(57)【要約】【課題】液体吐出装置の消費電力化や駆動回路の小型化等を図る。【解決手段】駆動回路１２０ａは、信号Ａinと駆動信号ＣＯＭ−Ａに基づく信号との差電圧に基づいて制御信号を出力する差動増幅器２２１と、制御信号に基づいて制御され、駆動信号ＣＯＭ−ＡをノードＮ２から出力するトランジスター２３１、２３２と、いずれかのトランジスターを選択し、当該選択したトランジスターに制御信号を供給するセレクター２２３と、ノードＮ２をプルアップする抵抗素子Ｒｕと、ノードＮ２をプルダウンする抵抗素子Ｒｄと、トランジスター２３１のゲート・ドレイン間に接続されたコンデンサーＣ１、または、トランジスター２３２のゲート・ドレイン間に接続されたコンデンサーＣ２の少なくとも一方を備える。【選択図】図１０
2017149075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号の印加により変位する圧電素子を含み、当該圧電素子の変位により液体を吐出する吐出部と、
前記駆動信号の元となる元駆動信号と前記駆動信号に基づく信号とに基づいて制御信号を出力する差動増幅器と、
前記制御信号に基づいて制御されるハイサイドトランジスターおよびローサイドトランジスターを含み、前記駆動信号を出力端から出力するトランジスター対と、
前記ハイサイドトランジスターまたは前記ローサイドトランジスターのいずれかを選択し、当該選択したトランジスターに前記制御信号を供給する選択部と、
一端が前記出力端に電気的に接続され、他端に第１電圧が印加される第１抵抗素子と、
一端が前記出力端に電気的に接続され、他端に前記第１電圧よりも低位の第２電圧が印加される第２抵抗素子と、
一端が前記ハイサイドトランジスターのゲート端子またはローサイドトランジスターのゲート端子の一方に電気的に接続され、他端が前記出力端に電気的に接続される第１コンデンサーと、
を備えることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
一端が前記ハイサイドトランジスターのゲート端子またはローサイドトランジスターのゲート端子の他方に電気的に接続され、他端が前記出力端に電気的に接続される第２コンデンサーを有し、
前記ハイサイドトランジスターはＰチャネル型の電界効果トランジスターであり、
前記ローサイドトランジスターはＮチャネル型の電界効果トランジスターであり、
前記第１コンデンサーの容量は、前記第２コンデンサーの容量よりも小さい
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】
前記選択部は、
前記駆動信号の電圧が上昇する期間では、前記ハイサイドトランジスターを選択し、
前記駆動信号の電圧が低下する期間では、前記ローサイドトランジスターを選択する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記吐出部と、前記差動増幅器と、前記トランジスター対と、前記選択部と、が可動式のキャリッジに搭載された
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項５】
駆動信号により容量性負荷を駆動する駆動回路であって、
前記駆動信号の元となる元駆動信号と前記駆動信号に基づく信号とに基づいて制御信号を出力する差動増幅器と、
前記制御信号に基づいて制御されるハイサイドトランジスターおよびローサイドトランジスターを含み、前記駆動信号を出力端から出力するトランジスター対と、
前記ハイサイドトランジスターまたは前記ローサイドトランジスターのいずれかを選択し、当該選択したトランジスターに前記制御信号を供給する選択部と、
一端が前記出力端に電気的に接続され、他端に第１電圧が印加される第１抵抗素子と、
一端が前記出力端に電気的に接続され、他端に前記第１電圧よりも低位の第２電圧が印加される第２抵抗素子と、
一端が前記ハイサイドトランジスターのゲート端子またはローサイドトランジスターのゲート端子の一方に電気的に接続され、他端が前記出力端に電気的に接続される第１コンデンサーと、
を備えることを特徴とする駆動回路。
【請求項６】
駆動信号の印加により変位する圧電素子を含み、当該圧電素子の変位により液体を吐出する吐出部を含むヘッドユニットであって、
前記吐出部は、
前記駆動信号の元となる元駆動信号と前記駆動信号に基づく信号との差電圧に基づいて制御信号を出力する差動増幅器と、
前記制御信号に基づいて制御されるハイサイドトランジスターおよびローサイドトランジスターを含み、前記駆動信号を出力端から出力するトランジスター対と、
前記ハイサイドトランジスターまたは前記ローサイドトランジスターのいずれかを選択し、当該選択したトランジスターに前記制御信号を供給する選択部と、
一端が前記出力端に電気的に接続され、他端に第１電圧が印加される第１抵抗素子と、
一端が前記出力端に電気的に接続され、他端に前記第１電圧よりも低位の第２電圧が印加される第２抵抗素子と、
一端が前記ハイサイドトランジスターのゲート端子またはローサイドトランジスターのゲート端子の一方に電気的に接続され、他端が前記出力端に電気的に接続される第１コンデンサーと、
を備える駆動回路によって駆動されることを特徴とするヘッドユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置、駆動回路およびヘッドユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクを吐出して画像や文書を印刷するインクジェットプリンターには、圧電素子（例えばピエゾ素子）を用いたものが知られている。圧電素子は、ヘッドユニットにおいて複数のノズルのそれぞれに対応して設けられ、それぞれが駆動信号にしたがって駆動されることにより、ノズルから所定のタイミングで所定量のインク（液体）を吐出させて、ドットを形成させる。圧電素子は、電気的にみればコンデンサーのような容量性負荷であるので、各ノズルの圧電素子を動作させるためには十分な電流を供給する必要がある。
【０００３】
このため、駆動信号の元となる元駆動信号を増幅回路で増幅し、駆動信号としてヘッドユニットに供給して、圧電素子を駆動する構成となっている。増幅回路としては、元駆動信号をＡＢ級などで電流増幅する方式（リニア増幅、特許文献１参照）が挙げられる。ただし、リニア増幅では消費電力が大きく、エネルギー効率が悪いので、近年では、Ｄ級増幅についても提案されている（特許文献２参照）。Ｄ級増幅は、端的にいえば、元駆動信号をパルス幅変調やパルス密度変調するとともに、当該変調信号にしたがって電源電圧間において直列に挿入されたハイサイドトランジスターおよびローサイドトランジスターをスイッチングし、このスイッチングによる出力信号をローパスフィルターで濾波することで、元駆動信号を増幅する、というものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１９０２８７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１４７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、Ｄ級増幅方式では、リニア増幅方式と比較してエネルギー効率が高いものの、ローパスフィルターで消費される電力が無視できないので、消費電力を改善する点において改良の余地がある。
そこで、本発明のいくつかの態様の目的の一つは、消費電力を改善した液体吐出装置、駆動回路およびヘッドユニット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、駆動信号の印加により変位する圧電素子を含み、当該圧電素子の変位により液体を吐出する吐出部と、前記駆動信号の元となる元駆動信号と前記駆動信号に基づく信号とに基づいて制御信号を出力する差動増幅器と、前記制御信号に基づいて制御されるハイサイドトランジスターおよびローサイドトランジスターを含み、前記駆動信号を出力端から出力するトランジスター対と、前記ハイサイドトランジスターまたは前記ローサイドトランジスターのいずれかを選択し、当該選択したトランジスターに前記制御信号を供給する選択部と、一端が前記出力端に電気的に接続され、他端に第１電圧が印加される第１抵抗素子と、一端が前記出力端に電気的に接続され、他端に前記第１電圧よりも低位の第２電圧が印加される第２抵抗素子と、を備えることを特徴とする。
上記一態様に係る液体吐出装置によれば、Ｄ級増幅方式と比較して、ローパスフィルターが不要であるので、当該ローパスフィルターにおいて消費される電力を無視することができ、その分、低消費電力化が図られる。なお、差動増幅器としては、オペアンプやコンパレーター等を用いることができる。
【０００７】
上記一態様に係る液体吐出装置において、前記選択部は、所定の選択信号に基づいて、前記制御信号を供給するトランジスターを選択し、前記選択信号は、前記元駆動信号の電圧に基づいて、前記選択部における選択を指定する構成としても良い。
また、上記一態様に係る液体吐出装置において、前記選択部は、前記駆動信号の電圧が上昇する期間では、前記ハイサイドトランジスターを選択し、前記駆動信号の電圧が低下する期間では、前記ローサイドトランジスターを選択する構成としても良い。
この構成において、前記駆動信号の電圧が上昇する期間では、前記ハイサイドトランジスターがスイッチング動作する期間を含み、前記駆動信号の電圧が低下する期間では、前記ローサイドトランジスターがスイッチング動作する期間を含んでも良い。
【０００８】
上記一態様に係る液体吐出装置において、前記選択部は、前記駆動信号が所定の閾値以上の電圧で一定となる期間では、前記ハイサイドトランジスターを選択し、前記駆動信号が前記閾値よりも低い電圧で一定となる期間では、前記ローサイドトランジスターを選択する構成としても良い。
この構成において、前記閾値は、前記駆動信号の電圧の最高値よりも低く、前記駆動信号の電圧の最低値よりも高くしても良い。
前記駆動信号が前記閾値以上の電圧で一定となる期間では、前記ハイサイドトランジスターがリニア動作する期間を含み、前記駆動信号が前記閾値よりも低い電圧で一定となる期間では、前記ローサイドトランジスターがリニア動作する期間を含む構成としても良い。また、前記出力端に一端が電気的に接続されたコンデンサーをさらに備える構成としても良い。
【０００９】
なお、液体吐出装置とは、液体を吐出するものであれば良く、これには後述する印刷装置のほかに、立体造形装置（いわゆる３Ｄプリンター）、捺染装置なども含まれる。
また、本発明は、液体吐出装置に限られず、種々の態様で実現することが可能であり、例えば当該圧電素子のような容量性負荷を駆動する駆動回路や、液体吐出装置におけるヘッドユニットなどとしても概念することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】印刷装置の概略構成を示す図である。
【図２Ａ】ヘッドユニットにおけるノズルの配列等を示す図である。
【図２Ｂ】ヘッドユニットにおけるノズルの配列等を示す図である。
【図３】ヘッドユニットにおける要部構成を示す断面図である。
【図４】印刷装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図５】駆動信号の波形等を説明するための図である。
【図６】選択制御部の構成を示す図である。
【図７】デコーダーのデコード内容を示す図である。
【図８】選択部の構成を示す図である。
【図９】選択部から圧電素子に供給される駆動信号を示す図である。
【図１０】印刷装置に適用される駆動回路の構成を示す図である。
【図１１】駆動回路の動作を説明するための図である。
【図１２】駆動回路の応用・変形例を示す図である。
【図１３】比較例に係る駆動回路の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について、印刷装置を例にとって説明する。
【００１２】
図１は、印刷装置の概略構成を示す斜視図である。
この図に示される印刷装置は、液体の一例であるインクを吐出することによって、紙などの媒体Ｐにインクドット群を形成し、これにより、画像（文字、図形等を含む）を印刷する液体吐出装置の一種である。
【００１３】
図１に示されるように、印刷装置１は、キャリッジ２０を、主走査方向（Ｘ方向）に移動（往復動）させる移動機構６を備える。
移動機構６は、キャリッジ２０を移動させるキャリッジモーター６１と、両端が固定されたキャリッジガイド軸６２と、キャリッジガイド軸６２とほぼ平行に延在し、キャリッジモーター６１により駆動されるタイミングベルト６３と、を有している。
キャリッジ２０は、キャリッジガイド軸６２に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト６３の一部に固定されている。そのため、キャリッジモーター６１によりタイミングベルト６３を正逆走行させると、キャリッジ２０がキャリッジガイド軸６２に案内されて往復動する。
【００１４】
キャリッジ２０には、印刷ヘッド２２が搭載されている。この印刷ヘッド２２は、媒体Ｐと対向する部分に、インクを個別にＺ方向に吐出する複数のノズルを有する。なお、印刷ヘッド２２は、カラー印刷のために、概略的に４個のブロックに分かれている。個々のブロックは、ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインクをそれぞれ吐出する。
なお、キャリッジ２０には、フレキシブルフラットケーブル１９０を介してメイン基板（この図では省略）から駆動信号を含む各種の制御信号等が供給される構成となっている。
【００１５】
印刷装置１は、媒体Ｐを、プラテン８０上で搬送させる搬送機構８を備える。搬送機構８は、駆動源である搬送モーター８１と、搬送モーター８１により回転し、媒体Ｐを副走査方向（Ｙ方向）に搬送する搬送ローラー８２と、を備える。
【００１６】
このような構成において、キャリッジ２０の主走査に合わせて印刷ヘッド２２のノズルから印刷データに応じてインクを吐出させるとともに、媒体Ｐを搬送機構８によって搬送する動作を繰り返すことで、媒体Ｐの表面に画像が形成される。
なお、本実施形態において主走査は、キャリッジ２０を移動させることで実行されるが、媒体Ｐを移動させることで実行しても良く、キャリッジ２０と媒体Ｐとの双方を移動させても良い。要は、媒体Ｐとキャリッジ２０（印刷ヘッド２２）とが相対的に移動する構成であれば良い。
【００１７】
図２Ａは、印刷ヘッド２２におけるインクの吐出面を媒体Ｐからみた場合の構成を示す図である。この図に示されるように、印刷ヘッド２２は、４個のヘッドユニット３を有する。４個のヘッドユニット３の各々は、それぞれブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）に対応し、主走査方向であるＸ方向に沿って配列する。
【００１８】
図２Ｂは、１個のヘッドユニット３におけるノズルの配列を示す図である。
この図に示されるように、１個のヘッドユニット３では、複数のノズルＮが２列で配列する。ここで、説明の便宜上、この２列をそれぞれノズル列Ｎａ、Ｎｂとする。
【００１９】
ノズル列Ｎａ、Ｎｂでは、それぞれ複数のノズルＮが、副走査方向であるＹ方向に沿ってピッチＰ１で配列する。また、ノズル列Ｎａ、Ｎｂ同士は、Ｘ方向にピッチＰ２だけ離間する。ノズル列Ｎａに属するノズルＮとノズル列Ｎｂに属するノズルＮとは、Ｙ方向に、ピッチＰ１の半分だけシフトした関係となっている。
このようにノズルＮを、ノズル列Ｎａ、Ｎｂの２列で、Ｙ方向にピッチＰ１の半分だけシフトして配置させることにより、Ｙ方向の解像度を、１列の場合と比較して実質的に倍に高めることができる。
なお、１個のヘッドユニット３におけるノズルＮの個数を便宜的にｍ（ｍは２以上の整数）とする。
【００２０】
ヘッドユニット３は、特に図示しないが、アクチュエーター基板に可撓性の回路基板が接続されるとともに、当該可撓性の回路基板に駆動ＩＣが実装された構成である。そこで次に、アクチュエーター基板の構造について説明する。
【００２１】
図３は、アクチュエーター基板の構造を示す断面図である。詳細には図２Ｂにおけるｇ−ｇ線で破断した場合の断面を示す図である。
図３に示されるように、アクチュエーター基板４０は、流路基板４２のうち、Ｚ方向の負側の面上に圧力室基板４４と振動板４６とが設けられる一方、Ｚ方向の正側の面上にノズル板４１が設置された構造体である。
アクチュエーター基板４０の各要素は、概略的にはＹ方向に長尺な略平板状の部材であり、例えば接着剤等により互いに固定される。また、流路基板４２および圧力室基板４４は、例えばシリコンの単結晶基板で形成される。
【００２２】
ノズルＮは、ノズル板４１に形成される。ノズル列Ｎａに属するノズルに対応する構造と、ノズル列Ｎｂに属するノズルに対応する構造とは、Ｙ方向にピッチＰ１の半分だけシフトした関係にあるが、それ以外では、略対称に形成されるので、以下においてはノズル列Ｎａに着目してアクチュエーター基板４０の構造を説明することにする。
【００２３】
流路基板４２は、インクの流路を形成する平板材であり、開口部４２２と供給流路４２４と連通流路４２６とが形成される。供給流路４２４および連通流路４２６は、ノズル毎に形成され、開口部４２２は、複数のノズルにわたって連続するように形成されるとともに、対応する色のインクが供給される構造となっている。この開口部４２２は、液体貯留室Ｓｒとして機能し、当該液体貯留室Ｓｒの底面は、例えばノズル板４１によって構成される。具体的には、流路基板４２における開口部４２２と各供給流路４２４と連通流路４２６とを閉塞するように流路基板４２の底面に固定される。
【００２４】
圧力室基板４４のうち流路基板４２とは反対側の表面に振動板４６が設置される。振動板４６は、弾性的に振動可能な平板状の部材であり、例えば酸化シリコン等の弾性材料で形成された弾性膜と、酸化ジルコニウム等の絶縁材料で形成された絶縁膜との積層で構成される。振動板４６と流路基板４２とは、圧力室基板４４の各開口部４２２の内側で互い間隔をあけて対向する。各開口部４２２の内側で流路基板４２と振動板４６とに挟まれた空間は、インクに圧力を付与するキャビティ４４２として機能する。各キャビティ４４２は、流路基板４２の連通流路４２６を介してノズルＮに連通する。
振動板４６のうち圧力室基板４４とは反対側の表面には、ノズルＮ（キャビティ４４２）毎に圧電素子Ｐztが形成される。
【００２５】
圧電素子Ｐztは、振動板４６の面上に形成された複数の圧電素子Ｐztにわたって共通の駆動電極７２と、当該駆動電極７２の面上に形成された圧電体７４と、当該圧電体７４の面上に圧電素子Ｐzt毎に形成された個別の駆動電極７６とを包含する。このような構成において、駆動電極７２、７６によって圧電体７４を挟んで対向する領域が圧電素子Ｐztとして機能する。
【００２６】
圧電体７４は、例えば加熱処理（焼成）を含む工程で形成される。具体的には、複数の駆動電極７２が形成された振動板４６の表面に塗布された圧電材料を、焼成炉内での加熱処理により焼成してから圧電素子Ｐzt毎に成形（例えばプラズマを利用したミーリング）することで圧電体７４が形成される。
【００２７】
なお、ノズル列Ｎｂに対応する圧電素子Ｐztも同様に、駆動電極７２と、圧電体７４と、駆動電極７６とを包含した構成である。
また、この例では、圧電体７４に対し、共通の駆動電極７２を下層とし、個別の駆動電極７６を上層としたが、逆に駆動電極７２を上層とし、駆動電極７６を下層とする構成としても良い。
なお、アクチュエーター基板４０については、駆動ＩＣを直接実装した構成でも良い。
【００２８】
後述するように、圧電素子Ｐztの一端である駆動電極７６には、吐出すべきインク量に応じた駆動信号の電圧Ｖoutが個別に印加される一方、圧電素子Ｐztの他端である駆動電極７２には、電圧ＶＢＳの保持信号が共通に印加される。
このため、圧電素子Ｐztは、駆動電極７２、７６に印加された電圧に応じて、上または下方向に変位する。詳細には、駆動電極７６を介して印加される駆動信号の電圧Ｖoutが低くなると、圧電素子Ｐztにおける中央部分が両端部分に対して上方向に撓む一方、当該電圧Ｖoutが高くなると、下方向に撓む構成となっている。
ここで、上方向に撓めば、キャビティ４４２の内部容積が拡大（圧力が減少）するので、インクが液体貯留室Ｓｒから引き込まれる一方、下方向に撓めば、キャビティ４４２の内部容積が縮小（圧力が増加）するので、縮小の程度によっては、インク滴がノズルＮから吐出される。このように、圧電素子Ｐztに適切な駆動信号が印加されると、当該圧電素子Ｐztの変位によって、インクがノズルＮから吐出される。このため、少なくとも圧電素子Ｐzt、キャビティ４４２、ノズルＮによってインクを吐出する吐出部が構成されることになる。
【００２９】
次に、印刷装置１の電気的な構成について説明する。
【００３０】
図４は、印刷装置１の電気的な構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、印刷装置１は、メイン基板１００にヘッドユニット３がフレキシブルフラットケーブル（図４では省略）を介して接続された構成となっている。ヘッドユニット３は、アクチュエーター基板４０と、駆動ＩＣ５０とに大別される。
メイン基板１００は、駆動ＩＣ５０に、制御信号Ｃtrや、駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂを供給し、アクチュエーター基板４０に、電圧ＶＢＳ（オフセット電圧）の保持信号を、配線５５０を介して供給する。
なお、印刷装置１では、４個のヘッドユニット３が設けられ、メイン基板１００が、４個のヘッドユニット３をそれぞれ独立に制御する。４個のヘッドユニット３では、吐出するインクの色以外において異なることがないので、以下においては便宜的に１個のヘッドユニット３について代表して説明することにする。
【００３１】
図４に示されるように、メイン基板１００は、制御部１１０、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）１１３ａ、１１３ｂ、電圧増幅器１１５ａ、１１５ｂ、駆動回路１２０ａ、１２０ｂ、および、オフセット電圧生成回路１３０を含む。
このうち、制御部１１０は、ＣＰＵや、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを有する一種のマイクロコンピューターであり、印刷対象となる画像データがホストコンピューター等から供給されたときに、所定のプログラムを実行して各部を制御するための各種の制御信号等を出力する。
【００３２】
具体的には、制御部１１０は、第１に、ＤＡＣ１１３ａにデジタルのデータｄＡを繰り返して供給し、ＤＡＣ１１３ｂにデジタルのデータｄＢを同じく繰り返して供給する。ここで、データｄＡは、ヘッドユニット３に供給する駆動信号ＣＯＭ−Ａの波形を規定し、データｄＢは、駆動信号ＣＯＭ−Ｂの波形を規定する。
制御部１１０は、第２に、データｄＡの供給に合わせて信号ＯＣａを出力し、データｄＢの供給に合わせて信号ＯＣｂを出力する。
【００３３】
ＤＡＣ１１３ａは、デジタルのデータｄＡをアナログの信号ａinに変換する。電圧増幅器１１５ａは、信号ａinの電圧を例えば１０倍に増幅し、信号Ａinとして駆動回路１２０ａに供給する。同様に、ＤＡＣ１１３ｂは、デジタルのデータｄＢをアナログの信号ｂinに変換し、電圧増幅器１１５ｂは、信号ｂinの電圧を例えば１０倍に増幅し、信号Ｂinとして駆動回路１２０ｂに供給する。
【００３４】
駆動回路１２０ａは、詳細については後述するが、信号Ａinを、容量性負荷である圧電素子Ｐztに対し、駆動能力を高めて（低インピーダンスに変換して）駆動信号ＣＯＭ−Ａとして出力する。同様に、駆動回路１２０ｂは、信号Ｂinを、駆動能力を高めて駆動信号ＣＯＭ−Ｂとして出力する
駆動信号ＣＯＭ−Ａ（アナログ変換後の信号ａin、インピーダンス変換前の信号Ａin）については、後述するように台形波形であり、この台形波形にしたがって信号ＯＣａが出力される。同様に、駆動信号ＣＯＭ−Ｂ（アナログ変換後の信号ｂin、インピーダンス変換前の信号Ｂin）についても台形波形であり、この台形波形にしたがって信号ＯＣｂが出力される。なお、駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂ、信号ＯＣａ、ＯＣｂの波形については後述する。
【００３５】
ＤＡＣ１１３ａ（１１３ｂ）により変換された信号ａin（ｂin）は例えば電圧０〜４Ｖ程度で比較的小さく振幅するのに対し、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（ＣＯＭ−Ｂ）の電圧は０〜４０Ｖ程度で比較的大きく振幅する。このため、ＤＡＣ１１３ａ（１１３ｂ）により変換された信号ａin（ｂin）の電圧を電圧増幅器１１５ａ（１１５ｂ）が増幅し、当該電圧増幅した信号Ａin（Ｂin）を、駆動回路１２０ａ（１２０ｂ）がインピーダンス変換する構成となっている。
【００３６】
第３に、制御部１１０は、移動機構６および搬送機構８に対する制御に同期して、ヘッドユニット３に各種の制御信号Ｃtrを供給する。なお、ヘッドユニット３に供給される制御信号Ｃtrには、ノズルＮから吐出させるインクの量を規定する印刷データ（吐出制御信号）、当該印刷データの転送に用いるクロック信号、印刷周期等を規定するタイミング信号等が含まれる。
なお、制御部１１０は、移動機構６および搬送機構８を制御するが、このような構成については既知であるので省略する。
【００３７】
メイン基板１００におけるオフセット電圧生成回路１３０は、電圧ＶＢＳの保持信号を生成して、配線５５０を介してアクチュエーター基板４０における複数の圧電素子Ｐztの他端にわたって共通に印加する。電圧ＶＢＳの保持信号は、複数の圧電素子Ｐztの他端を、それぞれ一定の状態に保つためのものである。
【００３８】
一方、ヘッドユニット３において、駆動ＩＣ５０は、選択制御部５１０と、圧電素子Ｐztに一対一に対応した選択部５２０と、を有する。このうち、選択制御部５１０は、選択部５２０の各々における選択をそれぞれ制御する。詳細には、選択制御部５１０は、制御部１１０からクロック信号に同期して供給される印刷データを、ヘッドユニット３のノズル（圧電素子Ｐzt）の数個分、一旦蓄積するとともに、各選択部５２０に対し、印刷データにしたがって駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂの選択を、タイミング信号で規定される印刷周期の開始タイミングで指示する。
各選択部５２０は、選択制御部５１０による指示にしたがって、駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂのいずれかを選択し（または、いずれも選択せずに）、電圧Ｖoutの駆動信号として、対応する圧電素子Ｐztの一端に印加する。
アクチュエーター基板４０には、上述したようにノズルＮ毎に圧電素子Ｐztが１個ずつ設けられる。圧電素子Ｐztの各々における他端は共通接続されて、当該他端には配線５５０を介してオフセット電圧生成回路１３０による電圧ＶＢＳが印加される。
【００３９】
本実施形態において、１つのドットについては、１つのノズルＮからインクを最多で２回吐出させることで、大ドット、中ドット、小ドットおよび非記録の４階調を表現させる。この４階調を表現するために、本実施形態では、２種類の駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂを用意するとともに、各々の１周期にそれぞれ前半パターンと後半パターンとを持たせている。そして、１周期のうち、前半・後半において駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂを、表現すべき階調に応じた選択して（または選択しないで）、圧電素子Ｐztに供給する構成となっている。
そこで先に、駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂについて説明し、この後、駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂを選択するための選択制御部５１０および選択部５２０の詳細な構成について説明する。
【００４０】
図５は、駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂの波形等を示す図である。
図に示されるように、駆動信号ＣＯＭ−Ａは、印刷周期Ｔａのうち、制御信号ＬＡＴが出力されて（立ち上がって）から制御信号ＣＨが出力されるまでの期間Ｔ１に配置された台形波形Ａｄｐ１と、印刷周期Ｔａのうち、制御信号ＣＨが出力されてから次の制御信号ＬＡＴが出力されるまでの期間Ｔ２に配置された台形波形Ａｄｐ２とを繰り返す波形となっている。
【００４１】
本実施形態において台形波形Ａｄｐ１、Ａｄｐ２とは、互いにほぼ同一の波形であり、仮にそれぞれが圧電素子Ｐztの一端である駆動電極７６に供給されたとしたならば、当該圧電素子Ｐztに対応するノズルＮから所定量、具体的には中程度の量のインクをそれぞれ吐出させる波形である。
【００４２】
駆動信号ＣＯＭ−Ｂは、期間Ｔ１に配置された台形波形Ｂｄｐ１と、期間Ｔ２に配置された台形波形Ｂｄｐ２とを繰り返す波形となっている。本実施形態において台形波形Ｂｄｐ１、Ｂｄｐ２とは、互いに異なる波形である。このうち、台形波形Ｂｄｐ１は、ノズルＮ付近のインクを微振動させてインクの粘度の増大を防止するための波形である。このため、仮に台形波形Ｂｄｐ１が圧電素子Ｐztの一端に供給されたとしても、当該圧電素子Ｐztに対応するノズルＮからインク滴が吐出されない。また、台形波形Ｂｄｐ２は、台形波形Ａｄｐ１（Ａｄｐ２）とは異なる波形となっている。仮に台形波形Ｂｄｐ２が圧電素子Ｐztの一端に供給されたとしたならば、当該圧電素子Ｐztに対応するノズルＮから上記所定量よりも少ない量のインクを吐出させる波形である。
【００４３】
台形波形Ａｄｐ１、Ａｄｐ２、Ｂｄｐ１、Ｂｄｐ２の開始タイミングでの電圧と、終了タイミングでの電圧とは、いずれも電圧Ｖcenで共通である。すなわち、台形波形Ａｄｐ１、Ａｄｐ２、Ｂｄｐ１、Ｂｄｐ２は、それぞれ電圧Ｖcenで開始し、電圧Ｖcenで終了する波形となっている。
【００４４】
なお、駆動回路１２０ａ（１２０ｂ）は、本例では信号Ａin（Ｂin）をインピーダンス変換するものであるから、入力である信号Ａin（Ｂin）の波形は、多少の誤差を伴うものの、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（ＣＯＭ−Ｂ）の波形そのままである。一方で、信号Ａin（Ｂin）は、信号ａin（ｂin）の電圧を１０倍に増幅したものであるから、信号ａin（ｂin）の波形は、信号Ａin（Ｂin）の電圧を１／１０倍とした関係にある。信号ａin（ｂin）は、データｄＡ（ｄＢ）をアナログ変換したものであるので、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（ＣＯＭ−Ｂ）の電圧波形は、制御部１１０によって規定されることになる。
【００４５】
制御部１１０は、駆動信号ＣＯＭ−Ａの台形波形に対して、次のような論理レベルとなる信号ＯＣａ（選択信号）を駆動回路１２０ａに出力する。
詳細には、制御部１１０は、信号ＯＣａについては、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（信号ａin）の電圧を低下させる期間と駆動信号ＣＯＭ−Ａを閾値Ｖthよりも低い電圧で一定にさせる期間とにわたってＨレベルとし、それ以外の駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧を上昇させる期間と駆動信号ＣＯＭ−Ａを閾値Ｖth以上の電圧で一定にさせる期間とにわたってＬレベルとする。
本例では、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（信号Ａin）の電圧の最高値をｍaxとし、最低値をｍinとしたときに、便宜的にｍax＞Ｖth＞Ｖcen＞ｍinとして説明する。なお、ｍax＞Ｖcen＞Ｖth＞ｍinとしても良い。
【００４６】
同様に、制御部１１０は、駆動信号ＣＯＭ−Ｂの台形波形に対して、次のような論理レベルとなる信号ＯＣｂを駆動回路１２０ｂに出力する。詳細には、制御部１１０は、信号ＯＣｂを、駆動信号ＣＯＭ−Ｂ（信号Ｂin）の電圧を低下させる期間と、駆動信号ＣＯＭ−Ｂを閾値電圧Ｖthよりも低い電圧で一定にさせる期間とにわたってＨレベルとし、それ以外の駆動信号ＣＯＭ−Ｂの電圧を上昇させる期間と駆動信号ＣＯＭ−Ｂを閾値電圧Ｖth以上の電圧で一定にさせる期間とにわたってＬレベルとする。
【００４７】
図６は、図４における選択制御部５１０の構成を示す図である。
この図に示されるように、選択制御部５１０には、クロック信号Ｓck、印刷データＳＩ、制御信号ＬＡＴ、ＣＨが供給される。選択制御部５１０では、シフトレジスタ（Ｓ／Ｒ）５１２とラッチ回路５１４とデコーダー５１６との組が、圧電素子Ｐzt（ノズルＮ）のそれぞれに対応して設けられている。
【００４８】
印刷データＳＩは、印刷周期Ｔａにわたって、着目しているヘッドユニット３において、すべてのノズルＮによって形成すべきドットを規定するデータである。本実施形態では、非記録、小ドット、中ドットおよび大ドットの４階調を表現するために、ノズル１個分の印刷データは、上位ビット（ＭＳＢ）および下位ビット（ＬＳＢ）の２ビットで構成される。
印刷データＳＩは、クロック信号Ｓckに同期してノズルＮ（圧電素子Ｐzt）毎に、媒体Ｐの搬送に合わせて供給される。当該印刷データＳＩを、ノズルＮに対応して２ビット分、一旦保持するための構成がシフトレジスタ５１２である。
詳細には、ｍ個の圧電素子Ｐzt（ノズル）の各々に対応した計ｍ段のシフトレジスタ５１２が縦続接続されるとともに、図において左端に位置する１段のシフトレジスタ５１２に供給された印刷データＳＩが、クロック信号Ｓckにしたがって順次後段（下流側）に転送される構成となっている。
なお、図では、シフトレジスタ５１２を区別するために、印刷データＳＩが供給される上流側から順番に１段、２段、…、ｍ段と表記している。
【００４９】
ラッチ回路５１４は、シフトレジスタ５１２で保持された印刷データＳＩを制御信号ＬＡＴの立ち上がりでラッチする。
デコーダー５１６は、ラッチ回路５１４によってラッチされた２ビットの印刷データＳＩをデコードして、制御信号ＬＡＴと制御信号ＣＨとで規定される期間Ｔ１、Ｔ２ごとに、選択信号Ｓａ、Ｓｂを出力して、選択部５２０での選択を規定する。
【００５０】
図７は、デコーダー５１６におけるデコード内容を示す図である。
この図において、ラッチされた２ビットの印刷データＳＩについては（ＭＳＢ、ＬＳＢ）と表記している。デコーダー５１６は、例えばラッチされた印刷データＳＩが（０、１）であれば、選択信号Ｓａ、Ｓｂの論理レベルを、期間Ｔ１ではそれぞれＨ、Ｌレベルで、期間Ｔ２ではそれぞれＬ、Ｈレベルで、出力するということを意味している。
なお、選択信号Ｓａ、Ｓｂの論理レベルについては、クロック信号Ｓck、印刷データＳＩ、制御信号ＬＡＴ、ＣＨの論理レベルよりも、レベルシフター（図示省略）によって、高振幅論理にレベルシフトされる。
【００５１】
図８は、図４における選択部５２０の構成を示す図である。
この図に示されるように、選択部５２０は、インバーター（ＮＯＴ回路）５２２ａ、５２２ｂと、トランスファーゲート５２４ａ、５２４ｂとを有する。
デコーダー５１６からの選択信号Ｓａは、トランスファーゲート５２４ａにおいて丸印が付されていない正制御端に供給される一方で、インバーター５２２ａによって論理反転されて、トランスファーゲート５２４ａにおいて丸印が付された負制御端に供給される。同様に、選択信号Ｓｂは、トランスファーゲート５２４ｂの正制御端に供給される一方で、インバーター５２２ｂによって論理反転されて、トランスファーゲート５２４ｂの負制御端に供給される。
トランスファーゲート５２４ａの入力端には、駆動信号ＣＯＭ−Ａが供給され、トランスファーゲート５２４ｂの入力端には、駆動信号ＣＯＭ−Ｂが供給される。トランスファーゲート５２４ａ、５２４ｂの出力端同士は、共通接続されるとともに、対応する圧電素子Ｐztの一端に接続される。
トランスファーゲート５２４ａは、選択信号ＳａがＨレベルであれば、入力端および出力端の間を導通（オン）させ、選択信号ＳａがＬレベルであれば、入力端と出力端との間を非導通（オフ）させる。トランスファーゲート５２４ｂについても同様に選択信号Ｓｂに応じて、入力端および出力端の間をオンオフさせる。
【００５２】
図５に示されるように、印刷データＳＩは、ノズル毎に、クロック信号Ｓckに同期して供給されて、ノズルに対応するシフトレジスタ５１２において順次転送される。そして、クロック信号Ｓckの供給が停止すると、シフトレジスタ５１２のそれぞれには、各ノズルに対応した印刷データＳＩが保持された状態になる。
ここで、制御信号ＬＡＴが立ち上がると、ラッチ回路５１４のそれぞれは、シフトレジスタ５１２に保持された印刷データＳＩを一斉にラッチする。図５において、Ｌ１、Ｌ２、…、Ｌｍ内の数字は、１段、２段、…、ｍ段のシフトレジスタ５１２に対応するラッチ回路５１４によってラッチされた印刷データＳＩを示している。
【００５３】
デコーダー５１６は、ラッチされた印刷データＳＩで規定されるドットのサイズに応じて、期間Ｔ１、Ｔ２のそれぞれにおいて、選択信号Ｓａ、Ｓａの論理レベルを図７に示されるような内容で出力する。
すなわち、第１に、デコーダー５１６は、当該印刷データＳＩが（１、１）であって、大ドットのサイズを規定する場合、選択信号Ｓａ、Ｓｂを、期間Ｔ１においてＨ、Ｌレベルとし、期間Ｔ２においてもＨ、Ｌレベルとする。第２に、デコーダー５１６は、当該印刷データＳＩが（０、１）であって、中ドットのサイズを規定する場合、選択信号Ｓａ、Ｓｂを、期間Ｔ１においてＨ、Ｌレベルとし、期間Ｔ２においてＬ、Ｈレベルとする。第３に、デコーダー５１６は、当該印刷データＳＩが（１、０）であって、小ドットのサイズを規定する場合、選択信号Ｓａ、Ｓｂを、期間Ｔ１においてＬ、Ｌレベルとし、期間Ｔ２においてＬ、Ｈレベルとする。第４に、デコーダー５１６は、当該印刷データＳＩが（０、０）であって、非記録を規定する場合、選択信号Ｓａ、Ｓｂを、期間Ｔ１においてＬ、Ｈレベルとし、期間Ｔ２においてＬ、Ｌレベルとする。
【００５４】
図９は、印刷データＳＩに応じて選択されて、圧電素子Ｐztの一端に供給される駆動信号の電圧波形を示す図である。
印刷データＳＩが（１、１）であるとき、選択信号Ｓａ、Ｓｂは、期間Ｔ１においてＨ、Ｌレベルとなるので、トランスファーゲート５２４ａがオンし、トランスファーゲート５２４ｂがオフする。このため、期間Ｔ１において駆動信号ＣＯＭ−Ａの台形波形Ａｄｐ１が選択される。選択信号Ｓａ、Ｓｂは期間Ｔ２においてもＨ、Ｌレベルとなるので、選択部５２０は、駆動信号ＣＯＭ−Ａの台形波形Ａｄｐ２を選択する。       
このように期間Ｔ１において台形波形Ａｄｐ１が選択され、期間Ｔ２において台形波形Ａｄｐ２が選択されて、駆動信号として圧電素子Ｐztの一端に供給されると、当該圧電素子Ｐztに対応したノズルＮから、中程度の量のインクが２回にわけて吐出される。このため、媒体Ｐにはそれぞれのインクが着弾し合体して、結果的に、印刷データＳＩで規定される通りの大ドットが形成されることになる。
【００５５】
印刷データＳＩが（０、１）であるとき、選択信号Ｓａ、Ｓｂは、期間Ｔ１においてＨ、Ｌレベルとなるので、トランスファーゲート５２４ａがオンし、トランスファーゲート５２４ｂはオフする。このため、期間Ｔ１において駆動信号ＣＯＭ−Ａの台形波形Ａｄｐ１が選択される。次に、選択信号Ｓａ、Ｓｂは期間Ｔ２においてＬ、Ｈレベルとなるので、駆動信号ＣＯＭ−Ｂの台形波形Ｂｄｐ２が選択される。
したがって、ノズルから、中程度および小程度の量のインクが２回にわけて吐出される。このため、媒体Ｐには、それぞれのインクが着弾して合体して、結果的に、印刷データＳＩで規定された通りの中ドットが形成されることになる。
【００５６】
印刷データＳＩが（１、０）であるとき、選択信号Ｓａ、Ｓｂは、期間Ｔ１においてともにＬレベルとなるので、トランスファーゲート５２４ａ、５２４ｂがオフする。このため、期間Ｔ１において台形波形Ａｄｐ１、Ｂｄｐ１のいずれも選択されない。トランスファーゲート５２４ａ、５２４ｂがともにオフする場合、当該トランスファーゲート５２４ａ、５２４ｂの出力端同士の接続点から圧電素子Ｐztの一端までの経路は、電気的にどの部分にも接続されないハイ・インピーダンス状態になる。ただし、圧電素子Ｐztの両端では、自己が有する容量性によって、トランスファーゲートがオフする直前の電圧（Ｖcen−ＶＢＳ）が保持される。
次に、選択信号Ｓａ、Ｓｂは期間Ｔ２においてＬ、Ｈレベルとなるので、駆動信号ＣＯＭ−Ｂの台形波形Ｂｄｐ２が選択される。このため、ノズルＮから、期間Ｔ２においてのみ小程度の量のインクが吐出されるので、媒体Ｐには、印刷データＳＩで規定された通りの小ドットが形成されることになる。
【００５７】
印刷データＳＩが（０、０）であるとき、選択信号Ｓａ、Ｓｂは、期間Ｔ１においてＬ、Ｈレベルとなるので、トランスファーゲート５２４ａがオフし、トランスファーゲート５２４ｂがオンする。このため、期間Ｔ１において駆動信号ＣＯＭ−Ｂの台形波形Ｂｄｐ１が選択される。次に、選択信号Ｓａ、Ｓｂは期間Ｔ２においてともにＬレベルとなるので、台形波形Ａｄｐ２、Ｂｄｐ２のいずれも選択されない。
このため、期間Ｔ１においてノズルＮ付近のインクが微振動するのみであり、インクは吐出されないので、結果的に、ドットが形成されない、すなわち、印刷データＳＩで規定された通りの非記録になる。
【００５８】
このように、選択部５２０は、選択制御部５１０による指示にしたがって駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂを選択し（または選択しないで）、圧電素子Ｐztの一端に印加する。このため、各圧電素子Ｐztは、印刷データＳＩで規定されるドットのサイズに応じて駆動されることになる。
なお、図５に示した駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂはあくまでも一例である。実際には、媒体Ｐの性質や搬送速度などに応じて、予め用意された様々な波形の組み合わせが用いられる。
また、ここでは、圧電素子Ｐztが、電圧の低下に伴って上方向に撓む例で説明したが、駆動電極７２、７６に印加する電圧を逆転させると、圧電素子Ｐztは、電圧の低下に伴って下向に撓むことになる。このため、圧電素子Ｐztが、電圧の低下に伴って下方向に撓む構成では、図に例示した駆動信号ＣＯＭ−Ａ、ＣＯＭ−Ｂが、電圧Ｖcenを基準に反転した波形となる。
【００５９】
次に、メイン基板１００における駆動回路１２０ａ、１２０ｂについて説明する。
なお、駆動回路１２０ａ、１２０ｂについては、入力される信号および出力される信号だけが異なり、構成上の差異はない。そこで、駆動回路については、駆動信号ＣＯＭ−Ａを出力する側の駆動回路１２０ａを例にとって説明する。
【００６０】
図１０は、駆動回路１２０ａの構成を示す図である。
この図に示されるように、駆動回路１２０ａは、差動増幅器２２１と、セレクター２２３と、トランジスター対と、抵抗素子Ｒｕ、Ｒｄ、コンデンサーＣ１、Ｃ２とを含む。
【００６１】
差動増幅器２２１にあっては、負入力端（−）には信号Ａinが供給される一方、正入力端（＋）には出力である駆動信号ＣＯＭ−Ａが帰還されている。このため、差動増幅器２２１は、正入力端（＋）の電圧から負入力端（−）の電圧を減算した差電圧、つまり、出力である駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧Ｏutから、入力である大振幅の信号Ａin（元駆動信号）の電圧Ｖinを減算した差電圧を、増幅して出力することになる。
【００６２】
ただし、差動増幅器２２１は、特に図示しないが例えば電源の高位側を電圧ＶＤとし、低位側をグランドＧndとしている。このため、出力電圧は、グランドＧndから電圧ＶＤまでの範囲となる。
なお、差動増幅器２２１の出力信号は、後述するスイッチング動作のための信号として用いられる場合もあれば、リニア動作のための信号として用いられる場合もある。スイッチング動作のための信号として用いられる場合、Ｈレベルは電圧ＶＤであり、Ｌレベルは電圧ゼロのグランドＧndである。
【００６３】
また、差動増幅器２２１による出力信号は、結局のところ、後述するようにトランジスター２３１、２３２のスイッチング動作およびリニア動作を制御するので、トランジスターの制御信号と言うことができる。また、駆動信号を降圧して帰還する一方、元駆動信号を電圧増幅して駆動信号として出力する構成でも良いので、駆動信号に基づく信号が差動増幅器２２１に帰還される、と言っても良い。
【００６４】
セレクター（選択部）２２３は、信号ＯＣａがＬレベルであれば、信号Ｇt1として差動増幅器２２１の出力信号を選択し、トランジスター２３１のゲート端子に供給するとともに、信号Ｇt2としてＬレベルを選択し、トランジスター２３２のゲート端子に供給する。一方、セレクター２２３は、信号ＯＣａがＨレベルであれば、信号Ｇt1としてＨレベルを選択し、トランジスター２３１のゲート端子に供給するとともに、信号Ｇt2として差動増幅器２２１の出力信号を選択し、トランジスター２３２のゲート端子に供給する。
換言すれば、セレクター２２３は、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（信号Ａin）の電圧上昇期間であれば、信号ＯＣａがＬレベルであれば、トランジスター２３１を選択して、差動増幅器２２１の出力信号である差信号を当該トランジスター２３１のゲート端子に供給し、駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧低下期間であれば、トランジスター２３２を選択して、上記差信号を当該トランジスター２３２のゲート端子に供給する一方、選択しなかったトランジスターのゲート端子には、後述するように当該トランジスターをオフにさせる信号を供給する構成となっている。
【００６５】
トランジスター対は、トランジスター２３１、２３２によって構成される。このうち、高位側のトランジスター２３１（ハイサイドトランジスター）は、例えばＰチャネル型の電界効果トランジスターであり、ソース端子には電源の高位側電圧ＶＤが印加されている。低位側のトランジスター２３２（ローサイドトランジスター）は、例えばＮチャネル型の電界効果トランジスターであり、ソース端子が電源の低位側となるグランドＧndに接地されている。
トランジスター２３１、２３２のドレイン端子同士は、互いに接続されて、駆動回路１２０ａの出力端であるノードＮ２となっている。すなわち、ノードＮ２から駆動信号ＣＯＭ−Ａが出力される構成となっている。
なお、駆動回路１２０ａの出力であるノードＮ２の電圧をＯutと表記し、入力である信号Ａinの電圧をＶinと表記する。
【００６６】
ノードＮ２は、差動増幅器２２１の正入力端（＋）に接続されるとともに、抵抗素子Ｒｕ（第１抵抗素子）を介して電圧ＶＤにプルアップされる一方で、抵抗素子Ｒｄ（第２抵抗素子）を介してグランドにプルダウンされている。
また、コンデンサーＣ１（第１コンデンサー）については、一端がトランジスター２３１のゲート端子に接続され、他端がノードＮ２に接続されている。コンデンサーＣ２（第２コンデンサー）については、一端がトランジスター２３２のゲート端子に接続され、他端がノードＮ２に接続されている。
【００６７】
ここでは、駆動信号ＣＯＭ−Ａを出力する駆動回路１２０ａについて説明したが、駆動信号ＣＯＭ−Ｂを出力する駆動回路１２０ｂの構成については、図１０の括弧書きで示されるように、差動増幅器２２１の負入力端（−）に信号Ｂinが供給され、セレクター２２３に信号ＯＣｂが供給される一方、ノードＮ２から駆動信号ＣＯＭ−Ｂが出力されることになる。
【００６８】
次に、駆動回路１２０ａ、１２０ｂの動作について、駆動信号ＣＯＭ−Ａを出力する駆動回路１２０ａを例にとって説明する。
【００６９】
図１１は、駆動回路１２０ａの動作を説明するための図である。
この図において、信号Ａinは、駆動信号ＣＯＭ−Ａのインピーダンス変換前の信号であるので、当該駆動信号ＣＯＭ−Ａとほぼ同波形である。また、上述したように、駆動信号ＣＯＭ−Ａは、印刷周期Ｔａにおいて２つの同じ台形波形Ａｄｐ１、Ａｄｐ２が繰り返された波形であるので、信号Ａinも同様な繰り返し波形である。
【００７０】
なお、図１１は、このような繰り返し波形のうち、１つの台形波形を示している。また、この図において、期間Ｐ１は、信号Ａinの電圧Ｖinが電圧Ｖcenから最低値ｍinまで低下する期間であり、当該期間Ｐ１に続く期間Ｐ２は、電圧Ｖinが最低値ｍinで一定となる期間であり、当該期間Ｐ２に続く期間Ｐ３は、電圧Ｖinが最低値ｍinから最高値ｍaxまで上昇する期間であり、当該期間Ｐ３に続く期間Ｐ４は、電圧Ｖinが最高値ｍaxで一定となる期間であり、当該期間Ｐ４に続く期間Ｐ５は、電圧Ｖinが最高値ｍaxから電圧Ｖcenまで低下する期間である。
図１１における電圧波形のそれぞれについて、説明の便宜上、電圧を示す縦スケールは必ずしも揃っていない。
【００７１】
まず、期間Ｐ１は、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（Ａin）の電圧低下期間である。このため、期間Ｐ１では、信号ＯＣａがＨレベルであるので、セレクター２２３は、信号Ｇt1としてＨレベルを選択し、信号Ｇt2として差動増幅器２２１の出力信号を選択する。
期間Ｐ１では、信号Ｇt1がＨレベルであるので、Ｐチャネル型のトランジスター２３１はオフする。
一方、当該期間Ｐ１では、まず信号Ａinの電圧ＶinがノードＮ２の電圧Ｏutよりも先んじて低下する。逆にいえば、電圧Ｏutは、電圧Ｖin以上となる。このため、信号Ｇt2として選択される差動増幅器２２１の出力信号の電圧は、両者の差電圧に応じて高くなり、ほぼＨレベルに振れる。信号Ｇt2がＨレベルになると、トランジスター２３２がオンするので、電圧Ｏutが低下する。なお、電圧Ｏutは、容量性負荷である圧電素子Ｐztなどにより、実際には、一気にグランドＧndに低下することはなく、緩慢に低下する。
電圧Ｏutが電圧Ｖinよりも低くなると、信号Ｇt2がＬレベルになり、トランジスター２３２がオフするが、電圧Ｖinが低下しているので、再び電圧Ｏutが電圧Ｖin以上となる。このため、信号Ｇt2がＨレベルとなって、トランジスター２３２が再びオンすることになる。
期間Ｐ１では、信号Ｇt2がＨ、Ｌレベルで交互に切り替えられ、これにより、トランジスター２３２は、オンオフを繰り返す動作、すなわちスイッチング動作をすることになる。このスイッチング動作により、電圧Ｏutを電圧Ｖinの低下に追従させる制御が実行されることになる。
【００７２】
次に、期間Ｐ２は、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（Ａin）が閾値電圧Ｖthよりも低い電圧の最低値ｍinで一定となる期間である。このため、期間Ｐ２では、期間Ｐ１から引き続いて信号ＯＣａがＨレベルであるので、セレクター２２３は、信号Ｇt1としてＨレベルを選択し、信号Ｇt2として差動増幅器２２１の出力信号を選択する。
前の期間Ｐ１では、電圧Ｏutが電圧Ｖinに追従するように制御されるが、その制御内容は、上述したようにトランジスター２３２のスイッチング動作である。このため、期間Ｐ２の開始直後、すなわち電圧Ｖinが最低値ｍinで一定に転じた直後では、電圧Ｏutが、電圧Ｖinに一致していない場合がある。
【００７３】
この場合において、電圧Ｏutが電圧Ｖinに対して高ければ、信号Ｇt2の電圧、すなわち差動増幅器２２１の出力電圧も高くなるので、トランジスター２３２のソース・ドレイン間の抵抗が小さくなり、ノードＮ２の電圧Ｏutを低下させるように働く。一方、電圧Ｏutが電圧Ｖinに対して低ければ、信号Ｇt2の電圧も低くなるので、トランジスター２３２のソース・ドレイン間の抵抗が大きくなり、電圧Ｏutを上昇させる方向に働く。
したがって、期間Ｐ２において、電圧Ｏutは、当該電圧Ｏutを低下させる方向と上昇させる方向とが均衡する地点、すなわち、電圧Ｖin（最低値ｍin）に一致する地点で一定になる。このとき、トランジスター２３２は線形（リニア）動作となり、信号Ｇt2は、トランジスター２３２におけるソース・ドレイン間の抵抗、および、抵抗素子Ｒｕ、Ｒｄで定まる電圧Ｏutが電圧Ｖinとなるような電圧で一定となる。
なお、図１１では、期間Ｐ１から期間Ｐ２にかけての信号Ｇt2の電圧変化については簡略化して、直ちに一定となった状態を示している。
【００７４】
期間Ｐ３は、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（Ａin）の電圧上昇期間である。このため、期間Ｐ３では、信号ＯＣａがＬレベルになるので、セレクター２２３は、信号Ｇt1として差動増幅器２２１の出力信号を選択し、信号Ｇt2としてＬレベルを選択する。
期間Ｐ３では、信号Ｇt2がＬレベルであるので、Ｎチャネル型のトランジスター２３２はオフする。
一方、当該期間Ｐ３では、まず電圧Ｖinが電圧Ｏutよりも先んじて上昇する。逆にいえば、電圧Ｏutは、電圧Ｖinよりも低くなる。このため、信号Ｇt1として選択される差動増幅器２２１の出力信号の電圧は、両者の差電圧に応じて低くなり、ほぼＬレベルに振れる。信号Ｇt1がＬレベルになると、トランジスター２３１がオンするので、電圧Ｏutが上昇する。なお、電圧Ｏutは、容量性の負荷である圧電素子Ｐztなどにより、実際には、一気に電圧ＶＤに上昇することはなく、緩慢に上昇する。
電圧Ｏutが電圧Ｖin以上になると、信号Ｇt2がＨレベルになり、トランジスター２３１がオフする。トランジスター２３１がオフすると、電圧Ｏutの上昇は停止するが、電圧Ｖinが上昇しているので、再び電圧Ｏutが電圧Ｖinよりも低くなる。このため、信号Ｇt1がＬレベルとなって、トランジスター２３１が再びオンすることになる。
期間Ｐ３では、信号Ｇt1がＨ、Ｌレベルで交互に切り替えられ、これにより、トランジスター２３１は、スイッチング動作をすることになる。このスイッチング動作により、電圧Ｏutを電圧Ｖinの上昇に追従させる制御が実行されることになる。
【００７５】
期間Ｐ４は、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（Ａin）が閾値電圧Ｖth以上の電圧で一定となる期間である。このため、期間Ｐ２では、期間Ｐ３から引き続いて信号ＯＣａがＬレベルであるので、セレクター２２３は、信号Ｇt1として差動増幅器２２１の出力信号を選択し、信号Ｇt2としてＬレベルを選択する。
前の期間Ｐ３では、電圧Ｏutが電圧Ｖinに追従するように制御されるが、その制御内容は、上述したようにトランジスター２３１によるスイッチング動作であるので、期間Ｐ４において電圧Ｖinが最高値ｍaxで一定に転じた直後では、電圧Ｏutが、信号Ａinの電圧Ｖinに一致していない場合がある。
【００７６】
この場合において、電圧Ｏutが電圧Ｖinに対して高ければ、信号Ｇt1の電圧、すなわち差動増幅器２２１の出力電圧も高くなるので、トランジスター２３１のソース・ドレイン間の抵抗が大きくなり、ノードＮ２の電圧Ｏutを低下させるように働く。一方、電圧Ｏutが電圧Ｖinに対して低ければ、信号Ｇt1の電圧も低くなるので、トランジスター２３１のソース・ドレイン間の抵抗が小さくなり、電圧Ｏutを上昇させる方向に働く。
したがって、期間Ｐ４において、電圧Ｏutは、当該電圧Ｏutを低下させる方向と上昇させる方向とが均衡する地点、すなわち、電圧Ｖin（最高値ｍax）に一致する地点で一定になる。このとき、トランジスター２３２はリニア動作となり、信号Ｇt2は、トランジスター２３２におけるソース・ドレイン間の抵抗、および、抵抗素子Ｒｕ、Ｒｄで定まる電圧Ｏutが電圧Ｖin（最高値ｍax）となるような電圧で一定となる。
なお、図１１では、期間Ｐ３から期間Ｐ４にかけての信号Ｇt2の電圧変化については簡略化して、直ちに一定となった状態を示している。
【００７７】
期間Ｐ５は、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（Ａin）の電圧低下期間である。このため、期間Ｐ５は、期間Ｐ１と同様な動作となる。すなわち、信号Ｇt2がＨ、Ｌレベルで交互に切り替えられ、これによりトランジスター２３２がスイッチング動作となり、ノードＮ２の電圧Ｏutを電圧Ｖinの電圧低下に追従させる制御が実行される。なお、期間Ｐ５は、期間Ｐ４との関係でいえば、信号ＯＣａがＨレベルに切り替わるので、セレクター２２３は、信号Ｇt1としてＨレベルを選択し、信号Ｇt2として差動増幅器２２１の出力信号を選択する。
【００７８】
期間Ｐ５の後の期間Ｐ６は、駆動信号ＣＯＭ−Ａ（Ａin）が閾値電圧Ｖthよりも低い電圧Ｖcenで一定となる期間である。このため、期間Ｐ６では、期間Ｐ５から引き続いて信号ＯＣａがＨレベルであるので、セレクター２２３は、信号Ｇt1としてＨレベルを選択し、信号Ｇt2として差動増幅器２２１の出力信号を選択する。
期間Ｐ５では、電圧Ｏutを信号Ａinの電圧Ｖinに追従させる制御が実行されるが、期間Ｐ６において電圧Ｖinが電圧Ｖcenで一定に転じた直後では、電圧Ｏutが、信号Ａinの電圧Ｖinに一致していない場合があるが、期間Ｐ２に転じた直後と同様に、電圧Ｏutは、電圧Ｖin（Ｖcen）に一致する地点で一定になる。このとき、トランジスター２３２はリニア動作となり、信号Ｇt2は、トランジスター２３２におけるソース・ドレイン間の抵抗、および、抵抗素子Ｒｕ、Ｒｄで定まる電圧Ｏutが電圧Ｖin（Ｖcen）となるような電圧で一定となる。
なお、図１１では、期間Ｐ５から期間Ｐ６にかけての信号Ｇt2の電圧変化については簡略化して、直ちバランスした状態を示している。
【００７９】
図１０に示した駆動回路１２０ａによれば、期間Ｐ１〜Ｐ６毎に、次のような動作によって駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧Ｏutを、信号Ａinの電圧Ｖinに追従させる制御が実行される。
すなわち、電圧Ｖinが低下する期間Ｐ１、Ｐ５ではトランジスター２３２のスイッチング動作により、電圧Ｖinが閾値Ｖthよりも低い値で一定となる期間Ｐ２、Ｐ６では、トランジスター２３２のリニア動作により、電圧Ｖinが上昇する期間Ｐ３ではトランジスター２３１のスイッチング動作により、電圧Ｖinが閾値Ｖth以上の値で一定となる期間Ｐ４では、トランジスター２３１のリニア動作により、それぞれ電圧Ｏutを電圧Ｖinに追従させる制御が実行される。
【００８０】
このような駆動回路１２０ａによれば、常時スイッチングするＤ級増幅と比較して、電圧Ｖinが一定である期間Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６では、トランジスター２３１、２３２がスイッチング動作をしない。また、Ｄ級増幅では、スイッチング信号を復調するＬＰＦ（Low Pass Filter）、特にコイルのようなインダクターが必要となるが、駆動回路１２０ａでは、そのようなＬＰＦは不要である。このため、駆動回路１２０ａによれば、Ｄ級増幅と比較して、スイッチング動作やＬＰＦで消費される電力を抑えることができるほか、回路の簡略化、小型化を図ることができる。
【００８１】
なお、駆動回路において、駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧Ｖout（信号Ａinの電圧Ｖin）が上昇する期間Ｐ３では、トランジスター２３１がスイッチング動作し、電圧Ｖoutが低下する期間Ｐ１、Ｐ５では、トランジスター２３２がスイッチング動作すると説明したが、接続される圧電素子Ｐztの個数が多い場合、トランジスターのオン抵抗と負荷容量で決まる時定数の関係で、リニア動作する場合もあり得る。
また、駆動回路において、電圧Ｖoutが閾値Ｖth以上の電圧で一定となる期間Ｐ４では、トランジスター２３１がリニア動作し、電圧Ｖoutが閾値Ｖthよりも低い電圧で一定となる期間Ｐ２、Ｐ６では、トランジスター２３２がリニア動作すると説明したが、同様な理由により、スイッチング動作する場合もあり得る。
【００８２】
駆動信号ＣＯＭ−Ａ（ＣＯＭ−Ｂ）については台形波形に限られず、正弦波などのように傾きに連続性を有する波形であっても良い。このような波形を出力させる場合、駆動回路では、駆動信号ＣＯＭ−Ａの電圧Ｖout（信号Ａinの電圧Ｖin）の変化が相対的に大きい場合、具体的には、単位時間当たりにおいて所定電圧以上で電圧が変化する期間（第１期間）でトランジスター２３１、２３２の一方がスイッチング動作する一方で、電圧Ｖoutの変化が相対的に小さい場合、具体的には、単位時間当たりにおいて所定電圧よりも低い電圧で変化する、または、変化しない一定の期間（第２期間）でトランジスター２３１、２３２の一方がリニア動作することになる。
【００８３】
ここで、ノードＮ２のプルアップおよびプルダウンの役割について検討する。
プルアップが特に必要なる場合とは、信号Ａin（駆動信号ＣＯＭ−Ａ）が閾値Ｖthよりも低い電圧で一定となる期間Ｐ２、Ｐ６、すなわちトランジスター２３２をリニア動作させる場合である。この場合、高位側のトランジスター２３１がオフであるので、低位側のトランジスター２３２によってノードＮ２の電圧Ｏutを信号Ａinに追従させるためには、ノードＮ２を高位側にプルアップする必要がある。
一方、プルダウンが特に必要なる場合とは、信号Ａin（駆動信号ＣＯＭ−Ａ）が閾値Ｖth以上の電圧で一定となる期間Ｐ４、すなわちトランジスター２３１をリニア動作させる場合である。この場合、ローサイドのトランジスター２３２がオフであるので、ハイサイドのトランジスター２３１によってノードＮ２の電圧Ｏutを電圧Ａinに追従させるために、ノードＮ２を低位側にプルダウンする必要がある。
【００８４】
なお、抵抗素子Ｒｕのプルアップ先は、駆動信号ＣＯＭ−Ａの最高電圧以上の電圧であれば良いので、この例では、電圧ＶＤの給電線としている。また、抵抗素子Ｒｄのプルダウン先は、駆動信号ＣＯＭ−Ａの最低電圧以下の電圧であれば良いので、この例では、グランドＧndとしている。
【００８５】
ここでは、駆動信号ＣＯＭ−Ａを出力する駆動回路１２０ａを例にとって説明したが、駆動信号ＣＯＭ−Ｂを出力する駆動回路１２０ｂについても同様な動作となる。駆動信号ＣＯＭ−Ｂの波形については図５で説明した通りであり、信号ＯＣｂについては上述した通りであるので、波形についての図示を省略する。そして、駆動回路１２０ｂについても、信号Ｂinの電圧に追従するような電圧Ｖoutの駆動信号ＣＯＭ−Ｂを出力することになる。
【００８６】
ここで、説明の便宜上、駆動回路１２０ａ（１２０ｂ）の優位性を説明するための比較例について説明する。
【００８７】
図１３は、比較例に係る駆動回路の構成を示す図である。
この図に示される比較例が、図１０に示した駆動回路１２０ａ（１２０ｂ）と相違する点は、一端がノードＮ２に接続され、他端がグラウンドＧndに接地されたコンデンサーＣ０を有する点と、逆に、駆動回路１２０ａ（１２０ｂ）におけるコンデンサーＣ１、Ｃ２を有さない点である。
【００８８】
図１２の比較例において、コンデンサーＣ０の役目は、ノードＮ２から差動増幅器２２１への帰還に伴う位相回転を補償して異常発振を抑えることにあるが、ノードＮ２の負荷である圧電素子Ｐztの個数は、印刷内容（印刷データＳＩ）によって大きく変動する。この変動に対処するため、コンデンサーＣ０には、比較的大容量であることが要求される。
これに対して、本実施形態では、トランジスター２３１のゲート端子とドレイン端子（ノードＮ２）との間にコンデンサーＣ１が電気的に接続され、トランジスター２３２のゲート端子とノードＮ２との間にコンデンサーＣ２が電気的に接続されているので、ミラー（Miller）効果により、ノードＮ２とグラウンドＧndとの間に、当該トランジスター２３１の増幅率の倍数に応じた値の容量が等価的に出現する。
このため、本実施形態では、コンデンサーＣ０の容量よりも小さい容量のコンデンサーＣ１、Ｃ２が、当該コンデンサーＣ０を代用するので、駆動回路の規模の小型化を図ることができる。
【００８９】
なお、トランジスター２３１、２３２はチャネル型が互いに異なるので、ゲート・ドレイン間の寄生容量も異なる場合がある。本実施形態のように、キャリアが正孔（ホール）であるＰチャネル型のトランジスター２３１では、キャリアが電子であるＮチャネル型のトランジスター２３２と比較して、ゲート・ドレイン間の寄生容量が大きくなる場合がある。このため、コンデンサーＣ１の容量については、コンデンサーＣ２の容量に対して当該寄生容量の差の分だけ小さくすることができる。
さらに、トランジスター２３１におけるゲート・ドレイン間の寄生容量が比較的大きいのであれば、コンデンサーＣ２を設けるだけで、コンデンサーＣ１を省略することができる。
【００９０】
以上の説明では、トランジスター対のうち、トランジスター２３１をＰチャネル型とし、トランジスター２３２をＮチャネル型としたが、トランジスター２３１、２３２をＰチャネル型またはＮチャネル型のいずれか一方のチャネル型で揃えても良い。なお、差動増幅器２２１による出力信号（正転、反転）や、オフさせる場合の信号Ｇt1、Ｇt2（Ｈ、Ｌレベル）については、信号ＯＣａ（ＯＣｂ）や、トランジスター２３１、２３２のチャネル型に対して適宜変更する必要がある。
【００９１】
また、駆動回路１２０ａ（１２０ｂ）において、ノードＮ２からトランジスター２３１のドレイン端子に向かう電流を阻止するためのダイオード、および、トランジスター２３２のドレイン端子からノードＮ２に向かう電流を阻止するためのダイオードを、それぞれ図１２に示されるように設けても良い。
【００９２】
駆動回路１２０ａ（１２０ｂ）については、ＤＡＣ１１３ａ、１１３ｂ、電圧増幅器１１５ａ、１１５ｂとともにメイン基板１００に設けたが、駆動ＩＣ５０とともに可動のキャリッジ２０（またはヘッドユニット３）に設ける構成としても良い。ヘッドユニット３の側に駆動回路１２０ａ（１２０ｂ）を設けると、大振幅の振幅の信号を、ＦＰＣ１９０を介して供給する必要がなくなるので、耐ノイズ性を高めることができる。
【００９３】
上記説明では、液体吐出装置を印刷装置として説明したが、液体を吐出して立体を造形する立体造形装置や、液体を吐出して布地を染める捺染装置などであっても良い。
【００９４】
また、駆動回路１２０ａ（１２０ｂ）については、メイン基板１００に設けたが、駆動ＩＣ５０とともにキャリッジ２０（またはヘッドユニット３）に設ける構成としても良い。ヘッドユニット３の側に駆動回路１２０ａ（１２０ｂ）を設けると、大振幅の信号を、フレキシブルフラットケーブル１９０を介して供給する必要がなくなるので、耐ノイズ性を高めることができる。
【００９５】
さらに、上記説明では、駆動回路１２０ａ（１２０ｂ）の駆動対象としてインクを吐出するための圧電素子Ｐztを例にとって説明したが、駆動回路１２０ａ（１２０ｂ）を印刷装置から切り離して考えてみたときに、駆動対象としては、圧電素子Ｐztに限られず、例えば超音波モーターや、タッチパネル、静電スピーカー、液晶パネルなどの容量性成分を有する負荷のすべてに適用可能である。
【符号の説明】
【００９６】
１…印刷装置（液体吐出装置）、３…ヘッドユニット、１００…メイン基板、１２０ａ、１２０ｂ…駆動回路、２２１…差動増幅器、２２３…セレクター、２３１、２３２…トランジスター、４４２…キャビティ、Ｐzt…圧電素子、Ｎ…ノズル、Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２…コンデンサー、Ｒｕ、Ｒｄ…抵抗素子。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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