【事件の表示】
　特許第２７１８３９２号「圧電トランスの駆動回路」の請求項１ないし４に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２７１８３９２号の請求項１ないし４に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続きの経緯
　特許第２７１８３９２号の請求項１〜４に係る発明は、平成７年３月２８日に特許出願がなされたものであって、平成９年１１月１４日にその発明についての特許権の設定登録がなされ、その後、雨山範子より請求項１、２、４に係る発明に対して、松下電工株式会社より全請求項（請求項１〜４）に係る発明に対してそれぞれ特許異議の申立がなされ、全請求項に係る発明に対して当審より取消理由通知がなされ、その意見書提出指定期間内に特許権者より特許異議意見書の提出とともに明細書についての訂正請求がなされ、当審より訂正拒絶理由通知がなされ、その意見書提出指定期間内に特許権者より意見書とともに手続補正書が提出されたものである。
　
２．訂正の適否についての判断
　ア．訂正請求に対する補正の適否について
　特許権者がした訂正請求に対する補正の内容は、(a)訂正明細書の請求項２を削除し、これに伴って(b)訂正明細書の請求項３〜５を請求項２〜４とリナンバリングするとともにこれらの請求項において引用している請求項番号もリナンバリングし、(c)訂正明細書の発明の詳細な説明中にある訂正後の請求項２の記載に対応する同様の記載を削除しようとするものであるが、(a)については、特許請求の範囲の減縮を目的とするものであり、(b)、(c)については、形式的なもので明りょうでない記載の釈明を目的とするものであると認められ、いずれも訂正請求書の要旨を変更するものではなく、特許法第１２０条の４第３項において準用する同法第１３１条第２項の規定に適合しているので訂正請求に対する補正を認める。
　
　イ．訂正の内容
  特許権者が求めている上記補正後の訂正の内容は、
　訂正事項ａ　特許時の特許請求の範囲請求項１の「圧電効果を利用して一次側から入力した交流電圧を二次側に出力する圧電トランスと、この圧電トランスの一次側電極の一方に二次側端子を接続し一次側端子を電源に接続した第一のオートトランスと、この第一のオートトランスの中間端子を出力端に接続した第一のスイッチングトランジスタと、前記圧電トランスの他方の一次側電極に二次側端子を接続し一次側端子を電源に接続した第二のオートトランスと、この第二のオートトランスの中間端子が出力端に接続された第二のスイッチングトランジスタと、これら第一，第二のスイッチングトランジスタを交互に駆動する２位相駆動回路とを含む昇圧手段を有することを特徴とする圧電トランスの駆動回路。」を「圧電効果を利用して一次側から入力した交流電圧を昇圧して二次側に出力する圧電トランスと、この圧電トランスの一次側電極の一方に二次側端子を接続し一次側端子を電源に接続した第一のオートトランスと、この第一のオートトランスの中間端子を出力端に接続した第一のスイッチングトランジスタと、前記圧電トランスの他方の一次側電極に二次側端子を接続し一次側端子を電源に接続するとともに、前記第一のオートトランスとはコアが別個の第二のオートトランスと、この第二のオートトランスの中間端子が出力端に接続された第二のスイッチングトランジスタと、これら第一，第二のスイッチングトランジスタを交互に駆動する２位相駆動回路とを含む昇圧手段を有することを特徴とする圧電トランスの駆動回路。」と訂正する。
　訂正事項ｂ　発明の詳細な説明の段落００１２の「【課題を解決するための手段】本発明の圧電トランスの駆動回路の構成は、圧電効果を利用して一次側から入力した交流電圧を二次側に出力する圧電トランスと、この圧電トランスの一次側電極の一方に二次側端子を接続し一次側端子を電源に接続した第一のオートトランスと、この第一のオートトランスの中間端子を出力端に接続した第一のスイッチングトランジスタと、前記圧電トランスの他方の一次側電極に二次側端子を接続し一次側端子を電源に接続した第二のオートトランスと、この第二のオートトランスの中間端子が出力端に接続された第二のスイッチングトランジスタと、これら第一，第二のスイッチングトランジスタを交互に駆動する２位相駆動回路とを含む昇圧手段を有することを特徴とする。」を「【課題を解決するための手段】本発明の圧電トランスの駆動回路の構成は、圧電効果を利用して一次側から入力した交流電圧を昇圧して二次側に出力する圧電トランスと、この圧電トランスの一次側電極の一方に二次側端子を接続し一次側端子を電源に接続した第一のオートトランスと、この第一のオートトランスの中間端子を出力端に接続した第一のスイッチングトランジスタと、前記圧電トランスの他方の一次側電極に二次側端子を接続し一次側端子を電源に接続するとともに、前記第一のオートトランスとはコアが別個の第二のオートトランスと、この第二のオートトランスの中間端子が出力端に接続された第二のスイッチングトランジスタと、これら第一，第二のスイッチングトランジスタを交互に駆動する２位相駆動回路とを含む昇圧手段を有することを特徴とする。」と訂正する。
というものである。
　
　ウ．訂正の目的の適否、新規事項及び特許請求の範囲の拡張・変更の有無
  上記訂正内容は、訂正事項ａの特許請求の範囲請求項１についてのものは特許請求の範囲の減縮を目的とするものであり、訂正事項ｂの発明の詳細な説明についてのものは請求項１の記載と整合をとるための明りょうでない記載の釈明を目的とするものであり、これらはいずれも新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張するものとも変更するものとも認められない。
　
　エ．独立特許要件の判断　　　
　訂正明細書の請求項１〜４に係る発明は、上記イ．の訂正事項ａに掲記の訂正後の記載のとおりと認められる。
　そして、訂正明細書の請求項１に係る発明は、上記のような構成を採用したことにより、それぞれのオートトランスを含む回路に所謂フライバック型の動作をさせて一次側に電源電圧より高い電圧を発生させ、それを二次側で〔巻線比＋１〕倍の出力電圧とすることができ、更に、オートトランスを含む回路２個で圧電トランスを駆動するものであるから、圧電トランスの入力側には１個のオートトランスの出力電圧の更に２倍の電圧が印加されることとなるものと認められる。
　一方、本件特許明細書の請求項１〜４に係る発明に対して当審が通知した取消理由で引用した刊行物１（特開平６−４６５７４号公報；特許異議申立人松下電工株式会社が引用した甲第１号証）には、分散型ＥＬ発光素子や圧電素子に正弦波状の交流電圧を印加する容量性負荷の駆動回路に関する発明が開示されている。そして、図３（ａ）には、第１の実施例の変形例を示す回路図が示されており、これを明細書の説明を参照して見ると、交流電圧が入力される圧電効果を利用した容量性負荷である圧電素子１と、この圧電素子１の電極の一方に二次巻線Ｌ２と第１の帰還巻線Ｌ１２との直列巻線の一方の端子が接続され、この直列巻線（Ｌ２、Ｌ１２）の他方の端子に、一方の端子が接続される第１の一次巻線Ｌ１２の他方の端子を電源Ａに接続したオートトランスＴと、このオートトランスＴの中間端子（第１の帰還巻線Ｌ１２と第１の一次巻線Ｌ１１との接続点）を出力端に接続した第１のトランジスタＴｒｌと、前記圧電素子１の電極の他方に第２の帰還巻線Ｌ２２の一方の端子が接続され、この第２の帰還巻線Ｌ２２の他方の端子に、一方の端子が接続される第２の一次巻線Ｌ２１の他方の端子を電源Ａに接続したオートトランスＴと、このオートトランスＴの中間端子（第２の帰還巻線Ｌ２２と第２の一次巻線Ｌ２１との接続点）を出力端に接続した第２のトランジスタＴｒ２と、これら第１，第２のトランジスタ（Ｔｒｌ、Ｔｒ２）を駆動する駆動回路とを含む昇圧手段を有することを特徴とする圧電素子等を負荷とする駆動回路が開示されているといえる。また、それぞれの一次巻線（Ｌ１１、Ｌ２１）に発生した電圧は、それぞれの二次側巻線（Ｌ１２＋Ｌ２、Ｌ２２）によって昇圧されている。つまり、巻数比（一次巻線数／二次側巻線数）に一次巻線間に印加されている電圧を加えたものが出力電圧となるので、（巻数比＋１）×一次巻線間電圧が負荷に印加される電圧となることが分かる。
　そして、「本発明の第１の特徴は、図１に示すように、第１のインバータＩ１と第２のインバータＩ２とを電流及び電圧が逆位相となるように対称配置したことである」（第５欄３１行〜同欄３４行）との記載、及び「第１のトランジスタＴｒ１と第２のトランジスタＴｒ２は同時に順方向にバイダアスされることはなく、図２（ｃ），（ｄ）に示すように各一次巻線Ｌ１１，Ｌ２１に流れる電流は互いに１８０度位相が異なったものとなる。従って、第１のインバータＩ１と第２のインバータＩ２とが交互に動作してトランスＴにエネルギーを供給することになる」（第６欄４１行〜同欄４７行）との記載によれば、第１，第２のトランジスタ（Ｔｒｌ，Ｔｒ２）を交互に駆動するものということができる。
　同じく刊行物２（特開平６−１６７６９４号公報；特許異議申立人雨宮範子が引用した甲第３号証、特許異議申立人松下電工株式会社が引用した甲第２号証、）には、セラミックトランス（圧電トランス）を用いた冷陰極管の駆動方式に関する発明が開示されており、明細書中には、「発振器からの出力をセラミックトランスに与える。この発振器からの出力周波数は高い方から低い方に掃引される。この出力周波数の変化に応じて、セラミックトランスの昇圧比は上昇し、降下する。すなわち、セラミックトランスの昇圧比には周波数による共振がある。冷陰極管が点灯する昇圧比の周波数で発振器の出力周波数を固定する」（第２欄４１行〜同欄４７行）、「図３は〜中略〜１は負荷電流を決定するための設定電圧を決める可変電圧装置、２は液晶のバックライト光源となる冷陰極管、３は負荷電流を検出する負荷電流検出回路、４は負荷電流検出回路３で検出した負荷電流に比例する交流電圧を整流する交流電圧整流回路、５は可変電圧装置１からの設定電圧と交流電圧整流回路４からの出力電圧の差電圧を積分する積分回路、６は電圧レベルをシフトする電圧レベルシフト回路、７は電圧レベルシフト回路６の出力電圧に比例する周波数を発振する無安定マルチバイブレータ」（第３欄２行〜同欄１５行）、「発振器からの出力をセラミックトランスに与え、前記出力の出力周波数を高い方から低い方に掃引し、前記出力周波数を冷陰極管が点灯する昇圧比の周波数で固定し、セラミックトランスの駆動周波数を制御する」（第５欄第３４行〜６欄第１行）、および「この時、冷陰極管２に印加されるセラミックトランス１０の出力電圧ＶＩ０はＶｃである。この電圧Ｖｃによる負荷電流Ｉ２が必要な輝度を与えない場合には、Ｅ４−Ｖ１＜０であり、無安定マルチバイブレータ７の発振周波数ｆ７は引き続き減少する。その結果セラミックトランス１０の出力電圧ＶＩ０に従って負荷電流１２は増大し、やがてｆ７＝ｆｄにおいてセラミックトランス１０の出力電圧ＶＩ０がＶｄとなり、その時、Ｅ４−Ｖ１＝ｋｌ・ｋ２・Ｉ２−Ｖ１＝０となる。その時の積分回路２の出力電圧Ｖ５は一定となり、冷陰極管２の負荷電流１２は設定値となる。無安定マルチバイブレー夕７の発振周波数Ｆ７がｆｄより更に小さくなると、冷陰極管２に流れる負荷電流１２は設定値より大となり、従って、Ｅ４−Ｖ１＞０となるから、無安定マルチバイブレータ７の発振周波数ｆ７は増加に転じ、結局積分回路５の比積分値は０、すなわちＥ４−Ｖ１＝０となって回路は平衡する事になる。」（５欄第６行〜第２７行）という記載がある。
　同じく刊行物３（日本音響学会誌３２巻８号（１９７６年）４７０〜４７９頁「圧電セラミックトランス用素子の一考察」；特許異議申立人松下電工株式会社が引用した甲第３号証）には、「圧電セラミックトランスは高いインピーダンス変成比を得るのに適した電極構造を備えたセラミック共振子をその共振周波数で励振し、出力電極に発生する高電圧を利用する高電圧発生圧電素子である」（１．まえがきの項の冒頭）との記載がある。
　しかしながら、当審が通知した取消理由で引用した各刊行物及び次の「３．特許異議の申立についての判断」の中で説示するように特許異議申立人らが引用した前記刊行物以外の甲各号証にはいずれにも、本願請求項１に係る発明における第１のオートトランスのコアと第２のオートトランスのコアを別個のものとする点が開示されておらず、本願請求項１に係る発明における、
それぞれのオートトランスを含む回路に所謂フライバック型の動作をさせて一次側に電源電圧より高い電圧を発生させ、それを二次側で〔巻線比＋１〕倍の出力電圧とし、そのオートトランスを含む回路２個で圧電トランスを駆動するものであるから、圧電トランスの入力側には１個のオートトランスの出力電圧の更に２倍の電圧が印加される、という作用効果は奏し得ないものであるから、本願請求項１に係る発明を、当審が通知した取消理由で引用した各刊行物及び特許異議申立人が引用した甲各号証に記載された発明またはこれらから当業者が容易に発明をすることができたものともすることができない。
　また、本件請求項２〜４に係る発明は、請求項１に係る発明をさらに限定したものであるから、当審が通知した取消理由で引用した各刊行物及び特許異議申立人が引用した甲各号証に記載された発明またはこれらから当業者が容易に発明をすることができたものということができないことは明らかである。
　そして、他に訂正後の本件請求項１〜４に係る発明の特許についてこれを取り消すべき理由は発見できないから、訂正後の本件請求項１〜４に係る発明を、出願の際に独立して特許を受けることができない発明とはいうことができない。
　
　オ．むすび
　以上のとおりであって、本件訂正請求は、特許法第１２０条の４第２項及び同第３項で準用する第１２６条第２〜４項の規定に適合するので、本件訂正を認める。
　
３．特許異議の申立についての判断
  ア．特許異議申立の理由の概要
　特許異議申立人雨山範子は、請求項１、２、４に係る発明は、甲第１号証〜甲第３号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものであり、したがって、請求項１、２、４に係る特許は、取り消されるべきものである旨主張している。
　また、特許異議申立人松下電工株式会社は、請求項１〜４に係る発明は、甲第１号証に記載された発明であっていずれも特許法第２９条第１項第３号に該当するから同項本文の規定により特許を受けることができないものであり、また、請求項２、４に係る発明は、甲第１号証に甲第２号証等に開示の技術を適用することにより当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものであり、したがって、請求項１〜４係る特許は、いずれにしても取り消されるべきものである旨主張している。
　
　イ．本件発明
　本件請求項１〜４に係る発明については、上記２．エで認定したとおりである。
　
　ウ．判断
　特許異議申立人雨宮範子が引用した甲第１号証（１９９４　ＩＥＥＥ　ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣＳ　ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ　ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ　ＰＰ．５２５−５３０。なお、特許異議申立人雨宮範子が提出した甲第１号証の写しにはシンポジウムの開催場所と開催年月日の記載はあるものの、甲第１号証会議録（ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ）が刊行物としていつ頒布されたかは明らかでなく、シンポジウムの開催日と本願出願日が５ヶ月足らずしか違っていないことを鑑みると、甲第１号証が本願出願前に頒布されたものといえるか否か明らかでないが、ここでは暫く措く。）には、Ｆｉｇ．１２として、インバータ回路のブロックダイアグラムが示されており、その説明箇所には、圧電トランスは、圧電トランスの入力キャパシタンスと外部インダクタンスからなる電流共振回路によって駆動されることが説明されている。
　特許異議申立人雨宮範子は、ＦＩＧ．１２に関して、一次側から入力した交流電圧を二次側に出力するＰｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ（圧電トランス）と、圧電トランスの−次側電極の一方に一方の端子を接続し他方の端子を電源（Ｖｃｃ）に接続した第一のトランスと、第一のトランスの一方の端子を出力端に接続した第一のスイッチングトランジスタと、圧電トランスの他方の一次側電極に一方の端子を接続し他方の端子を電源に接続した第二のトランスと、第二のトランスの一方の端子が出力端に接続された第二のスイッチングトランジスタと、第一、第二のスイッチングトランジスタを交互に駆動するＤＲＩＶＥＲ（駆動回路）が記載されていると主張しているが、前記説明に加えて、ＦＩＧ．１２を見ると、第１のトランス、第２のトランスという部材は、インダクタンスを表す記号で描かれておりトランスを表す記号で描かれていないから、特許異議申立人雨宮範子の上記主張は失当といわざるを得ない。
　特許異議申立人雨宮範子が引用した甲第２号証（「電子材料」１９７１年１０月号ＰＰ．５７−６４）には、図１０として脱煙装置用高圧発生装置回路図が記載されており、それを見ると、圧電トランスの一次側電極に二次側端子を接続し一次側端子を電源（＋Ｂ）に接続したオートトランスと、オートトランスの中間端子を出力端に接続したスイッチングトランジスタを有する回路が記載されており、圧電トランスの他方の一次側電極を見るとこれは抵抗とコンデンサの並列回路を介してアースに接続されているということができる。
　さらに、特許異議申立人松下電工株式会社が引用した甲第４号証（特開平５−２１９７３０号公報）には、圧電トランスを用いた電源装置に関し、詳しくは負荷電流を一定に制御する圧電トランスの制御方法に関する発明が開示されており、明細書中には「圧電トランスが、その共振周波数でない周波数で駆動され、また、電流検出手段の検出出力に基づいて、その出力電流が一定になるように駆動周波数が可変されることにより、周囲温度、電源電圧、又は負荷の変動に対し、特別な補償回路を必要とせずに、出力電流が常に一定値に制御される」（第２欄４７行〜第３欄２行）及び「電源電圧が変動した場合について図４及び図５を用いて説明する。・・・（中略）・・・電源電圧Ｖｃ３に変わったとする、周波数はｆｄ１で駆動しているので出力電圧Ｖｏ１はＶｏ３へ移行する。これにより負荷電流Ｉｏが増大し、検出電圧Ｖｓ１はＶｓ３に上昇する。この出力の上昇を電圧検出・比較回路１１に設けられた基準電圧Ｖｒｅｆと比較することにより検出し、帰還回路１２でＶｓとＶｒｅｆが等しくなるまで発振器７の駆動周波数ｆｄ１を変化させる。ここでは駆動周波数をｆｄ３にすることで出力電圧を下降させ、検出電圧Ｖｓ３を初期の検出電圧Ｖｓ１にすることで、出力電流Ｉｏを一定に制御できる。ここでは、・・・（中略）・・・、この山型の特性が下方向へ移動した場合においても、上記と同様に制御できる」（第４欄４行〜同欄２２行）との記載がある。
　更にこれら以外の両特許異議申立人の引用した甲各号証については、前記２ ．エで説示したとおりである。
　そして、特許異議申立の理由の当否については、上記２．エの判断から明らかなように、特許異議申立の理由及び証拠によっては本件請求項１〜４に係る特許を取り消すことができない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１２年１０月２４日（２０００．１０．２４）
【訂正の要旨】
　訂正事項ａ　特許請求の範囲請求項１の「圧電効果を利用して一次側から入力した交流電圧を二次側に出力する圧電トランスと、この圧電トランスの一次側電極の一方に二次側端子を接続し一次側端子を電源に接続した第一のオートトランスと、この第一のオートトランスの中間端子を出力端に接続した第一のスイッチングトランジスタと、前記圧電トランスの他方の一次側電極に二次側端子を接続し一次側端子を電源に接続した第二のオートトランスと、この第二のオートトランスの中間端子が出力端に接続された第二のスイッチングトランジスタと、これら第一，第二のスイッチングトランジスタを交互に駆動する２位相駆動回路とを含む昇圧手段を有することを特徴とする圧電トランスの駆動回路。」を特許請求の範囲の減縮を目的として「圧電効果を利用して一次側から入力した交流電圧を昇圧して二次側に出力する圧電トランスと、この圧電トランスの一次側電極の一方に二次側端子を接続し一次側端子を電源に接続した第一のオートトランスと、この第一のオートトランスの中間端子を出力端に接続した第一のスイッチングトランジスタと、前記圧電トランスの他方の一次側電極に二次側端子を接続し一次側端子を電源に接続するとともに、前記第一のオートトランスとはコアが別個の第二のオートトランスと、この第二のオートトランスの中間端子が出力端に接続された第二のスイッチングトランジスタと、これら第一，第二のスイッチングトランジスタを交互に駆動する２位相駆動回路とを含む昇圧手段を有することを特徴とする圧電トランスの駆動回路。」と訂正する。
　訂正事項ｂ　発明の詳細な説明の段落００１２の「【課題を解決するための手段】本発明の圧電トランスの駆動回路の構成は、圧電効果を利用して一次側から入力した交流電圧を二次側に出力する圧電トランスと、この圧電トランスの一次側電極の一方に二次側端子を接続し一次側端子を電源に接続した第一のオートトランスと、この第一のオートトランスの中間端子を出力端に接続した第一のスイッチングトランジスタと、前記圧電トランスの他方の一次側電極に二次側端子を接続し一次側端子を電源に接続した第二のオートトランスと、この第二のオートトランスの中間端子が出力端に接続された第二のスイッチングトランジスタと、これら第一，第二のスイッチングトランジスタを交互に駆動する２位相駆動回路とを含む昇圧手段を有することを特徴とする。」を明りょうでない記載の釈明を目的として「【課題を解決するための手段】本発明の圧電トランスの駆動回路の構成は、圧電効果を利用して一次側から入力した交流電圧を昇圧して二次側に出力する圧電トランスと、この圧電トランスの一次側電極の一方に二次側端子を接続し一次側端子を電源に接続した第一のオートトランスと、この第一のオートトランスの中間端子を出力端に接続した第一のスイッチングトランジスタと、前記圧電トランスの他方の一次側電極に二次側端子を接続し一次側端子を電源に接続するとともに、前記第一のオートトランスとはコアが別個の第二のオートトランスと、この第二のオートトランスの中間端子が出力端に接続された第二のスイッチングトランジスタと、これら第一，第二のスイッチングトランジスタを交互に駆動する２位相駆動回路とを含む昇圧手段を有することを特徴とする。」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
圧電トランスの駆動回路
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　圧電効果を利用して一次側から入力した交流電圧を
昇圧して
するとともに、前記第一のオートトランスとはコアが別個の
　【請求項
２
１
　【請求項
３
１または２
　【請求項
４
２
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】本発明は圧電効果を用いた圧電トランスの駆動回路に関し、特に圧電トランスを用いて電圧の変換を行う駆動回路に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】一般に圧電トランスは、圧電素子のピエゾ効果を利用して機械振動を発生させ、二次電極側に変換された電圧を取り出す電圧変換素子で、電磁トランスと比較して小型化や薄型化を図れる特徴があり、液晶による表示装置のバックライトの電源などに注目されている素子である。
　【０００３】この種の圧電素子の駆動回路としては、特開平３−１３９１７８号公報に技術が開示されている。これは図１１に示す様に、２位相駆動回路９から発生させた位相の異なる２つのパルス信号によってスイッチングトランジスタＱ１，Ｑ２を交互にオン・オフさせて、電磁トランス５，６の一次側に電圧共振波形を発生させる。この電圧を昇圧してその電磁トランス５，６の二次巻線から取り出し、圧電素子１（超音波モータ）の電極に印加している。
　【０００４】この駆動回路の電圧電流波形図を図１２に示す。図において、時刻ｔ１からｔ２までの間はスイッチングトランジスタＱ１がオン、スイッチングトランジスタＱ２がオフになり、電磁トランス５の一次側インダクタンスをＬｐ１、電源電圧をＶＤＤとすると、Ｉｄ１＝ＶＤＤ×ｔ／Ｌｐ１で表現されるスイッチング時間ｔに比例したドレイン電流Ｉｄ１が流れ、その出力は図１２（ｂ）に示すような鋸波状の電流波形となる。
　【０００５】次に時刻ｔ２でスイッチングトランジスタＱ１がオフになると、電磁トランス５に蓄えられた電流エネルギを電圧エネルギとして放出し、巻線比で定まる電圧に昇圧して圧電素子１の電極に印加する。このとき圧電素子１の入力容量Ｃと、電磁トランス５の二次側インダクタンスＬｓ１によって共振した電圧共振波形が図１２（ａ）になるように設定してあるので、以上の２つを電磁トランスで交互に発生させることにより、圧電素子１側からは等価的に図１２（ｃ）の正弦波として駆動されるので、高調波成分が少ない状態で効率良く圧電素子１を振動させることが出来る構成になっている。
　【０００６】
　【発明が解決しようとする課題】上述した従来の回路は、機械振動を得ることを目的としているが、圧電トランスの場合には負荷に流れる電流や負荷に印加する電圧を得ることが目的である。従って、安定した出力電流や出力電圧を得る必要があり、圧電トランスの物理形状に起因した共振周波数付近で駆動し続ける制御を行うことや、圧電トランスと駆動回路をインバータや電源として一体化する場合に要請される薄型化、小型化の課題と共に、本発明による駆動回路が解決すべき課題とは元来、相容れないものである。
　【０００７】例えば、電源電圧範囲の課題がある。従来例の回路によって圧電素子を駆動する場合、電源電圧が上昇した時に電磁トランスに加わる電流値は前記の式のように電源電圧に比例して増加する。電源電圧が上昇すると電磁トランスの入力電流が増加する為、電磁トランスが磁気飽和しないようにこの電流値の上限に計する必要があり、電源電圧の範囲が広い場合には電磁トランスの物理サイズが大きくなってしまう欠点があった。
　【０００８】一般に、電磁トランスは磁気飽和を起こすとインダクタンスを失い、大電流が流れて電磁トランスやスイッチングトランジスタを焼損する為、充分マージンをとって最大電流値を設定する必要がある。そこで電源電圧の変動幅が大きい場合、従来の電源やインバータでは、スイッチング周波数を短くしてピーク電流を制限出来たが、圧電素子を使用する場合にはＱが高く共振周波数の幅が狭いために、数％程度しか駆動周波数を変えられないので、電源電圧の変動を吸収することが困難な問題がある。そのため圧電素子に加わる駆動電圧が電源電圧に比例して増加し、振動速度が増加し著しい場合には圧電素子の破壊を招く為、電源電圧の安定化が必要であった。
　【０００９】そこでＤＣ／ＤＣコンパータ等を使用して電源電圧を安定化させると、ＤＣ／ＤＣコンバータの変換効率が加わるので、駆動回路全体の効率が低下して圧電素子の高効率の利点を活かせず、しかも電磁トランスで昇圧する意義が無くなってしまい回路の簡易さを活かせない欠点があった。
　【００１０】さらに従来例の回路では、電磁トランスに流す最大のピーク電流値を流せる電流容量の大きい大型のスイッチングトランジスタが必要で、圧電トランス等の素子を駆動する場合にその薄型化の利点を損なうという欠点があった。圧電トランスによって電源やインバータ回路の小型化や薄型化を生かすためには、駆動用の電磁トランスの厚さや物理サイズが最大の障害になり、同じ昇圧比を出す為には少しでも巻線数を低下させる必要があった。すなわち従来技術による圧電素子の駆動回路では、駆動周波数の制御や電源電圧範囲、さらに駆動回路の物理形状については対処出来ない問題点があった。
　【００１１】本発明の目的は、これらの問題を解決し、広い入力電圧範囲で動作可能で、かつ小型・薄型化した圧電トランスの駆動回路を提供することにある。
　【００１２】
　【課題を解決するための手段】本発明の圧電トランスの駆動回路の構成は、圧電効果を利用して一次側から入力した交流電圧を
昇圧して
するとともに、前記第一のオートトランスとはコアが別個の
　【００１３】本発明において、２位相駆動回路が、第一及び第二のスイッチングトランジスタの駆動周波数を最適な出力電流が得られるよう制御する周波数制御手段を備えることができ、また第一のスイッチングトランジスタと第二のスイッチングトランジスタを交互にスイッチングして、オートトランスの一方の中間端子の電圧のオートトランスの巻線比＋１倍を、圧電トランスの一次電極の一方に印加して前記圧電トランスの一次電極の他方から流出した駆動電流を、前記オートトランスの他方の二次側端子に流して前記圧電トランスを駆動することができる。
　【００１４】
　【作用】本発明の構成によって、電源電圧が変動しても負荷に一定の電圧、電流を出力出来るので、、広い電源電圧範囲でも安定した動作が出来、また電磁トランスの一次側電流ピークが増加せず、電磁トランスの磁気飽和の小さいものが使用出来る。さらに電磁トランスの巻線比が少なくても同じ昇圧が得られることから、電磁トランスの巻線数が少なくて済む。また、スイッチングトランジスタがオンの場合、オートトランスの一次側の小さいインダクタンスによって電源から大きい電流をチャージ出来る一方で、スイッチングトランジスタがオフの場合には、オートトランスの一次側と二次側のインダクタンスの合計のインダクタンスによって、圧電トランスの入力側から見た静電容量と共振させることが出来るので、一次側のインダクタンスが使用できる分だけ巻線が少なくて済む。
　【００１５】
　【実施例】次に本実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明による一実施例のブロック図で、図２は図１の周波数制御回路のブロック図である。本実施例で、は圧電トランス、２は負荷、３は周波数制御回路、４は昇圧回路、５，６は電磁トランス、９は２位相駆動回路であり、Ｑ１，Ｑ２はスイッチングトランジスタである。
　【００１６】また、図３は図１の昇圧部の等価回路図，図４は図１のオートトランスの動作を説明する模式図，図５は図１の周波数制御回路の動作を説明するグラフ、図６は図１の電磁トランスの電圧波形図、図７は図１の圧電トランスの電圧波形図、図８は図１の電磁トランスの電流波形図、図９は図１の電源電圧変動時の電流波形図、図１０は図１の電流波形を説明する模式図である。
　【００１７】本実施例は、図１１と同様に圧電トランス１の一次電極側には電磁トランス５，６がそれぞれ接続され、２位相駆動回路９から出力された逆相のクロックによってスイッチングトランジスタＱ１，Ｑ２が交互にオン状態になり、電磁トランス５，６の一次側に電源ＶＤＤから電流を流し電流エネルギーとしてチャージする。スイッチングトラジスタＱ１，Ｑ２，がオフになるとチャージしたエネルギを放出し、電圧エネルギとして電源電圧より高い電圧を発生する。これが図６（ａ）と図６（ｂ）のＶｄ１とＶｄ２であり、電源電圧ＶＤＤ［Ｖ］の約３倍のピーク電圧になる。この電圧Ｖｄ１、Ｖｄ２は電磁トランス５，６の二次側で巻線比Ｎに比例した電圧に交換される。
　【００１８】ここで図４に示す電磁トランス５，６として使用したオートトランス（ａｕｔｏ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｒ）の動作を説明する。図４（ａ）の一次側と二次側の巻線が分離した、巻線比がＮの電磁トランスの一次側に交流電圧Ｅ［Ｖｐ−ｐ］を印加すると、二次側には巻線比に比例した交流電圧ＮＥ［Ｖｐ−ｐ］が得られる。この電磁トランスの二次側巻線を一次側に接続すると、図４（ｂ）の様に一次側の電圧Ｅ［Ｖｐ−ｐ］が加算されるので、二次側の電圧は、（Ｎ＋１）Ｅ［Ｖｐ−ｐ］になる。
　【００１９】この電磁トランス５，６の等価回路では図１が図４（ｃ）の様に巻線比がＮのオートトランスの表現している。一次側端子を電源に接続し、中間端子をスイッチングトランジスタ７，８に、二次側端子を圧電トランス１にそれぞれ接続している。
　【００２０】このオートトランスによれば、同じ巻線比の電磁トランスであってもより高い昇圧比が得られる特徴があり、また同じ昇圧比を得る為に少ない巻線数で済むので電磁トランスを小型や薄型に出来る利点がある。従って電磁トランス５，６の二次側端子には、図６（ｃ）および図６（ｄ）の電圧波形Ｖｓ１、Ｖｓ２が得られることになり、およそ３（Ｎ＋１）ＶＤＤ［Ｖｐ−ｐ］の電圧ピークになる。
　【００２１】これらの電圧波形Ｖｄ１、Ｖｄ２、Ｖｓ１、Ｖｓ２は、図１０（ａ）による圧電トランス１と、負荷２の等価入力容量ＣＬと電磁トランスの片側の一次側インダクタンスＬｐと、二次側インダクタンスＬｓの合計のインダクタンスによって電圧共振波形にして、圧電トランス１の共振周波数の半分の時間でゼロ電圧になる正弦波の半波となるように設定する。なおスイッチングトランジスタがオンしている側の電磁トランスは、一次側が低インピーダンスの電源とグランドに接続されており、二次側からは交流的に短絡状態になるので、共振には寄与しない。
　【００２２】このパルスは圧電トランス１の入力電極を交互に入力されるので、等価的に正弦波の波形で６（Ｎ＋１）ＶＤＤ［Ｖｐ−ｐ］の駆動電圧として圧電トランス１を振動させ、二次側電極から圧電トランス１の形状によって定まる昇圧比Ｍ倍の電圧Ｖｏ＝６Ｍ（Ｎ＋１）ＶＤＤ［Ｖｐ−ｐ］に変換される。これが図７（ｃ）のＶｏである。
　【００２３】この電圧Ｖｏは負荷２に印加されて流れる電流Ｉｏ（または電圧Ｖｏ）が周波数制御回路３に入る。この周波数制御回路３は、２位相駆動回路９に対して圧電トランス１を駆動する駆動周波数を発生し、圧電トランス１から出力する電流Ｉｏ（または電圧Ｖｏ）が所定の値になるまで駆動周波数を掃引を続け、所定の値が得られた周波数で停止する。
　【００２４】図２は図１の周波数制御回路３の内部ブロック図である。この周波数制御回路３は、電流電圧変換回路１０，整流回路１１，比較器１２，積分器１３，比較器１４，ＶＣＯ１５，から構成されている。
　【００２５】まず、負荷２に流れる電流Ｉｏが抵抗などの電流電圧変換回路１０で電圧に変換され、整流回路１１によって直流電圧に変換され比較器１２に入力される。この比較器１２で基準電圧Ｖｒｅｆと比較され、入力電圧が小さい場合、積分器１３に高レベルの信号を出力する。積分器１３は高レベルの入力電圧が入力された期間、出力電圧が一定の割合で低下する様に構成されており、この出力電圧がＶＣＯ１５に入力される。ＶＣＯ１５は入力された電圧に比例した周波数のパルスを出力する電圧制御発振器であり、この周波数で圧電トランス１を駆動する。そこで上記の場合、駆動周波数は下がり続けることになる。
　【００２６】これは、図５に示す様に圧電トランス１の駆動周波数がｆ１から下がる方向に設定されているので、圧電トランスの共振周波数ｆｒに近付くことになる。従って圧電トランス１の昇圧比が増加するため、圧電トランス１の出力電流Ｉｏ（または出力電圧Ｖｏ）が時間的に増加することになる。そこで駆動周波数がｆにおいて比較器１２に入力される電圧が基準電圧Ｖｒｅｆより大きくなり、比較器１２の出力が低レベルになる。この信号によって積分器１３の出力信号は低レベルになる直前の電圧を保ったままになり、ＶＣＯ１５の出力周波数が一定になって圧電トランス１が一定の周波数で駆動される。
　【００２７】また比較器１４は図５のインバータに入力する電源電圧が低い場合や、負荷２が冷陰極管の様にインバータの電源を投入しても、点灯まで管電流が流れない場合には、比較器１２の出力は高レベルのままとなり、駆動周波数は低下し続け、周波数ｆ２になると積分器１３の出力を入力する比較器１４において、基準電圧Ｖｍｉｎより低くなって出力信号が高レベルを出力して積分器１３をリセットする。このリセット信号で積分器１３の出力は最高電圧となり、ＶＣＯはｆ１の周波数を出力する状態となり、上記の動作を繰返すことになる。
　【００２８】以上は負荷２に流れる電流Ｉｏを所定値に制御する場合であったが、出力電圧Ｖｏを一定値に保つ場合には整流回路１１に出力電圧Ｖｏを直接入力する様に構成する。
　【００２９】例えば、電源電圧ＶＤＤが低く規定の出力が得られない場合は、駆動周波数を下げ続けて共振周波数から離れたｆ２まで下がると、またｆ１に戻って掃引を始める動作を行うが、一方電源電圧ＶＤＤが高い場合には、よりｆ１に近い駆動周波数で動作することになる。以上の周波数制御によって電源電圧が充分な場合、負荷２には常に一定の電流Ｉｏが流れるように（または一定電圧Ｖｏを出力）することが出来る。
　【００３０】図３は図１の電磁トランス５，６と、圧電トランス１、さらに負荷２となる冷陰極管の電気的等価回路図で、本実施例においては電磁トランス６の二次側巻線から出力され、圧電トランス１に入力する駆動電流Ｉｓ２が、圧電トランス１の入力容量Ｃｄ１や、Ｌ、Ｃ、Ｒと理想トランスの一次側を流れ、電流のチャージを行っている電磁トランス５の二次巻線に流れ込む点が特徴である。
　【００３１】これは従来技術による図１１（ａ）の等価回路が図１１（ｂ）で表されるが、圧電素子１の入力電極の反対側の電極がグランドに接地されていることから、二つの入力電極間の電気等価回路は分離された形になり、二つの電磁トランス５，６間が電気的に分離されることになる。以上の本発明との差は、次に説明する電流波形の違いにも現れている。
　【００３２】図１０で圧電トランス１と電磁トランス５，６に流れる電流波形の説明を行う。図１０（ａ）は、圧電トランス１の入力側から見込んだ等価回路で、負荷２として冷陰極管の抵抗成分と容量成分を圧電トランス等価回路内の理想トランス一次側に変換して表現している。
　【００３３】この図１０（ａ）ではスイッチングトランジスタＱ１がオンして、Ｑ２がオフしたｔ１からｔ２の時間の電流について説明する。まずｔ１以前にチャージされた電流によって電磁トランス６の一次側には電圧共振波形が発生し、これが二次側でさらに昇圧される。これによって図１０（ｄ）の電流Ｉｓ２が圧電トランス１と負荷２を流れ、電磁トランス５の二次側からスイッチングトランジスタＱ１を流れる。この電流波形はｔ２でゼロになる様に電磁トランスと圧電トランスや負荷の静電容量を設定する。
　【００３４】また、電磁トランス５の一次側インダクタンスＬｐ１によって、スイッチング時間に比例して直線的に増加する電流Ｉｔが流れ、同時に電磁トランス５の一次側には前に説明した電流Ｉｓ２によって巻線比Ｎ倍になった電流Ｉｓ２′が流れることになる。従って、スイッチングトランジスタＱ１には、Ｉｔ　Ｉｓ２　Ｉｓ２′の合成電流が流れることになり、図１０（ｂ）の様なグランドピアノ蓋状の電流波形Ｉｄ１となる。また電磁トランス５の一次側には、Ｉｔ　Ｉｓ２′の合成波形になるので図１０（ｃ）の波形となる。
　【００３５】次にｔ２を過ぎるとスイッチングトランジスタＱ１がオフになり、Ｑ２がオンするのでＩｓ２が逆向きに流れるのでＩｓ２の電流波形では負側、Ｉｓ１の電流波形では正側の波形となり、図８（ｄ）の波形となる。電磁トランス５の一次側電流Ｉｐ１はｔ２を過ぎるとスイッチングトランジスタＱ１が電流を流さないのでＩｔ　Ｉｐ２′がゼロになり、二次側のＩｓ１が流れるので図８（ｃ）の電流波形となる。
　【００３６】以上がスイッチングトランジスタＱ１，Ｑ２の電流がグランドピアノ蓋状の波形になり、特開平３−１３９１７８による図１２（ｂ）の鋸波状の電流波形と異なっている理由である。すなわち、本発明による駆動回路によれば、圧電素子１の駆動電流をグランドに流さず、もう一方の電磁トランスの二次側に流す構成となっている。
　【００３７】以上、図１の圧電トランスの駆動回路は煩雑さを避ける為に、圧電トランス１の出力電流Ｉｏを一定に制御する様に説明したが、出力電圧Ｖｏを一定に制御する場合には周波数制御回路３の入力を、負荷２の電圧Ｖｏを直接入力する様に変更しても構わない。
　【００３８】
　【発明の効果】以上説明したように本発明の圧電トランスの駆動回路によれば、電源電圧ＶＤＤが増加した場合、図９（ａ）に示す様にＶｄ１が電源電圧ＶＤＤに比例して増加するので同時に圧電トランス１の駆動電圧Ｖｓ１も比例して増加する。従って、周波数制御回路は圧電トランス１の出力電流Ｉｏ（または出力電圧Ｖｏ）が増加しないように駆動周波数を高城側にして、圧電トランス１の昇圧比を下げ一定の出力電力を保ち、電源電圧の変動に対して安定した出力を得られる効果がある。この周波数制御回路は電力を扱うＤＣ／ＤＣコンバータと異なり、信号処理回路で実現できるので、ＩＣ化に適しており、回路の複雑化を避けながら、効率を低下させるＤＣ／ＤＣコンバータが不要になり、コストダウンや小型化、効率の向上が可能になる効果がある。
　【００３９】また、この周波数制御回路の働きによって、電源電圧が上昇するに従い圧電トランス１の入力側から見込んだインピーダンスが増加した様に見えるとになり、ダンピングが減少するので電磁トランス５，６の二次側から出力される圧電トランス１の駆動電流Ｉｓ１，Ｉｓ２が共振波形に近くなる。この為、図９（ｄ）の様にＩｓ１，Ｉｓ２の電流波形がｔ１，ｔ２，ｔ３の時点でゼロになっていたが、より早いタイミングでゼロの電流になって逆向きに流れる様になる。
　【００４０】そこで、図９（ｃ）に示す電磁トランスの一次側電流Ｉｐ１においてｔ１からｔ２期間にＩｔに重畳するＩｓ２′がＩｔのピーク電流を相殺してＩｐ１のピーク電流を下げると同時に、次のｔ２からｔ３の期間に流れるＩｓ１による電流値がマイナス側になるので、ｔ３から上昇するＩｔの勾配が急になっても電磁トランス一次側のピーク電流値がほとんど増加しない効果がある。
　【００４１】従って、本発明による圧電トランスの駆動回路によれば、電磁トランス電源電圧が上昇してもピーク電流値が大きくならない為、より小さい容量の電磁トランスが使用出来る効果があり、回路の小型化、薄型化に効果がある。また同じ容量の電磁トランスを使用した場合には電源電圧の範囲が広くなる効果がある。
　【００４２】さらに、本発明による圧電トランスの駆動回路によれば、オートトランスによって同じ昇圧比であっても巻線比が小さくて済み、巻線数が減らせることから圧電トランスに対応して電磁トランスの小型化、薄型化が行える効果がある。
　【００４３】その上、スイッチングトランジスタがオンの場合、オートトランスの一次側の小さいインダクタンスＬｐ１、Ｌｐ２によって電源から大きい電流をチャージ出来る一方で、スイッチングトランジスタがオフの場合には、オートトランスの一次側と二次側のイダクタンスの合計のインダクタンスＬｐ１＋Ｌｐ１、Ｌｐ２＋ＬＳ２によって、圧電トランスの入力側から見た静電容量ＣＬと共振させることが出来るので、一次側のインダクタンスが使用できる分だけ巻線が少なくて済む作用があり、従来例による二次側インダクタンスのみによる場合より電磁トランスの小型化、薄型化が行える作用がある。
　【００４４】さらに電磁トランスのボビンに余裕がある場合には、より抵抗値の低い太い線材を使用できるので銅損による低下を防ぎ効率の向上を行え、効率の高い圧電トランスの駆動回路を実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
　【図１】本発明による一実施例のブロック図。
　【図２】図１の周波数制御回路の一例のブロック図。
　【図３】図１に示した実施例の昇圧部の等価回路図。
　【図４】図１の実施例のオートトランスの動作を説明する模式図。
　【図５】図１の実施例の周波数制御回路の動作を説明する特性図。
　【図６】図１の実施例の電磁トランスの電圧波形図。
　【図７】図１の実施例の圧電トランスの電圧波形図。
　【図８】図１の実施例の電磁トランスの電流波形図。
　【図９】図１の実施例の電源電圧変動時の電流波形図。
　【図１０】図１の実施例の電流波形を説明する模式図。
　【図１１】（ａ）は従来例の駆動回路のブロック図、（ｂ）はその電気的等価回路図。
　【図１２】従来例（図１１）の動作を説明する電圧及び電流波形図。
　【符号の説明】
　１　　圧電トランス
　２　　負荷
　３　　周波数制御回路
　４　　昇圧回路
　５　　電磁トランス
　６　　電磁トランス
　９　　２位相駆動回路
　Ｑ１，Ｑ２　　スイッチングトランジスタ