(57)【要約】【課題】  圧電素子の共振周波数が変動した時にも、安定して駆動させることができる圧電素子の駆動電圧周波数調整機構、およびそれを用いることにより、流体を効率よく、しかも安定して輸送できる圧電マイクロブロアを提供する。【解決手段】  圧電素子に所定の周波数の駆動電圧を印加することのできる駆動電圧印加手段と、前記圧電素子の駆動時に前記圧電素子に流れる駆動電流をモニタする駆動電流モニタ手段と、前記駆動電流モニタ手段によってモニタしている駆動電流が最大となるように、前記駆動電圧印加手段から前記圧電素子に印加される駆動電圧の周波数制御を行なう制御手段とを備える。【選択図】  図１
2009089504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子に所定の周波数の駆動電圧を印加することのできる駆動電圧印加手段と、
前記圧電素子の駆動時に前記圧電素子に流れる駆動電流をモニタする駆動電流モニタ手段と、
前記駆動電流モニタ手段によってモニタしている駆動電流が最大となるように、前記駆動電圧印加手段から前記圧電素子に印加される駆動電圧の周波数制御を行なう制御手段と
を備えることを特徴とする、圧電素子の駆動電圧周波数調整機構。
【請求項２】
駆動電圧をモニタする駆動電圧モニタ手段をさらに備え、駆動電流が最大となる駆動電圧の周波数を、前記駆動電圧モニタ手段によってモニタしている駆動電圧と、前記駆動電流モニタ手段によってモニタされている駆動電流とから求められる圧電素子のインピーダンスが最小になる周波数として求めることを特徴とする、請求項１に記載の圧電素子の駆動電圧周波数調整機構。
【請求項３】
駆動電圧をモニタする駆動電圧モニタ手段をさらに備え、駆動電流が最大となる駆動電圧の周波数を、前記駆動電圧モニタ手段によってモニタしている駆動電圧と、前記駆動電流モニタ手段によってモニタされている駆動電流の位相差を測定し、位相差が所定の範囲内となったときの周波数として求めることを特徴とする、請求項１に記載の圧電素子の駆動電圧周波数調整機構。
【請求項４】
前記駆動電圧の周波数制御は、所定の周波数範囲で前記制御手段により駆動電圧の周波数を所定の間隔で変化させ、各周波数の駆動電流値を前記駆動電流モニタ手段で測定することにより、駆動電流が最大値を示す周波数を求める第１のステップと、
第１のステップで求めた周波数より所定の値だけ低周波側または高周波側の周波数を始点として、前記制御手段により駆動電圧の周波数を第１のステップにおける間隔より狭い間隔で変化させ、各周波数の駆動電流値を前記駆動電流モニタ手段で測定することにより、駆動電流が最大値を示す周波数を求め、その周波数での駆動電流値を前記制御手段に記憶させる第２のステップと、
第２のステップで求めた周波数を始点として、駆動電流が最大値を示す周波数を中心にして前記制御手段により第２のステップにおける間隔より狭い間隔で低周波側および高周波側に周波数を変化させ、各周波数での駆動電流値を前記駆動電流モニタ手段で測定し、各測定値を前記制御手段に入力して、記憶させた駆動電流値と比較することにより、駆動電流値がより大きくなる側の周波数を選択してその周波数での駆動電流値を前記制御手段に記憶させる操作を繰り返し、駆動電流値が直前の操作で選択した周波数の低周波側または高周波側のいずれの周波数で測定しても、直前の操作で記憶させた駆動電流値よりも小さくなる周波数を求め、その周波数での駆動電流値を前記制御手段に記憶させる第３のステップと、
第３のステップで求めた周波数に固定して駆動電圧印加手段により駆動電圧を印加しながら駆動電流を所定の時間毎に前記駆動電流モニタ手段で測定し、駆動電流が所定の閾値以下となった場合、前記制御手段により駆動電圧の周波数を第３のステップと同じ間隔で低周波側または高周波側に変化させることで、駆動電流が最大値を示す周波数に調整する第４のステップと
を備えることを特徴とする、請求項１ないし３に記載の圧電素子の駆動電圧周波数調整機構。
【請求項５】
圧電素子を共振駆動させてダイヤフラムを屈曲変形させることにより流体を輸送する圧電マイクロブロアであって、請求項１ないし４に記載の圧電素子の駆動電圧周波数調整機構が用いられていることを特徴とする、圧電マイクロブロア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧電素子の駆動電圧周波数調整機構およびそれを用いた圧電マイクロブロア、特に圧電素子を共振駆動させてダイヤフラムを屈曲変形させることにより流体を輸送する圧電マイクロブロアに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ノートパソコンなどのＣＰＵ等の冷却用ファンに変わる送風用ブロア、あるいは燃料電池で発電するのに必要な酸素を供給するための送風用ブロアとして、圧電マイクロブロアを用いることが提案されている。
【０００３】
圧電マイクロブロアは、圧電素子への電圧印加により屈曲変形するダイヤフラムを用いたブロアであり、構造が簡単で、薄型に構成でき、かつ低消費電力であるという利点がある。
【０００４】
特許文献１には、そのような圧電マイクロブロアの一例として、ステンレス鋼製ディスク上に取り付けられた圧電材料製ディスクを有する超音波駆動体であって上記圧電材料製ディスクの動作が当該駆動体を屈曲させるように構成された超音波駆動体と、上記ステンレス鋼製ディスク上に配設される第１のステンレス鋼膜体と、前記駆動体と略平行に取り付けられると共に該駆動体から所与の距離隔てられた第２のステンレス鋼膜体とを有し、第２のステンレス鋼膜体の中心部分に孔７が穿たれているガス流発生器が開示されている。
【０００５】
ところで、上記のような圧電マイクロブロアに共振周波数付近の高周波の電圧を印加して長時間駆動していると、圧電素子自体が発熱したり、あるいは周囲温度が高くなったりした場合には、それに伴っていわゆる温度ドリフトにより圧電素子の共振周波数は変動してしまう。
【０００６】
圧電素子の共振周波数が変動しているにも係わらず、当初周波数の駆動電圧をそのまま印加し続けても、その周波数では圧電素子のインピーダンスは高くなっているので十分な駆動電流が流れず、圧電素子の駆動効率が悪くなり、屈曲変形の度合いが小さくなる。
【０００７】
圧電マイクロブロアは、圧電素子を共振駆動させることによりダイヤフラムを屈曲変形させて流体を輸送しているため、ダイヤフラムの屈曲変形が小さくなると、流体の輸送量、すなわち風量が低下しまうという問題が起こる。
【０００８】
なお、圧電素子のインピーダンスに着目して駆動する電子装置としては、特許文献２に、圧電素子の上面に配設した音響レンズを記録液体収納部に配設し、前記圧電素子を高周波駆動手段で高周波駆動することにより、前記音響レンズから発生される超音波を記録液体収納部の記録液体表面に収束させて記録液滴を飛翔させるようにした液滴噴射記録装置において、前記高周波駆動手段で前記圧電素子を駆動する駆動系のインピーダンスを検知するインピーダンス検知手段と、該インピーダンス検知手段で検知したインピーダンス検知信号に基づいて超音波のエネルギが適正であるか否かを判断する超音波エネルギ判断手段と、該超音波エネルギ判断手段の判断結果に基づいて前記高周波駆動手段を駆動制御する駆動制御手段とを備えた、液滴噴射記録装置についての開示がある。
【０００９】
しかしながら、特許文献２の課題は記録液滴生成動作を行っている実駆動状態で、音響レンズからインク中を伝播する超音波の焦点をインク液面とするために、音響レンズとインク液面との位置関係を阻害する要因の検出を容易に行なうためのものであり、共振周波数の温度ドリフトを補正するという本発明の課題とは異なるものである。
【特許文献１】特表２００６−５２２８９６号公報
【特許文献２】特開２００３−１１８１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、圧電素子の共振周波数が変動した時にも、安定して駆動させることができる圧電素子の駆動電圧周波数調整機構、およびそれを用いることにより、流体を効率よく、しかも安定して輸送できる圧電マイクロブロアを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した技術的課題を解決するため、請求項１の圧電素子の駆動電圧周波数調整機構は、圧電素子に所定の周波数の駆動電圧を印加することのできる駆動電圧印加手段と、前記圧電素子の駆動時に前記圧電素子に流れる駆動電流をモニタする駆動電流モニタ手段と、前記駆動電流モニタ手段によってモニタしている駆動電流が最大となるように、前記駆動電圧印加手段から前記圧電素子に印加される駆動電圧の周波数制御を行なう制御手段とを備えることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項２の圧電素子の駆動電圧周波数調整機構は、請求項１に記載の圧電素子の駆動電圧周波数調整機構において、駆動電圧をモニタする駆動電圧モニタ手段をさらに備え、駆動電流が最大となる駆動電圧の周波数を、前記駆動電圧モニタ手段によってモニタしている駆動電圧と、前記駆動電流モニタ手段によってモニタされている駆動電流とから求められる圧電素子のインピーダンスが最小になる周波数として求めることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項３の圧電素子の駆動電圧周波数調整機構は、請求項１に記載の圧電素子の駆動電圧周波数調整機構において、駆動電圧をモニタする駆動電圧モニタ手段をさらに備え、駆動電流が最大となる駆動電圧の周波数を、前記駆動電圧モニタ手段によってモニタしている駆動電圧と、前記駆動電流モニタ手段によってモニタされている駆動電流の位相差を測定し、位相差が所定の範囲内となったときの周波数として求めることを特徴としている。
【００１４】
また、請求項４の圧電素子の駆動電圧周波数調整機構は、請求項１ないし３に記載の駆動電圧周波数調整機構において、前記駆動電圧の周波数制御は、所定の周波数範囲で前記制御手段により駆動電圧の周波数を所定の間隔で変化させ、各周波数の駆動電流値を前記駆動電流モニタ手段で測定することにより、駆動電流が最大値を示す周波数を求める第１のステップと、第１のステップで求めた周波数より所定の値だけ低周波側または高周波側の周波数を始点として、前記制御手段により駆動電圧の周波数を第１のステップにおける間隔より狭い間隔で変化させ、各周波数の駆動電流値を前記駆動電流モニタ手段で測定することにより、駆動電流が最大値を示す周波数を求め、その周波数での駆動電流値を前記制御手段に記憶させる第２のステップと、第２のステップで求めた周波数を始点として、駆動電流が最大値を示す周波数を中心にして前記制御手段により第２のステップにおける間隔より狭い間隔で低周波側および高周波側に周波数を変化させ、各周波数での駆動電流値を前記駆動電流モニタ手段で測定し、各測定値を前記制御手段に入力して、記憶させた駆動電流値と比較することにより、駆動電流値がより大きくなる側の周波数を選択してその周波数での駆動電流値を前記制御手段に記憶させる操作を繰り返し、駆動電流値が直前の操作で選択した周波数の低周波側または高周波側のいずれの周波数で測定しても、直前の操作で記憶させた駆動電流値よりも小さくなる周波数を求め、その周波数での駆動電流値を前記制御手段に記憶させる第３のステップと、第３のステップで求めた周波数に固定して駆動電圧印加手段により駆動電圧を印加しながら駆動電流を所定の時間毎に前記駆動電流モニタ手段で測定し、駆動電流が所定の閾値以下となった場合、前記制御手段により駆動電圧の周波数を第３のステップと同じ間隔で低周波側または高周波側に変化させることで、駆動電流が最大値を示す周波数に調整する第４のステップとを備えることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項５の圧電マイクロブロアは、圧電素子を共振駆動させてダイヤフラムを屈曲変形させることにより流体を輸送する圧電マイクロブロアであって、請求項１ないし４に記載の圧電素子の駆動電圧周波数調整機構が用いられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
この発明（請求項１）に係る圧電素子の駆動電圧周波数調整機構は、圧電素子に所定の周波数の駆動電圧を印加することのできる駆動電圧印加手段と、圧電素子の駆動時に圧電素子に流れる駆動電流をモニタする駆動電流モニタ手段と、駆動電流モニタ手段によってモニタしている駆動電流が最大となるように、駆動電圧印加手段から圧電素子に印加される駆動電圧の周波数制御を行なう制御手段とを備えているので、いわゆる温度ドリフトなどにより圧電素子の共振周波数が変動した時にも、圧電素子を安定して駆動させることができる。
【００１７】
すなわち、圧電素子の共振周波数が変動している場合に、圧電素子のインピーダンスが高くなっている当初周波数の駆動電圧をそのまま印加し続けるのではなく、駆動電圧の周波数を変動後の共振周波数に調整することにより、圧電素子のインピーダンスを下げた状態とし、十分な駆動電流を流すことで、圧電素子の駆動効率を高くし、屈曲変形の度合いを安定して大きくすることができる。
【００１８】
また、駆動電流が最大となる駆動電圧の周波数は、上記の圧電素子の駆動電圧周波数調整機構において、駆動電圧をモニタする駆動電圧モニタ手段をさらに備え、駆動電圧モニタ手段によってモニタしている駆動電圧と、駆動電流モニタ手段によってモニタされている駆動電流とから求められる圧電素子のインピーダンスが最小になる周波数として求めるようにすることで、駆動電流が最大となる駆動電圧の周波数を高精度に求めることができ好ましい。
【００１９】
また、駆動電流が最大となる駆動電圧の周波数は、上記の圧電素子の駆動電圧周波数調整機構において、駆動電圧をモニタする駆動電圧モニタ手段をさらに備え、駆動電流が最大となる駆動電圧の周波数を、駆動電圧モニタ手段によってモニタしている駆動電圧と、前記駆動電流モニタ手段によってモニタされている駆動電流の位相差を測定し、位相差が所定の範囲内となったときの周波数として求めるようにすることで、例えば駆動電流が極めて大きく、すなわち圧電素子のインピーダンスが極めて小さくなり、駆動電流あるいはインピーダンスの測定精度が不十分となる懸念がある場合に比べて、駆動電流が最大となる駆動電圧の周波数を高精度に求めることができ好ましい。
【００２０】
駆動電圧と駆動電流との位相差が０となる場合、駆動電流は最も大きくなっているが、測定精度および安定性を考慮すると、特定の位相差となったかどうかだけで判別することは困難となる。したがって所定の範囲を設定し、位相差がその範囲内かどうかで判別する必要がある。例えば位相差として±５°の範囲を設定した場合でも、駆動電流は十分大きな値となっているので、実用的には十分なものと言える。
【００２１】
また、駆動電流を最大とするための駆動電圧の周波数制御は、所定の周波数範囲で制御手段により駆動電圧の周波数を所定の間隔で変化させ、各周波数の駆動電流値を駆動電流モニタ手段で測定することにより、駆動電流が最大値を示す周波数を求める第１のステップと、第１のステップで求めた周波数より所定の値だけ低周波側または高周波側の周波数を始点として、制御手段により駆動電圧の周波数を第１のステップにおける間隔より狭い間隔で変化させ、各周波数の駆動電流値を駆動電流モニタ手段で測定することにより、駆動電流が最大値を示す周波数を求め、その周波数での駆動電流値を制御手段に記憶させる第２のステップと、第２のステップで求めた周波数を始点として、駆動電流が最大値を示す周波数を中心にして制御手段により第２のステップにおける間隔より狭い間隔で低周波側および高周波側に周波数を変化させ、各周波数での駆動電流値を駆動電流モニタ手段で測定し、各測定値を制御手段に入力して、記憶させた駆動電流値と比較することにより、駆動電流値がより大きくなる側の周波数を選択してその周波数での駆動電流値を制御手段に記憶させる操作を繰り返し、駆動電流値が直前の操作で選択した周波数の低周波側または高周波側のいずれの周波数で測定しても、直前の操作で記憶させた駆動電流値よりも小さくなる周波数を求め、その周波数での駆動電流値を制御手段に記憶させる第３のステップと、第３のステップで求めた周波数に固定して駆動電圧印加手段により駆動電圧を印加しながら駆動電流を所定の時間毎に駆動電流モニタ手段で測定し、駆動電流が所定の閾値以下となった場合、制御手段により駆動電圧の周波数を第３のステップと同じ間隔で低周波側または高周波側に変化させることで、駆動電流が最大値を示す周波数に調整する第４のステップとを備えるようにすることで、高精度かつ安定した周波数制御を行なうことができるため好ましい。
【００２２】
特に、まず粗く駆動電流が最大値となる周波数を見い出し（第１のステップ）、次いでより狭い範囲に絞りこむようにして周波数を正確な値に調整しているため（第２、３のステップ）、高速で駆動電流を最大とする周波数を求めることができ、さらに所定時間毎に周波数変動を確認しているので（第４のステップ）、安定性も十分に確保することができる。
【００２３】
また、この発明（請求項５）に係る圧電マイクロブロアは、圧電素子を共振駆動させてダイヤフラムを屈曲変形させることにより流体を輸送する圧電マイクロブロアであって、この発明（請求項１ないし４）に係る圧電素子の駆動電圧周波数調整機構が用いられているため、圧電素子の駆動効率が悪くなることがない。
【００２４】
したがって、圧電素子の屈曲変形の度合いを安定して大きくでき、流体、特に空気などの圧縮性流体を効率よく、安定して輸送できることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、この発明に係る圧電素子の駆動電圧周波数調整機構およびそれを用いた圧電マイクロブロアについて、図１ないし３に基づき詳細に説明する。
【００２６】
図１は本発明に係る、圧電素子を共振駆動させてダイヤフラムを屈曲変形させることにより流体を輸送する圧電マイクロブロアにおける駆動電圧の周波数調整機構のブロック図を示す。
【００２７】
この圧電マイクロブロアにおける圧電素子の駆動電圧周波数調整機構１は、ワンチップマイコンなどの演算素子（制御手段）２と、演算素子２により制御され演算素子２からのデジタル信号をアナログ電圧に変換するＤ／Ａコンバータ電源電源３と電圧で周波数をコントロールするシンセサイザ４とからなる駆動電圧印加手段５と、駆動電圧印加手段５からの出力を増幅するアンプ６と、駆動電圧をモニタする駆動電圧モニタ手段７と、圧電素子の駆動時に圧電素子に流れる駆動電流をモニタする駆動電流モニタ手段８と、駆動電圧モニタ手段７と駆動電流モニタ手段８の信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ９を備え、圧電マイクロブロア１０の圧電素子に所定の周波数の駆動電圧を印加するようにしている。ここではＡ／Ｄコンバータ９が演算素子２に内蔵されるようにしているが、外付けとして別に設けるようにしてもよい。
【００２８】
ここで、駆動電流モニタ手段８によってモニタしている駆動電流が最大となるように、駆動電圧印加手段から圧電素子に印加される駆動電圧の周波数制御は、図２に示すアルゴリズムにより行なわれる。また図２のアルゴリズムを模式図として表わしたものが図３である。ここでは、第１および第２のステップは高周波側から低周波側に掃引するようにして駆動電流値を測定した場合について説明する。高周波側から低周波側に掃引するようにしても同様の機能を果たすため、その場合の説明は省略する。
【００２９】
図２のアルゴリズムの詳細を説明すると、まず駆動電流が最大となる駆動電圧の周波数の大まかな値を掴むため、演算素子２により制御されたＤ／Ａコンバータ３からの電圧でシンセサイザ４を広い周波数範囲に亘って粗い間隔で低周波側から高周波側に掃引しながら、駆動電流モニタ手段８により各周波数での駆動電流値を測定し、駆動電流が最大となる周波数を求める（掃引；第１のステップ）。これを模式的に表したのが図３（ａ）である。
【００３０】
第１のステップでは、粗い間隔で掃引することで駆動電流が最大となる近傍の周波数が得られるので、次に第１のステップで求めた周波数より所定の値だけ低い周波数を始点として、演算素子２により制御されたＤ／Ａコンバータ３からの電圧でシンセサイザ４により第１のステップでの周波数間隔より狭い周波数間隔で低周波側から高周波側に掃引しながら、駆動電流モニタ手段８により各周波数での駆動電流値を測定し、駆動電流の最大値を求めることにより、駆動電流が最大となる駆動電圧の周波数の粗調整を行ない、その周波数での駆動電流値を演算素子２に記憶させる（粗調整；第２のステップ）。これを模式的に表わしたのが図３（ｂ）である。
【００３１】
第２のステップで求めた周波数をさらに微調整し、正確に駆動電流が最大となる駆動電圧の周波数を決定するためには、以下の第３のステップを実行する。
【００３２】
すなわち、駆動電流が最大値を示す周波数を中心として、第２のステップでの周波数間隔よりさらに狭い周波数間隔で演算素子２により制御されたシンセサイザ４により振り分けられた低周波側および高周波側の両側の周波数における駆動電流値を測定し、演算素子２に記憶させた駆動電流値と比較することにより、駆動電流値がより大きくなる方の周波数を選択して、その周波数での駆動電流値を演算素子２に記憶させる操作を繰り返し、駆動電流値が直前の操作で求めた周波数の低周波側および高周波側のいずれの周波数で測定しても、その直前の操作で記憶した駆動電流値よりも小さくなる周波数を求める。またその周波数での駆動電流値を演算素子２に記憶させる（微調整および電流値確認１；第３のステップ）。これを模式的に表わしたのが図３（ｃ）および（ｄ）である。
【００３３】
第３のステップまでで求められた周波数が、駆動電流最大周波数の初期値となる。ただし温度ドリフトなど、圧電素子の共振周波数を変動させる要因は継続的に発生しており、それによって共振周波数はさらに変動してしまう可能性がある。共振周波数の大きな変動については第１〜３のステップで変動を補正できたとしても、その周波数で継続的に圧電素子が安定して駆動されるとは限らず、継続的に微調整を加える必要がある。
【００３４】
そのため、初期値として第３のステップで求めた周波数に固定して駆動電圧を印加するが、そのまま同じ周波数の電圧を印加し続けて駆動させるのではなく、駆動時に圧電素子に流れる駆動電流を所定の時間毎に駆動電流モニタ手段８によりモニタし、駆動電流が所定の閾値以下となった場合、演算素子２により制御されたＤ／Ａコンバータ３からの電圧でシンセサイザ４により駆動電圧の周波数を第３のステップと同じ間隔で低周波側または高周波側に変化させることにより、駆動電流が最大値を示す周波数に調整する（定常印加、電流値確認、微調整２；第４のステップ）。
【００３５】
ここで、さらなる微調整を行なう必要があるとすれば、その原因は専ら温度ドリフトと考えられ、基本的には共振周波数を低周波側に変動させることになる。それで、第４のステップによる微調整の周波数調整の方向は、まずは低周波側を考える。ただし、低周波側の調整でも駆動電流の最大値が見い出されなかった場合、高周波側への調整を行なう。
【００３６】
なお、駆動電流が最大となる駆動電圧の周波数を求めるための手段として、駆動電圧モニタ手段７によってモニタしている駆動電圧と、駆動電流モニタ手段８によってモニタされている駆動電流の比から求められる圧電素子のインピーダンスが最小になる周波数として求めてもよい。
【００３７】
また、駆動電流が最大となる駆動電圧の周波数を求めるための手段として、駆動電圧モニタ手段７によってモニタしている駆動電圧と、駆動電流モニタ手段８によってモニタされている駆動電流の位相差を測定し、位相差が所定の範囲内となったときの周波数として求めてもよい。
【実施例】
【００３８】
以上に説明したこの発明に係る圧電素子の駆動電圧周波数調整機構およびそれを用いた圧電マイクロブロアについての実施例を以下に示す。
【００３９】
本実施例における圧電マイクロブロアの断面図を図４に示す。この圧電マイクロブロア１０は、圧電素子１１を共振駆動させることによりダイヤフラム１２を屈曲変形させて、流体、特に圧縮性流体である空気を矢印の方向に輸送する。また、駆動電圧周波数調整機構は図１に示した構成である。
【００４０】
圧電素子１１としては、駆動電圧は２０ＶP-Pであり、実際の駆動時における共振周波数が２３．４８ｋＨｚであるものを用いた。
【００４１】
圧電素子の駆動電圧周波数調整機構１における第１のステップに関して、２０ｋＨｚから３０ｋＨｚまでの周波数範囲を、ワンチップマイコンを用いた制御手段２により１ｋＨｚ間隔で低周波側から高周波側に周波数を変化させて掃引しながら、駆動電流モニタ手段８により各周波数での駆動電流を測定してその最大値を判別することにより、駆動電流が最大値を示す周波数を求めた。すなわち、この場合は２３ｋＨｚとなった。
【００４２】
また、第２のステップに関しては、第１のステップで求めた周波数より１ｋＨｚ低い周波数である２２ｋＨｚから、制御手段により第１のステップでの周波数間隔の１／１０である１００Ｈｚ間隔で低周波側から高周波側に周波数を変化させて掃引しながら、第１のステップと同様に駆動電流モニタ手段８で駆動電流の最大値を判別することにより、駆動電流が最大値を示す周波数を求めた。すなわち、この場合は２３．５ｋＨｚとなった。さらにその周波数での駆動電流値を演算素子２に記憶させた。
【００４３】
また、第３のステップに関しては、まず第２のステップで求めた周波数を中心として、制御手段により第２のステップでの周波数間隔の１／５であり、周波数掃引の最小間隔である２０Ｈｚ間隔でその周波数の低周波側および高周波側の両側に測定周波数を振り分け、駆動電流モニタ手段により各周波数における駆動電流値を測定し、各測定値を制御手段に入力して第２のステップで求めた駆動電流値と比較することにより、駆動電流値がより大きくなる側の周波数、すなわち、駆動電流を最大とする周波数の真値により近づく側の周波数を判別し、その周波数を選択して、その周波数での駆動電流値を制御手段に記憶させるようにした。以後、駆動電流値が直前の操作で求めた周波数の低周波側および高周波側のどちらの周波数で測定しても、直前の操作で記憶した駆動電流値よりも小さくなる周波数までこの操作を繰り返し、駆動電流を最大とする周波数を求めた。その結果、駆動電流を最大とする周波数である、２３．４８ｋＨｚに正確に合わせることができた。
【００４４】
また、第４のステップに関しては、第３のステップで求めた駆動電流を最大とする周波数を初期値として駆動電流の印加を開始し、駆動電流モニタ手段により２００ｍｓおきに駆動電流値をモニタした。その際、駆動電流の閾値として初期値での駆動電流値の９０〜９５％となる電流値を設定し、それ以上の場合は初期値の周波数で固定して駆動電圧を印加した。
【００４５】
モニタした駆動電流値が閾値を下回った場合、周波数の固定を外して２０Ｈｚ間隔で周波数を下げながら、駆動電流値をモニタし、駆動電流が最大値を示す周波数を求めた。駆動電流の最大値を検出したら、その状態での駆動電流値を制御手段に記憶させて、再びその周波数に固定して駆動電圧印加を行なった。
【００４６】
また、２０Ｈｚずつ周波数を下げていっても駆動電流の最大値が見い出されなかった場合、周波数を上げるようにして駆動電流が最大値を示す周波数を求めるようにした。
【００４７】
本発明の周波数調整を行なわなかった場合、圧電マイクロブロアの風量は駆動電圧印加開始直後から時間経過とともに逓減し、やがて風量は半分以下まで減少したが、本発明の周波数を行なうことにより、圧電マイクロブロアは安定して送風し、風量が減少することはなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】この発明に係る圧電素子の駆動電圧周波数調整機構のブロック図である。
【図２】この発明に係る圧電素子の駆動電圧周波数調整機構のアルゴリズムである。
【図３】図２のアルゴリズムの一部を表わした模式図である。
【図４】この発明に係る圧電マイクロブロアを示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  駆動電圧周波数調整機構
２  演算素子（制御手段）
３  Ｄ／Ａコンバータ
４  シンセサイザ
５  駆動電圧印加手段
６  アンプ
７  駆動電圧モニタ手段
８  駆動電流モニタ手段
９  Ａ／Ｄコンバータ
１０  圧電マイクロブロア
１１  圧電素子
１２  ダイヤフラム
【図１】
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【図２】
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【図３−ａ】
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【図３−ｂ】
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【図３−ｃ】
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【図３−ｄ】
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【図４】
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