(57)【要約】【課題】エネルギー効率が高く、ＥＭＩの発生を抑え、消費電力を抑える。【解決手段】電圧Ｖoutに応じて変位する圧電素子４０と、圧電素子４０に電荷を供給する補助電源回路５０と、補助電源回路５０により第１電圧が印加された第１信号経路と、補助電源回路５０により第１電圧よりも高い第２電圧が印加された第２信号経路と、制御信号Ｖinの電圧と圧電素子４０の保持電圧とに応じて、第１信号経路または第２信号経路を用いて圧電素子４０と電荷供給源５０とを電気的に接続するドライバー３０と、を含み、補助電源回路５０は、２種類以上の電圧を出力する第１ＣＰ回路５０と、第１ＣＰ回路５１から出力される２種類以上の電圧を用いて、圧電素子４０に印加するための３種類以上の電圧を出力する第２ＣＰ回路５２と、を含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号の電圧に応じて変位する圧電素子と、
液体が充填されるとともに、前記圧電素子の変位によって内部容積が増減するキャビティと、
前記キャビティに連通し、前記キャビティの内部容積の増減によって、前記液体を吐出可能なノズルと、
前記圧電素子に電荷を供給する電荷供給源と、
前記電荷供給源により第１電圧が印加された第１信号経路と、
前記電荷供給源により前記第１電圧よりも高い第２電圧が印加された第２信号経路と、
前記駆動信号の電圧を制御する制御信号の電圧と前記圧電素子の保持電圧とに応じて、前記第１信号経路または前記第２信号経路を用いて前記圧電素子と前記電荷供給源とを電気的に接続する接続経路選択部と、
を含み、
前記電荷供給源は、
２種類以上の電圧を出力する第１補助電源と、
前記第１補助電源から出力される２種類以上の電圧を用いて、前記圧電素子に印加するための３種類以上の電圧を出力する第２補助電源と、
を含むことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記第１補助電源は、
ｍ（ｍは複数）個の容量素子と、
前記ｍ個の容量素子が電気的に直列に接続された直列状態と、前記ｍ個の容量素子が電気的に並列に接続された並列状態と、を切り替える第１切替部と、
を含み、
前記第２補助電源は、
ｎ（ｎは複数）個の容量素子と、
前記ｎ個の容量素子が電気的に直列に接続された直列状態と、前記ｎ個の容量素子が電気的に並列に接続された並列状態と、を切り替える第２切替部と、
を含む
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】
前記第２補助電源では、
前記直列状態において、前記ｎ個の容量素子同士の接続地点のうち、いずれかの第１地点が前記第１信号経路に接続され、前記ｎ個の容量素子の接続地点のうち、前記第１地点よりも高位の第２地点が前記第２信号経路に接続される
ことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記第１補助電源は、
前記第２補助電源に、
高位側をＡ電圧とする高位側電圧セットと、
高位側を前記第Ａ電圧よりも低いＢ電圧とする低位側電圧セットとを、少なくとも供給する
ことを特徴する請求項２または３に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記第１補助電源は、
前記第２補助電源に、
前記駆動信号の電圧が第１駆動電圧である場合には、前記高位側電圧セットを供給し、
前記駆動信号の電圧が前記第１駆動電圧よりも低い第２駆動電圧である場合には、前記低位側電圧セットを供給する
ことを特徴する請求項４記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記駆動信号の電圧が前記第１駆動電圧よりも低く、かつ、前記第２駆動電圧よりも高い、第３駆動電圧は、
前記高位側電圧セットの電圧範囲と前記低位側電圧セットの電圧範囲との双方に含まれる
ことを特徴する請求項５記載の液体吐出装置。
【請求項７】
駆動信号の電圧に応じて変位する圧電素子と、
液体が充填されるとともに、前記圧電素子の変位によって内部容積が増減するキャビティと、
前記キャビティに連通し、前記キャビティの内部容積の増減によって、前記液体を吐出可能なノズルと、
前記圧電素子に電荷を供給する電荷供給源と、
前記電荷供給源により第１電圧が印加された第１信号経路と、
前記電荷供給源により前記第１電圧よりも高い第２電圧が印加された第２信号経路と、
前記駆動信号の電圧を制御する制御信号の電圧と前記圧電素子の保持電圧とに応じて、前記第１信号経路または前記第２信号経路を用いて前記圧電素子と前記電荷供給源とを電気的に接続する接続経路選択部と、
を含み、
前記電荷供給源は、
２種類以上の電圧を出力する第１補助電源と、
前記第１補助電源から出力される２種類以上の電圧を用いて、前記圧電素子に印加するための３種類以上の電圧を出力する第２補助電源と、
を含むことを特徴とするヘッドユニット。
【請求項８】
駆動信号の電圧に応じて変位する圧電素子と、
液体が充填されるとともに、前記圧電素子の変位によって内部容積が増減するキャビティと、
前記キャビティに連通し、前記キャビティの内部容積の増減によって、前記液体を吐出可能なノズルと、
前記圧電素子に電荷を供給する電荷供給源と、
前記電荷供給源により第１電圧が印加された第１信号経路と、
前記電荷供給源により前記第１電圧よりも高い第２電圧が印加された第２信号経路と、
を含み、
前記電荷供給源は、
２種類以上の電圧を出力する第１補助電源と、
前記第１補助電源から出力される２種類以上の電圧を用いて、前記圧電素子に印加するための３種類以上の電圧を出力する第２補助電源と、
を含む液体吐出装置の制御方法であって、
前記駆動信号の電圧を制御する制御信号の電圧と前記圧電素子の保持電圧とに応じて、前記第１信号経路または前記第２信号経路を用いて前記圧電素子と前記電荷供給源とを電気的に接続する
ことを特徴とする液体吐出装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置、ヘッドユニットおよび液体吐出装置の制御方法に関する。
【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（印刷ヘッド）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とによって、ノズルから所定のタイミングで所定量のインク（液体）が吐出される。圧電素子は、電気的にみればキャパシターのような容量性負荷である。このため、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、従来では駆動信号の元信号を増幅回路で増幅し、増幅された駆動信号を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）や、元信号をパルス幅変調やパルス密度変調などした後、ローパスフィルターで復調する方式（Ｄ級増幅、特許文献２参照）などが挙げられる。また、元信号を増幅回路で増幅する構成以外にも、圧電素子に印加する電圧を複数段階で切り替える方式（電圧切替方式、特許文献３参照）も提案されている。
【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
【特許文献３】特開２００４−１５３４１１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、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。Ｄ級増幅では、リニア増幅と比較してエネルギー効率が高いものの、大電流を高い周波数でスイッチングすることによってＥＭＩ（Electro Magnetic Interference：電波障害）が発生する、という問題がある。また、上述した単純な電圧切替方式では、ある程度の省電力化が図られるものの、改善の余地がある。
そこで、本発明のいくつかの態様の目的の一つは、エネルギー効率が高く、ＥＭＩの発生を抑え、消費電力を改善する液体吐出装置、ヘッドユニットおよび液体吐出装置の制御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、駆動信号の電圧に応じて変位する圧電素子と、液体が充填されるとともに、前記圧電素子の変位によって内部容積が増減するキャビティと、前記キャビティに連通し、前記キャビティの内部容積の増減によって、前記液体を吐出可能なノズルと、前記圧電素子に電荷を供給する電荷供給源と、前記電荷供給源により第１電圧が印加された第１信号経路と、前記電荷供給源により前記第１電圧よりも高い第２電圧が印加された第２信号経路と、前記駆動信号の電圧を制御する制御信号の電圧と前記圧電素子の保持電圧とに応じて、前記第１信号経路または前記第２信号経路を用いて前記圧電素子と前記電荷供給源とを電気的に接続する接続経路選択部と、を含み、前記電荷供給源は、２種類以上の電圧を出力する第１補助電源と、前記第１補助電源から出力される２種類以上の電圧を用いて、前記圧電素子に印加するための３種類以上の電圧を出力する第２補助電源と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
上記一態様に係る液体吐出装置によれば、接続経路選択部が、第１信号経路または第２信号経路を用いて圧電素子と電荷供給源との間を電気的に接続することによって、圧電素子を充電および放電させる。この充放電については、段階的に進行するので、電源電圧間で一気に行う従来構成と比較してエネルギー効率を高くすることができる。また、電荷供給源は、第１補助電源から出力される電圧を用いて、より多数の電圧を第２補助電源が出力するので、圧電素子に駆動信号を供給する際に用いる電圧分割数を多くすることができる。
【０００８】
上記一態様において、前記第１補助電源は、ｍ（ｍは複数）個の容量素子と、前記ｍ個の容量素子が電気的に直列に接続された直列状態と、前記ｍ個の容量素子が電気的に並列に接続された並列状態と、を切り替える第１切替部と、を含み、前記第２補助電源は、ｎ（ｎは複数）個の容量素子と、前記ｎ個の容量素子が電気的に直列に接続された直列状態と、前記ｎ個の容量素子が電気的に並列に接続された並列状態と、を切り替える第２切替部と、を含む構成としても良い。
この構成では、第１補助電源が出力する２種以上の電圧の間隔を揃えることができる。第２補助電源が出力する３種以上の電圧についても間隔を揃えることができる。
【０００９】
上記構成において、前記第２補助電源では、前記直列状態において、前記ｎ個の容量素子同士の接続地点のうち、いずれかの第１地点が前記第１信号経路に接続され、前記ｎ個の容量素子の接続地点のうち、前記第１地点よりも高位の第２地点が前記第２信号経路に接続されても良い。第１信号経路を介して回収された電荷が、ｍ個の容量素子の並列接続により分配されるとともに、直列接続により第１信号経路および第２信号経路に供給されて再利用されるので、電力消費を抑えることができる。
【００１０】
上記構成において、前記第１補助電源は、前記第２補助電源に、高位側をＡ電圧とする高位側電圧セットと、高位側を前記第Ａ電圧よりも低いＢ電圧とする低位側電圧セットとを、少なくとも供給する構成としても良い。なお、Ａ電圧、Ｂ電圧は、電圧を区別するためのラベルに過ぎない。
【００１１】
この構成において、前記第１補助電源は、前記第２補助電源に、前記駆動信号の電圧が第１駆動電圧である場合には、前記高位側電圧セットを供給し、前記駆動信号の電圧が前記第１駆動電圧よりも低い第２駆動電圧である場合には、前記低位側電圧セットを供給する構成でも良い。この構成では、第１補助電源が第２補助電源に供給する電圧セットが、圧電素子に印加される駆動信号の電圧に応じて切り替えられる。なお、駆動信号の電圧に応じて電圧セットを切り替えるときに、ヒステリシス特性を持たせても良い。
【００１２】
また、この構成において、前記駆動信号の電圧が前記第１駆動電圧よりも低く、かつ、前記第２駆動電圧よりも高い、第３駆動電圧は、前記高位側電圧セットの電圧範囲と前記低位側電圧セットの電圧範囲との双方に含まれる構成が好ましい。この構成によれば、高位側電圧セットの電圧範囲と低位側電圧セットの電圧範囲と重複する範囲があるので、制御電圧に対する圧電素子に印加される信号（駆動信号）の電圧の追従性が低下することを抑えることができる。
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば液体吐出装置の制御方法や、ヘッドユニットの単体など、様々な態様で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】印刷装置の制御ユニットおよびヘッドユニットの概略構成を示す図である。
【図２】ヘッドユニットにおける吐出部の構成を示す図である。
【図３】ヘッドユニットに供給される制御信号ＣＯＭ等の一例を示す波形図である。
【図４】印刷装置の要部構成を示すブロック図である。
【図５】制御信号Ｖinの電圧に対する補助電源回路の動作を示す図である。
【図６】補助電源回路の接続を示す図である。
【図７】ヘッドユニットにおけるドライバーの構成の一例を示す図である。
【図８】ドライバーにおける各レベルシフターの動作範囲を示す図である。
【図９】ドライバーにおける入力と出力との関係の一例を示す図である。
【図１０】レベルシフターにおける入力と出力との関係の一例を示す図である。
【図１１】ドライバーにおける電流（電荷）の流れを説明するための図である。
【図１２】ドライバーにおける電流（電荷）の流れを説明するための図である。
【図１３】ドライバーにおける電流（電荷）の流れを説明するための図である。
【図１４】ドライバーにおける電流（電荷）の流れを説明するための図である。
【図１５】補助電源回路における第１ＣＰ回路の構成の一例を示す図である。
【図１６】第１ＣＰ回路の動作を示す図である。
【図１７】補助電源回路における第２ＣＰ回路の構成の一例を示す図である。
【図１８】第２ＣＰ回路の動作を示す図である。
【図１９】実施形態における圧電素子に対する充放電の損失を示す図である。
【図２０】比較例その１における圧電素子に対する充放電の損失を示す図である。
【図２１】比較例その２における圧電素子に対する充放電の損失を示す図である。
【図２２】応用例（その１）の印刷装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２３】応用例（その１）における補助電源回路の動作等を示す図である。
【図２４】応用例（その１）における補助電源回路の接続を示す図である。
【図２５】応用例（その１）における補助電源回路の接続を示す図である。
【図２６】応用例（その２）の印刷装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２７】応用例（その２）における補助電源回路の動作等を示す図である。
【図２８】応用例（その２）における補助電源回路の接続を示す図である。
【図２９】応用例（その２）における補助電源回路の接続を示す図である。
【図３０】応用例（その２）における補助電源回路の接続を示す図である。
【図３１】応用例（その２）における第２ＣＰ回路の構成の一例を示す図である。
【図３２】第２ＣＰ回路の動作を示す図である。
【図３３】応用例（その３）におけるドライバーの構成の一例を示す図である。
【図３４】応用例（その３）のトランジスターの動作範囲を示すための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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説明する。
【００１５】
＜印刷装置の全体構成＞
この実施形態に係る印刷装置は、ホストコンピューターから供給された画像データに応じてインクを吐出することによって紙などの印刷媒体にインクドット群を形成し、これにより、当該画像データに応じた画像（文字、図形等を含む）を印刷するインクジェットプリンター、すなわち液体吐出装置である。
【００１６】
図１は、印刷装置１の概略構成を示す図である。
この図に示されるように、印刷装置１は、ホストコンピューターから供給された画像データに基づいて画像の印刷のための演算処理を実行する制御ユニット１０と、複数のノズルを有するヘッドユニット２０とを含んだ構成となっている。なお、制御ユニット１０とヘッドユニット２０とは、フレキシブルケーブル１９０を介して電気的に接続される。また、ヘッドユニット２０は、印刷媒体の送り方向（副走査方向）に対してほぼ直交する方向（主走査方向）に移動可能なキャリッジ（図示省略）に搭載される。
【００１７】
制御ユニット１０は、主制御部１２０と、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）１６０、１６４と、主電源回路１８０とを含む。
主制御部１２０は、ホストコンピューターから取得した画像データに基づいて、画像展開処理や、色変換処理、インク色分版処理、ハーフトーン処理などの印刷のための演算処理を実行して、ヘッドユニット２０のノズルからインクを吐出させるための複数種類の信号を生成する。複数種類の信号には、ＤＡＣ１６０に供給されるデジタルの制御データｄＣＯＭや、後述するヘッド制御部２２０に供給される各種信号が含まれる。
なお、主制御部１２０が実行する印刷のための各演算処理の内容は、ホストコンピューターが実行する場合もある。この演算処理の内容は、印刷装置の技術分野において周知の事項であるため、説明を省略する。
また、印刷装置１としては、ヘッドユニット２０を搭載したキャリッジを主走査方向に移動させるキャリッジモーターや、印刷媒体を副走査方向に搬送するための搬送モーターなどを含み、また、制御ユニット１０としては、これらのモーターに駆動信号を供給する構成を含むが、同様に周知の事項であるため、説明を省略する。
【００１８】
ＤＡＣ１６０は、制御データｄＣＯＭをアナログの制御信号ＣＯＭに変換してヘッドユニット２０に供給する。
主電源回路１８０は、制御ユニット１０の各部やヘッドユニット２０に電源電圧を供給し、特にヘッドユニット２０に対して電源電圧としてＶp、Ｇを供給する。
なお、Ｇ（グランド）は接地電位であり、この説明において特に説明のない限り、電圧ゼロの基準としている。また、電圧Ｖpは、実施形態においてグランドＧに対し高位側としている。
【００１９】
ヘッドユニット２０には、特に図示しないが、１色または複数色のインクがインク容器から流路を介して供給される。ヘッドユニット２０は、補助電源回路（電荷供給源）５０、ヘッド制御部２２０および選択部２３０のほか、ドライバー３０と圧電素子（ピエゾ素子）４０との複数組を含む。
【００２０】
補助電源回路５０は、主電源回路１８０による電源電圧Ｖp、Ｇを用いて電圧Ｖ０〜Ｖ６を生成し、複数のドライバー３０にわたって共通に供給する。なお、補助電源回路１５０の詳細な構成については詳述するが、電圧Ｖ０〜Ｖ６の各々は、本実施形態では常時一定ではなく、制御信号ＣＯＭの電圧に応じて切り替えられる構成となっている。
【００２１】
ヘッド制御部２２０は、主制御部１２０から供給された各種信号にしたがって選択部２３０の選択を制御するものである。
選択部２３０は、ドライバー３０および圧電素子４０の複数組のそれぞれに対応したスイッチ２３２を有し、各スイッチ２３２の一端は互いに接続されて、制御信号ＣＯＭが共通に供給される一方、他端は、それぞれに対応するドライバー３０の入力端に接続される。各スイッチ２３２は、ヘッド制御部２２０による制御にしたがってオン／オフするとともに、オンしたときに制御信号ＣＯＭをドライバー３０に供給する一方、オフしたときに制御信号ＣＯＭを遮断する。このため、選択部２３０は、制御ユニット１０から供給される制御信号ＣＯＭをヘッド制御部２２０にしたがって選択してドライバー３０に供給することになる。
なお、説明の便宜上、制御信号ＣＯＭのうち、ヘッド制御部２２０にしたがって選択されてドライバー３０に供給される制御信号をＶinと表記する。
【００２２】
ドライバー３０は、補助電源回路５０から供給される電圧Ｖ０〜Ｖ６を用い、選択部２３０から供給される制御信号Ｖinにしたがった電圧Ｖoutの駆動信号を出力して圧電素子４０を駆動する。
圧電素子４０の一端は、対応するドライバー３０の出力端に接続される一方、圧電素子４０の他端は、グランドＧに共通接地されている。
【００２３】
上述したように圧電素子４０は、ヘッドユニット２０における複数のノズルのそれぞれに対応して設けられて、その駆動によってインクを吐出させる。そこで次に、圧電素子４０への駆動によってインクを吐出させるための構成について簡単に説明する。
【００２４】
図２は、ヘッドユニット２０において、ノズル１個分に対応した吐出部４００の概略構成を示す図である。
図に示されるように、吐出部４００は、圧電素子４０と振動板４２１とキャビティ（圧力室）４３１とリザーバー４４１とノズル４５１とを含む。このうち、振動板４２１は、図において上面に設けられた圧電素子４０によって変形（屈曲振動）して、インクが充填されるキャビティ４３１の内部容積を拡大／縮小させる。ノズル４５１は、ノズルプレート４３２に設けられるとともに、キャビティ４３１に連通する開口部である。
【００２５】
この図で示される圧電素子４０は、一般にユニモルフ（モノモルフ）型と呼ばれ、圧電体４０１を一対の電極４１１、４１２で挟んだ構造である。この構造の圧電体４０１にあっては、電極４１１、４１２の間に印加された電圧に応じて、電極４１１、４１２、振動板４２１とともに図において中央部分が両端部分に対して上下方向に撓む。ここで、上方向に撓めば、キャビティ４３１の内部容積が拡大するので、インクがリザーバー４４１から引き込まれる一方、下方向に撓めば、キャビティ４３１の内部容積が縮小するので、インクがノズル４５１から吐出される。
なお、圧電素子４０は、ユニモルフ型に限らず、バイモルフ型や積層型など、圧電素子４０を変形させてインクのような液体を吐出させることができる型であれば良い。また、圧電素子４０は、屈曲振動に限られず、縦振動を用いる構成でも良い。
【００２６】
図３は、ヘッドユニット２０に供給される制御信号ＣＯＭ等の一例を示す図である。
この図に示されるように、制御信号ＣＯＭは、圧電素子４０を駆動する信号の最小単位である波形（台形波形）パターンＰＣＯＭ１からＰＣＯＭ４までが印刷周期Ｔａにおいて時系列的に連続した波形となっている。なお、制御信号ＣＯＭは、実際には、当該印刷周期Ｔａを１周期とした繰り返し波形である。
この印刷期間Ｔａにおいて、最初の１番目の期間Ｔ１には波形パターンＰＣＯＭ１が位置し、次の２番目の期間Ｔ２には波形パターンＰＣＯＭ２が位置し、３番目の期間Ｔ３には波形パターンＰＣＯＭ３が位置し、４番目の期間Ｔ４には波形パターンＰＣＯＭ４が位置している。
なお、波形パターンＰＣＯＭ１〜ＰＣＯＭ４は、各開始時および各終了時において電圧Ｖcとなっている。
【００２７】
本実施形態において波形パターンＰＣＯＭ２、ＰＣＯＭ３とは、互いにほぼ同一であり、仮にそれぞれが圧電素子４０に供給されたとすれば、ノズルから所定量の、例えば中程度の量のインクがそれぞれ吐出させる波形である。
端的にいえば、電圧の上昇に伴って圧電素子４０の中心部分が両端部分に対して上方向に撓み、キャビティ４３１の内部容積を拡大させて、インクをキャビティ４３１に引き込む一方、電圧の下降に伴って圧電素子４０の中心部分が下方向に撓み、キャビティ４３１の内部容積を縮小させて、インクをノズル４５１から吐出させる。
また、波形パターンＰＣＯＭ４は、波形パターンＰＣＯＭ２（ＰＣＯＭ３）とは異なる波形となっており、仮に波形パターンＰＣＯＭ４が圧電素子４０に供給されたとすれば、ノズルから上記所定量よりも少ない量のインクが吐出される波形である。
なお、波形パターンＰＣＯＭ１は、ノズルの開口部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、仮に波形パターンＰＣＯＭ１が圧電素子４０に供給されても、ノズルからインク滴が吐出されない。
【００２８】
一方、主制御部１２０から供給される各種信号には、ノズルから吐出させるインク量（階調）を画素毎に規定する２ビットの印字データや、印刷周期Ｔａの開始タイミングを規定するパルス、期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の開始タイミングを規定するパルスなどが供給される。
ヘッド制御部２２０は、主制御部１２０から供給された各種信号にしたがって、制御信号ＣＯＭをドライバー３０ごとに次のように選択して制御信号Ｖinとして供給する。
【００２９】
図３は、２ビットの印字データに対して、制御信号ＣＯＭが、ヘッド制御部２２０および選択部２３０によってどのように選択されて制御信号Ｖinとして供給されるかについても示している。
【００３０】
詳細には、あるノズルに対応する印字データが例えば（１１）のとき、ヘッド制御部２２０は、当該ノズルに対応するスイッチ２３２を、期間Ｔ２、Ｔ３においてオンさせる。このため、制御信号ＣＯＭのうち、波形パターンＰＣＯＭ２、ＰＣＯＭ３が選択されて、制御信号Ｖinとなる。後述するようにドライバー３０は、制御信号Ｖinの電圧に追従するような電圧Ｖoutの駆動信号を出力して当該ノズルに対応する圧電素子４０を駆動する。このため、当該ノズルからそれぞれに対応した中程度の量のインクが２回にわけて吐出される。したがって、印刷媒体上ではそれぞれのインクが着弾して合体する結果、大ドットが形成されることになる。
また、あるノズルに対応する印字データが（０１）のとき、ヘッド制御部２２０は、当該ノズルに対応するスイッチ２３２を、期間Ｔ３、Ｔ４においてオンさせる。このため、制御信号ＣＯＭのうち、波形パターンＰＣＯＭ３、ＰＣＯＭ４が選択されて、圧電素子４０が駆動されるので、当該ノズルからそれぞれに対応して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。したがって、印刷媒体上ではそれぞれのインクが着弾して合体する結果、中ドットが形成されることになる。
【００３１】
一方、あるノズルに対応する印字データが（１０）のとき、ヘッド制御部２２０は、当該ノズルに対応するスイッチ２３２を、期間Ｔ４においてのみオンさせる。このため、制御信号ＣＯＭのうち、波形パターンＰＣＯＭ４が選択されて、圧電素子４０が駆動されるので、当該ノズルから小程度の量のインクが１回だけ吐出される。したがって、印刷媒体上では小ドットが形成される。
そして、あるノズルに対応する印字データが（００）であれば、ヘッド制御部２２０は、当該ノズルに対応するスイッチ２３２を期間Ｔ１においてのみオンさせる。このため、制御信号ＣＯＭのうち、波形パターンＰＣＯＭ１が選択されて、圧電素子４０が駆動されるが、期間Ｔ１においてノズルの開口部付近のインクが微振動するのみである。したがって、インクは吐出されないので、印刷媒体上ではドットが形成されない、すなわち非記録となる。
このような印字データに応じて制御信号ＣＯＭを選択して制御信号Ｖin（電圧Ｖout）として供給することによって、大ドット、中ドット、小ドットおよび非記録の４階調が表現される。
【００３２】
なお、このような選択動作は、ノズル毎に同時並行的において実行される。さらに、図３に示した波形等は、あくまでも一例である。実際には、キャリッジの移動速度や印刷媒体の性質などに応じて、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、スイッチ２３２がオフであれば、選択部２３０の出力からドライバー３０の入力までの制御信号Ｖinの供給経路がハイ・インピーダンスになるが、実際には、寄生容量等によって、期間Ｔ１〜Ｔ４の開始時および終了時における電圧Ｖcに保持される。
ここでは、圧電素子４０が、電圧の上昇に伴って上方向に撓む例で説明するが、電極４１１、４１２に供給する電圧を逆転させると、圧電素子４０は、電圧の上昇に伴って下方向に撓むことになる。このため、圧電素子４０が、電圧の上昇に伴って下方向に撓む構成では、図に例示した制御信号ＣＯＭを、電圧Ｖcを基準に反転した波形となる。
【００３３】
なお、図３で判るように、例えば期間Ｔ１において、あるノズルに対応した圧電素子４０に供給される制御信号Ｖin(電圧Ｖout）は、波形パターンＰＣＯＭ１であるか、または、電圧Ｖcで一定であるかのいずれかである。また例えば期間Ｔ２において、あるノズルに対応した圧電素子４０に供給される制御信号Ｖin(電圧Ｖout）は、波形パターンＰＣＯＭ２であるか、または、電圧Ｖcで一定であるかのいずれかである。
すなわち、期間Ｔ１〜Ｔ４の各々において、圧電素子４０に供給される制御信号Ｖin(電圧Ｖout）は、制御信号ＣＯＭ（波形パターンＰＣＯＭ１〜ＰＣＯＭ４）であるか、または、電圧Ｖcで一定であるかのいずれかとなっている。
【００３４】
図４は、印刷装置１において１組のドライバー３０および圧電素子４０に着目したときの要部構成を示すブロック図である。
ドライバー３０に供給される制御信号Ｖinは、ＤＡＣ１６０によって変換された駆動信号ＣＯＭを、当該ドライバー３０に対応するスイッチ２３２のオンによって抜き出し、スイッチ２３２のオフによって電圧Ｖcに置換した信号ということができる。このため、図４では、制御信号Ｖinは、主制御部１２０、ＤＡＣ１６０を１つのブロックとした制御信号生成部１５から出力される構成として表現されている。
【００３５】
一方、本実施形態において、補助電源回路（電荷供給源）５０は、電圧比較回路５０５、第１ＣＰ（チャージポンプ）回路５１、第２ＣＰ回路５２および切替器５３５を含む。  第１ＣＰ回路５１、すなわち第１補助電源は、主電源回路１８０から供給される電源電圧Ｖp、Ｇをチャージポンプ回路で分圧・再配分することによって、電圧４Ｖp／５、３Ｖp／５、２Ｖp／５、Ｖp／５を生成する。
なお、電圧は高い順に、
Ｖp＞４Ｖp／５＞３Ｖp／５＞２Ｖp／５＞Ｖp／５＞Ｇ
である。
ただし、本実施形態では、電圧４Ｖp／５および電圧Ｖp／５を用いずに、電圧３Ｖp／５、２Ｖp／５と、電圧Ｖp、Ｇとを切替器５３５に供給する。
切替器５３５は、本実施形態では２極２投型のスイッチであり、高位側電圧セット（Ｖp、２Ｖp／５）または低位側電圧セット（３Ｖp／５、Ｇ）のいずれかを、電圧比較回路５０５の指示によって選択する。
【００３６】
電圧比較回路５０５は、制御信号ＣＯＭの電圧を閾値と比較して、その比較結果に応じて切替器５３５で選択すべき電圧セットを指示する。具体的には、電圧比較回路５０５は、切替器５３５に対して、制御信号ＣＯＭの電圧が閾値以上であれば、高位側電圧セット（Ｖp、２Ｖp／５）の選択を指示し、制御信号ＣＯＭの電圧が閾値未満であれば、低位側電圧セット（３Ｖp／５、Ｇ）の選択を指示する。
ただし、電圧比較回路５０５は、制御信号ＣＯＭの比較においてヒステリシス特性を有する。具体的には、閾値には、制御信号ＣＯＭの電圧が上昇する際に用いられる閾値Ｖth-upと下降する際に用いられる閾値Ｖth-dnとがあり、閾値Ｖth-up、Ｖth-dnは、
（３Ｖp／５＞）Ｖth-dn（＞Ｖp／２）＞Ｖth-dn（＞２Ｖp／５）
という関係に設定されている。
なお、説明の便宜上、切替器５３５において選択される電圧セットのうち、高位側電圧が出力される端子をＯut-Hと表記し、低位側電圧が出力される端子をＯut-Lと表記している。
また、第１ＣＰ回路５１、電圧比較回路５０５および切替器５３５の１ブロックによって、第２ＣＰ回路５２に、高位側電圧セットと低位側電圧セットとを切り替えて出力するので、当該１ブロックを広義の第１ＣＰ回路と概念することが可能である。
【００３７】
第２ＣＰ回路５２、すなわち第２補助電源は、切替器５３５の出力端子Ｏut-H、Ｏut-Lから出力される電圧を、チャージポンプ回路で分圧・再配分することによって６分割して出力する。詳細には、出力端子Ｏut-Hの電圧をＶ６と表記し、出力端子Ｏut-Lの電圧をＶ０と表記したときに、電圧（Ｖ６−Ｖ０）を６分割して、その中間電圧として高い順に電圧Ｖ５、Ｖ４、Ｖ３、Ｖ２、Ｖ１を出力する。
なお、図４において括弧書で記載されているように、ドライバー３０が接続経路選択部に相当する。
【００３８】
図５は、制御信号ＣＯＭの電圧に対する補助電源回路５０の動作を説明するための図である。なお、この図では、例示のために、制御信号ＣＯＭのうち、もっとも振幅変化が大きい波形パターンＰＣＯＭ２（またはＰＣＯＭ３）を抜き出した状態で示している。
この図に示されるように、制御信号ＣＯＭが取り得る電圧範囲は、電圧Ｇ（ゼロ）以上電圧Ｖｐ未満である。
上述したように、制御信号ＣＯＭの電圧が上昇する過程において閾値Ｖth-up以上になったとき、電圧比較回路５０５は、切替器５３５に対して、電圧（Ｖ６−Ｖ０）として電圧（Ｖp−２Ｖp／５）に切り替える一方、制御信号ＣＯＭの電圧が下降する過程において閾値Ｖth-up未満になったとき、電圧（Ｖ６−Ｖ０）として電圧（３Ｖp／５−Ｇ）に切り替える。このため、第２ＣＰ回路５２が生成する電圧（Ｖ６−Ｖ０）は、制御信号ＣＯＭの電圧に応じて、図５の右欄の（ａ）または（ｂ）に示されるように切り替えられる。
換言すれば、スイッチの２３２のオンによって制御信号Ｖinが制御信号ＣＯＭの波形パターンとなる場合、制御信号ＣＯＭの電圧の変化に対し、ドライバー３０に供給される電圧電圧（Ｖ６−Ｖ０）の範囲に制御信号Ｖinの電圧が含まれるように、比較回路５０５および切替器５３５による切り替えが実行される。
【００３９】
制御信号ＣＯＭにおける電圧Ｖcは、本実施形態では、閾値Ｖth-up以上であって閾値Ｖth-up未満の範囲に設定される。このため、スイッチ２３２のオフによって、または、期間Ｔ１〜Ｔ４の開始時、終了時において、制御信号Ｖinが電圧Ｖcとなる場合でも、比較回路５０５および切替器５３５による切り替えにかかわらず、当該電圧Ｖcは、ドライバー３０に供給される電圧電圧（Ｖ６−Ｖ０）の範囲に含まれることになる。
換言すれば、電圧Ｖcは、電圧（Ｖp−２Ｖp／５）と電圧（３Ｖp／５−Ｇ）との重複範囲に位置している。
【００４０】
なお、説明の便宜上、制御信号ＣＯＭの電圧が上昇する過程において閾値Ｖth-up以上になってから、下降する過程において閾値Ｖth-dn未満になるまでを第１区間と表記している。また、制御信号ＣＯＭの電圧が下降する過程において閾値Ｖth-dn未満になってから、上昇に転じて、閾値Ｖth-up以上になるまでを第２区間と表記している。
【００４１】
図６は、補助電源回路５０における第１ＣＰ回路５１と第２ＣＰ回路５２との接続を示す図である。なお、第１ＣＰ回路５１は、電圧Ｖp、３Ｖp／５、２Ｖp／５、Ｇを出力するので、図においては、簡易的に電源電圧Ｖp、Ｇの間に直列接続された５個の容量素子で表現されている。
第１区間では、切替器５３５における出力端子Ｏut-Hが電圧Ｖpとなり、出力端子Ｏut-Lが電圧２Ｖp／５となる。このため、第１ＣＰ回路５１および第２ＣＰ回路５２は、同図（ａ）に示されるような接続状態となる。
また、第２区間では、切替器５３５における出力端子Ｏut-Hが電圧３Ｖp／５となり、出力端子Ｏut-Lが電圧Ｇとなる。このため、第１ＣＰ回路５１および第２ＣＰ回路５２は、同図（ｂ）に示されるような接続状態となる。
【００４２】
圧電素子４０は、ヘッドユニット２０における複数のノイズの各々に対応して設けられるとともに、各々が組となるドライバー３０によって駆動される。
【００４３】
図７は、１個の圧電素子４０を駆動するドライバー３０の構成の一例を示す図である。
この図に示されるように、ドライバー３０は、オペアンプ３２と、単位回路３４ａ〜３４ｆと、コンパレーター３８ａ〜３８ｅとを含み、制御信号Ｖinにしたがって圧電素子４０を駆動する構成となっている。
ドライバー３０は、電圧Ｖ６〜Ｖ０を用いる。これらの７種類の電圧は、それぞれ配線５１０〜５１６を介して補助電源回路５０（第２ＣＰ回路５２）から供給される。
【００４４】
ドライバー３０の入力端であるオペアンプ３２の入力端（＋）には、選択部２３０（スイッチ２３２）で選択された制御信号Ｖinが供給される。
オペアンプ３２の出力信号は、単位回路３４ａ〜３４ｆにそれぞれ供給されるとともに、抵抗Ｒfを介してオペアンプ３２の入力端（−）に負帰還され、さらに抵抗Ｒinを介してグランドＧに接地される。このため、オペアンプ３２は、制御信号Ｖinを（１＋Ｒf／Ｒin）倍に非反転増幅することになる。
オペアンプ３２の電圧増幅率は、抵抗Ｒf、Ｒinによって設定することができるが、便宜上、以降においてはＲfをゼロとし、Ｒinを無限大とする。すなわち、以降においては、オペアンプ３２の電圧増幅率を「１」に設定して、制御信号Ｖinがそのまま単位回路３４ａ〜３４ｆに供給されるものとして説明する。なお、電圧増幅率が「１」以外であっても良いのはもちろんである。
【００４５】
単位回路３４ａ〜３４ｆは、上記７種類の電圧Ｖ６〜Ｖ０のうち、互いに隣り合う２つの電圧に対応して電圧の低い順に設けられる。詳細には、
単位回路３４ａは電圧Ｖ０および電圧Ｖ１に対応し、
単位回路３４ｂは電圧Ｖ１および電圧Ｖ２に対応し、
単位回路３４ｃは電圧Ｖ２および電圧Ｖ３に対応し、
単位回路３４ｄは電圧Ｖ３および電圧Ｖ４に対応し、
単位回路３４ｅは電圧Ｖ４および電圧Ｖ５に対応し、
単位回路３４ｆは電圧Ｖ５および電圧Ｖ６に対応して設けられる。
【００４６】
単位回路３４ａ〜３４ｆの回路構成は互いに同じであり、レベルシフター３６ａ〜３６ｆのいずれか対応するもの１つと、バイポーラ型のＮＰＮ型のトランジスター３４１とＰＮＰ型のトランジスター３４２とを含む。
なお、単位回路３４ａ〜３４ｆについて、特定せずに一般的に説明するときには、単に符号を「３４」として説明し、同様に、レベルシフター３６ａ〜３６ｆについても、特定せずに一般的に説明するときには、単に符号を「３６」として説明する。
【００４７】
レベルシフター３６は、イネーブル（enable）状態とディセーブル（disable）状態とのいずれかの状態をとる。詳細には、レベルシフター３６は、丸印が付された負制御端に供給される信号がＬレベルであって、かつ、丸印が付されていない正制御端に供給される信号がＨレベルであるときに、イネーブル状態になり、それ以外のときは、ディセーブル状態となる。
【００４８】
後述するように上記７種類の電圧のうち、中間の５種類の電圧Ｖ１〜Ｖ５には、コンパレーター３８ａ〜３８ｅのそれぞれが一対一に対応付けられる。
ここで、ある単位回路３４に着目したときに、当該単位回路３４におけるレベルシフター３６の負制御端には、当該単位回路３４に対応する２つの電圧のうち、高位側の電圧に対応付けられたコンパレーターの出力信号が供給され、当該レベルシフター３６の正制御端には、当該単位回路に対応する２つの電圧のうち、低位側の電圧に対応付けられたコンパレーターの出力信号が供給される。
ただし、単位回路３４ｆにおけるレベルシフター３６ｆの負制御端は電圧Ｖ０を供給する配線５１０に接続される一方、単位回路３４ａにおけるレベルシフター３６ａの正制御端は、電圧Ｖ６を供給する配線５１６に接続される。
【００４９】
また、レベルシフター３６は、イネーブル状態では、入力された制御信号Ｖinの電圧をマイナス方向に所定値だけシフトさせてトランジスター３４１のベース端子に供給するとともに、制御信号Ｖinの電圧をプラス方向に所定値だけシフトさせてトランジスター３４２のベース端子に供給する。レベルシフター３６は、ディセーブル状態では、制御信号Ｖinにかかわらず、トランジスター３４１をオフさせる電圧、例えば電圧Ｖ６を当該トランジスター３４１のベース端子に供給するとともに、トランジスター３４２をオフさせる電圧、例えば電圧Ｖ０を当該トランジスター３４２のベース端子に供給する。
なお、所定値としては、例えばエミッタ端子に電流が流れ始めるベース・エミッタ間の電圧（バイアス電圧、約０．６ボルト）としている。すなわち、ここでいう所定値は、トランジスター３４１、３４２の特性に応じて定められる性質ものであって、トランジスター３４１、３４２が理想的であればゼロである。
【００５０】
トランジスター３４１のコレクタ端子には、対応する２電圧のうち、高位側電圧が供給され、トランジスター３４２のコレクタ端子には、低位側電圧が供給される。
例えば、電圧Ｖ０および電圧Ｖ１に対応する単位回路３４ａでは、トランジスター３４１のコレクタ端子が電圧Ｖ１を供給する配線５１１に接続され、トランジスター３４２のコレクタ端子が電圧Ｖ０を供給する配線５１０に接続される。また例えば、電圧Ｖ１および電圧Ｖ２に対応する単位回路３４ｂでは、トランジスター３４１のコレクタ端子が電圧Ｖ２を供給する配線５１２に接続され、トランジスター３４２のコレクタ端子が電圧Ｖ１を供給する配線５１１に接続される。なお、電圧Ｖ５および電圧Ｖ６に対応する単位回路３４ｆでは、トランジスター３４１のコレクタ端子が電圧Ｖ６を供給する配線５１６に接続され、トランジスター３４２のコレクタ端子が電圧Ｖ５を供給する配線５１５に接続される。
【００５１】
一方、単位回路３４ａ〜３４ｆにおいてトランジスター３４１、３４２の各エミッタ端子は、圧電素子４０の一端に共通接続されるとともに、トランジスター３４１、３４２の各エミッタ端子の共通接続点が、ドライバー３０の出力端として圧電素子４０の一端に接続される。
なお、圧電素子４０の一端の電圧をＶoutとしている。
【００５２】
コンパレーター３８ａ〜３８ｅは、５種類の電圧Ｖ１〜Ｖ６に、それぞれ一対一に対応しており、２つの入力端に供給された電圧同士の高低を比較して、その比較結果を示す信号を出力する。ここで、コンパレーター３８ａ〜３８ｅにおける２つの入力端のうち、一端には、自身に対応する電圧が供給され、他端は、トランジスター３４１、３４２の各エミッタ端子とともに圧電素子４０の一端に共通接続される。例えば電圧Ｖ１に対応するコンパレーター３８ａでは、２つの入力端のうち、一端に、自身に対応する電圧Ｖ１が供給され、また例えば電圧Ｖ２に対応するコンパレーター３８ｂでは、２つの入力端のうち、一端に、自身に対応する電圧Ｖ２が供給される。
【００５３】
コンパレーター３８ａ〜３８ｅのそれぞれは、入力端における他端の電圧Ｖoutが一端の電圧以上であればＨレベルとし、電圧Ｖoutが一端の電圧未満であればＬレベルとした信号を出力する。
具体的には例えば、コンパレーター３８ａは、電圧Ｖoutが電圧Ｖ１以上であればＨレベルとし、電圧Ｖ１未満であればＬレベルの信号を出力する。また例えば、コンパレーター３８ｂは、電圧Ｖoutが電圧Ｖ２以上であればＨレベルとし、電圧Ｖ２未満であればＬレベルの信号を出力する。
【００５４】
５種類の電圧のうち、１つの電圧に着目したとき、当該着目した電圧に対応するコンパレーターの出力信号は、当該電圧を高位側電圧とする単位回路のレベルシフター３６の負入力端と、当該電圧を低位側電圧とする単位回路のレベルシフター３６の正入力端とにそれぞれ供給される点について上述した通りである。
例えば、電圧Ｖ１に対応するコンパレーター３８ａの出力信号は、当該電圧Ｖ１を高位側電圧として対応付けられた単位回路３４ａのレベルシフター３６ａの負入力端と、当該電圧Ｖ１を低位側電圧として対応付けられた単位回路３４ｂのレベルシフター３６ｂの正入力端とにそれぞれ供給される。また例えば、電圧Ｖ２に対応するコンパレーター３８ｂの出力信号は、当該電圧Ｖ２を高位側電圧として対応付けられた単位回路３４ｂのレベルシフター３６ｂの負入力端と、当該電圧Ｖ２を低位側電圧として対応付けられた単位回路３４ｃのレベルシフター３６ｃの正入力端とにそれぞれ供給される。
【００５５】
なお、電圧Ｖ１、Ｖ２、…のそれぞれを第１電圧、第２電圧、…としたときに、配線５１１、５１２、…のそれぞれが第１信号経路、第２信号経路、…に相当する。
【００５６】
次に、ドライバー３０の動作について説明する。
なお、ドライバー３０に供給される電圧（Ｖ６−Ｖ０）は、制御信号ＣＯＭに応じて高位側電圧セットまたは低位側電圧セットに切り替えられるが、ここでは、高位側電圧セットである場合を先に説明し、低位側電圧セットに切り替えが発生した場合の動作については後述することにする。
【００５７】
まず、圧電素子４０における一端の電圧Ｖoutに対して、レベルシフター３６ａ〜３６ｆがどのような状態になるのかについて検討する。なお、高位側電圧セット（Ｖp、２Ｖp／５）が選択されている場合、電圧Ｖ６〜Ｖ０は、図５の右欄において（ａ）に示される関係となる。
【００５８】
図８は、レベルシフター３６ａ〜３６ｆが電圧Ｖoutに対してイネーブル状態となる電圧の範囲を示す図である。
まず、電圧Ｖoutが電圧Ｖ１未満である第１状態では、コンパレーター３８ａ〜３８ｆの出力信号はすべてＬレベルとなる。このため、第１状態では、レベルシフター３６ａのみがイネーブル状態になり、他のレベルシフター３６ｂ〜３６ｆはディセーブル状態になる。
電圧Ｖoutが電圧Ｖ１以上電圧Ｖ２未満である第２状態では、コンパレーター３８ｂの出力信号だけがＨレベルとなり、他のコンパレーターの出力信号はＬレベルとなる。したがって、第２状態では、レベルシフター３６ｂのみがイネーブル状態になり、他のレベルシフター３６ａ、３６ｃ〜３６ｆはディセーブル状態になる。
【００５９】
以降については、電圧Ｖoutが、電圧Ｖ２以上電圧Ｖ３未満の第３状態では、レベルシフター３６ｃのみがイネーブル状態になり、電圧Ｖ３以上電圧Ｖ４未満の第４状態では、レベルシフター３６ｄのみがイネーブル状態になり、電圧Ｖ４以上電圧Ｖ５未満の第５状態では、レベルシフター３６ｅのみがイネーブル状態になり、電圧Ｖ５以上の第６状態では、レベルシフター３６ｆのみがイネーブル状態になる。
【００６０】
さて、第１状態においてレベルシフター３６ａがイネーブル状態のとき、当該レベルシフター３６ａは、制御信号Ｖinをマイナス方向に所定値だけレベルシフトした電圧信号を単位回路３４ａにおけるトランジスター３４１のベース端子に供給し、制御信号Ｖinをプラス方向に所定値だけレベルシフトした電圧信号を当該単位回路３４ａにおけるトランジスター３４２のベース端子に供給する。
【００６１】
ここで、制御信号Ｖinの電圧が電圧Ｖout（エミッタ端子同士の接続点電圧）よりも高いとき、その差（ベース・エミッタ間の電圧、厳密にいえばベース・エミッタ間の電圧から所定値だけ減じた電圧）に応じた電流がトランジスター３４１のコレクタ端子からエミッタ端子に流れる。このため、電圧Ｖoutが徐々に上昇して制御信号Ｖinの電圧に近づき、やがて電圧Ｖoutが制御信号Ｖinの電圧に一致すると、その時点でトランジスター３４１に流れていた電流がゼロになる。
【００６２】
一方、制御信号Ｖinの電圧が電圧Ｖoutよりも低いとき、その差に応じた電流がトランジスター３４２のエミッタ端子からコレクタ端子に流れる。このため、電圧Ｖoutが徐々に低下して制御信号Ｖinの電圧に近づき、やがて電圧Ｖoutが制御信号Ｖinの電圧に一致すると、その時点でトランジスター３４２に流れる電流がゼロになる。
したがって、第１状態において、単位回路３４ａのトランジスター３４１、３４２は、電圧Ｖoutを制御信号Ｖinに一致させるような制御を実行することになる。
【００６３】
なお、第１状態において、単位回路３４ａ以外の単位回路３４ｂ〜３４ｆでは、レベルシフター３６がディセーブル状態となるので、トランジスター３４１のベース端子には電圧Ｖ６が供給され、トランジスター３４２のベース端子には電圧Ｖ０が供給される。このため、第１状態において、単位回路３４ｂ〜３４ｆでは、トランジスター３４１、３４２がオフするので、電圧Ｖoutの制御には関与しないことになる。
【００６４】
また、ここでは、第１状態であるときについて説明しているが、第２状態〜第６状態についても同様な動作となる。詳細には、圧電素子４０で保持された電圧Ｖoutに応じて、単位回路３４ａ〜３４ｆのいずれかが有効になるとともに、有効になった単位回路３４のトランジスター３４１、３４２が電圧Ｖoutを制御信号Ｖinに一致させるように制御する。このため、ドライバー３０の全体としてみたときに、電圧Ｖoutが、制御信号Ｖinの電圧に追従する動作となる。
【００６５】
したがって、図９の（ａ）に示されるように、制御信号Ｖinが例えば電圧Ｖ０から電圧Ｖ６まで上昇するとき、電圧Ｖoutも制御信号Ｖinに追従して電圧Ｖ０から電圧Ｖ６まで変化する。また、同図の（ｂ）に示されるように、制御信号Ｖinが電圧Ｖ６から低下するとき、電圧Ｖoutも制御信号Ｖinに追従して電圧Ｖ６から変化する。
なお、本実施形態では、制御信号ＣＯＭが閾値Ｖth-upを以上になったときに、電圧Ｖ６〜Ｖ０が高位側電圧セットに切り替えられ、制御信号ＣＯＭが閾値Ｖth-dnを下回ったときに、電圧Ｖ６〜Ｖ０が低位側電圧セットに切り替えられる。
【００６６】
図１０は、レベルシフターの動作を説明するための図である。
制御信号Ｖinが電圧Ｖ０から電圧Ｖ６まで上昇変化するとき、電圧Ｖoutも制御信号Ｖinに追従して上昇する。この上昇の過程において、電圧Ｖoutが電圧Ｖ１未満の第１状態のとき、レベルシフター３６ａがイネーブル状態になる。このため、同図の（ａ）で示されるように、レベルシフター３６ａによってトランジスター３４１のベース端子に供給される電圧（「Ｐ型」と表記）は、制御信号Ｖinをマイナス方向に所定値だけシフトさせた電圧となり、トランジスター３４２のベース端子に供給される電圧（Ｎ型と表記）は、制御信号Ｖinをプラス方向に所定値だけシフトさせた電圧となる。一方、第１状態以外のときに、レベルシフター３６ａがディセーブル状態になるので、トランジスター３４１のベース端子に供給される電圧はＶ６となり、トランジスター３４２のベース端子に供給される電圧はＶ０となる。
【００６７】
なお、同図の（ｂ）は、レベルシフター３６ｂが出力する電圧波形を示し、同図の（ｃ）は、レベルシフター３６ｆが出力する電圧波形を示す。レベルシフター３６ｂは、電圧Ｖoutが電圧Ｖ１以上電圧Ｖ２未満の第２状態のときにイネーブル状態になり、レベルシフター３６ｆは、電圧Ｖoutが電圧Ｖ５以上電圧Ｖ６未満の第６状態のときにイネーブル状態になる点について留意すれば、特段の説明は要しないであろう。
また、制御信号Ｖinの電圧（または電圧Ｖout）の上昇過程におけるレベルシフター３６ｃ〜３６ｅの動作についての説明や、制御信号Ｖinの電圧（または電圧Ｖout）の下降過程におけるレベルシフター３６ａ〜３６ｆの動作の説明についても省略する。
【００６８】
次に、単位回路３４ａ〜３４ｆにおける電流（電荷）の流れについて、単位回路３４ａ、３４ｂを例にとり、充電時と放電時とにわけてそれぞれに説明する。
【００６９】
図１１は、第１状態（電圧Ｖoutが電圧Ｖ１未満の状態）のときに、圧電素子４０が充電されるときの動作を示す図である。
第１状態では、レベルシフター３６ａがイネーブル状態になり、他のレベルシフター３６ｂ〜３６ｆはディセーブル状態になるので、単位回路３４ａのみに着目すれば良い。
第１状態において制御信号Ｖinの電圧が電圧Ｖoutよりも高いとき、単位回路３４ａのトランジスター３４１はベース・エミッタ間の電圧に応じた電流を流す。一方、単位回路３４ａのトランジスター３４２はオフである。
【００７０】
第１状態において充電時では、電流が、図において矢印で示されるように配線５１１→（単位回路３４ａの）トランジスター３４１→圧電素子４０という経路で流れて、圧電素子４０に電荷が充電される。この充電により電圧Ｖoutが上昇する。やがて、電圧Ｖoutが制御信号Ｖinの電圧に近づき、一致すると、単位回路３４ａのトランジスター３４１がオフするので、圧電素子４０への充電が停止する。
一方で、制御信号Ｖinが電圧Ｖ１以上に上昇する場合、電圧Ｖoutも制御信号Ｖinに追従して電圧Ｖ１以上になるので、第１状態から第２状態（電圧Ｖoutが電圧Ｖ１以上電圧Ｖ２未満の状態）に移行する。
【００７１】
図１２は、第２状態において圧電素子４０が充電されるときの動作を示す図である。
第２状態では、レベルシフター３６ｂがイネーブル状態になり、他のレベルシフター３６ａ、３６ｃ〜３６ｆはディセーブル状態になるので、単位回路３４ｂのみに着目すれば良い。
第２状態において制御信号Ｖinが電圧Ｖoutよりも高いとき、単位回路３４ｂのトランジスター３４１はベース・エミッタ間の電圧に応じた電流を流す。一方、単位回路３４ｂのトランジスター３４２はオフである。
【００７２】
第２状態において充電時では、電流が、図において矢印で示されるように、配線５１２→（単位回路３４ｂの）トランジスター３４１→圧電素子４０という経路で流れて、圧電素子４０に電荷が充電される。すなわち、第２状態において圧電素子４０が充電される場合、圧電素子４０の一端は、補助電源回路５０に対して配線５１２を介して電気的に接続されることになる。
このように、電圧Ｖoutの上昇時において第１状態から第２状態に移行すると、電流の供給元が配線５１１から配線５１２に切り替わる。
【００７３】
やがて、電圧Ｖoutが制御信号Ｖinに近づき、一致すると、単位回路３４ｂのトランジスター３４１がオフするので、圧電素子４０への充電が停止する。
一方で、制御信号Ｖinが電圧Ｖ２以上に上昇する場合、電圧Ｖoutも制御信号Ｖinに追従するので、電圧Ｖ２以上になる結果、第２状態から第３状態（電圧Ｖoutが電圧Ｖ２以上電圧Ｖ３未満の状態）に移行する。
なお、第３状態から第６状態までの充電動作については、ほぼ同様であるので、特に図示しないが、電流（電荷）の供給元が配線５１３、５１４、５１５、５１６に順次に切り替わる。
【００７４】
図１３は、第２状態のときに、圧電素子４０が放電するときの動作を示す図である。
第２状態では、レベルシフター３６ｂがイネーブル状態になる。この状態において、制御信号Ｖinが電圧Ｖoutよりも低いとき、単位回路３４ｂのトランジスター３４２はベース・エミッタ間の電圧に応じた電流を流す。一方、単位回路３４ｂのトランジスター３４１はオフである。
【００７５】
第２状態において放電時では、電流が、図において矢印で示されるように、圧電素子４０→（単位回路３４ｂの）トランジスター３４２→配線５１１という経路で流れて、圧電素子４０から電荷が放電される。すなわち、第１状態において圧電素子４０に電荷が充電される場合、および、第２状態において圧電素子４０から電荷が放電される場合、圧電素子４０の一端は、補助電源回路５０に対して配線５１１を介して電気的に接続される。また、配線５１１は、第１状態の充電時では電流（電荷）を供給し、第２状態の放電時では電流（電荷）を回収することになる。回収された電荷は、補助電源回路５０によって再分配、再利用されることなる。
【００７６】
やがて、電圧Ｖoutが制御信号Ｖinに近づき、一致すると、単位回路３４ｂのトランジスター３４２がオフするので、圧電素子４０の放電が停止する。
一方で、制御信号Ｖinが電圧Ｖ１未満に低下する場合、電圧Ｖoutも制御信号Ｖinに追従して、電圧Ｖ１未満になるので、第２状態から第１状態に移行する。
【００７７】
図１４は、第１状態のときに、圧電素子４０が放電するときの動作を示す図である。
第１状態では、レベルシフター３６ａがイネーブル状態になる。この状態において、制御信号Ｖinが電圧Ｖoutよりも低いとき、単位回路３４ａのトランジスター３４２はベース・エミッタ間の電圧に応じた電流を流す。
なお、このとき単位回路３４ａのトランジスター３４１はオフである。
第１状態において放電時では、電流が、図において矢印で示されるように、圧電素子４０→（単位回路３４ａの）トランジスター３４２→配線５１０という経路で流れて、圧電素子４０から電荷が放電される。
【００７８】
なお、ここでは、単位回路３４ａ、３４ｂを例にとって、充電時と放電時とにわけて説明したが、単位回路３４ｃ〜３４ｆについて、電流を制御するトランジスター３４１、３４２が異なる点を除けば、ほぼ同様な動作となる。
また、各状態における放電経路および充電経路において、圧電素子４０の一端からトランジスター３４１、３４２におけるエミッタ端子同士の接続点までの経路は共用である。
【００７９】
本実施形態では、制御信号ＣＯＭが閾値Ｖth-dnを下回ったときに、電圧Ｖ６〜Ｖ０が図５の右欄において（ｂ）に示される低位側電圧セットに切り替えられる。このため、電圧Ｖ６は電圧３Ｖp／５となり、電圧Ｖ０は電圧Ｇとなり、電圧Ｖ５〜Ｖ１が電圧３Ｖp／５〜電圧Ｇを６分割する中間電圧となる。
図５の右欄（ａ）の高位側電圧セットに対応する電圧Ｖ６〜Ｖ０において、閾値Ｖth-dnは、電圧Ｖ０から電圧Ｖ０までの範囲に含まれる。このため、制御信号ＣＯＭの電圧が閾値Ｖth-dnを下回る直前において、ドライバー３０では、レベルシフター３６ａがイネーブル状態となる。一方、図５の右欄（ｂ）の低位側電圧セットに対応する電圧Ｖ６〜Ｖ０において、閾値Ｖth-dnは、電圧Ｖ５から電圧Ｖ４までの範囲に含まれる。このため、制御信号ＣＯＭの電圧が閾値Ｖth-dnを下回った直後において、ドライバー３０では、レベルシフター３６ｅがイネーブル状態となる。
したがって、高位側電圧セットから低位側電圧セットに切り替えられるときに、ドライバー３０では、レベルシフター３６ａからレベルシフター３６ｅにイネーブル状態が切り替わるので、電圧Ｖoutの制御は、単位回路３４ａから単位回路３４ｅに変更される。以降の動作は、電圧Ｖ６〜Ｖ０が高位側電圧セットである場合と同様である。
【００８０】
また、制御信号ＣＯＭが閾値Ｖth-up以上となったときに、電圧Ｖ６〜Ｖ０が（ｂ）の低位側電圧セットから（ａ）の高位側電圧セットに切り替えられる。このため、電圧Ｖ６は電圧Ｖpとなり、電圧Ｖ０は電圧２Ｖp／５となり、電圧Ｖ５〜Ｖ１が電圧Ｖp〜電圧２Ｖp／５を６分割する中間電圧となる。
（ｂ）の低位側電圧セットの電圧Ｖ６〜Ｖ０において、閾値Ｖth-upは、電圧Ｖ５から電圧Ｖ６までの範囲に含まれる。このため、制御信号ＣＯＭの電圧が閾値Ｖth-up以上となる直前において、ドライバー３０では、レベルシフター３６ｆがイネーブル状態となる。一方、（ａ）の高位側電圧セットの電圧Ｖ６〜Ｖ０において、閾値Ｖth-upが電圧Ｖ１から電圧Ｖ２までの範囲に含まれる。このため、制御信号ＣＯＭの電圧が閾値Ｖth-up以上となった直後において、ドライバー３０では、レベルシフター３６ｂがイネーブル状態となる。
したがって、低位側電圧セットから高位側電圧セットに切り替えられるときに、ドライバー３０では、レベルシフター３６ｆからレベルシフター３６ｂにイネーブル状態が切り替わるので、電圧Ｖoutの制御は、単位回路３４ｆから単位回路３４ｂに変更される。以降の動作は、すでに述べた通りである。
【００８１】
なお、スイッチ２３２のオフにより、制御信号Ｖinが電圧Ｖcであれば、電圧Ｖ６〜Ｖ０が低位側電圧セットまたは高位側電圧セットのいずれであっても、当該電圧Ｖcは当該電圧Ｖ６〜Ｖ０の範囲に含まれる。このため、ドライバー３０では、電圧Ｖoutが、制御信号Ｖinの電圧Ｖcとなるような制御が実行されることになる。
【００８２】
このように本実施形態では、制御信号ＣＯＭの電圧に応じて、電圧Ｖ６〜Ｖ０が低位側電圧セットまたは高位側電圧セットのいずれかに切り替えられて、ドライバー３０に供給されるとともに、当該ドライバー３０が、制御信号ＣＯＭを抜き出した（または、電圧Ｖcに置換された）制御信号Ｖinの電圧となるように電圧Ｖoutを制御する。
【００８３】
次に、補助電源回路５０における第１ＣＰ回路５１および第２ＣＰ回路５２について説明する。
【００８４】
図１５は、第１ＣＰ回路５１の構成の一例を示す図である。
この図に示されるように、第１ＣＰ回路５１は、スイッチＳｗ３ｄ、Ｓｗ３ｕ、Ｓｗ４ｄ、Ｓｗ４ｕ、Ｓｗ５ｄ、Ｓｗ５ｕ、Ｓｗ６ｄ、Ｓｗ６ｕと、容量素子Ｃ５１、Ｃ５２、Ｃ５３、Ｃ５４、Ｃ５５、Ｃ１ａ、Ｃ２ａ、Ｃ３ａ、Ｃ４ａとを含んだ構成となっている。
これらのうち、スイッチは、いずれも１極２投（単極双投）であり、共通端子を制御信号Ａ／Ｂにしたがって端子ａ、ｂのいずれかに接続する。制御信号Ａ／Ｂは、簡略化して説明すれば、例えばデューティ比が約５０％のパルス信号であり、その周波数は、制御信号ＣＯＭの周波数に対して例えば２０倍程度に設定される。このような制御信号Ａ／Ｂは、補助電源回路５０における内部発振器（図示省略）により生成しても良いし、フレキシブルケーブル１９０を介して制御ユニット１０から供給しても良い。容量素子Ｃ５１、Ｃ１ａ、Ｃ２ａ、Ｃ３ａ、Ｃ４ａは電荷移動用であり。容量素子Ｃ５１、Ｃ５２、Ｃ５３、Ｃ５４、Ｃ５５はバックアップ用である。このため、容量素子Ｃ５１は、電荷移動用とバックアップ用とを兼ねている。
上記スイッチは、実際には半導体集積回路においてトランジスターを組み合わせて構成され、容量素子は、当該半導体集積回路に対して外付けで実装される。なお、上記半導体集積回路には、上述した複数個のドライバー３０も形成される構成が望ましい。
【００８５】
さて、第１ＣＰ回路５１において、電圧Ｖpは、容量素子Ｃ５５の一端とスイッチＳｗ６ｕの端子ａとに供給される。スイッチＳｗ６ｕの共通端子は容量素子Ｃ４ａの一端に接続され、容量素子Ｃ４ａの他端はスイッチＳｗ６ｄの共通端子に接続される。スイッチＳｗ６ｄの端子ａは、容量素子Ｃ５４の一端とスイッチＳｗ５ｕの端子ａとに接続される。スイッチＳｗ５ｕの共通端子は容量素子Ｃ３ａの一端に接続され、容量素子Ｃ３ａの他端はスイッチＳｗ５ｄの共通端子に接続される。スイッチＳｗ５ｄの端子ａは、容量素子Ｃ５３の一端とスイッチＳｗ４ｕの端子ａとに接続される。スイッチＳｗ４ｕの共通端子は容量素子Ｃ２ａの一端に接続され、容量素子Ｃ２ａの他端はスイッチＳｗ４ｄの共通端子に接続される。スイッチＳｗ４ｄの端子ａは、容量素子Ｃ５２の一端とスイッチＳｗ３ｕの端子ａとに接続される。スイッチＳｗ３ｕの共通端子は容量素子Ｃ１ａの一端に接続され、容量素子Ｃ１ａの他端はスイッチＳｗ３ｄの共通端子に接続される。スイッチＳｗ３ｄの端子ａは、容量素子Ｃ５１の一端と、スイッチＳｗ６ｕ、Ｓｗ５ｕ、Ｓｗ４ｕ、Ｓｗ３ｕの各端子ｂとに接続される。容量素子Ｃ５５、Ｃ５４、Ｃ５３、Ｃ５２、Ｃ５１の各他端と、スイッチＳｗ６ｄ、Ｓｗ５ｄ、Ｓｗ４ｄ、Ｓｗ３ｄとは、電圧Ｇに共通接地される。
なお、例えばスイッチＳｗ６ｕ、Ｓｗ６ｄ、容量素子Ｃ５５、Ｃ４ａを１段と考えると、第１ＣＰ回路５１は、４段プラス容量素子Ｃ５１の構成ということができる。
【００８６】
図１６は、第１ＣＰ回路５１におけるスイッチの接続状態を示す図である。
各スイッチは、制御信号Ａ／Ｂによって共通端子が端子ａに接続される状態（状態Ａ）と、共通端子が端子ｂに接続される状態（状態Ｂ）との２状態をとる。同図の（ａ）は、第１ＣＰ回路５０における状態Ａの接続を、（ｂ）は、状態Ｂの接続を、それぞれ等価回路で簡易的に示したものである。
状態Ａでは、容量素子Ｃ４ａ、Ｃ３ａ、Ｃ２ａ、Ｃ１ａ、Ｃ５１が電圧Ｖp、Ｇの間で直列に接続される。このため、状態Ａを直列状態ということがある。一方、状態Ｂでは、容量素子Ｃ４ａ、Ｃ３ａ、Ｃ２ａ、Ｃ１ａ、Ｃ５１の一端同士が共通接続される。このため、状態Ｂを並列状態ということがある。この状態Ｂでは、容量素子Ｃ４ａ、Ｃ３ａ、Ｃ２ａ、Ｃ１ａ、Ｃ５１が互いに並列に接続されるので、保持電圧が均等化される。
【００８７】
なお、図１５におけるスイッチＳｗ３ｄ、Ｓｗ３ｕ、Ｓｗ４ｄ、Ｓｗ４ｕ、Ｓｗ５ｄ、Ｓｗ５ｕ、Ｓｗ６ｄ、Ｓｗ６ｕが、第１ＣＰ回路５１における容量素子Ｃ４ａ、Ｃ３ａ、Ｃ２ａ、Ｃ１ａ、Ｃ５１の直列接続と並列接続とを切り替える第１切替部として機能することになる。
また、電圧Ｖ１、Ｖ２、…のそれぞれを第１電圧、第２電圧、…としたときに、配線５１１、５１２、…のそれぞれが第１信号経路、第２信号経路、…に相当する。このため、図１７または図１８（ａ）の状態Ａにおいて、電圧Ｖ１を保持する容量素子Ｃ６１の一端が、第１接続点になり、電圧Ｖ２を保持する容量素子Ｃ６２の一端が、第２接続点になる。
【００８８】
状態Ａ、Ｂが交互に繰り返されると、状態Ｂのときに均等化された電圧Ｖp／５が、状態Ａの直列接続によって１〜５倍されて、それぞれ容量素子Ｃ５１〜Ｃ５５に保持される。これらの保持電圧のうち、容量素子Ｃ５３の一端が電圧３Ｖp／５として、また、容量素子Ｃ５２の一端が電圧２Ｖp／５として、それぞれ電圧Ｖp、Ｇとともに、切替器５３５に供給される。
なお、本実施形態では、容量素子Ｃ５４の一端である電圧４Ｖp／５と、容量素子Ｃ５１の一端である電圧Ｖp／５とについては、使用しない構成としている。
【００８９】
図１７は、第２ＣＰ回路５２の構成の一例を示す図である。
この図に示されるように、第２ＣＰ回路５２は、スイッチＳｗ２ｄ、Ｓｗ２ｕ、Ｓｗ３ｄ、Ｓｗ３ｕ、Ｓｗ４ｄ、Ｓｗ４ｕ、Ｓｗ５ｄ、Ｓｗ５ｕ、Ｓｗ６ｄ、Ｓｗ６ｕと、容量素子Ｃ６１、Ｃ６２、Ｃ６３、Ｃ６４、Ｃ６５、Ｃ６６、Ｃ１ｂ、Ｃ２ｂ、Ｃ３ｂ、Ｃ４ｂ、Ｃ５ｂとを含んだ構成となっている。
すなわち、第２ＣＰ回路５２は、回路的には、第１ＣＰ回路５１と比較して、段数が１段だけ増えた構成（５段プラス容量素子Ｃ６１）という構成となっている。
【００９０】
図１８は、第２ＣＰ回路５２におけるスイッチの接続状態を示す図である。
状態Ａでは、容量素子Ｃ５ｂ、Ｃ４ｂ、Ｃ３ｂ、Ｃ２ｂ、Ｃ１ｂ、Ｃ６１が切替器５３５の出力端子Ｏut-H、Ｏut-Lの間で直列に接続される一方、状態Ｂでは、容量素子Ｃ５ｂ、Ｃ４ｂ、Ｃ３ｂ、Ｃ２ｂ、Ｃ１ｂ、Ｃ６１が並列に接続される。
このため、図１７におけるスイッチＳｗ２ｄ、Ｓｗ２ｕ、Ｓｗ３ｄ、Ｓｗ３ｕ、Ｓｗ４ｄ、Ｓｗ４ｕ、Ｓｗ５ｄ、Ｓｗ５ｕ、Ｓｗ６ｄ、Ｓｗ６ｕが、第２ＣＰ回路５２における容量素子Ｃ５ｂ、Ｃ４ｂ、Ｃ３ｂ、Ｃ２ｂ、Ｃ１ｂ、Ｃ６１の直列接続と並列接続とを切り替える第２切替部として機能することになる。
【００９１】
状態Ａ、Ｂが交互に繰り返されると、状態Ｂのときに均等化された電圧が、状態Ａの直列接続によって１〜６倍されて、それぞれ容量素子Ｃ６１〜Ｃ６６に保持される。そして、これらの保持電圧が、電圧Ｖ１〜Ｖ６としてドライバー３０に供給される。なお、切替器５３５の出力端子Ｏut-Lの電圧はそのまま電圧Ｖ０としてドライバー３０に供給される。
【００９２】
ドライバー３０によって圧電素子４０が充電されると、第２ＣＰ回路５２では、容量素子Ｃ６２〜Ｃ６６のうち、保持電圧が低下するものが現れるが、保持電圧が低下した容量素子には、状態Ａの直列接続によって電源から電荷が補給されるとともに、状態Ｂの並列接続による再配分で均等化される。
一方、ドライバー３０によって圧電素子４０が放電されると、容量素子Ｃ６１〜Ｃ６６５のうち保持電圧が上昇するものが現れるが、状態Ａの直列接続で電荷が吐き出されるとともに、状態Ｂの並列接続による再配分で均等化される。
したがって、圧電素子４０から放電された電荷は、第２ＣＰ回路５２に回収されて、圧電素子４０を充電するための電荷として再利用されるのである。
【００９３】
切替器５３５から第２ＣＰ回路５２に供給される電圧は、制御信号ＣＯＭの電圧に応じて高位側電圧セット（Ｖp、２Ｖp／５）、または、低位側電圧セット（３Ｖp／５、Ｇ）のいずれかに切り替えられるが、本実施形態にあっては、その差がいずれも３Ｖp／５であり、切替にかかわらず変更されない構成となっている。
仮に、切替器５３５から第２ＣＰ回路５２に供給される電圧セットの差が切り替えによって変化する構成であれば、切り替えによって第２ＣＰ回路５２において電荷の移動が発生する。電荷の移動は、イコール回路素子で損失が発生することを意味するので、無駄に電力が消費されることになる。
本実施形態にように、切替器５３５から第２ＣＰ回路５２に供給される電圧セットの差が切り替えによって変化しない構成であれば、切り替えによって第２ＣＰ回路５２において電荷の移動が発生しないので、電荷の移動による無駄な電力消費が抑えられることになる。
なお、本実施形態では、切替器５３５から第２ＣＰ回路５２に供給される電圧セットの差が切り替えによって変化させないために、第１ＣＰ回路５１について、電源電圧（Ｖp、Ｇ）を等分割するとともに、等分割した電圧のなかから、高位側の電圧セットで用いる電圧と、低位側の電圧セットで用いる電圧とを選択した構成となっている。
【００９４】
一般に、圧電素子４０のような容量性負荷の容量をＣとし、電圧振幅をＥとしたときに、容量性負荷に蓄えられるエネルギーＰは、
Ｐ＝（Ｃ・Ｅ２）／２
で表される。
圧電素子４０は、このエネルギーＰによって変形して仕事をするが、インクを吐出させる仕事量は、エネルギーＰに対して１％以下である。したがって、圧電素子４０は、単なる容量とみなすことができる。容量Ｃを一定の電源で充電すると、（Ｃ・Ｅ２）／２と同等のエネルギーが充電回路によって消費される。放電するときにも同等のエネルギーが放電回路によって消費される。
【００９５】
ここで、制御信号ＣＯＭ（Ｖin）が電圧Ｖpから電圧Ｇまでの範囲で変化する場合に、電圧分割しないで、圧電素子４０を充放電させる構成（比較例その１）を想定してみる。この比較例その１では、充電時の損失は、図２０においてハッチングが付された領域ａの面積の和に相当し、放電時の損失は同図においてハッチングが付された領域ｂの面積に相当する。
【００９６】
これに対して、本実施形態において第２ＣＰ回路５２は、制御信号ＣＯＭの電圧によって第１区間となる場合、電圧Ｖpから電圧２Ｖｐ／５までを６分割して、電圧Ｖ６〜Ｖ０としてドライバー３０に供給し、第２区間となる場合、電圧３Ｖp／５から電圧Ｇまでを６分割して、電圧Ｖ６〜Ｖ０としてドライバー３０に供給する。なお、第１区間と第２区間とでは、電圧３Ｖｐ／５から電圧２Ｖp／５までが重複している。
端的にいえば、電源電圧（Ｖp、Ｇ）を５分割して、高位側の３／５と低位側の３／５とで切り替える。当該３／５の電圧が第２ＣＰ回路５２で６分割されるので、全体でみると、電源電圧（Ｖp、Ｇ）が１０分割されることになる。本実施形態におけるドライバー３０は、電圧Ｖpから電圧Ｇまでを１０分割した電圧を用いて、圧電素子４０を充放電させることになる。
【００９７】
本実施形態では、圧電素子４０の充放電が段階的に進行するので、充電時の損失および放電時の損失を、低く抑えることができる。詳細には、本実施形態における充電時の損失は、図１９においてハッチングが付された領域ａの面積の和に相当し、放電時の損失は同図においてハッチングが付された領域ｂの面積の和に相当するので、比較例その１に対して充放電時の損失を低く抑えることができるのである。
さらに、本実施形態では、圧電素子４０から放出された電荷は、第２ＣＰ回路５２によって回収されて、充電時に再利用されるので、全体的な損失を極めて低く抑えることができるのである。
【００９８】
また、本実施形態において、ドライバー３０が圧電素子４０を充放電させる際に用いる電圧Ｖ６〜Ｖ０は、第１区間と第２区間とで切り替えられる。このため、電圧Ｖpから電圧Ｇまでの範囲が、第２ＣＰ回路５２による電圧分割数の「６」よりも多い「１０」で分割されるとともに、この１０分割された電圧を用いてドライバー３０が圧電素子４０を充放電させることになる。
仮に、比較例その２として、第１ＣＰ回路５１および切替器５３５が存在せず、第２ＣＰ回路５２が電源電圧（Ｖp、Ｇ）を分割する構成を想定してみる。この比較例その２では、電圧Ｖpから電圧Ｇまでの範囲が、第２ＣＰ回路５２で６分割されてドライバー３０に供給される構成となる。このため、比較例その２において、ドライバー３０は、電源電圧（Ｖp、Ｇ）を６分割した電圧を用いて、電圧Ｖoutが制御信号Ｖinに追従するように圧電素子４０を充放電させる。このとき、比較例その２における充電時の損失は、図２１においてハッチングが付された領域ａの面積の和に相当し、放電時の損失は同図においてハッチングが付された領域ｂの面積の和に相当するが、電圧分割数は、本実施形態の「１０」と比較して少なく、損失の合計は、本実施形態と比較して多い。言い換えれば、この点において、本実施形態は、比較例その２に対して優位性を有する。
【００９９】
本実施形態において、高位側電圧セット（Ｖp、２Ｖp／５）と低位側電圧セット（３Ｖp／５、Ｇ）とは、電圧（３Ｖp／５、２Ｖp／５）の範囲で重複している。すなわち、制御信号ＣＯＭの電圧に応じて、高位側電圧セットが選択される第１区間、または、低位側電圧セットが選択される第２区間のいずれか一方から他方に切り替わる際に、かならず電圧が重複する範囲を経由する構成となっている。
【０１００】
本実施形態のドライバー３０では、制御信号Ｖinの電圧（または電圧Ｖout）の上昇時において電圧Ｖ６に近い場合、単位回路３４ｆにおけるトランジスター３４１において電流が流れ難い状態になる（ベース・エミッタ間の電圧が低いため）。同様に、電圧Ｖinの下降時において電圧Ｖ０に近い場合、単位回路３４ａにおけるトランジスター３４２において電流が流れ難い状態になる。
このため、重複する範囲を設けない場合、次のような不都合が想定される。すなわち、重複する範囲を設けない場合には、低位側電圧セットの高位側と高位側電圧セットの低位側とが共通の電圧（境目電圧）となるが、制御信号Ｖinが境目電圧を跨ぐことによって、低位側電圧セットまたは高位側電圧セットの一方から他方に切り替わる際に、トランジスター３４１、３４２において電流が流れ難い状態を経由するので、制御信号Ｖinに対する電圧Ｖoutの追従性が低下する。
そこで、本実施形態では、予め重複範囲を持たせておき、電圧Ｖin（Ｖout）の上昇時または下降時には常に変化後の電圧範囲を含むように切り替えることよって、電圧Ｖoutの追従性が低下してしまうのを避けているのである。
また、この重複範囲に、電圧Ｖcを位置させることによって、スイッチ２３２がオフであっても、制御信号ＣＯＭの電圧とは無関係に、電圧Ｖoutを電圧Ｖcに追従させることができるのは、上述した通りである。
【０１０１】
さて、本実施形態では、第１ＣＰ回路５１の電圧分割数よりも多く数で電源電圧（Ｖp、Ｇ）を分割することによって、低消費電力が図られる。なお、本発明は、電圧分割については実施形態に限られず、様々な態様が考えられる。そこで次に、電圧分割の態様について検討してみる。
【０１０２】
図２２は、応用例（その１）に係る印刷装置１において、１組のドライバー３０および圧電素子４０に着目したときの要部構成を示すブロック図である。
この印刷装置１においては、補助電源回路５０のうち、第１ＣＰ回路５１だけ複数組のドライバー３０および圧電素子４０に共用され、切替器５３５および第２ＣＰ回路５２が、複数組のドライバー３０および圧電素子４０に共用されない構成、換言すれば、１組のドライバー３０および圧電素子４０に、１組の切替器５３５および第２ＣＰ回路５２が対応している構成として説明する。これに関連して、制御信号生成部１５は、主制御部１２０、ＤＡＣ１６０のみならず、選択部２３０（スイッチ２３２）を１つのブロックとして、制御信号Ｖinを出力すると考える。
この図において、第１ＣＰ回路５１は、実施形態では用いられなかった電圧４Ｖp／５および電圧Ｖp／５についても出力する。また、切替器５３５は、２極４投型のスイッチであり、電圧（Ｖp、３Ｖp／５）の第１セット、電圧（４Ｖp／５、２Ｖp／５）の第２セット、電圧（３Ｖp／５、Ｖp／５）の第３セット、または、電圧（２Ｖp／５、Ｇ）の第４セットのいずれかを、電圧比較回路５０５の指示によって選択する。
なお、第１セットから第４セットまでの電圧のそれぞれは、電源電圧（Ｖp、Ｇ）の２／５に相当する電圧である。
【０１０３】
この応用例（その１）では、端的にいえば、第１セットから第４セットまでの各２／５の電圧を１／５ずつ重複させながら、制御信号Ｖinの電圧に応じて切り替える。当該２／５の電圧は、実施形態と同様に第２ＣＰ回路５２で６分割されるので、全体でみると、電源電圧（Ｖp、Ｇ）が１５分割されることになる（図２３参照）。
図２２における電圧比較回路５０５は、切替器５３５に対して、制御信号Ｖinの電圧が、電圧３Ｖp／５以上であれば、電圧（Ｖp、３Ｖp／５）の第１セットの選択を指示し、電圧２Ｖp／５以上電圧４Ｖp／５未満であれば、電圧（４Ｖp／５、２Ｖp／５）の第２セットの選択を指示し、電圧Ｖp／５以上電圧３Ｖp／５未満であれば、電圧（３Ｖp／５、Ｖp／５）の第３セットの選択を指示し、（電圧Ｇ以上）電圧３Ｖp／５未満であれば、電圧（２Ｖp／５、Ｇ）の第４セットの選択を指示する。
【０１０４】
第１ＣＰ回路５１と第２ＣＰ回路５２との接続を切り替える電圧比較回路５０５は、制御信号Ｖinの電圧判断においてヒステリシス特性を有する。具体的には、上述したように制御信号Ｖinの電圧が上昇する際に用いられる閾値は、制御信号Ｖinの電圧が下降する際に用いられる閾値よりも高く設定される。
【０１０５】
図２４および図２５は、応用例（その１）における第１ＣＰ回路５１と第２ＣＰ回路５２との接続を示す図である。
応用例（その１）において、第１区間では、切替器５３５における出力端子Ｏut-Hが電圧Ｖpとなり、出力端子Ｏut-Lが電圧３Ｖp／５となる。このため、第１ＣＰ回路５１および第２ＣＰ回路５２は、図２４（ａ）に示されるような接続状態となる。
また、第２区間では、切替器５３５における出力端子Ｏut-Hが電圧４Ｖp／５となり、出力端子Ｏut-Lが電圧２Ｖp／５となる。このため、第１ＣＰ回路５１および第２ＣＰ回路５２は、図２４（ｂ）に示されるような接続状態となる。
第３区間では、切替器５３５における出力端子Ｏut-Hが電圧３Ｖp／５となり、出力端子Ｏut-Lが電圧Ｖp／５となる。このため、第１ＣＰ回路５１および第２ＣＰ回路５２は、図２５（ｃ）に示されるような接続状態となる。
第４区間では、切替器５３５における出力端子Ｏut-Hが電圧２Ｖp／５となり、出力端子Ｏut-Lが電圧Ｇとなる。このため、第１ＣＰ回路５１および第２ＣＰ回路５２は、図２５（ｄ）に示されるような接続状態となる。
【０１０６】
図２３は、制御信号Ｖinの電圧に対する補助電源回路５０の動作を説明するための図である。図５の説明と重複するので、詳細については省略するが、電源電圧（Ｖp、Ｇ）を１５分割した電圧を用いてドライバー３０が圧電素子４０を充放電させる。
なお、この図では、第１セットの電圧が選択される時間的な期間を第１区間とし、同様に第２〜第４セットの電圧が選択される時間的な期間を第２〜第４区間としている。
この応用例（その１）によれば、電圧分割数が「１０」から「１５」に高められるので、さらに低消費電力化が図られる。
【０１０７】
また、この応用例（その１）において、切替器および第２ＣＰ回路５２が、１組のドライバー３０および圧電素子４０に対応するものとして説明したが、実施形態と同様に、複数組のドライバー３０および圧電素子４０に対応する構成でも可能である。
ただし、次のような制約を伴う。すなわち、切替器５３５および第２ＣＰ回路５２が、複数組のドライバー３０および圧電素子４０に対応する構成では、複数のドライバー３０に対して同じ電圧セットが供給されるので、複数の圧電素子４０に対して互いに独立して充放電させることができない。もっとも、複数の駆動信号ＣＯＭを用意しておき、第２ＣＰ回路５２を共用するドライバー３０に対して同じ駆動信号を用いるという制約下であれば、切替器および第２ＣＰ回路５２を、複数組のドライバー３０および圧電素子４０に対応させた構成が可能である。
【０１０８】
図２６は、応用例（その２）に係る印刷装置１において、１組のドライバー３０および圧電素子４０に着目したときの要部構成を示すブロック図である。
この印刷装置１については、応用例（その１）と同様に、１組のドライバー３０および圧電素子４０に、１組の切替器５３５および第２ＣＰ回路５２が対応し、制御信号生成部１５が、主制御部１２０、ＤＡＣ１６０、選択部２３０（スイッチ２３２）を１つのブロックとして、制御信号Ｖinを出力する構成である。
第１ＣＰ回路５１についても、応用例（その１）と同様に、実施形態では用いられなかった電圧４Ｖp／５および電圧Ｖp／５についても出力する。
【０１０９】
また、切替器５３５は、２極５投型のスイッチであり、電圧（Ｖp、２Ｖp／５）の第１セット、電圧（４Ｖp／５、３Ｖp／５）の第２セット、電圧（３Ｖp／５、２Ｖp／５）の第３セット、電圧（２Ｖp／５、Ｖp／５）の第４セット、または、電圧（Ｖp／５、Ｇ）の第５セットのいずれかを、電圧比較回路５０５の指示によって選択する。
なお、第１セットから第５セットまでの電圧のそれぞれは、電源電圧（Ｖp、Ｇ）の１／５に相当する電圧である。
【０１１０】
この応用例（その２）において、第２ＣＰ回路５２は、実施形態および応用例（その１）とは、次の点で異なる。すなわち、第２ＣＰ回路５２は、実施形態および応用例（その１）では、切替器５３５の端子Ｏut-H、Ｏut-Lの電圧を６分割する構成であるが、この応用例（その２）では、端子Ｏut-H、Ｏut-Lの電圧を４／３倍して、４分割する構成である。換言すれば、応用例（その２）における第２ＣＰ回路５２は、端子Ｏut-H、Ｏut-Lの電圧を３分割するとともに、高位側に１／３ステップ高位の電圧を出力する構成である。
また、第２ＣＰ回路５２の変更に伴い、ドライバー３０における単位回路３４の個数も「６」から「４」に削減される。なお、４段に削減されたドライバー３０の詳細については、図７から類推できるので、省略している。
この応用例（その２）では、端的にいえば、第１セットから第５セットまでの各１／５の電圧を、１／３ステップずつ重複させながら、制御信号Ｖinの電圧に応じて切り替える。当該１／５の電圧は４／３倍されて４分割されるが、１／３が重複しているので、全体でみると、応用例（その１）と同様に、電源電圧（Ｖp、Ｇ）が１５分割されることになる（図２７参照）。
図２６における電圧比較回路５０５は、切替器５３５に対して、制御信号Ｖinの電圧が、電圧４Ｖp／５以上（電圧Ｖp未満）であれば、電圧（Ｖp、４Ｖp／５）の第１セットの選択を指示し、電圧３Ｖp／５以上電圧４Ｖp／５未満であれば、電圧（４Ｖp／５、３Ｖp／５）の第２セットの選択を指示し、電圧２Ｖp／５以上電圧３Ｖp／５未満であれば、電圧（３Ｖp／５、２Ｖp／５）の第３セットの選択を指示し、電圧Ｖp／５以上電圧２Ｖp／５未満であれば、電圧（２Ｖp／５、Ｖp／５）の第４セットの選択を指示し、電圧Ｇ以上）電圧Ｖp／５未満であれば、電圧（Ｖp／５、Ｇ）の第５セットの選択を指示する。
【０１１１】
第１ＣＰ回路５１と第２ＣＰ回路５２との接続を切り替える電圧比較回路５０５は、制御信号Ｖinの電圧判断においてヒステリシス特性を有する。具体的には、上述したように制御信号Ｖinの電圧が上昇する際に用いられる閾値は、制御信号Ｖinの電圧が下降する際に用いられる閾値よりも高く設定される。
【０１１２】
図２８、図２９および図３０は、応用例（その２）における第１ＣＰ回路５１と第２ＣＰ回路５２との接続を示す図である。
応用例（その２）において、第１区間では、切替器５３５における出力端子Ｏut-Hが電圧Ｖpとなり、出力端子Ｏut-Lが電圧４Ｖp／５となる。このため、第１ＣＰ回路５１および第２ＣＰ回路５２は、図２８（ａ）に示されるような接続状態となる。
また、第２区間では、切替器５３５における出力端子Ｏut-Hが電圧４Ｖp／５となり、出力端子Ｏut-Lが電圧３Ｖp／５となる。このため、第１ＣＰ回路５１および第２ＣＰ回路５２は、図２８（ｂ）に示されるような接続状態となる。
第３区間では、切替器５３５における出力端子Ｏut-Hが電圧３Ｖp／５となり、出力端子Ｏut-Lが電圧２Ｖp／５となる。このため、第１ＣＰ回路５１および第２ＣＰ回路５２は、図２９（ｃ）に示されるような接続状態となる。
第４区間では、切替器５３５における出力端子Ｏut-Hが電圧２Ｖp／５となり、出力端子Ｏut-Lが電圧Ｖp／５となる。このため、第１ＣＰ回路５１および第２ＣＰ回路５２は、図２９（ｄ）に示されるような接続状態となる。
第５区間では、切替器５３５における出力端子Ｏut-Hが電圧Ｖp／５となり、出力端子Ｏut-Lが電圧Ｇとなる。このため、第１ＣＰ回路５１および第２ＣＰ回路５２は、図３０（ｅ）に示されるような接続状態となる。
【０１１３】
なお、応用例（その２）における第１ＣＰ回路５１は、実施形態や応用例（その１）とほぼ同様であるが、第２ＣＰ回路５２の構成が若干相違する。
そこで、応用例（その２）における第２ＣＰ回路５２について確認的に説明する。
【０１１４】
図３１は、応用例（その２）に適用される第２ＣＰ回路５２の構成の一例を示す図である。
この図に示されるように、第２ＣＰ回路５２は、スイッチＳｗ２ｄ、Ｓｗ２ｕ、Ｓｗ３ｄ、Ｓｗ３ｕ、Ｓｗ４ｄ、Ｓｗ４ｕと、容量素子Ｃ４１、Ｃ４２、Ｃ４３、Ｃ４４、Ｃ１ｃ、Ｃ２ｃ、Ｃ３ｃとを含み、端子Ｏut-H、Ｏut-Lの電圧を、３分割して保持するための２段分と、端子Ｏut-Hの電圧よりも、高位側にシフトさせて保持するための１段分との計３段の構成となっている。
【０１１５】
図３２は、第２ＣＰ回路５２におけるスイッチの接続状態を示す図である。
状態Ａでは、容量素子Ｃ３ｃ、Ｃ２ｃ、Ｃ１ｃ、Ｃ４１が切替器５３５の出力端子Ｏut-H、Ｏut-Lの間で直列に接続される一方、状態Ｂでは、容量素子Ｃ３ｃ、Ｃ２ｃ、Ｃ１ｃ、Ｃ４１が並列に接続される。
状態Ａ、Ｂが交互に繰り返されると、状態Ｂのときに均等化された電圧が、状態Ａの直列接続によって１〜４倍されて、それぞれ容量素子Ｃ４１〜Ｃ４４に保持される。そして、これらの保持電圧が、電圧Ｖ１〜Ｖ４としてドライバー３０に供給される。
【０１１６】
図２７は、制御信号Ｖinの電圧に対する補助電源回路５０の動作を説明するための図である。図５、図２３との説明と重複するので、詳細については省略するが、電源電圧（Ｖp、Ｇ）を１５分割した電圧を用いてドライバー３０が圧電素子４０を充放電させる。
なお、この図では、第１セットの電圧が選択される時間的な期間を第１区間とし、同様に第２〜第５セットの電圧が選択される時間的な期間を第２〜第５区間としている。
この応用例（その２）によれば、応用例（その１）と同様に、電圧分割数が「１０」から「１５」に高められるので、実施形態と比較して、低消費電力化が図られる。
【０１１７】
応用例（その２）では、応用例（その１）と比較して、電圧分割数それ自体は「１５」で同じであるが、重複する電圧範囲が１／３に狭められて、第２ＣＰ回路５２の出力電圧数、および、ドライバー３０における単位回路３４の個数が、それぞれ２／３に削減される。特に、ドライバー３０は、ノズル毎に設けられるので、構成が簡易化されると、コストを大幅に低下させることができる。
【０１１８】
＜応用・変形例＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば次に述べるような各種の応用・変形が可能である。なお、次に述べる応用・変形の態様は、任意に選択された一または複数を適宜に組み合わせることもできる。
【０１１９】
＜単位回路の重複動作＞
上述したように、ドライバー３０では、制御信号Ｖinの電圧の上昇時において電圧Ｖoutが電圧Ｖ６に近い場合や、電圧Ｖinの下降時において電圧Ｖoutが電圧Ｖ０に近い場合、トランジスター３４１、３４２において電流が流れ難い状態になる。また、これらの場合のみならず、ドライバー３０では、電圧Ｖoutが電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、に近い場合にも同様に、トランジスター３４１、３４２において電流が流れ難い状態になる。
そこで、この状態を改善した応用例（その３）について説明する。
【０１２０】
図３３は、応用例（その３）におけるドライバー３０の構成を示す図である。図３３に示されるドライバー３０にあっては、図７におけるコンパレーター３８ａ〜３８ｅが、それぞれ２つのコンパレーターに分かれている。すなわち、図３３において、コンパレーター３８ａｕ、３８ａｄ、３８ｂｕ、３８ｂｄ、３８ｃｕ、３８ｃｄ、３８ｄｕ、３８ｄｄ、３８ｅｕ、３８ｅｄとを含む。
ここで、コンパレーターの符号３８の直後の第１番目の符号ａ〜ｅは、それがａであれば電圧Ｖ１に、ｂ〜ｅであれば、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５に関連していることを示している。例えばコンパレーター３８ａｄ、３８ａｕのペアは電圧Ｖ１に関連し、また例えばコンパレーター３８ｂｄ、３８ｂｕのペアは電圧Ｖ２に関連していることを示している。
さらに、コンパレーターのペアのそれぞれは、関連した電圧よりもαだけ低位の下側閾値電圧に対応しているものと、αだけ高位の高側閾値電圧に対応しているものとである。すなわち、コンパレーターの符号３８の第２番目の符号ｄ、ｕは、それがｄであれば下側閾値電圧に対応していることを示し、ｕであれば高側閾値電圧に対応していることを示している。
【０１２１】
したがって、例えばコンパレーター３８ａｕは、電圧Ｖ１よりもαだけ高位の高側閾値電圧に対応していることを示し、コンパレーター３８ｂｄは、電圧Ｖ２よりもαだけ低位の低側閾値電圧に対応していることを示している。
なお、レベルシフターについて、特定せずに一般的に説明するときには、符号を省略して説明することにする。各コンパレーターは、入力端における他端の電圧Ｖoutが一端の閾値電圧以上であればＨレベルとし、電圧Ｖoutが一端の閾値電圧未満であればＬレベルとした信号を出力する。具体的には例えばコンパレーター３８ａｄは、電圧Ｖoutが閾値電圧（Ｖ１−α）以上であればＨレベルとし、閾値電圧（Ｖ１−α）未満であればＬレベルとした信号を出力する。また例えば、コンパレーター３８ｂｕは、電圧Ｖoutが電圧（Ｖ２６＋α）以上であればＨレベルとし、電圧（Ｖ２＋α）未満であればＬレベルとした信号を出力する。
【０１２２】
制御信号Ｖinが例えば電圧（Ｖ１−α）以上電圧（Ｖ１−α）未満である場合、当該電圧Ｖ１に対応するレベルシフター３４ａ、３４ｂがともにイネーブル状態になる。したがって、この場合に、制御信号Ｖinが電圧Ｖoutを超えていれば、圧電素子４０の一端に、単位回路３４ａのトランジスター３４１が配線５１１を介して電流を流すとともに、単位回路３４ｂのトランジスター３４１が配線５１２を介して電流を流すことになる。
また、この場合に、制御信号Ｖinが電圧Ｖoutを下回っていれば、圧電素子４０の一端から、単位回路３４ａのトランジスター３４２が配線５１０に電流を流すとともに、単位回路３４ｂのトランジスター３４１が配線５１１に電流を流すことになる。
【０１２３】
圧電素子４０を充電するときに、電荷を供給する配線については、一部に２経路で重複する状態があるが、基本的には実施形態と同様に配線５１１、５１２、５１３、５１４、５１５、５１６という順番で切り替わる。
【０１２４】
図３４は、特に単位回路３４ａ、３４ｂのトランジスター３４１、３４２で代表させて、当該トランジスターの入出力特性の設定例を示す図である。この図においてＨは、ドライバー３０の入力信号である制御信号Ｖinの電圧と出力である電圧Ｖoutとが一致する部分である。
図において（ａ）は、トランジスター３４１がオンする領域について、制御信号Ｖinが電圧（Ｖout−β）より低くなる領域に設定するとともに、トランジスター３４２がオンする領域について、制御信号Ｖinが電圧（Ｖout＋β）よりも高くなる領域に設定した場合の例である。この例では、電圧Ｖoutを制御信号Ｖinに追従させる制御によって、制御信号Ｖinの電圧と電圧Ｖoutとの差がβ以内になれば、トランジスター３４１、３４２がともにオフする。このため、電圧Ｖ１〜電圧Ｖ５を供給される配線間に貫通電流が流れる状態が避けられるので、消費電力の観点からいえば有利である。
一方で、トランジスター３４１、３４２のオフによって電流制御できない領域（不感帯）が発生するので、制御信号Ｖinに対する電圧Ｖoutの追従性が低下する。ただし、配線５１１〜５１５の電圧を跨ぐときに２つのトランジスターがオンするので、電圧Ｖoutにおける段差の発生は抑えられる。
なお、同図の（ａ）において、電圧Ｖoutが閾値電圧（Ｖ１−α）以上閾値電圧（Ｖ１＋α）未満の状態であって、かつ、制御信号Ｖinが電圧（Ｖout−β）よりも低ければ、単位回路３４ａのトランジスター３４１と単位回路３４ｂのトランジスター３４１とが重複してオンし、制御信号Ｖinが電圧（Ｖout＋β）よりも低ければ、単位回路３４ａのトランジスター３４２と単位回路３４ｂのトランジスター３４２とが重複してオンすることなる。
【０１２５】
また、（ｂ）は、トランジスター３４１がオンする領域について、制御信号Ｖinが電圧（Ｖout＋β）よりも低くなる領域に設定するとともに、トランジスター３４２がオンする領域について、制御信号Ｖinが電圧（Ｖout−β）よりも高くなる領域に設定した場合の例である。この例では、電圧Ｖoutを制御信号Ｖinに追従させる制御によって、制御信号Ｖinの電圧と電圧Ｖoutとの差がβ以内になったときに、トランジスター３４１、３４２がともにオンする。このため、１つのトランジスターのオンのみに起因して電流が流れにくくなる状況に至らないので、電圧の切り替えがスムーズになり、電圧Ｖoutにおける段差の発生は抑えられる。一方で、トランジスター３４１、３４２のオンによって配線間に貫通電流が流れる状態が避けられないので、消費電力の観点からいえば不利である。
なお、同図の（ｂ）において、電圧Ｖoutが閾値電圧（Ｖ１−α）以上閾値電圧（Ｖ１＋α）未満の状態であって、かつ、制御信号Ｖinの電圧と電圧Ｖoutとの差がβ以内の状態では、単位回路３４ａのトランジスター３４１、３４２と単位回路３４ｂのトランジスター３４１、３４２との計４つが重複してオンすることなる。
図３４の（ａ）、（ｂ）のいずれに設定するかについては、消費電力や、電圧Ｖoutの追従性、スムーズな切り替えなどを総合的に勘案して選択するのが好ましいといえる。
【０１２６】
＜駆動対象＞
実施形態では、ドライバー３０の駆動対象としてインクを吐出する圧電素子４０を例にとって説明した。本発明では、駆動対象として圧電素子４０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。
【０１２７】
＜単位回路の段数等＞
実施形態において、６種類の電圧のうち、互いに隣り合う２つの電圧に対応するように電圧の低い順に単位回路３４ａ〜３４ｆの６段を設けた構成であったが、本発明では、単位回路３４の個数は、応用例（その２）で示したように、これに限られず、２個以上であれば良い。なお、単位回路３４の個数が増えるにつれて充放電時の損失は低減する一方、構成は複雑化する。
また、単位回路３４におけるトランジスター３４１、３４２はバイポーラ型に限られず、それぞれＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）としても良い。
【０１２８】
１…印刷装置（液体吐出装置）、１０…制御ユニット、１５…制御信号供給部、２０…ヘッドユニット、３０…ドライバー（接続経路選択部）、３２…オペアンプ、３４ａ〜３４ｆ…単位回路、３６ａ〜３６ｆ…レベルシフター、３８ａ〜３８ｆ…コンパレーター、４０…圧電素子（容量性負荷）、５０…補助電源回路（電荷供給源）、５１…第１ＣＰ回路、５２…第２ＣＰ回路、３４１、３４２…トランジスター、吐出部４００、５１０〜５１６…配線。
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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