(57)【要約】【課題】圧電トランスの負荷インピーダンスに影響を及ぼすことなく、駆動周波数の調整を容易に行うことができ、しかもそれを簡素で小型化が可能な付加回路を用いて行うことができる手段を提供する。【解決手段】互いに逆向きに並列接続された二つの発光ダイオード３２、３４を有するダイオード回路３０を、圧電トランス２の駆動回路１２と圧電トランス２の入力電極６との間に直列に挿入しておき、圧電トランス２の出力電極１０に負荷（針状電極）１８を接続した状態で、ダイオード回路３０を構成する発光ダイオード３２、３４の輝度がほぼ最大になるように、駆動回路１２から出力する駆動交流電圧Ｖ１　の周波数を調整する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板ならびにその面に形成された入力電極および出力電極を有する圧電トランスと、この圧電トランスの入力電極に駆動交流電圧を供給するものであって当該駆動交流電圧の周波数が可変の駆動回路とを備える高電圧発生装置において、
互いに逆向きに並列接続された二つのダイオードを有していてその内の少なくとも一方が発光ダイオードであるダイオード回路を、前記駆動回路と前記圧電トランスの入力電極との間に直列に挿入しておき、前記圧電トランスの出力電極に負荷を接続した状態で、前記ダイオード回路を構成する発光ダイオードの輝度がほぼ最大になるように、前記駆動回路から出力する前記駆動交流電圧の周波数を調整することを特徴とする高電圧発生装置の駆動周波数調整方法。
【請求項２】
圧電基板ならびにその面に形成された入力電極および出力電極を有する圧電トランスと、この圧電トランスの入力電極に駆動交流電圧を供給するものであって当該駆動交流電圧の周波数が可変の駆動回路とを備える高電圧発生装置において、
互いに逆向きに並列接続された二つのダイオードを有していてその内の少なくとも一方が発光ダイオードであるダイオード回路を、前記駆動回路と前記圧電トランスの入力電極との間に直列に挿入していることを特徴とする高電圧発生装置。
【請求項３】
圧電基板ならびにその面に形成された入力電極および出力電極を有する圧電トランスと、この圧電トランスの入力電極に駆動交流電圧を供給するものであって当該駆動交流電圧の周波数が可変の駆動回路と、前記圧電トランスの出力電極とグラウンドとの間に接続されていて圧電トランスからの出力電圧の整流を行う出力部ダイオードとを備える高電圧発生装置において、
発光ダイオードおよびそれの保護を行う保護ダイオードを互いに逆向きに並列接続して成るダイオード回路を、その発光ダイオードが前記出力部ダイオードと順方向になるように前記出力部ダイオードに直列に挿入しておき、前記圧電トランスの出力電極に負荷を接続した状態で、前記ダイオード回路を構成する発光ダイオードの輝度がほぼ最大になるように、前記駆動回路から出力する前記駆動交流電圧の周波数を調整することを特徴とする高電圧発生装置の駆動周波数調整方法。
【請求項４】
圧電基板ならびにその面に形成された入力電極および出力電極を有する圧電トランスと、この圧電トランスの入力電極に駆動交流電圧を供給するものであって当該駆動交流電圧の周波数が可変の駆動回路と、前記圧電トランスの出力電極とグラウンドとの間に接続されていて圧電トランスからの出力電圧の整流を行う出力部ダイオードとを備える高電圧発生装置において、
発光ダイオードおよびそれの保護を行う保護ダイオードを互いに逆向きに並列接続して成るダイオード回路を、その発光ダイオードが前記出力部ダイオードと順方向になるように前記出力部ダイオードに直列に挿入していることを特徴とする高電圧発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧電トランスを備えているイオン発生器等の高電圧発生装置、および、その圧電トランスに供給する駆動交流電圧の周波数を調整する駆動周波数調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧電トランスは、一般的に、負荷インピーダンスが高い場合に、非常に高い昇圧をする（即ち、非常に大きな昇圧比が得られる）特性を有しており、例えばイオン発生器のような高電圧発生装置に用いられている。その一例を図３に示す。
【０００３】
この高電圧発生装置は、高電圧を用いてイオン（例えば負イオン）を発生するイオン発生器の場合の例であり、圧電基板４ならびにその表面に形成された入力電極６、８および出力電極１０を有する圧電トランス２と、この圧電トランス２の入力電極６、８間に駆動交流電圧Ｖ１　を供給するものであって当該駆動交流電圧Ｖ１　の周波数が可変の駆動回路１２と、圧電トランス２の出力電極１０に接続（この例ではカップリングコンデンサ１４を介して接続。図１においても同様）された整流用の出力部ダイオード１６およびイオン発生用の針状電極１８とを備えている。針状電極１８がこの例では負荷である。
【０００４】
圧電トランス２は、この例ではローゼン型と呼ばれるものであり、平面形状が矩形の圧電基板（例えば圧電セラミックス基板）４の上下の両主面に一対の入力電極６、８を、圧電基板４を挟んで相対向するように設け、当該圧電基板４の長さ方向であって入力電極６、８とは反対側の端面に出力電極１０を設け、両入力電極６、８間の圧電基板４はその厚さ方向に分極し（図中の矢印Ｐはその分極方向を示す。以下同じ）、入力電極６、８と出力電極１０間の圧電基板４はその長さ方向に分極した構造をしている。
【０００５】
両入力電極６、８間に、駆動回路１２から、当該圧電トランス２の共振周波数近傍の駆動交流電圧Ｖ１　を印加して励振すると、圧電基板４における電歪効果および圧電効果によって、出力電極１０に、より具体的には出力電極１０と入力電極８（または６）との間に、昇圧された交流の出力電圧Ｖ２　を得ることができる。
【０００６】
出力部ダイオード１６は、具体的には、圧電トランス２の出力電極１０とグラウンドとの間に、カップリングコンデンサ１４を介して、かつこの例ではカソードをグラウンド側にして接続されている。なお、この明細書でグラウンドとは、当該高電圧発生装置の電気回路のアース部のことである。圧電トランス２の入力電極の一方（この例では入力電極８）および駆動回路１２の一端もグラウンドに接続されている。従って、出力部ダイオード１６の一端（この例ではカソード）は、この一方の入力電極８あるいは交流電源１２の一端に接続されていると言うこともできる。
【０００７】
圧電トランス２の出力電極１０から出力される出力電圧Ｖ２　は、カップリングコンデンサ１４を介して出力部ダイオード１６および針状電極１８に印加され、出力部ダイオード１６で半波整流される。これによって、この例では負の直流高電圧が得られ、これが針状電極１８に印加される。これによって、針状電極１８から負イオン２０を発生させることができる。なお、カップリングコンデンサ１４は、圧電トランス２の出力部を出力部ダイオード１６で直接短絡させることによって大きな電流が流れるのを、インピーダンスを高めることによって抑制するためのものであり、圧電トランス２自身の出力インピーダンスが高い等の場合は省略される場合もある（後述する図２の例参照）。
【０００８】
ところで、上記のような圧電トランス２は、それにその共振周波数近傍の周波数の駆動交流電圧Ｖ１　を供給すると、昇圧比が高くなって高い出力電圧Ｖ２　を発生させることができる。しかも、上記のような圧電トランス２は、一般的に、その負荷インピーダンス（ＲＬ　）が高くなるほど、昇圧比は高くなって高い出力電圧Ｖ２　を発生させることができるけれども、昇圧比の尖鋭度（Ｑ）も高くなって、駆動交流電圧Ｖ１　の周波数（駆動周波数）の許容範囲が非常に狭くなるという特性を有している。また、負荷インピーダンスが変わると、圧電トランス２の共振周波数が変化して、最大の昇圧比が得られる駆動周波数も変化する。図４はそのような特性の一例を示すものであり、これは非特許文献１に記載されているものである。
【０００９】
【非特許文献１】
中村僖良編、「超音波　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ　」、初版、株式会社コロナ社、２００１年８月３０日、第１７３頁
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
駆動回路１２から圧電トランス２に供給する駆動交流電圧Ｖ１　の周波数を調整する場合、従来は、圧電トランス２の出力電圧Ｖ２　を測定して、この出力電圧Ｖ２　が最大になるように上記周波数を調整していた。例えば、図３に示すように、圧電トランス２の出力部に、分圧抵抗２４、２６および電圧計２８を有する測定回路２２を接続して、これによって出力電圧Ｖ２　を例えば１／１０００程度に分圧して測定して、この出力電圧Ｖ２　が最大になるように上記周波数を調整していた。
【００１１】
ところが、圧電トランス２を用いた高電圧発生装置は、上記図４からも分かるように、昇圧比を高くして高い出力電圧Ｖ２　を得るために、一般的に負荷インピーダンスが高い状態で使用される。例えば、図３に示した高電圧発生装置（イオン発生器）においては、負荷は針状電極１８であり、その負荷インピーダンスは非常に高い。この場合の負荷インピーダンスは、出力部ダイオード１６がオフしていて針状電極１８に負の直流高電圧を供給している状態のときの負荷側のインピーダンスを言う。
【００１２】
上記のような負荷インピーダンスの高い使用状態において圧電トランス２の出力電圧Ｖ２　を測定する場合、上記のような測定回路２２を接続すると、当該測定回路２２もあるインピーダンスを持った負荷となるので、測定回路２２の接続によって負荷インピーダンスが変化してしまう。しかも、元々の負荷インピーダンスが高いために、この測定回路２２のインピーダンスの影響は大きい。負荷インピーダンスが変化すると、上述したように（図４参照）、最大の昇圧比が得られる駆動周波数も変化する。
【００１３】
従って、上記のように負荷インピーダンスの変化した状態で、出力電圧Ｖ２　が最大になるように駆動交流電圧Ｖ１　の周波数を調整しても、測定回路２２を外して、高電圧発生装置の負荷側を実際の使用状態にすると、負荷インピーダンスが変化してしまい、駆動交流電圧Ｖ１　の周波数が最適な周波数からずれてしまい、出力電圧Ｖ２　が低下してしまう。従って、従来の方法では、駆動交流電圧Ｖ１　の周波数の調整は非常に難しい。
【００１４】
なお、駆動交流電圧Ｖ１　の周波数の調整後も測定回路２２を接続したままにしておくと、そのぶん負荷インピーダンスが低下するので、高い昇圧比ひいては高い出力電圧Ｖ２　を得ることができなくなる。しかも、測定回路２２を構成する電圧計２８は抵抗器やダイオード等に比べて一般的に大型かつ高価であるので、測定回路２２を設けたままにしておくと、装置が大型化すると共にコストも嵩む。
【００１５】
そこでこの発明は、圧電トランスの負荷インピーダンスに影響を及ぼすことなく、駆動周波数の調整を容易に行うことができ、しかもそれを簡素で小型化が可能な付加回路を用いて行うことができる手段を提供することを主たる目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る第１の駆動周波数調整方法は、圧電基板ならびにその面に形成された入力電極および出力電極を有する圧電トランスと、この圧電トランスの入力電極に駆動交流電圧を供給するものであって当該駆動交流電圧の周波数が可変の駆動回路とを備える高電圧発生装置において、互いに逆向きに並列接続された二つのダイオードを有していてその内の少なくとも一方が発光ダイオードであるダイオード回路を、前記駆動回路と前記圧電トランスの入力電極との間に直列に挿入しておき、前記圧電トランスの出力電極に負荷を接続した状態で、前記ダイオード回路を構成する発光ダイオードの輝度がほぼ最大になるように、前記駆動回路から出力する前記駆動交流電圧の周波数を調整することを特徴としている（請求項１に対応）。なお、この明細書において、ほぼ最大には最大も含む。
【００１７】
前記圧電トランスの入力側には、即ち駆動回路と圧電トランスの入力電極との間には、圧電トランスの出力電力に応じた一次電流が、圧電トランスの昇圧比に応じて流れる。そこに上記のようなダイオード回路を直列に挿入しているので、この一次電流はダイオード回路を構成する発光ダイオードを通して流れる。
【００１８】
その場合、駆動交流電圧の周波数が圧電トランスの共振周波数から外れているときは、先に図４を参照して説明したように、圧電トランスの昇圧比は低くて、出力電圧および出力電力は小さいので、一次電流も小さく、従ってダイオード回路を構成する発光ダイオードの輝度は小さい。あるいは殆ど光らない。
【００１９】
駆動交流電圧の周波数を変化させて当該周波数が圧電トランスの共振周波数近傍になると、先に図４を参照して説明したように、圧電トランスの昇圧比は急激に高くなって出力電圧および出力電力も急激に高くなり、それに応じて一次電流も急激に大きくなるので、ダイオード回路を構成する発光ダイオードの輝度は急激に高くなる。
【００２０】
このようにして、ダイオード回路を構成する発光ダイオードの輝度がほぼ最大になるように、駆動回路から出力する駆動交流電圧の周波数を調整することによって、ほぼ最大の昇圧比が得られるように、圧電トランスの駆動周波数を調整することができる。
【００２１】
この発明に係る第１の高電圧発生装置は、互いに逆向きに並列接続された二つのダイオードを有していてその内の少なくとも一方が発光ダイオードであるダイオード回路を、前記駆動回路と前記圧電トランスの入力電極との間に直列に挿入していることを特徴としている（請求項２に対応）。
【００２２】
この第１の高電圧発生装置によれば、前記ダイオード回路を用いて、前記第１の駆動周波数調整方法を実施することができる。しかも駆動周波数の調整後は、圧電トランスから出力電圧を出力中は、前記ダイオード回路を構成する発光ダイオードが光っているので、これを装置の動作表示として利用することができる。
【００２３】
この発明に係る第２の駆動周波数調整方法は、圧電基板ならびにその面に形成された入力電極および出力電極を有する圧電トランスと、この圧電トランスの入力電極に駆動交流電圧を供給するものであって当該駆動交流電圧の周波数が可変の駆動回路と、前記圧電トランスの出力電極とグラウンドとの間に接続されていて圧電トランスからの出力電圧の整流を行う出力部ダイオードとを備える高電圧発生装置において、発光ダイオードおよびそれの保護を行う保護ダイオードを互いに逆向きに並列接続して成るダイオード回路を、その発光ダイオードが前記出力部ダイオードと順方向になるように前記出力部ダイオードに直列に挿入しておき、前記圧電トランスの出力電極に負荷を接続した状態で、前記ダイオード回路を構成する発光ダイオードの輝度がほぼ最大になるように、前記駆動回路から出力する前記駆動交流電圧の周波数を調整することを特徴としている（請求項３に対応）。
【００２４】
前記出力部ダイオードには、出力電圧の半サイクルごとに、圧電トランスの出力電圧および出力インピーダンスに応じた大きさの順方向電流が流れる。それに前記ダイオード回路を直列に挿入しているので、この順方向電流はダイオード回路を構成する発光ダイオードを通して流れる。
【００２５】
この場合も、前記第１の駆動周波数調整方法のときと同様、駆動交流電圧の周波数を変化させて当該周波数が圧電トランスの共振周波数近傍になると、圧電トランスの昇圧比は急激に高くなって出力電圧も急激に高くなり、それに応じて上記順方向電流も急激に大きくなるので、ダイオード回路を構成する発光ダイオードの輝度は急激に高くなる。
【００２６】
従って、ダイオード回路を構成する発光ダイオードの輝度がほぼ最大になるように、駆動回路から出力する駆動交流電圧の周波数を調整することによって、ほぼ最大の昇圧比が得られるように、圧電トランスの駆動周波数を調整することができる。
【００２７】
この発明に係る第２の高電圧発生装置は、発光ダイオードおよびそれの保護を行う保護ダイオードを互いに逆向きに並列接続して成るダイオード回路を、その発光ダイオードが前記出力部ダイオードと順方向になるように前記出力部ダイオードに直列に挿入していることを特徴としている（請求項４に対応）。
【００２８】
この第２の高電圧発生装置によれば、前記ダイオード回路を用いて、前記第２の駆動周波数調整方法を実施することができる。しかも駆動周波数の調整後は、圧電トランスから出力電圧を出力中は、前記ダイオード回路を構成する発光ダイオードが光っているので、これを装置の動作表示として利用することができる。
【００２９】
なお、圧電トランスの出力電極に前記負荷や出力部ダイオードを接続するには、これらをカップリングコンデンサを介して接続しても良いし、それを介さずに直接接続しても良い。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明に係る駆動周波数調整方法を実施する高電圧発生装置の一例を示す図である。図３に示した従来例と同一または相当する部分には同一符号を付し、以下においては当該従来例との相違点を主に説明する。
【００３１】
この高電圧発生装置も、図３の例と同様、イオン発生器の場合の例である。
【００３２】
この高電圧発生装置においては、互いに逆向きに接続された二つの発光ダイオード３２、３４を有するダイオード回路３０を、前記駆動回路１２の一端と前記圧電トランス２の一方の入力電極（この例では入力電極６）との間に直列に挿入している。互いに逆向きの発光ダイオード３２、３４を設けているのは、駆動回路１２からの駆動交流電圧Ｖ１　を、ダイオード回路３０で整流することなく交流のまま圧電トランス２の入力電極６、８間に供給するためでもある。
【００３３】
駆動周波数の調整は、上記ダイオード回路３０を用いて次のようにして行う。
【００３４】
即ち、圧電トランス２の出力電極１０に所望の負荷（この例では針状電極１８）を接続した状態で、ダイオード回路３０を構成する発光ダイオード３２、３４を見ながらその輝度がほぼ最大になるように、駆動回路１２から出力する駆動交流電圧Ｖ１　の周波数を調整する。
【００３５】
上記の場合、圧電トランス２の入力側には、即ち駆動回路１２と圧電トランス２の入力電極６、８との間には、圧電トランス２の出力電力に応じた一次電流Ｉ１　が、圧電トランス２の昇圧比に応じて流れる。そこにダイオード回路３０を直列に挿入しているので、この一次電流Ｉ１　はダイオード回路３０を構成する発光ダイオード３２、３４を通して流れる。
【００３６】
その場合、駆動交流電圧Ｖ１　の周波数が圧電トランス２の共振周波数から外れているときは、先に図４を参照して説明したように、圧電トランス２の昇圧比は低くて、出力電圧Ｖ２　および出力電力は小さいので、一次電流Ｉ１　も小さく、従ってダイオード回路３０を構成する発光ダイオード３２、３４の輝度は小さい。簡単に言えば、発光ダイオード３２、３４は殆ど光らない。
【００３７】
駆動交流電圧Ｖ１　の周波数を変化させて当該周波数が圧電トランス２の共振周波数近傍になると、先に図４を参照して説明したように、圧電トランス２の昇圧比は急激に高くなって出力電圧Ｖ２　および出力電力も急激に高くなり、それに応じて一次電流Ｉ１　も急激に大きくなるので、ダイオード回路３０を構成する発光ダイオード３２、３４の輝度は急激に高くなる。簡単に言えば、発光ダイオード３２、３４はこの時点で初めてピカッと光る。このとき、発光ダイオード３２、３４は、半サイクル交替で両者が光る。
【００３８】
即ち、上記発光ダイオード３２、３４の光り方すなわち輝度の変化は、図４に示した昇圧比のカーブに対応したものとなる。
【００３９】
圧電トランス２を用いた高電圧発生装置は、前述したように一般的に負荷インピーダンスが高く、特にこの例のように針状電極１８が負荷であるイオン発生器の場合は負荷インピーダンスは非常に高く、このように負荷インピーダンスが高い場合は、図４に示すように圧電トランス２の昇圧比の尖鋭度は非常に高くなるので、発光ダイオード３２、３４の輝度の変化は一層顕著になる。
【００４０】
上記のようにして、ダイオード回路３０を構成する発光ダイオード３２、３４を見ながらその輝度がほぼ最大になるように、駆動回路１２から出力する駆動交流電圧Ｖ１　の周波数を調整することによって、ほぼ最大の昇圧比が得られるように、圧電トランス２の駆動周波数を調整することができる。
【００４１】
しかもこの調整は、発光ダイオード３２、３４を見ながらその輝度がほぼ最大になるようにすれば良く、かつ発光ダイオード３２、３４の輝度は上記のように共振周波数近傍で急激に増大するので、また人間の目の明暗に対する感度は非常に高いので、上記調整を容易に行うことができる。
【００４２】
また、上記ダイオード回路３０は、圧電トランス２の入力側に挿入されているので、圧電トランス２の負荷インピーダンスに影響を及ぼすことはなく（即ち負荷インピーダンスを変化させることはなく）、圧電トランス２の負荷側は実際の使用状態のままで調整することができる。従って、調整の前後で圧電トランス２の共振周波数を変化させる要因はなく、従ってこの意味からも、駆動周波数の調整を容易に行うことができる。
【００４３】
しかも、前記ダイオード回路３０は、電圧計等を有する従来の測定回路２２に比べて、遙かに簡素でしかも小型化が可能であり、上記調整を、このような簡素で小型化が可能なダイオード回路３０を用いて容易に行うことができる。
【００４４】
この高電圧発生装置によれば、ダイオード回路３０を用いて、上記のような駆動周波数調整方法を実施することができる。しかも駆動周波数の調整後は、圧電トランス２から出力電圧Ｖ２　を出力中は、ダイオード回路３０を構成する発光ダイオード３２、３４が光っているので、これをそのまま、装置の動作表示として利用することができるという利点もある。
【００４５】
従来、高電圧発生装置の動作表示として、（ａ）入力電源のオン状態を検出して動作表示を行うことや、（ｂ）出力電圧Ｖ２　を非常に高インピーダンスのコンデンサ分圧回路によって分圧してその電圧信号を検出して動作表示を行うこと、を行っている例はあるけれども、いずれも表示の信頼性が低い。即ち、上記（ａ）の場合は、入力側だけしか見ていないので、装置が正常に動作しているという保証はない。上記（ｂ）の場合は、非常に高いインピーダンスでの分圧とするためにコンデンサの容量としては１〜２ｐＦ程度を用いる必要があり、湿度等の環境の変化で誤動作する可能性が大きい。コンデンサの容量を大きくして分圧回路のインピーダンスを小さくすると、前述したように負荷インピーダンスが低くなり、圧電トランス２の昇圧比の尖鋭度を低下させてしまう。
【００４６】
これに対して、この高電圧発生装置では、駆動周波数調整用の上記ダイオード回路３０を、そのまま、装置の動作表示に利用することができる。従って、動作表示用に別の回路を付加する必要がない。しかも、このダイオード回路３０を構成する発光ダイオード３２、３４は、上述したように、圧電トランス２から出力電圧Ｖ２　が出力されて圧電トランス２が正常に動作している場合にのみ光るので、表示の信頼性も高い。
【００４７】
なお、上記ダイオード回路３０は、駆動回路１２と圧電トランス２の入力電極８との間に直列に挿入しても良いのは勿論である。
【００４８】
また、上記ダイオード回路３０を構成する二つの発光ダイオード３２、３４の内のどちらかを一方を、発光ダイオードではなく通常のダイオードにしても良く、その場合でも、残りの発光ダイオードによって、上記のような駆動周波数調整および装置の動作表示を行うことができる。
【００４９】
また、図１の例は、圧電トランス２の出力電極１０にカップリングコンデンサ１４を介在させて出力部ダイオード１６および針状電極１８を接続しているけれども、例えば図２に示す例のような圧電トランス２を用いること等によって、図２に示す例のように、カップリングコンデンサ１４を介在させることなく、出力電極１０に直接、針状電極１８のような負荷や出力部ダイオード１６を接続しても良い。
【００５０】
図２は、この発明に係る駆動周波数調整方法を実施する高電圧発生装置の他の例を示す図である。以下においては、図１の例との相違点を主体に説明する。
【００５１】
この高電圧発生装置では、圧電トランス２の入力側に上記のようなダイオード回路３０を挿入する代わりに、発光ダイオード３８およびそれの保護を行う保護ダイオード４０を互いに逆向きに並列接続して成るダイオード回路３６を、その発光ダイオード３８が前記出力部ダイオード１６と順方向になるように前記出力部ダイオード１６に直列に挿入している。より具体的には、この例では、ダイオード回路３６を出力部ダイオード１６とグラウンドとの間に直列に挿入している。保護ダイオード４０は、出力電圧Ｖ２　が発光ダイオード３８に対して逆方向に印加されるサイクル時に、この保護ダイオード４０が導通して発光ダイオード３８を保護する作用を奏する。
【００５２】
また、この装置では、圧電トランス２の出力電極１０には、カップリングコンデンサを介在させることなく直接、出力部ダイオード１６および針状電極１８を接続している。これは、この例では、圧電トランス２の入力電極６、８の長さＬ２　を圧電基板４の長さＬ１　の２０％〜４０％にしており、これによって、圧電トランス２の出力インピーダンスを、通常のローゼン型の圧電トランスよりも遙かに（例えば１桁程度）高くすることができるので、敢えてカップリングコンデンサを介在させる必要がないからである。もっとも、従来からある圧電トランス２を用いること等によって、図１に示す例のようにカップリングコンデンサ１４を介在させても良い。
【００５３】
駆動周波数の調整は、上記ダイオード回路３６を用いて次のようにして行う。上記ダイオード回路３０を用いて行う場合と殆ど同じである。
【００５４】
即ち、圧電トランス２の出力電極１０に所望の負荷（この例では針状電極１８）を接続した状態で、ダイオード回路３６を構成する発光ダイオード３８を見ながらその輝度がほぼ最大になるように、駆動回路１２から出力する駆動交流電圧Ｖ１　の周波数を調整する。
【００５５】
上記の場合、出力部ダイオード１６には、出力電圧Ｖ２　の半サイクルごとに、圧電トランス２の出力電圧Ｖ２　および出力インピーダンスに応じた大きさの順方向電流Ｉ２　が流れる。それにダイオード回路３６を直列に挿入しているので、この順方向電流Ｉ２　はダイオード回路３６を構成する発光ダイオード３８を通して流れる。
【００５６】
この場合も、図１の例ときと同様、駆動交流電圧Ｖ１　の周波数を変化させて当該周波数が圧電トランス２の共振周波数近傍になると、圧電トランス２の昇圧比は急激に高くなって出力電圧Ｖ２　も急激に高くなり、それに応じて上記順方向電流Ｉ２　も急激に大きくなるので、ダイオード回路３６を構成する発光ダイオード３８の輝度は急激に高くなる。簡単に言えば、発光ダイオード３８はこの時点で初めてピカッと光る。
【００５７】
従って、ダイオード回路３６を構成する発光ダイオード３８を見ながらその輝度がほぼ最大になるように、駆動回路１２から出力する駆動交流電圧Ｖ１　の周波数を調整することによって、ほぼ最大の昇圧比が得られるように、圧電トランス２の駆動周波数を調整することができる。
【００５８】
また、この場合の圧電トランス２の負荷インピーダンスは、前述したように、出力部ダイオード１６がオフしているときの負荷側のインピーダンスを言うものであるのに対して、ダイオード回路３６は、出力部ダイオード１６に直列に挿入されていて出力部ダイオード１６がオフしているときはそれによって圧電トランスの出力電極１０からは切り離されるので、当該ダイオード回路３６を設けても、圧電トランスの負荷インピーダンスに影響を及ぼすことはない。即ち、負荷インピーダンスを変化させることはない。
【００５９】
従ってこの場合の駆動周波数の調整も、図１の例の場合と同様、容易に行うことができる。しかもそれを、ダイオード回路３０の場合と同様、簡素で小型化が可能なダイオード回路３６を用いて行うことができる。
【００６０】
この高電圧発生装置によれば、ダイオード回路３６を用いて、上記のような駆動周波数調整方法を実施することができる。しかも、図１の例の場合と同様、駆動周波数の調整後は、圧電トランス２から出力電圧Ｖ２　を出力中は、ダイオード回路３６を構成する発光ダイオード３８が光っているので、これをそのまま、装置の動作表示として利用することができるという利点もある。従って、動作表示用に別の回路を付加する必要はなく、しかも表示の信頼性も高い。
【００６１】
なお、ダイオード回路３６は、出力部ダイオード１６と出力電極１０との間に直列に挿入しても良いけれども、この例のように出力部ダイオード１６とグラウンドとの間に挿入する方が、ダイオード回路３６の電位が低くなって取り扱いやすいので好ましい。
【００６２】
（ａ）図１で説明した調整方法および装置と、（ｂ）図２で説明した調整方法および装置とを比較すると、（ａ）の場合は、ダイオード回路３０を圧電トランス２の入力側（一次側）に挿入するため、ダイオード回路３０には順方向電流Ｉ２　（図２参照）に比べて大きな一次電流Ｉ１　を流すことができるので、（ｂ）の場合に比べて発光ダイオード３２、３４において大きな輝度を得ることができる。もっとも、（ｂ）の場合も、発光ダイオード３８において（ａ）の場合ほどの輝度は得られないけれども、駆動周波数の調整や装置の動作表示のためのモニタとしては十分活用することができる。
【００６３】
また、（ａ）の場合は、出力部ダイオード１６の有無は問わないので、圧電トランス２からの出力電圧Ｖ２　を交流のままで利用する場合にも適用することができる。
【００６４】
一方、（ａ）の場合は、駆動回路１２から出力した駆動交流電圧Ｖ１　は、発光ダイオード３２、３４の順方向電圧分だけ降下して（損失して）圧電トランス２に印加されることになるのに対して、（ｂ）の場合はそのような電圧降下（損失）を生じさせずに駆動回路１２から出力する駆動交流電圧Ｖ１　をそのまま圧電トランス２に印加することができるので、駆動回路１２から出力する駆動交流電圧Ｖ１　が低い場合は、（ｂ）の方が有利である。即ち、（ｂ）の方が、より低い駆動交流電圧Ｖ１　で使用することができる。
【００６５】
なお、（ａ）および（ｂ）のいずれの場合も、出力部ダイオード１６の向きを図示とは逆にして、負荷側に正の直流電圧を出力するようにしても良い。それによって、例えば、針状電極１８に正の直流高電圧を印加して、正イオンを発生させることができる。この場合は、図２のダイオード回路３６を構成する発光ダイオード３８および保護ダイオード４０の向きも、図示とは逆にする。
【００６６】
また、上記圧電トランス２の出力電極１０は、圧電基板４の端面ではなく、圧電基板４の主面（例えば入力電極６側の主面）の端部付近に設けても良い。そのようにすると、出力電極１０をそれと同一面に設ける入力電極６（または８）と同時に形成することができるので、出力電極１０の形成が容易になる。
【００６７】
【発明の効果】
この発明は、上記のとおり構成されているので、次のような効果を奏する。
【００６８】
請求項１ないし４に記載の発明によれば、上記ダイオード回路を用いて、圧電トランスの駆動周波数の調整を容易に行うことができる。しかもこの調整を、圧電トランスの負荷インピーダンスに影響を及ぼすことなく行うことができる。かつ、簡素で小型化が可能なダイオード回路を用いて行うことができる。
【００６９】
また、請求項２および４に記載の発明によれば、上記ダイオード回路を構成する発光ダイオードの点灯によって、装置の動作表示を行うことができ、しかもその表示の信頼性が高いという更なる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る駆動周波数調整方法を実施する高電圧発生装置の一例を示す図である。
【図２】この発明に係る駆動周波数調整方法を実施する高電圧発生装置の他の例を示す図である。
【図３】従来の駆動周波数調整方法を実施する高電圧発生装置の一例を示す図である。
【図４】圧電トランスの負荷インピーダンスによる昇圧比の周波数特性の一例を示す図である。
【符号の説明】
２　圧電トランス
４　圧電基板
６、８　入力電極
１０　出力電極
１２　駆動回路
１６　出力部ダイオード
３０　ダイオード回路
３２、３４　発光ダイオード
３６　ダイオード回路
３８　発光ダイオード
４０　保護ダイオード
【図１】
2004147454.tif 000003
【図２】
2004147454.tif 000004
【図３】
2004147454.tif 000005
【図４】
2004147454.tif 000006