(57)【要約】【課題】  ブートストラップダイオードやローサイドのスイッチング素子に過電流が流れることを防止し、信頼性の高い容量性負荷駆動回路等を提供する。【解決手段】  駆動信号４０８の基準となる駆動波形信号４０２を発生する駆動波形信号発生回路２１０と、駆動波形信号をパルス変調して変調信号４０４を生成する変調回路２２２と、プッシュプル回路を構成し電力増幅変調信号４０６を生成する２つのスイッチング素子（トランジスターＭ１、Ｍ２）と、各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるローサイドドライバー２２８Ｌ、ハイサイドドライバー２２８Ｈと、ブートストラップ回路と、ローサイドドライバーおよびハイサイドドライバーに所定の電位を供給する電源ＶＧと、電源からブートストラップ回路への供給路に設けられた第１の抵抗Ｒ１と、電力増幅変調信号を平滑化して駆動信号を生成する平滑フィルター２２６と、を含む。【選択図】  図３
2014046641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容量成分を有する容量性負荷に対して駆動信号を印加することによって、前記容量性負荷を駆動する容量性負荷駆動回路であって、
前記駆動信号の基準となる駆動波形信号を発生する駆動波形信号発生回路と、
前記駆動波形信号をパルス変調して変調信号を生成する変調回路と、
プッシュプル回路を構成し、前記変調信号を電力増幅した信号である電力増幅変調信号を生成する２つのスイッチング素子と、
前記変調信号に基づいて、前記２つのスイッチング素子のうち接地電位側の第１のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを切り換える第１のゲートドライバーと、前記第１のスイッチング素子とは異なる第２のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを切り換える第２のゲートドライバーと、
前記２つのスイッチング素子が接続された接点である第１のノードに、第１のコンデンサーが電気的に接続されたブートストラップ回路と、
前記第１のゲートドライバーおよび第２のゲートドライバーに所定の電位を供給する電源と、
前記電源から前記ブートストラップ回路への供給路に設けられた第１の抵抗と、
前記電力増幅変調信号を平滑化することによって前記駆動信号を生成する平滑フィルターと、を含む容量性負荷駆動回路。
【請求項２】
請求項１に記載の容量性負荷駆動回路において、
前記ブートストラップ回路は、
前記第１のコンデンサーと電気的に接続されるダイオードを含み、
前記第１の抵抗は、
前記ダイオードと第２のゲートドライバーとが接続された接点を第２のノードとして、前記第２のノードと前記電源との間に設けられる、容量性負荷駆動回路。
【請求項３】
請求項１に記載の容量性負荷駆動回路において、
前記ブートストラップ回路は、
前記電源と電気的に接続されるダイオードを含み、
前記第１の抵抗は、
前記ダイオードと第２のゲートドライバーとが接続された接点を第２のノードとして、前記第２のノードと前記第１のコンデンサーとの間に設けられる、容量性負荷駆動回路。
【請求項４】
請求項３に記載の容量性負荷駆動回路において、
前記電源と第１のゲートドライバーとが接続された接点を第３のノードとして、
前記第３のノードと前記接地電位との間に設けられた第２のコンデンサーと、
前記第３のノードと前記第２のコンデンサーとの間に設けられた第２の抵抗と、
を含む、容量性負荷駆動回路。
【請求項５】
請求項４に記載の容量性負荷駆動回路において、
前記第１の抵抗と前記第２の抵抗の抵抗値が等しい、容量性負荷駆動回路。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の容量性負荷駆動回路を含む、液体噴射型印刷装置。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の容量性負荷駆動回路を含む、液体噴射装置。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の容量性負荷駆動回路を含む、流体輸送装置。
【請求項９】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の容量性負荷駆動回路を含む、医療機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子などの容量性負荷に駆動信号を印加して駆動する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンターに搭載されている噴射ヘッドのように、圧電素子などの容量性負荷によって構成されたアクチュエーターは数多く存在する。このような容量性負荷であるアクチュエーターを駆動するためには、ある程度の電力を有する駆動信号が必要となる。そこで、駆動信号の元となる駆動波形信号を電力増幅することによって駆動信号を生成することが行われる。ここで、アナログの駆動波形信号をアナログ的に電力増幅してアナログの駆動信号を直接生成したのでは大きな電力損失が発生して電力効率が低下する。そこで、いわゆるＤ級増幅器を用いて電力増幅する技術が提案されている。
【０００３】
Ｄ級増幅器は、次のようにして電力増幅を行う。まず、アナログの駆動波形信号をパルス変調することによって変調信号を生成する。パルス変調には幾つかの方式が知られているが、パルス幅変調（Pulse Width Modulation、PWM）と呼ばれる方式が使用されることが一般的である。パルス幅変調では、変調しようとする駆動波形信号を、一定周期で繰り返される三角波形と比較して、駆動波形信号の電圧の方が三角波形の電圧よりも高い期間ではＯＮを出力し、逆に駆動波形信号の電圧の方が低い期間ではＯＦＦを出力することによって、ＯＮとＯＦＦとを繰り返す変調信号を生成する。このようにして得られた変調信号は、駆動波形信号の電圧が高くなるほど、一変調周期内でのＯＮの期間の比率、すなわちデューティー比が高くなる。
【０００４】
Ｄ級増幅器では、パルス変調によって得られたデジタルの変調信号を電力増幅した後、平滑フィルターを通してアナログ信号に変換することによって、電力増幅された駆動信号を生成する。このようにしてデジタルの変調信号を電力増幅すれば、アナログの駆動波形信号をアナログのまま電力増幅する場合に比べて電力損失を大幅に低減することができるので、駆動信号を生成する際の電力損失を大幅に低減することが可能である。例えば、特許文献１の発明もＤ級増幅路を用いており電力損失を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３２９７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、特許文献１の発明はダイオードＤ０およびコンデンサーＣ０によって構成されるブートストラップ回路を含んでいる。そして、Ｄ級増幅路では電力増幅後に元のアナログ駆動信号に戻すためのローパスフィルタ（ＬＰＦ）を設けてアナログ駆動信号を復調する。ＬＰＦは、例えばコイルとコンデンサーにより構成され、容量性負荷によって構成されたアクチュエーターを駆動する。そのため、ゲートドライバーの動作開始前におけるＬＰＦの信号入力部の電位は、ゲートドライバーに供給される高電位と同じである。つまり、抵抗性負荷を駆動する場合のように、ゲートドライバーの動作開始前に接地電位となっているわけではない。
【０００７】
すると、ゲートドライバーが動作を開始すると、接地された側（以下、ローサイド）のスイッチング素子（特許文献１では例えば図２のトランジスターＱ２５が対応）に急激に
電流が流れる。そして、ＬＰＦの入力部の電位が接地電位になると、ブートストラップ回路のコンデンサーＣ０をチャージするために、ダイオードＤ０に急激な電流が流れる。このとき、定格以上の電流が流れると、ローサイドのトランジスターＱ２５およびダイオードＤ０が劣化するおそれがある。
【０００８】
この発明は、従来の技術が有する上述した課題を解決するためになされたものであり、ブートストラップダイオードやローサイドのスイッチング素子に過電流が流れることを防止し、信頼性の高い容量性負荷駆動回路、液体噴射型印刷装置、液体噴射装置、流体輸送装置および医療機器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明は、容量成分を有する容量性負荷に対して駆動信号を印加することによって、前記容量性負荷を駆動する容量性負荷駆動回路であって、前記駆動信号の基準となる駆動波形信号を発生する駆動波形信号発生回路と、前記駆動波形信号をパルス変調して変調信号を生成する変調回路と、プッシュプル回路を構成し、前記変調信号を電力増幅した信号である電力増幅変調信号を生成する２つのスイッチング素子と、前記変調信号に基づいて、前記２つのスイッチング素子のうち接地電位側の第１のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを切り換える第１のゲートドライバーと、前記第１のスイッチング素子とは異なる第２のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを切り換える第２のゲートドライバーと、前記２つのスイッチング素子が接続された接点である第１のノードに、第１のコンデンサーが電気的に接続されたブートストラップ回路と、前記第１のゲートドライバーおよび第２のゲートドライバーに所定の電位を供給する電源と、前記電源から前記ブートストラップ回路への供給路に設けられた第１の抵抗と、前記電力増幅変調信号を平滑化することによって前記駆動信号を生成する平滑フィルターと、を含む。
【００１０】
本発明の容量性負荷駆動回路は、容量性負荷に印加すべき駆動信号の基準となる駆動波形信号を、パルス変調することによって変調信号を生成し、得られた変調信号を電力増幅した後に平滑化することによって駆動信号を生成する。
【００１１】
本発明の容量性負荷駆動回路では、プッシュプル接続された２つのスイッチング素子で変調信号を電力増幅する。２つのスイッチング素子は、ローサイドのスイッチング素子である第１のスイッチング素子と、ハイサイド（高電位側）のスイッチング素子である第２のスイッチング素子と、を含む。
【００１２】
そして、本発明の容量性負荷駆動回路は、第１のスイッチング素子、第２のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦをそれぞれ切り換える第１のゲートドライバー、第２のゲートドライバーを含む。第１のゲートドライバーは接地電位と電源からの所定の電位とをとり得るゲート信号を生成する。本発明の容量性負荷駆動回路では、第２のゲートドライバーも第１のゲートドライバーと同じ電位差を有するゲート信号を生成できるように、ブートストラップ回路を含んで構成される。
【００１３】
ここで、本発明の容量性負荷駆動回路は、第１のゲートドライバーおよび第２のゲートドライバーが動作する前や動作を停止するスタンバイ時などにおいて、電力増幅変調信号や駆動信号が伝わる配線の電位が、電源から第１のゲートドライバーおよび第２のゲートドライバーに供給される所定の電位（接地電位以外の電位）に等しくなる。つまり、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子がＯＦＦの場合、駆動する負荷が容量性負荷であることから直流電流が流れず、第２のゲートドライバーからのリーク電流によって電力増幅変調信号や駆動信号が伝わる配線の電位は前記所定の電位に等しくなる。
【００１４】
第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子とが接続される接点（ノード）を第
１のノードとする。第１のノードは電力増幅変調信号が伝わる配線上にある。ブートストラップ回路を構成する第１のコンデンサーであるブートストラップコンデンサーの一端は第１のノードに接続されている。第１のゲートドライバーおよび第２のゲートドライバーが動作する前やスタンバイ時などにおいて、第１のノードは所定の電位に等しいため、ブートストラップコンデンサーの端子間電圧はほぼゼロとなっている。
【００１５】
この状態から第１のゲートドライバーおよび第２のゲートドライバーを動作させて、ローサイドのスイッチング素子（第１のスイッチング素子）がＯＮとなると、第１のスイッチング素子には急激に電流が流れて、第１のノードが所定の電位から接地電位に変化する。すると、ブートストラップコンデンサーをチャージするために、電源からブートストラップ回路を構成するダイオードであるブートストラップダイオード、ブートストラップコンデンサー、第１のスイッチング素子、接地電位（以下、ＧＮＤとも表す）を通る経路で電流が流れる。
【００１６】
ここで、電源からブートストラップ回路への供給路に電流を制限する素子が全く設けられていない場合、例えば１０Ａ程度まで大きい電流が急激に流れることもあり得る。このとき、定格以上の電流が流れることでブートストラップダイオードや第１のスイッチング素子が劣化するおそれがある。
【００１７】
しかし、本発明の容量性負荷駆動回路は、電源からブートストラップ回路への供給路に第１の抵抗を設けている。例えば、第１の抵抗の抵抗値を１０Ω程度とすれば、１０Ａ程度まで大きい電流が流れていた場合でも１Ａ程度に抑えることが可能である。つまり、本発明の容量性負荷駆動回路は、ゲートドライバーの動作開始時に、ブートストラップダイオードやローサイドのスイッチング素子に過電流が流れることを防止する。そのため、これらの素子の劣化を防ぎ、信頼性の高い容量性負荷駆動回路を提供することができる。
【００１８】
（２）この容量性負荷駆動回路において、前記ブートストラップ回路は、前記第１のコンデンサーと電気的に接続されるダイオードを含み、前記第１の抵抗は、前記ダイオードと第２のゲートドライバーとが接続された接点を第２のノードとして、前記第２のノードと前記電源との間に設けられてもよい。
【００１９】
本発明によれば、ブートストラップダイオードやローサイドのスイッチング素子に流れる電流を制限する第１の抵抗を、第２のノードと電源との間に設ける。第２のノードは、ブートストラップダイオードと第２のゲートドライバーとが接続される接点である。このとき、ブートストラップダイオードを設けても、ゲートドライバーからのゲート信号をなまらせることがない。
【００２０】
なお、第１の抵抗は、ブートストラップダイオードのアノード側に設けられてもよいし、カソード側に設けられてもよい。
【００２１】
（３）この容量性負荷駆動回路において、前記ブートストラップ回路は、前記電源と電気的に接続されるダイオードを含み、前記第１の抵抗は、前記ダイオードと第２のゲートドライバーとが接続された接点を第２のノードとして、前記第２のノードと前記第１のコンデンサーとの間に設けられてもよい。
【００２２】
（４）この容量性負荷駆動回路において、前記電源と第１のゲートドライバーとが接続された接点を第３のノードとして、前記第３のノードと前記接地電位との間に設けられた第２のコンデンサーと、前記第３のノードと前記第２のコンデンサーとの間に設けられた第２の抵抗を含んでもよい。
【００２３】
（５）この容量性負荷駆動回路において、前記第１の抵抗と前記第２の抵抗の抵抗値が等しくてもよい。
【００２４】
これらの発明によれば、ブートストラップダイオードやローサイドのスイッチング素子
に流れる電流を制限する第１の抵抗を、第２のノードとブートストラップコンデンサーとの間に設ける。このとき、第１の抵抗を設けることで、第２のゲートドライバーからのゲート信号をなまらせることになる。しかし、このゲート信号がなまることで生じる、第２のスイッチング素子がＯＮ状態となるタイミングの遅延を利用して、２つのスイッチング素子が同時にＯＮ状態となることで生じる短絡を回避することができる。
【００２５】
このとき、第２の抵抗を、第３のノードと第２のコンデンサーとの間に設けてもよい。第２のコンデンサーは、電源と第１のゲートドライバーとが接続される接点（第３のノード）と接地電位との間に接続されている。このとき、第２の抵抗を設けることで、第１のゲートドライバーからのゲート信号をなまらせることになる。そのため、第１のスイッチング素子がＯＮ状態となるタイミングも遅延させて、２つのスイッチング素子が同時にＯＦＦ状態になるデッドタイムを容易に設けることができる。
【００２６】
第２の抵抗は第１の抵抗と同じ抵抗値であってもよい。このとき、第２のスイッチング素子がＯＮ状態となるタイミングの遅延と、第１のスイッチング素子がＯＮ状態となるタイミングの遅延とは等しい。そのため、デッドタイムをさらに容易に設けることができる。
【００２７】
（６）本発明は、前記のいずれかに記載の容量性負荷駆動回路を含む、液体噴射型印刷装置である。
【００２８】
（７）本発明は、前記のいずれかに記載の容量性負荷駆動回路を含む、液体噴射装置である。
【００２９】
（８）本発明は、前記のいずれかに記載の容量性負荷駆動回路を含む、流体輸送装置である。
【００３０】
（９）本発明は、前記のいずれかに記載の容量性負荷駆動回路を含む、医療機器である。
【００３１】
これらの発明に係る液体噴射型印刷装置、液体噴射装置、流体輸送装置、医療機器は、ブートストラップダイオードやローサイドのスイッチング素子に過電流が流れることを防止する信頼性の高い容量性負荷駆動回路を含む。そのため、液体噴射型印刷装置、液体噴射装置、流体輸送装置、医療機器としての信頼性も高めることができる。
【００３２】
液体噴射型印刷装置は例えばインクジェットプリンターである。インクカートリッジと印字ヘッド(インクジェットヘッドともいう)とが一体的に備えられたキャリッジなどと称される移動体が印刷媒体上をその搬送方向と交差する方向に往復しながらその印字ヘッドのノズルから液体インク滴を吐出（噴射）して印刷媒体上に微小なインクドットを形成することで、当該印刷媒体上に所定の文字や画像を描画して所望の印刷物を作成する。容量性負荷駆動回路は例えば噴射ヘッドの圧電素子に駆動信号を与える。
【００３３】
液体噴射装置は例えば医療用の装置として知られている。体腔内に導入されるチューブにポンプから液体を高圧で供給し、チューブ先端のノズルから液体を噴射し流体圧によって体腔内組織の切除を行う手術装置も液体噴射装置の一例である。また、流体室の容積を容積変更手段により急激に変化させ流体を脈流に変換してノズルからパルス状に高速噴射させ、衝撃圧によって生体組織の切除や切開を行う装置も液体噴射装置の一例である。容量性負荷駆動回路は例えば脈流発生部の圧電素子に駆動信号を与える。
【００３４】
流体輸送装置は例えば投薬ポンプといった安定した流量の液体を輸送する装置であり、複数の押圧軸を流体の流入側から流出側にむかって順次押圧する押出機構を備えていてもよい。容量性負荷駆動回路は例えば押出機構の圧電素子に駆動信号を与える。なお、安定した流量の液体を輸送し滴下することで例えば点滴装置にも応用できる。つまり、容量性負荷駆動回路は前記の液体噴射装置や流体輸送装置に限らず様々な医療機器にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施例の容量性負荷駆動回路を搭載したインクジェットプリンターを例示した説明図である。
【図２】第１実施例の容量性負荷駆動回路が噴射ヘッドを駆動する様子を示した説明図である。
【図３】第１実施例の容量性負荷駆動回路の詳細な構成を示した説明図である。
【図４】第１実施例の容量性負荷駆動回路が駆動信号を生成する動作の概要を示した説明図である。
【図５】比較例の容量性負荷駆動回路の構成を示す図である。
【図６】比較例の容量性負荷駆動回路の問題を説明するための図である。
【図７】第２実施例の容量性負荷駆動回路の詳細な構成を示した説明図である。
【図８】ゲート信号の波形の例を示す図である。
【図９】ゲート信号の改善した波形の例を示す図である。
【図１０】従来の手法によるゲート充電時の電流の経路を説明する図である。
【図１１】従来の手法によるゲート放電時の電流の経路を説明する図である。
【図１２】第２実施例の容量性負荷駆動回路のゲート充電時の電流の経路を説明する図である。
【図１３】第２実施例の容量性負荷駆動回路のゲート放電時の電流の経路を説明する図である。
【図１４】適用例の流体噴射装置を例示した説明図である。
【図１５】適用例の流体噴射装置の脈流発生部について、流体の噴射方向に沿った切断面を示す断面図である。
【図１６】別の適用例の流体輸送装置を含む流体輸送器の外観を例示した説明図である。
【図１７】流体輸送装置の流体輸送の仕組みを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施例を説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ−１．装置構成：
Ａ−２．容量性負荷駆動回路の回路構成：
Ａ−３．容量性負荷駆動回路の動作：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．適用例：
Ｄ．その他：
【００３７】
Ａ．第１実施例：
Ａ−１．装置構成：
図１は、本実施例の容量性負荷駆動回路２００を搭載したインクジェットプリンター１０を例示した説明図である。図示したインクジェットプリンター１０は、主走査方向に往復動しながら印刷媒体３上にインクドットを形成するキャリッジ２３と、キャリッジ２３を往復動させる駆動機構３３と、印刷媒体３の紙送りを行うためのプラテンローラー３６などから構成されている。キャリッジ２３には、インクを収容したインクカートリッジ１６や、インクカートリッジ１６が装着されるキャリッジケース２２、キャリッジケース２２の底面側（印刷媒体３に向いた側）に搭載されてインクを噴射する噴射ヘッド２４などが設けられており、インクカートリッジ１６内のインクを噴射ヘッド２４に導いて、噴射ヘッド２４から印刷媒体３にインクを噴射することによって画像を印刷する。
【００３８】
キャリッジ２３を往復動させる駆動機構３３は、プーリーによって張設されたタイミングベルト３５や、プーリーを介してタイミングベルト３５を駆動するステップモータ３４などから構成されている。タイミングベルト３５の一部はキャリッジケース２２に固定されており、タイミングベルト３５を駆動することでキャリッジケース２２を往復動させることができる。また、プラテンローラー３６は、図示しない駆動モータやギア機構とともに、印刷媒体３の紙送りを行う紙送り機構を構成しており、印刷媒体３を副走査方向に所定量ずつ紙送りすることが可能となっている。
【００３９】
インクジェットプリンター１０には、全体の動作を制御するプリンター制御回路５０や、噴射ヘッド２４を駆動するための容量性負荷駆動回路２００も搭載されている。プリンター制御回路５０は、容量性負荷駆動回路２００や、駆動機構３３、紙送り機構などが、印刷媒体３を紙送りしながら、噴射ヘッド２４を駆動してインクを噴射する全体の動作を制御している。
【００４０】
図２は、プリンター制御回路５０の制御の下で、容量性負荷駆動回路２００が噴射ヘッド２４を駆動する様子を示した説明図である。先ず始めに、噴射ヘッド２４の内部構造について簡単に説明する。図示されている様に、印刷媒体３に向いている噴射ヘッド２４の底面には、インク滴を噴射する複数の噴射口１００が設けられている。各噴射口１００はそれぞれインク室１０２に接続されており、インク室１０２には、インクカートリッジ１６から供給されたインクが満たされている。各インク室１０２の上にはピエゾ素子１０４が設けられている。ピエゾ素子１０４に電圧を印加すると、ピエゾ素子１０４が変形してインク室１０２を加圧することによって、噴射口１００からインクが噴射される。また、ピエゾ素子１０４は印加する電圧値に応じて変形量が変わる。ピエゾ素子１０４に適切な電圧波形を印加してインク室１０２の変形量やタイミングを制御することで、適切な分量のインクを適切なタイミングで噴射することができる。
【００４１】
ピエゾ素子１０４に印加する電圧である駆動信号４０８は、プリンター制御回路５０からの制御信号４００に基づいて容量性負荷駆動回路２００によって生成される。また、生成された駆動信号４０８は、ゲートユニット３００を介してピエゾ素子１０４に供給される。ゲートユニット３００は、複数のゲート素子３０２が並列に接続された回路ユニットであり、各ゲート素子３０２は、プリンター制御回路５０からの制御の下で、個別に導通状態または切断状態とすることが可能である。従って、容量性負荷駆動回路２００から出力された駆動信号４０８は、プリンター制御回路５０によって予め導通状態に設定されたゲート素子３０２だけを通過して、対応するピエゾ素子１０４に印加され、その噴射口１００からインクが噴射される。
【００４２】
Ａ−２．容量性負荷駆動回路の回路構成：
図３は、本実施例の容量性負荷駆動回路２００の詳細な構成を示した説明図である。図示されているように、容量性負荷駆動回路２００は、駆動信号４０８の基準となる駆動波形信号４０２を制御信号４００に基づいて生成する駆動波形信号発生回路２１０と、駆動波形信号４０２をパルス変調して変調信号４０４を生成する変調回路２２２と、変調信号４０４を増幅して電力増幅変調信号４０６を生成するデジタル電力増幅回路２２３と、電力増幅変調信号４０６の高周波数成分を取り除いて駆動信号４０８を生成する平滑フィルター２２６を含んで構成されている。
【００４３】
デジタル電力増幅回路２２３は、ゲートドライバー回路２２０とプッシュプル回路を構成し電力増幅変調信号４０６を生成する２つのスイッチング素子を含む。本実施例の容量性負荷駆動回路２００では、２つのスイッチング素子はＮ型のＭＯＳＦＥＴ（トランジスターＭ１、トランジスターＭ２）であるが、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスター（Insulated Gate Bipolar Transistor、IGBT）といった他の種類の素子が用いられても
よい。
【００４４】
図３のように、トランジスターＭ１とトランジスターＭ２は、電源から供給される電位ＶＤＤ（以下、単にＶＤＤとする）と接地電位であるＧＮＤ（以下、単にＧＮＤとする）との間でプッシュプル接続されている。そして、トランジスターＭ１とトランジスターＭ２のＯＮ／ＯＦＦを切り換えることによって、電力増幅変調信号４０６を生成する。なお、トランジスターＭ１とトランジスターＭ２とが接続されている接点（ノード）を第１のノードＮ１とする。第１のノードは電力増幅変調信号４０６が伝わる配線上にある。また、ＧＮＤに接続されているトランジスターＭ１は本発明の第１のスイッチング素子に対応し、ＶＤＤに接続されているトランジスターＭ２は本発明の第２のスイッチング素子に対応する。
【００４５】
ゲートドライバー回路２２０は、変調信号４０４のレベルを調整するレベルシフター２２４と、レベルシフター２２４を経由した変調信号４０４に基づいてトランジスターＭ１のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるローサイドドライバー２２８Ｌ（本発明の第１のゲートドライバーに対応）と、レベルシフター２２４を経由した変調信号４０４に基づいてトランジスターＭ２のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるハイサイドドライバー２２８Ｈ（本発明の第２のゲートドライバーに対応）と、ブートストラップ回路と、を含む。
【００４６】
ブートストラップ回路は、ブートストラップダイオードＤ１とブートストラップコンデンサーＣ３とを含んで構成され、ブートストラップコンデンサーＣ３の一端は、第１のノードＮ１と電気的に接続されている。ここで、ローサイドドライバー２２８Ｌは、電位がＶＧである電源（本発明の電源に対応し、以下、電源ＶＧとする）と直接に接続されている。一方、ハイサイドドライバー２２８Ｈは、ブートストラップダイオードＤ１、第１の抵抗Ｒ１を介して、電源ＶＧと接続されている。詳細には、ブートストラップコンデンサーＣ３とハイサイドドライバー２２８Ｈとが接続されている接点を第２のノードＮ２として、第２のノードＮ２と電源ＶＧとの間に、直列に接続されたブートストラップダイオードＤ１と第１の抵抗Ｒ１とが配置されている。ここで、第１の抵抗Ｒ１は、図３のようにブートストラップダイオードＤ１のアノード側に設けられてもよいし、カソード側に設けられてもよい。
【００４７】
なお、本実施例では、コンデンサーＣ２とローサイドドライバー２２８Ｌとが接続されている接点を第３のノードＮ３とする。また、ローサイドドライバー２２８ＬからトランジスターＭ１のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるのに出力される信号をゲート信号ＧＬとし、ハイサイドドライバー２２８ＨからトランジスターＭ２のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるのに出力される信号をゲート信号ＧＨとする。
【００４８】
なお、イネーブル信号４１０はゲートドライバー回路２２０の動作、停止を切り換える信号であり、本実施例ではプリンター制御回路５０から出力される。また、駆動信号４０８が印加される容量性負荷Ｚ１は、図２のピエゾ素子１０４が対応する。
【００４９】
図４は、容量性負荷駆動回路２００が駆動信号４０８を生成する動作の概要を示した説明図である。駆動波形信号発生回路２１０は、制御信号４００に基づいて例えば図４のような駆動波形信号４０２を生成する。なお、駆動波形信号４０２は図４のようなアナログ信号に限られるものではなく、例えばＤＣレベルで出力される信号であってもよい。
【００５０】
駆動波形信号発生回路２１０は、例えば演算器を備えており制御信号４００に基づいて演算によって駆動波形信号４０２を生成してもよい。また、例えば波形を記憶する波形メモリーを備えており、波形メモリーを参照して制御信号４００に対応する駆動波形信号４０２を生成してもよい。
【００５１】
変調回路２２２は、駆動波形信号発生回路２１０からの駆動波形信号４０２を受け取ると、所定の変調を行って変調信号４０４を生成する。所定の変調とは、本実施例ではパルス幅変調（Pulse-Width Modulation、PWM）であるが、例えばパルス密度変調（Pulse-Density Modulation、PDM）といった他の変調方式が用いられてもよい。
【００５２】
変調回路２２２は、駆動波形信号４０２を、一定周期で繰り返される三角波形と比較して、駆動波形信号４０２の電圧の方が三角波形の電圧よりも高い期間ではＯＮを出力し、逆に駆動波形信号４０２の電圧の方が低い期間ではＯＦＦを出力することによって、ＯＮとＯＦＦとを繰り返す変調信号４０４を生成する。このようにして得られた変調信号４０４は、例えば図４のように、駆動波形信号４０２の電圧が高くなるほどデューティー比が高くなっている。
【００５３】
デジタル電力増幅回路２２３は、変調信号４０４を受け取って電力増幅を行う。図３に示したように、デジタル電力増幅回路２２３は、プッシュプル接続されたトランジスターＭ１、トランジスターＭ２、ゲートドライバー回路等を用いて電力を増幅する。図４に示した例では、デジタル電力増幅回路２２３は、変調信号４０４の電圧をＶＤＤまで増幅した電力増幅変調信号４０６を生成する。
【００５４】
そして、平滑フィルター２２６は、電力増幅変調信号４０６を平滑化して、広いパルス幅に変調されている部分は電圧値が高く、狭いパルス幅に変調されている部分は電圧値が低いアナログの駆動信号４０８を生成する。図３に示したように、平滑フィルター２２６は、コイルＬ１とコンデンサーＣ１とを組み合わせることによって容易に実現することができる。
【００５５】
本実施例の容量性負荷駆動回路２００では、デジタル電力増幅回路２２３でスイッチング素子（トランジスターＭ１、トランジスターＭ２）のＯＮ／ＯＦＦを切り換えることで電力を増幅するため、余分な電力が消費されることがない。また、平滑フィルター２２６も、コイルＬ１やコンデンサーＣ１のように電力を消費しない部品で構成することができる。このため、アナログの駆動波形信号４０２をアナログのまま電力増幅する場合に比べて電力損失を大幅に低減することができるので、駆動信号４０８を生成する際の電力損失を大幅に低減することが可能である。
【００５６】
Ａ−３．容量性負荷駆動回路の動作：
本実施例の容量性負荷駆動回路２００の構成は図３を参照して説明した通りであり、ローサイドドライバー２２８Ｌからのゲート信号ＧＬは、ハイレベルとローレベルの電位差がＶＧである。そして、ハイサイドドライバー２２８Ｈからのゲート信号ＧＨも、ゲート信号ＧＬと同じ電位差（すなわちＶＧ）になるように、本実施例の容量性負荷駆動回路２００はブートストラップダイオードＤ１とブートストラップコンデンサーＣ３を有するブートストラップ回路を含んで構成されている。
【００５７】
さらに、本実施例の容量性負荷駆動回路２００は、ブートストラップダイオードＤ１と直列に接続される第１の抵抗Ｒ１を含んでいる。ここで、容量性負荷駆動回路２００の第１の抵抗Ｒ１の機能について説明するために、まず比較例の容量性負荷駆動回路１２００を示す。
【００５８】
図５は、比較例の容量性負荷駆動回路１２００の構成を示す図である。また、図６は、図５の容量性負荷駆動回路１２００のいくつかの信号を表す波形図である。なお、図１〜図４と同じ要素には同じ符号を付しており詳細な説明を省略する。例えば、図６に示す信号やブートストラップコンデンサーＣ３も本実施例の容量性負荷駆動回路２００の同じ符
号の要素と共通である。
【００５９】
比較例の容量性負荷駆動回路１２００は、本実施例の容量性負荷駆動回路２００と異なり、ゲートドライバー回路１２２０に第１の抵抗Ｒ１を含まない。ここで、容量性負荷駆動回路１２００も容量性負荷Ｚ１を駆動する。そのため、ゲートドライバー回路１２２０の動作開始前、または停止時における第１のノードＮ１の電位は、ハイサイドドライバー２２８Ｈに供給される電位のＶＧに等しくなる。つまり、トランジスターＭ１およびトランジスターＭ２がＯＦＦの場合、駆動する負荷が容量性負荷Ｚ１であることから直流電流が流れず、ハイサイドドライバー２２８Ｈからのリーク電流によって第１のノードＮ１の電位はＶＧとなる。
【００６０】
ここで、ブートストラップコンデンサーＣ３の一端は第１のノードＮ１と電気的に接続されている。ゲートドライバー回路１２２０の動作開始前、または停止時において、第１のノードＮ１はＶＧに等しいため、ブートストラップコンデンサーＣ３の端子間電圧はほぼゼロとなっている。
【００６１】
図６を用いて説明すると、時刻０〜Ｔ１の間は、ゲートドライバー回路１２２０を動作状態にするイネーブル信号４１０がローレベルとなっており、ゲートドライバー回路１２２０の動作開始前に該当する。このとき、図６のようにＣ３の端子間電圧はほぼゼロとなっている。なお、図６に示すように、変調信号４０４、ゲート信号ＧＨ、ゲート信号ＧＬについてもローレベルになっているものとする。
【００６２】
ここで、時刻Ｔ１において、イネーブル信号４１０がハイレベルとなりゲートドライバー回路１２２０の動作が開始されると、ゲート信号ＧＬはゲート信号ＧＨとは対称的にハイレベルとなりトランジスターＭ１はＯＮ状態となる。すると、トランジスターＭ１に急激に電流が流れて、第１のノードＮ１の電位はＧＮＤとなる。
【００６３】
すると、ブートストラップコンデンサーＣ３をチャージするために、電源ＶＧからブートストラップダイオードＤ１、ブートストラップコンデンサーＣ３、トランジスターＭ１、ＧＮＤを経路として急激な電流が流れる。図５の点線は、この電流の経路を示している。
【００６４】
ここで、比較例の容量性負荷駆動回路１２００では、この電流を制限する素子が全く設けられておらず、例えば１０Ａ程度まで大きい電流が急激に流れることもあり得る。このとき、定格以上の電流が流れることでブートストラップダイオードＤ１やトランジスターＭ１が劣化するおそれがある。すなわち、比較例の容量性負荷駆動回路１２００では、これらの素子に過電流が流れるおそれがあり、回路の信頼性が損なわれる可能性があった。
【００６５】
ここで、再び図３を参照して本実施例の容量性負荷駆動回路２００について説明する。本実施例の容量性負荷駆動回路２００では、電源ＶＧからブートストラップ回路への供給路、具体的は電源ＶＧと第２のノードＮ２の間に第１の抵抗Ｒ１を設けている。例えば、第１の抵抗Ｒ１の抵抗値を１０Ω程度とすれば、比較例において１０Ａ程度まで大きい電流が流れていた場合を想定しても、１Ａ程度に抑えることが可能である。
【００６６】
つまり、本実施例の容量性負荷駆動回路２００は、ゲートドライバー回路２２０の動作開始時に、ブートストラップダイオードＤ１やトランジスターＭ１に過電流が流れることを防止する。そのため、これらの素子の劣化を防ぎ、信頼性の高い容量性負荷駆動回路２００を提供することができる。
【００６７】
また、図３のように、第２のノードＮ２は、ブートストラップダイオードＤ１とハイサ
イドドライバー２２８Ｈとが接続される接点である。そのため、電源ＶＧと第２のノードＮ２の間にブートストラップダイオードＤ１を設けても、ゲート信号ＧＨをなまらせることがない。そのため、容量性負荷駆動回路２００の設計が容易になる。また、例えば後述するデッドタイムを確保した比較例の容量性負荷駆動回路１２００が既に存在するような場合に、第１の抵抗Ｒ１を追加することで、ゲート信号ＧＨに影響することなく、ブートストラップダイオードＤ１やトランジスターＭ１に過電流が流れることを防止する改良設計を可能とする。
【００６８】
Ｂ．第２実施例：
以下では、第２実施例について説明する。図７は本実施例の容量性負荷駆動回路２００の詳細な構成を示した説明図である。本実施例の容量性負荷駆動回路２００は、第１実施例と異なり、第１の抵抗Ｒ１は第２のノードＮ２とブートストラップコンデンサーＣ３との間に配置されている。また、第１実施例と異なり、ローサイドドライバー２２８Ｌ側にも第２の抵抗Ｒ２が設けられている。なお、その他の要素について、図１〜図６と同じ要素については同じ符号を付しており詳細な説明を省略する。
【００６９】
このとき、第１の抵抗Ｒ１は、電源ＶＧからブートストラップ回路への供給路に設けられており、第１実施例と同様にブートストラップダイオードＤ１やトランジスターＭ１に過電流が流れることを防止できる。一方、第１実施例とは異なり、第１の抵抗Ｒ１はゲート信号ＧＨの波形をなまらせる。しかし、第２実施例では、このような性質を利用することで、第１の抵抗Ｒ１に過電流の防止およびゲート信号ＧＨの波形整形という機能の両方をもたせて、回路規模の小さな容量性負荷駆動回路２００を実現することができる。なお、第２の抵抗Ｒ２はゲート信号ＧＬの波形をなまらせるために設けられている。本実施例では、ゲート信号ＧＨとゲート信号ＧＬとの波形を同じにするために、第２の抵抗Ｒ２の抵抗値は第１の抵抗Ｒ１と同じであるが、異なっていてもよい。
【００７０】
図８〜図９は、ゲート信号ＧＨ、ＧＬのタイミングを示す図である。なお、図１〜図７と同じ要素には同じ符号を付しており詳細な説明を省略する。図８は、プッシュプル接続されたトランジスターＭ１、Ｍ２に入力されるゲート信号ＧＬ、ＧＨを、変調信号４０４に基づいて互いに反転した信号になるように生成した場合の例を示す。このとき、理想的にはトランジスターＭ１、Ｍ２は排他動作するが、実際にはゲート信号ＧＬ、ＧＨが有限の立ち上がり時間、立ち下がり時間を有することから同時にＯＮする期間が生じてしまう。特に、本実施例のようにスイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴを用いる場合、ＯＮ抵抗を低くして効率を高めるために、ゲートの閾値ｔｈよりも大きな飽和電圧を設定する。そのため、ゲート信号ＧＨ、ＧＬを同じタイミングで充放電させると、図８のｔ１〜ｔ４のようにトランジスターＭ１、Ｍ２が同時にＯＮする期間が生じて、ＶＤＤとＧＮＤとの間で短絡状態が生じてしまう。
【００７１】
図９は改良したゲート信号ＧＨ、ＧＬのタイミングの例を示す図であって、図８で示した短絡状態を解消することができる。図９の例では、トランジスターＭ１、Ｍ２の充電時に立ち上がり時間を遅らせる。つまり、トランジスターＭ１、Ｍ２がＯＮするタイミングが図８の場合に比べて遅れている。このとき、図９のｄｔ１〜ｄｔ４のように、トランジスターＭ１、Ｍ２が同時にＯＦＦする期間であるデッドタイムを確保でき、ＶＤＤとＧＮＤとの間で短絡状態が生じることはない。例えば、製造ばらつきや温度依存によってトランジスターＭ１、Ｍ２のＯＮタイミングは前後するが、デッドタイムが存在することでこのような変動があっても短絡状態を回避できる。
【００７２】
図１０〜図１１は、図９に示したゲート信号ＧＨ、ＧＬを実現するための、従来の手法による回路の構成例を示している。なお、図１〜図９と同じ要素には同じ符号を付しており詳細な説明を省略する。また、図１０〜図１１および後に参照する図１２〜図１３にお
いては、重複説明を避けるためにハイサイドドライバー２２８Ｈ側だけについて説明するが、ローサイドドライバー２２８Ｌ側についても同様である。すなわち、ハイサイドドライバー２２８Ｈをローサイドドライバー２２８Ｌに、第２のノードＮ２を第３のノードＮ３に、ブートストラップコンデンサーＣ３をコンデンサーＣ２に、ゲート信号ＧＨをゲート信号ＧＬに、トランジスターＭ２をトランジスターＭ１に、そして後述する第１の抵抗Ｒ１を第２の抵抗Ｒ２に置き換えることができる。
【００７３】
図１０は従来の手法によるゲート充電時の電流の経路を説明する図である。電流の経路は図１０の点線で示している（後述する図１１〜図１３についても同様）。従来の手法では、ゲート信号ＧＨが伝わる配線に抵抗ＲｘとダイオードＤｘとを図１０のように並列に設けている。トランジスターＭ２の充電時には、抵抗Ｒｘによって立ち上がり時間が遅れる。
【００７４】
図１１は従来の手法によるゲート放電時の電流の経路を説明する図である。回路の構成は図１０と同じであり要素の説明は省略する。トランジスターＭ２の放電時には、ダイオードＤｘでバイパスすることで、立ち下がり時間を遅らせないようにすることができる。従って、抵抗ＲｘとダイオードＤｘとを用いる従来の手法でも、図９のようにデッドタイムｄｔ１〜ｄｔ４を確保することはできる。
【００７５】
一方、図１２〜図１３は、本実施例の容量性負荷駆動回路２００によって図９に示したゲート信号ＧＨ、ＧＬを実現できることを説明するための図である。図１２は、図１０に対応するものであり、ゲート充電時の電流の経路を説明する図である。本実施例では、ブートストラップコンデンサーＣ３に直列に第１の抵抗Ｒ１を設けている。そのため図１２のように、充電時にはブートストラップコンデンサーＣ３から第１の抵抗Ｒ１を介してトランジスターＭ２のゲートを駆動することで立ち上がり時間が遅れる。
【００７６】
図１３は、図１１に対応するものであり、ゲート放電時の電流の経路を説明する図である。図１３に示すように、トランジスターＭ２の放電時には、ブートストラップコンデンサーＣ３および第１の抵抗Ｒ１を経由しないので、立ち下がり時間を遅らせないようにすることができる。
【００７７】
図１２〜図１３に示したように、本実施例の容量性負荷駆動回路２００によっても、図９のようにデッドタイムｄｔ１〜ｄｔ４を確保することができる。このとき、従来の手法に比べて、ダイオードＤｘが不要であるため、回路規模を小さくすることができる。つまり、本実施例の容量性負荷駆動回路２００は、第１実施例と同様にブートストラップダイオードＤ１やトランジスターＭ１に過電流が流れることを防止できるだけでなく、従来の手法と比べて回路規模の小さな容量性負荷駆動回路２００を実現することができる。
【００７８】
Ｃ．適用例：
前記の実施例では、容量性負荷駆動回路２００がインクジェットプリンター１０に搭載されているとして説明した。しかし、容量性負荷駆動回路２００は、インクジェットプリンター１０に限らず様々な装置に搭載されて、その装置の信頼性も高めることができる。
【００７９】
例えば、容量性負荷駆動回路２００は流体噴射装置１として適用され得る。図１４は、１つの適用例である流体噴射装置１を例示した説明図である。流体噴射装置１は、細密な物体および構造物の洗浄、手術用メス等様々に採用可能であるが、ここでは生体組織を切開または切除することに好適な流体噴射装置１であるとして説明する。従って、ここでの流体は、例えば水または生理食塩水等の液体である。
【００８０】
図１４において、流体噴射装置１は、流体を収容する流体供給容器２と、流体供給手段
としてのポンプ１４と、ポンプ１４から供給される流体を脈流（以降、パルス流ともいう）に変換させる脈流発生部２１とポンプ１４と脈流発生部２１の駆動を制御する駆動制御部１５と、を備えている。ポンプ１４と脈流発生部２１とは流体供給チューブ４によって接続されている。
【００８１】
脈流発生部２１には、細いパイプ状の接続流路管９０が接続され、接続流路管９０の先端部には流路径が縮小された流体噴射開口部９６を有するノズル９５が挿着されている。なお、接続流路管９０は、流体噴射時において変形しない程度の剛性を有している。
【００８２】
また、脈流発生部２１には、噴射指令切替え手段２５を有し、本適用例では噴射指令切替え手段としてパルス流噴射を選択するパルス流指令スイッチ２６と、連続流噴射を選択する連続流指令スイッチ２７と、流体噴射を停止するＯＦＦスイッチ２８とが備えられている。
【００８３】
このように構成される流体噴射装置１における流体の流動を簡単に説明する。流体供給容器２に収容された流体は、ポンプ１４によって吸引され、一定の圧力で流体供給チューブ４を介して脈流発生部２１に供給される。脈流発生部２１には、流体室８０（図１５参照）と、この流体室８０の容積を変化させる容積変更手段としての圧電素子３０とダイアフラム４０と、が備えられており、圧電素子３０を駆動して流体室８０内において脈流を発生させ、接続流路管９０、ノズル９５を介して流体噴射開口部９６から流体を例えばパルス状に高速噴射する。
【００８４】
なお、脈流発生部２１が駆動を停止している場合には、ポンプ１４から供給された流体は流体室８０を通って、流体噴射開口部９６から連続流噴射される。
【００８５】
ここで脈流とは、流体の流れる方向が一定で、流体の流量または流速が周期的または不定期な変動を伴った流体の流動を意味する。脈流には、流体の流動と停止とを繰り返す間欠流も含むが、流体の流量または流速が周期的または不定期な変動をしていればよいため、必ずしも間欠流である必要はない。
【００８６】
同様に、流体をパルス状に噴射するとは、噴射する流体の流量または移動速度が周期的または不定期に変動した流体の噴射を意味する。パルス状の噴射の一例として、流体の噴射と非噴射とを繰り返す間欠噴射が挙げられるが、噴射する流体の流量または移動速度が周期的または不定期に変動していればよいため、必ずしも間欠噴射である必要はない。
【００８７】
図１５は、本適用例に係る脈流発生部２１を流体の噴射方向に沿って切断した切断面を示す断面図である。なお、図１５は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。脈流発生部２１は、ポンプ１４から流体供給チューブ４を介して流体室８０に流体を供給する入口流路８１と、流体室８０の容積を変化させる容積変更手段としての圧電素子３０およびダイアフラム４０と、流体室８０に連通する出口流路８２と、を有して構成されている。入口流路８１には流体供給チューブ４が接続されている。
【００８８】
ダイアフラム４０は、例えば円盤状の金属薄板からなり、ケース５２とケース７０によって密着されている。圧電素子３０は、本適用例では積層型圧電素子を例示しており、両端部の一方がダイアフラム４０に、他方が底板６０に固着されている。
【００８９】
流体室８０は、ケース７０のダイアフラム４０に対向する面に形成される凹部とダイアフラム４０とによって形成される空間である。流体室８０の略中央部には出口流路８２が開口されている。
【００９０】
ケース７０とケース５２とは、それぞれ対向する面において接合一体化されている。ケース７０には、出口流路８２に連通する接続流路９１を有する接続流路管９０が嵌着され、接続流路管９０の先端部にはノズル９５が挿着されている。そして、ノズル９５には、流路径が縮小された流体噴射開口部９６が開口されている。
【００９１】
圧電素子３０は、図２のピエゾ素子１０４に対応し、容量性負荷駆動回路２００からの駆動信号４０８（図１４参照）によって変形量や変形タイミングが制御される。そして、図１５の矢印Ａのように流体室８０を押すことにより、先端のノズル９５から流体をパルス状に噴射できる。流体噴射装置１は例えば医療用の装置として用いられる。具体的には、体腔内に導入される流体供給チューブ４にポンプ１４から液体を高圧で供給し、先端のノズル９５から液体を噴射し流体圧によって体腔内組織の切除を行う手術装置として使用できる。
【００９２】
また、容量性負荷駆動回路２００は、安定した流量の液体を輸送する流体輸送装置２０として適用され得る。
【００９３】
図１６は、本適用例の流体輸送装置２０を含む流体輸送器１Ａの外観を示す斜視図である。図１６において、流体輸送器１Ａは、流体を蠕動運動によって輸送する流体輸送装置２０と、流体を収容するパック状の流体収容容器９４と、から構成されている。そして、流体輸送装置２０と流体収容容器９４とは、チューブ４Ａによって連通されている。
【００９４】
流体収容容器９４は、可撓性を有する合成樹脂からなり、例えばシリコン系樹脂によって形成されている。流体収容容器９４の一方の端部にはチューブ保持部９２が設けられ、チューブ４Ａが圧着または熱溶着または接着等の手段で、流体が漏洩しないように密閉固定されている。
【００９５】
チューブ４Ａは、一方の端部が流体収容容器９４の内部に連通し、流体輸送装置２０内を通り、流体輸送装置２０の外部に延在され、流体収容容器９４内に収容されている流体を流体輸送装置２０によって外部に輸送される。
【００９６】
流体輸送装置２０は、下蓋８４、ポンプユニット枠３１、チューブ枠３２、上蓋８３を順次重ねて、それらを固定螺子９７（図は、上蓋固定螺子を示す）等によって一体化されている。この流体輸送装置２０の内部に流体を輸送するための押出機構が格納されている。
【００９７】
なお、下蓋８４、ポンプユニット枠３１、チューブ枠３２、上蓋８３および流体収容容器９４は、流体輸送器１Ａを生体に装着する場合においては、生体整合性の優れた材料、例えば、ポリスルホン、ウレタン等の合成樹脂を採用することが好ましい。
【００９８】
図１７は、流体輸送装置２０の流体輸送の仕組みを説明するための図である。ピエゾ素子１０４に印加する電圧である駆動信号４０８は、押出制御回路５０Ａ（図１６では不図示）からの制御信号４００に基づいて容量性負荷駆動回路２００によって生成される。また、生成された駆動信号４０８は、ゲートユニット３００を介してピエゾ素子１０４に供給される。ゲートユニット３００は、複数のゲート素子３０２が並列に接続された回路ユニットであり、各ゲート素子３０２は、押出制御回路５０Ａからの制御の下で、個別に導通状態または切断状態とすることが可能である。従って、容量性負荷駆動回路２００から出力された駆動信号４０８は、押出制御回路５０Ａによって順にゲート素子３０２を通過して、対応するピエゾ素子１０４に印加され、対応する押圧軸１０６を押し出す。押圧軸１０６は、チューブ４Ａの流体が流れる方向に対して略直角方向に配置されている。そし
て、チューブ４Ａは、複数の押圧軸１０６によって順に押圧される。そのため、流体輸送装置２０はチューブ４Ａ内の流体を蠕動運動によって輸送することができる。
【００９９】
なお、本発明で使用される流体としては、水や食塩水、薬液、油類、芳香液、インク等流動性がある液体の他、気体を用いることができる。例えば薬液を用いた場合、流体輸送装置２０は投薬ポンプとして使用可能であり、様々な医療機器に適用することができる。
【０１００】
Ｄ．その他：
本発明は、前記の実施例および適用例で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施例等で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施例等で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施例等で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１０１】
１  流体噴射装置、１Ａ  流体輸送器、２  流体供給容器、３  印刷媒体、４  流体供給チューブ、４Ａ  チューブ、１０  インクジェットプリンター、１４  ポンプ、１５  駆動制御部、１６  インクカートリッジ、２０  流体輸送装置、２１  脈流発生部、２２  キャリッジケース、２３  キャリッジ、２４  噴射ヘッド、２５  手段、２６  パルス流指令スイッチ、２７  連続流指令スイッチ、２８  ＯＦＦスイッチ、３０  圧電素子、３１  ポンプユニット枠、３２  チューブ枠、３３  駆動機構、３４  ステップモータ、３５  タイミングベルト、３６  プラテンローラー、４０  ダイアフラム、５０  プリンター制御回路、５０Ａ  押出制御回路、５２  ケース、６０  底板、７０  ケース、８０  流体室、８１  入口流路、８２  出口流路、８３  上蓋、８４  下蓋、９０  接続流路管、９１  接続流路、９２  チューブ保持部、９４  流体収容容器、９５  ノズル、９６  流体噴射開口部、９７  固定螺子、１００  噴射口、１０２  インク室、１０４  ピエゾ素子、１０６  押圧軸、２００  容量性負荷駆動回路、２１０  駆動波形信号発生回路、２２０  ゲートドライバー回路、２２２  変調回路、２２３  デジタル電力増幅回路、２２４  レベルシフター、２２６  平滑フィルター、２２８Ｈ  ハイサイドドライバー、２２８Ｌ  ローサイドドライバー、３００  ゲートユニット、３０２  ゲート素子、４００
制御信号、４０２  駆動波形信号、４０４  変調信号、４０６  電力増幅変調信号、４０８  駆動信号、４１０  イネーブル信号、１２００  容量性負荷駆動回路、１２２０  ゲートドライバー回路、Ｃ１  コンデンサー、Ｃ２  コンデンサー、Ｃ３  ブートストラップコンデンサー、Ｄ１  ブートストラップダイオード、Ｄｘ  ダイオード、ＧＨ  ゲート信号、ＧＬ  ゲート信号、Ｌ１  コイル、Ｍ１  トランジスター、Ｍ２  トランジスター、Ｎ１  第１のノード、Ｎ２  第２のノード、Ｎ３  第３のノード、Ｒ１  第１の抵抗、Ｒ２  第２の抵抗、Ｒｘ  抵抗、Ｚ１  容量性負荷
【図１】
2014046641.tif 000003
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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