(57)【要約】【課題】圧電素子に、ステップ状駆動電圧を供給しダイヤフラムを振動させる圧電型ポンプにおいて、ノイズを減少させ、部品点数を増やすことなくＣＰＵの動作により対応でき、構成を簡単にする。【解決手段】駆動電圧ＨＶのステップ高さと駆動電圧ＨＶの極性切替時がＣＰＵにより設定され、駆動電圧ＨＶの極性切り替え時から極性切替周期間隔よりも短い所定期間駆動電圧ＨＶのステップ高さを小さくするように前記ＣＰＵで制御する。【選択図】図５
2014034951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤフラムに貼着した圧電素子に、ほぼステップ状に変化する駆動電圧を所定期間供給して圧電素子を充電し、周期的に駆動電圧の極性を変化させることによって前記ダイヤフラムを振動させ、流体を送出する圧電形ポンプの駆動方法において、
前記駆動電圧のステップ高さと駆動パルスの極性切替時がＣＰＵにより設定され、
前記駆動電圧の極性切り替え時から極性切替周期間隔よりも短い所定期間前記駆動電圧のステップ高さを小さくするように前記ＣＰＵで制御することによりに前記圧電素子の充電電圧の変化を滑らかにすることを特徴とする圧電形ポンプの駆動方法。
【請求項２】
駆動電圧は、コイルに供給するコイル電流を断続することにより発生させた起電圧により形成され、充電極性の切り替え時からＣＰＵのタイマーで設定される所定期間前記駆動電圧のステップ高さを小さくする請求項１に記載の圧電形ポンプの駆動方法。
【請求項３】
充電極性の切り替え時は、同極性の駆動電圧のステップ数をＣＰＵのカウンタで積算しこの積算値を設定値と比較することにより決められる請求項１の圧電形ポンプの駆動方法。
【請求項４】
ダイヤフラムに貼着した圧電素子に、ステップ状に変化する駆動電圧を所定期間供給して圧電素子を充電し、周期的に駆動電圧の極性を変化させることによって前記ダイヤフラムを振動させ、流体を送出する圧電形ポンプの駆動装置において、
直流電源電圧を断続するスイッチング回路と、
前記スイッチング回路で断続された断続電圧を昇圧する昇圧回路と、
この昇圧回路で昇圧された電圧を前記駆動電圧として前記圧電素子に導き圧電素子を充電する電圧保持回路と、
ＣＰＵを含み、前記スイッチング回路を構成するスイッチング素子のオン／オフ時間比
を前記充電電圧の立ち上がり時および立ち下がり時の所定期間小さく制御すると共に、充電極性を周期的に反転させる前記スイッチング回路のスイッチング制御回路と、
前記圧電素子の充電電圧が設定電圧になると前記スイッチング回路の出力を禁止させる電圧判定回路と、
を備えることを特徴とする圧電形ポンプの駆動装置。
【請求項５】
スイッチング制御回路は、
前記スイッチング素子のオン時間比を短くしたショートパルスと前記オン時間比を長くしたノーマルパルスのパルス発生部と、
駆動電圧の正負極性反転時からの前記ショートパルスのパルス数をカウントし、このパルス数積算値が設定値になるまで前記パルス発生部にショートパルスを出力させその後ノーマルパルスを出力させるパルス切り替え部と、
前記パルス発生部が出力する同極性パルスのカウント値が設定値になることから極性反転信号をスイッチング回路に出力する極性反転判別部と、
を備え、前記パルス切り替え部の出力に基づいてスイッチング回路をオン／オフ制御するとともに前記極性反転信号に基づいてパルス極性を反転させる請求項４に記載の圧電形ポンプの駆動装置。
【請求項６】
パルス切り替え部は、ショートパルス数のカウンタに代えてショートパルスの出力時間を積算し、この積算時間が所定値になるまでショートパルスを出力させる請求項５に記載の圧電形ポンプの駆動装置。
【請求項７】
スイッチング回路は、昇圧回路を挟んで直流電源に直列接続された複数のスイッチング素子で形成されている請求項４に記載の圧電形ポンプの駆動装置。
【請求項８】
昇圧回路は、直列接続されたスイッチング素子の間に直列接続されたコイルであり、このコイルの両端間電圧が電圧保持回路を介して圧電素子に導かれる請求項７に記載の圧電形ポンプの駆動装置。
【請求項９】
極性反転手段は、ショートパルスおよびノーマルパルスのパルス数を合計した積算値を求めてこの積算値が所定値に達することから駆動電圧の正負極性を変化させる請求項４に記載の圧電形ポンプの駆動装置。
【請求項１０】
極性反転手段は、ショートパルスおよびノーマルパルスの合計出力時間を求めてこの合計出力時間が所定値に達することから駆動電圧の正負極性を変化させる請求項４に記載の圧電形ポンプの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ダイヤフラムに貼着した圧電素子に、ほぼステップ状に変化する駆動電圧を所定期間供給して圧電素子を充電し、駆動電圧の極性を周期的に変化させることによって前記ダイヤフラムを振動させ、流体を送出する圧電形ポンプの駆動方法と、この方法の実施に用いる駆動装置とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、圧電素子（ピエゾ素子、ＰＺＴ）などの容量性被駆動部に対して同極性の連続する駆動電圧を供給し、被駆動部の充電電圧を昇圧させることにより駆動するものが公知である。この場合駆動電圧の極性を周期的に変化させることにより被駆動部を振動させる。
【０００３】
例えば特許文献１、２および３には、圧電素子に接続したインダクタのインダクタンスと、圧電素子のキャパシタンスによるＬＣ共振を利用して電源電圧を断続して得た発生電圧よりも大きな正負電圧を生成して圧電素子に印加することが開示されている。特許文献４には、駆動電圧を正弦波あるいは疑似正弦波とすることにより騒音を減少させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１０５５６７号公報
【特許文献２】特開平６−１４５６３号公報
【特許文献３】特開平２−２５３８９０号公報
【特許文献４】特開２０１０−１０６７０３号公報
【０００５】
また図９は出願人が従来より用いている圧電素子の駆動回路を示し、図１０はその駆動電圧（ＨＶ）と、電圧判定回路２０が検出する充電電圧（ＶＦＢ）などの変化を示す図、図５の（Ｂ）はこの駆動電圧（ＨＶ）の変化を示す波形図である。この従来例はＭＯＳ  ＦＥＴ（絶縁ゲートＦＥＴ ）からなるスイッチング素子Ｍ１およびＭ２の直列回路からなるスイッチング回路１０、これらＭ１とＭ２の間に直列接続されたコイル１２からなる昇圧回路１４、この昇圧された電圧を保持する電圧保持回路１６を備える。圧電素子１８はこの電圧保持手段１６により充電される。
【０００６】
電圧保持回路１６は、Ｍ１、Ｍ２のオンオフによってコイル１２の両端間に励起された高電圧を、直列接続されたトランジスタＱ１、Ｑ２およびこれらの間に介在され直列接続された接続ダイオードＤ１、Ｄ２に導き、ダイオードＤ１、Ｄ２の間から圧電素子１８の充電電圧すなわち駆動電圧を取り出している。この充電電圧は図９、１０にはＨＶで示されている。以下充電電圧と駆動電圧は同じものであり共にＨＶで示している。
【０００７】
駆動電圧ＨＶの電圧判定回路２０は、駆動電圧ＨＶが＋昇圧時基準電圧ＶｒｅｆＰ以上(または−昇圧時基準電圧ＶｒｅｆＭ以下）の時に充電を禁止して充電電圧ＨＶの上昇(または下降）を規制するものである。すなわちこの電圧判定回路２０は、コンデンサＣ１、抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５とで構成されるＣＲローパスフィルタを備え、充電電圧ＨＶがギザギザの波形なので、このローパスフィルターで平滑化して、比較器ＣＯＭに導くものである。また、駆動電圧（すなわち充電電圧）ＨＶを分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５で分圧した分圧電圧（フィードバック電圧）ＶＦＢを、比較器(コンパレータ)ＣＯＭの反転入力端（−）に導く。非反転入力端は基準電圧ＶｒｅｆＰ（またはＶｒｅｆＭ）に接続している。
【０００８】
この回路において、スイッチング素子Ｍ２はゲート信号Ｍ２Ｇを図１０に示すようにＨレベル(直流電源電圧ＶＤＤ)にするとオフとなる。スイッチング素子Ｍ１はゲート信号Ｍ１Ｇを図１０に示すようにＧＮＤレベル(接地電位)にするとオフになる。圧電素子１８の反接地側(充電側)を＋電圧に充電する時（＋昇圧時）には、図１０のＳｔａｒｔのタイミングで、Ｍ２ＧをＨレベルから接地レベルＧＲＤにしてＭ２をオンにすると共に、Ｍ１ＧにＨレベルから接地レベルＧＮＤに変化する一定時間幅のオフ信号を入力してＭ１に固定パルス幅（オンオフ時間比が一定、デューティ比一定）のパルスＰ１を出力させる。
【０００９】
このためＭ２はオンのまま保持される一方、Ｍ１はこのパルスＰ１がＨレベルの時にオンとなりコイル１２にコイル電流が流れる。一定時間後にこのパルスＰ１がＬレベルに変化すると、Ｍ１がオフになり、コイル電流が遮断される。この時コイル１２の両端に高電圧の起電圧が励起され、この起電圧はＱ１とＤ１のしきい電圧を超えると圧電素子１８を充電する駆動電圧ＨＶとなる。この駆動電圧ＨＶはパルスＰ１がＬレベルに変化する度に出力され、従って駆動電圧ＨＶすなわち充電電圧はほぼステップ状（階段状）に上昇する（図１０のＨＶ波形参照）。
【００１０】
なおこの時、他のＤ２、Ｑ２のプラス側は、Ｍ２ＧによりオンとなってＨレベルとなっているＭ２のソースに接続されているので、駆動電圧ＨＶはこれらＤ２、Ｑ２に流れることがない。このようにして充電電圧すなわち駆動電圧ＨＶはほぼ階段状に上昇する。
【００１１】
電圧判定回路２０の比較器ＣＯＭは、コンデンサ電圧ＶＦＢがＶｒｅｆＰに到達すると充電禁止信号ＩＮＨをゲート制御回路(図示せず)に送出し、ゲート信号Ｍ２Ｇ、Ｍ１Ｇの出力を禁止する。すなわちＣＯＭはＶＦＢがＶｒｅｆＰより低い時にはＨレベルとなる充電可能信号を出力し、ＶＦＢがＶｒｅｆＰより高くなるとＬレベルとなる充電禁止信号ＩＮＨを出力する。
【００１２】
この充電禁止信号ＩＮＨが出ている間は充電電圧（駆動電圧）ＨＶは出力されない。そしてこの充電電圧ＨＶが分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４などを介する放電により低下し、コンデンサ電圧ＶＦＢが基準電圧ＶｒｅｆＰ以下に戻ると信号ＩＮＨが消えるから、再び充電が開始する。このように信号ＩＮＨにより充電間隔が広がるから駆動電圧ＨＶは僅かに脈動しながら基準電圧ＶｒｅｆＰに保持される。充電極性は一定周期で正負に変化し、図５の（Ｂ）はこの場合の充電電圧（駆動電圧）ＨＶを示す。
【００１３】
このようにこの信号ＩＮＨが出力されない間はパルスＰ１が一定間隔で出力されこれに対応する駆動電圧により圧電素子１８が充電され、充電電圧ＨＶが上昇してこの信号ＩＮＨが出力されるようになるとパルスＰ１が間引きされて駆動電圧が間欠的に圧電素子１８を充電する。図１０のＣＯＭ出力で「ＯＫ」は信号ＩＮＨが出力されていないでパルスＰ１が一定周期で出力されている場合を、「ＮＧ」は信号ＩＮＨが出力されてパルスＰ１が消失した場合を示している。
【００１４】
この場合充電電圧ＨＶの立ち上がり時および立ち下がり時には、図５（Ｂ）に明らかなように、充電電圧ＨＶのステップ状（階段状）の変化、すなわち駆動電圧ＨＶのステップ高さの変化が大きくなる。この図で横軸ｔは時間軸であり、縦軸ＨＶは充電電圧（駆動電圧）ＨＶである。また立ち上がり時の電圧変化がａの範囲であり、立ち下がり時の電圧変化がｂの範囲である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従来のこの種のものは、圧電素子を充電するスイッチング回路１０のパルス幅が固定であるため、圧電素子の駆動電圧の極性が変化する時には圧電素子の充電電圧の変化が粗くなる。すなわち極性が変化する電圧の立ち上がり時および立ち下がり時には、図５の（Ｂ）にａおよびｂで示す範囲のように、１つの駆動電圧による電圧変化が階段状に大きく変化することになるからである。このため圧電素子の振動に伴うノイズが大きくなると云う問題が有る。特許文献４ではこの充電回路の駆動電圧を正弦波形にするものであるが、この場合は回路が複雑で部品点数が増え、製造工程が増えると云う問題もある。
【００１６】
この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、ノイズを減少させることができ、しかも部品点数を増やすことなくＣＰＵの動作により対応でき、構成を簡単にすることができる圧電形ポンプの駆動方法を提供することを第１の目的とする。またこの方法の実施に直接用いる駆動装置を提供することを第２の目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明によれば第１の目的は、ダイヤフラムに貼着した圧電素子に、ほぼステップ状に変化する駆動電圧を所定期間供給して圧電素子を充電し、周期的に駆動電圧の極性を変化させることによって前記ダイヤフラムを振動させ、流体を送出する圧電形ポンプの駆動方法において、前記駆動電圧のステップ高さと駆動パルスの極性切替時がＣＰＵにより設定され、前記駆動電圧の極性切り替え時から極性切替周期間隔よりも短い所定期間前記駆動電圧のステップ高さを小さくするように前記ＣＰＵで制御することによりに前記圧電素子の充電電圧の変化を滑らかにすることを特徴とする圧電形ポンプの駆動方法、により達成される。
【００１８】
また第２の目的は、ダイヤフラムに貼着した圧電素子に、ステップ状に変化する駆動電圧を所定期間供給して圧電素子を充電し、周期的に駆動電圧の極性を変化させることによって前記ダイヤフラムを振動させ、流体を送出する圧電形ポンプの駆動装置において、直流電源電圧を断続するスイッチング回路と、前記スイッチング回路で断続された断続電圧を昇圧する昇圧回路と、この昇圧回路で昇圧された電圧を前記駆動電圧として前記圧電素子に導き圧電素子を充電する電圧保持回路と、ＣＰＵを含み、前記スイッチング回路を構成するスイッチング素子のオン／オフ時間比を前記充電電圧の立ち上がり時および立ち下がり時の所定期間小さく制御すると共に、充電極性を周期的に反転させる前記スイッチング回路のスイッチング制御回路と、前記圧電素子の充電電圧が設定電圧になると前記スイッチング回路の出力を禁止させる電圧判定回路と、を備えることを特徴とする圧電形ポンプの駆動装置、により達成される。
【発明の効果】
【００１９】
圧電素子を充電する駆動電圧は、極性切替時から所定時間だけ極性切替周期間隔よりも短い所定期間前記駆動電圧のステップ高さを小さくするように間接的あるいは実質的にＣＰＵで制御するから、圧電素子の充電電圧は極性切替時に細かいステップで段階的に昇圧（または降圧）することになる。このため充電電圧の変化が滑らかになり、圧電素子の振動に伴うノイズの発生が抑制される。
【００２０】
また駆動電圧のパルス幅や極性反転のタイミングはＣＰＵが本来内蔵するタイマの設定時間や駆動電圧のステップ変化数（あるいはＣＰＵが駆動電圧のステップ変化を指令する制御パルス数）のカウントにより設定でき、オン／オフ時間比が異なるパルスを発生するパルス発生部の構成が簡単である。すなわちＣＰＵのプログラムによりこれらスイッチング回路のオン／オフ時間比を設定できるからである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の一実施例を示す全体回路図である。
【図２】この発明の概念を示すブロック図である。
【図３】同じく主として制御部の機能を示すブロック図である。
【図４】駆動電圧の変化を示す図である。
【図５】圧電素子の充電電圧波形を示すものであり、（Ａ）は本実施例を、（Ｂ）は従来例を示す。
【図６】この実施例で＋昇圧時の動作を示すフローチャート図である。
【図７】同じく−昇圧時の動作を示すフローチャート図である。
【図８】フローチャートで用いる記号の意味を示す図である。
【図９】従来例を示す回路図である。
【図１０】その駆動電圧の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
駆動電圧は、コイルに供給するコイル電流を断続することにより発生させた起電圧により形成することができ、この場合に充電極性の切り替え時からＣＰＵのタイマーで設定される所定期間前記駆動電圧のステップ高さ変化を狭くするようにＣＰＵのプログラムおよび設定値をメモリしておくことにより構成可能である（請求項２）。充電極性の切り替え時は、同極性の駆動電圧のステップ変化数をＣＰＵのカウンタで積算しこの積算値を設定値と比較することにより決めることができる(請求項３）。
【００２３】
本発明の制御装置（請求項４）において、スイッチング制御回路は、前記スイッチング素子のオン時間比を短くしたショートパルスと前記オン時間比を長くしたノーマルパルスのパルス発生部と、駆動電圧の正負極性反転時からの前記ショートパルスのパルス数をカウントし、このパルス数積算値が設定値になるまで前記パルス発生部にショートパルスを出力させその後ノーマルパルスを出力させるパルス切り替え部と、前記パルス発生部が出力する同極性パルスのカウント値が設定値になることから極性反転信号をスイッチング回路に出力する極性反転判別部と、を備え、前記パルス切り替え部の出力に基づいてスイッチング回路をオン／オフ制御するとともに前記極性反転信号に基づいてパルス極性を反転させるものが可能である（請求項５）。
【００２４】
パルス切り替え部は、ショートパルス数のカウンタに代えてショートパルスの出力時間を積算し、この積算時間が所定値になるまでショートパルスを出力させることができる(請求項６）。スイッチング回路は、昇圧回路を挟んで直流電源に直列接続された複数のスイッチング素子で形成することができる（請求項７）。
【００２５】
昇圧回路は、直列接続されたスイッチング素子の間に直列接続されたコイルとし、このコイルの両端間電圧が電圧保持回路を介して圧電素子に導かれるようにすることができる（請求項８）。
【００２６】
極性反転手段は、ショートパルスおよびノーマルパルスのパルス数を合計した積算値を求めてこの積算値が所定値に達することから駆動パルスの正負極性を変化させることができる（請求項９）。
【００２７】
極性反転手段は、ショートパルスおよびノーマルパルスの合計出力時間を求めてこの合計出力時間が所定値に達することから駆動電圧の正負極性を変化させるようにすることができる（請求項１０）。
【実施例１】
【００２８】
図１においては、前記図９に示した従来例と同一部分に同一符号を付したから、その説明は繰り返さない。この実施例が従来例と異なるのは、前記駆動パルスのパルス幅あるいはオン時間を前記充電電圧の立ち上がり時および立ち下がり時の所定期間短かく制御すると共に、充電極性を周期的に反転させるようにスイッチング回路１０を制御するスイッチング制御回路３０であり、これはＣＰＵを用いて構成される。
【００２９】
図１、２、３のスイッチング制御回路３０はその一部にＣＰＵを用いて構成するものであるが、実際にはこのＣＰＵの動作はソフトウエアにより設定される。これらの図１、２、３ではこの機能をブロックで示すことによりこの発明を理解しやすくするものである。
【００３０】
スイッチング制御回路３０は、メモリー３２と、パルス数判定手段３４と、ノーマルパルス発生部３６とショートパルス発生部３８と、ゲート回路４０とを有する。メモリー３２には、ショートパルス数と、充電半周期のパルス数とが予めメモリーされている。ノーマルパルス発生部３６は、スイッチング素子のオン／オフ時間比をノーマル時間比(通常時間比)としたパルス(ノーマルパルス、図４参照)を発生する。ショートパルス発生部３８は、スイッチング素子のオン／オフ時間比をノーマル時間比よりも短い時間比としたパルス(ショートパルス、図４参照)を発生する。
【００３１】
パルス数判定手段３４は、極性反転時からショートパルス数を積算し、この積算値がメモリー３２から読み出したショートパルスのパルス数に到達するとパルス切り替え信号をゲート回路４０に出力する。ゲート回路４０は、このパルス切り替え信号に基づいてゲート信号をショートパルスからノーマルパルスに切り替える。またこのパルス数判定手段３４は同時に、極性反転時からのショートパルスとノーマルパルスのパルス数を積算し、この積算値がメモリー３２が記憶する半周期のパルス数になると極性反転信号を出力する。
【００３２】
ゲート回路４０では、この極性反転信号に基づいてＭ２、Ｍ１にゲート信号を出力し充電極性を反転させる。すなわち＋側昇圧区間にあれば−側昇圧区間に反転させ、−側昇圧区間であればプラス側昇圧区間に反転させる。
【００３３】
電圧判定部２０は、充電電圧ＨＶの＋昇圧時には、基準電圧（設定電圧）ＶｒｅｆＰに到達するとパルス禁止信号をゲート回路４０に送り、ゲート信号を間引きさせる。このため充電電圧がほぼ基準電圧ＶｒｅｆＰに維持される。また充電電圧ＨＶが−昇圧時には、基準電圧（設定電圧）ＶｒｅｆＭに到達するとパルス禁止信号をゲート回路４０に送り、ゲート信号を間引きさせる。このため充電電圧がほぼ基準電圧ＶｒｅｆＭに維持される（図４参照）。
【００３４】
このようにゲート回路４０は、極性反転時に所定パルス数だけパルス幅が小さいショートパルスに基づいてオン／オフ時間比が小さいゲートパルスをスイッチング回路１０のＭ２またはＭ１のゲート（Ｍ１Ｇ、Ｍ２Ｇ）に送るから、コイル電流が少なくなり、昇圧能力が小さくなる。このため充電電圧ＨＶの変化ステップを狭くしてその変化を滑らかにすることができる。図５の（Ａ）において、ＡおよびＢがこの範囲を示している。例えば範囲Ｂの変化を示す直線ｐの傾きは、図５の（Ｂ）における範囲ｂの変化を示す直線ｑの傾きより傾斜が緩やかになっている。この結果圧電素子１８の振動を抑制し、ノイズを減少させることができる。
【００３５】
次にこの実施例を実施するために適するスイッチング回路３０の動作を図６、７に示すフローチャートを用いて説明する。これらの図で用いる記号の意味は、図８に示す通りである。
【００３６】
図６は＋昇圧時動作（Ｂ）を示し、図７は−昇圧動作（Ａ）を示している。図６で、まずＢｕｆ１とＢｕｆ２を０に初期化する(ステップＳ１００）。これは図４でＭ１ＧとＭ２Ｇを０（Ｌレベル）にすることであり、Ｍ１をオフにし、Ｍ２をオンにすることである。図７の−昇圧動作（Ａ）から図６の＋昇圧動作（Ｂ）に入る場合を説明する。スイッチング制御回路３０のゲート回路４０では、ゲート信号Ｍ１Ｇ、Ｍ２ＧをそれぞれＢｕｆ１、Ｂｕｆ２に保持し（ステップＳ１０２）、その時のパルス数Ｐｎに１加算してＰｎとおき（ステップＳ１０４）、このパルス数Ｐｎを充電半周期のパルス数（設定値）ＰｎＭａｘと比較し（ステップＳ１０６）、ＰｎがＰｎＭａｘに到達した時にフラグＰｎＦｌａｇを１とし（ステップＳ１０８）、未達の時にＰｎＦｌａｇを０とする（ステップＳ１１０）。
【００３７】
パルス数Ｐｎが、ショートパルスの設定パルス数ＳｈｏｒｔＰｎに到達した時にはＳＰｎＦｌａｇを０に（ステップＳ１１２、１１４）設定し、未達の時に１に設定する（ステップＳ１１６）。このため電圧保持回路１６は、圧電素子１８をショートパルスに同期してステップ状に変化する駆動電圧により充電する。
【００３８】
電圧判定回路２０の充電電圧（フィードバック電圧）ＶＦＢが設定値ＨＶ（すなわち＋昇圧時基準電圧ＶｒｅｆＰ）に到達すると（ステップＳ１１８）、ＶＦＢＦｌａｇを１として（ステップＳ１２０）、ゲート回路４０がゲート信号の出力を停止させる。超えてなければ０とする（ステップＳ１２２）し、ゲート回路４０がゲート信号を出力する。
【００３９】
ＳＰｎＦｌａｇが１（ＰｎはＳｈｏｒｔＰｎ未満）の時は（ステップＳ１２４）、ゲートパルスがオフになっている時間Ｔｏｆｆに、ショートパルスのオフ時間（ＴｏｆｆＳｈｏｒｔ、設定値）を設定し、ＳＰｎＦｌａｇが０ならＴｏｆｆにノーマルパルスのオフ時間（ＴｏｆｆＮｏｒｍａｌ、設定値）を設定しておく（ステップＳ１２６、１２８）。
【００４０】
ＶＦＢＦｌａｇが１（充電電圧ＨＶが設定電圧を超えた時）には（ステップＳ１３０）、Ｂｕｆ１を０（オフ）にＢｕｆ２を０（オン）にして（ステップＳ１３２）、Ｍ１をオフ、Ｍ２をオンにする。従ってコイル１２に電流は流れない。ＶＦＢＦｌａｇが０の時（充電電圧ＨＶが設定電圧を超えない時）にはＢｕｆ１を１（Ｍ１オン）に、Ｂｕｆ２を０（Ｍ２オン）にして（ステップＳ１３４）、コイル１２に電流を流す。
【００４１】
時間カウント用の変数Ｔを０から起算して（ステップＳ１３６）、ＣＰＵのクロック周期でＴに１を加算し続け（ステップＳ１３８）、この時間ＴがステップＳ１２６、１２８で設定したＴｏｆｆに到達すると（ステップＳ１４０）＋昇圧工程に入る。
【００４２】
すなわちＭ１ＧをＢｕｆ１（ＶＦＢＦｌａｇが１ならＭ１をオフ、ＶＦＢＦｌａｇが０ならＭ１をオン、ステップＳ１３２、１３４）に設定し、Ｍ２ＧをＢｕｆ２（Ｍ２をオン）に設定し（ステップＳ１４２）、Ｔｏｎ（ｏｎ区間の時間変数）を（Ｔｐ−Ｔｏｆｆ）により求める（ステップＳ１４４）。ここにＴｐはパルスの１周期（設定値）であり、（Ｏｆｆ区間＋Ｏｎ区間）である。
【００４３】
Ｔを０に初期化して（ステップＳ１４６）クロック周期で１づつ加算し（ステップＳ１４８）、Ｔｏｎに到達すると（ステップＳ１５０）、ＰｎＦｌａｇ（Ｓ１０８、１１０参照）が０（ステップＳ１５２，ＰｎがＰｎＭａｘに未達の時）ならＢｕｆ１を０（Ｍ１がオフ）にし、Ｂｕｆ２を０（Ｍ２がオン）にする（ステップＳ１５４）。そして最初のステップＳ１０２に戻る。
【００４４】
すなわち、ステップＳ１２４でＳＰｎＦｌａｇが１の時（ＰｎがＳｈｏｒｔＰｎに未達の時）にはステップＳ１２６で設定したショートパルスがオフ時間の間コイル１２の電流をオフし（図６の左側、＋昇圧Ｏｆｆ区間）、その後（図６の右側、＋昇圧Ｏｎ区間）ＴがステップＳ１２６で設定したＴｏｆｆ（＝ＴｏｆｆＳｈｏｒｔ）に達するとＭ１をオンにし、Ｍ２をオンにして（ステップＳ１４４）一定時間コイル１２に電流を流す。ＴがＴｏｎに到達すると（ステップＳ１５０）ＰｎがＰｎＭａｘに到達するまでＭ１をオフし、Ｍ２をｏｎにする（ステップＳ１５４）。このためコイル１２の起電圧が励起され駆動電圧が発生する。
【００４５】
以上のようにステップＳ１０２〜１５４を所定パルス数ＳｈｏｒｔＰｎに到達するまで（ＳＰｎＦｌａｇ＝１となるまで）繰り返し（ステップＳ１２４）、ＳＰｎＦｌａｇが０になった時（ＰｎがＳｈｏｒｔＰｎに到達した時）には、ノーマルパルスのオフ時間ＴｏｆｆＮｏｒｍａｌをＴｏｆｆと置いて駆動電圧のステップ変化幅を拡大する。そしてＰｎがＰｎＭａｘ（半周期のパルス数）に到達すると（ＰｎＦｌａｇ＝１、ステップＳ１０６、１５２）、図７の工程（Ａ）に入り、極性を反転して同様の処理を行う。図７の工程は図６とほぼ同じであるからその説明は繰り返さない。
【符号の説明】
【００４６】
１０  スイッチング回路
１２  コイル
１４  昇圧回路
１６  電圧保持回路
１８  圧電素子
２０  電圧判定回路
３０  スイッチング制御回路
３２  メモリー
３４  パルス数判定部（パルス切り替え部）
３６  ノーマルパルス発生部
３８  ショートパルス発生部
４０  ゲート回路（極性反転部）
【図１】
2014034951.tif 000003
【図２】
2014034951.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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