(57)【要約】【課題】液体吐出装置の吐出部に供給する駆動信号の波形精度を改善する。【解決手段】駆動回路１２０ａは、信号Ａinを、ノードＮ１２に印加される電圧からノードＮ１１に印加される電圧までの範囲で増幅してノードＮ２から出力する単位回路２００と、例えばＮ１２に電圧ＶＡが印加され、ノードＮ１１に電圧ＶＢが印加されている状態において、信号Ａinが電圧（ＶＡ−α）以上であるか否かを比較する比較器３００と、信号Ａinが電圧（ＶＡ−α）以上であれば、ノードＮ１１に印加される電圧ＶＢを電圧ＶＣに切り替える電圧選択器４００と、を有する。【選択図】図１１
2018051803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の出力端から出力される駆動信号に基づいて駆動される圧電素子を含み、当該圧電素子の駆動により液体を吐出する吐出部と、
前記駆動信号の元となる元駆動信号を、第１ノードに印加される電圧から第２ノードに印加される電圧までの範囲で増幅して前記出力端から出力する単位回路と、
前記第１ノードに第１電圧が印加され、前記第２ノードに前記第１電圧よりも高位の第２電圧が印加されている状態において、前記元駆動信号の電圧が前記第２電圧を所定値分だけ低位側にシフトした電圧以上であるか否かを比較する比較器と、
前記元駆動信号の電圧が前記第２電圧を所定値分だけ低位側にシフトした電圧以上であれば、前記第２ノードに印加される電圧を、前記第２電圧から、当該第２電圧よりも高位の第３電圧に切り替える切替部と、
を具備することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記比較器は、
前記元駆動信号の電圧が前記第２電圧を所定値分だけ高位側にシフトした電圧以上であるか否かを比較し、
前記切替部は、
前記第１ノードに前記第１電圧が印加され、前記第２ノードに前記第３電圧が印加されている状態において、前記元駆動信号の電圧が前記第２電圧を所定値分だけ高位側にシフトした電圧以上であれば、前記第１ノードに印加される電圧を前記第１電圧から前記第２電圧に切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記単位回路は、
前記出力端と前記第１ノードとの間に接続されたローサイドトランジスターと、
前記出力端と前記第２ノードとの間に接続されたハイサイドトランジスターと、
前記元駆動信号の電圧と前記駆動信号に応じた電圧との差電圧を増幅した制御信号を出力する差動増幅器と、
前記元駆動信号の電圧変化が上昇方向であって、かつ、前記電圧変化の大きさが閾値以上の第１の場合、前記制御信号を選択して、前記ハイサイドトランジスターのゲート端子に供給し、前記元駆動信号の電圧変化が低下方向であって、かつ、前記電圧変化の大きさが前記閾値以上の第２の場合、前記制御信号を選択して、前記ローサイドトランジスターのゲート端子に供給するセレクターと、
を有することを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記セレクターは、
前記第１の場合、
前記ローサイドトランジスターをオフさせる第１オフ信号を、当該ローサイドトランジスターのゲート端子に供給し、
前記第２の場合、
前記ハイサイドトランジスターをオフさせる第２オフ信号を、当該ハイサイドトランジスターのゲート端子に供給する
ことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記セレクターは、
前記元駆動信号の電圧変化の大きさが前記閾値未満の第３の場合、
前記第１オフ信号を、前記ローサイドトランジスターのゲート端子に供給し、
前記第２オフ信号を、前記ハイサイドトランジスターのゲート端子に供給する、
ことを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
所定の出力端から駆動信号を出力して容量性負荷を駆動する駆動回路であって、
前記駆動信号の元となる元駆動信号を、第１ノードに印加される電圧から第２ノードに印加される電圧までの範囲で増幅して前記出力端から出力する単位回路と、
前記第１ノードに第１電圧が印加され、前記第２ノードに前記第１電圧よりも高位の第２電圧が印加されている状態において、前記元駆動信号の電圧が前記第２電圧を所定値分だけ低位側にシフトした電圧以上であるか否かを比較する比較器と、
前記元駆動信号の電圧が前記第２電圧を所定値分だけ低位側にシフトした電圧以上であれば、前記第２ノードに印加される電圧を、前記第２電圧から、当該第２電圧よりも高位の第３電圧に切り替える切替部と、
を具備することを特徴とする駆動回路。
【請求項７】
元駆動信号を第１ノードに印加される電圧から第２ノードに印加される電圧までの範囲で増幅し、所定の出力端から駆動信号を出力して容量性負荷を駆動する駆動方法であって、
前記第１ノードに第１電圧が印加され、前記第２ノードに前記第１電圧よりも高位の第２電圧が印加されている状態において、前記元駆動信号の電圧が前記第２電圧を所定値分だけ低位側にシフトした電圧以上であるか否かを比較し、
前記元駆動信号の電圧が前記第２電圧を所定値分だけ低位側にシフトした電圧以上であれば、前記第２ノードに印加される電圧を、前記第２電圧から、当該第２電圧よりも高位の第３電圧に切り替える、
ことを特徴とする駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置、駆動回路および駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクを吐出して画像や文書を印刷するインクジェットプリンターには、圧電素子（例えばピエゾ素子）を用いたものが知られている。圧電素子は、ヘッドユニットにおいて複数のノズルのそれぞれに対応して設けられ、それぞれが駆動信号にしたがって駆動される。このような駆動により、ノズルから所定のタイミングで所定量のインク（液体）が吐出されて、ドットが形成される。圧電素子は、電気的にみればコンデンサーのような容量性負荷であるので、各ノズルの圧電素子を動作させるためには十分な電流を供給する必要がある。
【０００３】
このため、インクジェットプリンターでは、駆動信号の元となる元駆動信号を増幅回路で増幅し、駆動信号としてヘッドユニットに供給して、圧電素子を駆動する構成となっている。増幅回路としては、元駆動信号をＡＢ級などで電流増幅する方式（リニア増幅、特許文献１参照）が挙げられる。ただし、リニア増幅では消費電力が大きく、エネルギー効率が悪いので、近年では、Ｄ級増幅についても提案されている（特許文献２参照）。Ｄ級増幅は、端的にいえば、元駆動信号をパルス変調するとともに、当該変調信号にしたがって電源電圧間において直列に挿入されたハイサイドトランジスターおよびローサイドトランジスターをスイッチングし、このスイッチングによる出力信号をローパスフィルターで濾波することで、元駆動信号を増幅する、というものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１９０２８７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１４７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、Ｄ級増幅方式では、リニア増幅方式と比較してエネルギー効率が高いものの、ローパスフィルターで消費される電力が無視できないので、消費電力を改善する点において改良の余地がある。
そこで、本発明のいくつかの態様の目的の一つは、消費電力を改善した液体吐出装置、駆動回路および駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的の一つを達成するために、本発明の一態様に係る液体吐出装置は、所定の出力端から出力される駆動信号に基づいて駆動される圧電素子を含み、当該圧電素子の駆動により液体を吐出する吐出部と、前記駆動信号の元となる元駆動信号を、第１ノードに印加される電圧から第２ノードに印加される電圧までの範囲で増幅して、前記出力端から出力する単位回路と、
前記元駆動信号の電圧が前記第２電圧を所定値分だけ低位側にシフトした電圧以上であるか否かを比較する比較器と、
前記第１ノードに第１電圧が印加され、前記第２ノードに、前記第１電圧よりも高位の第２電圧が印加されている状態において、前記元駆動信号の電圧が前記第２電圧を所定値分だけ低位側にシフトした電圧以上であれば、前記第２ノードに印加される電圧を、前記第２電圧から、当該第２電圧よりも高位の第３電圧に切り替える切替部と、を具備する。  上記一態様に係る液体吐出装置によれば、Ｄ級増幅方式のようなローパスフィルターが不要であるので、装置構成の肥大化を抑えることができる。
なお、上記一態様に係る液体吐出装置では、元駆動信号の電圧が上昇する場合を問題としたが、比較器は、前記元駆動信号の電圧が前記第１電圧を所定値分だけ高位側にシフトした電圧未満であるか否かを比較し、切替部は、第１ノードに第１電圧が印加され、第２ノードに第２電圧が印加されている状態において、元駆動信号の電圧が第１電圧を所定値分だけ高位側にシフトした電圧未満であれば、前記第１ノードに印加される電圧を、前記第１電圧よりも低位の電圧に切り替える構成として、元駆動信号の電圧が低下する場合に対処しても良い。
【０００７】
上記一態様に係る液体吐出装置において、前記比較器は、前記元駆動信号の電圧が前記第２電圧を所定値分だけ高位側にシフトした電圧以上であるか否かを比較し、前記切替部は、前記第１ノードに前記第１電圧が印加され、前記第２ノードに前記第３電圧が印加されている状態において、前記元駆動信号の電圧が前記第２電圧を所定値分だけ高位側にシフトした電圧以上であれば、前記第１ノードに印加される電圧を前記第１電圧から前記第２電圧に切り替える構成としても良い。
また、上記構成において、前記単位回路は、前記出力端と前記第１ノードとの間に接続されたローサイドトランジスターと、前記出力端と前記第２ノードとの間に接続されたハイサイドトランジスターと、前記元駆動信号の電圧と前記駆動信号に応じた電圧との差電圧を増幅した制御信号を出力する差動増幅器と、前記元駆動信号の電圧変化が上昇方向であって、かつ、前記電圧変化の大きさが閾値以上の第１の場合、前記制御信号を選択して、前記ハイサイドトランジスターのゲート端子に供給し、前記元駆動信号の電圧変化が低下方向であって、かつ、前記電圧変化の大きさが前記閾値以上の第２の場合、前記制御信号を選択して、前記ローサイドトランジスターのゲート端子に供給するセレクターと、を有しても良い。
【０００８】
前記セレクターは、前記第１の場合、前記ローサイドトランジスターをオフさせる第１オフ信号を、当該ローサイドトランジスターのゲート端子に供給し、前記第２の場合、前記ハイサイドトランジスターをオフさせる第２オフ信号を、当該ハイサイドトランジスターのゲート端子に供給しても良いし、前記元駆動信号の電圧変化の大きさが前記閾値未満の第３の場合、前記第１オフ信号を、前記ローサイドトランジスターのゲート端子に供給し、前記第２オフ信号を、前記ハイサイドトランジスターのゲート端子に供給しても良い。
【０００９】
上記一態様に係る液体吐出装置において、吐出部、単位回路、比較器、および切替器が可動式のキャリッジに搭載された構成としても良い。
なお、液体吐出装置としては、液体を吐出するものであれば良く、これには後述する印刷装置のほかに、立体造形装置（いわゆる３Ｄプリンター）、捺染装置なども含まれる。
また、本発明は、液体吐出装置に限られず、種々の態様で実現することが可能であり、例えば当該圧電素子のような容量性負荷を駆動する駆動回路や、駆動方法などとしても概念することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】印刷装置の概略構成を示す図である。
【図２】印刷装置のヘッドユニットにおけるノズルの配列等を示す図である。
【図３】ノズルの配列を拡大して示す図である。
【図４】ヘッドユニットにおける要部構成を示す断面図である。
【図５】印刷装置（その１）の電気的な構成を示すブロック図である。
【図６】駆動信号の波形等を説明するための図である。
【図７】選択制御部の構成を示す図である。
【図８】デコーダーのデコード内容を示す図である。
【図９】選択部の構成を示す図である。
【図１０】選択部から圧電素子に供給される駆動信号を示す図である。
【図１１】印刷装置に適用される駆動回路（その１）の構成を示す図である。
【図１２】駆動回路（その１）の電圧範囲等を説明するための図である。
【図１３】駆動回路（その１）における単位回路（その１）の構成を示す図である。
【図１４】駆動回路（その１）の動作を説明するための図である。
【図１５】印刷装置に適用される駆動回路（その２）の構成を示す図である。
【図１６】印刷装置に適用される駆動回路（その３）の構成を示す図である。
【図１７】駆動回路（その３）における単位回路（その２）の構成を示す図である。
【図１８】印刷装置（その２）の電気的な構成を示すブロック図である。
【図１９】印刷装置に適用される駆動回路（その４）の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について、印刷装置を例にとって説明する。
【００１２】
図１は、印刷装置の概略構成を示す斜視図である。
この図に示される印刷装置は、液体の一例であるインクを吐出することによって、紙などの媒体Ｐにインクドット群を形成し、これにより、画像（文字や図形等などを含む）を印刷する液体吐出装置の一種である。
【００１３】
図１に示されるように、印刷装置１は、キャリッジ２０を、主走査方向（Ｘ方向）に移動（往復動）させる移動機構６を備える。
移動機構６は、キャリッジ２０を移動させるキャリッジモーター６１と、両端が固定されたキャリッジガイド軸６２と、キャリッジガイド軸６２とほぼ平行に延在し、キャリッジモーター６１により駆動されるタイミングベルト６３と、を有している。
キャリッジ２０は、キャリッジガイド軸６２に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト６３の一部に固定されている。そのため、キャリッジモーター６１によりタイミングベルト６３を正逆走行させると、キャリッジ２０がキャリッジガイド軸６２に案内されて往復動する。
【００１４】
キャリッジ２０には、印刷ヘッド２２が搭載されている。この印刷ヘッド２２は、媒体Ｐと対向する部分に、インクを個別にＺ方向に吐出する複数のノズルを有する。なお、印刷ヘッド２２は、カラー印刷のために、概略的に４個のブロックに分かれている。４個のブロックの各々は、それぞれブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、およびイエロー（Ｙ）のインクを吐出する。
なお、キャリッジ２０には、フレキシブルフラットケーブル１９０を介してメイン基板（この図では省略）から各種の制御信号等が供給される構成となっている。
【００１５】
印刷装置１は、媒体Ｐを、プラテン８０上で搬送させる搬送機構８を備える。搬送機構８は、駆動源である搬送モーター８１と、搬送モーター８１により回転し、媒体Ｐを副走査方向（Ｙ方向）に搬送する搬送ローラー８２と、を備える。
【００１６】
このような構成において、キャリッジ２０の主走査に合わせて印刷ヘッド２２のノズルから印刷データに応じてインクを吐出させるとともに、媒体Ｐを搬送機構８によって搬送する動作を繰り返すことで、媒体Ｐの表面に画像が形成される。
なお、本実施形態において主走査は、キャリッジ２０を移動させることで実行されるが、媒体Ｐを移動させることで実行しても良く、キャリッジ２０と媒体Ｐとの双方を移動させても良い。要は、媒体Ｐとキャリッジ２０（印刷ヘッド２２）とが相対的に移動する構成であれば良い。
【００１７】
図２は、印刷ヘッド２２におけるインクの吐出面を媒体Ｐからみた場合の構成を示す図である。この図に示されるように、印刷ヘッド２２は、４個のヘッドユニット３を有する。４個のヘッドユニット３の各々は、それぞれブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、およびイエロー（Ｙ）に対応し、主走査方向であるＸ方向に沿って配列する。
【００１８】
図３は、１個のヘッドユニット３におけるノズルの配列を示す図である。
この図に示されるように、１個のヘッドユニット３では、複数のノズルＮが２列で配列する。ここで、説明の便宜上、この２列をそれぞれノズル列ＮａおよびＮｂとする。
【００１９】
ノズル列ＮａおよびＮｂでは、それぞれ複数のノズルＮが、副走査方向であるＹ方向に沿ってピッチＰ１で配列する。また、ノズル列ＮａおよびＮｂ同士は、Ｘ方向にピッチＰ２だけ離間する。ノズル列Ｎａに属するノズルＮとノズル列Ｎｂに属するノズルＮとは、Ｙ方向に、ピッチＰ１の半分だけシフトした関係となっている。
このようにノズルＮを、ノズル列ＮａおよびＮｂの２列で、Ｙ方向にピッチＰ１の半分だけシフトして配置させることにより、Ｙ方向の解像度を、１列の場合と比較して実質的に倍に高めることができる。
なお、１個のヘッドユニット３におけるノズルＮの個数を便宜的にｍ（ｍは２以上の整数）とする。
【００２０】
ヘッドユニット３は、後述するように、ｍ個のノズルＮと、これらｍ個のノズルＮの各々に対応して設けられる圧電素子とを含むアクチュエーター基板に、各種の素子が実装された回路基板が接続された構成である。そこで説明の便宜のために、アクチュエーター基板の構造について説明する。
なお、本説明において、接続とは、２以上の要素間の直接的および間接的な結合を意味し、当該２つ以上の要素間に、１または２以上の中間要素が存在することも含む。上述の例でいえば、回路基板がアクチュエーター基板に例えばＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）を介して接続される。
【００２１】
図４は、アクチュエーター基板の構造を示す断面図である。詳細には図３におけるｇ−ｇ線で破断した場合の断面を示す図である。
図４に示されるように、アクチュエーター基板４０は、流路基板４２のうち、Ｚ方向の負側の面上に圧力室基板４４と振動板４６とが設けられる一方、Ｚ方向の正側の面上にノズル板４１が設置された構造体である。
アクチュエーター基板４０の各要素は、概略的にはＹ方向に長尺な略平板状の部材であり、例えば接着剤等により互いに固定される。また、流路基板４２および圧力室基板４４は、例えばシリコンの単結晶基板で形成される。
【００２２】
ノズルＮは、ノズル板４１に形成される。ノズル列Ｎａに属するノズルに対応する構造と、ノズル列Ｎｂに属するノズルに対応する構造とは、Ｙ方向にピッチＰ１の半分だけシフトした関係にあるが、それ以外では、略対称に形成されるので、以下においてはノズル列Ｎａに着目してアクチュエーター基板４０の構造を説明することにする。
【００２３】
流路基板４２は、インクの流路を形成する平板材であり、開口部４２２と供給流路４２４と連通流路４２６とが形成される。供給流路４２４および連通流路４２６は、ノズル毎に形成され、開口部４２２は、複数のノズルにわたって連続するように形成されるとともに、対応する色のインクが供給される構造となっている。この開口部４２２は、液体貯留室Ｓｒとして機能し、当該液体貯留室Ｓｒの底面は、例えばノズル板４１によって構成される。具体的には、流路基板４２における開口部４２２と各供給流路４２４と連通流路４２６とを閉塞するように流路基板４２の底面に固定される。
【００２４】
圧力室基板４４のうち流路基板４２とは反対側の表面に振動板４６が設置される。振動板４６は、弾性的に振動可能な平板状の部材であり、例えば酸化シリコン等の弾性材料で形成された弾性膜と、酸化ジルコニウム等の絶縁材料で形成された絶縁膜との積層で構成される。振動板４６と流路基板４２とは、圧力室基板４４の各開口部４２２の内側で互い間隔をあけて対向する。各開口部４２２の内側で流路基板４２と振動板４６とに挟まれた空間は、インクに圧力を付与するキャビティ４４２として機能する。各キャビティ４４２は、流路基板４２の連通流路４２６を介してノズルＮに連通する。
振動板４６のうち圧力室基板４４とは反対側の表面には、ノズルＮ（キャビティ４４２）毎に圧電素子Ｐztが形成される。
【００２５】
圧電素子Ｐztは、振動板４６の面上に形成された複数の圧電素子Ｐztにわたって共通の駆動電極７２と、当該駆動電極７２の面上に形成された圧電体７４と、当該圧電体７４の面上に圧電素子Ｐzt毎に形成された個別の駆動電極７６とを包含する。このような構成において、駆動電極７２および７６によって圧電体７４を挟んで対向する領域が圧電素子Ｐztとして機能する。
【００２６】
圧電体７４は、例えば加熱処理（焼成）を含む工程で形成される。具体的には、複数の駆動電極７２が形成された振動板４６の表面に塗布された圧電材料を、焼成炉内での加熱処理により焼成してから圧電素子Ｐzt毎に成形（例えばプラズマを利用したミーリング）することで圧電体７４が形成される。
【００２７】
なお、ノズル列Ｎｂに対応する圧電素子Ｐztも同様に、駆動電極７２と、圧電体７４と、駆動電極７６とを包含した構成である。
また、この例では、圧電体７４に対し、共通の駆動電極７２を下層とし、個別の駆動電極７６を上層としたが、逆に駆動電極７２を上層とし、駆動電極７６を下層とする構成としても良い。
【００２８】
圧電素子Ｐztの一端である駆動電極７６には、吐出すべきインク量に応じた駆動信号の電圧Ｖoutが回路基板から個別に印加される一方、圧電素子Ｐztの他端である駆動電極７２には、電圧ＶＢＳの保持信号が共通に印加される。
このため、圧電素子Ｐztは、駆動電極７２および７６に印加された電圧に応じて、上または下方向に変位する。詳細には、駆動電極７６を介して印加される駆動信号の電圧Ｖoutが低くなると、圧電素子Ｐztにおける中央部分が両端部分に対して上方向に撓む一方、当該電圧Ｖoutが高くなると、下方向に撓む構成となっている。
ここで、上方向に撓めば、キャビティ４４２の内部容積が拡大（圧力が減少）するので、インクが液体貯留室Ｓｒから引き込まれる一方、下方向に撓めば、キャビティ４４２の内部容積が縮小（圧力が増加）するので、縮小の程度によっては、インク滴がノズルＮから吐出される。このように、圧電素子Ｐztに適切な駆動信号が印加されると、当該圧電素子Ｐztの変位によって、インクがノズルＮから吐出される。このため、少なくとも圧電素子Ｐzt、キャビティ４４２、およびノズルＮによってインクを吐出する吐出部が構成されることになる。
【００２９】
次に、印刷装置１の電気的な構成について説明する。
【００３０】
図５は、印刷装置１の電気的な構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、印刷装置１は、メイン基板１００にフレキシブルフラットケーブル１９０を介してヘッドユニット３が接続された構成となっている。ヘッドユニット３は、アクチュエーター基板４０と、回路基板５０とに大別される。
なお、印刷装置１では、４個のヘッドユニット３が設けられ、メイン基板１００が、４個のヘッドユニット３をそれぞれ独立に制御する。４個のヘッドユニット３では、吐出するインクの色以外において異なることがないので、以下においては便宜的に１個のヘッドユニット３について代表して説明することにする。
【００３１】
図５に示されるように、メイン基板１００は、制御部１１０およびオフセット電圧生成回路１３０を含む。
このうち、制御部１１０は、ＣＰＵや、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを有する一種のマイクロコンピューターであり、印刷対象となる画像データがホストコンピューター等から供給されたときに、所定のプログラムを実行して各部を制御するための各種の信号等をそれぞれ出力する。
【００３２】
具体的には、第１に、制御部１１０は、データｄＡおよびｄＢと、信号ＯＥａ、ＯＣａ、ＯＥｂおよびＯＣｂとを、それぞれ回路基板５０に供給する。
ここで、データｄＡは、駆動信号ＣＯＭ−Ａを規定するデジタルのデータである。信号ＯＥａおよびＯＣａの各々は、それぞれデータｄＡで規定される駆動信号ＣＯＭ−Ａの波形の電圧変化に応じた論理レベルとなる信号であり、詳細については後述する。
データｄＢは、駆動信号ＣＯＭ−Ｂを規定するデジタルのデータである。信号ＯＥｂおよびＯＣｂの各々は、それぞれ、データｄＢで規定される駆動信号ＣＯＭ−Ｂの波形の電圧変化に応じた論理レベルとなる信号であり、詳細については後述する。
【００３３】
第２に、制御部１１０は、移動機構６および搬送機構８に対する制御に同期して、ヘッドユニット３に各種の制御信号Ｃtrを供給する。なお、制御信号Ｃtrには、ノズルＮから吐出させるインクの量を規定する印刷データＳＩ、当該印刷データの転送に用いるクロック信号Ｓck、印刷周期等を規定する制御信号ＬＡＴ、ＣＨが含まれる。
なお、制御部１１０は、移動機構６および搬送機構８を制御するが、このような構成については既知であるので説明を省略する。
【００３４】
また、オフセット電圧生成回路１３０は、電圧ＶＢＳの保持信号を生成する。電圧ＶＢＳの保持信号は、フレキシブルフラットケーブル１９０および回路基板５０を介して、アクチュエーター基板４０における複数の圧電素子Ｐztの他端にわたって共通に印加される。電圧ＶＢＳの保持信号は、複数の圧電素子Ｐztの他端を、それぞれ一定の状態に保つためのものである。
【００３５】
一方、ヘッドユニット３において回路基板５０は、駆動回路１２０ａおよび１２０ｂと、選択制御部５１０と、圧電素子Ｐztに一対一に対応した選択部５２０と、を有する。
【００３６】
駆動回路１２０ａは、データｄＡをアナログ信号に変換し、当該アナログ信号を、信号ＯＥａ、ＯＣａを用いて例えば電圧１０倍に増幅し、駆動能力を高めて（低インピーダンスに変換して）駆動信号ＣＯＭ−Ａとして出力する。
同様に、駆動回路１２０ｂは、データｄＢをアナログ信号に変換し、当該アナログ信号を、信号ＯＥｂ、ＯＣｂを用いて例えば電圧１０倍に増幅して駆動信号ＣＯＭ−Ｂとして出力する。
なお、詳細については後述するが、便宜的にデータｄＡをアナログに変換した信号をａinと表記し、データｄＢをアナログに変換した信号をｂinと表記する。また、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（ａin）およびＣＯＭ−Ｂ（ｂin）については、それぞれ後述するように台形波形である。
【００３７】
選択制御部５１０は、選択部５２０の各々における選択をそれぞれ制御する。
詳細には、選択制御部５１０は、制御部１１０からクロック信号に同期して供給される印刷データを、ヘッドユニット３のノズル（圧電素子Ｐzt）の数個分、一旦蓄積するとともに、各選択部５２０に対し、印刷データにしたがって駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂの選択を、タイミング信号で規定される印刷周期の開始タイミングで指示する。
各選択部５２０は、選択制御部５１０による指示にしたがって、駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂのいずれかを選択し（または、いずれも選択せずに）、電圧Ｖoutの駆動信号として、対応する圧電素子Ｐztの一端に印加する。
【００３８】
一方、ヘッドユニット３におけるアクチュエーター基板４０は、図４で説明したように、ノズルＮ毎に圧電素子Ｐztが１個ずつ設けられる。圧電素子Ｐztの各々における他端は共通接続されて、当該他端にはオフセット電圧生成回路１３０による電圧ＶＢＳが印加される。
なお、ヘッドユニット３では、アクチュエーター基板４０に回路基板５０が接続されるとともに、当該回路基板５０に、駆動回路１２０ａ、１２０ｂ、選択制御部５１０、および、複数の選択部５２０を構成する素子が、それぞれ実装された構成である。
【００３９】
本実施形態において、１つのドットについては、１つのノズルＮからインクを最多で２回吐出させることで、大ドット、中ドット、小ドットおよび非記録の４階調を表現させる。この４階調を表現するために、本実施形態では、２種類の駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂを用意するとともに、各々の１周期をそれぞれ前半と後半とに分けている。そして、１周期のうち、前半および後半の各々において駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂを、表現すべき階調に応じた選択して（または選択しないで）、圧電素子Ｐztに供給する構成となっている。
そこで先に、駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂについて説明し、この後、駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂを選択するための選択制御部５１０および選択部５２０の詳細な構成について説明する。
【００４０】
図６は、駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂの波形等を示す図である。
図に示されるように、駆動信号ＣＯＭ−Ａは、印刷周期Ｔａのうち、制御信号ＬＡＴが出力されて（立ち上がって）から制御信号ＣＨが出力されるまでの期間Ｔ１に配置された台形波形Ａｄｐ１と、印刷周期Ｔａのうち、制御信号ＣＨが出力されてから次の制御信号ＬＡＴが出力されるまでの期間Ｔ２に配置された台形波形Ａｄｐ２とを繰り返す波形となっている。
【００４１】
本実施形態において台形波形Ａｄｐ１、Ａｄｐ２とは、互いにほぼ同一の波形であり、仮にそれぞれが圧電素子Ｐztの一端である駆動電極７６に供給されたとしたならば、当該圧電素子Ｐztに対応するノズルＮから所定量、具体的には中程度の量のインクをそれぞれ吐出させる波形である。
【００４２】
駆動信号ＣＯＭ−Ｂは、期間Ｔ１に配置された台形波形Ｂｄｐ１と、期間Ｔ２に配置された台形波形Ｂｄｐ２とを繰り返す波形となっている。本実施形態において台形波形Ｂｄｐ１、Ｂｄｐ２とは、互いに異なる波形である。このうち、台形波形Ｂｄｐ１は、ノズルＮ付近のインクを微振動させてインクの粘度の増大を防止するための波形である。このため、仮に台形波形Ｂｄｐ１が圧電素子Ｐztの一端に供給されたとしても、当該圧電素子Ｐztに対応するノズルＮからインク滴が吐出されない。また、台形波形Ｂｄｐ２は、台形波形Ａｄｐ１（Ａｄｐ２）とは異なる波形となっている。仮に台形波形Ｂｄｐ２が圧電素子Ｐztの一端に供給されたとしたならば、当該圧電素子Ｐztに対応するノズルＮから上記所定量よりも少ない量のインクを吐出させる波形である。
【００４３】
なお、台形波形Ａｄｐ１およびＡｄｐ２の最高電圧をＶmaxと表記し、最低電圧をＶminと表記している。また、台形波形Ａｄｐ１、Ａｄｐ２、Ｂｄｐ１、およびＢｄｐ２における各開始タイミングでの電圧と、各終了タイミングでの電圧とは、いずれも電圧Ｖcenで共通である。すなわち、台形波形Ａｄｐ１、Ａｄｐ２、Ｂｄｐ１、およびＢｄｐ２の各々は、それぞれ電圧Ｖcenで開始し、電圧Ｖcenで終了する波形となっている。
【００４４】
駆動回路１２０ａ（１２０ｂ）は、データｄＡ（ｄＢ）をアナログに変換した信号ａin（ｂin）を電圧増幅し、インピーダンス変換して駆動信号ＣＯＭ−Ａ（ＣＯＭ−Ｂ）として出力するものである。このため、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（ＣＯＭ−Ｂ）電圧波形は、多少の誤差を伴うものの、増幅前のアナログの信号ａin（ｂin）の電圧波形をそれぞれ１０倍とした相似形の関係にある。
【００４５】
制御部１１０は、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（信号ａin）の台形波形に応じて、次のような論理レベルとなる信号ＯＥａおよびＯＣａの各々を駆動回路１２０ａにそれぞれ供給する。詳細には、第１に、制御部１１０は、信号ＯＥａを、駆動信号ＣＯＭ−Ａについて電圧を低下させる期間と電圧を上昇させる期間とにわたってＬレベルとし、それ以外の駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧を一定とさせる期間にわたってＨレベルとする。第２に、制御部１１０は、信号ＯＣａを、駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧を上昇させる期間にわたってＬレベルとし、それ以外の期間にわたってＨレベルとする。
これにより、駆動信号ＣＯＭ−Ａの台形波形において電圧が一定となる期間では、信号ＯＥａがＨレベルとなり、電圧が変化する期間では、信号ＯＥａがＬレベルとなる。さらに、駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧が変化する期間（すなわち信号ＯＥａがＬレベルとなる期間）のうち、電圧が低下する期間では信号ＯＣａがＨレベルとなり、電圧が上昇する期間では信号ＯＣａがＬレベルとなる。
【００４６】
同様に、制御部１１０は、駆動信号ＣＯＭ−Ｂ（信号ｂin）の台形波形に応じて、次のような論理レベルとなる信号ＯＥｂおよびＯＣｂの各々を駆動回路１２０ｂにそれぞれ供給する。詳細には、第１に、制御部１１０は、信号ＯＥｂを、駆動信号ＣＯＭ−Ｂ（信号ｂin）について電圧を低下させる期間と電圧を上昇させる期間とにわたってＬレベルとし、それ以外の駆動信号ＣＯＭ−Ｂの電圧を一定とさせる期間にわたってＨレベルとする。第２に、制御部１１０は、信号ＯＣｂを、駆動信号ＣＯＭ−Ｂの電圧を上昇させる期間にわたってＬレベルとし、それ以外の期間にわたってＨレベルとする。
これにより、駆動信号ＣＯＭ−Ｂの台形波形において電圧が一定となる期間では、信号ＯＥｂがＨレベルとなり、電圧が変化する期間では、信号ＯＥｂがＬレベルとなる。さらに、駆動信号ＣＯＭ−Ｂの電圧が変化する期間（すなわち信号ＯＥｂがＬレベルとなる期間）のうち、電圧が低下する期間では信号ＯＣｂがＨレベルとなり、電圧が上昇する期間では信号ＯＣｂがＬレベルとなる。
【００４７】
図７は、図５における選択制御部５１０の構成を示す図である。
この図に示されるように、選択制御部５１０には、クロック信号Ｓck、印刷データＳＩ、制御信号ＬＡＴおよびＣＨが供給される。選択制御部５１０では、シフトレジスタ（Ｓ／Ｒ）５１２とラッチ回路５１４とデコーダー５１６との組が、圧電素子Ｐzt（ノズルＮ）のそれぞれに対応して設けられている。
【００４８】
印刷データＳＩは、印刷周期Ｔａにわたって、着目しているヘッドユニット３において、すべてのノズルＮによって形成すべきドットを規定するデータである。本実施形態では、非記録、小ドット、中ドットおよび大ドットの４階調を表現するために、ノズル１個分の印刷データは、上位ビット（ＭＳＢ）および下位ビット（ＬＳＢ）の２ビットで構成される。
印刷データＳＩは、クロック信号Ｓckに同期してノズルＮ（圧電素子Ｐzt）毎に、媒体Ｐの搬送に合わせて制御部１１０から供給される。当該印刷データＳＩを、ノズルＮに対応して２ビット分、一旦保持するための構成がシフトレジスタ５１２である。
詳細には、ｍ個の圧電素子Ｐzt（ノズル）の各々に対応した計ｍ段のシフトレジスタ５１２が縦続接続されるとともに、図において左端に位置する１段のシフトレジスタ５１２に供給された印刷データＳＩが、クロック信号Ｓckにしたがって順次後段（下流側）に転送される構成となっている。
なお、図では、シフトレジスタ５１２を区別するために、印刷データＳＩが供給される上流側から順番に１段、２段、…、ｍ段と表記している。
【００４９】
ラッチ回路５１４は、シフトレジスタ５１２で保持された印刷データＳＩを制御信号ＬＡＴの立ち上がりでラッチする。
デコーダー５１６は、ラッチ回路５１４によってラッチされた２ビットの印刷データＳＩをデコードして、制御信号ＬＡＴと制御信号ＣＨとで規定される期間Ｔ１、Ｔ２ごとに、選択信号Ｓａ、Ｓｂを出力して、選択部５２０での選択を規定する。
【００５０】
図８は、デコーダー５１６におけるデコード内容を示す図である。
この図において、ラッチされた２ビットの印刷データＳＩについては（ＭＳＢ、ＬＳＢ）と表記している。デコーダー５１６は、例えばラッチされた印刷データＳＩが（０、１）であれば、選択信号Ｓａ、Ｓｂの論理レベルを、期間Ｔ１ではそれぞれＨ、Ｌレベルで、期間Ｔ２ではそれぞれＬ、Ｈレベルで、出力するということを意味している。
なお、選択信号Ｓａ、Ｓｂの論理レベルについては、クロック信号Ｓck、印刷データＳＩ、制御信号ＬＡＴおよびＣＨの論理レベルよりも、レベルシフター（図示省略）によって、高振幅論理にレベルシフトされる。
【００５１】
図９は、図５における選択部５２０の構成を示す図である。
この図に示されるように、選択部５２０は、インバーター（ＮＯＴ回路）５２２ａおよび５２２ｂと、トランスファーゲート５２４ａおよび５２４ｂとを有する。
デコーダー５１６からの選択信号Ｓａは、トランスファーゲート５２４ａにおいて丸印が付されていない正制御端に供給される一方で、インバーター５２２ａによって論理反転されて、トランスファーゲート５２４ａにおいて丸印が付された負制御端に供給される。同様に、選択信号Ｓｂは、トランスファーゲート５２４ｂの正制御端に供給される一方で、インバーター５２２ｂによって論理反転されて、トランスファーゲート５２４ｂの負制御端に供給される。
トランスファーゲート５２４ａの入力端には、駆動信号ＣＯＭ−Ａが供給され、トランスファーゲート５２４ｂの入力端には、駆動信号ＣＯＭ−Ｂが供給される。トランスファーゲート５２４ａおよび５２４ｂの出力端同士は、共通接続されるとともに、対応する圧電素子Ｐztの一端に接続される。
トランスファーゲート５２４ａは、選択信号ＳａがＨレベルであれば、入力端および出力端の間を導通（オン）させ、選択信号ＳａがＬレベルであれば、入力端と出力端との間を非導通（オフ）させる。トランスファーゲート５２４ｂについても同様に選択信号Ｓｂに応じて、入力端および出力端の間をオンオフさせる。
【００５２】
図６に示されるように、印刷データＳＩは、ノズル毎に、クロック信号Ｓckに同期して供給されて、ノズルに対応するシフトレジスタ５１２において順次転送される。そして、クロック信号Ｓckの供給が停止すると、シフトレジスタ５１２のそれぞれには、各ノズルに対応した印刷データＳＩが保持された状態になる。
ここで、制御信号ＬＡＴが立ち上がると、ラッチ回路５１４のそれぞれは、シフトレジスタ５１２に保持された印刷データＳＩを一斉にラッチする。図６において、Ｌ１、Ｌ２、…、Ｌｍ内の数字は、１段、２段、…、ｍ段のシフトレジスタ５１２に対応するラッチ回路５１４によってラッチされた印刷データＳＩを示している。
【００５３】
デコーダー５１６は、ラッチされた印刷データＳＩで規定されるドットのサイズに応じて、期間Ｔ１、Ｔ２のそれぞれにおいて、選択信号Ｓａ、Ｓａの論理レベルを図８に示されるような内容で出力する。
すなわち、第１に、デコーダー５１６は、当該印刷データＳＩが（１、１）であって、大ドットのサイズを規定する場合、選択信号Ｓａ、Ｓｂを、期間Ｔ１においてＨ、Ｌレベルとし、期間Ｔ２においてもＨ、Ｌレベルとする。第２に、デコーダー５１６は、当該印刷データＳＩが（０、１）であって、中ドットのサイズを規定する場合、選択信号Ｓａ、Ｓｂを、期間Ｔ１においてＨ、Ｌレベルとし、期間Ｔ２においてＬ、Ｈレベルとする。第３に、デコーダー５１６は、当該印刷データＳＩが（１、０）であって、小ドットのサイズを規定する場合、選択信号Ｓａ、Ｓｂを、期間Ｔ１においてＬ、Ｌレベルとし、期間Ｔ２においてＬ、Ｈレベルとする。第４に、デコーダー５１６は、当該印刷データＳＩが（０、０）であって、非記録を規定する場合、選択信号Ｓａ、Ｓｂを、期間Ｔ１においてＬ、Ｈレベルとし、期間Ｔ２においてＬ、Ｌレベルとする。
【００５４】
図１０は、印刷データＳＩに応じて選択されて、圧電素子Ｐztの一端に供給される駆動信号の電圧波形を示す図である。
印刷データＳＩが（１、１）であるとき、選択信号Ｓａ、Ｓｂは、期間Ｔ１においてＨ、Ｌレベルとなるので、トランスファーゲート５２４ａがオンし、トランスファーゲート５２４ｂがオフする。このため、期間Ｔ１において駆動信号ＣＯＭ−Ａの台形波形Ａｄｐ１が選択される。選択信号Ｓａ、Ｓｂは期間Ｔ２においてもＨ、Ｌレベルとなるので、選択部５２０は、駆動信号ＣＯＭ−Ａの台形波形Ａｄｐ２を選択する。       
このように期間Ｔ１において台形波形Ａｄｐ１が選択され、期間Ｔ２において台形波形Ａｄｐ２が選択されて、駆動信号として圧電素子Ｐztの一端に供給されると、当該圧電素子Ｐztに対応したノズルＮから、中程度の量のインクが２回にわけて吐出される。このため、媒体Ｐにはそれぞれのインクが着弾し合体して、結果的に、印刷データＳＩで規定される通りの大ドットが形成されることになる。
【００５５】
印刷データＳＩが（０、１）であるとき、選択信号Ｓａ、Ｓｂは、期間Ｔ１においてＨ、Ｌレベルとなるので、トランスファーゲート５２４ａがオンし、トランスファーゲート５２４ｂはオフする。このため、期間Ｔ１において駆動信号ＣＯＭ−Ａの台形波形Ａｄｐ１が選択される。次に、選択信号Ｓａ、Ｓｂは期間Ｔ２においてＬ、Ｈレベルとなるので、駆動信号ＣＯＭ−Ｂの台形波形Ｂｄｐ２が選択される。
したがって、ノズルから、中程度および小程度の量のインクが２回にわけて吐出される。このため、媒体Ｐには、それぞれのインクが着弾して合体して、結果的に、印刷データＳＩで規定された通りの中ドットが形成されることになる。
【００５６】
印刷データＳＩが（１、０）であるとき、選択信号Ｓａ、Ｓｂは、期間Ｔ１においてともにＬレベルとなるので、トランスファーゲート５２４ａ、５２４ｂがオフする。このため、期間Ｔ１において台形波形Ａｄｐ１、Ｂｄｐ１のいずれも選択されない。トランスファーゲート５２４ａ、５２４ｂがともにオフする場合、当該トランスファーゲート５２４ａ、５２４ｂの出力端同士の接続点から圧電素子Ｐztの一端までの経路は、電気的にどの部分にも接続されないハイ・インピーダンス状態になる。ただし、圧電素子Ｐztの両端では、自己が有する容量性によって、トランスファーゲートがオフする直前の電圧（Ｖcen−ＶＢＳ）が保持される。
次に、選択信号Ｓａ、Ｓｂは期間Ｔ２においてＬ、Ｈレベルとなるので、駆動信号ＣＯＭ−Ｂの台形波形Ｂｄｐ２が選択される。このため、ノズルＮから、期間Ｔ２においてのみ小程度の量のインクが吐出されるので、媒体Ｐには、印刷データＳＩで規定された通りの小ドットが形成されることになる。
【００５７】
印刷データＳＩが（０、０）であるとき、選択信号Ｓａ、Ｓｂは、期間Ｔ１においてＬ、Ｈレベルとなるので、トランスファーゲート５２４ａがオフし、トランスファーゲート５２４ｂがオンする。このため、期間Ｔ１において駆動信号ＣＯＭ−Ｂの台形波形Ｂｄｐ１が選択される。次に、選択信号Ｓａ、Ｓｂは期間Ｔ２においてともにＬレベルとなるので、台形波形Ａｄｐ２、Ｂｄｐ２のいずれも選択されない。
このため、期間Ｔ１においてノズルＮ付近のインクが微振動するのみであり、インクは吐出されないので、結果的に、ドットが形成されない、すなわち、印刷データＳＩで規定された通りの非記録になる。
【００５８】
このように、選択部５２０は、選択制御部５１０による指示にしたがって駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂを選択し（または選択しないで）、圧電素子Ｐztの一端に印加する。このため、各圧電素子Ｐztは、印刷データＳＩで規定されるドットのサイズに応じて駆動されることになる。
なお、図６に示した駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂはあくまでも一例である。実際には、媒体Ｐの性質や搬送速度などに応じて、予め用意された様々な波形の組み合わせが用いられる。
また、ここでは、圧電素子Ｐztが、電圧の低下に伴って上方向に撓む例で説明したが、駆動電極７２、７６に印加する電圧を逆転させると、圧電素子Ｐztは、電圧の低下に伴って下向に撓むことになる。このため、圧電素子Ｐztが、電圧の低下に伴って下方向に撓む構成では、図に例示した駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂが、電圧Ｖcenを基準に反転した波形となる。
【００５９】
次に、回路基板５０における駆動回路１２０ａ、１２０ｂについて、駆動信号ＣＯＭ−Ａを出力する側の駆動回路１２０ａを例にとって説明する。
なお、駆動回路１２０ａ、１２０ｂには、いくつかの態様が存在するので、印刷装置と同様に区別するために、駆動回路（その１）、駆動回路（その２）というように符号の代わりに括弧書を付与する場合がある。
【００６０】
まず、駆動回路（その１）について、駆動信号ＣＯＭ−Ａを出力する駆動回路１２０ａを例にとって説明する。
【００６１】
図１１は、駆動回路（その１）の構成を示す図である。この図に示されるように、駆動信号（その１）は、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ、Digital to Analog Converter）１２２、電圧増幅器１２４、単位回路２００、比較器３００、および電圧選択器４００を含む。
このうち、ＤＡＣ１２２は、デジタルのデータｄＡをアナログで小振幅の信号ａinに変換し、電圧増幅器１２４は、当該信号ａinの電圧を１０倍に増幅して大振幅の信号Ａinとして出力する。
なお、インピーダンス変換は、後述する単位回路２００の機能であるので、電圧増幅器１２４には、信号Ａinを高インピーダンスで出力すれば足りる。
【００６２】
比較器３００は、信号ａinが電圧ＶＡ、ＶＢ、ＶＣを基準にして定められる電圧範囲に対して、どの電圧範囲に含まれるかを判別して、当該判別の結果に応じて、選択信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、およびＳｄを出力する。
そこでまず、電圧ＶＡ、ＶＢ、ＶＣについて説明する。
【００６３】
図１２は、電圧ＶＡ、ＶＢ、およびＶＣのほか、電圧ＶＤを説明するための図である。
この図に示されるように、電圧ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、およびＶＤの各々は、それぞれ順番に１０．５Ｖ、２１．０Ｖ、３１．５Ｖ、および４２．０Ｖとなるように生成される。
ただし、これらの電圧ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、およびＶＤの各々については、例えば図示省略した主電源回路によって生成されるので、誤差を持つ、または、変動する場合がある。
【００６４】
なお、電圧ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、およびＶＤを基準として次のような電圧範囲が規定される。詳細には、電圧ゼロのグランドＧnd以上電圧ＶＡ未満の範囲が第１範囲として規定され、電圧ＶＡ以上電圧ＶＢ未満の範囲が第２範囲として規定され、電圧ＶＢ以上電圧ＶＣ未満の範囲が第３範囲として規定され、電圧ＶＣ以上電圧ＶＤ未満の範囲が第４範囲として規定されている。
【００６５】
一方、第１範囲乃至第４範囲とは別に、次のような電圧範囲も規定されて、当該電圧範囲に応じて選択信号Ｓａ、Ｓｂ、ＳｃおよびＳｄの各論理レベルがそれぞれ決定される。
詳細には、比較器３００は、選択信号Ｓａについては、信号ａinの電圧ＶinがグランドＧnd以上（ＶＡ＋α）未満の範囲であれば、Ｈレベルとし、それ以外の範囲であればＬレベルとする。
また、比較器３００は、選択信号Ｓｂについては、電圧Ｖinが（ＶＡ−α）以上（ＶＢ＋α）未満の範囲であればＨレベルとし、それ以外の範囲であればＬレベルとする。
同様に、比較器３００は、選択信号Ｓｃについては、電圧Ｖinが（ＶＢ−α）以上（ＶＣ＋α）未満の範囲であればＨレベルとし、それ以外の範囲であればＬレベルとする。
比較器３００は、選択信号Ｓｄについては、電圧Ｖinが（ＶＣ−α）以上ＶＤ未満の範囲であればＨレベルとし、それ以外の範囲であればＬレベルとする。
このため、選択信号ＳａおよびＳｂがＨレベルとなる電圧Ｖinの範囲は、電圧ＶＡに対して±αの領域でオーバーラップすることになる。同様に、選択信号ＳｂおよびＳｃがＨレベルとなる電圧Ｖinの範囲は、電圧ＶＢに対して±αの領域でオーバーラップし、選択信号ＳｃおよびＳｄがＨレベルとなる電圧Ｖinの範囲は、電圧ＶＣに対して±αの領域でオーバーラップすることになる。
【００６６】
なお、例えば電圧ＶＡが第１電圧に相当し、電圧ＶＢが第２電圧に相当し、電圧ＶＣが第３電圧に相当する。また、αが、第１電圧または第２電圧に対して低位および高位側のシフト分に相当する。
【００６７】
説明を図１１に戻すと、電圧選択器４００は、スイッチＳ−ＡＨおよびＳ−ＡＬの組と、スイッチＳ−ＢＨおよびＳ−ＢＬの組と、スイッチＳ−ＣＨおよびＳ−ＣＬの組と、スイッチＳ−ＤＨおよびＳ−ＤＬの組と、を含む。
このうち、スイッチＳ−ＡＨおよびＳ−ＡＬは、選択信号ＳａがＨレベルのときにそれぞれオンするものであり、スイッチＳ−ＡＨの一端はダイオードｄ１ａを介して電圧ＶＡの給電点に接続され、スイッチＳ−ＡＬの一端は電圧ゼロのグランドＧndに接地されている。スイッチＳ−ＢＨおよびＳ−ＢＬは、選択信号ＳｂがＨレベルのときにそれぞれオンするものであり、スイッチＳ−ＢＨの一端はダイオードｄ１ｂを介して電圧ＶＢの給電点に接続され、スイッチＳ−ＢＬの一端はダイオードｄ２ｂを介して電圧ＶＡの給電点に接続されている。スイッチＳ−ＣＨおよびＳ−ＣＬは、選択信号ＳｃがＨレベルのときにそれぞれオンするものであり、スイッチＳ−ＣＨの一端はダイオードｄ１ｃを介して電圧ＶＣの給電点に接続され、スイッチＳ−ＣＬの一端はダイオードｄ２ｃを介して電圧ＶＢの給電点に接続されている。スイッチＳ−ＤＨおよびＳ−ＤＬは、選択信号ＳｄがＨレベルのときにそれぞれオンするものであり、スイッチＳ−ＤＨの一端は電圧ＶＣの給電点に接続され、スイッチＳ−ＣＬの一端はダイオードｄ２ｄを介して電圧ＶＣの給電点に接続されている。
【００６８】
スイッチＳ−ＡＨ、Ｓ−ＢＨ、Ｓ−ＣＨ、およびＳ−ＤＨの他端は、共通接続されるとともに、これらのスイッチのうち、１または２のスイッチのオンによって決定された電圧が単位回路２００の電源の高位側電圧ＶＨとして給電される。なお、単位回路２００において、電源の高位側電圧ＶＨの給電点をノードＮ１１（第２ノード）と表記している。
同様にスイッチＳ−ＡＬ、Ｓ−ＢＬ、Ｓ−ＣＬ、およびＳ−ＤＬの他端は、共通接続されるとともに、これらのスイッチのうち、１または２のオンによって決定された電圧が単位回路２００に電源の低位側電圧ＶＬとして給電される。なお、単位回路２００において、電源の低位側電圧ＶＬの給電点をノードＮ１２（第１ノード）と表記している。
【００６９】
次に、単位回路２００について説明する。なお、単位回路２００についても、いくつかの態様が存在するので、区別するために駆動回路（その１）に適用される単位回路２００を、単位回路（その１）と表記し、他の単位回路を例えば単位回路（その２）というように符号の代わりに括弧書を付与して表記する場合がある。
【００７０】
図１３は、単位回路（その１）の構成を示す図である。
この図に示されるように、単位回路（その１）は、差動増幅器２２１と、セレクター２２３と、トランジスター対と、コンデンサーＣ０とを含む。
【００７１】
差動増幅器２２１にあっては、負入力端（−）に信号Ａinが供給される一方、正入力端（＋）には出力である駆動信号ＣＯＭ−Ａが帰還されている。このため、差動増幅器２２１は、正入力端（＋）の電圧から負入力端（−）の電圧を減算した差電圧、つまり、出力である駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧から、入力である大振幅の信号Ａinの電圧を減算した差電圧を増幅して出力することになる。
【００７２】
なお、駆動信号を降圧して帰還する一方、元駆動信号を電圧増幅して駆動信号として出力する場合もあるので、駆動信号に基づく信号が差動増幅器２２１に帰還される、と言っても良い。
【００７３】
セレクター２２３は、信号ＯＥａがＬレベルであって、かつ、信号ＯＣａがＬレベルであれば、信号Ｇt1として差動増幅器２２１の出力信号を選択して、トランジスター２３１のゲート端子に供給するとともに、信号Ｇt2としてＬレベルを選択し、トランジスター２３２のゲート端子に供給する。
一方、セレクター２２３は、信号ＯＥａがＬレベルであって、かつ、信号ＯＣａがＨレベルであれば、信号Ｇt1としてＨレベルを選択し、トランジスター２３１のゲート端子に供給するとともに、信号Ｇt2として差動増幅器２２１の出力信号を選択し、トランジスター２３２のゲート端子に供給する。
なお、セレクター２２３は、信号ＯＥａがＨレベルであれば、信号ＯＣａの論理レベルとは無関係に、信号Ｇt1としてＨレベルをトランジスター２３１のゲート端子に供給し、信号Ｇt2としてＬレベルをトランジスター２３２のゲート端子に供給する。
【００７４】
換言すれば、セレクター２２３は、第１に、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（信号Ａin）の電圧上昇期間であれば、トランジスター２３１のゲート端子に差動増幅器２２１の出力信号を供給し、トランジスター２３２のゲート端子に当該トランジスター２３２がオフする信号を供給し、第２に、駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧下降期間であれば、トランジスター２３１のゲート端子に当該トランジスター２３１がオフする信号を供給し、トランジスター２３２のゲート端子に差動増幅器２２１の出力信号を供給し、第３に、駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧平坦期間であれば、トランジスター２３１のゲート端子に、当該トランジスター２３１がオフする信号を供給し、トランジスター２３２のゲート端子に、当該トランジスター２３２がオフする信号を供給する。
【００７５】
トランジスター対は、トランジスター２３１および２３２によって構成される。このうち、高位側のトランジスター２３１（ハイサイドトランジスター）は、例えばＰチャネル型の電界効果トランジスターであり、ソース端子にはノードＮ１１の高位側電圧ＶＨが印加される。
低位側のトランジスター２３２（ローサイドトランジスター）は、例えばＮチャネル型の電界効果トランジスターであり、ソース端子にはノードＮ１２における電源の低位側電圧ＶＬが印加される。
トランジスター２３１および２３２のドレイン端子同士は、互いに接続されて、駆動回路（その１）の出力端であるノードＮ２となっている。すなわち、ノードＮ２から駆動信号ＣＯＭ−Ａが出力される構成となっている。
なお、駆動回路（その１）におけるノードＮ２の電圧をＯutと表記する。
【００７６】
ここでは、駆動回路（その１）として、駆動信号ＣＯＭ−Ａを出力する駆動回路１２０ａを例にとって説明したが、駆動信号ＣＯＭ−Ｂを出力する駆動回路１２０ｂの構成については、駆動回路１２０ａと同一であって、入出力信号だけが異なる。すなわち、駆動回路１２０ｂは、データｄＡの代わりにデータｄＢを、信号ＯＥａの代わりに信号ＯＥｂを、信号ＯＣａの代わりに信号ＯＣｂを、それぞれ入力する一方、ノードＮ２から駆動信号ＣＯＭ−Ｂを出力する構成となる。
【００７７】
次に、駆動回路（その１）の動作について、駆動信号ＣＯＭ−Ａを出力する側を例にとって説明する。
【００７８】
図１４は、駆動回路（その１）の動作を説明するための図である。
この図に示されるように、また、上述したように、信号Ａinは、データｄＡをアナログに変換して、駆動信号ＣＯＭ−Ａと等倍に電圧増幅した信号であるので、図６に示した駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧波形とほぼ同波形である。
【００７９】
ここで、信号Ａinについては、図１４に示されるような波形で時間経過とともに推移する、として説明する。また、台形波形である信号Ａinにおける開始・終了電圧のＶcenが、（ＶＢ＋α）以上（ＶＣ−α）未満であり、最低電圧ＶminがグランドＧnd以上（ＶＡ−α）未満であり、最高電圧Ｖmaxが（ＶＣ＋α）以上ＶＤ未満であるとする。
また、台形波形の信号Ａinは、台形波形の当初においてＶcenで第３範囲にあり、電圧低下とともに第２範囲および第１範囲に順次移行して最低電圧のＶminで一定となり、電圧上昇とともに第１範囲、第２範囲、第３範囲、および第４範囲に順次移行して最高電圧Ｖmaxで一定となり、再び電圧低下して第４範囲および第３範囲に順次移行して、電圧Ｖcenで一定となるものとする。
【００８０】
比較器３００は、台形波形の信号Ａinが電圧Ｖcenから低下し、タイミングｔ１において電圧（ＶＢ＋α）未満になると、選択信号ＳｂをＬレベルからＨレベルに切り替え、タイミングｔ２において電圧（ＶＢ−α）未満になると、選択信号ＳｃをＨレベルからＬレベルに切り替える。
比較器３００は、タイミングｔ３において信号Ａinが電圧（ＶＡ＋α）未満になると、選択信号ＳａをＬレベルからＨレベルに切り替え、タイミングｔ４において電圧（ＶＡ−α）未満になると、選択信号ＳｂをＬレベルに切り替える。
信号Ａinは、やがて最低電圧Ｖminで一定となり、その後、上昇に転じて、タイミングｔ５において電圧（ＶＡ−α）以上になると、比較器３００は、選択信号ＳｂをＬレベルからＨレベルに切り替える。
比較器３００は、信号Ａinがタイミングｔ６において電圧（ＶＡ＋α）以上になると、選択信号ＳａをＬレベルに切り替え、タイミングｔ７において電圧（ＶＢ−α）以上になると、選択信号ＳｃをＨレベルに切り替える。比較器３００は、信号Ａinがタイミングｔ８において電圧（ＶＢ＋α）以上になると、選択信号ＳｂをＬレベルに切り替え、タイミングｔ９において電圧（ＶＣ−α）以上になると、選択信号ＳｄをＨレベルに切り替え、タイミングｔ１０において電圧（ＶＣ＋α）以上になると、選択信号ＳｃをＬレベルに切り替える。
信号Ａinがやがて最高電圧Ｖmaxで一定となり、その後、低下に転じて、タイミングｔ１１において電圧（ＶＣ＋α）未満になると、比較器３００は、選択信号ＳｃをＨレベルに切り替え、タイミングｔ１２において電圧（ＶＣ−α）になると、選択信号ＳｄをＬレベルに切り替える。
【００８１】
このように信号Ａinの電圧推移に応じて選択信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、およびＳｄの各論理レベルがそれぞれ変化する。この変化において、選択信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、およびＳｄのうち、Ｈレベルとなるのは、１つか、または、隣り合うもの同士の２つである。なお、ここでいう隣り合うもの同士とは、選択信号ＳａおよびＳｂ同士と、選択信号ＳｂおよびＳｃ同士と、選択信号ＳｃおよびＳｄ同士とをいう。
【００８２】
信号Ａinの電圧推移において、選択信号ＳａのみがＨレベルとなった場合、スイッチＳ−ＡＨおよびＳ−ＡＬがオンし、他のスイッチはオフする。このため、ノードＮ１１には、高位側電圧ＶＨとして電圧ＶＡが印加され、ノードＮ１２は、低位側電圧ＶＬとして電圧ゼロのグランドＧndに接地される。このときのノードＮ１１およびＮ１２に給電される電源電圧のセットを便宜的に（ＶＡ、Ｇnd）と表記する。
信号Ａinの電圧推移において、選択信号ＳｂのみがＨレベルとなった場合、スイッチＳ−ＢＨおよびＳ−ＢＬがオンし、他のスイッチはオフする。このため、ノードＮ１１およびＮ１２に給電される電源電圧のセットは、（ＶＢ、ＶＡ）となる。
同様に、選択信号ＳｃのみがＨレベルとなった場合、スイッチＳ−ＣＨおよびＳ−ＣＬがオンし、他のスイッチはオフするので、ノードＮ１１およびＮ１２に給電される電源電圧のセットは（ＶＣ、ＶＢ）となり、選択信号ＳｄのみがＨレベルとなった場合、スイッチＳ−ＤＨおよびＳ−ＤＬがオンし、他のスイッチはオフするので、ノードＮ１１およびＮ１２に給電される電源電圧のセットは（ＶＤ、ＶＣ）となる。
【００８３】
また、信号Ａinの電圧推移に応じて選択信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、およびＳｄのうち、選択信号ＳａおよびＳｂがともにＨレベルとなる場合、スイッチＳ−ＡＨ、Ｓ−ＡＬ、Ｓ−ＢＨ、およびＳ−ＢＬがオンし、他のスイッチはオフする。
ここで、ＶＡ＜ＶＢであるので、ノードＮ１１には電圧ＶＢが印加され、Ｇnd＜ＶＡであるので、ノードＮ１２はグランドＧndに接地されるので、ノードＮ１１およびＮ１２に給電される電源電圧のセットは（ＶＢ、Ｇnd）となる。
なお、ダイオードｄ１ａによって電圧ＶＢの給電点から電圧ＶＡの給電点に向かう電流が阻止される一方、ダイオードｄ２ｂによって電圧ＶＡの給電点かららグランドＧndに向かう電流が阻止される。
【００８４】
また、選択信号ＳｂおよびＳｃがともにＨレベルとなる場合、スイッチＳ−ＢＨ、Ｓ−ＢＬ、Ｓ−ＣＨ、およびＳ−ＣＬがオンし、他のスイッチはオフするので、ノードＮ１１およびＮ１２に給電される電源電圧のセットは（ＶＣ、ＶＡ）となる。なお、ダイオードｄ１ｂによって電圧ＶＣの給電点から電圧ＶＢの給電点に向かう電流が阻止される一方、ダイオードｄ２ｃによって電圧ＶＢの給電点から電圧ＶＡの給電点に向かう電流が阻止される。
同様に、選択信号ＳｃおよびＳｄがともにＨレベルとなる場合、スイッチＳ−ＣＨ、Ｓ−ＣＬ、Ｓ−ＤＨ、およびＳ−ＤＬがオンし、他のスイッチはオフするので、ノードＮ１１およびＮ１２に給電される電源電圧のセットは（ＶＤ、ＶＢ）となる。なお、ダイオードｄ１ｃによって電圧ＶＤの給電点から電圧ＶＣの給電点に向かう電流が阻止される一方、ダイオードｄ２ｄによって電圧ＶＣの給電点から電圧ＶＢの給電点に向かう電流が阻止される。
【００８５】
このように選択信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、およびＳｄにより、ノードＮ１１およびＮ１２に給電される電源電圧のセットが選択される。
ここで、便宜上、単位回路２００の動作について、まず、１つの電圧セットが選択される場合について説明する。
【００８６】
信号Ａinの電圧波形を本実施形態では台形波形としているので、１つの電圧セットが選択される電圧範囲において、信号Ａinの電圧変化のパターンについては、次の３つの場合に分類することができる。すなわち、
信号Ａinの電圧が上昇する場合（第１の場合）と、
信号Ａinの電圧が低下する場合（第２の場合）と、
信号Ａinの電圧が一定の場合（第３の場合）と、
である。
【００８７】
第１の場合、信号ＯＥａおよびＯＣａがともにＬレベルとなるので、図１３におけるセレクター２２３は、信号Ｇt1として差動増幅器２２１の出力信号を選択し、信号Ｇt2としてＬレベルを選択する。このため、信号Ｇt1として選択された差動増幅器２２１の出力信号は、トランジスター２３１のゲート端子に供給され、信号Ｇt2として選択されたＬレベルは、トランジスター２３２のゲート端子に供給される。
第１の場合では、増幅前の信号Ａinの電圧が、ノードＮ２の電圧Ｏutよりも先んじて上昇する。逆にいえば、電圧Ｏutは、信号Ａinの電圧未満となる。このため、信号Ｇt1として選択される差動増幅器２２１の出力信号の電圧は、両者の差電圧に応じて低くなり、ほぼＬレベルに振れる。信号Ｇt1がＬレベルになると、Ｐチャネル型のトランジスター２３１がオンするので、電圧Ｏutが上昇する。なお、電圧Ｏutは、コンデンサーＣ０や容量性を有する圧電素子Ｐztなどにより、実際には、一気に電源の高位側電圧に上昇することはなく、緩慢に上昇する。
電圧Ｏutが上昇して、信号Ａinの電圧以上になると、信号Ｇt2がＨレベルになり、トランジスター２３１がオフするが、信号Ａinの電圧が上昇しているので、再び電圧Ｏutが信号Ａinの電圧未満となる。このため、信号Ｇt2がＬレベルとなって、トランジスター２３１が再びオンすることになる。
このように第１の場合においては信号Ｇt1がＬ、Ｈレベルで交互に切り替えられ、これにより、トランジスター２３１は、スイッチング動作をすることになる。このスイッチング動作により、電圧Ｏutが信号Ａinの電圧に追従するように制御される。
また、第１の場合、セレクター２２３は、信号Ｇt2としてＬレベルを選択するので、Ｎチャネル型のトランジスター２３２はオフすることになる。
【００８８】
第２の場合、信号ＯＥａがＬレベルであり、信号ＯＣａがＨレベルとなるので、セレクター２２３は、信号Ｇt1としてＨレベルを選択し、信号Ｇt2として差動増幅器２２１の出力信号を選択する。このため、信号Ｇt1として選択されたＨレベルは、トランジスター２３１のゲート端子に供給され、信号Ｇt2として選択された差動増幅器２２１の出力信号は、トランジスター２３２のゲート端子に供給される。
第２の場合では、増幅前の信号Ａinの電圧が、増幅後に基づく電圧Ｏutよりも先んじて低下する。逆にいえば、電圧Ｏutは、信号Ａinの電圧以上となる。このため、信号Ｇt2として選択される差動増幅器２２１の出力信号の電圧は、両者の差電圧に応じて高くなり、ほぼＨレベルに振れる。信号Ｇt2がＨレベルになると、Ｎチャネル型のトランジスター２３２がオンするので、電圧Ｏutが低下する。なお、電圧Ｏutは、上述した理由により、実際には、一気に電源の低位側電圧に低下することはなく、緩慢に低下する。
電圧Ｏutが低下して信号Ａinの電圧未満になると、信号Ｇt2がＬレベルになり、トランジスター２３２がオフするが、信号Ａinの電圧が低下しているので、再び電圧Ｏutが信号Ａinの電圧以上となる。このため、信号Ｇt2がＨレベルとなって、トランジスター２３２が再びオンすることになる。
このように第２の場合においては信号Ｇt2がＨ、Ｌレベルで交互に切り替えられ、これにより、トランジスター２３２は、スイッチング動作をすることになる。このため、第２の場合においても、電圧Ｏutが電圧Ｖinに追従するように制御される。
また、第２の場合、セレクター２２３は、信号Ｇt1としてＨレベルを選択するので、Ｐチャネル型のトランジスター２３１はオフすることになる。
【００８９】
なおここでは、第１の場合に、トランジスター２３１がスイッチング動作し、第２の場合に、トランジスター２３２がスイッチング動作すると説明したが、接続される圧電素子Ｐztの個数が多い場合、トランジスターのオン抵抗と負荷容量で決まる時定数の関係で、リニア動作する場合もあり得る。
【００９０】
第３の場合、信号ＯＥａがＨレベルとなるので、セレクター２２３は、信号Ｇt1としてＨレベルを選択し、信号Ｇt2としてＬレベルを選択する。このため、信号Ｇt1として選択されたＨレベルは、トランジスター２３１のゲート端子に供給されるので、当該トランジスター２３１がオフする一方、信号Ｇt2として選択されたＬレベルは、トランジスター２３２のゲート端子に供給されるので、Ｎチャネル型のトランジスター２３２がオフすることになる。
ここで、駆動回路１２０ａの負荷は、容量性の圧電素子Ｐztであるから、電圧一定であれば、電流が流れない。このため、ノードＮ２は、第１または第２の場合におけるスイッチング終了時の電圧に、保持されることになる。
【００９１】
ある時点において信号Ａinの電圧に応じて、ある１つ電圧セットが選択されている場合に、当該信号Ａinの電圧が上昇すると、当該電圧セットのうち、高位側または低位側の電圧のみが１段高い電圧に切り替えられる。
例えば、当初において信号Ａinの電圧に応じて電圧セット（ＶＢ、ＶＡ）が選択されている場合に、信号Ａinの電圧が上昇して電圧（ＶＢ−α）以上になると、当該電圧セット（ＶＢ、ＶＡ）のうち、高位側の電圧ＶＢが１段高い電圧ＶＣに切り替えられる。このため、単位回路２００への電源は、電圧セット（ＶＣ、ＶＡ）となる。電圧セット（ＶＣ、ＶＡ）が選択されている場合に、さらに信号Ａinの電圧が上昇して電圧（ＶＢ＋α）以上になると、当該電圧セット（ＶＣ、ＶＡ）のうち、低位側の電圧ＶＡが１段高い電圧ＶＢに切り替えられて、単位回路２００への電源は、電圧セット（ＶＣ、ＶＢ）となる。
【００９２】
一方、信号Ａinの電圧に応じて、ある１つ電圧セットが選択されている場合に、当該信号Ａinの電圧が低下すると、当該電圧セットのうち、高位側または低位側の電圧のみが１段低い電圧に切り替えられる。例えば、当初において信号Ａinの電圧に応じて電圧セット（ＶＢ、ＶＡ）が選択されている場合に、信号Ａinの電圧が低下して電圧（ＶＡ＋α）未満になると、当該電圧セット（ＶＢ、ＶＡ）のうち、低位側の電圧ＶＡが１段低いグランドＧndに切り替えられる。このため、単位回路２００への電源は、電圧セット（ＶＢ、Ｇnd）となる。電圧セット（ＶＢ、Ｇnd）が選択されている場合に、さらに信号Ａinの電圧が低下して電圧（ＶＡ−α）未満になると、当該電圧セット（ＶＢ、Ｇnd）のうち、高位側の電圧ＶＢが電圧ＶＡに切り替えられるので、単位回路２００への電源は、電圧セット（ＶＡ、Ｇnd）となる。
【００９３】
駆動回路（その１）によれば、信号Ａinの電圧が、グランドＧndから電圧ＶＤまでの範囲にわたる場合に、比較器３００によって、当該信号Ａinの電圧に応じて単位回路２００への電源の電圧セットが切り替えられつつ、ノードＮ２の電圧Ｏutが信号Ａinの電圧に追従するように単位回路２００が制御することになる。
【００９４】
駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧Ｏutは０〜４０Ｖ程度で振幅するので、電圧セットを切り替えない構成であれば、単位回路における電源電圧も４０Ｖ程度必要となり、高コスト化や、回路規模の肥大化を招く。
これに対して、駆動回路（その１）によれば、信号Ａinの電圧に応じて電圧セットが切り替えられて、単位回路２００の電源電圧として給電される。このため、本実施形態では、０〜４０Ｖ程度の電圧Ｏutを出力するのにもかかわらず、単位回路２００における電源電圧は、２１．０Ｖに抑えられるので、高コスト化や、回路規模の肥大化を防ぐことができる。
【００９５】
駆動回路（その１）では、また次のように想定した構成と比較して、次のような効果もある。
まず、仮に比較器３００として、信号Ａinの電圧がグランドＧnd以上電圧ＶＡ未満の範囲で選択信号ＳａのみがＨレベルになり、電圧ＶＡ以上電圧ＶＢ未満の範囲で選択信号ＳｂのみがＨレベルになる構成を想定してみる。この構成では、信号Ａinの電圧が上昇して電圧ＶＡを跨ぐ際に、選択信号ＳａにおけるＬレベルへの切り替わりから、選択信号ＳｂにおけるＨレベルへの切り替わりまでに、何らかの原因で時間差が発生してしまうと、単位回路２００への電源電圧の供給が途絶えて、駆動信号ＣＯＭ−Ａにノイズが重畳される原因となる。
また、上記構成では、信号Ａinの電圧が低下して電圧ＶＡを跨ぐときにも、同様に、選択信号ＳｂにおけるＬレベルへの切り替わりから、選択信号ＳａにおけるＨレベルへの切り替わりまでに時間差が発生してしまうと、駆動信号ＣＯＭ−Ａにノイズが重畳される原因となる。
なお、駆動信号ＣＯＭ−Ａにノイズが重畳されると圧電素子Ｐztの変位に悪影響を与えるので、印刷品位を低下させることになる。
【００９６】
これに対して、本実施形態では、信号Ａinの電圧が電圧ＶＡを跨ぐ際には、単位回路２００への電源として電圧セット（ＶＡ、Ｇnd）または（ＶＢ、ＶＡ）の一方から他方へ、高位側電圧と低位側電圧とを同時に切り替えるのではなく、一旦、電源として電圧セット（ＶＢ、Ｇnd）を選択した上で、切り替えられる。このため、スイッチング動作が途切れて、ノイズが重畳されるという不具合が防止されて、印刷品位の低下を抑えることができる。
また、駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧変化部分では、トランジスター２３１または２３２のオン抵抗とドレイン電流の積との出力電圧が飽和するので、オーバーラップさせない構成では、出力段であるノードＮ２においてトランジスター対の切り換え時に不連続な歪みが発生しやすい。
これに対して、本実施形態では、オーバーラップの電圧幅を、予測される飽和電圧以上に設定することにより、出力電圧の飽和に起因する歪みが低減される。これにより、高い波形精度を確保することができる。
【００９７】
なお、この信号Ａinの電圧が電圧ＶＡを跨ぐ場合を例にとって説明したが、信号Ａinの電圧が電圧ＶＢまたはＶＣを跨ぐ場合でも同様であり、特段説明しないでも良いであろう。
【００９８】
また実際には、信号Ａinの電圧変化に対して、選択信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、およびＳｄの各論理レベルが、図１４に示されるように順次変化し、選択信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、およびＳｄのうち、１つ、または、２つがＨレベルとなって単位回路２００への電源となる電圧セットが選択される。
【００９９】
ところで、選択信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、およびＳｄを出力する比較器３００では、実施形態のようにアナログの信号Ａinではなく、データｄＡと、閾値の電圧（ＶＡ−α）および電圧（ＶＡ＋α）等に相当するデータとをデジタルで比較して、当該比較結果に基づいて選択信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、およびＳｄを出力する構成などが考えられる。
しかしながら、電圧ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、およびＶＤは、電源伝送路のインピーダンス変化や主電源の経時劣化等で変動しやすい。このため、上記構成において、電圧ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、およびＶＤが変動すると、選択信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｂ、およびＳｄによって、単位回路２００への電源として誤った電圧セットが選択される可能性が生じる。
【０１００】
また、オーバーラップの範囲である±αは、消費電力の観点から言えばできるだけ狭くするのが好ましい。かといって狭くし過ぎると、スイッチング動作が途切れる可能性も高くなる。
一方、実施形態において、オーバーラップの範囲である±αは、３つの電圧ＶＡ、ＶＢ、およびＶＣにわたって共通に使用される。これらの３つの電圧ＶＡ、ＶＢ、およびＶＣにおけるオーバーラップの範囲は、実施形態のよう各電圧について±αで共通が好ましい。ここで、各電圧についてオーバーラップ範囲を±αで共通にするためには、電圧が高位となるほど、αを高い精度で設定することが要求される。例えば、１０．５Ｖの電圧ＶＡに対して、±αの範囲を１０％の１．０５Ｖに設定するのであれば、３１．５Ｖの電圧ＶＢに対しては±αの範囲を３．３％の精度で設定する必要がある。
【０１０１】
本実施形態では、図１２に示されるように、実際の電圧ＶＡ、ＶＢ、およびＶＣの各々を入力し、当該電圧に基づいて閾値である（ＶＡ±α）、（ＶＢ±α）、および（ＶＣ±α）を、信号Ａinの電圧と比較している。
このため、本実施形態では、電圧ＶＡ、ＶＢ、およびＶＣが変動したときでも、当該変動につれて電圧閾値も変動する。したがって、オーバーラップの範囲である±αを狭くしつつ、選択信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｂ、およびＳｄによって、単位回路２００への電源として選択される電圧セットの精度を高めることができる。
【０１０２】
駆動回路（その１）として、駆動信号ＣＯＭ−Ａを出力する駆動回路１２０ａを例にとって説明したが、駆動信号ＣＯＭ−Ｂを出力する駆動回路１２０ｂについても同様な動作となる。なお、駆動信号ＣＯＭ−Ｂの波形と、当該波形に対する信号ＯＥｂおよびＯＣｂとについては図６で説明した通りである。このため、駆動回路１２０ｂについても、データｄＢをアナログの信号に変換し、当該アナログの信号を１０倍に電圧増幅した信号の電圧に追従するように駆動信号ＣＯＭ−Ｂとして出力する動作が実行されることになる。
【０１０３】
駆動回路（その１）によれば、Ｄ級増幅方式と比較して、入力信号を変調する際に三角波形などを発振する回路や、復調のためのローパスフィルターが不要であるので、その分、回路構成の簡略化とともに、消費電力を抑えることができる。
また、信号Ａinの電圧Ｖinが一定である場合、トランジスター２３１および２３２がともにオフするので、Ｄ級増幅方式のようにスイッチングにより電力が消費される、という問題も発生しない。
したがって、駆動回路（その１）によれば、回路構成の簡略化とともに、さらなる低消費電力化を図ることもできる。
【０１０４】
なお、比較器３００については、図１１に限られず、例えば図１５に示される駆動回路（その２）のように、実際の電圧ＶＡ、ＶＢ、およびＶＣを入力して、各電圧についてそれぞれ±αだけオフセットした電圧を、電圧増幅器１２４で増幅する前の信号ａin、すなわちデータｄＡをアナログに変換した信号ａinと、比較する構成としても良い。
また、特に図示しないが、比較器３００については、実際の電圧ＶＡ、ＶＢ、およびＶＣの各々をＡＤＣ（Analog to Digital Converter）でデジタルデータに変換した上で、各デジタルデータをそれぞれ±αだけオフセットしたデータを、デジタルのデータｄＡと、比較する構成としても良い。
【０１０５】
次に、印刷装置（その１）に適用可能な、別の駆動回路（その３）について説明する。
【０１０６】
図１６は、駆動回路（その３）の構成を示す図である。駆動回路（その３）が、図１１に示した駆動回路（その１）と相違する点は、電圧増幅器１２４を有しない点である。このため、駆動回路（その３）における単位回路（その２）が信号ａinを電圧増幅率１０倍で増幅して駆動信号ＣＯＭ−Ａとして出力する構成となる。
【０１０７】
図１７は、駆動回路（その３）に適用される単位回路（その２）の構成を示す図である。単位回路（その２）が、図１３に示した単位回路（その１）と相違する点は、ノードＮ２が抵抗素子Ｒ１を介して差動増幅器２２１の正入力端（＋）に帰還されている点と、差動増幅器２２１の正入力端（＋）が抵抗素子Ｒ２を介してグランドＧndに接地されている点と、である。
単位回路（その２）において、差動増幅器２２１の正入力端（＋）に帰還される電圧は、ノードＮ２の電圧Ｏutの電圧を、抵抗素子Ｒ１およびＲ２の抵抗値で規定される比、すなわち、Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）で分圧した電圧となる。この例において分圧比は、単位回路２００で要求される電圧増幅率の逆数である１／１０に設定される。このため、差動増幅器２２１の正入力端（＋）に帰還される電圧は、ノードＮ２における電圧Ｏutの１／１０という関係となる。
したがって、単位回路（その２）を含む駆動回路（その３）の全体においては、電圧Ｏutを１／１０とした帰還電圧が信号ａinの電圧に追従するように、逆に言えば、電圧Ｏutが信号ａinの電圧を１０倍とした電圧となるように、制御されることになる。
【０１０８】
続いて、印刷装置（その２）について説明する。
【０１０９】
図１８は、印刷装置（その２）の構成を示すブロック図である。
印刷装置（その２）が、図５に示した印刷装置（その１）と相違する点は、制御信号Ｃtrの一部である印刷データＳＩ等が駆動回路１２０ａ、１２０ｂにそれぞれ供給される点である。
【０１１０】
図１９は、印刷装置（その２）に適用される駆動回路（その４）の構成を示す図である。この図に示される駆動回路（その４）が図１１に示した駆動回路（その１）と相違する主な点は、比較器３００に、印刷データＳＩが供給される点である。
【０１１１】
この点について詳述すると、駆動回路（その４）における比較器３００は、信号Ａin等の電圧に応じて選択信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、およびＳｄの論理レベルを規定する点で駆動回路（その１）と同様であるが、印刷データＳＩから容量性負荷の大きさを推定し、選択信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、およびＳｄの論理レベルを推定した容量性負荷の大きさに応じた遅延量で切り替える点において相違する。
【０１１２】
なお、駆動回路（その４）における比較器３００の推定とは、例えば次のようなものである。
すなわち、比較器３００は、選択制御部５１０（図５および図７参照）におけるシフトレジスタ５１２およびラッチ回路５１４と同様な回路によって、制御部１１０からの制御信号Ｃtrに含まれる印刷データＳＩをラッチするとともに、当該ラッチした印刷データＳＩを解析し、印刷周期Ｔａの期間Ｔ１、Ｔ２のそれぞれにおいて駆動信号ＣＯＭ−Ａが一端に印加される圧電素子Ｐztの個数を求めることによって容量性負荷の大きさを推定する。
また、ここでいう遅延量とは、選択信号の論理レベルを切り替えるタイミングでの遅れ時間をいう。
【０１１３】
駆動信号ＣＯＭ−Ａを出力する駆動回路１２０ａにおいて、例えば、印刷周期Ｔａの期間Ｔ１でヘッドユニット３における全ノズルで大または中ドットを形成する場合、駆動信号ＣＯＭ−Ａがすべての圧電素子Ｐztの一端に印加されるので、負荷が最大となる一方で、全ノズルで小ドットを形成または非記録とする場合であれば、駆動信号ＣＯＭ−Ａが選択されないので、負荷が最小（ゼロ）となる。同様なことは、駆動信号ＣＯＭ−Ｂを出力する駆動回路１２０ｂについても言える。
すなわち、駆動回路１２０ａ（１２０ｂ）における容量性の負荷は、印刷データＳＩで規定される印刷内容によって大きく変動する。
【０１１４】
ノードＮ２から圧電素子Ｐztの一端までの経路には、選択部５２０のトランスファーゲート５２４ａ、５２４ｂ（図５および図９参照）が含まれるので、インダクタンス成分や抵抗成分などが寄生する。
このため、圧電素子Ｐztの容量や、インダクタンス成分、抵抗成分などで形成される積分回路によって、最終的に圧電素子Ｐztの一端に印加される駆動信号ＣＯＭ−Ａ（ＣＯＭ−Ｂ）の波形が鈍る。この波形の鈍りの程度は、選択される圧電素子Ｐztの個数が多くなるにつれて、すなわち容量性負荷が大きくなるにつれて、酷くなり（大きくなり）、信号Ａin（Ｂin）の変化に対して、圧電素子Ｐztの一端に印加される駆動信号が遅延することになる。
このため、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（ＣＯＭ−Ｂ）の遅延を想定していない構成では、当該駆動信号ＣＯＭ−Ａ（ＣＯＭ−Ｂ）の目標電圧と電圧選択器４００で選択される電圧セットとが不整合となり、波形を歪ませる可能性が高くなる。
【０１１５】
駆動回路（その４）では、比較器３００が、選択信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、およびＳｄの論理レベルを切り替える際の遅延量を、制御信号Ｃtrに含まれる印刷データＳＩから推定される容量性負荷が大きくなるにつれて大きくする。このため、電圧セットが、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（ＣＯＭ−Ｂ）の遅延に合わせて切り替えられるので、上記不整合が是正される結果、波形歪みを抑えることができる。
【０１１６】
駆動回路（その１、その２、その３、およびその４、以下「その１」等という）についてインピーダンス変換の対象となる信号Ａin（Ｂin）については台形波形に限られず、正弦波などのように、傾きに連続性を有する波形であっても良い。このような波形を出力させる際には、次のように信号ＯＥａ（ＯＥｂ）およびＯＣａ（ＯＣｂ）を出力する構成とすれば良い。
詳細には、データｄＡ（ｄＢ）で規定される信号の電圧変化が低下方向である場合であって、当該電圧変化が相対的に大きい場合、例えば、単位時間当たりにおける電圧変化が絶対値でみて予め定められた閾値以上の場合（第１の場合）であれば、信号ＯＥａ（ＯＥｂ）をＬレベルとし、信号ＯＣａ（ＯＣｂ）をＨレベルとすれば良い。
一方、データｄＡ（ｄＢ）で規定される信号の電圧変化が上昇方向である場合であって、当該電圧変化の大きさが絶対値でみて閾値以上の場合（第２の場合）であれば、信号ＯＥａ（ＯＥｂ）およびＯＣａ（ＯＣｂ）をいずれもＬレベルとすれば良い。
また、データｄＡ（ｄＢ）で規定される信号の電圧変化の大きさが絶対値でみて閾値未満の場合であれば、信号ＯＥａ（ＯＥｂ）およびＯＣａ（ＯＣｂ）をいずれもＨレベルとすれば良い。なお、信号ＯＥａ（ＯＥｂ）およびＯＣａ（ＯＣｂ）をいずれもＨレベルであれば、すべてのハイサイドトランジスターおよびローサイドトランジスターがオフして、スイッチング動作が実行されないので、ここでいう閾値については小さく設定するように配慮する必要がある。
【０１１７】
駆動回路（その１等）において、信号ＯＥａ（ＯＥｂ）およびＯＣａ（ＯＣｂ）については、制御部１１０が出力するのではなく、別の回路が、制御部１１０から出力されるデータｄＡ（ｄＢ）を次のように解析することにより生成することが可能である。
例えば、当該別の回路は、当該データｄＡ（ｄＢ）について、時間的に隣り合う離散値（データ）同士を比較して、当該離散値同士が互いに同じであれば、電圧一定期間であるので、信号ＯＥａ（ＯＥｂ）をＨレベルで出力すれば良い。また、当該別の回路は、当該データｄＡ（ｄＢ）について、時間的に隣り合う離散値同士を比較して、当該離散値同士が互い異なっていれば、電圧上昇期間または電圧低下期間のいずれかであるので、信号ＯＥａ（ＯＥｂ）をＬレベルで出力すれば良い。また、当該別の回路は、電圧上昇期間であれば、信号ＯＣａ（ＯＣｂ）をＬレベルとし、そうでなければＨレベルで出力すれば良い。
【０１１８】
また、駆動回路（その１等）の単位回路については、トランジスター２３１をＰチャネル型とし、トランジスター２３２をＮチャネル型としたが、トランジスター２３１、２３２をＰチャネル型またはＮチャネル型で揃えても良い。ただし、トランジスターのチャネル型に合わせて、差動増幅器２２１による出力信号を正転または反転させたり、トランジスターをオフさせるときのゲート信号の論理レベルを適宜合わせたりする必要がある。
【０１１９】
単位回路２００への電源として用いられる電圧セットの電圧要素数は、グランドＧnd、電圧ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、およびＶＣの「５」に限られず、「３」以上であれば良い。
【０１２０】
上記説明では、液体吐出装置を印刷装置として説明したが、液体を吐出して立体を造形する立体造形装置や、液体を吐出して布地を染める捺染装置などであっても良い。
【０１２１】
また、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（およびＣＯＭ−Ｂ）を出力する駆動回路（その１等）については、それぞれヘッドユニット３に搭載する構成としたが、それぞれメイン基板１００に実装された構成として良い。
ただし、駆動回路１２０ａおよび１２０ｂがメイン基板１００に実装された構成では、大振幅の信号が長尺のフレキシブルフラットケーブル１９０を介してヘッドユニット３に供給する必要があるので、消費電力および耐ノイズ性で不利である。逆に言えば、駆動回路１２０ａおよび１２０ｂがヘッドユニット３に搭載された構成では、大振幅の信号をフレキシブルフラットケーブル１９０に供給する必要がないので、消費電力および耐ノイズ性で有利である。
【０１２２】
さらに、上記説明では、駆動回路（その１等）の駆動対象としては、インクを吐出するための圧電素子Ｐztを例にとって説明したが、駆動回路（その１等）を印刷装置から切り離して考えてみたときに、駆動対象としては、圧電素子Ｐztに限られず、例えば超音波モーターや、タッチパネル、静電スピーカー、液晶パネルなどの容量性成分を有する負荷のすべてに適用可能である。
【符号の説明】
【０１２３】
１…印刷装置（液体吐出装置）、３…ヘッドユニット、１００…メイン基板、１２０ａ、１２０ｂ…駆動回路、２２１…差動増幅器、２２３…セレクター、２３１、２３２…トランジスター、３００…比較器、４００…電圧選択器、４４２…キャビティ、Ｐzt…圧電素子、Ｎ…ノズル、Ｒ１、Ｒ２…抵抗素子、Ｃ０…コンデンサー。
【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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【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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【図１８】
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【図１９】
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