JP5845598B2 - 負荷駆動回路および流体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動信号を出力することによって電気的な負荷を駆動する技術に関する。

いわゆるＤ級増幅器では、電源とグランドとの間で、二つのスイッチ素子をプッシュ・
プル接続しておき、二つのスイッチ素子の間の電圧を引き出して平滑フィルターに入力し
た後、駆動信号として外部に出力する技術が用いられている。電源側のスイッチ素子をＯ
Ｎ（導通状態）として、グランド側のスイッチ素子をＯＦＦ（切断状態）とすれば、平滑
フィルターには電源の電圧が入力され、逆に、電源側のスイッチ素子をＯＦＦとして、グ
ランド側のスイッチ素子をＯＮとすれば、平滑フィルターにはグランドの電圧が入力され
る。従って、出力しようとする駆動信号の基準となる駆動波形信号をパルス変調して、得
られた変調信号に基づいてスイッチ素子を駆動すれば、変調信号を電力増幅した電力増幅
変調信号を生成することができる。そして、この電力増幅変調信号を平滑フィルターで平
滑化すれば、駆動波形信号に対応する駆動信号を出力することができる。また、この技術
を利用して容量成分を有する電気負荷（容量性負荷）を駆動する技術も提案されている（
特許文献１）。

ここで、プッシュ・プル接続されている二つのスイッチ素子が何れもＯＮになってしま
うと、その瞬間に電源からグランドに向けて大きな突入電流が流れてスイッチ素子に損傷
を与える。そこで、こうした事態を避けるため、一方のスイッチ素子がＯＮで他方のスイ
ッチ素子がＯＦＦの状態から、一方のスイッチ素子がＯＦＦで他方のスイッチ素子がＯＮ
の状態に切り換える場合には、両方のスイッチ素子がＯＦＦの状態を経由して切り換える
ことが行われる。尚、両方のスイッチ素子がＯＦＦになっている期間は、デッドタイム期
間と呼ばれている。

また、平滑フィルターに入力される電圧が切り換わる際には、平滑フィルターを構成す
る誘導成分によって逆起電力が発生する。そこで、デッドタイム期間中にスイッチ素子に
過大な逆起電力が掛かることの無いように、電流をバイパスさせるダイオード（還流ダイ
オードと呼ばれる）が、それぞれのスイッチ素子に対して並列に設けられている。

特開２００７−９６３６４号公報

しかし、二つのスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦを切り換える際に、還流ダイオードの寄生
容量で充放電が発生することや、デッドタイム期間中に平滑フィルター側で生じた逆起電
力によって還流ダイオードに電流が流れることなどに起因して、大きな電力損失が発生す
ることがあるという問題があった。

この発明は、従来の技術が有する上述した課題の少なくとも一部を解決するためになさ
れたものであり、二つのスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦを切り換えることにともなう電力損
失の発生を抑制しながら、駆動信号を出力することが可能な技術の提供を目的とする。

上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の負荷駆動回路は次の構成を
採用した。すなわち、
駆動信号を印加することによって電気的な負荷を駆動する負荷駆動回路であって、
前記駆動信号の基準となる駆動波形信号を発生する駆動波形信号発生回路と、
前記駆動波形信号をパルス変調して変調信号を生成する変調回路と、
該変調信号を電力増幅して電力増幅変調信号を生成するデジタル電力増幅器と、
前記電力増幅変調信号を平滑化することによって前記駆動信号を生成する平滑フィルタ
ーと、
を備え、
前記デジタル電力増幅器は、
第１の第１の電圧発生源と、
前記第１の電圧発生源と直列接続される第１のスイッチ素子と、
前記第１のスイッチ素子と直列接続される第２のスイッチ素子と、
前記第２のスイッチ素子と直列接続され、前記第１の電圧発生源よりも低い電圧を発
生させる第２の電圧発生源と、
前記第１のスイッチ素子に対して並列に接続されて、該第１のスイッチ素子を逆流す
る電流をバイパスさせる向きに設けられた第１のダイオードと、
前記第２のスイッチ素子に対して並列に接続されて、該第２のスイッチ素子を逆流す
る電流をバイパスさせる向きに設けられた第２のダイオードと
を備え、
前記デジタル電力増幅器は、前記第１のスイッチ素子がＯＮで前記第２のスイッチ素子
がＯＦＦの状態である第１の状態と、該第１のスイッチ素子がＯＦＦで該第２のスイッチ
素子がＯＮの状態である第２の状態とを前記変調信号に応じて切り換え、且つ、該第１の
状態と該第２の状態とを切り換える際には、該第１のスイッチ素子および該第２のスイッ
チ素子が何れもＯＦＦの状態である第３の状態を、前記駆動波形信号の電圧に応じた継続
時間、継続させた後に、該第１の状態または該第２の状態に切り換えることを要旨とする
。

こうした本発明の負荷駆動回路においては、第１のスイッチ素子および第２のスイッチ
素子のＯＮ／ＯＦＦを切り換えることによって、デジタル電力増幅器に第１の電圧発生源
の電圧が印加される状態（第１の状態に相当）と、平滑フィルターに第２の電圧発生源の
電圧が印加される状態（第２の状態に相当）とを切り換えることができる。このとき第１
のダイオードおよび第２のダイオードに存在する寄生容量では電荷の充放電が行われる。
詳細には後述するが、この電荷の充放電に伴ってスイッチ素子を流れる電流が電力損失を
発生させる。また、第１の状態と第２の状態とを切り換える際には、第１のスイッチ素子
および第２のスイッチ素子が何れもＯＦＦの状態となる切断状態を経由させて切り換える
。そして、詳細には後述するが、切断状態の期間では、平滑フィルターのコイルに生じる
逆起電力によって、ダイオードの寄生容量での電荷の回生や充電が行われる。電荷の回生
や充電が完了すると、ＯＮにしようとしている方のスイッチ素子に並列に接続されたダイ
オードの寄生容量に蓄えられていた電荷が、他方のダイオードの寄生容量に移し換えられ
たような状態となる。そして、このような状態から第１のスイッチ素子あるいは第２のス
イッチ素子をＯＮに切り換えれば、寄生容量に蓄えられていた電荷が、ＯＮになったスイ
ッチ素子を流れることがないので、電力損失の発生を回避することができる。また、寄生
容量での電荷の回生および充電が完了するまでに要する時間は、変調信号のデューティー
比（変調信号が高電圧状態となる時間比率）に依存し、デューティー比は駆動波形信号の
電圧に依存する。そこで、第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦ
を切り換える際には、何れのスイッチもＯＦＦにして切断状態にした後、駆動波形信号の
電圧に応じた時間が経過したら、第１のスイッチ素子あるいは第２のスイッチ素子をＯＮ
にする。

こうすれば、第１のダイオードおよび第２のダイオードの寄生容量での電荷の回生およ
び充電が完了したタイミングで、第１のスイッチ素子あるいは第２のスイッチ素子をＯＮ
に切り換えることができる。このため、寄生容量に蓄えられていた電荷が、ＯＮにしたス
イッチ素子を流れることによる電力損失を回避することが可能となる。

また、上述した本発明の負荷駆動回路においては、次のようにしても良い。先ず、駆動
波形信号と、その駆動波形信号に対応する切断状態の継続時間とを、駆動波形信号発生回
路に記憶しておく。そして、駆動波形信号を変調回路に出力する際には、その駆動波形信
号に対応する継続時間をデジタル電力増幅器に出力する。変調回路は、駆動波形信号を変
調信号に変換してデジタル電力増幅器に出力し、デジタル電力増幅器は、その変調信号に
従って第１の状態と第２の状態とを切り換える。そして、このときの切断状態の継続時間
は、駆動波形信号発生回路から受け取った継続時間だけ継続する。

こうすれば、デジタル電力増幅器が、変調信号に従って第１のスイッチ素子および第２
のスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるに際して、寄生容量での電荷の回生および充
電が完了したタイミングで、第１のスイッチ素子あるいは第２のスイッチ素子をＯＮに切
り換えることができる。このため、寄生容量に蓄えられていた電荷が、ＯＮにしたスイッ
チ素子を流れることによる電力損失を回避することが可能となる。

また、上述した本発明の負荷駆動回路においては、デジタル電力増幅器が、駆動波形信
号発生回路から駆動波形信号を受け取って、切断状態の継続時間を決定し、その継続時間
だけ切断状態が継続されるように、第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子を切り
換えるようにしてもよい。

詳細には後述するが、第１のダイオードおよび第２のダイオードの寄生容量での電荷の
回生および充電に要する時間は、駆動波形信号の電圧から容易に決定することができる。
従って、寄生容量での電荷の回生および充電に要する時間を、デジタル電力増幅器が駆動
波形信号に基づいて決定し、この時間だけ切断状態を継続したら、第１の状態あるいは第
２の状態に切り換えるようにすれば、寄生容量に蓄えられていた電荷による電力損失を回
避することが可能となる。

また、上述した本発明の負荷駆動回路では、電力損失を抑制しながら、駆動信号を出力
することができる。従って、上述した本発明の負荷駆動回路は、以下のような流体噴射装
置、すなわち、液体を供給する供給ポンプと、該供給ポンプから供給された液体が流入す
る流体室と、容量性負荷であるアクチュエーターと、該流体室に流入された液体を噴射す
る噴射ノズルとを有する脈動発生部とを備え、負荷駆動回路が出力した電圧をアクチュエ
ーターに印加することによって、該流体室に流入した液体を該噴射ノズルからパルス状に
噴射する流体噴射装置で、駆動信号を発生する駆動回路として好適に適用することができ
る。

本実施例の負荷駆動回路を搭載した流体噴射装置の構成を示した説明図である。 本実施例の負荷駆動回路の回路構成を示した説明図である。 一定電圧出力時のデジタル電力増幅器での消費電力がデューティー比に応じて増加する様子を示した説明図である。 デジタル電力増幅器の詳細な構成を示した回路図である。 デジタル電力増幅器での電力増幅時に電力損失が発生する理由を示した説明図である。 一定電圧の出力時に平滑フィルターのコイルに流れる電流がほぼ直線的に変化する様子を示した説明図である。 一定電圧の出力時に平滑フィルターのコイルに流れる電流がほぼ直線的に変化する理由を示した説明図である。 一定電圧の出力時に平滑フィルターのコイルに流れる電流の振幅が、デューティー比に応じて変化する様子を示した説明図である。 一定電圧の出力時に平滑フィルターのコイルに大きな電流が流れる条件では、電力増幅時の電力損失が低下する理由を示した説明図である。 一定電圧の出力時に平滑フィルターのコイルに大きな電流が流れる条件では、電力増幅時の電力損失が低下する理由を示した説明図である。 一定電圧の出力時のデジタル電力増幅器の動作を、平滑フィルターのコイルに流れる電流の大きさに応じて示した説明図である。 一定電圧の出力時にデジタル電力増幅器で電力損失が発生しない条件を示した説明図である。 本実施例の負荷駆動回路の一部を示した説明図である。 本実施例のデジタル電力増幅器が二つのスイッチを駆動するために行うスイッチ駆動処理のフローチャートである。 スイッチ駆動処理でスイッチを駆動したときに電圧が切り換わる様子を示した説明図である。 変形例の負荷駆動回路の詳細な構成を示した説明図である。 負荷駆動回路を用いて駆動される印刷装置の噴射ヘッドを例示した説明図である。 噴射ヘッドを駆動するために出力される駆動信号の電圧波形を例示した説明図である。

以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施
例を説明する。
Ａ．装置構成：
Ａ−１．全体構成：
Ａ−２．負荷駆動回路の概要：
Ａ−３．デジタル電力増幅器で電力損失が発生するメカニズム：
Ａ−４．デジタル電力増幅器での電力損失を回避するメカニズム：
Ａ−５．負荷駆動回路の詳細：
Ａ−６．スイッチ駆動方法：
Ｂ．変形例：
Ｂ−１．第１変形例：
Ｂ−２．第２変形例：

Ａ．装置構成 ：
Ａ−１．全体構成 ：
図１は、本実施例の負荷駆動回路２００を搭載した流体噴射装置１００の構成を示した
説明図である。図示されているように流体噴射装置１００は、大きく分けると、液体を噴
射するための脈動発生部１１０と、脈動発生部１１０に向けて流体を供給する流体供給手
段１２０と、脈動発生部１１０および流体供給手段１２０の動作を制御する制御部１３０
などから構成されている。流体噴射装置１００は、パルス状の液体を脈動発生部１１０か
ら噴射することによって、生体組織を切除または切開することに使用する手術具としての
ウォータージェットメスの一例である。

脈動発生部１１０は、金属製の第２ケース１１３に、同じく金属製の第１ケース１１４
を重ねてネジ止めした構造となっており、第２ケース１１３の前面には円管形状の流体噴
射管１１２が立設され、流体噴射管１１２の先端にはノズル１１１が挿着されている。第
２ケース１１３と第１ケース１１４との合わせ面には、薄い円板形状の流体室１１５が形
成されており、流体室１１５は、流体噴射管１１２を介してノズル１１１に接続されてい
る。また、第１ケース１１４の内部には、積層型の圧電素子１１６が設けられている。脈
動発生部１１０と制御部１３０とは配線ケーブル１５０によって接続されており、制御部
１３０内の負荷駆動回路２００からは、配線ケーブル１５０を介して駆動信号が圧電素子
１１６に供給される。また、配線ケーブル１５０はコネクターによって脈動発生部１１０
に取り付けられている。このため、配線ケーブル１５０は、長さや特性の異なる種々の配
線ケーブル１５０に取り替えることが可能となっている。

流体供給手段１２０は、噴射しようとする液体（水、生理食塩水、薬液など）が貯めら
れた流体容器１２３から、第１接続チューブ１２１を介して液体を吸い上げた後、第２接
続チューブ１２２を介して脈動発生部１１０の流体室１１５内に供給する。このため、流
体室１１５は液体で満たされた状態となっている。そして、制御部１３０から駆動信号を
圧電素子１１６に印加すると、圧電素子１１６が伸張して流体室１１５が押し縮められ、
その結果、流体室１１５内に充満していた液体が、ノズル１１１からパルス状に噴射され
る。圧電素子１１６の伸張量は、駆動信号として印加される電圧に依存する。また、駆動
信号は、制御部１３０内に搭載された負荷駆動回路２００によって生成されている。

Ａ−２．負荷駆動回路構成の概要 ：
図２は、制御部１３０に搭載された負荷駆動回路２００の回路構成を示した説明図であ
る。図示されているように負荷駆動回路２００は、駆動信号の基準となる駆動波形信号（
以下、ＷＣＯＭ）を出力する駆動波形信号発生回路２１０と、駆動波形信号発生回路２１
０から受け取ったＷＣＯＭと後述する帰還信号（以下、ｄＣＯＭ）とに基づいて誤差信号
（以下、ｄＷＣＯＭ）を出力する演算回路２２０と、演算回路２２０からのｄＷＣＯＭを
パルス変調して変調信号（以下、ＭＣＯＭ）に変換する変調回路２３０と、変調回路２３
０からのＭＣＯＭをデジタル的に電力増幅して電力増幅変調信号（以下、ＡＣＯＭ）を生
成するデジタル電力増幅器２４０と、デジタル電力増幅器２４０からＡＣＯＭを受け取っ
て変調成分を取り除いた後、駆動信号（以下、ＣＯＭ）として脈動発生部１１０の圧電素
子１１６に供給する平滑フィルター２５０と、平滑フィルター２５０から出力されたＣＯ
Ｍに対して位相を進ませる補償（位相進み補償）を加えてｄＣＯＭ（帰還信号）を生成す
る位相進み補償回路２６０とを備えている。尚、第１実施例の負荷駆動回路２００には、
ＣＯＭに対して位相進み補償を加えたｄＣＯＭを負帰還させているが、負帰還させない構
成とすることも可能である。この場合は、演算回路２２０や位相進み補償回路２６０が不
要となる。その結果、変調回路２３０は、ｄＷＣＯＭではなく、ＷＣＯＭに対してパルス
変調を行う。

このうち、駆動波形信号発生回路２１０は、ＷＣＯＭのデータを記憶した波形メモリー
や、Ｄ／Ａ変換器を備えており、波形メモリーから読み出したデータをＤ／Ａ変換器でア
ナログ信号に変換することによって、ＷＣＯＭ（駆動波形信号）を生成する。演算回路２
２０では、こうして出力されたＷＣＯＭからｄＣＯＭを減算した信号を、ｄＷＣＯＭ（誤
差信号）として出力する。

変調回路２３０では、ｄＷＣＯＭを一定周期（変調周期）の三角波と比較することによ
って、パルス波状のＭＣＯＭ（変調信号）を生成（パルス変調）する。たとえばｄＷＣＯ
Ｍの方が三角波よりも大きい期間では高電圧状態（出力が「Ｈ」）となり、ｄＷＣＯＭの
方が三角波よりも小さい期間では低電圧状態（出力が「Ｌ」）となるようなＭＣＯＭが出
力される。尚、ＭＣＯＭが「Ｈ」となる時間比率は、「デューティー比（あるいはオンデ
ューティー比）」と呼ばれる。変調回路２３０によって得られたＭＣＯＭは、デジタル電
力増幅器２４０に入力される。詳細な構成については後述するが、デジタル電力増幅器２
４０は、電源と、プッシュ・プル接続された２つのスイッチ素子（ＭＯＳＦＥＴなど）と
、グランドＧＮＤとが、この順序で直列に接続されている。ＭＣＯＭの出力がＯＮの場合
は、電源側のスイッチ素子がＯＮになり、グランドＧＮＤ側のスイッチ素子がＯＦＦにな
って、電源の電圧ＶｄｄがＡＣＯＭとして出力される。また、ＭＣＯＭの出力がＯＦＦの
場合は、電源側のスイッチ素子がＯＦＦになり、グランドＧＮＤ側のスイッチ素子がＯＮ
になってグランドＧＮＤの電圧０がＡＣＯＭとして出力される。その結果、変調回路２３
０の動作電圧とグランドＧＮＤとの間でパルス波状に変化するＭＣＯＭが、電源の電圧Ｖ
ｄｄとグランドＧＮＤの電圧０との間でパルス波状に変化するＡＣＯＭに電力増幅される
。この増幅では、プッシュ・プル接続された２つのスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦを切り換
えているだけなので、アナログ波形を増幅する場合に比べれば、電力損失を抑制すること
が可能である。

こうして電力増幅されたＡＣＯＭ（電力増幅変調信号）は、ＬＣ回路によって構成され
る平滑フィルター２５０を通すことによってＣＯＭ（駆動信号）に変換され、圧電素子１
１６に印加される。また、ＣＯＭは演算回路２２０に負帰還されるが、平滑フィルター２
５０を通過することによって、ＣＯＭはＷＣＯＭに対して位相が遅れている。そこで、Ｃ
ＯＭを単純に負帰還させるのではなく、コンデンサーと抵抗とによって構成された位相進
み補償回路２６０を通して位相を進ませる補償（位相進み補償）を行い、得られた信号を
ｄＣＯＭとして演算回路２２０に負帰還させるようになっている。

Ａ−３．デジタル電力増幅器で電力損失が発生するメカニズム ：
上述したように、デジタル電力増幅器２４０は、大きな電力損失を伴うことなく、変調
信号（ＭＣＯＭ）を電力増幅してＡＣＯＭを生成することが可能である。しかし、デジタ
ル電力増幅器２４０でも、ある条件が成立すると電力増幅時に大きな電力損失が発生する
ことがある。

図３は、デジタル電力増幅器２４０で電力損失が発生する様子を示した説明図である。
図示されるように、たとえば負荷に対して一定電圧を出力する場合には、変調信号のデュ
ーティー比が上限付近になると急激に電力損失が増加する。変調信号のデューティー比が
下限付近になった場合にも急激に電力損失が増加する。このような現象が生じると、ＷＣ
ＯＭを変調してＭＣＯＭに変換してから増幅している意味が無くなってしまうので対策が
必要となる。そのためには、このような現象が生じるメカニズムを明らかにしなければな
らない。

図４は、デジタル電力増幅器２４０の内部構成を示した回路図である。図示されるよう
に、デジタル電力増幅器２４０は、プッシュ・プル接続された２つのスイッチ素子Ｓ１，
Ｓ２を中心として構成されており、一方のスイッチ素子Ｓ１には電源Ｖｄｄが接続され、
他方のスイッチ素子Ｓ２にはグランドＧＮＤが接続されている。尚、電源Ｖｄｄが本発明
の「第１の電圧発生源」に対応し、グランドＧＮＤが本発明の「第２の電圧発生源」に対
応する。また、スイッチ素子Ｓ１が本発明の「第１のスイッチ素子」に対応し、スイッチ
素子Ｓ２が本発明の「第２のスイッチ素子」に対応する。

更に、スイッチ素子Ｓ１には、グランドＧＮＤ側から電源Ｖｄｄ側に向かって電流が流
れることを許容する向きの還流ダイオードＤ１が並列に接続され、スイッチ素子Ｓ２にも
、グランドＧＮＤ側から電源Ｖｄｄ側に向かって電流が流れることを許容する向きの還流
ダイオードＤ２が並列に接続されている。従って、還流ダイオードＤ１が本発明の「第１
のダイオード」に対応し、還流ダイオードＤ２が本発明の「第２のダイオード」に対応す
る。また、還流ダイオードＤ１，Ｄ２には、端子間に寄生容量が存在する。図４では、還
流ダイオードＤ１に存在する寄生容量を寄生容量Ｃ１と表し、還流ダイオードＤ２に存在
する寄生容量を寄生容量Ｃ２と表している。尚、スイッチ素子Ｓ１，Ｓ２としては、ＭＯ
ＳＦＥＴやＩＧＢＴなどの素子を用いることができる。

ゲートドライバー２４２は、変調回路２３０から供給されるＭＣＯＭに基づいて、スイ
ッチ素子Ｓ１を駆動するための駆動信号Ｖｇ１、およびスイッチ素子Ｓ２を駆動するため
の駆動信号Ｖｇ２を出力する。そして、高電圧状態（以下では、「Ｈ」と表記する）の駆
動信号Ｖｇ１が出力されるとスイッチ素子Ｓ１がＯＮ（導通状態）となり、低電圧状態（
以下では、「Ｌ」と表記する）の駆動信号Ｖｇ１が出力されるとスイッチ素子Ｓ１がＯＦ
Ｆ（非導通状態）となる。スイッチ素子Ｓ２についても同様に、駆動信号Ｖｇ２が「Ｈ」
になるとスイッチ素子Ｓ２がＯＮになり、駆動信号Ｖｇ２が「Ｌ」になるとスイッチ素子
Ｓ２がＯＦＦになる。ゲートドライバー２４２が駆動信号Ｖｇ１，Ｖｇ２を出力する処理
の詳細については後述する。

図５は、デジタル電力増幅器２４０が電力増幅する動作を示した説明図である。図５（
ａ）は、スイッチ素子Ｓ１がＯＦＦでスイッチ素子Ｓ２がＯＮであるから、ＡＣＯＭとし
て電圧０が出力されている状態を表している。尚、この状態（ＡＣＯＭが電圧０である状
態）が、本発明の「第２の状態」に対応する。また、図５（ｄ）は、スイッチ素子Ｓ１が
ＯＮでスイッチ素子Ｓ２がＯＦＦであるから、ＡＣＯＭとして電圧Ｖｄｄが出力されてい
る状態を表している。尚、この状態（ＡＣＯＭが電圧Ｖｄｄである状態）が、本発明の「
第１の状態」に対応する。デジタル電力増幅器２４０が平滑フィルター２５０に対してＡ
ＣＯＭを出力する際には、これら２つの状態が交互に切り換わる。尚、以下では、スイッ
チ素子Ｓ１がＯＦＦでスイッチ素子Ｓ２がＯＮの状態（ＡＣＯＭとして電圧０が出力され
ている状態）を、「ＡＣＯＭがＬの状態」と称し、逆に、スイッチ素子Ｓ１がＯＮでスイ
ッチ素子Ｓ２がＯＦＦの状態（ＡＣＯＭとして電圧Ｖｄｄが出力されている状態）を、「
ＡＣＯＭがＨの状態」と称することがあるものとする。

また、２つのスイッチ素子Ｓ１，Ｓ２が同時にＯＮになると、電源Ｖｄｄからグランド
ＧＮＤに向かって大きな突入電流が流れてスイッチ素子Ｓ１，Ｓ２に損傷を与える。そこ
で、こうしたことを回避するために、ＡＣＯＭが「Ｈ」の状態と「Ｌ」の状態とを切り換
える際には、スイッチ素子Ｓ１およびスイッチ素子Ｓ２が何れもＯＦＦとなる期間（デッ
ドタイム期間）を経由して切り換えるようになっている。図５（ｂ）は、ＡＣＯＭがＬか
らＨに切り換わる際のデッドタイム期間の状態を示しており、図５（ｅ）は、ＡＣＯＭが
ＬからＨに切り換わる際のデッドタイム期間の状態を示している。尚、デッドタイム期間
の状態が、本発明の「第３の状態」に対応する。

ここで、図５（ａ）に示した状態（ＡＣＯＭがＬの状態）に着目すると、この状態では
、還流ダイオードＤ１の一方の端子は電圧Ｖｄｄに接続され、他方の端子はグランドＧＮ
Ｄに接続されている。従って、還流ダイオードＤ１の寄生容量Ｃ１には電荷が蓄積（充電
）される。また、還流ダイオードＤ２の寄生容量Ｃ２については、何れの端子もグランド
ＧＮＤに接続されているので、電荷が蓄積されることはない。この状態からデッドタイム
期間になると、図５（ｂ）に示すように、スイッチ素子Ｓ２がＯＦＦになる。

そしてデッドタイム期間が経過すると、今度はスイッチ素子Ｓ１がＯＮになる。ここで
、還流ダイオードＤ２の寄生容量Ｃ２のハイ側（電源Ｖｄｄに近い側）の端子に着目する
と、図５（ａ）に示した状態では、還流ダイオードＤ２の寄生容量Ｃ２のハイ側の端子は
グランドＧＮＤに接続されており、図５（ｂ）の状態でもグランドＧＮＤの電圧に保たれ
ている。一方、還流ダイオードＤ１の寄生容量Ｃ１には電荷が蓄えられているから、スイ
ッチ素子Ｓ１をＯＮにした瞬間に、寄生容量Ｃ１に蓄えられていた電荷が還流ダイオード
Ｄ２の寄生容量Ｃ２に流入する。図５（ｄ）には、寄生容量Ｃ１から寄生容量Ｃ２に向か
って流れる電流を、破線の矢印で表している。このときの電流がスイッチ素子Ｓ１で抵抗
損失を発生させる。また、還流ダイオードＤ１の寄生容量Ｃ１に蓄えられていた電荷だけ
では、還流ダイオードＤ２の寄生容量Ｃ２のハイ側の端子電圧をＶｄｄまで上昇させるこ
とができなかった場合は、電源Ｖｄｄから電荷が供給される。このときの電流もスイッチ
素子Ｓ１で抵抗損失を発生させる。

このようにして還流ダイオードＤ２の寄生容量Ｃ２に電荷が流れ込むと、最終的には図
５（ｄ）に示した状態（ＡＣＯＭがＨの状態）となる。この状態では、還流ダイオードＤ
２の寄生容量Ｃ２のハイ側の端子は電源Ｖｄｄに接続され、ロー側（ハイ側とは反対側）
の端子はグランドＧＮＤに接続されているので電荷が蓄積（充電）されている。また、還
流ダイオードＤ１の寄生容量Ｃ１の端子は何れも電源Ｖｄｄに接続されているので電荷が
蓄積されることはない。

以上では、図５（ａ）の状態（ＡＣＯＭがＬの状態）から図５（ｄ）の状態（ＡＣＯＭ
がＨの状態）に切り換える場合について説明したが、今度は逆に、図５（ｄ）の状態（Ａ
ＣＯＭがＨの状態）から図５（ａ）の状態（ＡＣＯＭがＬの状態）に切り換える場合につ
いて説明する。図５（ｄ）の状態からデッドタイム期間になると、図５（ｅ）に示すよう
に、スイッチ素子Ｓ１をＯＦＦにする。この状態では、還流ダイオードＤ２の寄生容量Ｃ
２には電荷が蓄えられて、ハイ側の端子電圧がＶｄｄとなっている。そしてデッドタイム
期間が経過するとスイッチ素子Ｓ２がＯＮになる。すると、還流ダイオードＤ２の寄生容
量Ｃ２のハイ側の端子がグランドＧＮＤに接続された状態となるので、寄生容量Ｃ２に貯
まっていた電荷がグランドＧＮＤに排出される。図５（ｄ）には、寄生容量Ｃ２からグラ
ンドＧＮＤに向かって流れる電流を、破線の矢印で表している。このときの電流がスイッ
チ素子Ｓ２で抵抗損失を発生させる。

また、還流ダイオードＤ１の寄生容量Ｃ１のハイ側の端子は電源Ｖｄｄに接続されてい
るので、還流ダイオードＤ２の寄生容量Ｃ２に貯まっていた電荷がグランドＧＮＤに排出
されて、寄生容量Ｃ２のハイ側端子の電圧が低下するに従って、還流ダイオードＤ１の寄
生容量Ｃ１には電荷が蓄積（充電）されていき、最終的には、図５（ａ）に示した状態と
なる。

以上は、デジタル電力増幅器２４０に平滑フィルター２５０が接続されていないものと
して説明した。しかし、図１に示したようにデジタル電力増幅器２４０には平滑フィルタ
ー２５０が接続されているので、このことによる影響も考慮する必要がある。そこで、先
ず始めに、一般的な平滑フィルターに一定電圧を急に印加したときの挙動や、平滑フィル
ターに印加されている電圧を急に０に落としたときの挙動について検討する。

図６は、コイルとコンデンサーとによって構成される一般的な平滑フィルターに、一定
周期Ｔで電圧Ｅと電圧０とに切り換わる電圧を印加した時に、一般的な平滑フィルターの
コイルに流れる電流を示している。本実施例のデジタル電力増幅器２４０の出力（ＡＣＯ
Ｍ）は、電圧ＶｄｄとグランドＧＮＤの電圧とを繰り返すから、図５の電圧Ｅを電圧Ｖｄ
ｄと読み替えれば、本実施例の平滑フィルター２５０に適用することができる。

一定周期Ｔの中で電圧Ｅ（電圧Ｖｄｄに対応）を印加している時間をｔ_ｏｎとすると、
デューティー比Ｄは、ｔ_ｏｎ／Ｔ（パーセント表示の場合は１００×ｔ_ｏｎ／Ｔ）となる
。また、平滑フィルター２５０から出力される出力電圧Ｖｏｕｔ（ＣＯＭに相当）は、ほ
ぼ、Ｄ×Ｅによって決まる電圧となる。そして、このときにコイルには、電圧Ｅが印加さ
れている期間では、電流がマイナス（電源側に逆流している状態）からほぼ直線的に増加
してプラス（グランドＧＮＤに向けて流れる状態）に転じ、印加される電圧が電圧０にな
っている期間では、プラスからほぼ直線的に減少してマイナスに転じるようなノコギリ刃
状の電流が流れる。

また、負荷駆動回路２００によって駆動される対象が、圧電素子やコンデンサーのよう
な容量性負荷であった場合には、平滑フィルター２５０の出力電圧（ＣＯＭ）が一定の条
件では、一周期の間でコンデンサーに出入りする電荷が等しいから、プラス側への振幅の
最大値とマイナス側への振幅の最大値とは等しくなる。

図７には、平滑フィルター２５０のコイルに流れる電流Ｉの算出式が示されている。図
７（ａ）は、電圧Ｅ（電圧Ｖｄｄに対応）を印加している期間について示したものであり
、図７（ｂ）は、印加する電圧を電圧０に落としている期間について示したものである。
電圧Ｅを印加している期間にコイルに流れる電流Ｉは、図７（ａ）中の回路図で示される
。平滑フィルター２５０を構成するコイルのインダクタンスをＬ、コンデンサーのキャパ
シタンスをＣ、コイルに流れる初期電流（電圧Ｅ印加時に流れていた電流）をＩ_０、コン
デンサーの初期電圧（電圧Ｅの印加時でのコンデンサーの端子間電圧）をＥ_０とすると、
電圧Ｅと、電流Ｉとの間には、（１）式で示した微分方程式が成立し、この方程式を解く
と電流Ｉは（２）式によって求められる。ここで、ω_０は、平滑フィルター２５０の共振
周波数（＝１／√（ＬＣ））である。そして、電圧Ｅが印加されている時間ｔ_ｏｎは平滑
フィルター２５０の共振周期に比べると十分に短いから、ｃｏｓω_０ｔはほぼ１とみなす
ことができ、ｓｉｎω_０ｔはほぼω_０ｔとみなすことができる。すると（２）式は、（３
）式で近似することができ、電流Ｉは時間ｔの経過とともに直線的に増加することが分か
る。

平滑フィルター２５０に印加する電圧が電圧０に落とされている期間についても同様で
ある。すなわち、印加する電圧を電圧０に落としている期間にコイルに流れる電流Ｉは、
図７（ｂ）中の回路図で示すことができ、印加する電圧は０であるから、電流Ｉは（４）
式で示した微分方程式が成立する。そしてこの方程式を解くと、印加する電圧が電圧０の
期間に流れる電流Ｉは（５）式によって求められる。また、ｓｉｎω_０ｔをω_０ｔとみな
して、ｃｏｓω_０ｔを１とみなすと、電流Ｉは（６）式で近似することができる。従って
、印加する電圧が電圧０に落とされている期間では、電流Ｉは時間ｔの経過とともに直線
的に減少することが分かる。

また、図６に示したように、電圧Ｅを印加した瞬間（ｔ＝０）では、電流Ｉ＝−ＩＡで
あるから、（３）式より、Ｉ_０＝−ＩＡとなる。更に、初期電圧Ｅ_０は、図６の出力電圧
Ｖｏｕｔ（＝Ｄ×Ｅ。負荷駆動回路２００のＣＯＭに相当）に等しいから、これらを（３
）式に代入して整理すると、コイルに流れる電流の振幅ＩＡは、図８（ａ）に示した（７
）式によって示される。（７）式に示されるように、電流の振幅ＩＡはデューティー比Ｄ
の二次関数であり、図８（ｂ）に示すように、Ｄ＝０．５（デューティー比Ｄが５０％）
の時に最大値となる。

以上のことから次のようなことが分かる。デジタル電力増幅器２４０のＡＣＯＭを平滑
フィルター２５０で平滑化して、一定のＣＯＭを負荷に印加する場合（デューティー比が
一定の場合）、平滑フィルター２５０のコイルには、図６に示したようなノコギリ刃状の
電流が流れる。電流の振幅がプラス側に最大となるのは、デジタル電力増幅器２４０のＡ
ＣＯＭが「Ｈ」から「Ｌ」の状態に切り換わる瞬間であり、マイナス側に最大となるのは
、ＡＣＯＭが「Ｌ」から「Ｈ」の状態に切り換わる瞬間である。また、電流Ｉの絶対値（
すなわち振幅ＩＡ）は、デューティー比Ｄが５０％の時に最大となり、デューティー比Ｄ
が５０％から小さくなるにつれて、あるいは５０％から大きくなるにつれて、振幅ＩＡは
小さくなる。

デジタル電力増幅器２４０に平滑フィルター２５０を接続すると、平滑フィルター２５
０のコイルに流れる電流Ｉがこのような挙動をすることを踏まえた上で、平滑フィルター
２５０が接続された状態でのデジタル電力増幅器２４０の動作について考える。

図９は、図５（ａ）の状態（ＡＣＯＭがＬの状態）から、図５（ｄ）の状態（ＡＣＯＭ
がＨの状態）に切り換わる際のデッドタイム期間中に発生する現象を示した説明図である
。図９（ａ）に示されるように、ＡＣＯＭがＬの状態（スイッチ素子Ｓ１がＯＦＦで、ス
イッチ素子Ｓ２がＯＮの状態）では、還流ダイオードＤ１の寄生容量Ｃ１には電荷が蓄え
られている。また、図８を用いて前述したように、ＡＣＯＭがＬからＨに切り換わる直前
には、平滑フィルター２５０のコイルからデジタル電力増幅器２４０に向かって大きさＩ
Ａの電流が流れている。図９（ａ）では、コイルからの電流が流れる様子が、破線の矢印
によって表されている。

この状態から、デッドタイム期間ではスイッチ素子Ｓ１，Ｓ２を何れもＯＦＦの状態に
する。すると、平滑フィルター２５０のコイルには、自己誘導現象によって電流をそのま
ま流し続けようとする方向に起電力が発生する。しかし、スイッチ素子Ｓ２はＯＦＦに切
り換わっているので、こちらを流れることはできない。その一方で、還流ダイオードＤ２
の寄生容量Ｃ２には電荷が全く蓄えられていないので、この寄生容量Ｃ２がコイルの逆起
電力によって充電される。また、還流ダイオードＤ１の寄生容量Ｃ１については、コイル
の逆起電力が発生する結果、寄生容量Ｃ１のロー側（電源Ｖｄｄの反対側）の端子電圧が
上昇するので、ハイ側の端子との端子間電圧が小さくなる。その結果、還流ダイオードＤ
１の寄生容量Ｃ１に蓄えられていた電荷が電源Ｖｄｄに回生される。図９（ｂ）に示した
破線の矢印は、還流ダイオードＤ２の寄生容量Ｃ２に電荷が充電され、還流ダイオードＤ
１の寄生容量Ｃ１に蓄えられていた電荷が回生される様子を表している。

そして、図９（ｃ）に示すように、還流ダイオードＤ１の寄生容量Ｃ１に蓄えられてい
た電荷を全て回生し、スイッチ素子Ｓ２のハイ側の端子電圧が電圧Ｖｄｄに達するまで寄
生容量Ｃ２に電荷を蓄えた後に、スイッチ素子Ｓ１をＯＮにしてやる。こうすれば、図５
を用いて前述したように、ＡＣＯＭの出力をＬからＨの状態に切り換える際に生じる電力
損失は全く生じない。すなわち、図９（ａ）の状態を、デッドタイム期間の間に図９（ｃ
）の状態まで持って行くことができれば、電力損失の発生を回避することができる。ＡＣ
ＯＭの出力をＨからＬの状態に切り換える場合にも、同様なことが当て嵌まる。

図１０は、図５（ｄ）の状態（ＡＣＯＭがＨの状態）から、図５（ａ）の状態（ＡＣＯ
ＭがＬの状態）に切り換わる際のデッドタイム期間中に発生する現象を示した説明図であ
る。図１０（ａ）に示されるように、ＡＣＯＭがＨの状態（スイッチ素子Ｓ１がＯＮで、
スイッチ素子Ｓ２がＯＦＦの状態）では、還流ダイオードＤ２の寄生容量Ｃ２に電荷が蓄
えられる。また、図６を用いて前述したように、ＡＣＯＭの出力がＨからＬの状態に切り
換わる直前には、デジタル電力増幅器２４０から平滑フィルター２５０のコイルに向かっ
て大きさがＩＡの電流が流れている。図１０（ａ）では、デジタル電力増幅器２４０の電
源Ｖｄｄからコイルに向かって電流が流れる様子が、破線の矢印によって表されている。

この状態から、デッドタイム期間ではスイッチ素子Ｓ１，Ｓ２を何れもＯＦＦの状態に
する。すると、平滑フィルター２５０のコイルには自己誘導現象によって、電流をそのま
ま流し続けようとする方向に逆起電力が発生する。しかし、スイッチ素子Ｓ１はＯＦＦに
切り換わっているので、電源Ｖｄｄから電荷を供給することができず、その一方で、還流
ダイオードＤ２の寄生容量Ｃ２には端子間電圧がＶｄｄの電荷が蓄えられているので、こ
の電荷がコイルに向かって供給される。また、これに伴ってスイッチ素子Ｓ２のハイ側の
端子電圧が低下するので、還流ダイオードＤ１の寄生容量Ｃ１の端子間電圧が増加し、そ
の結果として寄生容量Ｃ１に電荷が蓄えられることになる。図１０（ｂ）に示した破線の
矢印は、還流ダイオードＤ２の寄生容量Ｃ２に電荷が蓄えられていた電荷が回生され、還
流ダイオードＤ１の寄生容量Ｃ１に電荷が充電される様子を表している。

そして、図１０（ｃ）に示すように、還流ダイオードＤ２の寄生容量Ｃ２に蓄えられて
いた電荷を全て回生し、スイッチ素子Ｓ１の端子間電圧が電圧Ｖｄｄに達するまで寄生容
量Ｃ１に電荷を蓄えた後に、スイッチ素子Ｓ２をＯＮにしてやる。こうすれば、図５を用
いて前述したように、ＡＣＯＭをＨからＬに切り換える際に生じる電力損失は全く生じな
い。すなわち、図１０（ａ）の状態を、デッドタイム期間の間に図１０（ｃ）の状態まで
持って行くことができれば、電力損失の発生を回避することができる。

このように、ＡＣＯＭの出力を切り換えたときに、平滑フィルター２５０のコイルで大
きな逆起電力が発生して、デッドタイム期間中に寄生容量Ｃ１，Ｃ２での電荷の回生およ
び充電が完了していれば、デジタル電力増幅器２４０で発生する電力損失を大幅に抑制す
ることができる。図３に示した現象、すなわちデューティー比が下限付近の場合や逆に上
限付近の場合に、負荷駆動回路２００での電力損失が急激に増加する現象は、コイルで十
分な大きさの逆起電力を発生させることができなくなったため、デッドタイム期間内に寄
生容量での電荷の回生および充電が完了できなかったことが原因で生じたものと考えられ
る。

Ａ−４．デジタル電力増幅器での電力損失を回避するメカニズム ：
図１１には、デッドタイム期間内に寄生容量での電荷の回生および充電が完了できた場
合と、完了できなかった場合とについて、デジタル電力増幅器２４０の動作が切り換わる
様子が示されている。図１１（ａ）はデッドタイム期間内に余裕を持って電荷の回生およ
び充電が完了した場合を示し、図１１（ｂ）はデッドタイム期間内ちょうどで電荷の回生
および充電が間に合った場合を示し、図１１（ｃ）はデッドタイム期間内に電荷の回生お
よび充電が完了しなかった場合を示している。

先ず始めに、最も単純な場合である図１１（ｂ）の場合について説明する。デジタル電
力増幅器２４０から出力されるＭＣＯＭがＬの状態からデッドタイム期間に切り換わる直
前では、図６に示したようにコイルの電流Ｉはマイナス方向（デジタル電力増幅器２４０
に向かって逆流する方向）に流れている。また、デジタル電力増幅器２４０が出力するＡ
ＣＯＭの電圧は０である。この状態を、状態［Ａ］と呼ぶことにする。続いて、スイッチ
素子Ｓ２をＯＦＦに切り換えてデッドタイム期間に移行すると、図９（ｂ）を用いて前述
したように、コイルの逆起電力によって還流ダイオードＤ２の寄生容量Ｃ２が充電され、
それに伴って、デジタル電力増幅器２４０が出力するＡＣＯＭが上昇し、デッドタイム期
間が終了する時に、ちょうど電圧Ｖｄｄに達する。コイルの逆起電力によって還流ダイオ
ードＤ２の寄生容量Ｃ２が充電されて、ＡＣＯＭが上昇している状態を、状態［Ｂ］と呼
ぶことにする。

デッドタイム期間を終了して、デジタル電力増幅器２４０が出力するＡＣＯＭがＨの状
態になると、図６を用いて前述したように、初めのうちはコイルにマイナス方向（コイル
からデジタル電力増幅器２４０に逆流する方向）の電流が流れているが、途中で電流の向
きが逆転して、プラス方向（デジタル電力増幅器２４０からコイルに向かう方向）に電流
が流れるようになる。ＡＣＯＭが電圧Ｖｄｄで、コイルにマイナス方向の電流が流れてい
る状態を、状態［Ｃ］と呼び、コイルの電流が逆転してプラス方向の電流が流れるように
なった状態を、状態［Ｄ］と呼ぶことにする。

その後、ＡＣＯＭがＨの状態から、スイッチ素子Ｓ１をＯＦＦに切り換えてデッドタイ
ム期間に移行すると、図１０（ｂ）を用いて前述したように、コイルの逆起電力によって
還流ダイオードＤ２の寄生容量Ｃ２の電荷が回生され、還流ダイオードＤ１の寄生容量Ｃ
１に電荷が充電されて、それに伴ってＡＣＯＭが低下する。そして、デッドタイム期間が
終了する時に、ちょうど電圧０まで低下する。コイルの逆起電力によって還流ダイオード
Ｄ２の寄生容量Ｃ２から電荷が回生されて、ＡＣＯＭが低下している状態を、状態［Ｅ］
と呼ぶことにする。

デッドタイム期間を終了して、ＡＣＯＭがＬの状態になると、図６を用いて前述したよ
うに、初めのうちはコイルにプラス方向の電流が流れているが、途中で電流の向きが逆転
して、マイナス方向に電流が流れるようになる。ＡＣＯＭが電圧０で、コイルにプラス方
向の電流が流れている状態を、状態［Ｆ］と呼ぶことにする。また、コイルにマイナス方
向の電流が流れている状態は、前述した状態［Ａ］である。

以上では、デッドタイム期間内で、寄生容量Ｃ１，Ｃ２での電荷の回生と充電とがちょ
うど完了した場合に、デジタル電力増幅器２４０の動作が切り換わる様子について説明し
た。これに対して、デッドタイム期間内で、寄生容量Ｃ１，Ｃ２での電荷の回生と充電と
が余裕を持って完了する場合には、デジタル電力増幅器２４０の動作は図１１（ａ）に示
すように切り換わる。

先ず、デジタル電力増幅器２４０が出力するＡＣＯＭがＬの状態の時は、前述した状態
［Ａ］となっており、デッドタイム期間に切り換わると状態［Ｂ］、すなわち、コイルの
逆起電力によって還流ダイオードＤ２の寄生容量Ｃ２が充電されて、ＡＣＯＭが上昇して
いく状態となる。そして、コイルで十二分な大きさの逆起電力が発生している場合は、デ
ッドタイム期間が終了する前に、還流ダイオードＤ２の寄生容量Ｃ２への充電が完了し（
すなわち、寄生容量のハイ側の端子電圧が電圧Ｖｄｄに達し）て、それ以降は、還流ダイ
オードＤ１を通って、電荷が電源Ｖｄｄに逆流する状態となる。このような状態を、状態
［Ｇ］と呼ぶ。状態［Ｇ］では、デジタル電力増幅器２４０が出力するＡＣＯＭは、還流
ダイオードＤ１の電圧降下分だけ、電圧Ｖｄｄよりも高くなる。

その後、ＡＣＯＭがＨの状態では、前述した状態［Ｃ］（ＡＣＯＭが電圧Ｖｄｄで、コ
イルの電流がマイナスの状態）から、前述した状態［Ｄ］（ＡＣＯＭが電圧Ｖｄｄで、コ
イルの電流がプラスの状態）へと推移した後、デッドタイム期間になると、前述した状態
［Ｅ］（コイルの逆起電力によって還流ダイオードＤ２の寄生容量Ｃ２の電荷が回生され
て、ＡＣＯＭが低下していく状態）となる。そして、この場合も、コイルで十二分な大き
さの逆起電力が発生している場合は、デッドタイム期間が終了する前に、還流ダイオード
Ｄ２の寄生容量Ｃ２からの電荷の回生が完了し（すなわち、寄生容量のハイ側の端子電圧
が電圧０まで低下し）て、それ以降は、還流ダイオードＤ２を介してグランド側から電荷
を吸い出す状態となる。このような状態を、状態［Ｈ］と呼ぶ。状態［Ｈ］では、ＡＣＯ
Ｍは、還流ダイオードＤ２の電圧降下分だけ、電圧０よりも低くなる。

これに対して、コイルで発生する逆起電力が不足しているために、デッドタイム期間内
では、寄生容量Ｃ１，Ｃ２での電荷の回生と充電とが完了しない場合には、デジタル電力
増幅器２４０の動作は図１１（ｃ）に示すように切り換わる。ＡＣＯＭがＬの状態からデ
ッドタイム期間に切り換わって、デッドタイム期間が終了するまでの動作は、図１１（ａ
）あるいは図１１（ｂ）を用いて前述した動作と同様である。すなわち、状態［Ａ］から
状態［Ｂ］へと切り換わる。

しかし、コイルで発生する逆起電力の大きさが不足していると、デッドタイム期間が終
了しても、還流ダイオードＤ２の寄生容量Ｃ２への充電が完了しない（すなわち、寄生容
量Ｃ２のハイ側の端子電圧が電圧Ｖｄｄに達しない）。同様に、還流ダイオードＤ１の寄
生容量Ｃ１からの電荷の回生も完了しない。このため、図５（ａ）の状態から図５（ｄ）
の状態に切り換えた場合と同様に、スイッチ素子Ｓ１で抵抗による電力損失が発生する。
また、デッドタイム期間が終了してもデジタル電力増幅器２４０の出力するＡＣＯＭが電
圧Ｖｄｄに達していないから、スイッチ素子Ｓ１がＯＮに切り換わることで、ＡＣＯＭが
電圧Ｖｄｄまで上昇するようになる。このような状態を、状態［Ｉ］と呼ぶ。

また、コイルで発生する逆起電力の大きさが不足していると、ＡＣＯＭをＨからＬに切
り換える時にも同様な現象が発生する。すなわち、ＡＣＯＭがＨの状態からデッドタイム
期間に切り換えることに伴って、状態［Ｄ］から状態［Ｅ］に切り換わる。しかし、コイ
ルで発生する逆起電力の大きさが不足していると、デッドタイム期間が終了しても、還流
ダイオードＤ２の寄生容量Ｃ２からの電荷の回生が完了しない（すなわち、寄生容量Ｃ２
のハイ側の端子電圧が電圧０まで低下しない）。このため、図５（ｄ）の状態から図５（
ａ）の状態に切り換えた場合と同様に、スイッチ素子Ｓ２で抵抗による電力損失が発生す
る。また、デッドタイム期間が終了してもＡＣＯＭが電圧０まで低下していないから、ス
イッチ素子Ｓ２がＯＮに切り換わった後に、ＡＣＯＭ圧が電圧０まで低下するようになる
。このような状態を、状態［Ｊ］と呼ぶ。

以上に説明したように、デジタル電力増幅器２４０が状態［Ｉ］あるいは状態［Ｊ］に
なると電力損失が発生する。そして、これらの状態は、ＡＣＯＭがＬからＨに、あるいは
ＨからＬに切り換わる度に（従って、パルス変調のキャリア周波数ｆｃに対応する非常に
高い頻度で）発生するから、結果的に、たいへんに大きな電力損失を発生させることにな
る。従って、このようなデジタル電力増幅器２４０での電力損失を回避するためには、状
態［Ｉ］および状態［Ｊ］が発生しないようにすればよい。そこで、これらの状態が発生
しないための条件について検討する。

図１２（ａ）は、状態［Ｉ］および状態［Ｊ］が発生しない条件を説明した図である。
状態［Ｉ］は、状態［Ｂ］でのデッドタイム期間が経過した時に、デジタル電力増幅器２
４０の出力（ＡＣＯＭ）が電圧Ｖｄｄに達していない場合に発生する。換言すれば、状態
［Ｉ］が発生しないための条件は、デッドタイム期間内に、ＡＣＯＭが電圧０から電圧Ｖ
ｄｄ以上に上昇することである。ここで、還流ダイオードＤ１の寄生容量Ｃ１のキャパシ
タンスをＣｄ（Ｈ）、還流ダイオードＤ２の寄生容量Ｃ２のキャパシタンスをＣｄ（Ｌ）
とすると、状態［Ｂ］でのＡＣＯＭの電圧Ｖの上昇は、図１２（ａ）中に示した（８）式
で表示される。尚、（８）式中のＩＡは、デッドタイム期間に切り換わった瞬間にコイル
に流れていた電流の大きさであり、図８中の（７）式によって与えられる。従って、ＡＣ
ＯＭがＬからＨに切り換わる際のデッドタイム期間をＴｄ１とすると、状態［Ｉ］が発生
しないための条件は、Ｔｄ１が、図１２（ｂ）中に示した（１０）式を満足することとな
る。

同様に、状態［Ｊ］は、状態［Ｅ］でのデッドタイム期間が経過した時に、ＡＣＯＭが
電圧Ｖｄｄから電圧０まで低下していない場合に発生する。状態［Ｅ］でのＡＣＯＭの電
圧Ｖの低下は、図１２（ａ）中に示した（９）式で表示される。従って、ＡＣＯＭがＨか
らＬに切り換わる際のデッドタイム期間をＴｄ２として、図８中の（７）式を代入して整
理すると、状態［Ｊ］が発生しないための条件は、Ｔｄ２が、図１２（ｃ）中に示した（
１１）式を満足することとなる。

ここで、Ｃｄ（Ｈ）、Ｃｄ（Ｌ）は、還流ダイオードＤ１，Ｄ２の特性値として予め求
めておくことができる。Ｌは、平滑フィルター２５０のコイルのインダクタンスであり、
Ｖｄｄは、電源Ｖｄｄが発生する電圧であり、ｆｃは変調回路２３０がパルス変調する際
のキャリア周波数である。従って、ＷＣＯＭに対応するデューティー比Ｄが分かれば、（
１０）式および（１１）式を満足させるＴｄ１，Ｔｄ２を容易に決定することができる。
そして、このようにして決定したデッドタイム期間でスイッチ素子Ｓ１，Ｓ２を駆動すれ
ば、たとえデューティー比が上限付近や下限付近の値となっても、デジタル電力増幅器２
４０での電力損失を増加させないようにすることが可能となる。本実施例の負荷駆動回路
２００は、このような原理に基づいて、デジタル電力増幅器２４０での電力損失が増加す
ることを回避している。

Ａ−５．負荷駆動回路の詳細 ：
図１３は、本実施例の負荷駆動回路２００で、デジタル電力増幅器２４０での電力損失
の増加を回避する方法を示した説明図である。図２を用いて前述したように、駆動波形信
号発生回路２１０は、ＣＯＭ（駆動信号）の元となるＷＣＯＭ（駆動波形信号）を出力し
ており、内蔵する波形メモリー２１２にＷＣＯＭのデータを記憶している。

図１３（ｂ）は、波形メモリー２１２にＷＣＯＭのデータが記憶されている様子を示し
た説明図である。図示されるようにＷＣＯＭのデータは、ＷＣＯＭの出力を開始してから
の経過時間と、そのときに出力する電圧値と、デッドタイム期間の時間Ｔｄとが記憶され
ている。また、ＷＣＯＭとして出力する電圧値と、デューティー比Ｄとは一対一の関係と
なる。尚、図１２では、ＡＣＯＭがＬからＨに切り換わるときのデッドタイム期間と、Ａ
ＣＯＭがＨからＬに切り換わるときのデッドタイム期間とを区別していたが、図１２中に
示した（１０）式と（１１）式とを比べれば明らかなように、どちらの場合も必要なデッ
ドタイム期間の時間Ｔｄ１，Ｔｄ２は同じ値となる。そこで、図１３（ｂ）では、ＡＣＯ
ＭがＬからＨに切り換わる場合と、ＨからＬに切り換わる場合とを区別することなく、単
にデッドタイム期間の時間Ｔｄが記憶されている。尚、この波形メモリー２１２が、本発
明の「駆動波形情報記憶手段」に対応する。

駆動波形信号発生回路２１０は、波形メモリー２１２から読み出した電圧値をＷＣＯＭ
として演算回路２２０に出力し、また、その電圧値に対応付けて記憶されていたＴｄを、
デジタル電力増幅器２４０に出力する。すると、デジタル電力増幅器２４０は、変調回路
２３０からのＭＣＯＭに従ってスイッチ素子Ｓ１，Ｓ２を駆動する際に、デッドタイム期
間の継続時間が時間Ｔｄとなるように、以下のような処理を行う。

Ａ−６．スイッチ駆動方法 ：
図１４は、デジタル電力増幅器２４０内のゲートドライバー２４２がスイッチ素子Ｓ１
，Ｓ２を駆動するための行うスイッチ駆動処理のフローチャートである。スイッチ駆動処
理では、先ず始めに、変調回路２３０から受け取ったＭＣＯＭが「Ｈ」であるか否かを判
断する（ステップＳ１００）。その結果、ＭＣＯＭが「Ｈ」であると判断した場合は（ス
テップＳ１００：ｙｅｓ）、デッドタイム期間が経過したか否かに拘わらずスイッチ素子
Ｓ２はＯＦＦにすればよいので、駆動信号Ｖｇ２の出力を「Ｌ」とする（ステップＳ１０
２）。

続いて、駆動信号Ｖｇ１が既に「Ｈ」になっているか否か、換言すれば、スイッチ素子
Ｓ１が既にＯＮに切り換わっているか否かを判断する（ステップＳ１０４）。駆動信号Ｖ
ｇ１が「Ｈ」でなかった場合は（ステップＳ１０４：ｎｏ）、ＭＣＯＭは「Ｈ」になって
いるがスイッチ素子Ｓ１は未だＯＮに切り換わっていないことになるので、駆動波形信号
発生回路２１０から指定されたデッドタイム期間の時間Ｔｄの計時を開始する（ステップ
Ｓ１０６）。そして、時間Ｔｄが経過したか否かを判断し（ステップＳ１０８）、時間Ｔ
ｄが経過していない場合は（ステップＳ１０８：ｎｏ）、そのまま計時を継続する。その
結果、時間Ｔｄが経過したと判断したら（ステップＳ１０８：ｙｅｓ）、駆動信号Ｖｇ１
を「Ｈ」にする（ステップＳ１１０）。その結果、スイッチ素子Ｓ１がＯＮに切り換わっ
て、デッドタイム期間が終了する。これに対して駆動信号Ｖｇ１が既に「Ｈ」になってい
た場合は（ステップＳ１０４：ｙｅｓ）、既にデッドタイム期間が終了して、ＡＣＯＭが
「Ｈ」の状態に切り換わっていると考えられるので、そのまま先頭に戻って、ＭＣＯＭが
「Ｈ」であるか否かを判断して（ステップＳ１００）、上述した続く一連の処理を行う。

この結果、ＭＣＯＭが「Ｌ」に切り換わると、ステップＳ１００では「ｎｏ」と判断す
る。そしてこの場合は、デッドタイム期間が経過したか否かに拘わらずスイッチ素子Ｓ１
はＯＦＦにすればよいので、駆動信号Ｖｇ１の出力を「Ｌ」とする（ステップＳ１１２）
。続いて、駆動信号Ｖｇ２が既に「Ｈ」になっているか否か、換言すれば、スイッチ素子
Ｓ２が既にＯＮに切り換わっているか否かを判断する（ステップＳ１１４）。その結果、
駆動信号Ｖｇ２が既に「Ｈ」になっていた場合は（ステップＳ１１４：ｙｅｓ）、ＭＣＯ
Ｍが「Ｌ」になっていることに対応して、既にスイッチ素子Ｓ２がＯＮに切り換わってい
ることになるので、そのまま先頭に戻って、ＭＣＯＭが「Ｈ」であるか否かの判断を行い
（ステップＳ１００）、上述した続く一連の処理を行う。

これに対して、駆動信号Ｖｇ２が「Ｈ」でなかった場合は（ステップＳ１１４：ｎｏ）
、ＭＣＯＭは「Ｌ」になっているがスイッチ素子Ｓ２は未だＯＮに切り換わっていないこ
とになるので、駆動波形信号発生回路２１０から指定されたデッドタイム期間の時間Ｔｄ
の計時を開始する（ステップＳ１１６）。そして、時間Ｔｄが経過したか否かを判断し（
ステップＳ１１８）、時間Ｔｄが経過していない場合は（ステップＳ１１８：ｎｏ）、そ
のまま計時を継続する。その結果、時間Ｔｄが経過したと判断したら（ステップＳ１１８
：ｙｅｓ）、駆動信号Ｖｇ２を「Ｈ」にする（ステップＳ１２０）。その結果、スイッチ
素子Ｓ２がＯＮに切り換わって、デッドタイム期間が終了する。

図１５は、上述したスイッチ駆動処理によってスイッチ素子Ｓ１，Ｓ２が切り換わる様
子を示した説明図である。図中に示されるように、ＭＣＯＭがＬからＨに切り換わると、
駆動信号Ｖｇ２がＨからＬに切り換わってスイッチ素子Ｓ２がＯＦＦになる。スイッチ素
子Ｓ２がＯＦＦに切り換わった直後は、未だスイッチ素子Ｓ１はＯＦＦのままなので、デ
ッドタイム期間が開始される。

デッドタイム期間では、平滑フィルター２５０のコイルの逆起電力によって、還流ダイ
オードＤ１の寄生容量Ｃ１の回生と共に、還流ダイオードＤ２の寄生容量Ｃ２への充電が
行われ、その結果、ＡＣＯＭが上昇していく。そして、駆動波形信号発生回路２１０から
指定された時間Ｔｄが経過すると、駆動信号Ｖｇ１をＬからＨに切り換えることによって
スイッチ素子Ｓ１をＯＮにする。時間Ｔｄは、図１２中に示した（１０）式あるいは（１
１）式に従って決定されている。このため、デッドタイム期間が開始されてから時間Ｔｄ
が経過すると、寄生容量Ｃ１，Ｃ２での電荷の回生および充電がちょうど完了して、ＡＣ
ＯＭがちょうど電圧Ｖｄｄに達した時点で、スイッチ素子Ｓ１がＯＮに切り換わる。

その結果、寄生容量Ｃ１に貯まっていた電荷がスイッチ素子Ｓ１を流れて電力が損失さ
れることを回避することができる。また、寄生容量Ｃ１，Ｃ２での電荷の回生および充電
が完了してから、スイッチ素子Ｓ１がＯＮに切り換わるまでに時間がかかると、図１１（
ａ）を用いて前述したように還流ダイオードＤ１を電流が流れるが、この時にも還流ダイ
オードＤ１の順方向効果電圧に、流れる電流を乗算した分の電力損失が発生する。本実施
例の負荷駆動回路２００では、寄生容量Ｃ１，Ｃ２での電荷の回生および充電がちょうど
完了したタイミングで、スイッチ素子Ｓ１をＯＮに切り換えることができるので、余分な
還流ダイオードＤ１の電力損失も回避することが可能となる。

ＭＣＯＭがＨからＬに切り換わる場合も、ほぼ同様なことが当て嵌まる。すなわち、Ｍ
ＣＯＭがＬに切り換わったことに伴って、駆動信号Ｖｇ１がＨからＬに切り換わってスイ
ッチ素子Ｓ１がＯＦＦになる。スイッチ素子Ｓ１がＯＦＦになっただけでは、スイッチ素
子Ｓ２がＯＦＦのままなので、デッドタイム期間が開始される。

デッドタイム期間では、平滑フィルター２５０のコイルの逆起電力によって、還流ダイ
オードＤ２の寄生容量Ｃ２の回生と共に、還流ダイオードＤ１の寄生容量Ｃ１への充電が
行われ、その結果、ＡＣＯＭが低下していく。そして、駆動波形信号発生回路２１０から
指定された時間Ｔｄが経過すると、寄生容量Ｃ１，Ｃ２での電荷の回生および充電がちょ
うど完了して、ＡＣＯＭがちょうど電圧０まで低下するので、このタイミングで、駆動信
号Ｖｇ２をＬからＨに切り換えることによってスイッチ素子Ｓ２をＯＮにする。その結果
、寄生容量Ｃ２に貯まっていた電荷がスイッチ素子Ｓ２を流れて電力が損失されることを
回避することができる。また、負荷駆動回路２００では、寄生容量Ｃ１，Ｃ２での電荷の
回生および充電がちょうど完了したタイミングで、スイッチ素子Ｓ２をＯＮに切り換える
ことができるので、余分な還流ダイオードＤ２の電力損失も回避することが可能となる。

Ｂ．変形例 ：
上述した本実施例の負荷駆動回路２００には幾つかの変形例が存在している。以下では
これらの変形例について簡単に説明する。尚、これら変形例を説明するにあたって、上述
した本実施例の負荷駆動回路２００と異なる構成についてのみ説明し、本実施例と同様な
構成については、同じ番号を付すことによって説明を省略する。

Ｂ−１．第１変形例 ：
上述した実施例では、駆動波形信号発生回路２１０の波形メモリー２１２に時間Ｔｄが
記憶されており、駆動波形信号発生回路２１０が演算回路２２０に向かってＷＣＯＭを出
力することに合わせて、そのＷＣＯＭに対応する時間Ｔｄが、駆動波形信号発生回路２１
０からデジタル電力増幅器２４０に出力されるものとして説明した。しかし、時間Ｔｄは
、図１２中に示した（１０）式あるいは（１１）式を用いて簡単に算出することができる
から、駆動波形信号発生回路２１０からデジタル電力増幅器２４０にＷＣＯＭを出力し、
デジタル電力増幅器２４０がＷＣＯＭから時間Ｔｄを算出するようにしてもよい。

図１６は、第１変形例の負荷駆動回路２００が、デジタル電力増幅器２４０での電力損
失の増加を回避する方法を示した説明図である。図示されるように、第１変形例の負荷駆
動回路２００では、駆動波形信号発生回路２１０がデジタル電力増幅器２４０に向かって
ＷＣＯＭを出力する。デジタル電力増幅器２４０は、受け取ったＷＣＯＭをデューティー
比Ｄに変換し、デューティー比Ｄから図１２中の（１０）式あるいは（１１）式に従って
時間Ｔｄを算出する。そして、ＡＣＯＭをＬからＨ、あるいはＨからＬに切り換える際に
は、デッドタイム期間が時間Ｔｄとなるように、スイッチ素子Ｓ１，Ｓ２を切り換えるよ
うにしてもよい。

Ｂ−２．第２変形例 ：
上述した本実施例あるいは第１変形例では、負荷駆動回路２００が流体噴射装置１００
の圧電素子１１６を駆動するものとして説明した。しかし、インクジェットプリンターで
インクを噴射する噴射ノズルは、アクチュエーターとして圧電素子を利用しているので、
噴射ノズルの圧電素子を駆動する負荷駆動回路２００としても好適に適用することができ
る。

図１７は、インクジェットプリンターに搭載された噴射ヘッド４００の大まかな内部構
造を示した説明図である。噴射ヘッド４００の底面（印刷媒体２に向いている面）には、
インクを噴射する複数の噴射ノズル４０２が設けられている。噴射ノズル４０２はそれぞ
れインク室４０４に接続されており、インク室４０４には、図示しないインクカートリッ
ジから供給されたインクが満たされている。インク室４０４の上には圧電素子４０６が設
けられており、圧電素子４０６にＣＯＭ（駆動信号）を印加すると、圧電素子４０６が変
形してインク室４０４を加圧することによって、噴射ノズル４０２からインクが噴射され
る。

ＣＯＭ（駆動信号）は、インクジェットプリンターに搭載された制御回路４５０の制御
の下で負荷駆動回路２００によって生成される。また、生成されたＣＯＭは、ゲートユニ
ット４６０を介して圧電素子４０６に供給される。ゲートユニット４６０は、複数のゲー
ト素子４６２が並列に接続された回路ユニットであり、ゲート素子４６２は、制御回路４
５０からの制御の下で、個別に導通状態または切断状態とすることが可能である。従って
、負荷駆動回路２００から出力されたＣＯＭは、制御回路４５０によって予め導通状態に
設定されたゲート素子４６２だけを通過して、対応する圧電素子４０６に印加され、その
噴射ノズル４０２からインクが噴射される。

ここで、圧電素子４０６に印加されるＣＯＭは、図１８に示すような波形の信号が用い
られる。すなわち、インクを噴射する前には、圧電素子４０６を初期状態から一旦収縮さ
せるために、ＣＯＭの電圧が上昇し、その後、圧電素子４０６を大きく伸張させるために
、ＣＯＭが大きく低下する。その結果、初期状態の電圧（初期電圧）よりも低くなった後
、再び上昇して、初期電圧に戻る波形となっている。このような波形となっている関係上
、噴射ヘッド４００がインクを噴射していない待機状態でも、圧電素子４０６には比較的
低い初期電圧（すなわち、制御信号Ｖｃのデューティー比が小さな値となる電圧）のＣＯ
Ｍが印加されている。従って、このようなＣＯＭを出力する負荷駆動回路２００に、上述
した本実施例あるいは第１変形例の負荷駆動回路２００を適用すれば、待機状態中にも電
力損失が発生することを回避することが可能となる。

以上、各種の負荷駆動回路２００について説明したが、本発明は上記すべての実施例や
適用例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施す
ることが可能である。例えば、薬剤や栄養剤を内包するマイクロカプセルを形成すること
に用いる流体噴射装置など、医療機器を含む様々な電子機器を駆動するための負荷駆動回
路に対しても、本発明の負荷駆動回路２００を好適に適用することができる。

尚、上述した実施例では、スイッチＳ１と還流ダイオードＤ１、スイッチＳ２と還流ダ
イオードＤ２はそれぞれ異なる素子の場合の説明をしたが、ひとつの素子がスイッチと還
流ダイオードを含んでいる場合においても適用することができる。例えば、スイッチとし
てＭＯＳＦＥＴを用いた場合には、ＭＯＳＦＥＴに内蔵される寄生ダイオードが還流ダイ
オードの役割を果たす。この場合は、本発明におけるスイッチＳ１と還流ダイオードＤ１
、スイッチＳ２と還流ダイオードＤ２が同一素子内に存在していることになる。本発明は
、ＭＯＳＦＥＴのように1つの素子でスイッチと還流ダイオードの役割を果たす素子にお
いても適用することができる。

１００…流体噴射装置、 １１０…脈動発生部、 １１１…ノズル、
１１２…流体噴射管、 １１３…第２ケース、 １１４…第１ケース、
１１５…流体室、 １１６…圧電素子、 １２０…流体供給手段、
１２１…第１接続チューブ、 １２２…第２接続チューブ、 １２３…流体容器、
１３０…制御部、 １５０…配線ケーブル、 ２００…負荷駆動回路、
２１０…駆動波形信号発生回路、 ２１２…波形メモリー、 ２２０…演算回路、
２３０…変調回路、 ２４０…デジタル電力増幅器、 ２４２…ゲートドライバー、
２５０…平滑フィルター、 ２６０…補償回路、 ４００…噴射ヘッド、
４０２…噴射ノズル、 ４０４…インク室、 ４０６…圧電素子、
４５０…制御回路、 ４６０…ゲートユニット、 ４６２…ゲート素子、
Ｓ１…スイッチ素子、 Ｃ１…寄生容量、 Ｄ１…還流ダイオード、
Ｓ２…スイッチ素子、 Ｃ２…寄生容量、 Ｄ２…還流ダイオード

Claims (4)

1. 駆動信号を印加することによって電気的な負荷を駆動する負荷駆動回路であって、
   前記駆動信号の基準となる駆動波形信号を発生する駆動波形信号発生回路と、
   前記駆動波形信号をパルス変調して変調信号を生成する変調回路と、
   該変調信号を電力増幅して電力増幅変調信号を生成するデジタル電力増幅器と、
   前記電力増幅変調信号を平滑化することによって前記駆動信号を生成する平滑フィルターと、を備え、
   前記デジタル電力増幅器は、
   第１の電圧発生源と、
   前記第１の電圧発生源と直列接続される第１のスイッチ素子と、
   前記第１のスイッチ素子と直列接続される第２のスイッチ素子と、
   前記第２のスイッチ素子と直列接続され、前記第１の電圧発生源よりも低い電圧を発生させる第２の電圧発生源と、
   前記第１のスイッチ素子に対して並列に接続されて、該第１のスイッチ素子を逆流する電流をバイパスさせる向きに設けられた第１のダイオードと、
   前記第２のスイッチ素子に対して並列に接続されて、該第２のスイッチ素子を逆流する電流をバイパスさせる向きに設けられた第２のダイオードと、を備え、
   前記デジタル電力増幅器は、前記第１のスイッチ素子がＯＮで前記第２のスイッチ素子がＯＦＦの状態である第１の状態と、該第１のスイッチ素子がＯＦＦで該第２のスイッチ素子がＯＮの状態である第２の状態とを前記変調信号に応じて切り換え、且つ、該第１の状態と該第２の状態とを切り換える際には、該第１のスイッチ素子および該第２のスイッチ素子が何れもＯＦＦの状態である第３の状態を、前記変調信号のデューティ比に応じた継続時間、継続させた後に、該第１の状態または該第２の状態に切り換え、
   前記デューティ比が上限及び下限に近付くにつれて、前記継続時間を長くする、
   負荷駆動回路。
2. 請求項１に記載の負荷駆動回路であって、
   前記継続時間をＴ、前記デューティ比をＤ、前記平滑フィルターのコイルのインダクタンスをＬ、前記第１の電圧発生源が発生する電圧をＶｄｄ、前記変調回路がパルス変調する際のキャリア周波数をｆｃ、前記第１のダイオードの寄生容量のキャパシタンスをＣ（１）、前記第２のダイオードの寄生容量のキャパシタンスをＣ（２）とすると、前記継続時間Ｔが、
   Ｔ≧（２Ｌ・ｆｃ（Ｃ（１）＋（Ｃ（２）））／（Ｄ・（１−Ｄ））
   との条件式を満たす、負荷駆動回路。
3. 請求項１に記載の負荷駆動回路であって、
   前記駆動波形信号発生回路は、前記デジタル電力増幅器に前記駆動波形信号を出力し、
   前記デジタル電力増幅器は、受け取った前記駆動波形信号を前記デューティ比に変換し、前記デューティ比に基づいて前記継続時間を決定する
   負荷駆動回路。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載の負荷駆動回路と、
   液体を供給する流体供給手段と、
   前記流体供給手段から供給された液体が流入する流体室と、前記電気的な負荷であるアクチュエーターと、前記流体室に流入された液体を噴射する噴射ノズルとを有する脈動発生部と
   を備え、
   前記負荷駆動回路から出力される電圧が前記アクチュエーターに印加されることによって、前記流体室に流入された液体が前記噴射ノズルからパルス状に噴射される流体噴射装置。

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