉ２からゆっくりと放電され、図９に示すように、駆動
電圧Ｖactは、緩やかに立ち下がる。この時、ＦＥＴ５
はオンしたままであるが、抵抗Ｒ２は十分に大きいの
で、定電流放電Ｉ２を含む図８の回路はその影響を受
けない。
て、定電流回路Ｉ２をオンにする。このとき、図８に
示すように、圧電素子Ａに充電された電荷は定電流回路
Ｉ２からゆっくりと放電され、図９に示すように、駆動
電圧Ｖactは、緩やかに立ち下がる。この時、ＦＥＴ５
はオンしたままであるが、抵抗Ｒ２は十分に大きいの
で、定電流放電Ｉ２を含む図８の回路はその影響を受
けない。
【００６１】次に、ＳＬＯＷ＿Ｆ端子にＨ信号を入力し
て、ＦＥＴ３をオンにする。このとき、圧電素子Ａの充
電は、図８に示すように、ＦＥＴ３から、圧電素子
Ａ、ＦＥＴ３に至る経路で充電され、図９に示すよう
に、駆動電圧Ｖactは急に立ち上がる。抵抗Ｒ２は、Ｆ
ＥＴ３の抵抗と比較して十分大きく設定されているので
影響は少ない。以後、ＦＡＳＴ＿Ｆ端子とＳＬＯＷ＿Ｆ
端子とに、交互にＨ信号を入力する。
て、ＦＥＴ３をオンにする。このとき、圧電素子Ａの充
電は、図８に示すように、ＦＥＴ３から、圧電素子
Ａ、ＦＥＴ３に至る経路で充電され、図９に示すよう
に、駆動電圧Ｖactは急に立ち上がる。抵抗Ｒ２は、Ｆ
ＥＴ３の抵抗と比較して十分大きく設定されているので
影響は少ない。以後、ＦＡＳＴ＿Ｆ端子とＳＬＯＷ＿Ｆ
端子とに、交互にＨ信号を入力する。
【００６２】駆動が終了すると、ＦＯＲＷＡＲＤ端子に
Ｌ信号を入力する。これによって、ＦＥＴ２とＦＥＴ５
とがオフになり、図８に示すように、抵抗Ｒ１，Ｒ２
と圧電素子Ａとで閉ループが形成される。したがって、
圧電素子Ａに残った電荷は，この閉ループで放電される
ので、駆動電圧Ｖactは、図９に示すように，緩やかに
立ち下がる。
Ｌ信号を入力する。これによって、ＦＥＴ２とＦＥＴ５
とがオフになり、図８に示すように、抵抗Ｒ１，Ｒ２
と圧電素子Ａとで閉ループが形成される。したがって、
圧電素子Ａに残った電荷は，この閉ループで放電される
ので、駆動電圧Ｖactは、図９に示すように，緩やかに
立ち下がる。
【００６３】その後、方向が変わったり、再度駆動させ
るときには、上記と同様の制御を繰り返す。
るときには、上記と同様の制御を繰り返す。
【００６４】駆動停止の制御の後に、抵抗Ｒ１およびＲ
２の閉ループによって、圧電素子Ａの電荷は緩やかに放
電されるので、次に駆動する時には、常に、充電から動
作を開始する。充電は、定電流回路Ｉ１，Ｉ２によって
緩やかに行われる。したがって、駆動開始時に、圧電素
子の駆動電圧Ｖactの最初の立ち上がり又は立ち下がり
は、緩やかである。したがって、駆動時の音の発生を防
止できる。
２の閉ループによって、圧電素子Ａの電荷は緩やかに放
電されるので、次に駆動する時には、常に、充電から動
作を開始する。充電は、定電流回路Ｉ１，Ｉ２によって
緩やかに行われる。したがって、駆動開始時に、圧電素
子の駆動電圧Ｖactの最初の立ち上がり又は立ち下がり
は、緩やかである。したがって、駆動時の音の発生を防
止できる。
【００６５】なお、本発明は、上記各実施形態に限定さ
れるものではなく、その他種々の態様で実施可能であ
る。
れるものではなく、その他種々の態様で実施可能であ
る。
【図１】 従来の駆動装置の動作の説明図である。
【図２】 従来の駆動装置の回路図である。
【図３】 図２の回路の動作のタイミングチャート図で
ある。
ある。
【図４】 従来の駆動装置の他の動作のタイミングチャ
ート図である。
ート図である。
【図５】 本発明の第１実施形態の駆動装置の駆動回路
図である。
図である。
【図６】 本発明の第２実施形態の駆動装置の駆動回路
図である。
図である。
【図７】 本発明の第３実施形態の駆動装置の駆動回路
図である。
図である。
【図８】 図７の駆動回路の動作説明図である。
【図９】 図７の駆動回路のタイミングチャート図であ
る。
る。
【図１０】 図５の駆動回路のタイミングチャート図で
ある。
ある。
【図１１】 図６の駆動回路のタイミングチャート図で
ある。
ある。
Ａ 圧電素子（電気機械変換素子） Ｉ１，Ｉ２ 定電流回路 Ｒ１，Ｒ２ 抵抗（電荷供給手段、電荷放電手段）
Claims (8)
- 【請求項１】 電気機械変換素子と、該電気機械変換素
子に電荷を供給または放電する駆動パルス発生手段と、
該駆動パルス発生手段から出力される駆動パルスにより
電気機械変換素子に伸びと縮みの速度が異なる伸縮変位
を発生させることにより、被駆動部を所定方向に駆動さ
せる駆動装置において、 上記駆動パルス発生手段が動作する以前に作動し、上記
駆動パルス発生手段とは異なる経路で電気機械変換素子
に電荷を供給する電荷供給手段を備えたことを特徴とす
る、電気機械変換素子を用いた駆動装置。 - 【請求項２】 上記電荷供給手段が電気機械変換素子に
電荷を供給する速度は、上記駆動パルス発生手段が電荷
を供給する速度よりも遅いことを特徴とする、請求項１
記載の電気機械変換素子を用いた駆動装置。 - 【請求項３】 電気機械変換素子と、該電気機械変換素
子に電荷を供給または放電する駆動パルス発生手段と、
該駆動パルス発生手段から出力される駆動パルスにより
電気機械変換素子に伸びと縮みの速度が異なる伸縮変位
を発生させることにより、被駆動部を所定方向に駆動さ
せる駆動装置において、 上記駆動パルス発生手段の動作が終了した後に作動し、
上記駆動パルス発生手段とは異なる経路で電気機械変換
素子から電荷を放電する電荷放電手段を備えたことを特
徴とする、電気機械変換素子を用いた駆動装置。 - 【請求項４】 上記電荷放電手段が電気機械変換素子か
ら電荷を放電する速度は、上記駆動パルス発生手段が電
荷を放電する速度よりも遅いことを特徴とする、請求項
３記載の電気機械変換素子を用いた駆動装置。 - 【請求項５】 電気機械変換素子と、該電気機械変換素
子に電荷を供給または放電する駆動パルス発生手段と、
該駆動パルス発生手段から出力される駆動パルスにより
電気機械変換素子に伸びと縮みの速度が異なる伸縮変位
を発生させることにより、被駆動部を所定方向に駆動さ
せる駆動装置に用いられる駆動回路において、 上記駆動パルス発生手段が動作する以前に作動し、上記
駆動パルス発生手段とは異なる経路で電気機械変換素子
に電荷を供給する電荷供給手段を備えたことを特徴とす
る駆動回路。 - 【請求項６】 上記電荷供給手段が電気機械変換素子に
電荷を供給する速度は、上記駆動パルス発生手段が電荷
を供給する速度よりも遅いことを特徴とする、請求項５
記載の駆動回路。 - 【請求項７】 電気機械変換素子と、電気機械変換素子
に電荷を供給または放電する駆動パルス発生手段と、駆
動パルス発生手段から出力される駆動パルスにより電気
機械変換素子に伸びと縮みの速度が異なる伸縮変位を発
生させることにより、被駆動部を所定方向に駆動させる
駆動装置に用いられる駆動回路において、 上記駆動パルス発生手段の動作が終了した後に作動し、
上記駆動パルス発生手段とは異なる経路で電気機械変換
素子から電荷を放電する電荷放電手段を備えたことを特
徴とする駆動回路。 - 【請求項８】 上記電荷放電手段が電気機械変換素子か
ら電荷を放電する速度は、上記駆動パルス発生手段が電
荷を放電する速度よりも遅いことを特徴とする、請求項
７記載の駆動回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10145710A JPH11341840A (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | 電気機械変換素子を用いた駆動装置 |
| US09/318,915 US6218765B1 (en) | 1998-05-27 | 1999-05-26 | Driving device using an electromechanical transducer, and an apparatus having the driving device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10145710A JPH11341840A (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | 電気機械変換素子を用いた駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11341840A true JPH11341840A (ja) | 1999-12-10 |
Family
ID=15391342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10145710A Pending JPH11341840A (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | 電気機械変換素子を用いた駆動装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6218765B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11341840A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010104231A (ja) * | 2009-12-28 | 2010-05-06 | Konica Minolta Holdings Inc | 駆動装置 |
| JP2010154752A (ja) * | 2010-04-01 | 2010-07-08 | Konica Minolta Holdings Inc | 駆動装置 |
| JP2010263788A (ja) * | 2010-08-25 | 2010-11-18 | Konica Minolta Holdings Inc | 駆動装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JP3944629B2 (ja) * | 2001-11-07 | 2007-07-11 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 駆動回路 |
| JP3595808B2 (ja) * | 2002-07-11 | 2004-12-02 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 電圧発生回路及び該回路を備えた駆動装置 |
| US7394639B2 (en) * | 2005-07-08 | 2008-07-01 | Advanced Energy Industries, Inc. | System and method for driving an industrial control device |
| KR20090108696A (ko) * | 2007-02-09 | 2009-10-16 | 코니카 미놀타 옵토 인코포레이티드 | 구동장치 |
| US8059346B2 (en) | 2007-03-19 | 2011-11-15 | New Scale Technologies | Linear drive systems and methods thereof |
| US8721550B2 (en) * | 2008-10-30 | 2014-05-13 | Texas Instruments Incorporated | High voltage ultrasound transmitter with symmetrical high and low side drivers comprising stacked transistors and fast discharge |
| US7705517B1 (en) * | 2008-10-30 | 2010-04-27 | Texas Instruments Incorporated | Ultrasound transmitter |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5225941A (en) | 1990-07-03 | 1993-07-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Driving device |
| JP2633066B2 (ja) * | 1990-07-03 | 1997-07-23 | キヤノン株式会社 | 駆動装置 |
| JPH04165971A (ja) * | 1990-10-30 | 1992-06-11 | Canon Inc | アクチュエータ |
| JP3164239B2 (ja) * | 1992-01-16 | 2001-05-08 | オリンパス光学工業株式会社 | 振動波モータの駆動回路 |
| JP3358418B2 (ja) | 1996-01-04 | 2002-12-16 | ミノルタ株式会社 | 電気−機械変換素子を使用した駆動機構 |
| JPH09247968A (ja) * | 1996-03-06 | 1997-09-19 | Minolta Co Ltd | 電気機械変換素子を使用した駆動装置 |
-
1998
- 1998-05-27 JP JP10145710A patent/JPH11341840A/ja active Pending
-
1999
- 1999-05-26 US US09/318,915 patent/US6218765B1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010104231A (ja) * | 2009-12-28 | 2010-05-06 | Konica Minolta Holdings Inc | 駆動装置 |
| JP2010154752A (ja) * | 2010-04-01 | 2010-07-08 | Konica Minolta Holdings Inc | 駆動装置 |
| JP2010263788A (ja) * | 2010-08-25 | 2010-11-18 | Konica Minolta Holdings Inc | 駆動装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6218765B1 (en) | 2001-04-17 |
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