(57)【要約】【課題】コンデンサ容量成分が増えても十分に駆動でき、かつ回路の小型化を図った駆動効率の良い高電圧発生回路及びそれを用いた駆動回路を提供すること。【解決手段】コイル２と、コンデンサ３と、直流電源４とから構成される直列共振回路において、コンデンサ３に流れる電流の方向を切り換えるための回路を、ダイオード７ａ〜７ｄとスイッチ７ａ〜７ｄとで構成する。このような構成において、コンデンサ３に流れる電流の方向を切り換える度に直流電源４の電圧をコンデンサ３の両端の電圧に加算して、コンデンサ３の両端の電圧を大きくする。【選択図】図５
2006109633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサと、コイルと、直流電源とを直列接続した回路と、
ダイオードを含み、前記コンデンサに流れる電流の方向を切り換える電流方向切り換え回路と、
を備え、
前記電流方向切り換え回路によって前記電流の方向を切り換える度に前記直流電源の電圧を前記コンデンサの両端の電圧に加算して、前記コンデンサの両端の電圧を大きくすることを特徴とする高電圧発生回路。
【請求項２】
前記電流方向切り換え回路は、第１、第２、第３、第４のダイオード、第１、第２、第３、及び第４のスイッチをＨブリッジ型に接続してなるＨブリッジ型回路であり、
前記第１、第２、第３、及び第４のスイッチを切り換えることにより、前記コンデンサに流れる電流の方向を切り換えることを特徴とする請求項１に記載の高電圧発生回路。
【請求項３】
前記Ｈブリッジ型回路は、
前記第１のダイオードと前記第１のスイッチとが直列接続されてなる第１のエレメントと前記第２のダイオードと前記第２スイッチとが直列接続されてなる第２のエレメントとがそれぞれ前記直流電源のプラス側に接続され、前記第１のエレメントに直列接続され前記第３のダイオードと前記第３のスイッチとが直列接続されてなる第３のエレメントと前記第２のエレメントに直列接続され前記第４のダイオードと前記第４のスイッチとが直列接続されてなる第４のエレメントとが前記直流電源のマイナス側に接続され、
前記第１のエレメントと前記第３のエレメントとの接続点と前記第２のエレメントと前記第４のエレメントとの接続点の間に前記コンデンサが接続されてなり、
前記コンデンサに流す電流の方向を、前記第１のエレメントと前記第４のエレメントとに同時に通電して前記コンデンサに電流を流す第１の状態と前記第２のエレメントと前記第３のエレメントとに同時に通電して前記コンデンサに前記第１の状態とは逆方向の電流を流す第２の状態とに交互に切り換えることにより、前記コンデンサの両端の電圧を大きくすることを特徴とする請求項２に記載の高電圧発生回路。
【請求項４】
４相の駆動電極をもつ固定子と、単相の電極をもつ移動子とからなる静電アクチュエータを駆動する駆動回路において、
第１の直流電源と、第１のコイルと、前記固定子の４相の駆動電極において発生するコンデンサの充電電流の方向を切り換える第１の電流方向切り換え回路とを備え、前記固定子の駆動電極に４相の高電圧を出力する第１の高電圧駆動回路と、
第２の直流電源と、第２のコイルと、前記移動子の単相の電極において発生するコンデンサの充電電流の方向を切り換える第２の電流方向切り換え回路とを備え、前記移動子の電極に単相の高電圧を出力する第２の高電圧駆動回路と、
を備えたことを特徴とする駆動回路。
【請求項５】
前記第１の高電圧発生回路は、
第１、第２、第３、第４のダイオードと、第１、第２、第３、第４のスイッチとで前記固定子の４相の駆動電極の等価回路であるコンデンサブリッジ回路の充電電流の方向を切り換えるように構成した第１の電流方向切り換え回路と、
第５、第６、第７、第８のダイオードと、第５、第６、第７、第８のスイッチとで前記コンデンサブリッジ回路の充電電流の方向を切り換えるように構成した第２の電流方向切り換え回路と、
を含み、
前記第１の電流方向切り換え回路と前記第２の電流方向切り換え回路とを、前記固定子の４相の駆動電極の等価回路であるコンデンサブリッジ回路の対称相対する端子へそれぞれ接続して前記固定子の駆動電極を駆動することを特徴とする請求項４に記載の駆動回路。
【請求項６】
前記第１の電流方向切り換え回路の電流方向の切り換えタイミングと前記第２の電流方向切り換え回路の電流方向の切り換えタイミングの位相は９０度ずれていることを特徴とする請求項５に記載の駆動回路。
【請求項７】
前記第１の電流方向切り換え回路は、前記第１のダイオードと前記第１のスイッチとが直列接続されてなる第１のエレメントと前記第２のダイオードと前記第２スイッチとが直列接続されてなる第２のエレメントとがそれぞれ前記第１の直流電源のプラス側に接続され、前記第１のエレメントに直列接続され前記第３のダイオードと前記第３のスイッチとが直列接続されてなる第３のエレメントと、前記第２のエレメントに直列接続され前記第４のダイオードと前記第４のスイッチとが直列接続されてなる第４のエレメントとが前記第１の直流電源のマイナス側に接続され、前記第１のエレメントと前記第３のエレメントとの接続点と前記第２のエレメントと前記第４のエレメントとの接続点との間に、ｎを自然数として前記固定子の（ｎ−１）＊４＋１番目の駆動電極と（ｎ−１）＊４＋３番目の駆動電極とが接続されてなり、
前記第２の電流方向切り換え回路は、前記第５のダイオードと前記第５のスイッチとが直列接続されてなる第５のエレメントと、前記第６のダイオードと前記第６スイッチとが直列接続されてなる第６のエレメントとがそれぞれ前記第２の直流電源のプラス側に接続され、前記第５のエレメントに直列接続され前記第７のダイオードと前記第７のスイッチとが直列接続されてなる第７のエレメントと、前記第６のエレメントに直列接続され前記第８のダイオードと前記第８のスイッチとが直列接続されてなる第８のエレメントとが前記第２の直流電源のマイナス側に接続され、前記第５のエレメントと前記第７のエレメントとの接続点と前記第６のエレメントと前記第８のエレメントとの接続点との間に、固定子の（ｎ−１）＊４＋２番目の駆動電極と（ｎ−１）＊４＋４番目の駆動電極とが接続されてなることを特徴とする請求項５に記載の駆動回路。
【請求項８】
４相の駆動電極をもつ固定子と、前記固定子によって駆動される移動子とからなる静電アクチュエータを駆動する駆動回路において、
直流電源と、コイルと、前記固定子の４相の駆動電極の等価回路であるコンデンサの充電電流の方向を切り換える電流方向切り換え回路とを備え、前記固定子の駆動電極に４相の高電圧を出力する高電圧駆動回路を備えたことを特徴とする駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電圧を発生する高電圧発生回路と、それを用いた駆動回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１において提案されているアクチュエータの駆動方式では、アクチュエータと電源からなる回路に直列にコイルを挿入し、この回路の直列共振周波数の交流電源で直接、静電アクチュエータを駆動している。
【特許文献１】特開平９−２９４３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような、従来の静電アクチュエータを駆動するための高電圧発生回路は、高周波の高電圧を発生するために、高圧トランスによる昇圧、またはコイルと静電アクチュエータのコンデンサ成分とによる直列共振による昇圧を利用している。
【０００４】
また、静電アクチュエータの推力を増大させるためには、クーロン力が電荷量に比例することからアクチュエータ面積を大きくしなければならないが、アクチュエータ面積を大きくするとそれに比例してコンデンサ容量成分が増える。コンデンサ容量成分が増えると、それに流れる交流電流が大きくなるために、高圧トランスやコイルの容量を大きくする必要があり、装置の大型化が避けられない。
【０００５】
一方、トランスやコイルの部品の小型を図るには、動作周波数を上げることが考えられるが、動作周波数を上げると、静電アクチュエータのコンデンサ成分に流れ込む電流が大きくなり、高圧トランスやコイルに流れる電流値が大きくなり駆動回路の電源効率も低下する。このため、動作周波数を高くして部品の小型化を図ることには限界がある。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンデンサ容量成分が増えても十分に駆動でき、かつ回路の小型化を図った駆動効率の良い高電圧発生回路及びそれを用いた駆動回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様による高電圧発生回路は、コンデンサと、コイルと、直流電源とを直列接続した回路と、ダイオードを含み、前記コンデンサに流れる電流の方向を切り換える電流方向切り換え回路とを備え、前記電流方向切り換え回路によって前記電流の方向を切り換える度に前記直流電源の電圧を前記コンデンサの両端の電圧に加算して、前記コンデンサの両端の電圧を大きくすることを特徴とする。
【０００８】
この第１の態様においては、直列接続した瞬間からコンデンサとコイルで直列共振しようとするが、ダイオードの作用により半波で共振がストップしてコンデンサ両端の電圧が反転する。そして電流が流れるときに直流電源の電圧が加算されるため、コンデンサ両端の電圧が大きくなっていく。
【０００９】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第２の態様による駆動回路は、４相の駆動電極をもつ固定子と、単相の電極をもつ移動子とからなる静電アクチュエータを駆動する駆動回路において、第１の直流電源と、第１のコイルと、前記固定子の４相の駆動電極において発生するコンデンサの充電電流の方向を切り換える第１の電流方向切り換え回路とを備え、前記固定子の駆動電極に４相の高電圧を出力する第１の高電圧駆動回路と、第２の直流電源と、第２のコイルと、前記移動子の単相の電極において発生するコンデンサの充電電流の方向を切り換える第２の電流方向切り換え回路とを備え、前記移動子の電極に単相の高電圧を出力する第２の高電圧駆動回路とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
この第２の態様においては、第１の高電圧駆動回路で４相の高電圧を発生して静電アクチュエータの固定子の駆動電極へ印加し、第２の高電圧駆動回路で単相の高電圧を発生して移動子の電極へ印加することで、静電アクチュエータの移動子を駆動する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、コンデンサ容量成分が増えても十分に駆動でき、かつ回路の小型化を図った駆動効率の良い高電圧発生回路及びそれを用いた駆動回路を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。  
図１は、本発明の一実施形態に係る高電圧発生回路における基本的な考えを説明するための図である。図１において、コンデンサ（Ｃ）１と、コイル（Ｌ）２と、ダイオード（Ｄ）３と、直流電源（Ｖｂ）４とが直列に接続されている。ここで、コンデンサ１の両端の電圧が初期電圧Ｖｃの状態において、図１の回路を閉じた瞬間に電流（ｉ）５が流れ、コンデンサ１の両端の電圧は、図２の実線で示すような波形となる。ここで、図２の破線で示す波形は、ダイオード３が無い場合のコンデンサ１の両端の電圧を示しており、コンデンサ１とコイル２との間の直列共振で決まる周波数の交流電圧である。図１に示すように、ダイオード３が回路内に挿入されていると共振が途中で打ち切られるため、その方向性により、実線で示されるように、コンデンサ１の両端の電圧は、−（Ｖｃ＋Ｖｂ）の電圧に落ち着く。このように、コンデンサ１内では初期電圧Ｖｃの電圧に対応する電荷を保持していたのが、前記のような動作によりプラスの電荷が反対方向へ移動し、その結果、コンデンサ１の両端の電圧は逆極性になる。
【００１３】
図３は、図１と図２で説明した最終状態から、ダイオード３の向きを逆に接続し直した状態を示す図である。その時のコンデンサ１の両端の電圧は図４の実践に示すようにＶｃ＋２Ｖｂの電圧に反転し、その電圧を維持する。ここで、特徴的なことは、ダイオード３の向きを切り換える毎にコンデンサ１の両端の電圧が、直流電源４の電圧Ｖｂずつ大きくなっていることである。
【００１４】
図５は、前記したようなダイオードの向きを切り換える操作を行うための、ダイオード６ａとスイッチ（ＳＷ１）７ａとが直列接続されてなる第１のエレメントと、ダイオード６ｂとスイッチ（ＳＷ２）７ｂとが直列接続されてなる第２のエレメントと、ダイオード６ｃとスイッチ（ＳＷ３）７ｃとが直列接続されてなる第３のエレメントと、ダイオード６ｄとスイッチ（ＳＷ４）７ｄとが直列接続されてなる第４のエレメントとで構成されたＨブリッジ型回路の回路構成について示した図である。
【００１５】
図５において、スイッチ７ａとスイッチ７ｄとが連動し、またスイッチ７ｂとスイッチ７ｄとが連動しており、それぞれの組のスイッチがオルタネートで動作するようになっている。例えば、スイッチ７ａとスイッチ７ｄとがＯＮの場合には図５の実線で示す電流８ａが流れ、スイッチ７ｂとスイッチ７ｃがＯＮの場合には図５の破線で示す電流８ｄが流れる。これらスイッチのオルタネート動作を繰り返していると、図１〜図４を用いて説明した現象により、コンデンサ１の両端電圧が図６で示すように、除々に大きくなっていく。
【００１６】
ここで、スイッチ７ａ〜７ｄの切り換え動作を繰り返していくと、無限に振幅が大きくなっていくように思えるが、実際にはコイル２、ダイオード６ａ〜６ｄ、並びにスイッチ７ａ〜７ｄのＯＮ抵抗による電圧降下分と電圧上昇分とが一致するところで、電圧の大きさが決まってしまう。
【００１７】
コイル２は、コンデンサ１とともに、図２の破線で示す交流電圧の周波数（共振周波数）を決定するものであり、コイル２のインダクタンスＬの値を大きくすると共振周波数が小さくなるので電圧がゆっくりと変化する。また、スイッチ切り換え時にコンデンサ１に流れる電流が小さくなる。逆にコイル２のインダクタンスＬの値を小さくすると共振周波数が大きくなるのでスイッチ切り換え時の電流が大きくなる。このコイル２のインダクタンスＬの値は、スイッチ７ａ〜７ｄやダイオード６ａ〜６ｄの電流尖頭値と切り換え時間とのトレードオフで決定される。
【００１８】
図７は、静電アクチュエータにおける固定子の駆動電極１０に発生する静電容量について説明するための図である。図７において、固定子の駆動電極１０は４相構造となっている。図では、４つ毎にそれぞれ電極Ａ、電極Ｂ、電極Ｃ、及び電極Ｄとして表している。これら電極は、ｎを自然数として左端から電極Ａが（ｎ−１）＊４＋１番目、電極Ｂが（ｎ−１）＊４＋２番目、電極Ｃが（ｎ−１）＊４＋３番目、電極Ｄが（ｎ−１）＊４＋４番目に配置されている。
【００１９】
このような状態において、Ａ電極とＢ電極との間にはコンデンサＣａが、Ｂ電極とＣ電極との間にはコンデンサＣｂが、Ｃ電極とＤ電極との間にはコンデンサＣｃが、Ｄ電極とＡ電極との間にはコンデンサＣｄが形成される。また、１つおきに離れた電極間でもコンデンサが形成される。即ち、電極Ａと電極Ｃとの間にはコンデンサＣａｃが、電極Ｂと電極Ｄとの間にはコンデンサＣｂｄが形成される。
【００２０】
これらを分かりやすく書き直すと、等価的に図８に示すような４端子のブリッジ回路と表すことができる。ここで、図８で示すＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは図７におけるそれぞれの電極を示す。
【００２１】
また、図９は固定子の駆動電極１０を制御する方法を説明するものである。ここでは、時間ｔの経過に応じて次のように電圧、即ち電荷を変化させていく。
【００２２】
（ａ）  電極Ａ：＋  電極Ｂ：＋  電極Ｃ：−  電極Ｄ：−
（ｂ）  電極Ａ：−  電極Ｂ：＋  電極Ｃ：＋  電極Ｄ：−
（ｃ）  電極Ａ：−  電極Ｂ：−  電極Ｃ：＋  電極Ｄ：＋
これらに対応する波形をそれぞれ図９の参照符号１００ａ〜１００ｃで示す。ここで、波形１００ａの状態から電極Ａの＋電荷を電極Ｃへ移動させると波形１００ｂの状態となる。さらに波形１００ｂの状態から電極Ｂの＋電荷を電極Ｄへ移動させると波形１００ｃの状態となる。
【００２３】
このことは、図８で示すコンデンサブリッジ回路において、対称対向する電極へ電荷を移動させればよいことを示す。また、電荷を移動させた結果として生じた駆動電極の電圧は、電極Ａと電極Ｃ及び電極Ｂと電極Ｄはそれぞれ極性が反対の関係であり、さらに電極Ｂと電極Ｄは、時系列的に観測すると電極Ａと電極Ｃに対して位相が９０度ずれた関係になっている。
【００２４】
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、実際に電荷を移動させる時の回路の様子を示すもので、図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）はそれぞれ図９の波形１００ａ、波形１００ｂ、波形１００ｃに対応する。ここで、波形１００ａの状態からコイル２とダイオード３とで電極Ａ−Ｃ間を閉じると、図１及び図２で説明した動作により＋と−の電荷が入れ換わり、波形１００ｂの状態となる。さらに同様に、波形１００ｂの状態から、コイル２とダイオード３とで電極Ｂ−Ｄ間を閉じると、波形１００ｃの状態となる。
【００２５】
このような一連の動作を実際の回路で行うのが図１１である。この回路は図５の回路から発展させたもので、コンデンサＣａ、Ｃｂ、Ｃｃ、Ｃｄ、Ｃａｃ、Ｃｂｄからなるコンデンサブリッジ回路１１の電荷を切り換えるために、ダイオード１６ａとスイッチ１７ａとが直列接続されてなる第１のエレメントと、ダイオード１６ｂとスイッチ１７ｂとが直列接続されてなる第２のエレメントと、ダイオード１６ｃとスイッチ１７ｃとが直列接続されてなる第３のエレメントと、ダイオード１６ｄとスイッチ１７ｄとが直列接続されてなる第４のエレメントと、ダイオード１６ｅとスイッチ１７ｅとが直列接続されてなる第５のエレメントと、ダイオード１６ｆとスイッチ１７ｆとが直列接続されてなる第６のエレメントと、ダイオード１６ｇとスイッチ１７ｇとが直列接続されてなる第７のエレメントと、ダイオード１６ｈとスイッチ１７ｈとが直列接続されてなる第８のエレメントとが図のように接続されている。
【００２６】
ここで、スイッチ１７ａとスイッチ１７ｄ、スイッチ１７ｂとスイッチ１７ｃ、スイッチ１７ｅとスイッチ１７ｈ、スイッチ１７ｆとスイッチ１７ｇはそれぞれの組のスイッチが常に同時にＯＮ／ＯＦＦ動作し、かつこれらスイッチの組の何れか１つの組がＯＮになっているときには、他の組は全てＯＦＦになるように、各スイッチが制御される。この図１０の回路にも図５と同様に直流電源（Ｖｂ）４とコイル（Ｌ）２が接続されている。前記のスイッチの組がＯＮになると、コンデンサブリッジ回路を通った電流経路は直流電源４とコイル２を通るようになっている。これにより、図１〜図４で説明した動作原理に基づいて、スイッチを切り換える度にコンデンサブリッジ回路１１の各端子の電圧に直流電源の電圧Ｖｂが加算されて、コンデンサブリッジ回路１１の各端子の電圧が図６に示されるように上昇していく。
【００２７】
ここでも、コンデンサブリッジ回路１１の各端子の電圧の上昇は、スイッチ１７ａ〜１７ｈやコイル２のＯＮ抵抗などで生ずる電圧降下とバイアス電圧Ｖｂとが等しくなったところでストップして、その結果、平衡した高電圧が得られる。
【００２８】
なお、図１１は一見複雑のように見えるが、負荷となるコンデンサブリッジ回路１１の対称端子（例えばＡとＣ）に電圧や電流を印加しても、他の端子（ＢとＣ）には影響を与えないという性質があるため、４端子のコンデンサブリッジ回路に、図５で示す高電圧発生回路を対称端子間（ＡとＣ間、ＢとＤ間）に２系統接続したものととらえることができる。
【００２９】
図１２は、以上説明したような高電圧発生回路を静電アクチュエータの駆動回路に応用したときの様子を示す図である。
【００３０】
図１２において、固定子２１の上には移動子２２が乗せられている。移動子２２の単相電極には高電圧駆動回路３０が接続されており、単相電極に供給される電荷による静電誘導により移動子２２の電極にも電荷が誘起するようになっている。ここで、移動子２２の単相電極は図５のコンデンサ１と等価である。即ち、図１２の高電圧駆動回路３０は、図５で説明した回路と同様のものである。
【００３１】
また、固定子２１には４相の高電圧駆動回路４０が接続されている。固定子２１の４相電極は図７及び図８で説明したようなコンデンサブリッジ回路と等価である。即ち、高電圧駆動回路４０は図１１で説明した回路と同様のものである。
【００３２】
そして、図１２において、タイミングコントローラ５０の出力で移動子用の高電圧駆動回路３０と固定子用の高電圧駆動回路４０をともに制御する。移動子２２を移動させるには、タイミングコントローラ５０より、固定子用の高電圧駆動回路４０と移動子用の高電圧駆動回路でそれぞれ発生する高電圧に周波数差が生じるように制御信号５１および５２を発生する。
【００３３】
ここで、図１２では、移動子２２へ直接給電せずに静電誘導で電極へ電荷を供給する方式を説明したが、移動子２２へ高電圧駆動回路３０より直接給電するようにしても良い。
【００３４】
また、移動子２２を、例えばエレクトレットなどで構成するようにすれば、移動子２２に電荷を誘起させる必要がないので、移動子用の高電圧駆動回路３０は不要になる。
【００３５】
以上説明したように、本一実施形態によれば、コンデンサ電極間に直流電源とコイルを直列に接続し、ダイオードとスイッチにより回路を閉じ、コンデンサ両端の電圧極性を入れ換えて電圧を上昇させることによって大きな高電圧が発生する。このために、回路短絡時の一瞬しか電流が流れないため、損失が少なく、電力効率の良い高電圧を発生させることができる。
【００３６】
また、４相の駆動電極をもつ固定子を４つの端子をもつコンデンサブリッジ回路に置き換えて電荷入れ換えにより高電圧を発生させるとともに、移動子の電極に電荷入れ替えにより高電圧を発生させ、静電アクチュエータを駆動するようにしたため、静電アクチュエータの電極間の静電容量が大きくなっても、電力効率が高く小型の駆動回路が実現できる。
【００３７】
なお、上記した一実施形態においては、高電圧発生回路を静電アクチュエータの駆動回路に応用した例について説明しているが、本高電圧発生回路は例えば液晶のバックライトの電源回路等にも応用することができる。
【００３８】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【００３９】
さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【００４０】
ここで、本発明の要旨をまとめると以下のようなものを含む。  
（１）  コンデンサと、コイルと、直流電源とを直列接続した回路と、ダイオードを含み、前記コンデンサに流れる電流の方向を切り換える電流方向切り換え回路と、を備え、前記電流方向切り換え回路によって前記電流の方向を切り換える度に前記直流電源の電圧を前記コンデンサの両端の電圧に加算して、前記コンデンサの両端の電圧を大きくすることを特徴とする高電圧発生回路。  
この（１）においては、直列接続した瞬間からコンデンサとコイルで直列共振しようとするが、ダイオードの作用により半波で共振がストップしてコンデンサ両端の電圧が反転する。そして電流が流れるときに直流電源の電圧が加算されるため、コンデンサ両端の電圧が大きくなっていく。
【００４１】
（２）  前記電流方向切り換え回路は、第１、第２、第３、第４のダイオード、第１、第２、第３、及び第４のスイッチをＨブリッジ型に接続してなるＨブリッジ型回路であり、前記第１、第２、第３、及び第４のスイッチを切り換えることにより、前記コンデンサに流れる電流の方向を切り換えることを特徴とする（１）に記載の高電圧発生回路。  
この（２）においては、Ｈブリッジ型の電流方向切り換え回路で、コンデンサに流れる電流方向を交互に切り換える。
【００４２】
（３）  前記Ｈブリッジ型回路は、前記第１のダイオードと前記第１のスイッチとが直列接続されてなる第１のエレメントと前記第２のダイオードと前記第２スイッチとが直列接続されてなる第２のエレメントとがそれぞれ前記直流電源のプラス側に接続され、前記第１のエレメントに直列接続され前記第３のダイオードと前記第３のスイッチとが直列接続されてなる第３のエレメントと前記第２のエレメントに直列接続され前記第４のダイオードと前記第４のスイッチとが直列接続されてなる第４のエレメントとが前記直流電源のマイナス側に接続され、前記第１のエレメントと前記第３のエレメントとの接続点と前記第２のエレメントと前記第４のエレメントとの接続点の間に前記コンデンサが接続されてなり、前記コンデンサに流す電流の方向を、前記第１のエレメントと前記第４のエレメントとに同時に通電して前記コンデンサに電流を流す第１の状態と前記第２のエレメントと前記第３のエレメントとに同時に通電して前記コンデンサに前記第１の状態とは逆方向の電流を流す第２の状態とに交互に切り換えることにより、前記コンデンサの両端の電圧を大きくすることを特徴とする（２）に記載の高電圧発生回路。  
この（３）においては、直列に接続されたダイオードとスイッチの４つの組とコンデンサとでＨブリッジ型回路を構成し、スイッチの制御でコンデンサに流れる電流の方向が交互に反転するようにするとともに、このときの電流が直流電源とコイルを通ることで、コンデンサ両端の電圧が除々に高くなって高電圧を発生させる。
【００４３】
（４）  ４相の駆動電極をもつ固定子と、単相の電極をもつ移動子とからなる静電アクチュエータを駆動する駆動回路において、第１の直流電源と、第１のコイルと、前記固定子の４相の駆動電極の等価回路であるコンデンサの充電電流の方向を切り換える第１の電流方向切り換え回路とを備え、前記固定子の駆動電極に４相の高電圧を出力する第１の高電圧駆動回路と、第２の直流電源と、第２のコイルと、前記移動子の単相の電極において発生するコンデンサの充電電流の方向を切り換える第２の電流方向切り換え回路とを備え、前記移動子の電極に単相の高電圧を出力する第２の高電圧駆動回路と、を備えたことを特徴とする駆動回路。  
この（４）においては、第１の高電圧駆動回路で４相の高電圧を発生して静電アクチュエータの固定子の駆動電極へ印加し、第２の高電圧駆動回路で単相の高電圧を発生して移動子の電極へ印加することで、静電アクチュエータの移動子を駆動する。
【００４４】
（５）  前記第１の高電圧発生回路は、第１、第２、第３、第４のダイオードと、第１、第２、第３、第４のスイッチとで前記固定子の４相の駆動電極の等価回路であるコンデンサの充電電流の方向を切り換えるように構成した第１の電流方向切り換え回路と、第５、第６、第７、第８のダイオードと、第５、第６、第７、第８のスイッチとで前記コンデンサの充電電流の方向を切り換えるように構成した第２の電流方向切り換え回路と、を含み、前記第１の電流方向切り換え回路と前記第２の電流方向切り換え回路とを、前記固定子の４相の駆動電極の等価回路であるコンデンサブリッジ回路の対称相対する端子へそれぞれ接続して前記固定子の駆動電極を駆動することを特徴とする（４）に記載の駆動回路。  
この（５）においては、第１の電流方向切り換え回路と第２の電流方向切り換え回路をそれぞれコンデンサブリッジ回路の対称相対する端子間へ接続し、それぞれの回路で電流切り換え動作を行い４相の高電圧を得る。このときにブリッジ回路の性質上４端子のうち対称相対する端子以外には電圧／電流の作用が生じないため、第１の電流方向切り換え回路と第２の電流方向切り換え回路は独立した動作が可能となる。
【００４５】
（６）  前記第１の電流方向切り換え回路の電流方向の切り換えタイミングと前記第２の電流方向切り換え回路の電流方向の切り換えタイミングの位相は９０度ずれていることを特徴とする（５）に記載の駆動回路。  
この（６）においては、第１の電流方向切り換え回路と、第２の電流方向切り換え回路の電流方向の切り換えタイミングの位相を９０度ずらすことで、第１の電流方向切り換え回路で０度、１８０度の高電圧を発生し、第２の電流方向切り換え回路で９０度、２７０度の高電圧を発生し、静電アクチュエータ固定子の駆動信号を得る。
【００４６】
（７）  前記第１の電流方向切り換え回路は、前記第１のダイオードと前記第１のスイッチとが直列接続されてなる第１のエレメントと前記第２のダイオードと前記第２スイッチとが直列接続されてなる第２のエレメントとがそれぞれ前記第１の直流電源のプラス側に接続され、前記第１のエレメントに直列接続され前記第３のダイオードと前記第３のスイッチとが直列接続されてなる第３のエレメントと、前記第２のエレメントに直列接続され前記第４のダイオードと前記第４のスイッチとが直列接続されてなる第４のエレメントとが前記第１の直流電源のマイナス側に接続され、前記第１のエレメントと前記第３のエレメントとの接続点と前記第２のエレメントと前記第４のエレメントとの接続点との間に、ｎを自然数として前記固定子の（ｎ−１）＊４＋１番目の駆動電極と（ｎ−１）＊４＋３番目の駆動電極とが接続されてなり、前記第２の電流方向切り換え回路は、前記第５のダイオードと前記第５のスイッチとが直列接続されてなる第５のエレメントと、前記第６のダイオードと前記第６スイッチとが直列接続されてなる第６のエレメントとがそれぞれ前記第２の直流電源のプラス側に接続され、前記第５のエレメントに直列接続され前記第７のダイオードと前記第７のスイッチとが直列接続されてなる第７のエレメントと、前記第６のエレメントに直列接続され前記第８のダイオードと前記第８のスイッチとが直列接続されてなる第８のエレメントとが前記第２の直流電源のマイナス側に接続され、前記第５のエレメントと前記第７のエレメントとの接続点と前記第６のエレメントと前記第８のエレメントとの接続点との間に、固定子の（ｎ−１）＊４＋２番目の駆動電極と（ｎ−１）＊４＋４番目の駆動電極とが接続されてなることを特徴とする（５）に記載の駆動回路。  
この（７）においては、第１エレメント〜第４エレメントを静電アクチュエータの固定子の（ｎ−１）＊４＋１番目と（ｎ−１）＊４＋３番目の駆動電極へ接続して、第５エレメント〜第８エレメントを固定子の（ｎ−１）＊４＋２番目と（ｎ−１）＊４＋４番目の駆動電極へ接続して、奇数番目どうしまたは偶数番目どうしで、電流切り換え動作を行うことで、駆動電極に４相の高電圧を発生する。
【００４７】
（８）  ４相の駆動電極をもつ固定子と、前記固定子によって駆動される移動子とからなる静電アクチュエータを駆動する駆動回路において、直流電源と、コイルと、前記固定子の４相の駆動電極において発生するコンデンサの充電電流の方向を切り換える電流方向切り換え回路とを備え、前記固定子の駆動電極に４相の高電圧を出力する高電圧駆動回路を備えたことを特徴とする駆動回路。  
この（８）においては、高電圧駆動回路で４相の高電圧を発生して静電アクチュエータの固定子の駆動電極へ印加して静電アクチュエータの移動子を駆動する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係る高電圧発生回路の動作原理について説明するための回路図である。
【図２】図１の回路におけるコンデンサの両端電圧の波形図である。
【図３】図１の回路に対して電流方向を切り換えたときの様子を示す図である。
【図４】図３の回路におけるコンデンサの両端電圧の波形図である。
【図５】コンデンサの両端の電圧を大きくする高電圧発生回路について説明するための図である。
【図６】図５の回路におけるコンデンサの両端の電圧の波形図である。
【図７】静電アクチュエータの固定子の駆動電極の静電容量成分について説明するための図である。
【図８】駆動電極のコンデンサ成分がブリッジになっていることを説明する図である。
【図９】駆動電極を駆動させるための電圧波形について示す図である。
【図１０】電流切り換えにより駆動電極のブリッジ回路の電位を制御することを説明するための図である。
【図１１】駆動電極のコンデンサブリッジ回路を制御するための電流方向切り換え回路を説明するための図である。
【図１２】静電アクチュエータの高電圧駆動回路に本発明の一実施形態に係る高電圧発生回路を応用したときの様子を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…コンデンサ、２…コイル、３…ダイオード、４…直流電源、６ａ〜６ｄ，１６ａ〜１６ｈ…ダイオード、７ａ〜７ｄ，１７ａ〜１７ｄ…スイッチ、１０…駆動電極、１１…コンデンサブリッジ回路、２１…固定子、２２…移動子、３０，４０…高電圧駆動回路、５０…タイミングコントローラ
【図１】
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【図２】
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【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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【図１１】
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【図１２】
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