JPH08294288A - インパクト型移動装置の駆動回路 - Google Patents

インパクト型移動装置の駆動回路

Info

Publication number
JPH08294288A
JPH08294288A JP7098317A JP9831795A JPH08294288A JP H08294288 A JPH08294288 A JP H08294288A JP 7098317 A JP7098317 A JP 7098317A JP 9831795 A JP9831795 A JP 9831795A JP H08294288 A JPH08294288 A JP H08294288A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
moving device
energy conversion
impact type
type moving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7098317A
Other languages
English (en)
Inventor
Taiichiro Fukuda
泰一郎 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP7098317A priority Critical patent/JPH08294288A/ja
Publication of JPH08294288A publication Critical patent/JPH08294288A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単かつ安価な回路構成によって、増幅す
る必要がない最適な駆動電圧を出力することを可能にす
る。 【構成】 電源VE と共通端子GNDとの間に直列に接
続されたトランジスタTr1,Tr2のゲートGに、端
子1からON、OFF信号を入力し、トランジスタTr
1,Tr2の接続点に設けられた端子2を圧電素子12
に接続し、トランジスタTr1,Tr2をON、OFF
することにより、圧電素子12に抵抗R1,R2を介し
て充・放電を行うことにより、急激な電圧上昇と緩やか
な電圧降下を有する非対称な駆動電圧を、圧電素子12
に印加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電素子等の電気機械
エネルギー変換素子を用いて物体を移動させるインパク
ト型移動装置の駆動回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】特開昭63−299785号や特開平4
−207982号等の公報には、例えば、圧電素子等の
電気機械変換素子を用い、その急速変形によって生じる
衝撃力により微小移動を行うインパクト型移動装置が提
案されている。図4は、インパクト型移動装置の一例を
模式的に示す正面図である。同図に示すように、インパ
クト型移動装置10は、直方体状の相対運動部材11に
電気機械変換素子としての圧電素子12の一端が取り付
けられ、この圧電素子12の他端に慣性体13が取り付
けられて、構成される。
【0003】このインパクト型移動装置10は、静摩擦
係数μの固定体14上に載置される。この際に、固定体
14の表面14aには、相対運動部材11のみが接触
し、圧電素子12及び慣性体13はともに接触しない。
そして、駆動電圧装置15は、圧電素子12に接続され
ており、図5に示すような非対称波形の駆動電圧を圧電
素子12に連続的に印加する。
【0004】すなわち、図5において、時間t0 から時
間t1 にかけて電圧増加率の大きな駆動電圧を印加する
と、圧電素子12は、その電圧値に応じて急激に伸び
る。圧電素子12が急激に伸びると、衝撃力が相対運動
部材11と慣性体13とに作用し、相対運動部材11と
固定体14とは動摩擦状態となり、相対運動部材11と
慣性体13とが固定体14の静止摩擦力に抗して逆方向
へ、すなわち相対運動部材11は図面上左方向へ移動す
る。そして、時間t1 において、圧電素子12は、伸び
きって変位を生じなくなるため、相対運動部材11は移
動を停止する。
【0005】時間t1 から時間t2 にかけて電圧減少率
の小さな駆動電圧が印加され、圧電素子12は、その電
圧値に応じて緩やかに縮む。これにより、相対運動部材
11と固定体14とは、静摩擦状態となり、慣性体13
のみが一定の加速度でゆっくり引き戻される。時間t2
では、前述した加速度で引き戻されてきた慣性体13を
急激に止める。これにより、慣性体13が相対運動部材
11に衝突した状態となり、相対運動部材11は、図面
上左方向へさらに移動する。そして、相対運動部材11
は、固定体14の動摩擦力により静止し、初期状態に復
帰する。以後、図5に示した非対称波形の駆動信号は、
所定の周期によって印加され、相対運動部材11が微小
移動する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このインパクト型移動
装置は、前述したように、駆動するために非対称な波形
の電圧が必要であるので、駆動回路は、比較的複雑なも
のとなる。一般的な電子部品は、電源電圧が5〔V〕程
度で動作するので、何種類もの電子部品を必要とする回
路は、電源電圧が5〔V〕程度で動作するように作製さ
れる。しかし、インパクト型移動装置は、圧電素子12
を駆動するために、通常10〜50〔V〕程度の電圧が
必要である。そこで、駆動回路15は、電源電圧5
〔V〕で作動する非対称波形の電圧発生回路15aを作
製し、その出力を増幅器15bによって30〔V〕程度
に増幅して、圧電素子12を駆動させなければならな
い。
【0007】このように、従来のインパクト型移動装置
は、駆動するために必要な非対称波形電圧を発生させる
駆動回路が複雑となる。また、高電圧で動作する増幅器
が必要であるので、駆動回路が高価なものとなる。
【0008】本発明の目的は、簡単かつ安価な回路構成
によって、増幅する必要がない最適な駆動電圧を出力す
ることができるインパクト型移動装置の駆動回路を提供
することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項1の発明は、電気機械エネルギー変換素子に
非対称波形の駆動信号を印加して駆動力を得るインパク
ト型移動装置の駆動回路において、前記電気機械エネル
ギー変換素子に充電電流を供給する充電回路と、前記充
電回路の充電時定数と異なる放電時定数を有し、前記電
気機械エネルギー変換素子に蓄積されている電荷を放電
する放電回路と、前記充電回路と前記放電回路の動作を
周期的な切換指令信号によって切り換える充放電切換回
路とを備えたことを特徴としている。
【0010】請求項2の発明は、電気機械エネルギー変
換素子に非対称波形の駆動信号を印加して駆動力を得る
インパクト型移動装置の駆動回路において、電源部(V
E )と共通電位部(GND)との間に直列に接続された
第1及び第2のトランジスタ素子(Tr1,Tr2)
と、前記第1及び第2のトランジスタ素子の前記電源部
又は前記共通電位部に接続される端子に接続された第1
及び第2の抵抗素子(R1,R2)と、前記第1及び第
2のトランジスタ素子の制御端子に周期的な切換指令信
号を入力する入力部(1)と、前記第1及び第2のトラ
ンジスタ素子の接続点に設けられ、前記電気機械エネル
ギー変換素子に接続される出力部(2)とを備え、前記
第1のトランジスタ素子が作動したときに、前記第1の
抵抗素子を介して、前記電気機械エネルギー変換素子に
充電し、前記第2のトランジスタ素子が作動したとき
に、第2の抵抗素子を介して、前記電気機械エネルギー
変換素子から放電することにより、その電気機械エネル
ギー変換素子に非対称波形の駆動電圧を付与することを
特徴としている。請求項3の発明は、請求項2に記載の
インパクト型移動装置の駆動回路において、前記第1及
び第2の抵抗素子は、前記第1及び第2のトランジスタ
素子の内部抵抗であることを特徴としている。請求項4
の発明は、請求項2又は請求項3に記載のインパクト型
移動装置の駆動回路において、前記第1及び第2のトラ
ンジスタ素子は、相補型であることを特徴としている。
【0011】
【作用】本発明によれば、充電回路により、電気機械エ
ネルギー変換素子に充電電流を供給し、放電回路によ
り、電気機械エネルギー変換素子に蓄積されている電荷
を放電する。そして、充放電切換回路により、充電回路
と放電回路の動作を周期的な切換指令信号によって切り
換える。電気機械エネルギー変換素子の駆動電圧は、充
電時定数と放電時定数が異なるので、非対称となる。例
えば、動摩擦状態にするために、急激に変化させたいと
きには、時定数を小さくし、静摩擦状態にするために、
ゆっくりと変化させたいときには、時定数を大きくすれ
ばよい。
【0012】
【実施例】
(第1の実施例)以下、図面等を参照して、実施例をあ
げ、本発明を詳細に説明する。図1は、本発明によるイ
ンパクト型移動装置の駆動回路の第1の実施例を示す回
路図である。圧電素子12は、誘電体を2枚の電極で挟
んだ構造であるので、その簡単な等価回路は、容量性を
有していると考えることができる。そこで、図1のよう
な駆動回路を使用して圧電素子12を駆動すると、圧電
素子12に非対称波形の電圧を供給することができる。
【0013】トランジスタTr1,Tr2は、電界効果
型のトランジスタ(FET)であり、電源VE と共通端
子GNDとの間に直列に接続されている。2個のトラン
ジスタTr1,Tr2は、相補型となっているので、一
つの入力によって、トランジスタTr1,Tr2のO
N、OFFを制御することができる。トランジスタTr
1とTr2は、CMOSインバータを構成している。こ
のトランジスタTr1及びTr2には、高耐圧のものを
使用する必要があるが、高耐圧の増幅器を使用するより
も簡単かつ安価で済む。
【0014】端子(入力部)1は、トランジスタTr
1,Tr2の制御端子となるゲートGに接続され、図1
(b)に示すようなON、OFF信号が入力される端子
である。端子(出力部)2は、2つのトランジスタTr
1,Tr2の接続点に設けられ、圧電素子12に、図1
(c)に示すような駆動信号を出力する端子である。抵
抗R1は、トランジスタTr1のソースSと電源VE
間に接続され、抵抗R2は、トランジスタTr2のソー
スSと共通端子GNDの間に接続されている。
【0015】次に、この実施例の駆動回路の動作を説明
する。端子1には、図1(b)に示す電圧V1を入力し
て、トランジスタTr1及びTr2のON、OFFを制
御して、圧電素子(容量CL に相当する)12に所望の
電圧を供給する。図1において、トランジスタTr1が
ONのときに、圧電素子12である容量CL は、抵抗R
1を介して充電された後に、抵抗R2を介して放電され
る。電源電圧がVE の場合に、容量CL を抵抗R1を介
して充電(充電時定数CL・R1)したときの容量CL
の両端の電圧Vcは、時間をtとして、 VC =E×(1−exp(−t/(CL ×R1))) …(1) 次に、抵抗R2を介して放電(充電時定数CL ・R2)
するときは、 VC =E×exp(−t/(CL ×R2)) となる。
【0016】このトランジスタTr1及びTr2には、
ON抵抗の小さいもの使用すれば、ON抵抗値は、無視
することができるので、抵抗R1及びR2の値を調整す
ることにより、圧電素子12に印加する電圧の変化率を
変えることができる。例えば、印加電圧を上昇させると
きには、急激に変化させたいので、抵抗R1の値は0に
すればよい。印加電圧を下降させるときには、緩やかに
変化させたいので、抵抗R2の値は大きくすればよい。
【0017】(第2の実施例)図2は、本発明によるイ
ンパクト型移動装置の駆動回路の第2の実施例を示す回
路図である。第2の実施例は、第1の実施例と比較する
と、抵抗R1及びR2がなくなっている。この理由は、
トランジスタTr1及びTr2のON抵抗が抵抗R1及
びR2の役目を果しているからである。第2の実施例の
駆動回路は、例えば、圧電素子12の印加電圧V2を、
急激に上昇させ、緩やかに下降させるときには、トラン
ジスタTr1にON抵抗の小さいものを使用し、トラン
ジスタTr2にはON抵抗の大きいものを使用すればよ
い。
【0018】(第3の実施例)図3は、本発明によるイ
ンパクト型移動装置の駆動回路の第3の実施例を示す回
路図である。第3の実施例では、トランジスタTr1及
びTr2は、バイポーラ型のものを使用している。さら
に、トランジスタTr1及びTr2は、相補型になって
いない。このような構成においても、端子1−1及び1
−2に、それぞれ図3(b)及び(c)のような電圧V
1−1、V1−2を入力すれば、圧電素子12に印加す
る電圧V2が上昇するときには、トランジスタTr1を
介して、下降するときには、トランジスタTr2を介し
て、電圧が供給されるので、トランジスタTr1及びT
r2のON抵抗を調整することによって、所望の変化率
の電圧を得ることができる。
【0019】以上説明した実施例に限定されず、種々の
変形や変更が可能であって、それらも本発明に含まれ
る。例えば、電気機械変換素子は、圧電素子に限らず、
電歪素子や磁歪素子であってもよい。インパクト型移動
装置は、図4のようなものに限らず、梁状の相対移動部
材を圧電素子を用いて長手方向に衝撃力を与えて、その
相対移動部材上に載置された移動体を移動させるもので
あってもよい。
【0020】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明の駆
動回路は、簡単な回路構成によって、インパクト型移動
装置の駆動に適した電圧を発生することができ、しか
も、出力を増幅する手段を必要としない。よって、小型
で安価な駆動回路を供給することができる。また、回路
が簡単であり、必要な部品の数の少ないので、信頼性の
高い駆動回路とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるインパクト型移動装置の駆動回路
の第1の実施例を示す回路図である。
【図2】本発明によるインパクト型移動装置の駆動回路
の第2の実施例を示す回路図である。
【図3】本発明によるインパクト型移動装置の駆動回路
の第3の実施例を示す回路図である。
【図4】インパクト型移動装置の構成を示す正面図であ
る。
【図5】従来のインパクト型移動装置における駆動電圧
を示す波形図である。
【符号の説明】
1,2 端子 12 圧電素子 Tr1,Tr2 トランジスタ VE 電源 GND 共通端子 R1,R2 抵抗

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気機械エネルギー変換素子に非対称波
    形の駆動信号を印加して駆動力を得るインパクト型移動
    装置の駆動回路において、 前記電気機械エネルギー変換素子に充電電流を供給する
    充電回路と、 前記充電回路の充電時定数と異なる放電時定数を有し、
    前記電気機械エネルギー変換素子に蓄積されている電荷
    を放電する放電回路と、 前記充電回路と前記放電回路の動作を周期的な切換指令
    信号によって切り換える充放電切換回路とを備えたこと
    を特徴とするインパクト型移動装置の駆動回路。
  2. 【請求項2】 電気機械エネルギー変換素子に非対称波
    形の駆動信号を印加して駆動力を得るインパクト型移動
    装置の駆動回路において、 電源部と共通電位部との間に直列に接続された第1及び
    第2のトランジスタ素子と、 前記第1及び第2のトランジスタ素子の前記電源部又は
    前記共通電位部に接続される端子に接続された第1及び
    第2の抵抗素子と、 前記第1及び第2のトランジスタ素子の制御端子に周期
    的な切換指令信号を入力する入力部と、 前記第1及び第2のトランジスタ素子の接続点に設けら
    れ、前記電気機械エネルギー変換素子に接続される出力
    部とを備え、 前記第1のトランジスタ素子が作動したときに、前記第
    1の抵抗素子を介して、前記電気機械エネルギー変換素
    子に充電し、前記第2のトランジスタ素子が作動したと
    きに、第2の抵抗素子を介して、前記電気機械エネルギ
    ー変換素子から放電することにより、その電気機械エネ
    ルギー変換素子に非対称波形の駆動電圧を付与すること
    を特徴とするインパクト型移動装置の駆動回路。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のインパクト型移動装置
    の駆動回路において、 前記第1及び第2の抵抗素子は、前記第1及び第2のト
    ランジスタ素子の内部抵抗であることを特徴とするイン
    パクト型移動装置の駆動回路。
  4. 【請求項4】 請求項2又は請求項3に記載のインパク
    ト型移動装置の駆動回路において、 前記第1及び第2のトランジスタ素子は、相補型である
    ことを特徴とするインパクト型移動装置の駆動回路。
JP7098317A 1995-04-24 1995-04-24 インパクト型移動装置の駆動回路 Pending JPH08294288A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7098317A JPH08294288A (ja) 1995-04-24 1995-04-24 インパクト型移動装置の駆動回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7098317A JPH08294288A (ja) 1995-04-24 1995-04-24 インパクト型移動装置の駆動回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08294288A true JPH08294288A (ja) 1996-11-05

Family

ID=14216546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7098317A Pending JPH08294288A (ja) 1995-04-24 1995-04-24 インパクト型移動装置の駆動回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08294288A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001103772A (ja) * 1999-09-30 2001-04-13 Minolta Co Ltd 圧電アクチュエータ
WO2008096554A1 (ja) * 2007-02-09 2008-08-14 Konica Minolta Opto, Inc. 駆動装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001103772A (ja) * 1999-09-30 2001-04-13 Minolta Co Ltd 圧電アクチュエータ
WO2008096554A1 (ja) * 2007-02-09 2008-08-14 Konica Minolta Opto, Inc. 駆動装置
US7969063B2 (en) 2007-02-09 2011-06-28 Konica Minolta Opto, Inc. Driver

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6803699B2 (en) Drive mechanism employing electromechanical transducer and drive method therefor
JP3171187B2 (ja) 圧電アクチュエータ
JP4470258B2 (ja) 駆動装置
US8324943B1 (en) High voltage linear amplifier driving heavy capacitive loads with reduced power dissipation
US20040007941A1 (en) Drive mechanism and drive method employing circuit for generating saw-tooth waveform voltage
JP2001268951A (ja) 駆動装置
US8564258B2 (en) Semiconductor integrated circuit and method of controlling MEMS-type variable capacitance capacitor
US20040046484A1 (en) Interface electronics for piezoelectric devices
JP2001103772A (ja) 圧電アクチュエータ
EP2110940B1 (en) Driver
JP3218851B2 (ja) 電気−機械変換素子を使用した駆動装置の駆動方法
JP5151163B2 (ja) 駆動装置、および駆動システム
US20030085630A1 (en) Drive apparatus
US7154210B2 (en) Driving device
JP4626281B2 (ja) 駆動装置および駆動方法
JPH08294288A (ja) インパクト型移動装置の駆動回路
JP2012231347A (ja) 駆動回路、駆動信号出力回路及びインクジェットヘッド
JP2005237144A (ja) 圧電アクチュエータ
JPH10107335A (ja) 圧電アクチュエータ駆動回路
JP3089873B2 (ja) 出力回路
TW453016B (en) Motor driving circuit
JP3722050B2 (ja) 駆動装置
JP3731346B2 (ja) アクチュエータの駆動回路
JP3933460B2 (ja) 駆動装置
JP2858979B2 (ja) ピエゾ駆動回路

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040518