(57)【要約】【課題】Ｄ級アンプの待機時（無出力時）の低消費電力化、ミュート・オン／オフ時のノイズ低減を実現する。【解決手段】ハイサイド及びローサイドの各スイッチング素子をそれぞれＰＷＭ信号に応じてオン、オフ制御する状態（第一の制御信号による制御状態）と、ハイサイドのスイッチング素子をすべてオフさせると共に、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定の周波数で同時にオン／オフさせる状態（第二の制御信号による制御状態）とを選択するための切換手段を設ける。そして、ミュート・オフの指令が入力されている場合には第一の制御信号を選択し、ミュート・オンの指令が入力されている場合には第二の制御信号を選択する。すなわち、ミュート・オンの指令が入力されると、ハイサイドのスイッチング素子を全てオフにし、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定周波数でオン・オフさせる。【選択図】図１
2008113424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の電源に接続されたハイサイドのスイッチング素子と第二の電源もしくはグラウンドに接続されたローサイドのスイッチング素子とを接続したトーテムポール型の出力回路と、前記出力回路の出力端側に接続される低域通過フィルタとで構成される回路を一組以上備えるとともに、入力信号をパルス変調した変調信号により前記出力回路の各スイッチング素子をオン、オフ制御することによって電力増幅を行うＤ級アンプの制御方法であって、
ミュート指令信号によってミュート・オンの指令が入力されている時に行われる前記Ｄ級アンプのミュート動作が、
前記スイッチング素子のハイサイドの全てのスイッチング素子をオフ状態にする手順と、
前記スイッチング素子のローサイドの全てのスイッチング素子を、所定の周波数で同時にオン／オフさせる手順と、
で行われることを特徴とするＤ級アンプの制御方法。
【請求項２】
Ｄ級アンプを駆動する変調信号のデューティー比を検出するデューティー比検出手順と、
ミュート指令信号によってミュート・オンの指令が入力された後、前記デューティー比検出手順において検出された変調信号のデューティー比が約５０％になった時に、前記ミュート動作を開始する手順と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のＤ級アンプの制御方法。
【請求項３】
Ｄ級アンプを駆動する変調信号のデューティー比を検出するデューティー比検出手順と、
ミュート指令信号によってミュート・オンの指令が入力された後に、前記デューティー比検出手順において検出された変調信号のデューティー比が約５０％の状態が所定時間継続した後に、前記ミュート動作を開始する手順と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のＤ級アンプの制御方法。
【請求項４】
ミュート指令信号によってミュート・オンの指令が入力されている時に、前記入力信号のレベルを強制的に０レベルにする手順と、
Ｄ級アンプの出力の振幅を検出する出力振幅検出手順と、
ミュート指令信号によってミュート・オンの指令が入力された後に、前記出力振幅検出手順において検出された振幅が略０に収束した時に、前記ミュート動作を開始する手順と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のＤ級アンプの制御方法。
【請求項５】
前記ミュート動作を開始してから所定時間経過した後に、ローサイドの全てのスイッチング素子をオン状態にする手順を
含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のＤ級アンプの制御方法。
【請求項６】
ミュート指令信号によってミュート・オンの指令が入力された時に、前記ミュート動作を開始する手順と、
Ｄ級アンプの出力の振幅を検出する出力振幅検出手順と、
前記ミュート動作の開始後、前記出力振幅検出手順において検出された振幅が略０に収束した時に、ローサイドの全てのスイッチング素子をオン状態にする手順と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のＤ級アンプの制御方法。
【請求項７】
ミュート指令信号の入力により行われる前記Ｄ級アンプのミュート動作において、前記スイッチング素子のローサイドの全てのスイッチング素子を同時にオン／オフさせる際の周波数が、入力信号のレベルが０の時の変調信号の周波数に等しい
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のＤ級アンプの制御方法。
【請求項８】
所定長の入力信号を記憶し蓄積するバッファメモリと、該バッファメモリ内に蓄積された入力信号のレベルを走査する手順と、
前記入力信号のレベルが０の状態もしくは０に相当する状態の無信号区間が所定時間以上継続する場合に、前記無信号区間の開始時点でミュート・オンの指令が入力されたと判断する手順と、
を含むことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のＤ級アンプの制御方法。
【請求項９】
第一の電源に接続されたハイサイドのスイッチング素子と第二の電源もしくはグラウンドに接続されたローサイドのスイッチング素子とを接続したトーテムポール型の出力回路と、前記出力回路の出力端側に接続される低域通過フィルタとで構成される回路を一組以上備えるとともに、入力信号をパルス変調した変調信号により前記出力回路の各スイッチング素子をオン、オフ制御することによって電力増幅を行うＤ級アンプの制御回路であって、
前記変調信号からハイサイド及びローサイドの各スイッチング素子をそれぞれオン、オフ制御する第一の制御信号を生成する手段と、
ハイサイドの全てのスイッチング素子をオフ状態にするとともに、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定の周波数で同時にオン／オフさせる第二の制御信号を生成する手段と、
前記第一の制御信号と前記第二の制御信号とを切り換えて出力する切換手段と、を備え、
前記切換手段は、ミュート指令信号によってミュート・オフの指令が入力されている場合には前記第一の制御信号を選択して出力し、ミュート・オンの指令が入力されている場合には前記第二の制御信号を選択して出力するように構成されていること
を特徴とするＤ級アンプの制御回路。
【請求項１０】
前記変調信号のデューティー比を検出するデューティー比検出手段をさらに備えるとともに、
前記切換手段は、ミュート指令信号によってミュート・オンの指令が入力された後、前記デューティー比検出手段において検出された変調信号のデューティー比が約５０％になった時点で、前記第一の制御信号から前記第二の制御信号に切り換えるように構成されていること
を特徴とする請求項９に記載のＤ級アンプの制御回路。
【請求項１１】
前記変調信号のデューティー比を検出するデューティー比検出手段をさらに備えるとともに、
前記切換手段は、ミュート指令信号によってミュート・オンの指令が入力された後、前記デューティー比検出手段において検出された変調信号のデューティー比が約５０％の状態が所定時間継続した時点で、前記第一の制御信号から前記第二の制御信号に切り換えるように構成されていること
を特徴とする請求項９に記載のＤ級アンプの制御回路。
【請求項１２】
ミュート指令信号によってミュート・オンの指令が入力されている時に、前記入力信号のレベルを強制的に０レベルにする手段と、Ｄ級アンプの出力の振幅を検出する出力振幅検出手段とをさらに備えるとともに、
前記切換手段は、ミュート指令信号によってミュート・オンの指令が入力された後、前記出力振幅検出手段において検出された振幅が略０に収束した時点で、前記第一の制御信号から前記第二の制御信号に切り換えるように構成されていること
を特徴とする請求項９に記載のＤ級アンプの制御回路。
【請求項１３】
前記第一の制御信号と第二の制御信号とを切り換える切換手段を第一の切換手段とし、ハイサイドの全てのスイッチング素子をオフ状態にするとともに、ローサイドの全てのスイッチング素子をオン状態にする第三の制御信号を生成する手段と、前記第一の切換手段から出力される信号と前記第三の制御信号とを切り換える第二の切換手段とをさらに備え、
前記第二の切換手段は、前記第一の切換手段において第一の制御信号から第二の制御信号に切り換えてから所定時間経過した後に、前記第一の切換手段から出力される信号から前記第三の制御信号に切り換えるように構成されていること
を特徴とする請求項９から１２のいずれかに記載のＤ級アンプの制御回路。
【請求項１４】
前記第一の制御信号と第二の制御信号とを切り換える切換手段を第一の切換手段とし、ハイサイドの全てのスイッチング素子をオフ状態にするとともに、ローサイドの全てのスイッチング素子をオン状態にする第三の制御信号を生成する手段と、前記第一の切換手段から出力される信号と前記第三の制御信号とを切り換える第二の切換手段と、Ｄ級アンプの出力の振幅を検出する出力振幅検出手段とをさらに備え、
前記第二の切換手段は、前記第一の切換手段において第一の制御信号から第二の制御信号に切り換えた後、前記出力振幅検出手段において検出された振幅が略０に収束した時に、前記第一の切換手段から出力される信号から前記第三の制御信号に切り換えるように構成されていること
を特徴とする請求項９に記載のＤ級アンプの制御回路。
【請求項１５】
前記第二の制御信号において、ローサイドの全てのスイッチング素子を同時にオン／オフさせる際の周波数が、入力信号のレベルが０の時の前記変調信号の周波数に等しいこと
を特徴とする請求項９から１４のいずれかに記載のＤ級アンプの制御回路。
【請求項１６】
所定長の入力信号を記憶し、蓄積するバッファメモリと、
前記バッファメモリ内に蓄積された入力信号のレベルを走査する手段と、
前記入力信号のレベルが０の状態もしくは０に相当する状態の無信号区間が所定時間以上継続する場合に、前記無信号区間の開始時点でミュート・オンの指令が入力されたと判断する手段と、
を備えることを特徴とする請求項９から１５のいずれかに記載のＤ級アンプの制御回路。
【請求項１７】
第一の電源に接続されたハイサイドのスイッチング素子と第二の電源もしくはグラウンドに接続されたローサイドのスイッチング素子とを接続したトーテムポール型の出力回路と、前記出力回路の出力端側に接続される低域通過フィルタとで構成される回路を一組以上備えるとともに、入力信号をパルス変調した変調信号により前記出力回路の各スイッチング素子をオン、オフ制御することによって電力増幅を行うＤ級アンプの出力端子間に容量性の負荷が接続された容量性負荷の駆動回路であって、
ミュート指令信号に応じてミュート・オン、オフ制御するミュート制御手段を備え、
前記ミュート制御手段は、
前記変調信号からハイサイド及びローサイドの各スイッチング素子をそれぞれオン、オフ制御する第一の制御信号を生成する手段と、
ハイサイドの全てのスイッチング素子をオフ状態にするとともに、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定の周波数で同時にオン／オフさせる第二の制御信号を生成する手段と、
前記第一の制御信号と前記第二の制御信号とを切り換えて出力する切換手段と、を備え、
前記切換手段は、ミュート指令信号によってミュート・オフの指令が入力されている場合には前記第一の制御信号を選択して出力し、ミュート・オンの指令が入力されている場合には前記第二の制御信号を選択して出力するように構成されていること
を特徴とする容量性負荷の駆動回路。
【請求項１８】
第一の電源に接続されたハイサイドのスイッチング素子と第二の電源もしくはグラウンドに接続されたローサイドのスイッチング素子とを接続したトーテムポール型の出力回路と、前記出力回路の出力端側に接続される低域通過フィルタとで構成される回路を一組以上備えるとともに、入力信号をパルス変調した変調信号により前記出力回路の各スイッチング素子をオン、オフ制御することによって電力増幅を行うＤ級アンプによって駆動されるトランスデューサであって、
前記Ｄ級アンプは、ミュート指令信号に応じてミュート・オン、オフ制御するミュート制御手段を備え、
前記ミュート制御手段は、
前記変調信号からハイサイド及びローサイドの各スイッチング素子をそれぞれオン、オフ制御する第一の制御信号を生成する手段と、
ハイサイドの全てのスイッチング素子をオフ状態にするとともに、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定の周波数で同時にオン／オフさせる第二の制御信号を生成する手段と、
前記第一の制御信号と前記第二の制御信号とを切り換えて出力する切換手段と、
を備え、
前記切換手段は、
ミュート指令信号によってミュート・オフの指令が入力されている場合には前記第一の制御信号を選択して出力し、ミュート・オンの指令が入力されている場合には前記第二の制御信号を選択して出力するように構成されていること
を特徴とするトランスデューサ。
【請求項１９】
前記トランスデューサは、
複数の孔が形成された第一の面側の固定電極と、
前記第一の面側の固定電極と対をなす複数の孔が形成された第二の面側の固定電極と、
前記一対の固定電極に挟まれるとともに導電層を有し、該導電層に直流バイアス電圧が印加される振動膜とで構成されている静電型トランスデューサであること
を特徴とする請求項１８に記載のトランスデューサ。
【請求項２０】
可聴周波数帯の信号波を生成する可聴周波数信号源と、超音波周波数帯のキャリア波を生成し、出力するキャリア波信号源と、前記キャリア波を前記可聴周波数帯の信号波により変調する変調器と、前記変調器から出力される変調信号をさらにパルス変調するパルス変調器とを備えるとともに、第一の電源に接続されたハイサイドのスイッチング素子と第二の電源もしくはグラウンドに接続されたローサイドのスイッチング素子とを接続したトーテムポール型の出力回路と、前記出力回路の出力端側に接続される低域通過フィルタとで構成される回路を一組以上備え、前記パルス変調器で変調された変調信号により前記出力回路の各スイッチング素子をオン、オフ制御することによって電力増幅を行うＤ級アンプの出力端子間に超音波トランスデューサを接続して構成する超音波スピーカであって、
前記Ｄ級アンプは、ミュート指令信号に応じてミュート・オン、オフ制御するミュート制御手段を備え、
前記ミュート制御手段は、
前記パルス変調器で変調された変調信号からハイサイド及びローサイドの各スイッチング素子をそれぞれオン、オフ制御する第一の制御信号を生成する手段と、
ハイサイドの全てのスイッチング素子をオフ状態にするとともに、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定の周波数で同時にオン／オフさせる第二の制御信号を生成する手段と、
前記第一の制御信号と前記第二の制御信号とを切り換えて出力する切換手段と、
を備え、
前記切換手段は、ミュート指令信号によってミュート・オフの指令が入力されている場合には前記第一の制御信号を選択して出力し、ミュート・オンの指令が入力されている場合には前記第二の制御信号を選択して出力するように構成されていること
を特徴とする超音波スピーカ。
【請求項２１】
音響ソースから供給される音声信号を再生し可聴周波数帯の信号音を再生する超音波スピーカと、映像を投影面に投影する投影光学系とを備える表示装置であって、
前記超音波スピーカは、
可聴周波数帯の信号波を生成する可聴周波数信号源と、超音波周波数帯のキャリア波を生成し、出力するキャリア波信号源と、前記キャリア波を前記可聴周波数帯の信号波により変調する変調器と、前記変調器から出力される変調信号をさらにパルス変調するパルス変調器とを備えるとともに、第一の電源に接続されたハイサイドのスイッチング素子と第二の電源もしくはグラウンドに接続されたローサイドのスイッチング素子とを接続したトーテムポール型の出力回路と、前記出力回路の出力端側に接続される低域通過フィルタとで構成される回路を一組以上備え、前記パルス変調器で変調された変調信号により前記出力回路の各スイッチング素子をオン、オフ制御することによって電力増幅を行うＤ級アンプの出力端子間に超音波トランスデューサを接続して構成するとともに、
前記Ｄ級アンプは、ミュート指令信号に応じてミュート・オン、オフ制御するミュート制御手段を備え、前記ミュート制御手段は、前記パルス変調器で変調された変調信号からハイサイド及びローサイドの各スイッチング素子をそれぞれオン、オフ制御する第一の制御信号を生成する手段と、ハイサイドの全てのスイッチング素子をオフ状態にするとともに、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定の周波数で同時にオン／オフさせる第二の制御信号を生成する手段と、前記第一の制御信号と前記第二の制御信号とを切り換えて出力する切換手段とを備え、前記切換手段は、ミュート指令信号によってミュート・オフの指令が入力されている場合には前記第一の制御信号を選択して出力し、ミュート・オンの指令が入力されている場合には前記第二の制御信号を選択して出力するように構成されていること
を特徴とする表示装置。
【請求項２２】
音響ソースから供給される音声信号のうち第一の音域の信号を再生する超音波スピーカと、前記音響ソースから供給される音声信号のうち前記第一の音域よりも低い第二の音域の信号を再生する低音再生用スピーカと、を有する指向性音響システムであって、
前記超音波スピーカは、
可聴周波数帯の信号波を生成する可聴周波数信号源と、超音波周波数帯のキャリア波を生成し、出力するキャリア波信号源と、前記キャリア波を前記可聴周波数帯の信号波により変調する変調器と、前記変調器から出力される変調信号をさらにパルス変調するパルス変調器とを備えるとともに、第一の電源に接続されたハイサイドのスイッチング素子と第二の電源もしくはグラウンドに接続されたローサイドのスイッチング素子とを接続したトーテムポール型の出力回路と、前記出力回路の出力端側に接続される低域通過フィルタとで構成される回路を一組以上備え、前記パルス変調器で変調された変調信号により前記出力回路の各スイッチング素子をオン、オフ制御することによって電力増幅を行うＤ級アンプの出力端子間に超音波トランスデューサを接続して構成するとともに、
前記Ｄ級アンプは、ミュート指令信号に応じてミュート・オン、オフ制御するミュート制御手段を備え、前記ミュート制御手段は、前記パルス変調器で変調された変調信号からハイサイド及びローサイドの各スイッチング素子をそれぞれオン、オフ制御する第一の制御信号を生成する手段と、ハイサイドの全てのスイッチング素子をオフ状態にするとともに、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定の周波数で同時にオン／オフさせる第二の制御信号を生成する手段と、前記第一の制御信号と前記第二の制御信号とを切り換えて出力する切換手段とを備え、前記切換手段は、ミュート指令信号によってミュート・オフの指令が入力されている場合には前記第一の制御信号を選択して出力し、ミュート・オンの指令が入力されている場合には前記第二の制御信号を選択して出力するように構成されていること
を特徴とする指向性音響システム。
【請求項２３】
容量性負荷からなるアクチュエータで駆動される液体噴射装置の複数のノズルから印刷媒体に液体を噴射して印刷を行う印刷装置であって、
前記液体噴射装置は、
前記アクチュエータの駆動を制御する信号の基本となる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する変調回路とを備えるとともに、第一の電源に接続されたハイサイドのスイッチング素子と第二の電源もしくはグラウンドに接続されたローサイドのスイッチング素子とを接続したトーテムポール型の出力回路と、前記出力回路の出力端側に接続される低域通過フィルタとで構成される回路を一組以上備え、前記パルス変調器で変調された変調信号により前記出力回路の各スイッチング素子をオン、オフ制御することによって電力増幅を行うＤ級アンプの出力端子間に前記アクチュエータを接続して構成するとともに、
前記Ｄ級アンプは、ミュート指令信号に応じてミュート・オン、オフ制御するミュート制御回路を備え、前記ミュート制御回路は、前記変調信号からハイサイド及びローサイドの各スイッチング素子をそれぞれオン、オフ制御する第一の制御信号を生成する手段と、ハイサイドの全てのスイッチング素子をオフ状態にするとともに、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定の周波数で同時にオン／オフさせる第二の制御信号を生成する手段と、前記第一の制御信号と前記第二の制御信号とを切り換えて出力する切換手段とを備え、前記切換手段は、ミュート指令信号によってミュート・オフの指令が入力されている場合には前記第一の制御信号を選択して出力し、ミュート・オンの指令が入力されている場合には前記第二の制御信号を選択して出力するように構成されていること
を特徴とする印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｄ級（デジタル）アンプの制御回路、具体的には出力ミュート（遮断）の方法とその回路構成に関する。特に所定の周波数の搬送波をベースバンド信号（例えば可聴帯域の音響信号）によって変調した変調波でＤ級アンプを駆動する際に有効であり、その変調波を超音波トランスデューサから出力することによって鋭い指向性を有する音を再生する超音波スピーカを駆動するのに好適な、Ｄ級アンプの制御方法、Ｄ級アンプの制御回路、容量性負荷の駆動回路、トランスデューサ、該トランスデューサを備える超音波スピーカ、該超音波スピーカを備える表示装置、および指向性音響システム、並びに容量性負荷からなるアクチュエータで駆動される液体噴射装置の複数のノズルから印刷媒体に液体を噴射して印刷を行う印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波スピーカは、超音波帯域の搬送波を可聴帯域の音響信号によって変調した変調波を出力することで、鋭い指向性を有する音を再生することができるというものである。鋭い指向性を出すのに、超音波帯域の搬送波を大振幅で出力する必要があるため、一般的に超音波スピーカは大きな投入電力を必要とする。また、超音波スピーカに用いられるトランスデューサ（トランスミッタ）には、一般的に圧電型もしくは静電型のトランスデューサが用いられている。
【０００３】
これらのトランスデューサは一般的なラウドスピーカとは異なり、容量性の負荷であるため、駆動周波数が高くなるに従ってインピーダンスが小さくなり、さらに大きな投入電力が必要となる。よって、超音波スピーカをアナログパワーアンプで駆動する場合には、出力の大きいアンプが必要となるため、装置が大型化してしまうという問題がある。
一方で、オーディオ用パワーアンプにも、出力段トランジスタをスイッチング動作させるＤ級アンプが普及してきている（例えば、特許文献１を参照）。Ｄ級アンプは、出力段素子にオン抵抗の小さいパワーＭＯＳＦＥＴを使用し、これをスイッチング動作させることによって、出力段素子での損失を小さくできることが特長である。
【０００４】
このようにＤ級アンプはアナログアンプと比較して出力段素子での損失が小さいため、アナログパワーアンプでは必須である放熱器を省略するかあるいは小型化することができる。よって、小型で高出力のアンプを実現することができる。
このため、Ｄ級アンプは小型化、低損失の要求される車載用のアンプや携帯端末用のアンプ、また出力チャンネル数の多いＡＶアンプなどに採用される例が多くなってきている。このように、Ｄ級アンプはアナログパワーアンプよりも効率が高いため、超音波スピーカをＤ級アンプで駆動すれば、パワーアンプのサイズを小型化することができる。
【０００５】
Ｄ級アンプは、入力信号（ベースバンド信号）をＰＷＭ変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）した高周波数のデジタル信号によってＤ級出力段を駆動する。このため、入力信号が０（無変調）の状態でも、Ｄ級アンプの出力段はスイッチング動作をしており、出力段素子では多少の損失が発生する。よって低消費電力化という観点からは、比較的長い時間入力信号が０の状態が続くような場合にはスイッチング動作を停止（ミュート）するようにした方が望ましい。
【０００６】
Ｄ級出力段のスイッチング動作を停止（出力ミュート）させる方法としては主に、Ｄ級出力段素子を構成するスイッチング素子（パワーＭＯＳＦＥＴ）を全てオフ状態にする方法と、ハイサイド（上側アーム）のスイッチング素子をオフ状態にし、ローサイド（下側アーム）のスイッチング素子をオン状態にする方法（特許文献２参照）とがある。
しかし前者の方法には次のような問題点がある。
【０００７】
第１に、ミュートするタイミングが出力０の時であれば特に問題はないが、大きな信号を出力している（ＰＷＭ変調度が高い状態）最中にミュートした場合には、Ｄ級出力段から負荷までの回路構成（ＬＣローパスフィルタ等を含む）によっては、出力の振動がなかなか減衰しない場合がある。スピーカを駆動している場合には、この歪み成分がミュート時のノイズとして聞こえてしまう恐れもある。
【０００８】
第２に、後述するブートストラップ方式でハイサイドのスイッチング素子を駆動している場合には、スイッチングの再起動をする際に、ブートストラップコンデンサを充電（プリチャージ）する必要がある。充電を完了するまでにはある程度時間を要するため、再起動に時間が掛かると同時に、充電時に負荷からノイズが出る恐れもある。
一方、後者の方法では、ミュート時にローサイドのスイッチング素子をオン状態にするので、ミュートの状態がブートストラップコンデンサへの充電状態に相当する。従って後者の方法を用いれば上記第２の問題が解消されるという特長がある。しかし、第１の問題は依然残る。場合によっては前者の方法よりも、出力振動の減衰に長時間を要したり、より大きなノイズが出る恐れもある。
【０００９】
そして、パラメトリックアレイ効果を利用した超指向性スピーカ（超音波スピーカ）においては、大振幅の搬送波を常に出力するため、上記第１のような問題が特に発生し易いという問題がある。
なお、ブートストラップについて、以下簡単に説明する。Ｄ級アンプのスイッチング素子としては、Ｐチャネル型のパワーＭＯＳＦＥＴよりも品種が豊富で比較的特性も優れているＮチャネル型のパワーＭＯＳＦＥＴが一般的に用いられている。Ｄ級アンプのハイサイド・スイッチング素子としてＮチャネル型のパワーＭＯＳＦＥＴを用いる場合には、ゲート駆動電圧（ゲートソース間電圧ＶＧＳ）を印加するために、ハイサイド駆動用の電源が別途必要になるが、このハイサイド駆動電源の方式として、回路構成を簡単にできるブートストラップ方式が一般的に用いられている。
【００１０】
ブートストラップ方式の場合、スイッチングを開始する際には、まずブートストラップコンデンサに充電（プリチャージ）する必要がある。ブートストラップコンデンサへの充電は、ローサイドのスイッチング素子をオンにして、スイッチング出力端電圧をローサイド電源（もしくは接地）電圧に落とすことで行われる。ブートストラップコンデンサの容量にもよるが、充電を完了するにはある程度の時間が掛かる。充電時に発生するノイズを小さくする（ｄｉ／ｄｔを小さくする）ために充電抵抗を挿入する（時定数を大きくする）と、充電に更に時間を要するようになる。
【特許文献１】特開２００２−１５８５５０号公報
【特許文献２】特開２００４−１３５０１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したように、Ｄ級出力段のスイッチング動作を停止（出力ミュート）させる方法としては主に、Ｄ級出力段素子を構成するスイッチング素子（パワーＭＯＳＦＥＴ）を全てオフ状態にする方法と、ハイサイド（上側アーム）のスイッチング素子をオフ状態にし、ローサイド（下側アーム）のスイッチング素子をオン状態にする方法とがあった。
しかしながら、前者の方法では、大きな信号を出力している（ＰＷＭ変調度が高い状態）最中にミュートした場合には、Ｄ級出力段から負荷までの回路構成（ＬＣローパスフィルタ等を含む）によっては、出力の振動がなかなか減衰しない場合があり、この歪み成分がミュート時のノイズとして聞こえてしまう恐れがあった。また、スイッチングの再起動をする際に、ブートストラップコンデンサを充電（プリチャージ）する必要があり、再起動に時間が掛かると同時に、充電時に負荷からノイズが出る恐れもあった。
【００１２】
一方、後者の方法では、ブートストラップコンデンサを充電（プリチャージ）する問題は解消するが、ミュート時にローサイドのスイッチング素子をオン状態にするので、場合によっては、出力振動の減衰に長時間を要したり、また、大きなノイズが出る恐れがあった。
特に、パラメトリックアレイ効果を利用した超音波スピーカに静電型トランスデューサを使用する場合は、静電型トランスデューサが容量性の負荷であるため、駆動周波数が高くなるに従ってインピーダンスが小さくなり、さらに大きな投入電力が必要となる。よって、超音波周波数帯でこの静電型トランスデューサを駆動する場合には、Ｄ級アンプから大振幅の搬送波を出力する必要がある。
【００１３】
このため、Ｄ級アンプの動作中にミュートを行うと、Ｄ級出力段から負荷までの回路構成（ＬＣローパスフィルタ等を含む）によっては、出力の振動がなかなか減衰しない場合があり、この歪み成分がミュート時のノイズとして聞こえてしまうという問題があった。
なお、このような問題は、容量性負荷からなるアクチュエータで駆動される液体噴射装置から印刷媒体に液体を噴射して印刷を行う印刷装置に対し、アクチュエータの駆動を制御する信号の基本となる駆動波形信号をパルス変調し、その変調信号をＤ級アンプで電力増幅し、平滑フィルタで平滑化してアクチュエータに供給する場合にも同様に発生する恐れがある。特に、Ｄ級出力段からアクチュエータまでの間に電気的振動が発生すると、著しい場合には、液体噴射装置から液体が誤噴射される恐れもある。
【００１４】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、Ｄ級アンプで容量性の負荷を駆動する場合に、ミュート・オンの際に素早くミュート状態に移行し、ミュート・オフ（解除）の際には再起動までの時間を短縮することができると共に、待機時（無出力時）の低消費電力化、ミュート・オン／オフ時のノイズ低減を実現することができる、Ｄ級アンプの制御方法、Ｄ級アンプの制御回路、容量性負荷の駆動回路、トランスデューサ、該トランスデューサを備える超音波スピーカ、該超音波スピーカを備える表示装置、および指向性音響システム、並びに容量性負荷からなるアクチュエータで駆動される液体噴射装置の複数のノズルから印刷媒体に液体を噴射して印刷を行う印刷装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明のＤ級アンプの制御方法は、第一の電源に接続されたハイサイドのスイッチング素子と第二の電源もしくはグラウンドに接続されたローサイドのスイッチング素子とを接続したトーテムポール型の出力回路と、前記出力回路の出力端側に接続される低域通過フィルタとで構成される回路を一組以上備えるとともに、入力信号をパルス変調した変調信号により前記出力回路の各スイッチング素子をオン、オフ制御することによって電力増幅を行うＤ級アンプの制御方法であって、ミュート指令信号によってミュート・オンの指令が入力されている時に行われる前記Ｄ級アンプのミュート動作が、前記スイッチング素子のハイサイドの全てのスイッチング素子をオフ状態にする手順と、前記スイッチング素子のローサイドの全てのスイッチング素子を、所定の周波数で同時にオン／オフさせる手順と、で行われることを特徴とする。
【００１６】
本発明のパルス変調とは、パルス幅変調（ＰＷＭ）、パルス密度変調（ＰＤＭ）、パルス周波数変調（ＰＦＭ）、パルス位相変調（ＰＰＭ）などの種々のパルス変調方法を包括して意味する。
このような手順により、Ｄ級アンプのミュート時に、電圧源に接続されたスイッチング素子のハイサイドの全てのスイッチング素子をオフ状態にし、ローサイドの全てのスイッチング素子を、所定の周波数（例えば、デューティー比５０％）で同時にオン／オフさせる。
【００１７】
これにより、振幅の大きい信号がＤ級アンプから出力されている状態（大出力中）でも、負荷にダメージを与えたり、大きなノイズを出すことなく、Ｄ級アンプをミュート（出力遮断）状態に素早く移行させることができる。また、Ｄ級アンプのハイサイドのスイッチングにブートストラップ方式を採用している場合には、ミュート状態がブートストラップコンデンサへの充電工程を兼ねるので、スイッチングの再始動時に、ブートストラップコンデンサの充電（プリチャージ）工程を省略することができる。これにより、再始動に要する時間を短縮することができると同時に、再始動時に発生する可能性があるポップノイズを抑えることができる。
【００１８】
また、本発明のＤ級アンプの制御方法は、Ｄ級アンプを駆動する変調信号のデューティー比を検出するデューティー比検出手順と、ミュート指令信号によってミュート・オンの指令が入力された後、前記デューティー比検出手順において検出された変調信号のデューティー比が約５０％になった時に、前記ミュート動作を開始する手順と、を含むことを特徴とする。
このような手順により、ミュート・オン指令が入力されても直ぐにはミュート制御に移行せず、変調信号のデューティー比が約５０％（入力信号が０の状態）に収束した後、つまり出力電圧の振幅が十分減衰してからミュート制御状態に移行する。
これにより、ミュート動作の際に発生するノイズをより低減できる。
【００１９】
また、本発明のＤ級アンプの制御方法は、Ｄ級アンプを駆動する変調信号のデューティー比を検出するデューティー比検出手順と、ミュート指令信号によってミュート・オンの指令が入力された後に、前記デューティー比検出手順において検出された変調信号のデューティー比が約５０％の状態が所定時間継続した後に、前記ミュート動作を開始する手順と、を含むことを特徴とする。
このような手順により、ミュート・オン指令が入力されても直ぐにはミュート制御に移行せず、変調信号のデューティー比約５０％（入力信号が０の状態）が継続した後、つまり出力電圧の振幅が十分減衰してからミュート制御状態に移行する。
これにより、ミュート動作の際に発生するノイズをより低減できる。
【００２０】
また、本発明のＤ級アンプの制御方法は、ミュート指令信号によってミュート・オンの指令が入力されている時に、前記入力信号のレベルを強制的に０レベルにする手順と、Ｄ級アンプの出力の振幅を検出する出力振幅検出手順と、ミュート指令信号によってミュート・オンの指令が入力された後に、前記出力振幅検出手順において検出された振幅が略０に収束した時に、前記ミュート動作を開始する手順と、を含むことを特徴とする。このような手順により、ミュート・オン指令信号が入力された後、入力信号（パルス変調前）のレベルを強制的に０レベルにし、その後、Ｄ級アンプの出力電圧の振幅が略０に収束したことを検出した後に、Ｄ級出力段のハイサイドの（全ての）スイッチング素子をオフ状態にし、ローサイドの（全ての）スイッチング素子を、所定の周波数（デューティー比５０％）で同時にオン／オフさせる。
【００２１】
これにより、Ｄ級アンプの出力の状態を監視しながらミュート制御を行うことができる。このため、負荷や周辺の条件が変動しても常に安定的にミュート制御状態に移行することができる。
また、本発明のＤ級アンプの制御方法は、前記ミュート動作を開始してから所定時間経過した後に、ローサイドの全てのスイッチング素子をオン状態にする手順を含むことを特徴とする。
【００２２】
このような手順により、ミュート動作の開始後、所定の時間内では、ハイサイドのスイッチング素子をオフにし、ローサイドのスイッチングをオン／オフさせる。そして、所定時間経過後は、ローサイドの全てのスイッチング素子をオン状態とする。
これにより、ミュート動作開始時に発生するノイズを低減すると共に、ミュート時（待機時）の消費電力を低減できる。
【００２３】
また、本発明のＤ級アンプの制御方法は、ミュート指令信号によってミュート・オンの指令が入力された時に、前記ミュート動作を開始する手順と、Ｄ級アンプの出力の振幅を検出する出力振幅検出手順と、前記ミュート動作の開始後、前記出力振幅検出手順において検出された振幅が略０に収束した時に、ローサイドの全てのスイッチング素子をオン状態にする手順と、を含むことを特徴とする。
【００２４】
このような手順により、ミュート・オン指令信号が入力されると、ハイサイドのスイッチング素子をオフにし、ローサイドのスイッチングをオン／オフさせるミュート動作に入る。そして、その後に、出力電圧フィードバック信号ＦＢが略０レベルに収束した後に、ローサイドの全てのスイッチング素子をオン状態にする。
このようにすることで、ミュート動作開始時に発生するノイズを低減すると共に、ミュート時（待機時）の消費電力を低減できる。
【００２５】
また、本発明のＤ級アンプの制御方法は、ミュート指令信号の入力により行われる前記Ｄ級アンプのミュート動作において、前記スイッチング素子のローサイドの全てのスイッチング素子を同時にオン／オフさせる際の周波数が、入力信号のレベルが０の時の変調信号の周波数に等しいことを特徴とする。
このような方法により、スイッチング素子のローサイドの全てのスイッチング素子を同時にオン／オフさせる際の周波数が、入力信号のレベルが０の時の変調信号の周波数に等しいようにする。
【００２６】
これにより、ミュート動作開始時に発生するノイズを低減することができる。
また、本発明のＤ級アンプの制御方法は、所定長の入力信号を記憶し蓄積するバッファメモリと、該バッファメモリ内に蓄積された入力信号のレベルを走査する手順と、前記入力信号のレベルが０の状態もしくは０に相当する状態の無信号区間が所定時間以上継続する場合に、前記無信号区間の開始時点でミュート・オンの指令が入力されたと判断する手順と、を含むことを特徴とする。
【００２７】
このような手順により、例えば、入力信号（デジタルデータ）を保持するＦＩＦＯ（First-In First-Out）型のバッファメモリを設け、入力信号を格納すると共に、古く格納した順にデータを取り出すようにする。また、バッファメモリに付随して、バッファメモリ内に格納されたデータを監視し、入力信号のレベルが０の状態もしくは０に相当する状態の無信号区間が所定時間以上継続する場合に、無信号区間の開始時点でミュート指令信号が入力されたと判定し、ミュート動作を開始する。
これにより、無信号区間の開始時点から、ミュート動作を自動的に開始できるようになるので、無信号開始してから実際にミュート動作が開始されるまでのタイムラグ（遅延）を無くし、ミュート時（待機時）の消費電力をより低減することができる。
【００２８】
また、本発明のＤ級アンプの制御回路は、第一の電源に接続されたハイサイドのスイッチング素子と第二の電源もしくはグラウンドに接続されたローサイドのスイッチング素子とを接続したトーテムポール型の出力回路と、前記出力回路の出力端側に接続される低域通過フィルタとで構成される回路を一組以上備えるとともに、入力信号をパルス変調した変調信号により前記出力回路の各スイッチング素子をオン、オフ制御することによって電力増幅を行うＤ級アンプの制御回路であって、前記変調信号からハイサイド及びローサイドの各スイッチング素子をそれぞれオン、オフ制御する第一の制御信号を生成する手段と、ハイサイドの全てのスイッチング素子をオフ状態にするとともに、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定の周波数で同時にオン／オフさせる第二の制御信号を生成する手段と、前記第一の制御信号と前記第二の制御信号とを切り換えて出力する切換手段と、を備え、前記切換手段は、ミュート指令信号によってミュート・オフの指令が入力されている場合には前記第一の制御信号を選択して出力し、ミュート・オンの指令が入力されている場合には前記第二の制御信号を選択して出力するように構成されていることを特徴とする。
【００２９】
このような構成により、ハイサイド及びローサイドの各スイッチング素子をそれぞれ変調信号に応じてオン、オフ制御する出力オンの状態（第一の制御信号による制御状態）と、ハイサイドのスイッチング素子をすべてオフさせると共に、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定の周波数で同時にオン／オフさせる出力ミュートの状態（第二の制御信号による制御状態）とを選択するための切換手段を設ける。そして、ミュート・オフの指令が入力されている場合には第一の制御信号を選択し、ミュート・オンの指令が入力されている場合には第二の制御信号を選択する。すなわち、ミュート・オンの指令が入力されると、ハイサイドのスイッチング素子を全てオフにし、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定周波数でオン・オフさせる。
【００３０】
これにより、振幅の大きい信号がＤ級アンプから出力されている状態（大出力中）でも、負荷にダメージを与えたり、大きなノイズを出すことなく、Ｄ級アンプをミュート（出力遮断）状態に素早く移行させることができる。また、Ｄ級アンプのハイサイドのスイッチングにブートストラップ方式を採用している場合には、ミュート状態がブートストラップコンデンサへの充電工程を兼ねるので、スイッチングの再始動時に、ブートストラップコンデンサの充電（プリチャージ）工程を省略することができる。これにより、再始動に要する時間を短縮することができると同時に、再始動時に発生する可能性があるポップノイズを抑えることができる。
【００３１】
また、本発明のＤ級アンプの制御回路は、前記変調信号のデューティー比を検出するデューティー比検出手段をさらに備えるとともに、前記切換手段は、ミュート指令信号によってミュート・オンの指令が入力された後、前記デューティー比検出手段において検出された変調信号のデューティー比が約５０％になった時点で、前記第一の制御信号から前記第二の制御信号に切り換えるように構成されていることを特徴とする。
【００３２】
このような構成により、ミュート・オン指令が入力されても直ぐにはミュート制御に移行せず、変調信号のデューティー比が約５０％（入力信号が０の状態）に収束した後、つまり出力電圧の振幅が十分減衰してからミュート制御状態に移行する。
これにより、ミュート動作の際に発生するノイズをより低減できる。
また、本発明のＤ級アンプの制御回路は、前記変調信号のデューティー比を検出するデューティー比検出手段をさらに備えるとともに、前記切換手段は、ミュート指令信号によってミュート・オンの指令が入力された後、前記デューティー比検出手段において検出された変調信号のデューティー比が約５０％の状態が所定時間継続した時点で、前記第一の制御信号から前記第二の制御信号に切り換えるように構成されていることを特徴とする。
【００３３】
このような構成により、ミュート・オン指令が入力されても直ぐにはミュート制御に移行せず、変調信号のデューティー比が約５０％の状態（入力信号が０の状態）が所定時間継続した後、つまり出力電圧の振幅が十分減衰してからミュート制御状態に移行する。これにより、ミュート動作の際に発生するノイズをより低減できる。
また、本発明のＤ級アンプの制御回路は、ミュート指令信号によってミュート・オンの指令が入力されている時に、前記入力信号のレベルを強制的に０レベルにする手段と、Ｄ級アンプの出力の振幅を検出する出力振幅検出手段とをさらに備えるとともに、前記切換手段は、ミュート指令信号によってミュート・オンの指令が入力された後、前記出力振幅検出手段において検出された振幅が略０に収束した時点で、前記第一の制御信号から前記第二の制御信号に切り換えるように構成されていることを特徴とする。
【００３４】
このような構成により、ミュート指令信号が入力された後、入力信号（パルス変調前）のレベルを強制的に０レベルにし、その後、Ｄ級アンプの出力電圧の振幅が略０に収束したことを検出した後に、Ｄ級出力段のハイサイドの（全ての）スイッチング素子をオフ状態にし、ローサイドの（全ての）スイッチング素子を、所定の周波数（デューティー比５０％）で同時にオン／オフさせる。
これにより、Ｄ級アンプの出力の状態を監視しながらミュート制御を行うことができる。このため、負荷や周辺の条件が変動しても常に安定的にミュート制御状態に移行することができる。
【００３５】
また、本発明のＤ級アンプの制御回路は、前記第一の制御信号と第二の制御信号とを切り換える切換手段を第一の切換手段とし、ハイサイドの全てのスイッチング素子をオフ状態にするとともに、ローサイドの全てのスイッチング素子をオン状態にする第三の制御信号を生成する手段と、前記第一の切換手段から出力される信号と前記第三の制御信号とを切り換える第二の切換手段とをさらに備え、前記第二の切換手段は、前記第一の切換手段において第一の制御信号から第二の制御信号に切り換えてから所定時間経過した後に、前記第一の切換手段から出力される信号から前記第三の制御信号に切り換えるように構成されていることを特徴とする。
【００３６】
このような構成により、ミュート・オン動作の開始後、所定の時間内では第二の制御信号を第一の切換手段により選択することにより、ハイサイドの全てのスイッチング素子をオフにし、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定の周波数でオン／オフさせる。そして、所定時間経過後は、第三の制御信号を第二の切換手段により選択することにより、ローサイドの全てのスイッチング素子をオン状態とする。
これにより、ミュート動作開始時に発生するノイズを低減すると共に、ミュート動作時の消費電力を低減できる。
【００３７】
また、本発明のＤ級アンプの制御回路は、前記第一の制御信号と第二の制御信号とを切り換える切換手段を第一の切換手段とし、ハイサイドの全てのスイッチング素子をオフ状態にするとともに、ローサイドの全てのスイッチング素子をオン状態にする第三の制御信号を生成する手段と、前記第一の切換手段から出力される信号と前記第三の制御信号とを切り換える第二の切換手段と、Ｄ級アンプの出力の振幅を検出する出力振幅検出手段とをさらに備え、前記第二の切換手段は、前記第一の切換手段において第一の制御信号から第二の制御信号に切り換えた後、前記出力振幅検出手段において検出された振幅が略０に収束した時に、前記第一の切換手段から出力される信号から前記第三の制御信号に切り換えるように構成されていることを特徴とする。
【００３８】
このような構成により、ミュート・オン指令信号が入力されると、第二の制御信号を第一の切換手段により選択することにより、ハイサイドの全てのスイッチング素子をオフにし、ローサイドの全てのスイッチングをオン／オフさせるミュート動作に入る。そして、その後に、出力電圧フィードバック信号、つまり出力振幅が０に収束した後に、第三の制御信号を第二の切換手段により選択することにより、ローサイドの全てのスイッチング素子をオン状態にする。
【００３９】
このようにすることで、ミュート動作開始時に発生するノイズを低減すると共に、ミュート時（待機時）の消費電力を低減できる。さらに、負荷や周辺の条件が変動しても、常に安定的にローサイドのスイッチング素子をオンにする状態（第三の制御信号による制御状態）に移行させることができる。
また、本発明のＤ級アンプの制御回路は、前記第二の制御信号において、ローサイドの全てのスイッチング素子を同時にオン／オフさせる際の周波数が、入力信号のレベルが０の時の前記変調信号の周波数に等しいことを特徴とする。
【００４０】
このような構成により、スイッチング素子のローサイドの全てのスイッチング素子を同時にオン／オフさせる際の周波数が、入力信号のレベルが０の時の変調信号の周波数に等しいようにする。
これにより、スイッチング周波数が大きく変動することなくミュート動作に移行することができるので、ミュート動作開始時に発生するノイズを低減することができる。
【００４１】
また、本発明のＤ級アンプの制御回路は、所定長の入力信号を記憶し、蓄積するバッファメモリと、前記バッファメモリ内に蓄積された入力信号のレベルを走査する手段と、前記入力信号のレベルが０の状態もしくは０に相当する状態の無信号区間が所定時間以上継続する場合に、前記無信号区間の開始時点でミュート・オンの指令が入力されたと判断する手段と、を備えることを特徴とする。
【００４２】
このような構成により、例えば、入力信号（デジタルデータ）を保持するＦＩＦＯ（First-In First-Out）型のバッファメモリを設け、入力信号を格納すると共に、古く格納した順にデータを取り出すようにする。また、バッファメモリに付随して、バッファメモリ内に格納されたデータを監視し、入力信号のレベルが０の状態もしくは０に相当する状態の無信号区間が所定時間以上継続する場合に、無信号区間の開始時点でミュート指令信号が入力されたと判定し、ミュート動作を開始する。
これにより、無信号区間の開始時点から、ミュート動作を自動的に開始できるようになるので、無信号状態が開始してから実際にミュート動作が開始されるまでのタイムラグ（遅延）を無くし、ミュート時（待機時）の消費電力をより低減することができる。
【００４３】
また、本発明の容量性負荷の駆動回路は、第一の電源に接続されたハイサイドのスイッチング素子と第二の電源もしくはグラウンドに接続されたローサイドのスイッチング素子とを接続したトーテムポール型の出力回路と、前記出力回路の出力端側に接続される低域通過フィルタとで構成される回路を一組以上備えるとともに、入力信号をパルス変調した変調信号により前記出力回路の各スイッチング素子をオン、オフ制御することによって電力増幅を行うＤ級アンプの出力端子間に容量性の負荷が接続された容量性負荷の駆動回路であって、ミュート指令信号に応じてミュート・オン、オフ制御するミュート制御手段を備え、前記ミュート制御手段は、前記変調信号からハイサイド及びローサイドの各スイッチング素子をそれぞれオン、オフ制御する第一の制御信号を生成する手段と、ハイサイドの全てのスイッチング素子をオフ状態にするとともに、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定の周波数で同時にオン／オフさせる第二の制御信号を生成する手段と、前記第一の制御信号と前記第二の制御信号とを切り換えて出力する切換手段と、を備え、前記切換手段は、ミュート指令信号によってミュート・オフの指令が入力されている場合には前記第一の制御信号を選択して出力し、ミュート・オンの指令が入力されている場合には前記第二の制御信号を選択して出力するように構成されていることを特徴とする。このような構成により、容量性負荷を駆動するＤ級アンプにおいて、ハイサイド及びローサイドの各スイッチング素子をそれぞれ変調信号に応じてオン、オフ制御する出力オンの状態（第一の制御信号による制御状態）と、ハイサイドのスイッチング素子をすべてオフさせると共に、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定の周波数で同時にオン／オフさせる出力ミュートの状態（第二の制御信号による制御状態）とを選択するための切換手段を設ける。そして、ミュート・オフの指令が入力されている場合には第一の制御信号を選択し、ミュート・オンの指令が入力されている場合には第二の制御信号を選択する。すなわち、ミュート・オンの指令が入力されると、ハイサイドのスイッチング素子を全てオフにし、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定周波数でオン・オフさせる。これにより、振幅の大きい信号がＤ級アンプから出力されている状態（大出力中）でも、容量性負荷にダメージを与えたり、大きなノイズを出すことなく、Ｄ級アンプをミュート（出力遮断）状態に素早く移行させることができる。
【００４４】
また、Ｄ級アンプを使用して容量性負荷を駆動する場合に、負荷がダンピング成分の小さい共振回路系で構成されていることがある。このような場合に、ミュート時に共振周波数での振動がなかなか減衰しないという問題が生じることがあるが、本発明を用いれば、出力回路がダンピング成分の小さい共振回路系で構成されている場合でも、ミュート時に振動を素早く減衰させることができる。
【００４５】
また、本発明のトランスデューサは、第一の電源に接続されたハイサイドのスイッチング素子と第二の電源もしくはグラウンドに接続されたローサイドのスイッチング素子とを接続したトーテムポール型の出力回路と、前記出力回路の出力端側に接続される低域通過フィルタとで構成される回路を一組以上備えるとともに、入力信号をパルス変調した変調信号により前記出力回路の各スイッチング素子をオン、オフ制御することによって電力増幅を行うＤ級アンプによって駆動されるトランスデューサであって、前記Ｄ級アンプは、ミュート指令信号に応じてミュート・オン、オフ制御するミュート制御手段を備え、前記ミュート制御手段は、前記変調信号からハイサイド及びローサイドの各スイッチング素子をそれぞれオン、オフ制御する第一の制御信号を生成する手段と、ハイサイドの全てのスイッチング素子をオフ状態にするとともに、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定の周波数で同時にオン／オフさせる第二の制御信号を生成する手段と、前記第一の制御信号と前記第二の制御信号とを切り換えて出力する切換手段と、を備え、前記切換手段は、ミュート指令信号によってミュート・オフの指令が入力されている場合には前記第一の制御信号を選択して出力し、ミュート・オンの指令が入力されている場合には前記第二の制御信号を選択して出力するように構成されていることを特徴とする。このような構成により、トランスデューサを駆動するＤ級アンプにおいて、ハイサイド及びローサイドの各スイッチング素子をそれぞれ変調信号に応じてオン、オフ制御する出力オンの状態（第一の制御信号による制御状態）と、ハイサイドのスイッチング素子をすべてオフさせると共に、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定の周波数で同時にオン／オフさせる出力ミュートの状態（第二の制御信号による制御状態）とを選択するための切換手段を設ける。そして、ミュート・オフの指令が入力されている場合には第一の制御信号を選択し、ミュート・オンの指令が入力されている場合には第二の制御信号を選択する。すなわち、ミュート・オンの指令が入力されると、ハイサイドのスイッチング素子を全てオフにし、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定周波数でオン・オフさせる。
【００４６】
これにより、振幅の大きい信号がＤ級アンプから出力されている状態（大出力中）でも、トランスデューサにダメージを与えたり、大きなノイズを出すことなく、Ｄ級アンプをスイッチング・ミュート（出力遮断）状態に素早く移行させることができる。
また、本発明のトランスデューサは、前記トランスデューサは、複数の孔が形成された第一の面側の固定電極と、前記第一の面側の固定電極と対をなす複数の孔が形成された第二の面側の固定電極と、前記一対の固定電極に挟まれるとともに導電層を有し、該導電層に直流バイアス電圧が印加される振動膜とで構成されている静電型トランスデューサであることを特徴とする。
【００４７】
このような構成により、Ｄ級アンプで駆動する静電型超音波トランスデューサとして、例えば、図１７に示す、プッシュプル型の静電型トランスデューサを使用する。
これにより、振幅の大きい信号がＤ級アンプから出力されている状態（大出力中）でも、プッシュプル型の静電型トランスデューサにダメージを与えたり、大きなノイズを出すことなく、Ｄ級アンプをミュート（出力遮断）状態に素早く移行させることができる。
【００４８】
また、本発明の超音波スピーカは、可聴周波数帯の信号波を生成する可聴周波数信号源と、超音波周波数帯のキャリア波を生成し、出力するキャリア波信号源と、前記キャリア波を前記可聴周波数帯の信号波により変調する変調器と、前記変調器から出力される変調信号をさらにパルス変調するパルス変調器とを備えるとともに、第一の電源に接続されたハイサイドのスイッチング素子と第二の電源もしくはグラウンドに接続されたローサイドのスイッチング素子とを接続したトーテムポール型の出力回路と、前記出力回路の出力端側に接続される低域通過フィルタとで構成される回路を一組以上備え、前記パルス変調器で変調された変調信号により前記出力回路の各スイッチング素子をオン、オフ制御することによって電力増幅を行うＤ級アンプの出力端子間に超音波トランスデューサを接続して構成する超音波スピーカであって、前記Ｄ級アンプは、ミュート指令信号に応じてミュート・オン、オフ制御するミュート制御手段を備え、前記ミュート制御手段は、前記変調信号からハイサイド及びローサイドの各スイッチング素子をそれぞれオン、オフ制御する第一の制御信号を生成する手段と、ハイサイドの全てのスイッチング素子をオフ状態にするとともに、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定の周波数で同時にオン／オフさせる第二の制御信号を生成する手段と、前記第一の制御信号と前記第二の制御信号とを切り換えて出力する切換手段と、を備え、前記切換手段は、ミュート指令信号によってミュート・オフの指令が入力されている場合には前記第一の制御信号を選択して出力し、ミュート・オンの指令が入力されている場合には前記第二の制御信号を選択して出力するように構成されていることを特徴とする。
【００４９】
このような構成により、可聴周波数帯の信号波を生成する可聴周波数信号源と、超音波周波数帯のキャリア波を生成するキャリア波信号源と、キャリア波を可聴周波数帯の信号波により変調する変調器と、変調器から出力される変調信号を増幅するＤ級アンプと、該Ｄ級アンプで駆動される超音波トランスデューサとで超音波スピーカを構成する。そして、超音波トランスデューサを駆動するＤ級アンプには、ハイサイド及びローサイドの各スイッチング素子をそれぞれ変調信号に応じてオン、オフ制御する出力オンの状態（第一の制御信号による制御状態）と、ハイサイドのスイッチング素子をすべてオフさせると共に、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定の周波数で同時にオン／オフさせる出力ミュートの状態（第二の制御信号による制御状態）とを選択するための切換手段を設ける。そして、ミュート・オフの指令が入力されている場合には第一の制御信号を選択し、ミュート・オンの指令が入力されている場合には第二の制御信号を選択する。すなわち、ミュート・オンの指令が入力されると、ハイサイドのスイッチング素子を全てオフにし、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定周波数でオン・オフさせる。
【００５０】
これにより、振幅の大きい信号がＤ級アンプから出力されている状態（大出力中）でも、超音波スピーカ内の超音波トランスデューサにダメージを与えたり、超音波トランスデューサから大きなノイズを出すことなく、Ｄ級アンプをミュート（出力遮断）状態に素早く移行させることができる。
【００５１】
また、本発明の表示装置は、音響ソースから供給される音声信号を再生し可聴周波数帯の信号音を再生する超音波スピーカと、映像を投影面に投影する投影光学系とを備える表示装置であって、前記超音波スピーカは、可聴周波数帯の信号波を生成する可聴周波数信号源と、超音波周波数帯のキャリア波を生成し、出力するキャリア波信号源と、前記キャリア波を前記可聴周波数帯の信号波により変調する変調器と、前記変調器から出力される変調信号をさらにパルス変調するパルス変調器とを備えるとともに、第一の電源に接続されたハイサイドのスイッチング素子と第二の電源もしくはグラウンドに接続されたローサイドのスイッチング素子とを接続したトーテムポール型の出力回路と、前記出力回路の出力端側に接続される低域通過フィルタとで構成される回路を一組以上備え、前記パルス変調器で変調された変調信号により前記出力回路の各スイッチング素子をオン、オフ制御することによって電力増幅を行うＤ級アンプの出力端子間に超音波トランスデューサを接続して構成するとともに、前記Ｄ級アンプは、ミュート指令信号に応じてミュート・オン、オフ制御するミュート制御手段を備え、前記ミュート制御手段は、前記変調信号からハイサイド及びローサイドの各スイッチング素子をそれぞれオン、オフ制御する第一の制御信号を生成する手段と、ハイサイドの全てのスイッチング素子をオフ状態にするとともに、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定の周波数で同時にオン／オフさせる第二の制御信号を生成する手段と、前記第一の制御信号と前記第二の制御信号とを切り換えて出力する切換手段とを備え、前記切換手段は、ミュート指令信号によってミュート・オフの指令が入力されている場合には前記第一の制御信号を選択して出力し、ミュート・オンの指令が入力されている場合には前記第二の制御信号を選択して出力するように構成されていることを特徴とする。
【００５２】
このような構成により、映像を投影する投影光学系を備える表示装置に使用される超音波スピーカを、Ｄ級アンプで駆動される超音波トランスデューサで構成する。このＤ級アンプには、ハイサイド及びローサイドの各スイッチング素子をそれぞれ変調信号に応じてオン、オフ制御する出力オンの状態（第一の制御信号による制御状態）と、ハイサイドのスイッチング素子をすべてオフさせると共に、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定の周波数で同時にオン／オフさせる出力ミュートの状態（第二の制御信号による制御状態）とを選択するための切換手段を設ける。
【００５３】
そして、ミュート・オフの指令が入力されている場合には第一の制御信号を選択し、ミュート・オンの指令が入力されている場合には第二の制御信号を選択する。すなわち、ミュート・オンの指令が入力されると、ハイサイドのスイッチング素子を全てオフにし、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定周波数でオン・オフさせる。
これにより、表示装置において、超音波スピーカ内のＤ級アンプのミュート時に、超音波スピーカから雑音を発生しないようにできる。
【００５４】
また、本発明の指向性音響システムは、音響ソースから供給される音声信号のうち第一の音域の信号を再生する超音波スピーカと、前記音響ソースから供給される音声信号のうち前記第一の音域よりも低い第二の音域の信号を再生する低音再生用スピーカと、を有する指向性音響システムであって、前記超音波スピーカは、可聴周波数帯の信号波を生成する可聴周波数信号源と、超音波周波数帯のキャリア波を生成し、出力するキャリア波信号源と、前記キャリア波を前記可聴周波数帯の信号波により変調する変調器と、前記変調器から出力される変調信号をさらにパルス変調するパルス変調器とを備えるとともに、第一の電源に接続されたハイサイドのスイッチング素子と第二の電源もしくはグラウンドに接続されたローサイドのスイッチング素子とを接続したトーテムポール型の出力回路と、前記出力回路の出力端側に接続される低域通過フィルタとで構成される回路を一組以上備え、前記パルス変調器で変調された変調信号により前記出力回路の各スイッチング素子をオン、オフ制御することによって電力増幅を行うＤ級アンプの出力端子間に超音波トランスデューサを接続して構成するとともに、前記Ｄ級アンプは、ミュート指令信号に応じてミュート・オン、オフ制御するミュート制御手段を備え、前記ミュート制御手段は、前記変調信号からハイサイド及びローサイドの各スイッチング素子をそれぞれオン、オフ制御する第一の制御信号を生成する手段と、ハイサイドの全てのスイッチング素子をオフ状態にするとともに、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定の周波数で同時にオン／オフさせる第二の制御信号を生成する手段と、前記第一の制御信号と前記第二の制御信号とを切り換えて出力する切換手段とを備え、前記切換手段は、ミュート指令信号によってミュート・オフの指令が入力されている場合には前記第一の制御信号を選択して出力し、ミュート・オンの指令が入力されている場合には前記第二の制御信号を選択して出力するように構成されていることを特徴とする。
【００５５】
このような構成により、音響ソースから供給される音声信号のうち第一の音域の信号を再生する超音波スピーカと、第一の音域よりも低い第二の音域の信号を再生する低音再生用スピーカとを有する指向性音響システムにおいて、上記超音波スピーカをＤ級アンプで駆動される超音波トランスデューサで構成する。
このＤ級アンプには、ハイサイド及びローサイドの各スイッチング素子をそれぞれ変調信号に応じてオン、オフ制御する出力オンの状態（第一の制御信号による制御状態）と、ハイサイドのスイッチング素子をすべてオフさせると共に、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定の周波数で同時にオン／オフさせる出力ミュートの状態（第二の制御信号による制御状態）とを選択するための切換手段を設ける。
【００５６】
そして、ミュート・オフの指令が入力されている場合には第一の制御信号を選択し、ミュート・オンの指令が入力されている場合には第二の制御信号を選択する。すなわち、ミュート・オンの指令が入力されると、ハイサイドのスイッチング素子を全てオフにし、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定周波数でオン・オフさせる。
これにより、指向性音響システムにおいて、超音波スピーカ内のＤ級アンプのミュート時に、超音波スピーカから雑音を発生しないようにできる。
【００５７】
また、本発明の印刷装置は、容量性負荷からなるアクチュエータで駆動される液体噴射装置の複数のノズルから印刷媒体に液体を噴射して印刷を行う印刷装置であって、前記液体噴射装置は、前記アクチュエータの駆動を制御する信号の基本となる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する変調回路とを備えるとともに、第一の電源に接続されたハイサイドのスイッチング素子と第二の電源もしくはグラウンドに接続されたローサイドのスイッチング素子とを接続したトーテムポール型の出力回路と、前記出力回路の出力端側に接続される低域通過フィルタとで構成される回路を一組以上備え、前記パルス変調器で変調された変調信号により前記出力回路の各スイッチング素子をオン、オフ制御することによって電力増幅を行うＤ級アンプの出力端子間に前記アクチュエータを接続して構成するとともに、前記Ｄ級アンプは、ミュート指令信号に応じてミュート・オン、オフ制御するミュート制御回路を備え、前記ミュート制御回路は、前記変調信号からハイサイド及びローサイドの各スイッチング素子をそれぞれオン、オフ制御する第一の制御信号を生成する手段と、ハイサイドの全てのスイッチング素子をオフ状態にするとともに、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定の周波数で同時にオン／オフさせる第二の制御信号を生成する手段と、前記第一の制御信号と前記第二の制御信号とを切り換えて出力する切換手段とを備え、前記切換手段は、ミュート指令信号によってミュート・オフの指令が入力されている場合には前記第一の制御信号を選択して出力し、ミュート・オンの指令が入力されている場合には前記第二の制御信号を選択して出力するように構成されていることを特徴とする。
【００５８】
このような構成により、容量性負荷からなるアクチュエータを駆動するＤ級アンプにおいて、ハイサイド及びローサイドの各スイッチング素子をそれぞれ変調信号に応じてオン、オフ制御する出力オンの状態（第一の制御信号による制御状態）と、ハイサイドのスイッチング素子をすべてオフさせると共に、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定の周波数で同時にオン／オフさせる出力ミュートの状態（第二の制御信号による制御状態）とを選択するための切換手段を設ける。そして、ミュート・オフの指令が入力されている場合には第一の制御信号を選択し、ミュート・オンの指令が入力されている場合には第二の制御信号を選択する。すなわち、ミュート・オンの指令が入力されると、ハイサイドのスイッチング素子を全てオフにし、ローサイドの全てのスイッチング素子を所定周波数でオン・オフさせる。これにより、振幅の大きい信号がＤ級アンプから出力されている状態でも、容量性負荷にダメージを与えたり、大きな電気的振動を出したりすることなく、Ｄ級アンプをミュート（出力遮断）状態に素早く移行させることができる。
【００５９】
また、Ｄ級アンプを使用して容量性負荷からなるアクチュエータを駆動する場合に、負荷がダンピング成分の小さい共振回路系で構成されていることがある。このような場合に、ミュート時に共振周波数での振動がなかなか減衰しないという問題が生じることがあるが、本発明を用いれば、出力回路がダンピング成分の小さい共振回路系で構成されている場合でも、ミュート時に振動を素早く減衰させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
次に本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の基本的な回路構成を示すブロック図である。以下各ブロックの機能について説明する。図１に示すＤ級アンプ１においては、入力信号をＰＷＭ変調回路１１によりＰＷＭ変調することによって、高周波数のデジタル信号であるＰＷＭ信号に変調した後、該ＰＷＭ信号をミュート制御回路２０に入力する。そしてミュート制御回路２０の出力信号をゲート駆動回路１２、１３に出力し、ゲート駆動回路１２、１３により生成されるゲート信号によりＤ級出力段１４を駆動する。ミュート制御回路２０には、ミュート動作のオン／オフを指令するミュート指令信号が入力されている。
【００６１】
Ｄ級出力段１４は、正電源側に接続されたハイサイドのスイッチング素子Ｍ１、Ｍ３と、負電源側に接続されたローサイドのスイッチング素子Ｍ２、Ｍ４とで構成され、Ｍ１とＭ２、及びＭ３とＭ４とでトーテムポール型の出力回路がそれぞれ構成されている。スイッチング素子Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４はそれぞれオン抵抗の小さいパワーＭＯＳＦＥＴで構成され、ゲート駆動回路１２、１３によって各パワーＭＯＳＦＥＴをスイッチング動作させる。Ｄ級出力段１４の出力はスイッチング波形になるため、スイッチング・キャリア成分を低域通過フィルタで除去した後に、負荷１５に供給する。低域通過フィルタには、電力損失の小さいＬＣフィルタ（Ｌ１、Ｃ１）と、ＬＣフィルタ（Ｌ２、Ｃ２）とが用いられている。
【００６２】
ミュート制御回路２０に入力されるミュート指令信号において、ミュート・オフ（Ｄ級アンプの出力オン）の指令が入力されている場合には、上記ＰＷＭ信号からハイサイドの各スイッチング素子をオン、オフ制御する制御信号を生成し、ゲート駆動回路１２への出力信号ＡＨ、ゲート駆動回路１３への出力信号ＢＨとしてそれぞれ出力する。同様に上記ＰＷＭ信号からローサイドの各スイッチング素子をオン、オフ制御する制御信号を生成し、ゲート駆動回路１２への出力信号ＡＬ、ゲート駆動回路１３への出力信号ＢＬとしてそれぞれ出力する。
【００６３】
一方、ミュート制御回路２０に入力されるミュート指令信号において、ミュート・オン（Ｄ級アンプの出力遮断）の指令が入力されている場合には、ハイサイドの全てのスイッチング素子Ｍ１、Ｍ３をオフ状態にする制御信号を生成し、Ｍ１の制御信号をゲート駆動回路１２への出力信号ＡＨとして、Ｍ３の制御信号をゲート駆動回路１３への出力信号ＢＨとしてそれぞれ出力する。同時に、ローサイドの全てのスイッチング素子Ｍ２、Ｍ４を所定の周波数で同時にオン／オフさせる制御信号を生成し、Ｍ２の制御信号をゲート駆動回路１２への出力信号ＡＬとして、Ｍ４の制御信号をゲート駆動回路１３への出力信号ＢＬとしてそれぞれ出力する。
以上の制御は図１中のミュート制御回路２０で行われる。
【００６４】
なお、図１では、Ｄ級出力段１４にＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４のスイッチング素子を用いてフルブリッジの回路として構成した例を示しているが、Ｍ１、Ｍ２のスイッチング素子を用いてハーフブリッジの回路として構成してもよい。ハーフブリッジの構成の場合には、ゲート駆動回路１３、スイッチング素子Ｍ３、Ｍ４、フィルタＬ２、Ｃ２を省略し、負荷１５の一方の端子をＧＮＤに接続する（図６を参照）。
【００６５】
図２は、図１に示すミュート制御回路２０の具体的な構成例を示したものである。ミュート制御回路の出力は、それぞれ次のゲート駆動信号に相当する。
信号ＡＨは、フルブリッジを構成するＤ級出力段のうち、一方のハーフブリッジのハイサイド（スイッチング素子Ｍ１）のゲート駆動用の信号であり、ＡＬはローサイド（スイッチング素子Ｍ２）のゲート駆動用の信号である。
【００６６】
また、ＢＨは、フルブリッジを構成するＤ級出力段のうち、他方のハーフブリッジのハイサイド（スイッチング素子Ｍ３）のゲート駆動用の信号であり、ＢＬは、ローサイド（スイッチング素子Ｍ４）のゲート駆動用の信号である。
なお、ハーフブリッジの構成で負荷を駆動する場合には、信号ＢＨ、ＢＬは不要になる。
クロックパルス生成回路２１は、ミュート動作時にＤ級出力段（ゲート駆動回路）に供給するパルス信号ＣＬＫを生成する。ここでは、パルス信号ＣＬＫは、定格ＰＷＭ周波数（入力信号が０の場合のＰＷＭ信号周波数）と同じ周波数で、デューティー比が５０％のクロックパルスである。
【００６７】
ミュート指令信号ＭＵＴＥは、ＮＯＴ回路２２で論理反転されて、信号ＣＰとなる。信号ＣＰはＡＮＤゲート２３、２４の入力信号となり、またマルチプレクサ２５、２６の制御信号となる。なお、ミュート指令信号ＭＵＴＥは、ミュート動作オンの場合にＨｉｇｈレベル、オフの場合にＬｏｗレベルとなる信号である。ＡＮＤゲート２３は、信号ＭＵＴＥがＬｏｗレベル（信号ＣＰがＨｉｇｈレベル）の場合にはミュート制御回路２０に入力されるＰＷＭ信号ＰＷＭを、信号ＭＵＴＥがＨｉｇｈレベル（信号ＣＰがＬｏｗレベル）の場合にはＬｏｗレベルの信号を、信号ＡＨとして出力する。同様にＡＮＤゲート２４は、信号ＭＵＴＥがＬｏｗレベルの場合にはミュート制御回路２０に入力されるＰＷＭ信号ＰＷＭの反転信号を、信号ＭＵＴＥがＨｉｇｈレベルの場合にはＬｏｗレベルの信号を、信号ＢＨとして出力する。マルチプレクサ２５は、信号ＭＵＴＥがＬｏｗレベルの場合には信号ＰＷＭの反転信号を選択し、信号ＭＵＴＥがＨｉｇｈレベルの場合にはパルス信号ＣＬＫを選択して、信号ＡＬとして出力する。同様にマルチプレクサ２６は、信号ＭＵＴＥがＬｏｗレベルの場合には信号ＰＷＭを選択し、信号ＭＵＴＥがＨｉｇｈレベルの場合にはパルス信号ＣＬＫを選択して、信号ＢＬとして出力する。
【００６８】
また、図３は、図２に示すミュート制御回路のタイミングチャートを示したものである。図３において、ミュート指令信号ＭＵＴＥがＬｏｗレベル、つまりミュート動作がオフの間は、スイッチング素子Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４を制御する信号ＡＨ、ＡＬ、ＢＨ、ＢＬには、ＰＷＭ信号もしくはその反転信号が出力される。従って、各スイッチング素子Ｍ１〜Ｍ４がオン、オフ制御されて、Ｄ級出力段から出力が負荷に供給される。一方、ミュート指令信号ＭＵＴＥがＨｉｇｈレベル、つまりミュート動作がオンになると、ハイサイドのスイッチング素子Ｍ１、Ｍ３を制御する信号ＡＨ、ＢＨにはＬｏｗレベルが出力され、ローサイドのスイッチング素子Ｍ２、Ｍ４を制御する信号ＡＬ、ＢＬには定格ＰＷＭ周波数（入力信号が０の場合のＰＷＭ信号周波数）と同じ周波数で、デューティー比が５０％の信号ＣＬＫが出力される。従って、ハイサイドのスイッチング素子は全てオフ状態となり、ローサイドの全てのスイッチング素子は定格ＰＷＭ周波数で同時にオン、オフ動作する。
【００６９】
なお、前述の第一の制御信号は、ミュート・オフにより信号ＣＰがＨｉｇｈレベルとなり、ＡＮＤゲート２３、２４、およびマルチプレクサ２５、２６を通してＰＷＭ信号ＰＷＭが出力される時の制御信号ＡＨ、ＡＬ、ＢＨ、ＢＬが相当する。
また、前述の第二の制御信号は、信号ＣＰがＬｏｗレベル（ミュート・オン）となり、ＡＮＤゲート２３、２４からＬｏｗレベルの信号が出力され、マルチプレクサ２５、２６から定格ＰＷＭ周波数（入力信号が０の場合のＰＷＭ信号周波数）と同じ周波数で、デューティー比が５０％の信号ＣＬＫが出力される時の制御信号ＡＨ、ＡＬ、ＢＨ、ＢＬが相当する。
また、ミュート指令信号ＭＵＴＥを操作して信号ＣＰのレベルを変化させることにより、前記第一の制御信号と第二の制御信号とを切り換える手段が、前述の切換手段に相当する。
【００７０】
［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態におけるミュート制御回路の回路構成例を示す図である。図４に示すミュート制御回路は、図２に示すミュート制御回路と比較して、デューティー比検出回路３１を新たに追加した構成になっている。
【００７１】
第２の実施の形態では、ミュート・オン指令が入力された後、Ｄ級アンプを駆動するＰＷＭ信号のデューティー比が約５０％になった時、もしくはデューティー比約５０％が所定時間継続した時に、Ｄ級出力段のハイサイドの（全ての）スイッチング素子をオフ状態にし、ローサイドの（全ての）スイッチング素子を、所定の周波数（デューティー比５０％）で同時にオン／オフさせる。図５は、図４に示すミュート制御回路のミュート動作を示すタイミングチャートである。
【００７２】
すなわち、第１の実施の形態（図２）におけるミュート制御回路の構成と異なるのは、信号ＣＰの生成の方法である。第１の実施の形態（図２）の場合は、ミュート指令信号ＭＵＴＥを単に反転させて信号ＣＰを生成していたのに対し、第２の実施の形態（図４）ではデューティー比検出回路３１によりＤ級アンプを駆動するＰＷＭ信号のデューティー比を監視し、ミュート・オン指令が入力された後、ＰＷＭ信号のデューティー比が約５０％になった時、あるいは約５０％が所定時間継続した時に信号ＣＰをＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに遷移させる。
よって、第２の実施の形態では、ミュート・オン指令が入力されても直ぐにはミュート制御に移行せず、ＰＷＭデューティー比が約５０％に収束した後、つまり出力電圧の振幅が十分減衰してからミュート制御状態に移行するように構成されている。
【００７３】
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態では、ミュート・オン指令が入力された後、入力信号（ＰＷＭ変調前）のレベルを強制的に０に落とし、その後、Ｄ級アンプの出力電圧の振幅が略０に収束したことを検出した後に、Ｄ級出力段のハイサイドの（全ての）スイッチング素子をオフ状態にし、ローサイドの（全ての）スイッチング素子を、所定の周波数（デューティー比５０％）で同時にオン／オフさせる。
【００７４】
図６は、第３の実施の形態のハーフブリッジの場合のＤ級アンプの構成例を示す図であり、図７は、フルブリッジの場合の構成例を示す図である。
図６に示す構成例の、第１の実施の形態および第２の実施の形態との違いは、Ｄ級アンプ２の出力をフィードバックする構成が付加されている点であり、Ｄ級アンプ２の出力（ＬＣフィルタの出力）をアッテネータ５１で減衰させた後、増幅器５２を介して出力電圧フィードバック信号ＦＢとしてミュート制御回路４０にフィードバックする。アッテネータ５１には例えば抵抗分圧回路を用いることができる。また、レベル調整回路１６ではミュート・オン指令が入力されたら、入力信号のレベルを強制的に０レベルにする。
【００７５】
図７に示す構成例は、フルブリッジの場合の構成例であり、図６に示すハーフブリッジの場合の構成例と比較して、Ｄ級アンプ３の２つの出力電圧Ｖ１、Ｖ２をフィードバックする点が異なる。Ｄ級アンプ３の出力電圧Ｖ１，Ｖ２をアッテネータ５３、５４で減衰させた後、増幅器５２を介してその差電圧を増幅し、出力電圧フィードバック信号ＦＢとしてミュート制御回路４１にフィードバックする。
【００７６】
図８は、第３の実施の形態におけるミュート制御回路の構成例を示す図であり、図９は、図８に示すミュート制御回路の動作を示すタイミングチャートである。第２の実施の形態（図４）の構成例と異なるのは、図４におけるデューティー比検出回路３１が出力振幅検出回路４３に置き換わっている点だけであり、その他の構成、動作は第２の実施の形態の場合と同様である。
【００７７】
出力振幅検出回路４３では、ミュート・オン指令が入力された後、Ｄ級アンプの出力電圧の振幅が略０（ゼロ）に収束した時に、信号ＣＰをＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに遷移させることにより、ミュート動作を開始する。
よって、第３の実施の形態では、ミュート・オン指令が入力されても直ぐにはミュート制御に移行せず、まずは入力信号のレベルを０に落とし、その後、Ｄ級アンプの出力電圧の振幅が十分減衰してからミュート制御状態に移行するように構成されている。
第３の実施の形態では、Ｄ級アンプの出力の状態を監視しながら制御を行うように構成しているので、負荷や周辺の条件が変動しても常に安定的にミュート制御状態に移行することができる。
【００７８】
［第４の実施の形態］
第４の実施の形態では、第２の実施の形態（図４）の動作に加え更に、ミュート制御開始後、所定時間経過後から、ローサイドの全てのスイッチング素子をオン状態にする。こうすることで、ミュート時（待機時）の消費電力を更に低減させることができる。
図１０は、第４の実施の形態におけるミュート制御回路の構成例を示すブロック図であり、図１１は、図１０に示すミュート制御回路の動作を示すタイミングチャートである。第２の実施の形態（図４）の構成と異なるのは、タイマ４６とＯＲゲート４７、４８が追加されている点であり、その他の構成、動作は、第２の実施の形態（図４）の場合と同様である。
【００７９】
タイマ４６は、デューティー比検出回路４５から出力される信号ＣＰのレベルがＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに遷移すると、信号ＣＬＫのカウント動作を開始する。カウント値が所定値に達したら、出力信号ＳＤをＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに遷移させる。ＯＲゲート４７、４８の一方の入力には前記マルチプレクサ２５、２６の出力がそれぞれ接続され、ＯＲゲート４７、４８の他方の入力には信号ＳＤが接続されている。よって、信号ＳＤがＬｏｗレベルの間は、マルチプレクサ２５、２６の出力が信号ＡＬ、ＢＬとして出力され、信号ＳＤがＨｉｇｈレベルになると、信号ＡＬ、ＢＬはＨｉｇｈレベルとなる。
【００８０】
なお、前述した第三の制御信号は、信号ＣＰがＬｏｗレベル（ミュート・オン）となり、ＡＮＤゲート２３、２４からＬｏｗレベルの信号が出力され、また、信号ＳＤがＨｉｇｈレベルとなりＯＲゲートからＨｉｇｈレベルの信号が出力される時の制御信号ＡＨ、ＡＬ、ＢＨ、ＢＬが相当する。
また、ミュート・オフにより信号ＣＰがＨｉｇｈレベルとなり、ＡＮＤゲート２３、２４、およびマルチプレクサ２５、２６を通してＰＷＭ信号ＰＷＭが出力される場合の第一の制御信号と、信号ＣＰがＬｏｗレベル（ミュート・オン）となり、ＡＮＤゲート２３、２４からＬｏｗレベルの信号が出力され、マルチプレクサ２５、２６から定格ＰＷＭ周波数（入力信号が０の場合のＰＷＭ信号周波数）と同じ周波数で、デューティー比が５０％の信号ＣＬＫ出力される場合の第二の制御信号とを、信号ＣＰのレベルの変化により切り換える手段が、前述の第一の切換手段に相当する。
【００８１】
また、信号ＳＤがＬｏｗレベルの状態では、上記第一の切換手段からの制御信号を出力し、信号ＳＤがＨｉｇｈレベルの状態では、上記第三の制御信号（Ｈｉｇｈレベルの信号）を出力するＯＲゲート４７，４８が、前述の第二の切換手段に相当する。
このような構成により、第４の実施の形態では、ミュート制御開始後、所定時間が経過したら、ハイサイドの全てのスイッチング素子がオフ状態、ローサイドの全てのスイッチング素子がオン状態で固定されるので、Ｄ級出力段のスイッチングに伴う電力損失が無くなり、ミュート時（待機時）の消費電力を更に低減させることができるようになる。なお、図示してはいないが、タイマのカウント値及び出力信号ＳＤは、ミュート指令信号ＭＵＴＥが解除（ＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに遷移）されると、リセットされる。
【００８２】
［第５の実施の形態］
第５の実施の形態では、第３の実施の形態（図６、図７、図８）の動作に加え更に、ミュート制御開始後、出力電圧フィードバック信号ＦＢが０に収束した後、ローサイドの全てのスイッチング素子をオン状態にする。このようにすることで、第３の実施の形態の特長に加え、ミュート時（待機時）の消費電力を更に低減させることができる。
【００８３】
図１２は、第５の実施の形態におけるミュート制御回路の他の構成例を示す図であり、図１３は、図１２に示すミュート制御回路の動作を示すタイミングチャートである。
第５の実施の形態では、ミュート・オン指令が入力されたら直ちにミュート動作を開始し、その後、出力振幅検出回路４９でＤ級アンプからの出力電圧フィードバック信号ＦＢが略０（ゼロ）に収束するのを検出したら、ローサイドの全てのスイッチング素子をオン状態にする。なお、ローサイドのスイッチング素子をオン状態にするタイミングを、第４の実施の形態（図１０）ではタイマで生成するのに対し、第５の実施の形態では出力振幅検出回路で生成するところが異なっている。
【００８４】
第５の実施の形態では、出力の状態を監視しながら制御を行うように構成しているので、第３の実施の形態（図８）の特長（負荷や周辺の条件が変動しても常に安定的にミュート制御状態に移行）と、第４の実施の形態（図１０）の特長（待機時電力損失の更なる低減）とが両立できる上に、ミュート指令後直ちにミュート制御を行うので、ミュート移行時間をさらに短縮することができる。
【００８５】
［第６の実施の形態］
図１４は、本発明の第６の実施の形態について説明するための図である。図１４に示す例では、入力信号（デジタルデータ）を保持するＦＩＦＯ（First-In First-Out）型のバッファメモリ６１を設け、入力信号を格納すると共に、古く格納した順にデータを取り出し、ＰＷＭ変調回路１１に送信するように構成されている。
【００８６】
また、バッファメモリ６１に付随して、バッファ内データ監視回路６２が設けられる。このバッファ内データ監視回路６２では、バッファメモリ６１内に格納されたデータを監視し、入力信号のレベルが０の状態もしくは０に相当する状態（無信号状態）が所定時間以上継続する場合に、無信号区間の開始時点でミュート・オン指令が入力されたと判断し、ミュート指令信号ＭＵＴＥ２を出力する。これにより、無信号区間の開始時点から、ミュート動作を自動的に開始できるようになる。
【００８７】
上述したように、本発明のＤ級アンプの制御回路においては、Ｄ級アンプのスイッチング・ミュート時、ハイサイドの全てのスイッチング素子をオフ状態にし、ローサイドの全てのスイッチング素子を、所定のパルス幅で同時にオン／オフさせることで、出力を素早く減衰させることができる。これにより、振幅の大きい信号がＤ級アンプから出力されている状態（大出力中）でも、負荷にダメージを与えたり、大きなノイズを出すことなく、Ｄ級アンプをミュート（出力遮断）状態に素早く移行させることができる。
【００８８】
また、Ｄ級アンプのハイサイドのスイッチングにブートストラップ方式を採用している場合には、ミュート状態がブートストラップコンデンサへの充電工程を兼ねるので、スイッチングの再始動時に、ブートストラップコンデンサの充電（プリチャージ）工程を省略することができる。これにより、再始動に要する時間を短縮することができると同時に、再始動時に発生する可能性があるポップノイズを抑えることができる。
特に、超音波帯域の搬送波をベースバンド信号（例えば可聴帯域の音響信号）によって変調した変調波を出力させるような超音波スピーカにおいては、大振幅の搬送波を常時出力する必要があるため、このような場合に本発明は有効である。
【００８９】
さらに、Ｄ級アンプの出力回路が、ダンピング成分の小さい共振回路系で構成されている場合がある。例えば、図１８に示す回路において、静電型トランスデューサ１００の静電容量と出力トランスＴの２次側インダクタンスにより、キャリア波（搬送波）に対して共振回路系を構成し、トランスＴに流れる電流を低減させる場合がある。このような場合に、ミュート時に共振周波数での振動がなかなか減衰しないという問題が生じることがあるが、本発明を用いれば、出力回路がダンピング成分の小さい共振回路系で構成されている場合でも、ミュート時に振動を素早く減衰させることができるので、特にその効果が大きくなる。
【００９０】
図１８に示すように、Ｄ級アンプの出力回路（負荷）が共振回路系で構成されている場合に、ミュート時にローサイドをオンにした場合の応答波形例（従来技術）を図１５に示す。図１５において、上から、スイッチング出力電圧１（スイッチング素子Ｍ１とＭ２の接続点の出力電圧）、スイッチング出力電圧２（スイッチング素子Ｍ３とＭ４の接続点の出力電圧）、スイッチング出力電流（スイッチング素子から流れ出る電流、コイルＬ１、Ｌ２に流れる電流）、出力電圧（負荷に印加される電流）を示し、時刻１６０μＳでミュートが開始された波形例を示している。
【００９１】
なお、スイッチング出力電流の波形において、符号ａで示す波形は、スイッチング出力電圧１に対応する側から流れ出る出力電流であり、符号ｂで示す波形は、スイッチング出力電圧２に対応する側から流れ出る出力電流である（図１６においても同様）。
また、図１６は、本発明のＤ級アンプの制御回路における、ミュート時にローサイドを同時オン／オフした場合の応答波形例を示している。図１６においては、図１５と同様に、上から、スイッチング出力電圧１、スイッチング出力電圧２、スイッチング出力電流、出力電圧を示し、時刻１６０μＳでミュートが開始された波形例を示している。図１６の出力電圧波形（最下段の波形）に示すように、図１５と比較して、最大値が大幅に減衰していることが分かる。
【００９２】
Ｄ級出力段に接続されるコイルとコンデンサを含むフィルタは共振系である。ミュート時にハイサイドをオフとすると、共振系フィルタ内に電流が流れ続けようとする。この流れ続けようとする電流が図１５に示す波形電流である。本発明では、ミュート時にローサイドを同時オン・オフすることで、この共振系フィルタ内に流れる電流を短い周期で少しずつ低減することで、出力電圧の振動を減衰しようとするものなのである。
【００９３】
[第７の実施の形態]
第１の実施の形態乃至第６の実施の形態では、Ｄ級アンプの制御回路について説明したが、本発明のＤ級アンプの制御回路により静電型トランスデューサを駆動する超音波スピーカの例について説明する。
図１７は、本発明のＤ級アンプで駆動する静電型トランスデューサの一例を示す図であり、特に超音波スピーカのトランスデューサとして使用するのに好適な構造になっている。図１７（Ａ）はトランスデューサの断面を示しており、導電層を有する振動膜１１２と、該振動膜１１２のそれぞれの面に対向して設けられた前面（第一の面）側固定電極１０１Ａ及び背面（第二の面）側固定電極１０１Ｂからなる一対の固定電極とを有している（前面側固定電極１０１Ａと背面側固定電極１０１Ｂの両方を指す場合は固定電極１０１と呼ぶ）。振動膜１１２は図１７（Ａ）に示すように電極を形成する導電層（振動膜電極）１２１を絶縁膜１２０で挟むように形成してもよいし、振動膜１１２の全体を導電性材料で形成するようにしてもよい。
【００９４】
また、振動膜１１２を挟持する前面側固定電極１０１Ａには複数の貫通孔１１４Ａが設けられており、かつ背面側固定電極１０１Ｂには前面側固定電極１０１Ａに設けた各貫通孔１１４Ａに対向する位置に同一形状の貫通孔１１４Ｂが設けられている（貫通孔１１４Ａと貫通孔１１４Ｂの両方を指す場合は貫通孔１１４と呼ぶ）。前面側固定電極１０１Ａと背面側固定電極１０１Ｂは、それぞれ支持部材１１１によって振動膜１１２から所定のギャップを隔てて支持されており、図１７（Ａ）に示すように振動膜１１２と固定電極とが一部空隙を介して対向するように支持部材１１１は形成されている。
【００９５】
図１７（Ｂ）はトランスデューサの片側平面外観を示したものであり（固定電極１０１の一部を切り欠き振動膜１１２を露出させた状態）、上記複数の貫通孔１１４がハニカム状に配列されている。
また、直流電源１１６は、振動膜電極１２１に直流バイアス電圧を印加するための電源であり、交流信号１１８Ａ、１１８Ｂは、振動膜１１２を駆動するために、前面側固定電極１０１Ａと背面側固定電極１０１Ｂに印加される信号である。
【００９６】
また、図１８は、本発明のＤ級アンプの制御回路を使用した超音波スピーカの構成例を示す図である。図１８に示す超音波スピーカは、可聴波周波数帯の信号波を生成する可聴周波数波信号源（オーディオ信号源）１３１と、超音波周波数帯のキャリア波を生成し、出力するキャリア波信号源１３２と、変調器１３３と、Ｄ級アンプ１（例えば、図１を参照）を有している。また、Ｄ級アンプ１の出力は出力トランスＴを介して静電型トランスデューサ１００に印加される。なお、出力トランスＴの２次側巻線は中間タップを備えており、この中間タップを基準にして、直流バイアス電源Ｅが振動膜電極１２１に印加される。
【００９７】
上記構成において、可聴周波数波信号源１３１より出力される可聴周波数信号（オーディオ信号）により、キャリア波信号源１３２から出力される超音波周波数帯のキャリア波を変調器１３３により変調し、Ｄ級アンプ１で増幅した変調信号を、出力トランスＴの１次側巻線の両端に印加する。これにより、出力トランスＴの２次側巻線に接続された静電型トランスデューサ１００を駆動する。
【００９８】
この結果、上記変調信号が静電型トランスデューサ１００により有限振幅レベルの音波に変換され、この音波は媒質中（空気中）に放射されて媒質（空気）の非線形効果によって元の可聴周波数帯の信号音が自己再生される。つまり音波は空気を媒体として伝送する粗密波であるので、変調された超音波が伝播する過程で、空気の密な部分と疎な部分とが顕著に表れ、密な部分は音速が速く、疎な部分は音速が遅くなるので変調波自身に歪が生じ、その結果キャリア波（超音波）と可聴波（元オーディオ信号）に波形分離され、我々人間は２０ｋＨｚ以下の可聴音（元オーディオ信号）のみを聴くことができるという原理であり、一般にはバラメトリックアレイ効果と呼ばれている。
【００９９】
なお、図１８に示す例では、本発明のＤ級アンプの制御回路により、プッシュプル（Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ）型の静電型トランスデューサを駆動する例について説明したが、駆動対象となる負荷はプッシュプル型静電型トランスデューサに限定されず、他の種類の容量性の負荷をも好適に駆動することができる。例えば、振動膜の片面にだけ固定電極を配置し、振動膜を一方の側だけを吸引する構造のプル（Ｐｕｌｌ）型とよばれる静電型トランスデューサを駆動することもできる。
【０１００】
図１９は、プル（Ｐｕｌｌ）型の静電型トランスデューサの駆動回路の構成例を示す図である。図１９（Ａ）に示すプル（Ｐｕｌｌ）型の静電型トランスデューサ２００は、振動体（振動膜）として３〜１０μｍ程度の厚さのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）等の誘電体２１１（絶縁体の振動膜）を用いている。誘電体２１１に対しては、アルミ等の金属箔として形成される上側電極２１２がその上面部に蒸着等の処理によって一体形成されるとともに、真鍮で形成された下側電極２１３が誘電体２１１の下面部に接触するように設けられている。この下側電極２１３は、リード２２２が接続されるとともに、ベークライト等からなるベース板２１５に固定されている。
【０１０１】
また、上側電極２１２は、リード２２１が接続されており、このリード２２１は直流バイアス電源２３０に接続されている。この直流バイアス電源２３０により上側電極２１２には５０〜１５０Ｖ程度の上電極吸着用の直流バイアス電圧が常時印加され、上側電極２１２が下側電極２１３側に吸着されるようになっている。２３１は信号源である。
誘電体２１１および上側電極２１２ならびにベース板２１５は、メタルリング２１６、２１７、および２１８、ならびにメッシュ２１９ともに、ケース２０１によってかしめられている。
【０１０２】
下側電極２１３の誘電体２１１側の面には不均一な形状を有する数十〜数百μｍ程度の微小な溝（凹凸部）が複数形成されている。この微小な溝は、下側電極２１３と誘電体２１１との間の空隙となるので、上側電極２１２および下側電極２１３間の静電容量の分布が微小に変化する。このランダムな微小な溝は、下側電極２１３の表面を手作業でヤスリにより荒らすことで形成されている。プル（Ｐｕｌｌ）型の静電型トランスデューサでは、このようにして空隙の大きさや深さの異なる無数のコンデンサを形成することによって、周波数特性が広帯域となっている。
【０１０３】
図１９（Ａ）に示すプル型の静電型トランスデューサを本発明のＤ級アンプの制御回路により駆動することができる。図１９（Ｂ）は、プル型の静電型トランスデューサをＤ級アンプで駆動する回路構成を示す図であり、プル（Ｐｕｌｌ）型の静電型トランスデューサ２００の等価静電容量をＣｐｕｌｌとして示している。
図１９（Ｂ）において、出力トランスＴを介してＤ級アンプ１からの出力を昇圧した後、プル型の静電型トランスデューサ（Ｃｐｌｌ）２００に印加するように構成されている。出力トランスＴの２次側巻線の一方の端子は、プル型の静電型トランスデューサ（Ｃｐｕｌｌ）２００の上側電極２１２に直流バイアス電源２３０を介して接続され、他方の端子は下側電極２１３にそれぞれ接続されている。
【０１０４】
上記の構成により、静電型トランスデューサ２００の上側電極２１２と下側電極２１３とには、直流バイアス電圧に重畳した交流信号が印加される。このように、上側電極２１２に直流バイアス電圧と交流信号を印加することにより、上側電極２１２の下側電極２１３に対する吸引力が変化することにより、振動膜（誘電体）２１１が振動し、振動膜２１１から音波が放射される。
【０１０５】
また、図２０は、圧電型超音波トランスデューサの駆動回路の構成例を示す図である。振動素子として圧電セラミックを用いて電気信号から超音波への変換を行う圧電型の超音波トランスデューサの構成例を示している。図２０（Ａ）は、バイモルフ型の圧電型トランスデューサ（超音波トランスデューサ）を示している。
図２０（Ａ）に示すバイモルフ型の圧電型トランスデューサ３０１は、２枚の圧電素子（圧電セラミック）３１１および３１２と、コーン３１３と、ケース３１４と、リード３１５および３１６と、スクリーン３１７とから構成されている。圧電素子３１１および３１２は、互いに貼り合わされていて、その貼り合わせ面と反対側の面にそれぞれリード３１５とリード３１６が接続されている。
【０１０６】
図２０（Ａ）に示す圧電型のトランスデューサは容量性負荷であるが、本発明のＤ級アンプの制御回路を好適に使用することができる。図２０（Ｂ）は、圧電型の超音波トランスデューサの回路構成を示す図であり、バイモルフ型の圧電型トランスデューサ３０１の等価静電容量をＣｂｍとして示している。
図２０（Ｂ）において、出力トランスＴを介してＤ級アンプ１からの出力を昇圧した後、圧電型トランスデューサ（Ｃｂｍ）３０１に印加するように構成されている。出力トランスＴの２次側巻線の一方の端子は、圧電型トランスデューサ（Ｃｂｍ）３０１の一方の圧電素子３１１に接続され、他方の端子は他方の圧電素子３１２にそれぞれ接続されている。
上記の構成により、圧電型トランスデューサ３０１の圧電素子３１１と圧電素子３１２には、交流信号が印加される。これにより、圧電素子３１１、３１２が振動することにより、音波が放射される。
【０１０７】
[第８の実施の形態］
第７の実施の形態では、本発明のＤ級アンプの制御回路を使用した超音波スピーカの例について説明したが、本発明の第８の実施の形態として、本発明の超音波スピーカを用いた表示装置の例について説明する。
図２１は、表示装置の一例として、プロジェクタを例に取ったものであり、その使用状態を示したものである。同図に示すように、プロジェクタ（表示装置）４０１は視聴者４０３の後方に設置され、視聴者４０３の前方に設置されたスクリーン４０２に映像を投影するとともに、プロジェクタ４０１に搭載されている超音波スピーカによりスクリーン４０２の投影面に仮想音源を形成し、音声を再生するようになっている。
【０１０８】
プロジェクタ４０１の外観構成を図２２に示す。プロジェクタ４０１は、映像をスクリーン等の投影面に投影する投影光学系を含むプロジェクタ本体４２０と、超音波周波数帯の音波を発振できる超音波トランスデューサ４２４Ａ，４２４Ｂを含んで構成され、音響ソースから供給される音声信号から可聴周波数帯の信号音を再生する超音波スピーカとが一体的に構成されている。本実施形態では、ステレオ音声信号を再生するために、投影光学系を構成するプロジェクタレンズ４３１を挟んで、左右に超音波スピーカを構成する超音波トランスデューサ４２４Ａ、４２４Ｂが搭載されている。
【０１０９】
さらに、プロジェクタ本体４２０の底面には低音再生用スピーカ４２３が設けられている。また、４２５は、プロジェクタ本体４２０の高さ調整を行うための高さ調節ねじ、４２６は、空冷フアン用の排気口である。
また、プロジェクタ４０１では、超音波スピーカを構成する超音波トランスデューサとして、本発明のＤ級アンプの制御回路を備える静電型超音波トランスデューサを使用している。
【０１１０】
次に、プロジェクタ４０１の電気的構成を図２３に示す。プロジェクタ４０１は、操作入力部４１０と、再生範囲設定部４１２、再生範囲制御処理部４１３、音声／映像信号再生部４１４、キャリア波発振源４１６、変調器４１８Ａ、４１８Ｂ、Ｄ級アンプ４２２Ａ、４２２Ｂ及び静電型超音波トランスデューサ４２４Ａ、４２４Ｂからなる超音波スピーカと、ハイパスフィルタ４１７Ａ、４１７Ｂと、ローパスフィルタ４１９と、ミキサ４２１と、パワーアンプ４２２Ｃと、低音再生用スピーカ４２３と、プロジェクタ本体４２０とを有している。なお、超音波トランスデューサ４２４Ａ，４２４Ｂは本発明のＤ級アンプ４２２Ａ，４２２Ｂにより駆動される静電型超音波トランスデューサである。
【０１１１】
プロジェクタ本体４２０は、映像を生成する映像生成部４３２と、生成された映像を投影面に投影する投影光学系４３３とを有している。このように、プロジェクタ４０１は、超音波スピーカ及び低音再生用スピーカ４２３と、プロジェクタ本体４２０とが一体化されて構成されている。
操作入力部４１０は、テンキー、数字キー、電源のオン、オフをおこなうための電源キーを含む各種機能キーを有している。再生範囲設定部４１２は、ユーザが操作入力部４１０をキー操作することにより再生信号（信号音）の再生範囲を指定するデータを入力できるようになっており、該データが入力されると、再生信号の再生範囲を規定するキャリア波の周波数が設定され、保持されるようになっている。再生信号の再生範囲の設定は、超音波トランスデューサ４２４Ａ，４２４Ｂの音波放射面から放射軸方向に再生信号が到達する距離を指定することにより行われる。
【０１１２】
また、再生範囲設定部４１２は、音声／映像信号再生部４１４より映像内容に応じて出力される制御信号によりキャリア波の周波数が設定できるようになっている。
また、再生範囲制御処理部４１３は、再生範囲設定部４１２の設定内容を参照し、設定された再生範囲となるようキャリア波発振源４１６により生成されるキャリア波の周波数を変更するようにキャリア波発振源４１６を制御する機能を有する。
【０１１３】
例えば、再生範囲設定部４１２の内部情報として、キャリア波周波数が５０ｋＨｚに対応する上記距離が設定されている場合、キャリア波発振源４１６に対して５０ｋＨｚで発振するように制御する。
再生範囲制御処理部４１３は、再生範囲を規定する超音波トランスデューサ４２４Ａ，４２４Ｂの音波放射面から放射軸方向に再生信号が到達する距離とキャリア波の周波数との関係を示すテーブルが予め記憶されている記憶部を有している。このテーブルのデータは、キャリア波の周波数と上記再生信号の到達距離との関係を実際に計測することにより得られる。
【０１１４】
再生範囲制御処理部４１３は、再生範囲設定部４１２の設定内容に基づいて、上記テーブルを参照して設定された距離情報に対応するキャリア波の周波数を求め、該周波数となるようにキャリア波発振源４１６を制御する。
音声／映像信号再生部４１４は、例えば、映像媒体としてＤＶＤを用いるＤＶＤプレーヤーであり、再生した音声信号のうちＲチャンネルの音声信号は、ハイパスフィルタ４１７Ａを介して変調器４１８Ａに、Ｌチャンネルの音声信号はハイパスフィルタ４１７Ｂを介して変調器４１８Ｂに、映像信号はプロジェクタ本体４２０の映像生成部４３２にそれぞれ、出力されるようになっている。
【０１１５】
また、音声／映像信号再生部４１４より出力されるＲチャンネルの音声信号とＬチャンネルの音声信号は、ミキサ４２１により合成され、ローパスフィルタ４１９を介してパワーアンプ４２２Ｃに入力されるようになっている。音声／映像信号再生部４１４は、音響ソースに相当する。
ハイパスフィルタ４１７Ａ，４１７Ｂは、それぞれ、Ｒチャンネル、Ｌチャンネルの音声信号における中高音域（第一の音域）の周波数成分のみを通過させる特性を有しており、またローパスフィルタは、Ｒチャンネル、Ｌチャンネルの音声信号における低音域（第二の音域）の周波数成分のみを通過させる特性を有している。
【０１１６】
したがって、上記Ｒチャンネル、Ｌチャンネルの音声信号のうち中高音域の音声信号は、それぞれ超音波トランスデューサ４２４Ａ、４２４Ｂにより再生され、上記Ｒチャンネル、Ｌチャンネルの音声信号のうち低音域の音声信号は低音再生用スピーカ４２３により再生されることとなる。
なお、音声／映像信号再生部４１４はＤＶＤプレーヤーに限らず、外部から入力されるビデオ信号を再生する再生装置であってもよい。また、音声／映像信号再生部４１４は、再生される映像のシーンに応じた音響効果を出すために再生音の再生範囲を動的に変更するように、再生範囲設定部４１２に再生範囲を指示する制御信号を出力する機能を有している。
【０１１７】
キャリア波発振源４１６は、再生範囲設定部４１２より指示された超音波周波数帯の周波数のキャリア波を生成し、変調器４１８Ａ，４１８Ｂに出力する機能を有している。
変調器４１８Ａ，４１８Ｂは、キャリア波発振源４１６から供給されるキャリア波を音声／映像信号再生部４１４から出力される可聴周波数帯の音声信号でＡＭ変調し、該変調信号を、それぞれＤ級アンプ４２２Ａ，４２２Ｂに出力する機能を有する。
【０１１８】
超音波トランスデューサ４２４Ａ，４２４Ｂは、それぞれ、変調器４１８Ａ，４１８Ｂからパワーアンプ４２２Ａ，４２２Ｂを介して出力される変調信号により駆動され、該変調信号を有限振幅レベルの音波に変換して媒質中に放射し、可聴周波数帯の信号音（再生信号）を再生する機能を有する。
映像生成部４３２は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等のディスプレイと、該ディスプレイを音声／映像信号再生部４１４から出力される映像信号に基づいて駆動する駆動回路等を有しており、音声／映像信号再生部４１４から出力される映像信号から得られる映像を生成する。
【０１１９】
投影光学系４３３は、ディスプレイに表示された映像をプロジェクタ本体４２０の前方に設置されたスクリーン等の投影面に投影する機能を有している。
次に、上記構成からなるプロジェクタ４０１の動作について説明する。まず、ユーザのキー操作により操作入力部４１０から再生信号の再生範囲を指示するデータ（距離情報）が再生範囲設定部４１２に設定され、音声／映像信号再生部４１４に再生指示がなされる。
【０１２０】
この結果、再生範囲設定部４１２には、再生範囲を規定する距離情報が設定され、再生範囲制御処理部４１３は、再生範囲設定部４１２に設定された距離情報を取り込み、内蔵する記憶部に記憶されているテーブルを参照し、上記設定された距離情報に対応するキャリア波の周波数を求め、該周波数のキャリア波を生成するようにキャリア波発振源４１６を制御する。
【０１２１】
この結果、キャリア波発振源４１６は、再生範囲設定部４１２に設定された距離情報に対応する周波数のキャリア波を生成し、変調器４１８Ａ，４１８Ｂに出力する。
一方、音声／映像信号再生部４１４は、再生した音声信号のうちＲチャンネルの音声信号を、ハイパスフィルタ４１７Ａを介して変調器４１８Ａに、Ｌチャンネルの音声信号をハイパスフィルタ４１７Ｂを介して変調器４１８Ｂに、Ｒチャンネルの音声信号及びＬチャンネルの音声信号をミキサ４２１に出力し、映像信号をプロジェクタ本体４２０の映像生成部４３２にそれぞれ、出力する。
【０１２２】
したがって、ハイパスフィルタ４１７Ａにより上記Ｒチャンネルの音声信号のうち中高音域の音声信号が変調器４１８Ａに入力され、ハイパスフィルタ４１７Ｂにより上記Ｌチャンネルの音声信号のうち中高音域の音声信号が変調器４１８Ｂに入力される。
また、上記Ｒチャンネルの音声信号及びＬチャンネルの音声信号はミキサ４２１により合成され、ローパスフィルタ４１９により上記Ｒチャンネルの音声信号及びＬチャンネルの音声信号のうち低音域の音声信号がパワーアンプ４２２Ｃに入力される。
【０１２３】
映像生成部４３２では、入力された映像信号に基づいてディスプレイを駆動して映像を生成し、表示する。このディスプレイに表示された映像は、投影光学系４３３により、投影面、例えば、図２１に示すスクリーン４０２に投影される。
他方、変調器４１８Ａは、キャリア波発振源４１６から出力されるキャリア波をハイパスフィルタ４１７Ａから出力される上記Ｒチャンネルの音声信号における中高音域の音声信号でＡＭ変調し、Ｄ級アンプ４２２Ａに出力する。
【０１２４】
また、変調器４１８Ｂは、キャリア波発振源４１６から出力されるキャリア波をハイパスフィルタ４１７Ｂから出力される上記Ｌチャンネルの音声信号における中高音域の音声信号でＡＭ変調し、Ｄ級アンプ４２２Ｂに出力する。
Ｄ級アンプ４２２Ａ，４２２Ｂにより増幅された変調信号は、それぞれ、超音波トランスデューサ４２４Ａ，４２４Ｂの前面側固定電極（上電極）１０１Ａと背面側固定電極（下電極）１０１Ｂ（図１７参照）との間に印加され、該変調信号は、有限振幅レベルの音波（音響信号）に変換され、媒質（空気中）に放射され、超音波トランスデューサ４２４Ａからは、上記Ｒチャンネルの音声信号における中高音域の音声信号が再生され、超音波トランスデューサ４２４Ｂからは、上記Ｌチャンネルの音声信号における中高音域の音声信号が再生される。
【０１２５】
また、パワーアンプ４２２Ｃで増幅された上記Ｒチャンネル及びＬチャンネルにおける低音域の音声信号は低音再生用スピーカ４２３により再生される。
前述したように、超音波トランスデューサにより媒質中（空気中）に放射された超音波の伝播においては、その伝播に伴い音圧の高い部分では音速が高くなり、音圧の低い部分では音速は遅くなる。この結果、波形の歪みが発生する。
【０１２６】
放射する超音波帯域の信号（キャリア波）を可聴周波数帯の信号で変調（ＡＭ変調）しておいた場合には、上記波形歪みの結果により、変調時に用いた可聴周波数帯の信号波が超音波周波数帯のキャリア波と分離して自己復調する形で形成される。その際、再生信号の広がりは超音波の特性からビーム状となり、通常のスピーカとは全く異なる特定方向のみに音が再生される。
【０１２７】
超音波スピーカを構成する超音波トランスデューサ４２４Ａ、４２４Ｂから出力されるビーム状の再生信号は、投影光学系４３３により映像が投影される投影面（スクリーン）に向けて放射され、投影面で反射され拡散する。この場合に、再生範囲設定部４１２に設定されるキャリア波の周波数に応じて、超音波トランスデューサ４２４Ａ、４２４Ｂの音波放射面からその放射軸方向（法線方向）においてキャリア波から再生信号が分離されるまでの距離、キャリア波のビーム幅（ビームの拡がり角）が異なるために、再生範囲は、変化する。
【０１２８】
プロジェクタ４０１における超音波トランスデューサ４２４Ａ，４２４Ｂを含んで構成される超音波スピーカによる再生信号の再生時の状態を図２４に示す。プロジェクタ４０１において、キャリア波が音声信号により変調された変調信号により超音波トランスデューサが駆動される際に、再生範囲設定部４１２により設定されたキャリア周波数が低い場合は、超音波トランスデューサ４２４の音波放射面からその放射軸方向（音波放射面の法線方向）においてキャリア波から再生信号が分離されるまでの距離、すなわち、再生地点までの距離が長くなる。
【０１２９】
したがって、再生された可聴周波数帯の再生信号のビームは、比較的拡がらずに投影面（スクリーン）４０２に到達することとなり、この状態で投影面４０２において反射するので、再生範囲は、図２４において点線の矢印で示す可聴範囲Ａとなり、投影面４０２から比較的に遠くかつ狭い範囲でのみ再生信号（再生音）が聞こえる状態となる。
これに対して、再生範囲設定部４１２により設定されたキャリア周波数が上述した場合より高い場合は、超音波トランスデューサ４２４の音波放射面から放射される音波は、キャリア周波数が低い場合より絞られているが、超音波トランスデューサ４２４の音波放射面からその放射軸方向（音波放射面の法線方向）においてキャリア波から再生信号が分離されるまでの距離、すなわち、再生地点までの距離が短くなる。
【０１３０】
したがって、再生された可聴周波数帯の再生信号のビームは、投影面４０２に到達する前に拡がって投影面４０２に到達することとなり、この状態で投影面４０２において反射するので、再生範囲は、図２４において実線の矢印で示す可聴範囲Ｂとなり、投影面４０２から比較的に近くかつ広い範囲でのみ再生信号（再生音）が聞こえる状態となる。
以上説明したように、本発明の表示装置（プロジェクタ等）では、本発明のＤ級アンプの制御回路を有する超音波トランスデューサを備えており、Ｄ級アンプをミュートする場合に、超音波トランスデューサにダメージを与えたり、大きなノイズを出すことなく、Ｄ級アンプをミュート（出力遮断）状態に素早く移行させることができる。
【０１３１】
なお、上述したプロジェクタは、大画面で画像を見たい場合に使用されものであるが、近時、大画面液晶テレビや大画面プラズマテレビが急速に普及しており、それらの大画面テレビにも、本発明の超音波スピーカを効果的に使用することができる。
すなわち、大画面テレビに超音波スピーカを使用することにより、大画面テレビの前方に向けて局所的に音声信号を放射することが可能になる。
【０１３２】
［第９の実施の形態］
本発明の第９実施形態として、本発明の印刷装置の一実施形態について説明する。
図２５は、本実施形態の印刷装置の概略構成図であり、図２５ａは、その平面図、図２５ｂは正面図である。図２５において、印刷媒体５０１は、図の右から左に向けて矢印方向に搬送され、その搬送途中の印字領域で印字される、ラインヘッド型印刷装置である。
【０１３３】
図中の符号５０２は、印刷媒体５０１の搬送方向上流側に設けられた第１液体噴射ヘッド、符号５０３は、同じく下流側に設けられた第２液体噴射ヘッドであり、第１液体噴射ヘッド５０２の下方には印刷媒体５０１を搬送するための第１搬送部５０４が設けられ、第２液体噴射ヘッド５０３の下方には第２搬送部５０５が設けられている。第１搬送部５０４は、印刷媒体５０１の搬送方向と交差する方向（以下、ノズル列方向とも称す）に所定の間隔をあけて配設された４本の第１搬送ベルト５０６で構成され、第２搬送部５０５は、同じく印刷媒体５０１の搬送方向と交差する方向（ノズル列方向）に所定の間隔をあけて配設された４本の第２搬送ベルト５０７で構成される。
【０１３４】
４本の第１搬送ベルト５０６と同じく４本の第２搬送ベルト５０７とは、互いに交互に隣り合うように配設されている。本実施形態では、これらの搬送ベルト５０６，５０７のうち、ノズル列方向右側２本の第１搬送ベルト５０６及び第２搬送ベルト５０７と、ノズル列方向左側２本の第１搬送ベルト５０６及び第２搬送ベルト５０７とを区分する。即ち、ノズル列方向右側２本の第１搬送ベルト５０６及び第２搬送ベルト５０７の重合部に右側駆動ローラ５０８Ｒが配設され、ノズル列方向左側２本の第１搬送ベルト５０６及び第２搬送ベルト５０７の重合部に左側駆動ローラ５０８Ｌが配設され、それより上流側に右側第１従動ローラ５０９Ｒ及び左側第１従動ローラ５０９Ｌが配設され、下流側に右側第２従動ローラ５１０Ｒ及び左側第２従動ローラ５１０Ｌが配設されている。これらのローラは、一連のように見られるが、実質的には図２５ａの中央部分で分断されている。
【０１３５】
そして、ノズル列方向右側２本の第１搬送ベルト５０６は右側駆動ローラ５０８Ｒ及び右側第１従動ローラ５０９Ｒに巻回され、ノズル列方向左側２本の第１搬送ベルト５０６は左側駆動ローラ５０８Ｌ及び左側第１従動ローラ５０９Ｌに巻回され、ノズル列方向右側２本の第２搬送ベルト５０７は右側駆動ローラ５０８Ｒ及び右側第２従動ローラ５１０Ｒに巻回され、ノズル列方向左側２本の第２搬送ベルト５０７は左側駆動ローラ５０８Ｌ及び左側第２従動ローラ５１０Ｌに巻回されており、右側駆動ローラ５０８Ｒには右側電動モータ５１１Ｒが接続され、左側駆動ローラ５０８Ｌには左側電動モータ５１１Ｌが接続されている。
【０１３６】
従って、右側電動モータ５１１Ｒによって右側駆動ローラ５０８Ｒを回転駆動すると、ノズル列方向右側２本の第１搬送ベルト５０６で構成される第１搬送部５０４及び同じくノズル列方向右側２本の第２搬送ベルト５０７で構成される第２搬送部５０５は、互いに同期し且つ同じ速度で移動し、左側電動モータ５１１Ｌによって左側駆動ローラ５０８Ｌを回転駆動すると、ノズル列方向左側２本の第１搬送ベルト５０６で構成される第１搬送部５０４及び同じくノズル列方向左側２本の第２搬送ベルト５０７で構成される第２搬送部５０５は、互いに同期し且つ同じ速度で移動する。但し、右側電動モータ５１１Ｒと左側電動モータ５１１Ｌの回転速度を異なるものとすると、ノズル列方向左右の搬送速度を変えることができ、具体的には右側電動モータ５１１Ｒの回転速度を左側電動モータ５１１Ｌの回転速度よりも大きくすると、ノズル列方向右側の搬送速度を左側よりも大きくすることができ、左側電動モータ５１１Ｌの回転速度を右側電動モータ５１１Ｒの回転速度よりも大きくすると、ノズル列方向左側の搬送速度を右側よりも大きくすることができる。そして、このようにノズル列方向、即ち搬送方向と交差する方向の搬送速度を調整することにより、印刷媒体５０１の搬送姿勢を制御することが可能となる。
【０１３７】
第１液体噴射ヘッド５０２及び第２液体噴射ヘッド５０３は、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の各色毎に、印刷媒体５０１の搬送方向にずらして配設されている。各液体噴射ヘッド５０２，５０３には、図示しない各色の液体タンクから液体供給チューブを介してインク等の液体が供給される。各液体噴射ヘッド５０２，５０３には、印刷媒体５０１の搬送方向と交差する方向に、複数のノズルが形成されており（即ちノズル列方向）、それらのノズルから同時に必要箇所に必要量の液滴を噴射することにより、印刷媒体５０１上に微小なドットを出力する。これを各色毎に行うことにより、第１搬送部５０４及び第２搬送部５０５で搬送される印刷媒体５０１を一度通過させるだけで、所謂１パスによる印刷を行うことができる。
【０１３８】
液体噴射ヘッドの各ノズルから液体を噴射する方法としては、静電方式、ピエゾ方式、膜沸騰液体噴射方式などがあり、本実施形態ではピエゾ方式を用いた。ピエゾ方式は、アクチュエータであるピエゾ素子に駆動信号を与えると、キャビティ内の振動板が変位してキャビティ内に圧力変化を生じ、その圧力変化によって液滴がノズルから噴射されるというものである。そして、駆動信号の波高値や電圧増減傾きを調整することで液滴の噴射量を調整することが可能となる。なお、ピエゾ素子からなるアクチュエータは容量性負荷である。
【０１３９】
第１液体噴射ヘッド５０２のノズルは第１搬送部５０４の４本の第１搬送ベルト５０６の間にだけ形成されており、第２液体噴射ヘッド５０３のノズルは第２搬送部５０５の４本の第２搬送ベルト５０７の間にだけ形成されている。これは、後述するクリーニング部によって各液体噴射ヘッド５０２，５０３をクリーニングするためであるが、このようにすると、どちらか一方の液体噴射ヘッドだけでは、１パスによる全面印刷を行うことができない。そのため、互いに印字できない部分を補うために第１液体噴射ヘッド５０２と第２液体噴射ヘッド５０３とを印刷媒体１の搬送方向にずらして配設しているのである。
【０１４０】
第１液体噴射ヘッド５０２の下方に配設されているのが当該第１液体噴射ヘッド５０２をクリーニングする第１クリーニングキャップ５１２、第２液体噴射ヘッド５０３の下方に配設されているのが当該第２液体噴射ヘッド５０３をクリーニングする第２クリーニングキャップ５１３である。各クリーニングキャップ５１２，５１３は、何れも第１搬送部５０４の４本の第１搬送ベルト５０６の間、及び第２搬送部５０５の４本の第２搬送ベルト５０７の間を通過できる大きさに形成してある。これらのクリーニングキャップ５１２，５１３は、例えば液体噴射ヘッド５０２，５０３の下面、即ちノズル面に形成されているノズルを覆い且つ当該ノズル面に密着可能な方形有底のキャップ体と、その底部に配設された液体吸収体と、キャップ体の底部に接続されたチューブポンプと、キャップ体を昇降する昇降装置とで構成されている。そこで、昇降装置によってキャップ体を上昇して液体噴射ヘッド５０２，５０３のノズル面に密着する。その状態で、チューブポンプによってキャップ体内を負圧にすると、液体噴射ヘッド５０２，５０３のノズル面に開設されているノズルから液体や気泡が吸い出され、液体噴射ヘッド５０２，５０３をクリーニングすることができる。クリーニングが終了したら、クリーニングキャップ５１２，５１３を下降する。
【０１４１】
第１従動ローラ５０９Ｒ，５０９Ｌの上流側には、給紙部５１５から供給される印刷媒体５０１の給紙タイミングを調整すると共に当該印刷媒体５０１のスキューを補正する、二個一対のゲートローラ５１４が設けられている。スキューとは、搬送方向に対する印刷媒体１の捻れである。また、給紙部５１５の上方には、印刷媒体５０１を供給するためのピックアップローラ５１６が設けられている。なお、図中の符号５１７は、ゲートローラ５１４を駆動するゲートローラモータである。
【０１４２】
駆動ローラ５０８Ｒ，５０８Ｌの下方にはベルト帯電装置が配設されている。このベルト帯電装置は、駆動ローラ５０８Ｒ，５０８Ｌを挟んで第１搬送ベルト５０６及び第２搬送ベルト５０７に当接する帯電ローラ５２０と、帯電ローラ５２０を第１搬送ベルト５０６及び第２搬送ベルト５０７に押し付けるスプリング５２１と、帯電ローラ５２０に電荷を付与する電源５２２とで構成されており、帯電ローラ５２０から第１搬送ベルト５０６及び第２搬送ベルト５０７に電荷を付与してそれらを帯電する。一般に、これらのベルト類は、中・高抵抗体又は絶縁体で構成されているので、ベルト帯電装置によって帯電すると、その表面に印加された電荷が、同じく高抵抗体又は絶縁体で構成される印刷媒体５０１に誘電分極を生じせしめ、その誘電分極によって発生する電荷とベルト表面の電荷との間に生じる静電気力でベルトに印刷媒体５０１を吸着することができる。なお、帯電手段としては、所謂電荷を降らせるコロトロンなどでもよい。
【０１４３】
従って、この印刷装置によれば、ベルト帯電装置で第１搬送ベルト５０６及び第２搬送ベルト５０７の表面を帯電し、その状態でゲートローラ５１４から印刷媒体５０１を給紙し、図示しない拍車やローラで構成される紙押えローラで印刷媒体５０１を第１搬送ベルト５０６に押し付けると、前述した誘電分極の作用によって印刷媒体５０１は第１搬送ベルト５０６の表面に吸着される。この状態で、電動モータ５１１Ｒ，５１１Ｌによって駆動ローラ５０８Ｒ，５０８Ｌを回転駆動すると、その回転駆動力が第１搬送ベルト５０６を介して第１従動ローラ５０９Ｒ，５０９Ｌに伝達される。
【０１４４】
このようにして印刷媒体５０１を吸着した状態で第１搬送ベルト５０６を搬送方向下流側に移動して印刷媒体５０１を第１液体噴射ヘッド５０２の下方に移動し、当該第１液体噴射ヘッド５０２に形成されているノズルから液滴を噴射して印刷を行う。この第１液体噴射ヘッド５０２による印刷が終了したら、印刷媒体５０１を搬送方向下流側に移動して第２搬送部５０５の第２搬送ベルト５０７に乗り移らせる。前述したように、第２搬送ベルト５０７もベルト帯電装置によって表面が帯電しているので、前述した誘電分極の作用によって印刷媒体５０１は第２搬送ベルト５０７の表面に吸着される。
【０１４５】
この状態で、第２搬送ベルト５０７を搬送方向下流側に移動して印刷媒体５０１を第２液体噴射ヘッド５０３の下方に移動し、当該第２液体噴射ヘッド５０３に形成されているノズルから液滴を噴射して印刷を行う。この第２液体噴射ヘッド５０３による印刷が終了したら、印刷媒体５０１を更に搬送方向下流側に移動し、図示しない分離装置で印刷媒体５０１を第２搬送ベルト５０７の表面から分離しながら排紙部に排紙する。
【０１４６】
また、第１及び第２液体噴射ヘッド５０２，５０３のクリーニングが必要なときには、前述したように第１及び第２クリーニングキャップ５１２，５１３を上昇して第１及び第２液体噴射ヘッド５０２，５０３のノズル面にキャップ体を密着し、その状態でキャップ体内を負圧にすることで第１及び第２液体噴射ヘッド５０２，５０３のノズルから液体や気泡を吸い出してクリーニングし、然る後、第１及び第２クリーニングキャップ５１２，５１３を下降する。
【０１４７】
この印刷装置内には、自身を制御するための制御装置が設けられている。この制御装置は、例えばパーソナルコンピュータ、デジタルカメラ等のホストコンピュータから入力された印刷データに基づいて、印刷装置や給紙装置等を制御することにより印刷媒体に印刷処理を行うものである。図２６には、本実施形態の印刷装置の制御装置から液体噴射装置５０２、５０３に供給され、ピエゾ素子からなるアクチュエータを駆動するための駆動信号ＣＯＭの一例を示す。本実施形態では、０Ｖを中心に、＋側にも−側にも電位が変化するバイポーラ信号とした。この駆動信号ＣＯＭの立上がり部分がノズルに連通するキャビティ（圧力室）の容積を拡大して液体を引込む（液体の吐出面を考えればメニスカスを引き込むとも言える）段階であり、駆動信号ＣＯＭの立下がり部分がキャビティの容積を縮小して液体を押出す（液体の吐出面を考えればメニスカスを押出すとも言える）段階であり、液体を押出した結果、液滴がノズルから噴射される。
【０１４８】
この電圧台形波からなる駆動信号ＣＯＭの電圧増減傾きや波高値を種々に変更することにより、液体の引込量や引込速度、液体の押出量や押出速度を変化させることができ、これにより液滴の噴射量を変化させて異なる大きさのドットを得ることができる。従って、複数の駆動信号ＣＯＭを時系列的に連結する場合でも、そのうちから単独の駆動信号ＣＯＭを選択してアクチュエータに供給し、液滴を噴射したり、複数の駆動信号ＣＯＭを選択してアクチュエータに供給し、液滴を複数回噴射したりすることで種々の大きさのドットを得ることができる。即ち、液体が乾かないうちに複数の液滴を同じ位置に着弾すると、実質的に大きな液滴を噴射するのと同じことになり、ドットの大きさを大きくすることできるのである。このような技術の組合せによって多階調化を図ることが可能となる。なお、図２６の左端の駆動信号ＣＯＭは、液体を引込むだけで押出していない。これは、微振動と呼ばれ、液滴を噴射せずに、例えばノズルの乾燥を抑制防止したりするのに用いられる。
【０１４９】
図２７には、前記駆動信号ＣＯＭを創成出力するために制御装置内に構築された駆動信号出力回路の一例を示す。図中の符号５２２はピエゾ素子からなるアクチュエータであり、符号５２３は、各アクチュエータに接続されて、それらを駆動信号ＣＯＭに断続するためのトランスミッションゲートからなる選択スイッチである。選択スイッチ５２３は、ノズル選択回路５２４によってオン・オフされ、ノズル選択回路５２４は、ホストコンピュータから入力されたノズル選択データに応じて選択スイッチ５２３をオン・オフ制御する。
【０１５０】
この駆動信号出力回路は、駆動信号ＣＯＭの元、つまりアクチュエータの駆動を制御する信号の基準となる駆動波形信号ＷＣＯＭを生成すると共に駆動信号ＣＯＭのないときにミュート指令信号ＭＵＴＥを出力する駆動波形信号発生回路５２５と、駆動波形信号発生回路５２５で生成された駆動波形信号ＷＣＯＭをパルス変調する変調回路５２６と、変調回路５２６でパルス変調された変調信号を電力増幅するデジタル電力増幅器、所謂Ｄ級アンプ５２８と、Ｄ級アンプ５２８で電力増幅された電力増幅変調信号を平滑化してアクチュエータ５２２に供給する平滑フィルタ５２９と、ミュート指令信号ＭＵＴＥがＨｉｇｈレベルにあるときＤ級アンプ５２８をミュート駆動するミュート制御回路５２７を備えて構成される。
【０１５１】
駆動波形信号発生回路５２５は、予め設定されたデジタルデータを時系列に組み合わせて駆動波形信号ＷＣＯＭとして出力する。この駆動波形信号ＷＣＯＭをパルス変調する変調回路５２６には、一般的なパルス幅変調（ＰＷＭ）回路を用いた。なお、パルス幅変調回路に代えてパルス密度変調（ＰＤＭ）回路、パルス周波数変調（ＰＦＭ）回路、パルス位相変調（ＰＰＭ）回路などを用いてもよい。Ｄ級アンプ５２８は、前記第３実施形態の図６と同様に、実質的に電力を増幅するためのハイサイドのスイッチング素子Ｍ１及びローサイドのスイッチング素子Ｍ２からなるハーフブリッジＤ級出力段５３１と、変調回路５２６からの変調信号に基づいて、それらのスイッチング素子Ｍ１、Ｍ２のゲート−ソース間信号ＧＡＨ、ＧＡＬを調整するためのゲート駆動回路５３０とを備えて構成されている。平滑フィルタ５２９は、前記第３実施形態の図６と同様に、コイルＬ１とコンデンサＣ１の組合せからなるローパスフィルタで構成される。ミュート制御回路５２７による制御態様は、前記第１実施形態、第２実施形態、第４実施形態と同様である。なお、ハーフブリッジＤ級出力段５３１に代えて、前記第１実施形態の図１と同様に、フルブリッジＤ級出力段５３１を用いてもよい。フルブリッジＤ級出力段５３１を用いた場合の駆動信号出力回路の一例を図２８に示す。この場合、コイルＬ２とコンデンサＣ２からなる平滑フィルタ５２９が一つ追加される。
【０１５２】
前述のようにハイサイド及びローサイドのスイッチング素子がデジタル駆動される場合には、ＯＮ状態のスイッチング素子に電流が流れるが、ドレイン−ソース間の抵抗値は非常に小さく、損失は殆ど発生しない。また、ＯＦＦ状態のスイッチング素子には電流が流れないので損失は発生しない。従って、このＤ級アンプ５２８の損失は極めて小さく、小型のＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子を使用することができ、冷却用放熱板などの冷却手段も不要である。ちなみに、トランジスタをリニア駆動するときの効率が３０％程度であるのに対し、Ｄ級アンプの効率は９０％以上である。また、トランジスタの冷却用放熱板は、トランジスタ一つに対して６０ｍｍ角程度の大きさが必要になるので、こうした冷却用放熱板が不要になると、実際のレイアウト面で圧倒的に有利である。また、ミュート制御回路５２７によれば、前記第６実施形態と同様の効果が得られる。
【０１５３】
図２９、図３０には、本実施形態の印刷装置の更なる変形例を示す。図２９は、図２７と同様にＤ級出力段５３１がハーフブリッジ、図３０は、図２８と同様にＤ級出力段５３１がフルブリッジのものであるが、この変形例では、前記第３実施形態或いは第５実施形態と同様に、Ｄ級アンプ５２８の出力をフィードバックする構成が付加されている。具体的には、Ｄ級アンプ５２８の出力（平滑フィルタ５２９の出力）をアッテネータ５３２で減衰させた後、増幅器５３３を介して出力電圧フィードバック信号ＦＢとしてミュート制御回路５２７にフィードバックする。この例のミュート制御回路５２７の制御態様は、前記第３実施形態或いは第５実施形態と同様であり、本実施形態でも、それらと同様の効果が得られる。
【０１５４】
以上説明したように、本実施形態の印刷装置によれば、振幅の大きい信号がＤ級アンプから出力されている状態でも、容量性負荷にダメージを与えたり、大きな電気的振動や誤噴射を発生させることなく、Ｄ級アンプをミュート（出力遮断）状態に素早く移行させることができる。また、このように素早くミュート（出力遮断）状態に移行できるから、駆動信号の出力の合間に装置を速やかにミュート状態とすることが可能となり、それにより消費電力を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】本発明の基本的な回路構成を示すブロック図。
【図２】第１の実施の形態におけるミュート制御回路の回路構成例を示す図。
【図３】図２に示すミュート制御回路の動作を示すタイミングチャート。
【図４】第２の実施の形態におけるミュート制御回路の回路構成例を示す図。
【図５】図４に示すミュート制御回路のミュート動作を示すタイミングチャート。
【図６】第３の実施の形態のハーフブリッジＤ級アンプの構成例を示す図。
【図７】第３の実施の形態のフルブリッジＤ級アンプの構成例を示す図。
【図８】第３の実施の形態におけるミュート制御回路の構成例を示す図。
【図９】図８に示すミュート制御回路の動作を示すタイミングチャート。
【図１０】第４の実施の形態におけるミュート制御回路の構成例を示す図。
【図１１】図１０に示すミュート制御回路の動作を示すタイミングチャート。
【図１２】第５の実施の形態におけるミュート制御回路の構成例を示す図。
【図１３】図１２に示すミュート制御回路の動作を示すタイミングチャート。
【図１４】本発明の第６の実施の形態について説明するための図。
【図１５】従来例におけるミュート時の応答波形例を示す図。
【図１６】本発明におけるミュート時の応答波形例を示す図。
【図１７】Ｄ級アンプで駆動する静電型トランスデューサの一例を示す図。
【図１８】超音波スピーカの構成例を示す図。
【図１９】プル型の静電型トランスデューサの駆動回路の構成例を示す図。
【図２０】圧電型超音波トランスデューサの駆動回路の構成例を示す図。
【図２１】プロジェクタの構成例を示す図。
【図２２】図２１に示すプロジェクタの概観構成を示す図。
【図２３】図２１に示したプロジェクタの電気的構成を示す図。
【図２４】超音波トランスデューサによる再生信号の再生状態を示す図。
【図２５】印刷装置の構成例を示す図。
【図２６】アクチュエータ駆動信号を示す図。
【図２７】駆動信号出力回路の構成例を示す図。
【図２８】駆動信号出力回路の構成例を示す図。
【図２９】駆動信号出力回路の構成例を示す図。
【図３０】駆動信号出力回路の構成例を示す図。
【符号の説明】
【０１５６】
１、２、３…Ｄ級アンプ、１１…変調回路、１２、１３…ゲート駆動回路、１４…Ｄ級出力段、１５…負荷、１６…レベル調整回路、２０…ミュート制御回路、２１…クロックパルス生成回路、２２…ＮＯＴ回路、２３、２４…ＡＮＤゲート、２５、２６…マルチプレクサ、３１、４５…デューティー比検出回路、４０、４１…ミュート制御回路、４３、４９…出力振幅検出回路、４６…タイマ、４７、４８…ＯＲゲート、５１、５３、５４…アッテネータ、５２…増幅器、６１…バッファメモリ、６２…バッファ内データ監視回路、１００…プッシュプル型の静電型トランスデューサ、１０１…固定電極、１０１Ａ…前面側固定電極、１０１Ｂ…背面側固定電極、１１１…支持部材、１１２…振動膜、１１４Ａ、１１４Ｂ…貫通孔、１１６…直流電源、１１８Ａ、１１８Ｂ…交流信号、１２０…絶縁膜、１２１…振動膜電極、１３１…可聴周波数波信号源、１３２…キャリア波信号源、１３３…変調器、２００…プル型の静電型トランスデューサ、２１１…誘電体（振動膜）、２１２…上側電極、２１３…下側電極、２３０…直流バイアス電源、３０１…圧電型トランスデューサ、３１１、３１２…圧電素子、４０１…プロジェクタ、４０２…スクリーン、４０２…投影面（スクリーン）、４１０…操作入力部、４１２…再生範囲設定部、４１３…再生範囲制御処理部、４１４…音声／映像信号再生部、４１６…キャリア波発振源、４１７Ａ，４１７Ｂ…ハイパスフィルタ、４１８Ａ，４１８Ｂ…変調器、４１９…ローパスフィルタ、４２０…プロジェクタ本体、４２１…ミキサ、４２２Ａ，４２２Ｂ…Ｄ級アンプ、４２２Ｃ…パワーアンプ、４２３…低音再生用スピーカ、４２４、４２４Ａ、４２４Ｂ…静電型超音波トランスデューサ、４３１…プロジェクタレンズ、４３２…映像生成部、４３３…投影光学系、５０１…印刷媒体、５０２、５０３…液体噴射ヘッド、５０４、５０５…搬送部、５２２…アクチュエータ、５２３…選択スイッチ、５２４…ノズル選択回路、５２５…駆動波形信号発生回路、５２６…変調回路、５２７…ミュート制御回路、５２８…Ｄ級アンプ、５２９…平滑フィルタ、５３０…ゲート駆動回路、５３１…Ｄ級出力段、５３２…アッテネータ、５３３…増幅器
【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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