(57)【要約】      （修正有）【課題】駆動回路の電力増幅回路にある、電源側に配置されるスイッチング素子が短絡した場合に、使用者が意図しない出力の噴射が行われることのない、液体噴射装置の制御装置を提供する。【解決手段】制御装置は、ＧＮＤ電位とＧＮＤ電位よりも高いＶＤＤ電位との間の電圧の駆動信号ＣＯＭで容量性負荷を駆動する容量性負荷駆動回路であって、一方の端子がＧＮＤ電位に接続され、他方の端子が信号端子１５に接続されたスイッチング素子７と、一方の端子がＶＤＤ電位に接続され、他方の端子が信号端子１５に接続されたスイッチング素子８と、を有し、駆動信号ＣＯＭが、スイッチング素子７およびスイッチング素子８のスイッチング動作に基づき生成され、駆動信号ＣＯＭのピーク電圧と、ＶＤＤ電位との電位差が所定の値以下であることを特徴とする。【選択図】図３
2018138066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容量性負荷に印加する駆動信号を生成する制御装置であって、
駆動波形信号を生成する駆動波形信号発生回路と、
前記駆動波形信号発生回路と接続された増幅回路と、を備え、
前記増幅回路は、
一方の端子が第１の電源に接続され、他方の端子が信号端子に接続された第１のスイッチング素子と、
一方の端子が前記第１の電源とは異なる第２の電源に接続され、他方の端子が前記信号端子に接続された第２のスイッチング素子と、を有し、
前記第２の電源の電圧である第２の電圧が前記第１の電源の電圧である第１の電圧よりも高く、
前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子のスイッチング動作に基づき前記第１の電圧と前記第２の電圧との間の電圧の前記駆動信号が生成され、前記駆動信号のピーク電圧と前記第２の電圧との電位差が所定の値以下である、ことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記駆動信号を一定の電圧として前記容量性負荷を駆動させないとき、前記一定の電圧を前記第２の電圧との電位差が所定の値以下の電圧にすることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記駆動信号の最小電圧である第３の電圧を変化させることによって前記容量性負荷に印加する前記駆動信号の振幅を制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記駆動波形信号を生成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、
前記変調信号を増幅して電力増幅変調信号を生成するデジタル電力増幅器と、
前記電力増幅変調信号を平滑化して前記駆動信号を生成する平滑回路と、を備え、
前記デジタル電力増幅器が、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子を有し、前記駆動波形信号発生回路の入力を制御することにより、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子のスイッチング動作を制御する、ことを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記駆動波形信号を生成する駆動波形信号発生回路と、
前記駆動波形信号を増幅して電力増幅信号を生成するアナログ電力増幅器と、を備え、
前記アナログ電力増幅器が、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子を有し、前記駆動波形信号発生回路の入力を制御することにより、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子のスイッチング動作を制御する、ことを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項６】
液体を噴射するノズルと、
前記ノズルに連通する液体室と、
前記液体室内の圧力を変化させる容量性負荷と、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の制御装置と、を備えることを特徴とする、液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置および該制御装置を備える液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療機器で使われるメスの一つとして、例えば特許文献１に記載されるような流体噴射装置を利用した手術用メスがある。この液体噴射装置は、液体噴射装置が備える制御装置（容量性負荷駆動回路）から駆動信号を圧電素子に対して供給することにより圧電素子を駆動し、流体室内において脈流を発生させ、流体噴射開口部から流体をパルス状に噴射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−４６６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の駆動回路では、デジタル電力増幅回路の一部を構成するスイッチング素子が故障した際に、使用者が意図しない出力の液体が噴射されてしまう場合があるという課題があった。具体的には、特許文献１に記載の駆動回路は、デジタル電力増幅回路にあるグランドと電源との間に配置される２つのスイッチング素子のスイッチング動作に基づき、駆動信号が生成される構成であるが、電源側に配置されるスイッチング素子が短絡故障した場合に、使用者が意図しない出力の噴射が行われる場合があるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］  本適用例に係る制御装置は、容量性負荷に印加する駆動信号を生成する制御装置であって、駆動波形信号を生成する駆動波形信号発生回路と、前記駆動波形信号発生回路と接続された増幅回路と、を備え、前記増幅回路は、一方の端子が第１の電源に接続され、他方の端子が信号端子に接続された第１のスイッチング素子と、一方の端子が前記第１の電源とは異なる第２の電源に接続され、他方の端子が前記信号端子に接続された第２のスイッチング素子と、を有し、前記第２の電源の電圧である第２の電圧が前記第１の電源の電圧である第１の電圧よりも高く、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子のスイッチング動作に基づき前記第１の電圧と前記第２の電圧との間の電圧の前記駆動信号が生成され、前記駆動信号のピーク電圧と前記第２の電圧との電位差が所定の値以下であることを特徴とする。
【０００７】
本適用例によれば、第２のスイッチング素子が短絡故障（第２の電圧と信号端子が短絡した状態）時に印加される電圧の変動を抑制し、使用者が意図しない出力の液体の噴射を防ぐことができる。
【０００８】
［適用例２］  上記適用例に記載の制御装置は、前記駆動信号を一定の電圧として前記容量性負荷を駆動させないとき、前記一定の電圧を前記第２の電圧との電位差が所定の値以下の電圧にすることが好ましい。
【０００９】
本適用例によれば、駆動信号を一定の電圧として容量性負荷を駆動させないとき、第２のスイッチング素子が短絡故障することで容量性負荷に電圧が印加されても、容量性負荷を駆動させないときの一定の電圧が、第２の電圧との電位差が所定の値以下の電圧にあるため、容量性負荷に印加される電位の変動を抑えることができる。そのため、不用意な液体の噴射を抑えることができる。
【００１０】
［適用例３］  上記適用例に記載の制御装置は、前記駆動信号の最小電圧である第３の電圧を変化させることによって前記容量性負荷に印加する前記駆動信号の振幅を制御することが好ましい。
【００１１】
本適用例によれば、駆動信号のピーク電圧と第２の電圧との電位差が所定の値以下になる電位とし、駆動信号の最小電圧（第３の電圧）を変化させることで、容量性負荷に印加する駆動信号の振幅を制御することができる。
【００１２】
［適用例４］  上記適用例に記載の制御装置は、前記駆動波形信号を生成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、前記変調信号を増幅して電力増幅変調信号を生成するデジタル電力増幅器と、前記電力増幅変調信号を平滑化して前記駆動信号を生成する平滑回路と、を備え、前記デジタル電力増幅器が、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子を有し、前記駆動波形信号発生回路の入力を制御することにより、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子のスイッチング動作を制御する、ことが好ましい。
【００１３】
本適用例によれば、駆動波形信号発生回路内の駆動波形信号記憶部に記憶された駆動信号のピーク電圧およびＯＦＦＳＥＴのデジタル値によって、スイッチング素子の動作を制御することができる。
【００１４】
［適用例５］上記適用例に記載の制御装置は、前記駆動波形信号を生成する駆動波形信号発生回路と、前記駆動波形信号を増幅して電力増幅信号を生成するアナログ電力増幅器と、を備え、前記アナログ電力増幅器が、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子を有し、前記駆動波形信号発生回路の入力を制御することにより、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子のスイッチング動作を制御する、ことが好ましい。
【００１５】
本適用例によれば、駆動波形信号発生回路内の駆動波形信号記憶部に記憶された駆動信号のピーク電圧およびＯＦＦＳＥＴのデジタル値によって、スイッチング素子の動作を制御することができる。
【００１６】
［適用例６］  本適用例に係る液体噴射装置は、液体を噴射するノズルと、前記ノズルに連通する液体室と、前記液体室内の圧力を変化させる容量性負荷と、上記適用例のいずれかに記載の制御装置と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
本適用例によれば、第２のスイッチング素子が故障した場合にも、使用者が意図しない出力の液体の噴射を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１に係る液体噴射装置の概略図
【図２】実施形態１に係る制御装置のブロック図
【図３】実施形態１に係るデジタル電力増幅器のブロック図
【図４】従来技術における課題を説明する駆動信号の波形図
【図５】実施形態１に係る駆動信号（正常時から故障時）の波形図
【図６】駆動波形信号発生回路のブロック図
【図７】実施形態２に係る駆動信号（液体を噴射する場合としない場合）の波形図
【図８】実施形態３に係る液体噴射装置の概略図
【図９】実施形態３に係るレベル対応表
【図１０】実施形態３の駆動波形信号記憶部が持つ変換テーブル
【図１１】実施形態３に係る駆動信号の電圧振幅の制御の波形図
【図１２】変形例１に係る容量性負荷駆動回路のブロック図
【図１３】変形例１に係るアナログ電力増幅器のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各部材の寸法は実際の寸法と異なる場合がある。
【００２０】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る液体噴射装置の概略図である。まず、実施形態１に係る液体噴射装置１００の概略構成について説明する。
図１において、液体噴射装置１００は、液体を収容する液体供給容器２と、液体供給手段としてのポンプ１４と、ポンプ１４から供給される液体をパルス流（脈流）に変換させるパルス流発生部２１と、ポンプ１４及びパルス流発生部２１の駆動を制御する駆動制御部１５と、を備えている。駆動制御部１５にはユーザーがポンプ１４及びパルス流発生部２１の駆動の開始及び停止を制御するためのフットスイッチ１６が接続されている。ポンプ１４とパルス流発生部２１とは液体供給チューブ４によって接続されている。パルス流発生部２１には、細いパイプ状の噴射管９０が接続されている。噴射管９０の先端部には流路径が縮小された噴射開口部（ノズル）９６が設けられている。なお、噴射管９０は、液体噴射時において変形しない程度の剛性を有している。このように構成される液体噴射装置１００における液体の流動を簡単に説明する。
【００２１】
液体供給容器２に収容された液体は、ポンプ１４によって吸引され、液体供給チューブ４を介してパルス流発生部２１に供給される。パルス流発生部２１には、噴射管９０を介して噴射開口部９６に連通する液体室８０と、この液体室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及びダイアフラム４０が備えられており、圧電素子３０を駆動して液体室８０内においてパルス流を発生させ、噴射管９０を介して噴射開口部９６から液体をパルス状に噴射する。なお、パルス流発生部２１が駆動を停止している場合には、ポンプ１４から供給された液体は液体室８０を通って、噴射開口部９６から連続的に噴射される。ここでパルス流とは、液体の流れる方向が一定で、液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液体の流動を意味する。パルス流には、液体の流動と停止とを繰り返す間欠流も含むが、液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。同様に、液体をパルス状に噴射するとは、噴射する液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液体の噴射を意味する。パルス状の噴射の一例として、液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、噴射する液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。
【００２２】
図２は、図１における圧電素子３０を駆動する制御装置としての容量性負荷駆動回路２００の構成図（ブロック図）である。容量性負荷駆動回路２００は、駆動波形信号発生回路１、変調回路２、デジタル電力増幅器３、平滑回路としての平滑フィルター４を有する。図２の各ブロックと動作について説明する。駆動波形信号発生回路１は容量性負荷５（図１に示す圧電素子３０は、容量性負荷５に相当する）に印加する駆動信号ＣＯＭの元となる駆動波形信号ＷＣＯＭを発生させる。変調回路２ではこの駆動波形信号ＷＣＯＭをパルス変調することで変調信号ＭＣＯＭを生成する。パルス変調にはいくつかの方式があるが、ここではパルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＰＷＭ）の場合について説明する。変調回路２では、駆動波形信号ＷＣＯＭ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ＷＣＯＭが三角波波形よりも高い期間ではＯＮを出力し、低い期間ではＯＦＦを出力することによって、ＯＮとＯＦＦを繰り返す変調信号ＭＣＯＭを生成する。つまり、変調信号ＭＣＯＭのＯＮとＯＦＦの周期は駆動波形信号ＷＣＯＭによって決まる。デジタル電力増幅器３では変調回路２で生成された変調信号ＭＣＯＭを増幅し、電力増幅変調信号ＡＣＯＭを生成する。電力増幅変調信号ＡＣＯＭは平滑フィルター４で変換され、駆動信号ＣＯＭとして容量性負荷５に出力される。
【００２３】
図３は、図２に示したデジタル電力増幅器３の構成図である。デジタル電力増幅器３は、変調回路２から出力された変調信号ＭＣＯＭを基に動作を行うゲート駆動回路６と、ゲート駆動回路６の出力によってスイッチング動作を行う、第１のスイッチング素子としてのスイッチング素子７および第２のスイッチング素子としてのスイッチング素子８と、を有する。変調回路２で生成された変調信号ＭＣＯＭは、ゲート駆動回路６に入力される。ゲート駆動回路６は、ゲート駆動回路６に接続されたスイッチング素子７およびスイッチング素子８の制御を行う。デジタル電力増幅器３の出力信号である電力増幅変調信号ＡＣＯＭは、スイッチング素子７とスイッチング素子８の制御に依存する。スイッチング素子７は、一方の端子が第１の電圧としてのＧＮＤ（グランド）電位を与える第１の電源としての電源ＧＮＤに接続され、他方の端子がデジタル電力増幅器３の信号端子１５に接続されている。また、スイッチング素子８は、一方の端子が第２の電圧としてのＶＤＤ電位を与える第２の電源としての電源ＶＤＤに接続され、他方の端子がデジタル電力増幅器３の信号端子１５に接続されている。
【００２４】
図４には、従来技術における正常時の駆動信号ＣＯＭ１と、時間Ｔ１においてスイッチング素子８が故障し、電源ＶＤＤ、スイッチング素子８、信号端子１５、平滑フィルター４が導通する状態のとき（以下、短絡故障という）に容量性負荷５に印加される駆動信号ＣＯＭ２とを示している。図４は、縦軸を電圧（単位：Ｖ）、横軸を時間 （単位：ｓ）とし、駆動信号を実線で表している。縦軸に示されているＯＦＦＳＥＴとは、駆動信号の最小電圧を表し、同じく縦軸に示されている０は、ＧＮＤ電位を表している。また、正常時の駆動信号のピーク電圧をＶ１としている。点線で表したＶＤＤはＶＤＤ電位である。
【００２５】
駆動信号の電圧振幅（Ｖ１−ＯＦＦＳＥＴ）が圧電素子３０の変形量に寄与する値であり、この値により圧電素子３０の変形量が規定される。本実施形態においては電圧振幅が大きくなるほど圧電素子３０の変形量が大きくなるものとしている。圧電素子３０が駆動していない場合の液体室８０の容積を一定とした場合、圧電素子３０の変形量は噴射される液体の量と正の相関があり（変形量が大きくなるほど噴射量も増える）、噴射される液体の量は、噴射される液体のエネルギー（強さ）と正の相関がある。
短絡故障が発生した場合には、正常時の駆動信号として容量性負荷５に印加されていたピーク電圧Ｖ１よりも高い電圧である電源電圧ＶＤＤ（ＶＤＤ電位）が駆動信号として容量性負荷５に印加されることとなる。その結果、噴射される液体のエネルギーは正常時よりも高いものとなることで、使用者が意図しない出力の液体が噴射されるという課題があった。
【００２６】
これに対し、本実施形態の容量性負荷駆動回路２００は、駆動信号ＣＯＭのピーク電圧と、電源ＶＤＤの電圧（ＶＤＤ電位）との電位差が所定の値以下となるようにしている。すなわち、本実施形態は、ＧＮＤ電位とＧＮＤ電位よりも高いＶＤＤ電位との間の電圧の駆動信号ＣＯＭで容量性負荷５を駆動する容量性負荷駆動回路２００であって、一方の端子が第１の電圧としてのＧＮＤ（グランド）電位を与える第１の電源としての電源ＧＮＤに接続され、他方の端子が信号端子１５に接続されたスイッチング素子７と、一方の端子が第２の電圧としてのＶＤＤ電位を与える第２の電源としての電源ＶＤＤに接続され、他方の端子が信号端子１５に接続されたスイッチング素子８と、を有し、駆動信号ＣＯＭが、スイッチング素子７およびスイッチング素子８のスイッチング動作に基づき生成され、駆動信号ＣＯＭのピーク電圧と、電源ＶＤＤの電圧（ＶＤＤ電位）との電位差が所定の値以下であることを特徴としている。
【００２７】
具体的な説明を以下に示す。図５は、実施形態１における駆動信号ＣＯＭを示したものであり、正常時の駆動信号ＣＯＭ１と、時間Ｔ２において短絡故障が発生した場合の駆動信号ＣＯＭ２とを示している。縦軸を電圧（単位：Ｖ）、横軸を時間（単位：ｓ）とし、駆動信号ＣＯＭを実線で表している。図５において、ＧＮＤはＧＮＤ電位、ＶＤＤはＶＤＤ電位、ＯＦＦＳＥＴは駆動信号ＣＯＭの最小電圧、Ｖｐは駆動信号ＣＯＭのピーク電圧を示す。
【００２８】
本実施形態では、駆動信号ＣＯＭとして、駆動信号ＣＯＭのピーク電圧Ｖｐと電源ＶＤＤのＶＤＤ電位との間の電位差が０となるようなピーク電圧Ｖｐと、電圧振幅（Ｖｐ−ＯＦＦＳＥＴ）が所定の値となるようなＯＦＦＳＥＴと、を有する駆動信号が出力されるように、駆動波形信号発生回路１において駆動波形信号ＷＣＯＭが生成されるようになっている。図６に駆動波形信号発生回路１の構成を示す。駆動波形信号発生回路１は、フットスイッチ１６から駆動信号を出力する指示（出力指示信号）が入力された場合に駆動波形信号ＷＣＯＭを生成するようになっており、駆動波形信号ＷＣＯＭの元となるデータを記憶する駆動波形信号記憶部１７と、駆動波形信号記憶部１７のデータに基づき駆動波形信号ＷＣＯＭを生成するＤＡＣ１８と、を備えている。
【００２９】
上記のような構成とすることで、本実施形態においてはスイッチング素子８が故障し短絡故障が発生した場合でも、容量性負荷に印加される駆動信号の電圧振幅を短絡故障前と比べて変化がない状態とすることができる。よって、使用者が意図しない出力の液体が噴射されることを抑制することができる。
なお、駆動信号ＣＯＭのピーク電圧と、電源ＶＤＤの電圧（ＶＤＤ電位）との電位差は、必ずしも０である必要はなく、「所定の値」以下であれば良い。所定の値は、スイッチング素子の短絡故障時において、液体の噴射の影響が小さい程度の電位差、例えば、その電位差では切除能力がない程度の出力、を持つものであればよい。
【００３０】
以上述べたように、本実施形態に係る容量性負荷駆動回路２００によれば、以下の効果を得ることができる。
まず、駆動信号ＣＯＭのピーク電圧と、ＶＤＤ電位との電位差が所定の値以下であることにより、スイッチング素子８が短絡故障した場合であっても、容量性負荷５に印加される電圧は、正常時の駆動信号ＣＯＭの振幅の大きさの電圧と所定の値の和に留めることができる。結果、図５の短絡故障時に印加されるような電圧にはならず、使用者が意図しない出力の液体の噴射を防ぐことができ、課題解決のための効果が得られる。
【００３１】
（実施形態２）
また、使用者が液体を噴射しないときにスイッチング素子８が故障した場合、意図しない液体の噴射が生じるという問題があるため、本実施形態は、駆動信号ＣＯＭを一定の電圧Ｖｆとして容量性負荷５を駆動させないとき、一定の電圧ＶｆをＶＤＤ電位との電位差が所定の値以下の電圧にすることを特徴としている。具体的には、図７のように、液体を噴射しないときは駆動信号ＣＯＭのピーク電圧をＶｆに固定する。これにより、使用者が意図しない出力の液体の噴射を防ぐだけでなく、使用者が意図しない液体の噴射そのものを防ぐことができる。また、所定の値は、液体の噴射が行われない程度の電位差、例えば、その電位差によって容量性負荷５が変位しても、液体の噴射に至らないものであればよい。あるいは、その電位差では切除能力がない程度の出力、を持つものでもよい。
【００３２】
駆動信号ＣＯＭを一定の電圧Ｖｆとして容量性負荷５を駆動させないとき、一定の電圧ＶｆをＶＤＤ電位との電位差が所定の値以下の電圧にすることで（図７）、スイッチング素子８の短絡故障による液体の噴射そのものを防ぐことができる。
【００３３】
（実施形態３）
さらに、本実施形態では、ユーザーが、噴射される液体のエネルギー（強さ）を変化させることができるよう、図８に示すように、噴射される液体のエネルギー（レベル）を変化させるためのスイッチ１９が駆動制御部１５に設けられている。ユーザーはこのスイッチ１９を操作することで噴射される液体のエネルギーを変化することができる。なお、本実施形態においては、図９のレベル対応表に示すように、レベル０〜３までの４段階が設定可能となっている。レベルに応じて駆動信号ＣＯＭの電圧振幅（Ｖｐ−ＯＦＦＳＥＴ）を異ならせることで、噴射される液体のエネルギーをレベル毎に異ならせている。なお、各レベルではピーク電圧Ｖｐを共通（図９では５０Ｖ）とし、駆動信号ＣＯＭの最小電圧であるＯＦＦＳＥＴ（第３の電圧）をレベル毎の電圧振幅に合うように設定している。
【００３４】
駆動波形信号発生回路１の駆動波形信号記憶部１７には、レベルに対応した駆動波形信号が生成されるようなルックアップテーブル（ＬＵＴ）が記憶されている。具体的には、図１０に示すように、レベル毎に駆動信号のピーク電圧及びＯＦＦＳＥＴ（第３の電圧）を出力するためのテーブルが記憶されている。先に述べたように、各レベルにおいてピーク電圧を共通の値とするため、ピーク電圧を指定する指示値は各レベルとも「１」となっている。一方、ＯＦＦＳＥＴ電圧を指定する指示値はレベル毎に異なる値となっている。このように、駆動波形信号発生回路１は、駆動波形信号を生成する場合にはスイッチ１９によって設定されたレベルに対応するテーブルを参照するようになっている。
【００３５】
図１１は、レベルを変化させた場合の駆動信号ＣＯＭを示している。図４と同様、縦軸を電圧（単位：Ｖ）、横軸を時間（単位：ｓ）とし、駆動信号ＣＯＭを実線で表している。図中のＯＦＦＳＥＴ、ＯＦＦＳＥＴ´は、それぞれ振幅変化前の駆動信号ＣＯＭの最小電圧と振幅変化後の最小電圧を表す。
【００３６】
駆動信号ＣＯＭの振幅の制御においては、ユーザーがスイッチ１９を制御することで駆動信号ＣＯＭの電圧振幅の大きさを変化させる、つまり容量性負荷５に印加される電圧を変化させることになり、使用者が必要に応じた様々な出力の液体の噴射が可能となる。
本実施形態のように、駆動波形信号ＷＣＯＭを生成する駆動波形信号発生回路１と、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２と、変調信号を増幅して増幅信号を生成するデジタル電力増幅器３と、増幅信号を平滑化して駆動信号を生成する平滑フィルター４と、を備え、デジタル電力増幅器が、スイッチング素子を有し、駆動波形信号を制御することによって駆動波形信号発生回路の入力を制御する回路構成と、を備える、液体噴射装置１００により、スイッチング素子８の短絡故障においても使用者が意図しない出力の液体の噴射や、意図しないそのものの液体の噴射、使用者が必要に応じて切除能力を変化させることができる。
【００３７】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【００３８】
（変形例１）
図１２は、変形例１に係る制御装置としての容量性負荷駆動回路２０１のブロック図である。上記実施形態１では、図２のように、容量性負荷駆動回路２００は駆動波形信号発生回路１、変調回路２、デジタル電力増幅器３、平滑フィルター４を有するものとして説明したが、この構成に限定するものではない。以下、変形例１に係る容量性負荷駆動回路２０１について説明する。なお、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
【００３９】
容量性負荷駆動回路２０１は、駆動波形信号発生回路１、アナログ電力増幅器１１を有する。図１２の各ブロックについて説明する。駆動波形信号発生回路１は、図２と同様、容量性負荷５に印加する駆動信号の元となる駆動波形信号ＷＣＯＭを発生する。アナログ電力増幅器１１では駆動波形信号ＷＣＯＭを増幅する。増幅された電力増幅信号ＡＣＯＭは駆動信号ＣＯＭとして出力される。
【００４０】
図１３は、図１２に示したアナログ電力増幅器１１の構成図である。アナログ電力増幅器１１は、駆動波形信号発生回路１を基に動作を行うプリドライバー回路１２、プリドライバー回路１２の出力によってスイッチング動作を行う、第１のスイッチング素子としてのスイッチング素子１３および第２のスイッチング素子としてのスイッチング素子１４を有する。駆動波形信号発生回路１で生成された駆動波形信号ＷＣＯＭは、プリドライバー回路１２に入力される。プリドライバー回路１２はプリドライバー回路１２に接続された２つのスイッチング素子の制御を行う。アナログ電力増幅器１１の出力信号である電力増幅信号ＡＣＯＭは、スイッチング素子１３とスイッチング素子１４の制御に依存する。スイッチング素子１３は、一方の端子が電源ＶＤＤに接続され、他方の端子がアナログ電力増幅器１１の信号端子１５に接続されており、また、スイッチング素子１４は、一方の端子がＧＮＤ電位に接続され、他方の端子がアナログ電力増幅器１１の信号端子１５に接続されている。このように、図１３は図３と同様に、２つのスイッチング素子のスイッチング動作によって増幅を行うため、スイッチング素子１４の故障によって図３の構成と同様の課題が生じる。つまり、本発明は図３のようなデジタル電力増幅器のみならず、図１３のようなアナログ電力増幅器にも適用できる。なお、図１３のスイッチング素子１３およびスイッチング素子１４の模式図はアナログ電力増幅器に使われる代表的な素子であるトランジスターを用いた。用いるスイッチング素子については、図３および図１３の両方においてスイッチング素子の種類を限定するものではない。デジタル電力増幅器およびアナログ電力増幅器の動作をするものであればよい。
【００４１】
以上述べたように、本変形例に係る容量性負荷駆動回路２０１によれば、以下の効果を得ることができる。
本変形例によれば、駆動波形信号発生回路内の駆動波形信号記憶部に記憶された駆動信号ＣＯＭのピーク電圧ＶｐおよびＯＦＦＳＥＴのデジタル値により、スイッチング素子の動作を制御することができる。これにより、スイッチング素子１４の短絡故障においても使用者が意図しない出力の液体の噴射や、意図しないそのものの液体の噴射、使用者が必要に応じて切除能力を変化させることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１００…液体噴射装置、２…液体供給容器、１４…ポンプ、２１…パルス流発生部、１５…駆動制御部、９０…噴射管、９６…噴射開口部、４…液体供給チューブ、８０…液体室、３０…圧電素子、４０…ダイアフラム、１…駆動波形信号発生回路、２…変調回路、３…デジタル電力増幅器、４…平滑フィルター、６…ゲート駆動回路、７…第１のスイッチング素子としてのスイッチング素子、８…第２のスイッチング素子としてのスイッチング素子、１１…アナログ電力増幅器、１２…プリドライバー回路、１３…第１のスイッチング素子としてのスイッチング素子、１４…第２のスイッチング素子としてのスイッチング素子。
【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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