JP5759710B2 - 静電容量性アクチュエータの駆動装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、インクジェットヘッド等に用いられる静電容量性アクチュエータの駆動装置に関する。

インクジェットヘッドは、静電容量性アクチュエータである圧電素子を、インク吐出用のアクチュエータとして、多数備える。このため、インクジェットヘッドは、これら静電容量性アクチュエータを高速に駆動するための駆動装置を必要とする。

駆動装置は、先ず、直流電源から供給される定電圧を、駆動回路を介してアクチュエータに順方向に印加して、アクチュエータを充電する。このとき、直流電源から取り出されるエネルギーは、直流電源から出力される電圧をＥ、電荷をＱとすると“Ｑ＊Ｅ”であり、アクチュエータに蓄えられるエネルギーは“（Ｑ＊Ｅ）／２”となる。これらのエネルギー“Ｑ＊Ｅ”とエネルギー“（Ｑ＊Ｅ）／２”との差“（Ｑ＊Ｅ）／２”は、充電路上の抵抗成分によって消費され、熱となる。

次に、駆動装置は、アクチュエータへの通電を一旦停止する。その後、駆動装置は、アクチュエータに蓄えられたエネルギー“（Ｑ＊Ｅ）／２”を放出させて、アクチュエータを放電する。このとき、アクチュエータから放出されたエネルギー“（Ｑ＊Ｅ）／２”は、放電路上の抵抗成分によって消費され、熱となる。

次に、駆動装置は、直流電源から逆方向の定電圧をアクチュエータに印加して、アクチュエータを充電する。このときも、エネルギー“（Ｑ＊Ｅ）／２”は、充電路上の抵抗成分によって消費され、熱となる。そして再び、アクチュエータへの通電を一旦停止した後、アクチュエータに蓄えられたエネルギー“（Ｑ＊Ｅ）／２”を放出させて、アクチュエータを放電する。以上のような充放電シーケンスによって、駆動装置は、アクチュエータを駆動する。

このように、駆動装置は、アクチュエータを順方向通電及び逆方向通電によって駆動する構成である。つまり、順方向通電によってアクチュエータが充電された後、逆方向通電によってアクチュエータが充電されることで、アクチュエータの振れ幅として、直流電源の出力電圧“Ｅ”の２倍の電圧レベル“２Ｅ”に相当する振れ幅を得ることができる。

駆動装置は、順方向通電による充電と逆方向通電による充電との間に、アクチュエータの電圧を零［Ｖ］付近まで放電させる。順方向通電による充電期間と逆方向通電による充電期間との間に放電期間を入れると、消費電力は、順方向通電による充電から逆方向通電による充電へとすぐに移行した場合、あるいは出力電圧の２倍の値を使ってアクチュエータを一方通電のみで充電した場合に比べて、半分になる（特許文献１）。

しかし、放電期間を入れた場合の消費電力の削減量は、放電期間を入れない場合の消費電力の半分までである。放電期間を入れた場合の消費電力をさらに削減するためには、電源の数を増やして複数段の放電を行う必要がある。しかしこの場合は、消費電力は減らせるものの、駆動装置の構成が複雑になってしまうという問題がある。

そこで、駆動電源とともに中間電圧源を用いた新たな消費電力削減方法が、本願発明者によって提案されている（特許文献２）。

特開２０００−１８５４００号公報 特開２０１０−０１８０２８号公報

本発明の実施形態は、文献２とは異なる方法によって、文献１よりも消費電力を削減できる静電容量性アクチュエータの駆動装置を提供しようとするものである。

一実施形態によれば、静電容量性アクチュエータの駆動装置は、静電容量性アクチュエータを充電するための第１の電圧を出力する第１の電圧源と、上記アクチュエータを充電するための第２の電圧を出力する第２の電圧源と、駆動手段とを備える。駆動手段は、第１の電圧源から出力される第１の電圧を上記アクチュエータに供給する第１の充電とし、第１の電圧源から出力される第１の電圧と第２の電圧源から出力される第２の電圧との合計電圧を上記アクチュエータに供給する第２の充電と、第１及び第２の充電の作用により上記アクチュエータに蓄積された電荷を放出させて第２の電圧源に導く第１の放電と、上記アクチュエータに蓄積された電荷を第２の電圧源に導くことなく放出させる第２の放電とを、一連の充放電シーケンスにしたがって切換える。ここで、第２の電圧源は、少なくともキャパシタを含み、そのキャパシタは、該キャパシタからの放電時にその充電電圧が変化しない程度に、静電容量性アクチュエータのうち同時に駆動可能なものの静電容量の合計値よりも大きな静電容量を有する。

第１の実施形態における駆動装置の回路構成図。 第１の実施形態において、スイッチコントローラが使用するデータテーブルを示す模式図。 第１の実施形態において、第１のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。 第１の実施形態において、第２のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。 第１の実施形態において、第３のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。 第１の実施形態において、第４のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。 第２の実施形態における駆動装置の回路構成図。 第２の実施形態において、スイッチコントローラが使用するデータテーブルを示す模式図。 第２の実施形態において、第１のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。 第２の実施形態において、第２のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。 第２の実施形態において、第３のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。 第２の実施形態において、第４のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。 第３の実施形態における駆動装置の回路構成図。 第３の実施形態において、スイッチコントローラが使用するデータテーブルを示す模式図。 第３の実施形態において、第１のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。 第３の実施形態において、第２のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。 第３の実施形態において、第３のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。 第３の実施形態において、第４のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。 第３の実施形態において、第５のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。 第３の実施形態において、第６のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。 第３の実施形態において、第７のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。 第４及び第５の実施形態における駆動装置の回路構成図。 第４の実施形態において、スイッチコントローラが使用するデータテーブルを示す模式図。 第４の実施形態において、第１のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。 第４の実施形態において、第２のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。 第４の実施形態において、第３のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。 第４の実施形態において、第４のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。 第４の実施形態において、第５のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。 第４の実施形態において、第６のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。 第５の実施形態において、スイッチコントローラが使用するデータテーブルを示す模式図。 第５の実施形態において、第２のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。 第５の実施形態において、第３のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。 第５の実施形態において、第３のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。 第５の実施形態において、第３のシーケンスモード実行時における駆動装置の状態図。

以下、インク吐出用のアクチュエータとしてインクジェットヘッドに用いられる静電容量性アクチュエータの駆動装置についての実施形態を、図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
はじめに、第１の実施形態について、図１〜図６を用いて説明する。
図１は、第１の実施形態における駆動装置１００の回路構成図である。図１に示すように、駆動装置１００は、直流電源１と、キャパシタ２と、複数のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０，…と、各スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０，…のオン、オフ切替を制御するためのスイッチコントローラ１３とを備える。

具体的には、駆動装置１００は、一定レベルの直流電圧Ｅ／２［Ｖ］を出力する直流電源１の正極に、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２を直列に介してキャパシタ２の一端を接続し、キャパシタ２の他端を、スイッチング素子Ｓ３を介して直流電源１の負極に接続する。また、駆動装置１００は、キャパシタ２の一端を、スイッチング素子Ｓ４を介して直流電源１の負極に接続する。

さらに、駆動装置１００は、直列に接続されたスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の接続点と、キャパシタ２の他端とスイッチング素子Ｓ３との接続点との間に、スイッチング素子Ｓ５，Ｓ６の直列回路、スイッチング素子Ｓ７，Ｓ８の直列回路、スイッチング素子Ｓ９，Ｓ１０の直列回路、…、を順に並列に接続する。そして、スイッチング素子Ｓ５，Ｓ６の接続点と、このスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６に隣接するスイッチング素子Ｓ７，Ｓ８との接続点との間、同じくスイッチング素子Ｓ７，Ｓ８の接続点と、このスイッチング素子Ｓ７，Ｓ８に隣接するスイッチング素子Ｓ９，Ｓ１０との接続点との間、同じくスイッチング素子Ｓ９，Ｓ１０の接続点と、このスイッチング素子Ｓ９，Ｓ１０に隣接するスイッチング素子Ｓ１１，Ｓ１２（不図示）との接続点との間に、それぞれ静電容量性のアクチュエータＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…を１つずつ接続する。したがって、各アクチュエータＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…の電極は、順次、直列に接続される。

ここで、各アクチュエータＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…の静電容量はほぼ等しい。また、キャパシタ２の静電容量は、各アクチュエータＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…のうち同時に駆動可能なものの静電容量の合計値と比べて十分大きな値に設定しておく。

直流電源１は、各アクチュエータＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…を充電するための第１の電圧を出力する第１の電圧源として機能する。キャパシタ２は、各アクチュエータＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…を充電するための第２の電圧を出力するための第２の電圧源として機能する。スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を含む回路１１は、アクチュエータＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…に対する充放電用の共通の通電路を形成する。他のスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０，…を含む回路１２は、アクチュエータＺ１の図１左端の電極、及びアクチュエータＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…の電極の接続点を夫々直接駆動し、アクチュエータＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…に対する充放電用の個別の通電路を形成する。図示しない右端の電極の駆動はアクチュエータＺ１の左端と同様である。

回路１１において、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２及びＳ３をオンし、スイチッング素子Ｓ４をオフすると、直流電源１とキャパシタ２とが並列に接続されて、キャパシタ２が充電される。また、スイッチング素子Ｓ１とＳ４をオンし、スイッチング素子Ｓ２とＳ３をオフすると、直流電源１とキャパシタ２とが直列に接続されて、直流電源１から出力される電圧Ｅ／２［２］の２倍の電圧Ｅが回路１２に供給される。すなわち、回路１１とキャパシタ２は、チャージポンプ動作を行うチャージポンプ回路として機能する。

本実施形態のインクジェットヘッドは、互いに隣接する２つのチャネルが、１つのアクチュエータを共用するシェア（せん断）モード・シェアド（共用）ウォールタイプのものである。このようなタイプのインクジェットヘッドの場合、１つのチャネルには１つのインク室と１つのノズルが対応し、このノズルからインクを吐出する際には、２つの隣接するアクチュエータを使用する。すなわち、１つのアクチュエータは、互いに隣り合う２つのノズルの吐出用として共用（シェア）される。

アクチュエータの駆動電極又はその接続点と、これを直接に駆動する個別の通電路は、各々のチャネルと対応している。１つのノズルからインクを吐出する際には、２つの隣接するアクチュエータを使用するので、３つの隣接する駆動電極又はその接続点を駆動することになる。これらに対応する各チャネルのうち吐出しようとするノズルに対応するチャネルを、以下では便宜的に当該チャネルと呼び、他の２つを隣接チャネルと呼ぶことにする。

吐出に関係しない他のチャネルは、隣接チャネルと等しい駆動条件で駆動しておけば、関係の無いアクチュエータが駆動されることは無い。或いは吐出に関係しない他のチャネルの駆動をハイインピーダンス状態にしておいても良い。

あるチャネルに対応するノズルからインクを吐出する場合に、当該チャネルと２つの隣接チャネルを駆動する駆動方法は、吐出しようとするノズルが何処にあっても同様である。そこで、以下では、１つのノズルからインクを吐出するのに必要な２つの隣接するアクチュエータＺ１，Ｚ２の充放電作用についてのみを説明する。

一般にアクチュエータには当該チャネルに正、隣接チャネルに負の電圧を印加したときにインク室が拡張する方向に動き、逆に印加したときにはインク室が収縮する方向に動くタイプと、その逆の動作をするタイプの２種類が存在する。以下では前者のタイプに関して説明を続ける。後者のタイプの場合には前者の場合に対してアクチュエータＺ１，Ｚ２の充電方向を逆転させれば良いので、当該チャネルと隣接チャネルの駆動方法を入れ替えればよい。

アクチュエータＺ１，Ｚ２を吐出用として共有する１つのノズルからインクを吐出させるために、スイッチコントローラ１３は、図２に示すデータテーブル１０に従い、各スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０，…のオン、オフ切替を制御する。このようなスイッチコントローラ１３は、論理回路によって構成される。スイッチコントローラ１３はマイクロコンピュータを含んでいてもよい。

各スイッチング素子のオン、オフ切替制御により、駆動装置１００は、２つの隣接するアクチュエータＺ１，Ｚ２に対して一連の充放電シーケンスを実行する。

先ず、アクチュエータＺ１，Ｚ２を充電する第１のシーケンスモードＭ１として、スイッチコントローラ１３は、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ１０をオンし、スイッチング素子Ｓ４，Ｓ５，Ｓ８，Ｓ９をオフする。

そうすると、図３に示すように、直流電源１の正極→スイッチング素子Ｓ１→スイッチング素子Ｓ２→キャパシタ２→スイッチング素子Ｓ３→直流電源の負極の閉回路（以下、第１の閉回路と称する）と、直流電源１の正極→スイッチング素子Ｓ１→スイッチング素子Ｓ７→アクチュエータＺ１→スイッチング素子Ｓ６→スイッチング素子Ｓ３→直流電源の負極の閉回路（以下、第２の閉回路と称する）と、直流電源１の正極→スイッチング素子Ｓ１→スイッチング素子Ｓ７→アクチュエータＺ２→スイッチング素子Ｓ１０→スイッチング素子Ｓ３→直流電源の負極の閉回路（以下、第３の閉回路と称する）とが形成される。

したがって、直流電源１から出力される電荷Ｑ+Ｑｓはのうち、電荷Ｑｓが第１の閉回路によってキャパシタ２に供給されるとともに、第２及び第３の閉回路によって各々Ｑ／２がアクチュエータＺ１，Ｚ２に供給される。このとき、キャパシタ２は、直流電圧Ｅ／２［Ｖ］で充電される。同様に、アクチュエータＺ１，Ｚ２は、直流電圧Ｅ／２［Ｖ］で充電される。

次に、アクチュエータＺ１，Ｚ２をさらに充電する第２のシーケンスモードＭ２として、スイッチコントローラ１３は、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ１０をオンし、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ８，Ｓ９をオフする。

そうすると、図４に示すように、直流電源１の正極→スイッチング素子Ｓ１→スイッチング素子Ｓ７→アクチュエータＺ１→スイッチング素子Ｓ６→キャパシタ２→スイッチング素子Ｓ４→直流電源の負極の閉回路（以下、第４の閉回路と称する）と、直流電源１の正極→スイッチング素子Ｓ１→スイッチング素子Ｓ７→アクチュエータＺ２→スイッチング素子Ｓ１０→キャパシタ２→スイッチング素子Ｓ４→直流電源の負極の閉回路（以下、第５の閉回路と称する）とが形成される。

したがって、直流電源１から出力される電荷Ｑｃが第４及び第５の閉回路によってアクチュエータＺ１，Ｚ２に各々Ｑｃ／２づつ供給されるとともに、直流電圧Ｅ／２［Ｖ］で充電されたキャパシタ２からは電荷Ｑｃが放出される。なお、キャパシタ２の静電容量は、各アクチュエータＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…のうち同時に駆動可能なものの静電容量の合計値と比べて十分大きな値に設定してあるので、このときキャパシタ２から電荷Ｑｃが放出されてもキャパシタ２の充電電圧は直流電圧Ｅ／２［Ｖ］のまま殆ど変化しない。したがって、アクチュエータＺ１，Ｚ２は、直流電源１から出力される直流電圧Ｅ／２［Ｖ］の２倍の電圧Ｅ［Ｖ］で充電される。

このように、２つの隣接するアクチュエータＺ１，Ｚ２が電圧Ｅ［Ｖ］まで充電されることによって、これらのアクチュエータＺ１，Ｚ２を共用するチャネルのインク室が定常状態から拡張し、このインク室にインクが入り込む。その後は電圧が維持されるので、インク室の拡張状態が維持される。

インク室が拡張状態になるとインク室の圧力は一旦減少するが、その後インクが補給され、これとともにインク室の圧力は増大して行く。インク室の圧力が所望の大きさになるまで（一般には最大値になるまで）は上記インク室の拡張状態を維持し、その後次のシーケンスに移る。

次に、アクチュエータＺ１，Ｚ２を放電させる第３のシーケンスモードＭ３として、スイッチコントローラ１３は、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ１０をオンし、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ８，Ｓ９をオフする。

そうすると、図５に示すように、アクチュエータＺ１の正極→スイッチング素子Ｓ７→スイッチング素子Ｓ２→キャパシタ２→スイッチング素子Ｓ６→アクチュエータＺ１の負極の閉回路（以下、第６の閉回路と称する）と、アクチュエータＺ２の正極→スイッチング素子Ｓ７→スイッチング素子Ｓ２→キャパシタ２→スイッチング素子Ｓ１０→アクチュエータＺ２の負極の閉回路（以下、第７の閉回路と称する）とが形成される。

このとき、直流電圧Ｅ［Ｖ］で充電されたアクチュエータＺ１及びアクチュエータＺ２からそれぞれ電荷Ｑｚ／２が放電され、その合計である電荷Ｑｚがキャパシタ２に充電される。なお、キャパシタ２の静電容量は、各アクチュエータＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…のうち同時に駆動可能なものの静電容量の合計値と比べて十分大きな値に設定してあるので、キャパシタ２に電荷Ｑｚが充電されてもキャパシタ２の充電電圧は電圧Ｅ／２［Ｖ］のまま殆ど変化しない。したがって、アクチュエータＺ１及びアクチュエータＺ２はほぼ電圧Ｅ／２［Ｖ］まで放電される。

このとき、キャパシタ２を充電する電荷Ｑｚの量は、直前の第２のシーケンスモードＭ２において、キャパシタ２から放出される電荷Ｑｃの量と等しくなる。

次に、アクチュエータＺ１，Ｚ２をさらに放電させる第４のシーケンスモードＭ４として、スイッチコントローラ１３は、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ６，Ｓ８，Ｓ１０をオンし、スイッチング素子Ｓ４，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ９をオフする。

そうすると、図６に示すように、アクチュエータＺ１の正極→スイッチング素子Ｓ８→スイッチング素子Ｓ６→アクチュエータＺ１の負極の閉回路（以下、第８の閉回路と称する）と、アクチュエータＺ２の正極→スイッチング素子Ｓ８→スイッチング素子Ｓ１０→→アクチュエータＺ２の負極の閉回路（以下、第９の閉回路と称する）と、前記第１の閉回路とが形成される。

このとき、Ｅ／２［Ｖ］の充電電圧が残っているアクチュエータＺ１及びアクチュエータＺ２の各々から残りの電荷（Ｑ＋Ｑｃ−Ｑｚ）／２が放電され、アクチュエータＺ１及びアクチュエータＺ２は０［Ｖ］まで放電される。その結果、これらのアクチュエータＺ１，Ｚ２を共用するノズルのインク室が拡張状態から定常状態に復元され、インク室のインクが対応するノズルから吐出される。

これと同時に、第一の閉回路によってキャパシタ２の充電電圧がＥ／２［Ｖ］に調整される。このシーケンスモードＭ４は、吐出動作の最後のシーケンスであるとともに、駆動回路の定常状態である。すなわち、インクの吐出を行わないときは、通常シーケンスモードＭ４としておく。その結果、定常状態ではアクチュエータＺ１及びアクチュエータＺ２の充電電圧は０［Ｖ］となり、また、キャパシタ２の充電電圧はＥ／２［Ｖ］となる。このため、次の駆動の際に、シーケンスモードＭ１に入ったときにキャパシタ２を充電する電荷Ｑｓは通常殆ど０［クーロン］となる。

上述したような第１のシーケンスモードＭ１から第４のシーケンスモードＭ４までの一連の充放電シーケンスによって、各スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０，…のオン、オフを切り替えることにより、互いに隣接するアクチュエータＺ１，Ｚ２は、所定の充放電動作を行う。この充放電動作により、これらのアクチュエータＺ１，Ｚ２を吐出用として共有する１つのノズルからインクが吐出される。

以上説明したように、各シーケンスモードＭ１〜Ｍ４の遷移時におけるアクチュエータＺ１，Ｚ２の電圧変化の大きさは全てＥ／２［Ｖ］であり、従ってＱとＱｃ、Ｑｚは全て等しい。

このように、駆動装置１００は、第２のシーケンスモードＭ２においてキャパシタ２から放出される電荷Ｑｃの量と、第３のシーケンスモードＭ３においてキャパシタ２に帰還する電荷Ｑｚの量とが等しくなるように、各モードＭ１，Ｍ２．Ｍ３．Ｍ４の切替タイミングを制御する。そうすることにより、第２の電圧源は電力を消費しない。したがって、第２の電圧源であるキャパシタ２に電力を供給するための回路を必要としない。その上、第１の電圧源である直流電源１は、アクチュエータＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…で必要な最大電圧Ｅの半分であるＥ／２［Ｖ］を出力すればよい。したがって、駆動装置１００の消費電力を一度にＥ［Ｖ］まで充電する駆動装置のほぼ半分に削減することができる。

以上、インク室を拡張させた後、圧力の上昇を待ってから元に戻す方法でインクを吐出させる手順について説明したが、アクチュエータの動作はもっと複雑なものであってもよい。例えば、上記シーケンスモードＭ４の後圧力の減少を待ってからインク室を収縮させ適切なタイミングでインク室を戻すことにより、吐出するインク滴の切れを良くして印字品質を改善するとともに、インク吐出後の圧力振動を止めてより速い周期でインクを吐出することができる。このようにインク室を収縮させ適切なタイミングでインク室を戻す動作では上記シーケンスモードＭ１〜Ｍ４におけるアクチュエータＺ１，Ｚ２の充電方向を逆転させれば良いので、後半の駆動方法は当該チャネルと隣接チャネルの駆動方法を入れ替えて行えば良い。

また、シーケンスモードＭ４の放電終了後すぐ、圧力の減少を待たずにインク室を収縮させてインク吐出を補うこともできる。この場合も同様に、シーケンスモードＭ１〜Ｍ４におけるアクチュエータＺ１，Ｚ２の充電方向を逆転させれば良いので、後半の駆動方法は当該チャネルと隣接チャネルの駆動方法を入れ替えて行えば良い。この場合にはＥ／２［Ｖ］の電源電圧を用いて２Ｅ［Ｖ］に相当するアクチュエータの振幅を吐出に使うことができるので、効率はさらに向上する。

さらに複雑な駆動方法であったとしても、一般にアクチュエータを駆動する一連の動作の区間内で第２の電圧源から放出される電荷の量と、第２の電圧源に帰還する電荷の量とを一致させておけば、第２の電圧源への電力の供給を省略することが可能である。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について、図７〜図１２を用いて説明する。
図７は、第２の実施形態における駆動装置２００の回路構成図である。なお、図１と共通する部分には、同一符号を付している。
因みに、図７においては、１つのアクチュエータＺ１の駆動に必要な回路要素のみを示している。第２の実施形態においても、図示はしないが、第１の実施形態と同様に多数のアクチュエータＺ２，Ｚ３，…が直列に接続されている。しかし、個々のアクチュエータの駆動に必要な回路要素については同一なので、ここでは一つのアクチュエータＺ１を充放電動作させる場合について説明し、他のアクチュエータに関する説明とインクの吐出動作に関する説明の詳細は省略する。

第１の実施形態と同様に隣接する２つのアクチュエータを同時に充放電動作させるときは、各々のアクチュエータを充放電する電荷の合計が電源及びキャパシタ２から出入りすると考えれば良い。

図７に示すように、駆動装置２００は、第１の直流電源１と、キャパシタ２と、第２の直流電源２１と、ダイオード２２と、Ｎ型チャネルのＭＯＳトランジスタＱcom，Ｑ１１，Ｑ２１と、Ｐ型チャネルのＭＯＳトランジスタＱ１２，Ｑ１３，Ｑ２２，Ｑ２３と、各ＭＯＳトランジスタＱcom，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３のオン、オフ切替を制御するためのスイッチコントローラ２３とを備える。

第１の実施形態と同様に、各アクチュエータＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…の静電容量はほぼ等しい。また、キャパシタ２の静電容量は各アクチュエータＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…のうち同時に駆動可能なものの静電容量の合計値と比べて十分大きな値に設定しておく。

具体的には、駆動装置２００は、直流電圧Ｅ／２［Ｖ］を出力する第１の直流電源１の正極に第１の電源ラインＬ１を接続し、この第１の直流電源１の負極に、直流電圧Ｅ／２［Ｖ］を出力する第２の直流電源２１の正極を接続し、この第２の直流電源２１の負極に第２の電源ラインＬ２を接続する。そして、第１の直流電源１の負極と第２の直流電源２１の正極との接続点に、０［Ｖ］の電源ラインＬ０を接続する。こうすることにより、第１の直流電源１の正極に接続される第１の電源ラインＬ１は、Ｅ／２［Ｖ］の電源ラインとなり、第２の直流電源２１の負極に接続される第２の電源ラインＬ２は、−Ｅ／２［Ｖ］の電源ラインとなる。この他、駆動装置２００は、第３の電源ラインＬ３と第４の電源ラインＬ４とを備える。

駆動装置２００は、ＭＯＳトランジスタＱcomのソース電極を０［Ｖ］電源ラインＬ０に接続し、ドレイン電極を第３の電源ラインＬ３に接続する。また、駆動装置２００は、ＭＯＳトランジスタＱcomのソース電極と０［Ｖ］電源ラインＬ０との接続点にダイオード２２のカソードに接続し、ダイオード２２のアノードを第４の電源ラインＬ４に接続する。そして、ＭＯＳトランジスタＱcomのドレイン電極と第３の電源ラインＬ３との接続点と、ダイオード２２のアノードと第４の電源ラインＬ４との接続点との間に、キャパシタ２を接続する。さらに、このキャパシタ２に対して並列に、ＭＯＳトランジスタＱ１３とＭＯＳトランジスタＱ１１との直列回路と、ＭＯＳトランジスタＱ２３とＭＯＳトランジスタＱ２１との直列回路とを、並列に接続する。

ＭＯＳトランジスタＱ１３とＭＯＳトランジスタＱ１１との直列回路は、ＭＯＳトランジスタＱ１３とＭＯＳトランジスタＱ１１の各ドレイン電極間を接続し、ＭＯＳトランジスタＱ１３のソース電極を第３の電源ラインＬ３に接続し、ＭＯＳトランジスタＱ１１のソース電極を第４の電源ラインＬ４に接続して構成する。同様に、ＭＯＳトランジスタＱ２３とＭＯＳトランジスタＱ２１との直列回路は、ＭＯＳトランジスタＱ２３とＭＯＳトランジスタＱ２１の各ドレイン電極間を接続し、ＭＯＳトランジスタＱ２３のソース電極を第３の電源ラインＬ３に接続し、ＭＯＳトランジスタＱ２１のソース電極を第４の電源ラインＬ４に接続して構成する。

さらに駆動装置２００は、ＭＯＳトランジスタＱ１３とＭＯＳトランジスタＱ１１の各ドレイン電極の接続点に、ＭＯＳトランジスタＱ１２のドレイン電極を接続し、ＭＯＳトランジスタＱ１２のソース電極を第１の電源ラインＬ１に接続する。同様に、ＭＯＳトランジスタＱ２３とＭＯＳトランジスタＱ２１の各ドレイン電極の接続点に、ＭＯＳトランジスタＱ２２のドレイン電極を接続し、ＭＯＳトランジスタＱ２２のソース電極を第１の電源ラインＬ１に接続する。そして、ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ１３の各ドレイン電極の接続点と、ＭＯＳトランジスタＱ２１，Ｑ２２，Ｑ２３の各ドレイン電極の接続点との間に、静電容量性のアクチュエータＺ１を接続する。

Ｎ型チャネルのＭＯＳトランジスタＱcom，Ｑ１１，Ｑ２１のうち、ＭＯＳトランジスタＱcomのバックゲートは０［Ｖ］電源ラインＬ０に接続され、ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ２１のバックゲートは−Ｅ／２［Ｖ］の第２の電源ラインＬ２に接続される。一方、Ｐ型チャネルのＭＯＳトランジスタＱ１２，Ｑ１３，Ｑ２２，Ｑ２３のバックゲートは、いずれもＥ／２［Ｖ］の第１の電源ラインＬ１に接続される。

第１の直流電源１は、アクチュエータＺ１を充電するための第１の電圧を出力する第１の電圧源として機能する。キャパシタ２は、アクチュエータＺ１を充電するための第２の電圧を出力する第２の電圧源として機能する。ダイオード２２とＭＯＳトランジスタＱcomとを含む回路２４は、アクチュエータＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…に対する充放電用の共通の通電路を形成する。各ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３を含む回路２５は、アクチュエータＺ１に対する充放電用の個別の通電路を形成する。

ＭＯＳトランジスタＱcomがオフのとき、Ｐ型チャネルのＭＯＳトランジスタのＱ１２及びＱ１３をＯＮするか、Ｑ２２及びＱ２３をＯＮすると、ダイオード２２が導通して、第１の直流電源１とキャパシタ２とが並列に接続される。あるいは、Ｐ型チャネルのＭＯＳトランジスタのＱ１２及びＱ１３をＯＮするとともに、Ｑ２２及びＱ２３をＯＮすると、ダイオード２２が導通して、第１の直流電源１とキャパシタ２とが並列に接続される。このとき、キャパシタ２が充電される。

これに対し、電源ラインＬ３が個別の通電路によって他の電源ラインと接続されていない状態でＭＯＳトランジスタＱcomをオンすると、ダイオード２２が遮断され、直流電源１とキャパシタ２とが直列に接続される。したがって、第１の直流電源１から出力される電圧Ｅ／２［Ｖ］の２倍の電圧Ｅ［Ｖ］が第１の電源ラインＬ１と第４の電源ラインＬ４の間に供給される。すなわち、第２の実施形態においても第１の実施形態と同様にチャージポンプ動作をさせることができる。

各ＭＯＳトランジスタＱcom，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３のゲートは、スイッチコントローラ２３に接続される。スイッチコントローラ２３は、図８に示すデータテーブル２０に従い、各ＭＯＳトランジスタＱcom，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３のゲートにドライブ信号を供給して、各ＭＯＳトランジスタＱcom，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３のオン、オフ切替を制御する。このようなスイッチコントローラ２３は、論理回路によって構成される。スイッチコントローラ２３はマクロコンピュータを含んでいても良い。

各ＭＯＳトランジスタＱcom，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３のオン、オフ切替制御により、駆動装置２００は、アクチュエータＺ１に対して一連の充放電シーケンスを実行する。

先ず、アクチュエータＺ１を充電する第１のシーケンスモードＭ１として、スイッチコントローラ２３は、ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ２２，Ｑ２３をオンし、ＭＯＳトランジスタＱcom，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１をオフする。

そうすると、図９に示すように、Ｅ／２［Ｖ］の第１の電源ラインＬ１と０［Ｖ］電源ラインＬ０との間に、ＭＯＳトランジスタＱ２２と、アクチュエータＺ１と、ＭＯＳトランジスタＱ１１と、ダイオード２２との直列回路が形成される。また、ＭＯＳトランジスタＱ２２と、ＭＯＳトランジスタＱ２３と、キャパシタ２と、ダイオード２２との直列回路が形成される。

したがって、第１の直流電源１から出力される電荷Ｑ+Ｑｓのうち、電荷ＱがＭＯＳトランジスタＱ２２を介してアクチュエータＺ１に供給される。さらに、電荷ＱｓがＭＯＳトランジスタＱ２２とＭＯＳトランジスタＱ２３とを介してキャパシタ２に供給される。すなわち、キャパシタ２は、直流電圧Ｅ／２［Ｖ］で充電される。同様に、アクチュエータＺ１は、直流電圧Ｅ／２［Ｖ］で充電される。

次に、アクチュエータＺ１をさらに充電する第２のシーケンスモードＭ２として、スイッチコントローラ１３は、ＭＯＳトランジスタＱcom，Ｑ１１，Ｑ２２をオンし、ＭＯＳトランジスタＱ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２３をオフする。

そうすると、図１０に示すように、ＭＯＳトランジスタＱcomがオンしたことによって、Ｅ／２［Ｖ］で充電されたキャパシタ２の正極が０Ｖとなるため、キャパシタ２の負極は−Ｅ／２［Ｖ］となる。したがって、ダイオード２２は、カソードが０［Ｖ］であり，アノードが−Ｅ／２［Ｖ］となるため、導通しなくなる。その結果、第１の電源ラインＬ１と０［Ｖ］電源ラインＬ０との間には、ＭＯＳトランジスタＱ２２、アクチュエータＺ１、ＭＯＳトランジスタＱ１１、キャパシタ２、ＭＯＳトランジスタＱcomの直列回路が形成される。

したがって、第１の直流電源１の正極から出力される電荷ＱｃがＭＯＳトランジスタＱ２２を介してアクチュエータＺ１の正極に供給される。同時に、直流電圧Ｅ／２［Ｖ］で充電されたキャパシタ２からは電荷Ｑｃが放出され、ＭＯＳトランジスタＱcomを介して第１の直流電源１の負極へ供給される。このとき、アクチュエータＺ１の負極はＭＯＳトランジスタＱ１１を介してキャパシタ２の負極に接続されているので、アクチュエータＺ１は、第１の直流電源１から出力される直流電圧Ｅ／２［Ｖ］の２倍の電圧Ｅ［Ｖ］で充電される。

次に、アクチュエータＺ１を放電させる第３のシーケンスモードＭ３として、スイッチコントローラ１３は、ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ２３をオンし、ＭＯＳトランジスタＱcom，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２をオフする。

そうすると、図１１に示すように、アクチュエータＺ１の正極→ＭＯＳトランジスタＱ２３→キャパシタ２→ＭＯＳトランジスタＱ１１→アクチュエータＺ１の負極の閉回路が形成される。

キャパシタ２にはＶＡ／２［Ｖ］が充電されている。したがって、直流電圧Ｅ［Ｖ］で充電されたアクチュエータＺ１から電荷Ｑｚが放出されて、アクチュエータＺ１がＶＡ／２［Ｖ］まで放電する。そして、アクチュエータＺ１から放出される電荷Ｑｚは、キャパシタ２に帰還する。このとき、キャパシタ２に帰還する電荷Ｑｚの量は、直前の第２のシーケンスモードＭ２において、キャパシタ２から放出される電荷Ｑｃの量と等しくなる。

キャパシタ２の静電容量は、各アクチュエータＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…のうち同時に駆動可能なものの静電容量の合計値と比べて十分大きな値に設定してあるので、シーケンスモードＭ２、Ｍ３におけるキャパシタ２の充電電圧は、電荷Ｑｃ、Ｑｚの出入りがあったとしてもＶＡ／２［Ｖ］のまま殆ど変化しないと考えて良い。

次に、アクチュエータＺ１をさらに放電させる第４のシーケンスモードＭ４として、スイッチコントローラ１３は、ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ２１をオンし、ＭＯＳトランジスタＱcom，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２２，Ｑ２３をオフする。

そうすると、図１２に示すように、アクチュエータＺ１の正極→ＭＯＳトランジスタＱ２１→ＭＯＳトランジスタＱ１１→アクチュエータＺ１の負極の閉回路が形成される。したがって、アクチュエータＺ１から電荷がさらに放出されて、アクチュエータＺ１が０［Ｖ］まで放電する。

上述したような第１のシーケンスモードＭ１から第４のシーケンスモードＭ４までの一連の充放電シーケンスによって、各ＭＯＳトランジスタＱcom，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３のオン、オフを切り替えることにより、アクチュエータＺ１は、インクの吐出に係る充放電動作を行う。

以上説明したように、各シーケンスモードＭ１〜Ｍ４の遷移時におけるアクチュエータＺ１の電圧変化の大きさは全てＥ／２［Ｖ］であり、従ってＱとＱｃ、Ｑｚは等しい。

第１のシーケンスモードＭ１においてキャパシタ２を充電する電荷Ｑｓは、その直前にキャパシタ２に充電されている充電電圧がＥ／２［Ｖ］に近いほど小さな値となる。アクチュエータを駆動しない定常状態において、ＭＯＳトランジスタＱcom，Ｑ１１，Ｑ１２をオフとする。また、ＭＯＳトランジスタＱ１２、Ｑ１３、Ｑ２２、Ｑ２３をＯＮする。そうすることにより、第１の直流電源１の正極とキャパシタ２の正極とは、Ｑ１２とＱ１３の直列回路、及び／または、Ｑ２２とＱ２３の直列回路を介して導通する。また、同時に第１の直流電源１の負極とキャパシタ２の負極とはダイオード２２を介して導通する。したがって、キャパシタ２に充電されている充電電圧を定常的にＥ／２［Ｖ］に保つことができる。よって、電源立ち上げ時を除き、Ｑｓをほぼ０とすることができる。

このように、駆動装置２００は、第２のシーケンスモードＭ２においてキャパシタ２から放出される電荷Ｑｃの量と、第３のシーケンスモードＭ３においてキャパシタ２に帰還する電荷Ｑｚの量とが等しくなるように、各モードＭ１，Ｍ２．Ｍ３．Ｍ４の切替タイミングを制御する。そうすることにより、第２の電圧源は電力を消費しない。したがって、第２の電圧源であるキャパシタ２に電力を供給するための回路を必要としない。その上、第１の電圧源である第１の直流電源１は、アクチュエータＺ１で必要な最大電圧Ｅの半分であるＥ／２［Ｖ］を出力すればよい。したがって、第１の実施形態と同様に、駆動装置２００の消費電力を削減することができる。

なお、第２の実施形態における第２の直流電源２１は、Ｎ型チャネルのＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ２１のバックゲートにバイアスを与えるためのものであって、アクチュエータの充放電動作には関係なく、電流は殆ど流れない。したがって、第２の直流電源２１の消費電力はごく僅かである。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について、図１３〜図２１を用いて説明する。
図１３は、第３の実施形態における駆動装置３００の回路構成図である。なお、図７と共通する部分には、同一符号を付している。
因みに、図１３においては、１つのアクチュエータＺ１の駆動に必要な回路要素のみを示している。第３の実施形態においても、図示はしないが、第１，第２の実施形態と同様に多数のアクチュエータＺ２，Ｚ３，…が直列に接続されている。しかし、個々のアクチュエータの駆動に必要な回路要素については同一なので、ここでは一つのアクチュエータＺ１を充放電動作させる場合について説明し、他のアクチュエータに関する説明とインクの吐出動作に関する説明の詳細は省略する。第１の実施形態と同様に隣接する２つのアクチュエータを同時に充放電動作させるときは、各々のアクチュエータを充放電する電荷の合計が電源及びキャパシタ２から出入りすると考えれば良い。

図１３に示すように、駆動装置３００は、第１の直流電源１と、キャパシタ２と、第２の直流電源２１と、Ｎ型チャネルのＭＯＳトランジスタＱｎ，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２と、Ｐ型チャネルのＭＯＳトランジスタＱｐ，Ｑｐ２，Ｑ１３，Ｑ２３と、各ＭＯＳトランジスタＱｐ，Ｑｐ２，Ｑｎ，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３のオン、オフ切替を制御するためのスイッチコントローラ３１とを備える。

第１〜２の実施形態と同様に、各アクチュエータＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…の静電容量はほぼ等しい。また、キャパシタ２の静電容量は、各アクチュエータＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…のうち同時に駆動可能なものの静電容量の合計値と比べて十分大きな値に設定しておく。

具体的には、駆動装置３００は、直流電圧Ｅ／２［Ｖ］を出力する第１の直流電源１の正極に第１の電源ラインＬ１を接続し、この第１の直流電源１の負極に、直流電圧Ｅ／２［Ｖ］を出力する第２の直流電源２１の正極を接続し、この第２の直流電源２１の負極に第２の電源ラインＬ２を接続する。そして、第１の直流電源１の負極と第２の直流電源２１の正極との接続点に、０［Ｖ］の電源ラインＬ０を接続する。こうすることにより、第１の直流電源１の正極に接続される第１の電源ラインＬ１は、Ｅ／２［Ｖ］の電源ラインとなり、第２の直流電源２１の負極に接続される第２の電源ラインＬ２は、−Ｅ／２［Ｖ］の電源ラインとなる。この他、駆動装置２００は、第３の電源ラインＬ３と第４の電源ラインＬ４とを備える。

駆動装置３００は、第１の電源ラインＬ１と０［Ｖ］電源ラインＬ０との間に、ＭＯＳトランジスタＱｐ，Ｑｐ２，Ｑｎの直列回路を接続する。直列回路は、ＭＯＳトランジスタＱｐのソース電極を第１の電源ラインＬ１に接続し、ＭＯＳトランジスタＱｐのドレイン電極をＭＯＳトランジスタＱｐ２のソース電極に接続し、ＭＯＳトランジスタＱｐ２のドレイン電極をＭＯＳトランジスタＱｎのドレイン電極に接続し、ＭＯＳトランジスタＱｎのソース電極を０［Ｖ］電源ラインＬ０に接続して構成する。

駆動装置３００は、ＭＯＳトランジスタＱｐのドレイン電極とＭＯＳトランジスタＱｐ２のソース電極との接続点に第３の電源ラインＬ３を接続する。また、ＭＯＳトランジスタＱｐ２のドレイン電極とＭＯＳトランジスタＱｎのドレイン電極との接続点にキャパシタ２の一端を接続し、このキャパシタ２の他端を第４の電源ラインＬ４に接続する。

駆動装置３００は、第３の電源ラインＬ３と第４の電源ラインＬ４との間に、ＭＯＳトランジスタＱ１３とＭＯＳトランジスタＱ１１との直列回路と、ＭＯＳトランジスタＱ２３とＭＯＳトランジスタＱ２１との直列回路とを、並列に接続する。

ＭＯＳトランジスタＱ１３とＭＯＳトランジスタＱ１１との直列回路は、ＭＯＳトランジスタＱ１３とＭＯＳトランジスタＱ１１の各ドレイン電極間を接続し、ＭＯＳトランジスタＱ１３のソース電極を第３の電源ラインＬ３に接続し、ＭＯＳトランジスタＱ１１のソース電極を第４の電源ラインＬ４に接続して構成する。同様に、ＭＯＳトランジスタＱ２３とＭＯＳトランジスタＱ２１との直列回路は、ＭＯＳトランジスタＱ２３とＭＯＳトランジスタＱ２１の各ドレイン電極間を接続し、ＭＯＳトランジスタＱ２３のソース電極を第３の電源ラインＬ３に接続し、ＭＯＳトランジスタＱ２１のソース電極を第４の電源ラインＬ４に接続して構成する。

さらに駆動装置３００は、ＭＯＳトランジスタＱ１３とＭＯＳトランジスタＱ１１の各ドレイン電極の接続点に、ＭＯＳトランジスタＱ１２のドレイン電極を接続し、ＭＯＳトランジスタＱ１２のソース電極を０［Ｖ］の電源ラインＬ０に接続する。同様に、ＭＯＳトランジスタＱ２３とＭＯＳトランジスタＱ２１の各ドレイン電極の接続点に、ＭＯＳトランジスタＱ２２のドレイン電極を接続し、ＭＯＳトランジスタＱ２２のソース電極を０［Ｖ］の電源ラインＬ０に接続する。そして、ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ１３の各ドレイン電極の接続点と、ＭＯＳトランジスタＱ２１，Ｑ２２，Ｑ２３の各ドレイン電極の接続点との間に、静電容量性のアクチュエータＺ１を接続する。

Ｎ型チャネルのＭＯＳトランジスタＱｎ，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２のうち、ＭＯＳトランジスタＱｎのバックゲートは０［Ｖ］電源ラインＬ０に接続され、ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２のバックゲートは−Ｅ／２［Ｖ］の第２の電源ラインＬ２に接続される。第２の直流電源２１は、このようにＮ型チャネルのＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２にバックゲートにバイアスを与えるための電源であって、アクチュエータの充放電動作には関係なく、電流は殆ど流れない。したがって、第２の直流電源２１の消費電力はごく僅かである。

Ｐ型チャネルのＭＯＳトランジスタＱｐ，Ｑｐ２，Ｑ１３，Ｑ２３のうち、ＭＯＳトランジスタＱｐ，Ｑ１３，Ｑ２３のバックゲートは、第１の電源ラインＬ１に接続され、ＭＯＳトランジスタＱｐ２のバックゲートは、第３の電源ラインＬ３に接続される。

第１の直流電源１は、アクチュエータＺ１を充電するための第１の電圧を出力する第１の電圧源として機能する。キャパシタ２は、アクチュエータＺ１を充電するための第２の電圧を出力する第２の電圧源として機能する。各ＭＯＳトランジスタＱｐ，Ｑｐ２，Ｑｎを含む回路３２は、アクチュエータＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…に対する充放電用の共通の通電路を形成する。各ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３を含む回路３３は、アクチュエータＺ１に対する充放電用の個別の通電路を形成する。

ＭＯＳトランジスタＱｐ，Ｑｐ２がオンでかつＭＯＳトランジスタＱｎがオフのとき、Ｎ型チャネルのＭＯＳトランジスタのＱ１１及びＱ１２をＯＮするか、または、Ｑ２１及びＱ２２をＯＮすると、第１の直流電源１とキャパシタ２とが並列に接続される。あるいは、Ｎ型チャネルのＭＯＳトランジスタのＱ１１及びＱ１２をＯＮするとともにＱ２１及びＱ２２をＯＮすると、第１の直流電源１とキャパシタ２とが並列に接続される。したがって、キャパシタ２が電圧Ｅ／２［Ｖ］で充電される。これに対し、電源ラインＬ３が個別の通電路によって他の電源ラインと接続されていない状態でＭＯＳトランジスタＱｐ，Ｑｎをオンし、かつＭＯＳトランジスタＱｐ２をオフすると、直流電源１とキャパシタ２とが直列に接続される。したがって、第１の直流電源１から出力される電圧Ｅ／２［Ｖ］の２倍の電圧Ｅ［Ｖ］が回路３３の電源ラインＬ３と電源ラインＬ４の間に供給される。すなわち、回路３２は、チャージポンプ動作を行うチャージポンプ回路として機能する。

各ＭＯＳトランジスタＱｐ，Ｑｐ２，Ｑｎ，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３のゲートは、スイッチコントローラ３１に接続される。スイッチコントローラ３１は、図１４に示すデータテーブル３０に従い、各ＭＯＳトランジスタＱｐ，Ｑｐ２，Ｑｎ，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３のゲートにドライブ信号を供給して、各ＭＯＳトランジスタＱｐ，Ｑｐ２，Ｑｎ，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３のオン、オフ切替を制御する。このようなスイッチコントローラ３１は、論理回路によって構成される。スイッチコントローラ３１は、マイクロコンピュータを含んでいてもよい。

各ＭＯＳトランジスタＱｐ，Ｑｐ２，Ｑｎ，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３のオン、オフ切替制御により、駆動装置３００は、アクチュエータＺ１に対して一連の充放電シーケンスを実行する。

先ず、アクチュエータＺ１を充電する前の待機状態である第１のシーケンスモードＭ１として、スイッチコントローラ３１は、ＭＯＳトランジスタＱｐ，Ｑｐ２，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２をオンし、ＭＯＳトランジスタＱｎ，Ｑ１３，Ｑ２３をオフする。

そうすると、図１５に示すように、Ｅ／２［Ｖ］の第１の電源ラインＬ１と０［Ｖ］電源ラインＬ０との間に、ＭＯＳトランジスタＱｐと、ＭＯＳトランジスタＱｐ２と、キャパシタ２と、ＭＯＳトランジスタＱ１１(又は(and/or)Ｑ２１)と、ＭＯＳトランジスタＱ１２(前出トランジスタがＱ２１の場合にはＱ２２)との直列回路が形成される。したがって、第１の直流電源１から出力される電荷Ｑｓは、ＭＯＳトランジスタＱｐ及びＭＯＳトランジスタＱｐ２を介してキャパシタ２に供給される。すなわち、キャパシタ２は、直流電圧Ｅ／２［Ｖ］で充電される。また、第３の電源ラインＬ３は、ＭＯＳトランジスタＱｐを介して第１の直流電源１に接続される。したがって、第３の電源ラインＬ３の電位は、Ｅ／２［Ｖ］となる。

次に、アクチュエータＺ１の充電を開始する直前、例えば１μｓ前に実行する第２のシーケンスモードＭ２として、スイッチコントローラ３１は、ＭＯＳトランジスタＱｐ，Ｑｎ，Ｑ１２をオンし、ＭＯＳトランジスタＱｐ２，Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３をオフする。

そうすると、図１６に示すように、キャパシタ２の一端がＭＯＳトランジスタＱｎを介して０［Ｖ］電源ラインＬ０に接続される。これにより、直流電圧Ｅ／２［Ｖ］で充電されたキャパシタ２の他端の電位は、−Ｅ／２［Ｖ］となる。また、アクチュエータＺ１の負極が０［Ｖ］電源ラインＬ０に接続されて、負極の電位が０［Ｖ］となる。

次に、アクチュエータＺ１を充電する第３のシーケンスモードＭ３として、スイッチコントローラ３１は、ＭＯＳトランジスタＱｐ，Ｑｎ，Ｑ１２，Ｑ２３をオンし、ＭＯＳトランジスタＱｐ２，Ｑ１１，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２をオフする。

そうすると、図１７に示すように、Ｅ／２［Ｖ］の第１の電源ラインＬ１と０［Ｖ］電源ラインＬ０との間に、ＭＯＳトランジスタＱｐと、ＭＯＳトランジスタＱ２３と、アクチュエータＺ１と、ＭＯＳトランジスタＱ１２との直列回路が形成される。したがって、第１の直流電源１から出力される電荷Ｑは、ＭＯＳトランジスタＱ２３を介してアクチュエータＺ１に供給される。すなわち、アクチュエータＺ１は、直流電圧Ｅ／２［Ｖ］で充電される。

次に、アクチュエータＺ１をさらに充電する第４のシーケンスモードＭ４として、スイッチコントローラ３１は、ＭＯＳトランジスタＱｐ，Ｑｎ，Ｑ１１，Ｑ２３をオンし、ＭＯＳトランジスタＱｐ２，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２をオフする。

そうすると、図１８に示すように、Ｅ／２［Ｖ］の第１の電源ラインＬ１と０［Ｖ］電源ラインＬ０との間に、ＭＯＳトランジスタＱｐと、ＭＯＳトランジスタＱ２３と、アクチュエータＺ１と、ＭＯＳトランジスタＱ１１と、キャパシタ２と、ＭＯＳトランジスタＱｎとの直列回路が形成される。そして、アクチュエータＺ１の負極電位が０［Ｖ］からキャパシタ２の他端電圧である−Ｅ／２［Ｖ］まで低下する。したがって、第１の直流電源１から出力される電荷Ｑｃが、ＭＯＳトランジスタＱ２３を介してアクチュエータＺ１に供給される。同時に、直流電圧Ｅ／２［Ｖ］で充電されたキャパシタ２からは電荷Ｑｃが放出され、ＭＯＳトランジスタＱｎを介して第１の直流電源１の負極へ供給される。すなわち、アクチュエータＺ１は、第１の直流電源１から出力される直流電圧Ｅ／２［Ｖ］の２倍の電圧Ｅ［Ｖ］で充電される。

次に、アクチュエータＺ１を放電させる直前、例えば１μｓ前に実行する第５のシーケンスモードＭ５として、スイッチコントローラ１３は、ＭＯＳトランジスタＱｐ２，Ｑ１１をオンし、ＭＯＳトランジスタＱｐ，Ｑｎ，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３をオフする。

そうすると、図１９に示すように、第３の電源ラインＬ３は、ＭＯＳトランジスタＱｐ２を介してキャパシタ２に接続される。そうすると、第３の電源ラインＬ３と、ＭＯＳトランジスタＱｐ２、キャパシタ２、ＭＯＳトランジスタＱ１１、アクチュエータＺ１からなる回路はフローティングとなって、第３の電源ラインＬ３の電位は、Ｅ／２［Ｖ］から低下し始める。

次に、アクチュエータＺ１を放電させる第６のシーケンスモードＭ６として、スイッチコントローラ３１は、ＭＯＳトランジスタＱｐ２，Ｑ１１，Ｑ２３をオンし、ＭＯＳトランジスタＱｐ，Ｑｎ，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２をオフする。

そうすると、図２０に示すように、アクチュエータＺ１の正極→ＭＯＳトランジスタＱ２３→ＭＯＳトランジスタＱｐ２→キャパシタ２→ＭＯＳトランジスタＱ１１→アクチュエータＺ１の負極の閉回路が形成される。

キャパシタ２にはＥ／２［Ｖ］が充電されている。したがって、直流電圧Ｅ［Ｖ］で充電されたアクチュエータＺ１から電荷Ｑｚが放出されて、アクチュエータＺ１がＥ／２［Ｖ］まで放電する。そして、アクチュエータＺ１から放出される電荷Ｑｚは、キャパシタ２に帰還する。このとき、キャパシタ２に帰還する電荷Ｑｚの量は、直前の第４のシーケンスモードＭ４において、キャパシタ２から放出される電荷Ｑｃの量と等しくなる。

キャパシタ２の静電容量は、各アクチュエータＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…のうち同時に駆動可能なものの静電容量の合計値と比べて十分大きな値に設定してあるので、シーケンスモードＭ３、Ｍ４におけるキャパシタ２の充電電圧は、電荷Ｑｃ、Ｑｚの出入りがあったとしてもＥ／２［Ｖ］のまま殆ど変化しないと考えて良い。

次に、アクチュエータＺ１をさらに放電させる第７のシーケンスモードＭ７として、スイッチコントローラ３１は、ＭＯＳトランジスタＱｐ２，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２をオンし、ＭＯＳトランジスタＱｐ，Ｑｎ，Ｑ１３，Ｑ２３をオフする。

そうすると、図２１に示すように、アクチュエータＺ１の正極→ＭＯＳトランジスタＱ２１→ＭＯＳトランジスタＱ１１→アクチュエータＺ１の負極の閉回路が形成される。また、アクチュエータＺ１の正極→ＭＯＳトランジスタＱ２２→ＭＯＳトランジスタＱ１２→アクチュエータＺ１の負極の閉回路が形成される。したがって、アクチュエータＺ１から電荷がさらに放出されて、アクチュエータＺ１が０［Ｖ］まで放電する。

このとき、第４の電源ラインＬ４は、０［Ｖ］電源ラインＬ０と同電位、すなわち０［Ｖ］となる。したがって、ＭＯＳトランジスタＱｐ２を介してキャパシタ２に接続される第３の電源ラインＬ３の電位は、キャパシタ２の充電電圧であるＥ／２［Ｖ］となる。

上述したような第１のシーケンスモードＭ１から第７のシーケンスモードＭ７までの一連の充放電シーケンスによって、各ＭＯＳトランジスタＱｐ，Ｑｐ２，Ｑｎ，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３のオン、オフを切り替えることにより、アクチュエータＺ１は、インクの吐出に係る充放電動作を行う。

以上説明したように、各シーケンスモードのうち充放電時におけるアクチュエータＺ１の電圧変化の大きさは全てＥ／２［Ｖ］であり、従ってＱとＱｃ、Ｑｚは等しい。第１のシーケンスモードＭ１においてキャパシタ２を充電する電荷Ｑｓは、その直前にキャパシタ２に充電されている充電電圧がＥ／２［Ｖ］に近いほど小さな値となる。第７のシーケンスモードによる放電が終了した後シーケンスモードＭ１に戻しておき、Ｍ１を定常状態としておけば、キャパシタ２に充電されている充電電圧を定常的にＥ／２［Ｖ］保つことができ、電源立ち上げ時を除きＱｓをほぼ０とすることができる。

このように、駆動装置３００は、第４のシーケンスモードＭ４においてキャパシタ２から放出される電荷Ｑｃの量と、第６のシーケンスモードＭ６においてキャパシタ２に帰還する電荷Ｑｚの量とが等しくなるように、各モードＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６，Ｍ７の切替タイミングを制御する。そうすることにより、第２の電圧源は電力を消費しない。したがって、第２の電圧源であるキャパシタ２に電力を供給する為の回路を必要としない。その上、第１の電圧源である第１の直流電源１は、アクチュエータＺ１で必要な最大電圧Ｅの半分であるＥ／２［Ｖ］を出力すればよい。したがって、駆動装置３００の消費電力を大幅に削減することができる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について、図２２〜図２９を用いて説明する。
図２２は、第４の実施形態における駆動装置４００の回路構成図である。なお、図１３と共通する部分には、同一符号を付している。
因みに、図２２においては、１つのアクチュエータＺ１の駆動に必要な回路要素のみを示している。第４の実施形態においても、図示はしないが、第１〜第３の実施形態と同様に多数のアクチュエータＺ２，Ｚ３，…が直列に接続されている。しかし、個々のアクチュエータの駆動に必要な回路要素については同一なので、ここでは一つのアクチュエータＺ１を充放電動作させる場合について説明し、他のアクチュエータに関する説明とインクの吐出動作に関する説明の詳細は省略する。第１の実施形態と同様に隣接する２つのアクチュエータを同時に充放電動作させるときは、各々のアクチュエータを充放電する電荷の合計がキャパシタ４３，４４から出入りすると考えれば良い。

図２２に示すように、駆動装置３００は、可変電圧ＶＡ／２［Ｖ］を出力する可変スイッチング電源４１と、ＶＡ／２［Ｖ］の最大値よりも大きな電圧、例えば＋２４［Ｖ］の直流電圧を出力する直流電源４２と、第１のキャパシタ４３と、第２のキャパシタ４４と、オペアンプ４５と、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と、Ｎ型チャネルのＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２と、Ｐ型チャネルのＭＯＳトランジスタＱ１３，Ｑ２３と、各ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３のオン、オフ切替を制御するためのスイッチコントローラ４６とを備える。

第１〜３の実施形態と同様に、各アクチュエータＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…の静電容量はほぼ等しい。また、第１のキャパシタ４３及び第２のキャパシタ４４の静電容量は、各アクチュエータＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…のうち同時に駆動可能なものの静電容量の合計値と比べて十分大きな値に設定しておく。

具体的には、駆動装置４００は、可変スイッチング電源４１の正極に第１の電源ラインＬ１を接続し、この可変スイッチング電源４１の負極に、直流電源４２の正極を接続し、この直流電源４２の負極に第２の電源ラインＬ２を接続する。そして、可変スイッチング電源４１の負極と直流電源４２の正極との接続点に、０［Ｖ］の電源ラインＬ０を接続する。これにより、直流電源４２の負極に接続される第２の電源ラインＬ２の電圧は、−２４［Ｖ］に固定される。この他、駆動装置４００は、第３の電源ラインＬ３を備える。

駆動装置４００は、第１の電源ラインＬ１と０［Ｖ］電源ラインＬ０との間に、第１のキャパシタ４３を接続する。また、０［Ｖ］電源ラインＬ０と第３の電源ラインＬ３との間に、第２のキャパシタ４４を接続する。さらに、可変スイッチング電源４１と第１の電源ラインＬ１との接続点と、第２のキャパシタ４４と第３の電源ラインＬ３との接続点との間に、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列回路を接続する。そして、オペアンプ４５の負入力端子を抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点に接続し、正入力端子を０［Ｖ］電源ラインＬ０に接続する。さらに、オペアンプ４５の出力端子を、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との接続点に接続する。オペアンプ４５の負電源は第２の電源ラインＬ２に接続し、オペアンプ４５の正電源には正の固定電位Ｖｃｃ（例えば＋５Ｖ）を与える。

駆動装置４００は、第１の電源ラインＬ１と０［Ｖ］電源ラインＬ０との間に、ＭＯＳトランジスタＱ１３とＭＯＳトランジスタＱ１１との直列回路と、ＭＯＳトランジスタＱ２３とＭＯＳトランジスタＱ２１との直列回路とを、並列に接続する。

ＭＯＳトランジスタＱ１３とＭＯＳトランジスタＱ１１との直列回路は、ＭＯＳトランジスタＱ１３とＭＯＳトランジスタＱ１１の各ドレイン電極間を接続し、ＭＯＳトランジスタＱ１３のソース電極を第１の電源ラインＬ１に接続し、ＭＯＳトランジスタＱ１１のソース電極を０［Ｖ］電源ラインＬ０に接続して構成する。同様に、ＭＯＳトランジスタＱ２３とＭＯＳトランジスタＱ２１との直列回路は、ＭＯＳトランジスタＱ２３とＭＯＳトランジスタＱ２１の各ドレイン電極間を接続し、ＭＯＳトランジスタＱ２３のソース電極を第１の電源ラインＬ１に接続し、ＭＯＳトランジスタＱ２１のソース電極を０［Ｖ］電源ラインＬ０に接続して構成する。

さらに駆動装置４００は、ＭＯＳトランジスタＱ１３とＭＯＳトランジスタＱ１１の各ドレイン電極の接続点に、ＭＯＳトランジスタＱ１２のドレイン電極を接続し、ＭＯＳトランジスタＱ１２のソース電極を第３の電源ラインＬ３に接続する。同様に、ＭＯＳトランジスタＱ２３とＭＯＳトランジスタＱ２１の各ドレイン電極の接続点に、ＭＯＳトランジスタＱ２２のドレイン電極を接続し、ＭＯＳトランジスタＱ２２のソース電極を第３の電源ラインＬ３に接続する。そして、ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ１３の各ドレイン電極の接続点と、ＭＯＳトランジスタＱ２１，Ｑ２２，Ｑ２３の各ドレイン電極の接続点との間に、静電容量性のアクチュエータＺ１を接続する。

Ｎ型チャネルのＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２のバックゲートは、いずれも−２４［Ｖ］の第２の電源ラインＬ２に接続される。一方、Ｐ型チャネルのＭＯＳトランジスタＱ１３，Ｑ２３のバックゲートは、第１の電源ラインＬ１に接続される。

可変スイッチング電源４１は、アクチュエータＺ１を充電するための第１の電圧を出力する第１の電圧源として機能する。第１のキャパシタ４３は第１の電圧源のバッファとして機能する。第２のキャパシタ４４は、アクチュエータＺ１を充電するための第２の電圧を出力する第２の電圧源として機能する。オペアンプ４５と、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３とを含む回路４８は、第２のキャパシタ４４の充電電圧を調整する電圧調整回路として機能する。各ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３を含む回路４７は、アクチュエータＺ１に対する充放電用の個別の通電路を形成する。

オペアンプ４５と、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３とを含む電圧調整回路４８は、第２の電源ラインＬ２の電圧から第２のキャパシタ４４に充電するための電圧を生成するリニアレギュレータである。リニアレギュレータとしてトラッキング式でない通常の電圧レギュレータを使用することも可能だが、ここでは第１の電源ラインＬ１に発生するプラス電位に逆極性で追従するトラッキングレギュレータを構成した。この実施例の場合トラッキングレギュレータの方がむしろ回路が簡単で、かつ第１の電圧源の電圧の絶対値にキャパシタ４４を充電するための電圧が追従するので、駆動電圧を可変制御する際に都合が良いからである。抵抗Ｒ１とＲ２は等しい抵抗値とする。これによって、オペアンプ４５の出力電圧は第１の電源ラインＬ１に出力される正の電圧ＶＡ／２［Ｖ］と逆極性で大きさが等しい−ＶＡ／２［Ｖ］となるようにフィードバックが働く。抵抗Ｒ３はトラッキングの速度が必要以上に高速にならないようにオペアンプ４５の出力電流を抑えている。トラッキングの速度が高速になるとここで無駄な電力を消費してしまうからである。

このようにして、第２のキャパシタ４４の負極側に接続される第３の電源ラインＬ３には、第１の電源ラインＬ１に出力される正の電圧ＶＡ／２［Ｖ］に対して逆極性で追従する負の電位−ＶＡ／２［Ｖ］が出力される。

各ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３のゲートは、スイッチコントローラ４６に接続される。スイッチコントローラ４６は、図２３に示すデータテーブル４０に従い、各ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３のゲートにドライブ信号を供給して、各ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３のオン、オフ切替を制御する。このようなスイッチコントローラ４６は、論理回路によって構成される。スイッチコントローラ４６は、マイクロコンピュータを含んでいてもよい。

各ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３のオン、オフ切替制御により、駆動装置４００は、アクチュエータＺ１に対して一連の充放電シーケンスを実行する。

先ず、アクチュエータＺ１を充電する前の待機状態である第１のシーケンスモードＭ１として、スイッチコントローラ４６は、ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ２１をオンし、ＭＯＳトランジスタＱ１２，Ｑ１３，Ｑ２２，Ｑ２３をオフする。

そうすると、図２４に示すように、アクチュエータＺ１の一方の電極が、ＭＯＳトランジスタＱ２１を介して０［Ｖ］電源ラインＬ０に接続される。同様に、アクチュエータＺ１の他方の電極が、ＭＯＳトランジスタＱ１１を介して０［Ｖ］電源ラインＬ０に接続される。したがって、アクチュエータＺ１の両端の電位は、いずれも０［Ｖ］となる。このとき、アクチュエータＺ１の充電電圧は０［Ｖ］である。

次に、アクチュエータＺ１の充電を開始する直前、例えば１μｓ前に実行する第２のシーケンスモードＭ２として、スイッチコントローラ４６は、ＭＯＳトランジスタＱ１３，Ｑ２３をオンし、ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２をオフする。

そうすると、図２５に示すように、アクチュエータＺ１の一方の電極が、ＭＯＳトランジスタＱ２３を介して第１の電源ラインＬ１に接続される。同様に、アクチュエータＺ１の他方の電極が、ＭＯＳトランジスタＱ１３を介して第１の電源ラインＬ１に接続される。したがって、アクチュエータＺ１の両端の電位は、いずれもＶＡ／２［Ｖ］となる。このとき、アクチュエータＺ１の充電電圧は０［Ｖ］のままであり、アクチュエータは作動しない。

次に、アクチュエータＺ１を充電する第３のシーケンスモードＭ３として、スイッチコントローラ４６は、ＭＯＳトランジスタＱ１３，Ｑ２１をオンし、ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ２２，Ｑ２３をオフする。

そうすると、図２６に示すように、第１の電源ラインＬ１と０［Ｖ］電源ラインＬ０との間に、ＭＯＳトランジスタＱ１３と、アクチュエータＺ１と、ＭＯＳトランジスタＱ２１との直列回路が形成される。したがって、アクチュエータＺ１のＭＯＳトランジスタＱ１３が接続されている側の電極の電位は、第１の電源ラインＬ１の電位ＶＡ／２［Ｖ］と等しくなり、ＭＯＳトランジスタＱ２１が接続されている側の電極の電位は０［Ｖ］となる。その結果、キャパシタ４３からアクチュエータＺ１へ電荷Ｑが流入し、アクチュエータＺ１は電圧ＶＡ／２［Ｖ］まで充電される。

次に、アクチュエータＺ１をさらに充電する第４のシーケンスモードＭ４として、スイッチコントローラ４６は、ＭＯＳトランジスタＱ１３，Ｑ２２をオンし、ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２３をオフする。

そうすると、図２７に示すように、第１の電源ラインＬ１と第３の電源ラインＬ３との間に、ＭＯＳトランジスタＱ１３と、アクチュエータＺ１と、ＭＯＳトランジスタＱ２２との直列回路が形成される。したがって、アクチュエータＺ１のＭＯＳトランジスタＱ１３が接続されている側の電極の電位は、第１の電源ラインＬ１の電位ＶＡ／２［Ｖ］と等しくなり、ＭＯＳトランジスタＱ２２が接続されている側の電極の電位は、第３の電源ラインＬ３の電圧−ＶＡ／２［Ｖ］と等しくなる。その結果、キャパシタ４３からアクチュエータＺ１へ電荷Ｑｃが流入し、アクチュエータＺ１は、電圧ＶＡ／２［Ｖ］の２倍の電圧ＶＡ［Ｖ］まで充電される。同時に、キャパシタ４４の正極からキャパシタ４３の負極へ電荷Ｑｃが流入する。

次に、アクチュエータＺ１を放電させる第５のシーケンスモードＭ５として、スイッチコントローラ４６は、ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ２２をオンし、ＭＯＳトランジスタＱ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２３をオフする。

そうすると、図２８に示すように、０［Ｖ］電源ラインＬ０と第３の電源ラインＬ３との間に、ＭＯＳトランジスタＱ１１と、アクチュエータＺ１と、ＭＯＳトランジスタＱ２２との直列回路が形成される。０［Ｖ］電源ラインＬ０と第３の電源ラインＬ３との間に接続された第２のキャパシタ４４には、電圧ＶＡ／２［Ｖ］が充電されている。したがって、電圧ＶＡ［Ｖ］で充電されたアクチュエータＺ１から電荷Ｑｚが放出されて、アクチュエータＺ１が電圧ＶＡ／２［Ｖ］まで放電する。このとき、アクチュエータＺ１から放出される電荷Ｑｚは、ＭＯＳトランジスタＱ１１を介してキャパシタ４４に帰還する。このとき、第２のキャパシタ４４に帰還する電荷Ｑｚの量は、直前の第４のシーケンスモードＭ４において、第２のキャパシタ４４から放出される電荷Ｑｃの量と等しい。

キャパシタ４３、４４の静電容量は各アクチュエータＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…のうち同時に駆動可能なものの静電容量の合計値と比べて十分大きな値に設定してあるので、キャパシタ４３、４４の充電電圧は、電荷Ｑ、Ｑｃ、Ｑｚの出入りがあったとしてもＶＡ／２［Ｖ］のまま殆ど変化しないと考えて良い。

次に、アクチュエータＺ１をさらに放電させる第６のシーケンスモードＭ６として、スイッチコントローラ４６は、ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ２１をオンし、ＭＯＳトランジスタＱ１２，Ｑ１３，Ｑ２２，Ｑ２３をオフする。

そうすると、図２９に示すように、アクチュエータＺ１の図２９左側→ＭＯＳトランジスタＱ１１→ＭＯＳトランジスタＱ２１→アクチュエータＺ１の図２９の右側の閉回路が形成される。したがって、アクチュエータＺ１から電荷がさらに放出されて、アクチュエータＺ１が０［Ｖ］まで放電する。

上述したような第１のシーケンスモードＭ１から第６のシーケンスモードＭ６までの一連の充放電シーケンスによって、各ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３のオン、オフを切り替えることにより、アクチュエータＺ１は、インクの吐出に係る充放電動作を行う。

以上説明したように、各シーケンスモードのうち充放電時におけるアクチュエータＺ１の電圧変化の大きさは全てＶＡ／２［Ｖ］であり、従ってＱとＱｃ、Ｑｚは等しい。キャパシタ４３の正極からは、シーケンスモードＭ３とＭ４で各々電荷Ｑ（＝Ｑｃ）が放出されるので、キャパシタ４３は全シーケンスを通じて電荷２Ｑが不足する。不足する２Ｑは可変スイッチング電源４１の正極から供給される。この２Ｑに可変スイッチング電源４１の出力電圧ＶＡ／２［Ｖ］を掛け算したものが、この回路の一回の充放電に係る消費エネルギーである。キャパシタ４４の正極からは、シーケンスモードＭ４で電荷Ｑ（＝Ｑｃ）が放出され、シーケンスモードＭ５で同量の電荷Ｑ（＝Ｑｚ）が帰還するのでシーケンス全体では電荷の出入りはゼロとなる。電源投入後の初回に限りキャパシタ４４には比較的大きな電荷を充電する必要があるが、電源投入直後には一般にある程度待ち時間が許容されるので、電圧調整回路４８がキャパシタ４４をＶＡ／２［Ｖ］まで充電するまでの時間待てばよい。

このように、駆動装置４００は、第４のシーケンスモードＭ４において第２のキャパシタ４４から放出される電荷Ｑｃの量と、第５のシーケンスモードＭ５において第２のキャパシタ４４に帰還する電荷Ｑｚの量とが等しくなるように、各モードＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６の切替タイミングを制御する。そうすることにより、第２の電圧源は電力を消費しない。従って、第２の電圧源であるキャパシタ４４に電力を供給する必要が無く、すなわち比較的小出力のオペアンプ４５と、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３とからなる電圧調整回路４８、すなわち小出力のリニアレギュレータであっても電源ラインＬ３の電位を十分に安定させることができる。その上、第１の電圧源である可変スイッチング電源４１は、アクチュエータＺ１で必要な最大電圧ＶＡの半分であるＶＡ／２［Ｖ］を出力すればよい。したがって、駆動装置４００の消費電力を大幅に削減することができる。

なお、直流電源４２は、Ｎ型チャネルのＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２にバックゲートにバイアスを与えるとともに、オペアンプ４５の負電源として働く。アクチュエータの駆動電力には関係しない。直流電源４２の消費電力はアクチュエータ駆動のための電力に比べればごく僅かである。

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について、図３０〜図３４を用いて説明する。
第４の実施形態では、第３のシーケンスモードＭ３において、アクチュエータＺ１の図２２の左側、すなわちＭＯＳトランジスタＱ１３が接続されている側の電極を正極として第１の電源ラインＬ１の電位ＶＡ／２［Ｖ］と等しくし、図２２の右側、すなわちＭＯＳトランジスタＱ２１が接続されている側の電極を負極として０［Ｖ］とし、アクチュエータＺ１を、電圧ＶＡ／２［Ｖ］で充電した。

第５の実施形態では、逆に、アクチュエータＺ１の図２２の右側の電極の電位を正極として第１の電源ラインＬ１の電位ＶＡ／２［Ｖ］と等しくし、図２２の左側の電極を負極として電位を０［Ｖ］とし、アクチュエータＺ１を、電圧ＶＡ／２［Ｖ］で充電する。

したがって、第５の実施形態の駆動装置は、第４の実施形態の駆動装置４００と同一であるので、図２２を用いてその説明を省略する。なお、アクチュエータＺ１の動作の充電方向を逆にしたい場合には、第１の実施形態で説明したように個別の通電路の各チャネルの駆動方法を単純に入れ替えれても良いわけだが、ここでは、充電方向を逆転させる別の方法として第５の実施形態を説明する。

第５の実施形態において、スイッチコントローラ４６は、図３０に示すデータテーブル５０に従い、各ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３のゲートにドライブ信号を供給して、各ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３のオン、オフ切替を制御する。このようなスイッチコントローラ４６は、論理回路によって構成される。スイッチコントローラ４６は、マイクロコンピュータを含んでいてもよい。

各ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３のオン、オフ切替制御により、駆動装置４００は、アクチュエータＺ１に対して一連の充放電シーケンスを実行する。

先ず、アクチュエータＺ１を充電する前の待機状態である第１のシーケンスモードＭ１として、スイッチコントローラ４６は、ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ２１をオンし、ＭＯＳトランジスタＱ１２，Ｑ１３，Ｑ２２，Ｑ２３をオフする。すなわち、第４の実施形態の第１のシーケンスモードＭ１と同一である。したがって、図２４に示すように、アクチュエータＺ１の一方の電極が、ＭＯＳトランジスタＱ２１を介して０［Ｖ］電源ラインＬ０に接続される。同様に、アクチュエータＺ１の他方の電極が、ＭＯＳトランジスタＱ１１を介して０［Ｖ］電源ラインＬ０に接続される。したがって、アクチュエータＺ１の両端の電位は、いずれも０［Ｖ］となる。このとき、アクチュエータＺ１の充電電圧は０［Ｖ］である。

次に、アクチュエータＺ１を充電する第２のシーケンスモードＭ２として、スイッチコントローラ４６は、ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ２３をオンし、ＭＯＳトランジスタＱ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２をオフする。

そうすると、図３１に示すように、第１の電源ラインＬ１と０［Ｖ］電源ラインＬ０との間に、ＭＯＳトランジスタＱ２３と、アクチュエータＺ１と、ＭＯＳトランジスタＱ１１との直列回路が形成される。したがって、アクチュエータＺ１のＭＯＳトランジスタＱ２３が接続されている側の電極の電位は、第１の電源ラインＬ１の電圧ＶＡ／２［Ｖ］と等しくなり、ＭＯＳトランジスタＱ１１が接続されている側の電極の電位は０［Ｖ］となる。その結果、キャパシタ４３からアクチュエータＺ１へ電荷Ｑが流入し、アクチュエータＺ１は、電圧ＶＡ／２［Ｖ］まで充電される。

次に、アクチュエータＺ１をさらに充電する第３のシーケンスモードＭ３として、スイッチコントローラ４６は、ＭＯＳトランジスタＱ１２，Ｑ２３をオンし、ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２をオフする。

そうすると、図３２に示すように、第１の電源ラインＬ１と第３の電源ラインＬ３との間に、ＭＯＳトランジスタＱ２３と、アクチュエータＺ１と、ＭＯＳトランジスタＱ１２との直列回路が形成される。したがって、アクチュエータＺ１のＭＯＳトランジスタＱ２３が接続されている側の電極の電位は、第１の電源ラインＬ１の電位ＶＡ／２［Ｖ］と等しくなり、ＭＯＳトランジスタＱ１２が接続されている側の電極の電位は、第３の電源ラインＬ３の電圧−ＶＡ／２［Ｖ］と等しくとなる。その結果、キャパシタ４３からアクチュエータＺ１へは、電荷Ｑｃが流入し、アクチュエータＺ１は電圧ＶＡ／２［Ｖ］の２倍の電圧ＶＡ［Ｖ］まで充電される。同時に、キャパシタ４４の正極からキャパシタ４３の負極へ電荷Ｑｃが流入する。

次に、アクチュエータＺ１を放電させる第４のシーケンスモードＭ４として、スイッチコントローラ４６は、ＭＯＳトランジスタＱ１２，Ｑ２１をオンし、ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１３，Ｑ２２，Ｑ２３をオフする。

そうすると、図３３に示すように、０［Ｖ］電源ラインＬ０と第３の電源ラインＬ３との間に、ＭＯＳトランジスタＱ１２と、アクチュエータＺ１と、ＭＯＳトランジスタＱ２１との直列回路が形成される。０［Ｖ］電源ラインＬ０と第３の電源ラインＬ３との間に接続された第２のキャパシタ４４が充電されている。したがって、電圧ＶＡ［Ｖ］で充電されたアクチュエータＺ１から電荷Ｑｚが放出されて、アクチュエータＺ１が電圧ＶＡ／２［Ｖ］まで放電する。このとき、アクチュエータＺ１から放出される電荷Ｑｚは、ＭＯＳトランジスタＱ２１を介してキャパシタ４４に帰還する。このとき、第２のキャパシタ４４に帰還する電荷Ｑｚの量は、直前の第３のシーケンスモードＭ３において、第２のキャパシタ４４から放出される電荷Ｑｃの量と等しい。キャパシタ４３、４４の静電容量は各アクチュエータＺ１，Ｚ２，Ｚ３，…のうち同時に駆動可能なものの静電容量の合計値と比べて十分大きな値に設定してあるので、キャパシタ４３、４４の充電電圧は、電荷Ｑ、Ｑｃ、Ｑｚの出入りがあったとしてもＶＡ／２［Ｖ］のまま殆ど変化しないと考えて良い。

次に、アクチュエータＺ１をさらに放電させる第５のシーケンスモードＭ５として、スイッチコントローラ４６は、ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ２１をオンし、ＭＯＳトランジスタＱ１２，Ｑ１３，Ｑ２２，Ｑ２３をオフする。

そうすると、図３４に示すように、アクチュエータＺ１の図３４の右側→ＭＯＳトランジスタＱ２１→ＭＯＳトランジスタＱ１１→アクチュエータＺ１の図３４の左側の閉回路が形成される。したがって、アクチュエータＺ１から電荷がさらに放出されて、アクチュエータＺ１が０［Ｖ］まで放電する。

上述したような第１のシーケンスモードＭ１から第５のシーケンスモードＭ５までの一連の充放電シーケンスによって、各ＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３のオン、オフを切り替えることにより、アクチュエータＺ１は、インクの吐出に係る充放電動作を行う。

以上説明したように、各シーケンスモードのうち充放電時におけるアクチュエータＺ１の電圧変化の大きさは全てＶＡ／２［Ｖ］であり、従ってＱとＱｃ、Ｑｚは等しい。キャパシタ４３の正極からは、シーケンスモードＭ２とＭ３で各々電荷Ｑ（＝Ｑｃ）が放出されるので、キャパシタ４３は全シーケンスを通じて電荷２Ｑが不足する。不足する２Ｑは可変スイッチング電源４１の正極から供給される。この２Ｑに可変スイッチング電源４１の出力電圧ＶＡ／２［Ｖ］を掛け算したものが、この回路の一回の充放電に係る消費エネルギーである。キャパシタ４４の正極からは、シーケンスモードＭ３で電荷Ｑ（＝Ｑｃ）が放出され、シーケンスモードＭ４で同量の電荷Ｑ（＝Ｑｃ）が帰還するのでシーケンス全体では電荷の出入りはゼロとなる。電源投入後の初回に限りキャパシタ４４には比較的大きな電荷を充電する必要があるが、電源投入直後には一般にある程度待ち時間が許容されるので、電圧調整回路４８がキャパシタ４４をＶＡ／２［Ｖ］まで充電するまでの時間待てばよい。

このように、駆動装置４００は、第３のシーケンスモードＭ３において第２のキャパシタ４４から放出される電荷Ｑｃの量と、第４のシーケンスモードＭ４において第２のキャパシタ４４に帰還する電荷Ｑｚの量とが等しくなるように、各モードＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５の切替タイミングを制御する。そうすることにより、第２の電圧源は電力を消費しない。従って、第２の電圧源であるキャパシタ４４に電力を供給する必要が無く、すなわち比較的小出力のオペアンプ４５と、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３とからなる電圧調整回路４８、すなわち小出力のリニアレギュレータであっても電源ラインＬ３の電位を十分に安定させることができる。その上、第１の電圧源である可変スイッチング電源４１は、アクチュエータＺ１で必要な最大電圧ＶＡの半分であるＶＡ／２［Ｖ］を出力すればよい。したがって、駆動装置４００の消費電力を大幅に削減することができる。

なお、直流電源４２は、Ｎ型チャネルのＭＯＳトランジスタＱ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２にバックゲートにバイアスを与えるとともに、オペアンプ４５の負電源として働く。アクチュエータの駆動電力には関係しない。直流電源４２の消費電力はアクチュエータ駆動のための電力に比べればごく僅かである。

なお、第５の実施形態に対して第１の実施形態で説明したようにして個別の通電路の各チャネルの駆動方法を単純に入れ替える駆動方法も考えられる。そうすると第４の実施形態と同一方向の充放電動作となる。

なお、インクジェットヘッド用のアクチュエータでは、インクの粘度によって適正な駆動電圧が変化するが、インクの粘度はインクの種類やインクの温度に拠って変化する。又アクチュエータの特性にもばらつきや温度特性があるので、様々な観点からアクチュエータを適正に駆動するには駆動電圧が可変であることが望ましい。第４、第５の実施形態では第１の電圧源として可変スイッチング電源４１を用いたが、第１、第２、第３の実施形態における第１の電圧源１も同様に可変スイッチング電源であっても良い。第４、第５の実施形態では第２の電圧源としてのキャパシタ４４の充電電圧をオペアンプ４５によって第１の電圧源の電源電圧にトラッキングさせたが、第１、第２、第３の実施形態の場合、第２の電圧源としてのキャパシタ２の充電電圧は、第１の電圧源から直接充電されるので、特別な制御を行わなくても第２の電圧源の電圧が第１の電圧源の電圧にトラッキングする。すなわち第１〜第５の全ての実施形態において第２の電圧源の電圧は第１の電圧源の電圧にトラッキングする。従って本実施形態によれば一つの駆動電圧を調整するだけで＋側と−側の両方の電圧源の電圧を一度に調整でき、調整が簡単であるとともに調整の精度を高くできる利点がある。

なお、第４、第５の実施形態では第１の電圧源と並列にバッファとしての第１のキャパシタ４３を設けたが、バッファ機能は第１の電圧源に内蔵されていても良い。また、逆に第１、第２、第３の実施形態では第１の電圧源と並列にバッファが設けられていないが、第４、第５の実施形態と同様にバッファとしてのキャパシタを第１の電圧源と並列に追加しても良い。

なお、第１の実施形態では例として多チャンネルのシェアドウォール型インクジェットヘッドに於ける実施形態を示し、第２〜第５の実施形態では一つのアクチュエータに注目して充放電動作を説明したが、各々これに限るものではない。全ての実施形態においてアクチュエータは第１の実施形態で説明したような多チャンネルのシェアモード・シェアドウォール型インクジェットヘッドであっても良く、シェアドウォール型ではなく隣接するノズルでアクチュエータを共有しないものであっても良い。又アクチュエータが一つだけしか存在しないものであっても良く、充電動作と放電動作とによって駆動されるアクチュエータであれば広く適用可能である。

なお、どの実施形態においても、各アクチュエータの端子を駆動する個別の駆動回路の動作を他の端子を駆動する個別の駆動回路の動作と交換すれば、実施形態とは逆方向に充電、放電することが可能である。或いは全てのＰ型チャネルトランジスタをＮ型チャネルに、Ｎ型チャネルトランジスタをＰ型チャネルに入れ替え、且つ全ての電源とキャパシタの極性を反転することによって、実施形態とは逆方向に充電、放電することも可能である。さらにその両方を同時に実施して実施形態と同一方向の充電、放電を行っても良い。

なお、本実施形態における一つのアクチュエータは例えば静電容量２５０pFを持ち、これが例えば同時に最大４００個同時に駆動されると合計の静電容量は最大０．１μFとなる。第１、第２、第３の実施形態におけるキャパシタ２と、第４、第５の実施形態におけるキャパシタ４３、４４の静電容量は、各々この０．１μFに対して十分に大きい必要があるので、例えば１００倍に設定して１０μFとすれば良い。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…直流電源、２，４３，４４…キャパシタ、３，２３，３１，４６…スイッチコントローラ、１００，２００，３００，４００…駆動装置。

Claims (4)

1. 複数の静電容量性アクチュエータを充電するための第１の電圧を出力する第１の電圧源と、
   前記静電容量性アクチュエータを充電するための第２の電圧を出力する第２の電圧源と、
   前記第１の電圧源から出力される第１の電圧を前記静電容量性アクチュエータに供給する第１の充電、前記第１の電圧源から出力される第１の電圧と前記第２の電圧源から出力される第２の電圧との合計電圧を前記静電容量性アクチュエータに供給する第２の充電、前記第１及び第２の充電の作用により前記静電容量性アクチュエータに蓄積された電荷を放出させて前記第２の電圧源に導く第１の放電、及び、前記静電容量性アクチュエータに蓄積された電荷を前記第２の電圧源に導くことなく放出させる第２の放電を、一連の充放電シーケンスにしたがって切換える駆動手段とを具備し、
   前記第２の電圧源は、少なくともキャパシタを含み、そのキャパシタは、該キャパシタからの放電時にその充電電圧が変化しない程度に、前記静電容量性アクチュエータのうち同時に駆動可能なものの静電容量の合計値よりも大きな静電容量を有することを特徴とする静電容量性アクチュエータの駆動装置。
2. 前記第２の充電によって前記第２の電圧源から出力される電荷量と前記第１の放電によって前記第２の電圧源に導かれる電荷量とが等しいことを特徴とする請求項１記載の静電容量性アクチュエータの駆動装置。
3. 前記第１の電圧源から出力される第１の電位に逆極性で追従するトラッキングレギュレータを有し、トラッキングレギュレータの出力が前記第２の電圧源に供給されることを特徴とする請求項１記載の静電容量性アクチュエータの駆動装置。
4. 前記キャパシタの充電電圧を調整可能に接続されたリニアレギュレータを有することを特徴とする請求項１記載の静電容量性アクチュエータの駆動装置。

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