(57)【要約】【課題】  負荷の共振周波数の変化が早くても、単位時間当たり平均して一定の超音波電力を超音波洗浄装置の超音波振動子に供給することができる超音波洗浄装置の超音波電力供給方法および超音波電力供給装置を提供すること。【解決手段】  超音波発振器で発振された超音波信号をドライブアンプで増幅し、さらにパワーアンプで電力増幅した後、超音波洗浄装置の超音波振動子に供給するようにした超音波洗浄装置の超音波電力供給方法において、パワーアンプの熱損失による温度上昇を測定し、測定された温度が、熱損失が少ない所定の温度となるようにパワーアンプの信号入力状態を制御することにより、パワーアンプ出力の超音波電力を制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波発振器で発振された超音波信号をドライブアンプで増幅し、さらにパワーアンプで電力増幅した後、超音波洗浄装置の超音波振動子に供給するようにした超音波洗浄装置の超音波電力供給方法において、
パワーアンプの熱損失による温度上昇を測定し、測定された温度が、熱損失が少ない所定の温度となるようにパワーアンプの信号入力状態を制御することにより、パワーアンプ出力の超音波電力を制御することを特徴とする超音波洗浄装置の超音波電力供給方法。
【請求項２】
パワーアンプの信号入力状態の制御は、パワーアンプに供給される超音波信号の周波数を制御して行われることを特徴とする請求項１に記載の超音波洗浄装置の超音波電力供給方法。
【請求項３】
パワーアンプの信号入力状態の制御は、パワーアンプに供給される超音波信号の周波数のスイープ幅を制御して行われることを特徴とする請求項１に記載の超音波洗浄装置の超音波電力供給方法。
【請求項４】
パワーアンプの信号入力状態の制御は、パワーアンプに供給される超音波信号のレベルを制御して行われることを特徴とする請求項１に記載の超音波洗浄装置の超音波電力供給方法。
【請求項５】
パワーアンプの信号入力状態の制御は、パワーアンプに供給される超音波信号の断続時間を制御して行われることを特徴とする請求項１に記載の超音波洗浄装置の超音波電力供給方法。
【請求項６】
パワーアンプ出力の超音波電力は、単位時間当たり平均して一定電力となるように制御されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の超音波洗浄装置の超音波電力供給方法。
【請求項７】
超音波発振器で発振された超音波信号をドライブアンプで増幅し、さらにパワーアンプで電力増幅した後、超音波洗浄装置の超音波振動子に供給する超音波電力供給回路と、
この超音波電力供給回路のパワーアンプの熱損失による温度上昇を測定する温度センサと、
この温度センサで測定された温度を入力として、測定温度が、熱損失が少ない所定の温度となるようにパワーアンプの信号入力状態を制御することにより、パワーアンプ出力の超音波電力を制御する制御回路装置と
を具備することを特徴とする超音波洗浄装置の超音波電力供給装置。
【請求項８】
制御回路装置は、超音波発振器の発振周波数を制御してパワーアンプの信号入力状態を制御することを特徴とする請求項７に記載の超音波洗浄装置の超音波電力供給装置。
【請求項９】
制御回路装置は、超音波発振器の発振周波数のスイープ幅を制御してパワーアンプの信号入力状態を制御することを特徴とする請求項７に記載の超音波洗浄装置の超音波電力供給装置。
【請求項１０】
制御回路装置は、ドライブアンプの増幅度を制御してパワーアンプの信号入力状態を制御することを特徴とする請求項７に記載の超音波洗浄装置の超音波電力供給装置。
【請求項１１】
制御回路装置は、ドライブアンプのオンオフ状態を制御してパワーアンプの信号入力状態を制御することを特徴とする請求項７に記載の超音波洗浄装置の超音波電力供給装置。
【請求項１２】
パワーアンプ出力の超音波電力は、単位時間当たり平均して一定電力となるように制御されることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれかに記載の超音波洗浄装置の超音波電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波洗浄装置の洗浄槽に取り付けられた超音波振動子に超音波電力を供給する超音波電力供給方法および超音波電力供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の金属部品やプリント基板などは高い清浄度で洗浄することが要求されるため、超音波振動を利用した超音波洗浄装置によって洗浄されている。
【０００３】
超音波洗浄装置は、洗浄液を満たした洗浄槽の例えば底部に超音波振動子を取付けるように構成されており、この超音波振動子に超音波電力供給装置より超音波電力を供給して、この超音波振動子を駆動することにより、洗浄槽内の洗浄液に超音波振動が付与され、超音波振動を利用して洗浄液により被洗浄物を洗浄することができる。このとき、超音波電力供給装置から超音波振動子側をみた負荷の共振周波数は、洗浄液中に被洗浄物が入れられたり、洗浄液を攪拌することなどで頻繁に変化する。したがって、超音波電力供給装置より一定周波数で超音波電力を超音波振動子に供給したのでは、多くの時間でミスマッチング状態となり、電力が超音波電力供給装置のパワーアンプで熱として消費され、所望の一定の電力を超音波振動子に供給できなくなる。
【０００４】
そこで、従来は、パワーアンプの出力で、超音波振動子に供給される電力を計測して、該電力が一定になるように超音波電力の発振周波数を制御したり、パワーアンプ前段のドライブアンプの増幅度を制御したりしていた（特許文献１参照）。あるいは、パワーアンプの出力で定在波比を計測し、この定在波比から、超音波振動子に供給される電力が一定になるように発振周波数を制御したり、ドライブアンプの増幅度を制御したりしていた。
【特許文献１】特開平１０−１８０２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、パワーアンプの出力で電力あるいは定在波比を計測して発振周波数を制御したりドライブアンプの増幅度を制御する方法では、負荷の共振周波数の変化が早くて制御が追いつかないので、超音波振動子に供給される電力を一定に制御することはできなかった。
【０００６】
一方、上記のように負荷の共振周波数の変化に合わせて超音波電力の供給状態を制御することよりも、超音波電力の供給を断続する制御にしたり、供給する超音波電力の周波数を周波数変調してスイープ制御したりして供給するような工夫が考えられている。ただし、この場合、超音波電力の供給を一定に制御する検出および制御方法がなく、上記の制御状態を設定で決めているので、この制御状態の設定に細心の注意を払わなければならなかった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、負荷の共振周波数の変化が早くても、単位時間当たり平均して一定の超音波電力を超音波洗浄装置の超音波振動子に供給することができる超音波洗浄装置の超音波電力供給方法および超音波電力供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の超音波洗浄装置の超音波電力供給方法は、超音波発振器で発振された超音波信号をドライブアンプで増幅し、さらにパワーアンプで電力増幅した後、超音波洗浄装置の超音波振動子に供給するようにした超音波洗浄装置の超音波電力供給方法において、パワーアンプの熱損失による温度上昇を測定し、測定された温度が、熱損失が少ない所定の温度となるようにパワーアンプの信号入力状態を制御することにより、パワーアンプ出力の超音波電力を制御することを特徴とする。
【０００９】
具体的な形態として、パワーアンプの信号入力状態の制御は、パワーアンプに供給される超音波信号の周波数を制御して行われる。また、パワーアンプの信号入力状態の制御は、パワーアンプに供給される超音波信号の周波数のスイープ幅を制御して行われる。さらに、パワーアンプの信号入力状態の制御は、パワーアンプに供給される超音波信号のレベルを制御して行われる。さらに、パワーアンプの信号入力状態の制御は、パワーアンプに供給される超音波信号の断続時間を制御して行われる。このような制御により、パワーアンプ出力の超音波電力は、単位時間当たり平均して一定電力となるように制御される。
【００１０】
本発明の超音波洗浄装置の超音波電力供給装置は、超音波発振器で発振された超音波信号をドライブアンプで増幅し、さらにパワーアンプで電力増幅した後、超音波洗浄装置の超音波振動子に供給する超音波電力供給回路と、この超音波電力供給回路のパワーアンプの熱損失による温度上昇を測定する温度センサと、この温度センサで測定された温度を入力として、測定温度が、熱損失が少ない所定の温度となるようにパワーアンプの信号入力状態を制御することにより、パワーアンプ出力の超音波電力を制御する制御回路装置と
を具備することを特徴とする。
【００１１】
具体的な形態として、制御回路装置は、超音波発振器の発振周波数を制御してパワーアンプの信号入力状態を制御する。また、制御回路装置は、超音波発振器の発振周波数のスイープ幅を制御してパワーアンプの信号入力状態を制御する。さらに、制御回路装置は、ドライブアンプの増幅度を制御してパワーアンプの信号入力状態を制御する。さらに、制御回路装置は、ドライブアンプのオンオフ状態を制御してパワーアンプの信号入力状態を制御する。このような制御により、パワーアンプ出力の超音波電力は、単位時間当たり平均して一定電力となるように制御される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、パワーアンプの熱損失による温度上昇を測定し、測定された温度が、熱損失が少ない所定の温度となるようにパワーアンプの信号入力状態を制御することにより、パワーアンプ出力の超音波電力を制御するようにしたので、負荷の共振周波数の変化が早くても、パワーアンプ出力の超音波電力は、単位時間当たり平均して一定電力となり、単位時間当たり平均して一定電力の超音波電力を超音波洗浄装置の超音波振動子に供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に添付図面を参照して本発明による超音波洗浄装置の超音波電力供給方法および超音波電力供給装置の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の実施形態の装置を示す構成図である。この装置は、超音波洗浄装置１０と、超音波電力供給装置２０とで構成される。超音波洗浄装置１０は、洗浄液１１が満たされた洗浄槽１２の底部に超音波振動子１３を取付けて構成されており、洗浄槽１２内の洗浄液１１中には被洗浄物１４が投入される。
【００１４】
超音波電力供給装置２０は、超音波電力供給回路３０と、温度センサ４０と、制御回路装置５０とで構成される。超音波電力供給回路３０は、電圧可変超音波発振器３１で発振された超音波信号をドライブアンプ３２で増幅し、さらにパワーアンプ３３で電力増幅した後、超音波給電線３４を介して超音波洗浄装置１０の超音波振動子１３に供給するように構成される。
【００１５】
温度センサ４０は、超音波電力供給回路３０のパワーアンプ３３に取付けられて、該パワーアンプ３３の熱損失（ミスマッチングにより熱として消費される電力）による温度上昇を測定する。制御回路装置５０は、温度センサ４０で測定されたパワーアンプ３３の温度を入力として、このパワーアンプ３３の温度が、熱損失が少ない所定の温度となるようにパワーアンプ３３の信号入力状態を制御することにより、パワーアンプ３３出力の超音波電力を制御する。具体的に、制御回路装置５０は、Ａ／Ｄ変換器５１、ＣＰＵからなる制御部５２、第１Ｄ／Ａ変換器５３、第２Ｄ／Ａ変換器５４、信号オンオフ制御回路５５を有する。Ａ／Ｄ変換器５１は、温度センサ４０から出力されるパワーアンプ３３の温度信号をデジタル信号に変換して制御部５２に供給する。これにより、制御部５２は、パワーアンプ３３の温度状態を検知できる。制御部５２は、検知されたパワーアンプ３３の温度状態に応じて第１Ｄ／Ａ変換器５３を介して電圧可変超音波発振器３１に制御電圧を出力して、電圧可変超音波発振器３１の発振周波数すなわち、パワーアンプ３３に供給される超音波信号の周波数を制御することにより、パワーアンプ３３出力の超音波電力を制御する。このとき、制御部５２は、入力されるパワーアンプ３３の温度信号を監視しながら、パワーアンプ３３の温度が、熱損失が少ない所定の温度になるように電圧可変超音波発振器３１の発振周波数すなわち、パワーアンプ３３に供給される超音波信号の周波数を制御して、パワーアンプ３３出力の超音波電力を制御する。
【００１６】
また、制御部５２は、検知されたパワーアンプ３３の温度状態に応じて上記のように制御電圧を電圧可変超音波発振器３１に出力して、電圧可変超音波発振器３１の発振周波数のスイープ幅すなわち、パワーアンプ３３に供給される超音波信号の周波数のスイープ幅を制御することにより、パワーアンプ３３出力の超音波電力を制御できる。さらに、制御部５２は、検知されたパワーアンプ３３の温度状態に応じて第２Ｄ／Ａ変換器５４を介してドライブアンプ３２に制御電圧を出力してドライブアンプ３２の増幅度すなわち、パワーアンプ３３に供給される超音波信号のレベルを制御することにより、パワーアンプ３３出力の超音波電力を制御できる。さらに、制御部５２は、検知されたパワーアンプ３３の温度状態に応じて制御信号を信号オンオフ制御回路５５に出力し、この信号オンオフ制御回路５５でドライブアンプ３２のオンオフ状態を制御して、パワーアンプ３３に供給される超音波信号の断続時間を制御することにより、パワーアンプ３３出力の超音波電力を制御できる。これらの制御時、制御部５２は、超音波信号の発振周波数のときと同様に、入力されるパワーアンプ３３の温度信号を監視しながら、パワーアンプ３３の温度が、熱損失が少ない所定の温度になるようにスイープ幅、増幅度（レベル）、オンオフ時間（断続時間）を制御して、パワーアンプ３３出力の超音波電力を制御する。また、以上のような制御は、１つだけを実施してもよいし、複数を組合わせて実施してもよい。
【００１７】
以上のように、上記実施形態の装置では、パワーアンプ３３の温度を測定し、このパワーアンプ３３の温度が、熱損失が少ない所定の温度となるようにパワーアンプ３３の信号入力状態を制御することにより、パワーアンプ３３出力の超音波電力を制御する。このような制御方法によれば、超音波電力供給装置２０から超音波洗浄装置１０の超音波振動子１３側をみた負荷の共振周波数の変化が早くても、パワーアンプ３３出力の超音波電力は、単位時間当たり平均して一定電力とすることができ、単位時間当たり平均して一定電力の超音波電力を超音波洗浄装置１０の超音波振動子１３に供給することができる。したがって、平均電力と時間とによって、洗浄効果の管理を正確に行うことができる。また、パワーアンプ３３は熱損失が少ない状態に維持されるので、パワーアンプ３３の効率がよい。さらに、パワーアンプ３３の温度を目安として、超音波信号の断続時間、スイープ幅の制御によってもパワーアンプ３３出力の超音波電力を単位時間当たり平均して一定電力としえる。さらに、センサ４０が超音波電力供給装置２０内に設けられて、従来の洗浄液の温度をセンサで測定する場合のようにセンサの配線が超音波洗浄装置と超音波電力供給装置間に長く引き回されることがなく、長いセンサの配線にノイズが乗るようなことがなくなるので、正確な測定が可能となり、延いては電力制御を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態の装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０  超音波洗浄装置
１３  超音波振動子
２０  超音波電力供給装置
３１  電圧可変超音波発振器
３２  ドライブアンプ
３３  パワーアンプ
４０  温度センサ
５０  制御回路装置
５１  Ａ／Ｄ変換器
５２  制御部
５３  第１Ｄ／Ａ変換器
５４  第２Ｄ／Ａ変換器
５５  信号オンオフ制御回路
【図１】
2006314872.tif 000003