JP2015223798A - Liquid discharge device and driving method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばプリンター等の液体吐出装置、及び、液体吐出装置の駆動方法に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting apparatus such as a printer and a driving method of the liquid ejecting apparatus.
プリンターにおいては、筐体の内部に、インクを記録媒体へ吐出するプリンターヘッド(以下、ヘッドという。)を搭載したキャリッジが設けられており、キャリッジは主走査方向に移動する。ヘッドは駆動制御部により駆動される。ここで駆動制御部とヘッドとが共にキャリッジに搭載されている構成のプリンターが知られている。この種のプリンターにおいては、ヘッドを制御する印刷信号を、筐体に設けられた回路基板で生成する。ここで回路基板からキャリッジへ印刷信号を伝送する必要があるため、回路基板とキャリッジとは、屈曲性の高いフレキシブルフラットケーブル(以下、FFC(Flexible Flat Cable)という。)で連結されている。FFCは、筐体に設置された電力供給源から、キャリッジに搭載された駆動制御部への電力供給にも用いられる。
上述したようにキャリッジは主走査方向に移動する部材であるため、その移動の際に、FFCが機構上の物理的障害となり易い。また、FFCを通じて印刷信号等の制御信号にノイズが乗り易い。これらの問題が存在するため、FFCを用いずに液体吐出装置を構成する技術が望まれている。
上述した事情から、特許文献1には、キャリッジを往復移動させるタイミングベルトを金属等の導電性物質で構成し、タイミングベルトとプーリーとを介してキャリッジの駆動制御部に電力供給を行う液体吐出装置が提案されている。また、この特許文献1に提案されている液体吐出装置では、制御信号については無線通信技術を用いてキャリッジに供給する。
In a printer, a carriage on which a printer head (hereinafter referred to as a head) that discharges ink to a recording medium is mounted is provided inside a casing, and the carriage moves in the main scanning direction. The head is driven by a drive control unit. Here, a printer having a configuration in which a drive control unit and a head are both mounted on a carriage is known. In this type of printer, a print signal for controlling the head is generated by a circuit board provided in the housing. Here, since it is necessary to transmit a print signal from the circuit board to the carriage, the circuit board and the carriage are connected by a flexible flat cable (hereinafter referred to as FFC (Flexible Flat Cable)) having high flexibility. The FFC is also used for power supply from a power supply source installed in the housing to a drive control unit mounted on the carriage.
As described above, since the carriage is a member that moves in the main scanning direction, the FFC tends to be a physical obstacle to the mechanism during the movement. Further, noise is easily applied to a control signal such as a print signal through the FFC. Because of these problems, a technique for configuring a liquid ejection apparatus without using FFC is desired.
In view of the circumstances described above,
しかしながら、導電性物質で構成されたタイミングベルトを用いる場合、通電中のタイミングベルトにミスト化したインク等の異物が付着した場合、短絡による発熱等の危険性がある。また、タイミングベルトにおいて静電気放電(Electro Static Discharge;ESD)と称される放電現象に起因する静電気ノイズが生じた場合、キャリッジへ供給する電力に変動が生じ、電子回路たる駆動制御部の動作が影響を受けてしまう可能性がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、安全性を確保しつつ、FFCを用いずに、筐体に設置された電力供給源から、キャリッジに搭載されたヘッドの駆動制御部へ電力を供給可能な液体吐出装置を提供することを目的とする。
However, when a timing belt made of a conductive material is used, there is a risk of heat generation due to a short circuit when foreign matter such as mist ink adheres to the timing belt that is energized. In addition, when static noise is generated in the timing belt due to a discharge phenomenon called Electro Static Discharge (ESD), the power supplied to the carriage fluctuates, affecting the operation of the drive control unit, which is an electronic circuit. There is a possibility of receiving.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances. A drive control unit for a head mounted on a carriage from a power supply source installed in a casing without using an FFC while ensuring safety. An object of the present invention is to provide a liquid ejecting apparatus capable of supplying electric power to.
以上の課題を解決するために、本発明に係る液体吐出装置の一態様は、液体を吐出するヘッドユニットと、前記ヘッドユニットを搭載し、移動可能なキャリッジと、前記ヘッドユニットから前記液体を吐出する為の電力を供給する電力供給源と、前記電力供給源が設置された筐体と、前記筐体に設置された筐体側導電体と、前記キャリッジに設置されたキャリッジ側導電体と、を備え、前記電力は、前記筐体側導電体と前記キャリッジ側導電体との間の電界結合で形成される結合容量を介して、前記電力供給源から前記キャリッジへ伝送される、ことを特徴とする。
この態様によれば、筐体に設けられた筐体側導電体と、キャリッジに設けられたキャリッジ側導電体との間の電界結合で形成される結合容量を利用して、電力が筐体側からキャリッジ側へワイヤレスで伝送される。従って、キャリッジに搭載されたヘッドユニットへ、FFCを用いずに非接触(無接点)で電力を供給することが可能となる。本態様によれば、このように簡易且つ安全性が高い構成で、FFCを不要とすることが実現する。
In order to solve the above problems, an aspect of the liquid ejection device according to the present invention includes a head unit that ejects liquid, a carriage that includes the head unit and is movable, and ejects the liquid from the head unit. A power supply source for supplying electric power to perform, a housing in which the power supply source is installed, a housing-side conductor installed in the housing, and a carriage-side conductor installed in the carriage, The power is transmitted from the power supply source to the carriage via a coupling capacitor formed by electric field coupling between the housing-side conductor and the carriage-side conductor. .
According to this aspect, the electric power is transferred from the housing side to the carriage using the coupling capacitance formed by the electric field coupling between the housing side conductor provided in the housing and the carriage side conductor provided in the carriage. It is transmitted wirelessly to the side. Therefore, it is possible to supply electric power to the head unit mounted on the carriage in a non-contact (non-contact) manner without using the FFC. According to this aspect, it is possible to eliminate the need for FFC with such a simple and highly secure configuration.
本発明に係る液体吐出装置の他の態様は、上述した液体吐出装置の一態様において、前記筐体側導電体及び前記キャリッジ側導電体は略平板形状を呈し、前記キャリッジ側導電体は、前記キャリッジが移動している期間は、前記筐体側導電体の少なくとも一部と向かい合う、ことを特徴とする。
この態様によれば、筐体側導電体とキャリッジ側導電体とは、一組の略平板形状の導電体である。ここで略平板形状とは、おおよそ平らな板形状をいう。そして、筐体に設けられた筐体側導電体は、キャリッジと共に移動するキャリッジ側導電体と向かい合うように構成されている。これにより、移動するキャリッジのヘッドユニットに対して、筐体側から常に電力を供給し続けることが可能となる。
Another aspect of the liquid ejection apparatus according to the present invention is the above-described aspect of the liquid ejection apparatus, wherein the casing-side conductor and the carriage-side conductor have a substantially flat plate shape, and the carriage-side conductor is the carriage. The period during which the is moving faces at least a part of the housing-side conductor.
According to this aspect, the casing-side conductor and the carriage-side conductor are a set of substantially flat-plate-shaped conductors. Here, the substantially flat plate shape refers to a substantially flat plate shape. The casing-side conductor provided in the casing is configured to face the carriage-side conductor that moves with the carriage. As a result, it is possible to continuously supply power from the housing side to the moving head unit of the carriage.
本発明に係る液体吐出装置の他の態様は、上述した液体吐出装置の一態様において、前記筐体に設置され、前記筐体側導電体と電気的に接続されており、第1の周波数で共振する送信側共振回路と、前記キャリッジに設置され、前記キャリッジ側導電体と電気的に接続されており、第2の周波数で共振する受信側共振回路と、を含み、前記第1の周波数と前記第2の周波数とは略一致する、ことを特徴とする。
この態様によれば、電力の伝送における送信側と受信側とに、略一致する共振周波数の共振回路を設け、電界結合と共に共振現象を利用した電界共鳴によって、高効率で電力を伝送することができる。ここで「前記第1の周波数と前記第2の周波数とは略一致する」とは、第1の周波数と第2の周波数とが完全一致せずとも、完全一致したときとほぼ同様の効果を得ることができる程度に一致すればよいことを意味する。
Another aspect of the liquid ejection apparatus according to the present invention is the above-described aspect of the liquid ejection apparatus, wherein the liquid ejection apparatus is installed in the housing and electrically connected to the housing-side conductor, and resonates at a first frequency. A transmission-side resonance circuit that is installed on the carriage and is electrically connected to the carriage-side conductor and resonates at a second frequency, and includes the first frequency and the The second frequency is approximately the same.
According to this aspect, it is possible to transmit power with high efficiency by electric field resonance using a resonance phenomenon together with electric field coupling by providing resonance circuits having substantially the same resonance frequency on the transmission side and the reception side in power transmission. it can. Here, “the first frequency and the second frequency substantially coincide with each other” means that the first frequency and the second frequency do not completely coincide with each other, but almost the same effect as when the first frequency coincides completely. It means that it only needs to match to the extent that it can be obtained.
本発明に係る液体吐出装置の他の態様は、上述した液体吐出装置の一態様において、前記結合容量は、前記筐体に設置された前記電力供給源から前記キャリッジへ給電する給電経路に設けられている、ことを特徴とする。
この態様によれば、電界結合で形成された結合容量が、キャリッジへの給電経路の少なくとも一部を構成する。これにより、給電経路の一部をワイヤレス化することができるため、FFCを不要とすることができる。
Another aspect of the liquid ejection apparatus according to the present invention is the above-described aspect of the liquid ejection apparatus, wherein the coupling capacitor is provided in a power supply path that supplies power to the carriage from the power supply source installed in the housing. It is characterized by that.
According to this aspect, the coupling capacitance formed by electric field coupling forms at least a part of the power feeding path to the carriage. As a result, a part of the power feeding path can be made wireless, so that FFC can be dispensed with.
本発明に係る液体吐出装置の他の態様は、上述した液体吐出装置の一態様において、前記結合容量は、前記キャリッジから前記筐体に設置された前記電力供給源へ放電する放電経路に設けられる、ことを特徴とする。
この態様によれば、電界結合で形成された結合容量が、キャリッジからの放電経路の少なくとも一部を構成する。これにより、放電経路の一部をワイヤレス化することができるため、FFCを不要とすることができる。
Another aspect of the liquid ejection apparatus according to the present invention is the above-described aspect of the liquid ejection apparatus, wherein the coupling capacitor is provided in a discharge path for discharging from the carriage to the power supply source installed in the housing. It is characterized by that.
According to this aspect, the coupling capacitance formed by electric field coupling constitutes at least a part of the discharge path from the carriage. As a result, part of the discharge path can be made wireless, so that FFC can be dispensed with.
本発明に係る液体吐出装置の他の態様は、上述した液体吐出装置の一態様において、前記ヘッドユニットは、前記液体を吐出するノズルと、前記ノズルに連通する圧力室と、前記圧力室毎に設けられる圧電素子と、を含み、前記圧電素子は、前記電力によって駆動される、ことを特徴とする。
この態様によれば、ピエゾ方式と称されれる方式で、ヘッドユニットによる液体の吐出が行われる。そして、ピエゾ方式において圧電素子が必要とする比較的大きな電力が、ワイヤレスで筐体側からキャリッジ側へ伝送される。
Another aspect of the liquid ejection apparatus according to the present invention is the above-described aspect of the liquid ejection apparatus, wherein the head unit includes a nozzle that ejects the liquid, a pressure chamber that communicates with the nozzle, and a pressure chamber. A piezoelectric element provided, wherein the piezoelectric element is driven by the electric power.
According to this aspect, the liquid is discharged by the head unit in a method called a piezo method. Then, relatively large electric power required by the piezoelectric element in the piezo method is wirelessly transmitted from the housing side to the carriage side.
本発明に係る液体吐出装置の他の態様は、上述した液体吐出装置の一態様において、前記ヘッドユニットは、前記圧電素子を駆動するための原駆動信号を取得する原駆動信号取得部と、前記原駆動信号を増幅して前記圧電素子に供給するD級増幅器と、を含むことを特徴とする。
この態様によれば、原駆動信号の増幅にD級増幅器が用いられる。D級増幅器によれば、リニア増幅と比較して、より高いエネルギー効率で駆動信号を増幅することができる。また、D級増幅器は回路規模の小型化が可能である。それ故、D級増幅器をヘッドユニットに搭載することは回路規模の小型化の観点からも有効である。
According to another aspect of the liquid ejection apparatus according to the present invention, in the aspect of the liquid ejection apparatus described above, the head unit includes an original drive signal acquisition unit that acquires an original drive signal for driving the piezoelectric element; A class D amplifier that amplifies an original drive signal and supplies the amplified signal to the piezoelectric element.
According to this aspect, the class D amplifier is used to amplify the original drive signal. According to the class D amplifier, it is possible to amplify the drive signal with higher energy efficiency as compared with the linear amplification. Further, the class D amplifier can be reduced in circuit scale. Therefore, mounting the class D amplifier in the head unit is also effective from the viewpoint of reducing the circuit scale.
本発明に係る液体吐出装置の他の態様は、上述した液体吐出装置の一態様において、前記ヘッドユニットは、補助電源と、前記補助電源により第1電圧が印加された第1信号経路と、前記補助電源により前記第1電圧よりも高い第2電圧が印加された第2信号経路と、前記圧電素子を駆動するための駆動信号を生成する信号生成部と、前記駆動信号の電圧と、前記圧電素子の保持電圧とに応じて、前記第1信号経路または前記第2信号経路を用いて、前記圧電素子と前記補助電源とを電気的に接続する接続経路選択部と、を含むことを特徴とする。
この態様によれば、圧電素子の充電または放電については、第1信号経路または第2信号経路に圧電素子を電気的に接続することによって実行されるとともに、この電気的な接続については、駆動信号の電圧のみならず、圧電素子の保持電圧も勘案して規定されるので、圧電素子をより精細に制御することができる。なお、圧電素子の充電及び放電については、段階的に進行するので、急激に充電及び放電が進行する従来構成と比較してエネルギー効率をより高くすることができる。また、D級増幅器のように大電流をスイッチングしないので、EMI(Electro-Magnetic Interference)の発生を抑えることができる。
Another aspect of the liquid ejection apparatus according to the present invention is the liquid ejection apparatus according to the aspect described above, wherein the head unit includes an auxiliary power source, a first signal path to which a first voltage is applied by the auxiliary power source, A second signal path to which a second voltage higher than the first voltage is applied by an auxiliary power source, a signal generation unit that generates a drive signal for driving the piezoelectric element, a voltage of the drive signal, and the piezoelectric A connection path selection unit that electrically connects the piezoelectric element and the auxiliary power source using the first signal path or the second signal path according to a holding voltage of the element, To do.
According to this aspect, the charging or discharging of the piezoelectric element is performed by electrically connecting the piezoelectric element to the first signal path or the second signal path, and the driving signal is used for this electrical connection. In addition to this voltage, the voltage is determined in consideration of the holding voltage of the piezoelectric element, so that the piezoelectric element can be controlled more precisely. In addition, since charging and discharging of the piezoelectric element proceed in stages, energy efficiency can be further increased as compared with the conventional configuration in which charging and discharging progress rapidly. Further, since a large current is not switched unlike a class D amplifier, generation of EMI (Electro-Magnetic Interference) can be suppressed.
本発明に係る液体吐出装置の他の態様は、上述した液体吐出装置の一態様において、前記電力供給源は、前記電力を、前記圧電素子を駆動するための駆動信号として、前記結合容量を介して前記キャリッジに供給し、前記キャリッジは、前記駆動信号を整流して電源電圧を生成し、前記電源電圧を前記ヘッドユニットに印加する整流部と、前記電源電圧が印加され、前記駆動信号に基づいて前記圧電素子を駆動する駆動部と、を備えることを特徴とする。
この態様によれば、電界結合を用いた電力の伝送経路を用いて駆動信号をキャリッジに伝送するから、FFCを用いて駆動信号を生成するために必要なパラメーターをキャリッジへ送信し、キャリッジ内で駆動信号を生成する場合と比較して、構成を簡素化できる。
Another aspect of the liquid ejection apparatus according to the present invention is the liquid ejection apparatus according to the above aspect, wherein the power supply source uses the power as a drive signal for driving the piezoelectric element via the coupling capacitor. And the carriage rectifies the drive signal to generate a power supply voltage, applies the power supply voltage to the head unit, and the power supply voltage is applied to the carriage based on the drive signal. And a drive unit for driving the piezoelectric element.
According to this aspect, since the drive signal is transmitted to the carriage using the power transmission path using electric field coupling, the parameters necessary for generating the drive signal using FFC are transmitted to the carriage, Compared with the case of generating the drive signal, the configuration can be simplified.
本発明に係る液体吐出装置の他の態様は、上述した液体吐出装置の一態様において、前記電力供給源は、電圧信号を供給することで、前記電力を供給し、前記キャリッジには、前記電圧信号における所定の周波数以上の周波数成分を低減させる信号処理部が設けられている、ことを特徴とする。
この態様によれば、伝送された電力のうち静電気ノイズに係る成分を低減させることができ、ESD(Electro Static Discharge)に起因する電気回路の不具合を抑制することができる。
Another aspect of the liquid ejection apparatus according to the present invention is the above-described aspect of the liquid ejection apparatus, wherein the power supply source supplies the power by supplying a voltage signal, and the voltage is supplied to the carriage. A signal processing unit for reducing a frequency component of a signal having a frequency equal to or higher than a predetermined frequency is provided.
According to this aspect, it is possible to reduce the component related to the electrostatic noise in the transmitted power, and it is possible to suppress the malfunction of the electric circuit caused by ESD (Electro Static Discharge).
本発明に係る液体吐出装置の他の態様は、上述した液体吐出装置の一態様において、前記筐体に設けられ、前記圧電素子の駆動を制御する制御信号を生成する信号生成部と、前記筐体に設けられ、前記制御信号を前記ヘッドユニットに無線送信する送信部と、前記キャリッジに設けられ、前記無線送信された前記制御信号を受信する受信部と、を備えることを特徴とする。
この態様によれば、圧電素子の駆動を制御する制御信号が、ワイヤレスで筐体側からキャリッジ側へ送信される。ここで制御信号には、例えば駆動信号の生成に要するパラメーター等が含まれる。本態様により、制御信号の伝送についてもFFCを不要とすることができる。
Another aspect of the liquid ejection apparatus according to the present invention is the above-described aspect of the liquid ejection apparatus, wherein the signal generation unit is provided in the casing and generates a control signal for controlling driving of the piezoelectric element, and the casing. A transmission unit that is provided on a body and wirelessly transmits the control signal to the head unit; and a reception unit that is provided on the carriage and receives the control signal transmitted wirelessly.
According to this aspect, the control signal for controlling the driving of the piezoelectric element is wirelessly transmitted from the housing side to the carriage side. Here, the control signal includes, for example, parameters necessary for generating the drive signal. According to this aspect, FFC can be made unnecessary for transmission of the control signal.
本発明に係る液体吐出装置の駆動方法の一態様は、液体を吐出するヘッドユニットと、前記ヘッドユニットを搭載し、移動可能なキャリッジと、前記ヘッドユニットから前記液体を吐出する為の電力を供給する電力供給源と、前記電力供給源が設置された筐体と、前記筐体に設置された筐体側導電体と、前記キャリッジに設置されたキャリッジ側導電体と、を備える液体吐出装置の駆動方法であって、前記第1導体と前記第2導体との間の電界結合で形成される結合容量を介して、前記電力供給源から前記キャリッジへ前記電力を伝送するステップと、前記伝送された電力を用いて前記ヘッドユニットが前記液体を吐出するステップと、を有することを特徴とする。
この態様によれば、筐体に設けられた筐体側導電体と、キャリッジに設けられたキャリッジ側導電体との間の電界結合で形成される結合容量を利用して、電力が筐体側からキャリッジ側へワイヤレスで伝送される。従って、キャリッジに搭載されたヘッドユニットへ、FFCを用いずに非接触(無接点)で電力を供給することが可能となる。本態様によれば、このように簡易且つ安全性が高い構成で、FFCを不要とすることが実現する。
One aspect of a driving method of a liquid discharge apparatus according to the present invention includes: a head unit that discharges liquid; a carriage that is mounted with the head unit and movable; and power that discharges the liquid from the head unit Driving a liquid ejection apparatus comprising: a power supply source to perform; a housing in which the power supply source is installed; a housing-side conductor installed in the housing; and a carriage-side conductor installed in the carriage A method of transmitting the power from the power supply source to the carriage via a coupling capacitance formed by electric field coupling between the first conductor and the second conductor; and the transmitted And the step of discharging the liquid by the head unit using electric power.
According to this aspect, the electric power is transferred from the housing side to the carriage using the coupling capacitance formed by the electric field coupling between the housing side conductor provided in the housing and the carriage side conductor provided in the carriage. It is transmitted wirelessly to the side. Therefore, it is possible to supply electric power to the head unit mounted on the carriage in a non-contact (non-contact) manner without using the FFC. According to this aspect, it is possible to eliminate the need for FFC with such a simple and highly secure configuration.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, in each figure, the size and scale of each part are appropriately changed from the actual ones. Further, since the embodiments described below are preferable specific examples of the present invention, various technically preferable limitations are attached thereto. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise stated, the present invention is not limited to these forms.
以下、本実施形態に係る液体吐出装置として、シリアル式のインクジェットプリンター(以下、プリンターという。)を例として説明する。
図1はプリンター1のシステム構成を示すブロック図である。図2はプリンター1の内部構成を示す斜視図である。図3は図2に示すプリンターの側面断面図である。
プリンター1は、筐体3と、高周波電源ユニット5と、コントローラー10と、搬送ユニット20と、キャリッジ32と、このキャリッジ32に設けられたヘッドユニット40と、検出器群50と、電界結合を形成する平板状の導電体(本実施形態では、筐体側第1平板91Hとキャリッジ側第1平板91C、及び、筐体側第2平板92Hとキャリッジ側第2平板92C)と、を有する。そして、プリンター1は、例えば、外部装置であるコンピューター110に接続して使用される。
プリンター1は、コンピューター110から送信された印刷データを受信すると、コントローラー10によって各部を制御し、記録媒体である記録用紙(以下、用紙という。)Sに画像を形成する。その際、プリンター1内の状況は検出器群50により監視され、その検出結果に基づいて、コントローラー10が各部を制御する。
Hereinafter, a serial ink jet printer (hereinafter referred to as a printer) will be described as an example of the liquid ejection apparatus according to the present embodiment.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a system configuration of the
The
When the
筐体3は、各構成部材を収容する箱体と、その内側に設けられた金属等の導電性材料から成るメカフレーム3aとを備える。
高周波電源ユニット5は、筐体3に対して固定され、ヘッドユニット40側で必要とする電力を供給する。すなわち、高周波電源ユニット5は、ヘッドユニット40によるインクの吐出に要する電力を供給する電力供給源(電源)として機能する。この高周波電源ユニット5は、電気コード等を介して家庭用ACコンセント等に接続され、交流電圧を発生する。交流電圧の波形は、例えば、2.9MHz程度の正弦波である。高周波電源ユニット5は、差動形式の第1高周波電圧信号と第2高周波電圧信号とを出力する。第2高周波電圧信号の波形は、第1高周波電圧信号の波形を反転したものとなっている。第1高周波電圧信号及び第2高周波電圧信号は、電界結合を形成する平板状の導電体(筐体側第1平板91Hとキャリッジ側第1平板91C、及び、筐体側第2平板92Hとキャリッジ側第2平板92C)を用いて、ヘッドユニット40側へワイヤレスで伝送される。
The
The high frequency
電力は電圧と電流との積(電力P[W]=電圧E[V]・電流I[A])で算出されるところ、電力を伝送するには、電力を発生する電力源から負荷に向かって電流を流し込む給電経路と、負荷から電力源へ戻りの電流が流れる放電経路とが必要となる。即ち、電力源は給電経路及び放電経路を介して負荷に電気的に接続され、電力源は給電経路及び放電経路に電源電圧を印加する。より具体的には、給電経路に第1の電源信号を供給し、放電経路に第2の電源信号を供給することによって、第1の電源信号と第2の電源信号の電位差として与えられる電源電圧を給電経路及び放電経路に印加する。
本実施形態において、「電力を供給」とは、給電経路及び放電経路に電源電圧を印加すること、給電経路及び放電経路の少なくとも一方に電源信号を供給することを含む概念である。
Power is calculated by the product of voltage and current (power P [W] = voltage E [V] · current I [A]). To transmit power, the power is generated from the power source that generates power toward the load. Therefore, a power supply path for supplying current and a discharge path for returning current from the load to the power source are required. That is, the power source is electrically connected to the load through the power supply path and the discharge path, and the power source applies a power supply voltage to the power supply path and the discharge path. More specifically, a power supply voltage provided as a potential difference between the first power supply signal and the second power supply signal by supplying the first power supply signal to the power supply path and supplying the second power supply signal to the discharge path. Is applied to the power supply path and the discharge path.
In the present embodiment, “supplying power” is a concept including applying a power supply voltage to the power supply path and the discharge path and supplying a power signal to at least one of the power supply path and the discharge path.
なお、高周波電源ユニット5の構成及び高周波電圧信号の伝送については、後に図面を参照して詳述する。また、プリンター1は家庭用ACコンセント等に接続され、DC電源として機能する電源ユニット(不図示)を備える。
The configuration of the high frequency
コントローラー10も、筐体3に対して固設されている。そして、コントローラー10は、インターフェース部11と、CPU12と、メモリー13と、ユニット制御回路14と、送信機17とを有する。インターフェース部11は、コンピューター110とプリンター1との間でデータの送受信を行う。CPU12は、プリンター1全体の制御を行う演算処理装置であり、ユニット制御回路14を介して各部を制御する。メモリー13は、CPU12のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保する。送信機17は、後述する印刷信号PRT等の種々の信号を無線送信する。
The
搬送ユニット20は、用紙Sを印刷可能な位置に送り込むとともに、図2及び図3に示すように印刷時に搬送方向に所定の搬送量で用紙Sを搬送するものであり、給紙ローラー21と、搬送モーター22と、搬送ローラー23と、プラテン24と、排紙ローラー25と、を有する。給紙ローラー21は、トレイ77に設置された用紙Sを搬送ローラー23の位置まで送る。
そして、搬送ローラー23の方へ送られた用紙Sの先端を、図1に示す検出器群50の一つである紙検出センサー51が検出すると、コントローラー10は搬送ローラー23を回転させ、用紙Sを印刷開始位置に位置決めする。
用紙Sが印刷開始位置に位置決めされたとき、ヘッド41の下面41aの少なくとも一部のノズルNは、用紙Sと対向している。プラテン24は、ヘッド41の下面41aと対向可能な位置に設けられ、印刷中の用紙Sを下方から支持する。
The
When the
When the paper S is positioned at the print start position, at least some of the nozzles N on the
キャリッジ32には、ヘッドユニット40と、受信機37と、受電回路59と、キャリッジ側第1平板91Cと、キャリッジ側第2平板92Cとが設けられている。
キャリッジ32は、筐体3に固定されて設けられたガイドレール36によって支持されると共に案内され、図2に示す搬送方向と交差する方向(キャリッジ移動方向)に往復移動する。具体的には、キャリッジ32は、筐体3に設けられたキャリッジモーター33を動力源とし、タイミングベルト35の一部が固定され、該タイミングベルト35の送り出しによって移動する。
The
The
キャリッジ32の支持部として機能するガイドレール36は、例えば、キャリッジ32の移動方向を長手方向(軸方向)とする略柱状部材(軸体)である。ここでキャリッジ32には、その移動方向に貫通する貫通孔が形成されており、その貫通孔にガイドレール36は挿通される。
The
タイミングベルト35は、図2に示すように第1プーリー34aと第2プーリー34bとに掛けられ(掛け渡され)ており、それらを介してキャリッジモーター33の駆動力がタイミングベルト35に伝達されて送り出される。
ここでタイミングベルト35の一部はキャリッジ32に固定されているため、キャリッジモーター33によって第2プーリー34bが回転駆動されてタイミングベルト35が送り出されると、キャリッジ32がキャリッジ移動方向に移動する。すなわち、ヘッド41が用紙Sに対してキャリッジ移動方向に移動する。
As shown in FIG. 2, the
Here, since a part of the
受信機37は、コントローラー10の送信機17によって無線送信された信号を受信してヘッドユニット40のヘッド駆動回路61へ供給する。この信号は、具体的にはヘッドユニット40のヘッド41を駆動するための制御信号であり、例えばコントローラー10のユニット制御回路14によって生成された印刷信号PRTや原駆動信号生成用パラメーター(後述)等である。
The
ヘッドユニット40は、用紙Sにインク滴を吐出するためのヘッド41と、ヘッド41のノズルNからインク滴を吐出すべくヘッド41を駆動するヘッド駆動回路61とを備え、キャリッジ32に搭載されている。
ヘッド41は、充電と放電とによって変位する圧電素子と、キャビティと、ノズルNとを備える。キャビティは、内部に液体(インク)が充填され、圧電素子の変位により、内部の圧力が増減される。ノズルNは、キャビティに連通しており、キャビティ内の圧力の増減により、キャビティ内部の液体(インク)を液滴として吐出する。
ヘッド41の下面41aには、図3に示すようにノズルNが複数設けられ、各ノズルには、インクが入ったインク室と、インク室の容量を変化させてインク滴を吐出するための駆動素子として圧電素子とが設けられている。そして、ヘッド駆動回路61が、印刷信号PRT等に基づいて圧電素子を駆動することにより、インク滴が吐出される。
このような構成のプリンター1では、キャリッジ移動方向に沿って移動するヘッド41からインク滴を断続的に吐出させ、用紙S上にドットを形成するドット形成動作と、用紙Sを搬送方向に搬送する搬送動作と、を交互に繰り返す。そうすることで、先のドット形成動作により形成されたドット列(ラスタライン)とは搬送方向の異なる位置にドット列が形成され、これにより用紙S上に画像が完成する。
検出器群50には、リニア式エンコーダー52(図2参照)やロータリー式エンコーダー53(図3参照)等が含まれる。リニア式エンコーダー52は、キャリッジ32の位置を検出する。ロータリー式エンコーダー53は、搬送ローラー23の回転量を検出する。
The
The
As shown in FIG. 3, a plurality of nozzles N are provided on the
In the
The
また、本実施形態に係るプリンター1では、筐体側第1平板91Hがプラテン24(図3参照)に設けられ、且つ、この筐体側第1平板91Hと電界結合を形成するキャリッジ側第1平板91Cがキャリッジ32に設けられている。
ここで筐体側第1平板91Hとキャリッジ側第1平板91Cとは、キャリッジ32の移動期間中であっても向かい合い続けるように構成されている。つまり、筐体側第1平板91Hは、キャリッジ32が移動してもキャリッジ側第1平板91Cと向かい合うように、キャリッジ32の移動範囲に対応して大きさ及び位置が設定されて設けられている。
なお、筐体側第1平板91H及びキャリッジ側第1平板91Cの配設態様は図3に示す例に限られない。すなわち、筐体側第1平板91Hとキャリッジ側第1平板91Cとが電界結合を形成可能なように、筐体側第1平板91Hが筐体3に設置され、キャリッジ側第1平板91Cがキャリッジ32に搭載されていればよい。
In the
Here, the housing-side first
In addition, the arrangement | positioning aspect of the housing | casing side 1st
さらに、導電体平板である筐体側第2平板92Hが、図3に示すように筐体3のうちキャリッジ32(インクカートリッジ31を含む)の上面と向かい合う部位(以下、天板という。)3tに設けられ、且つ、この筐体側第2平板92Hと電界結合を形成するキャリッジ側第2平板92Cがキャリッジ32の上面に設けられている。
ここで筐体側第2平板92Hとキャリッジ側第2平板92Cとは、キャリッジ32の移動期間中であっても向かい合い続けるように構成されている。つまり、筐体側第2平板92Hは、キャリッジ32が移動してもキャリッジ側第2平板92Cと向かい合うように、キャリッジ32の移動範囲に対応して大きさ及び位置が設定されて設けられている。
Further, the housing-side second
Here, the housing-side second
なお、筐体側第2平板92H及びキャリッジ側第2平板92Cの配設態様は図3に示す例に限られない。すなわち、筐体側第2平板92Hとキャリッジ側第2平板92Cとが電界結合を形成可能なように、筐体側第2平板92Hが筐体3に設置され、キャリッジ側第2平板92Cがキャリッジ32に搭載されていればよい。
また、本実施形態においては、電界結合を形成する導電体として筐体側第1平板91H、キャリッジ側第1平板91C、筐体側第2平板92H、及びキャリッジ側第2平板92Cのように平板形状の導電体を採用してるが、電界結合を形成可能な形状であれば平板形状に限られず、任意の形状の導電体を採用してよい。
The arrangement of the housing-side second
In the present embodiment, the conductors forming the electric field coupling have flat plate shapes such as the housing-side first
なお、このプリンター1は双方向印刷を行うこともでき、つまり、キャリッジ移動方向の往路及び復路において用紙Sに向けてインク滴を吐出して画像を形成することも可能である。その場合には、往路と復路とのドット形成動作の間に、用紙Sの搬送動作が行われる。
The
以下、高周波電源ユニット5からヘッドユニット40への給電態様について説明する。図4は、高周波電源ユニット5からヘッドユニット40への電力供給の一態様を示す模式図である。
同図に示すように、高周波電源ユニット5の第1出力端子TE1は筐体側第1平板91Hと電気的に接続され、高周波電源ユニット5の第2出力端子TE2は筐体側第2平板92Hと電気的に接続される。
ここで筐体側第1平板91Hは、キャリッジ32に設けられたキャリッジ側第1平板91Cと電界結合を形成し、筐体側第2平板92Hは、キャリッジ32に設けられたキャリッジ側第2平板92Cと電界結合を形成する。
本実施形態では、高周波電源ユニット5で発生した電力を、給電経路及び放電経路を介して、ヘッドユニット40へ伝送している。ここで、給電経路は、高周波電源ユニット5からヘッドユニット40へ向けて電流を流しこむ経路である。一方、放電経路とは、ヘッドユニット40から高周波電源ユニット5に向けて電流が戻る経路である。
筐体側第1平板91Hとキャリッジ側第1平板91Cとの間の電界結合で形成された結合容量は、給電経路の少なくとも一部を構成する。一方、筐体側第2平板92Hとキャリッジ側第2平板92Cとの間の電界結合で形成された結合容量は、放電経路の少なくとも一部を構成する。この構成により、高周波電源ユニット5とヘッドユニット40との間で、非接触(無接点)電力伝送を行うことが可能となる。
Hereinafter, a power supply mode from the high frequency
As shown in the figure, the first output terminal TE1 of the high-frequency
Here, the housing-side first
In the present embodiment, the electric power generated in the high frequency
The coupling capacitance formed by electric field coupling between the housing-side first
そして、高周波電源ユニット5の第1出力端子TE1から出力された第1高周波電圧信号が、筐体側第1平板91Hとキャリッジ側第1平板91Cとを介してヘッドユニット40側へ伝送され、第2出力端子TE2から出力された第2高周波電圧信号が、筐体側第2平板92Hとキャリッジ側第2平板92Cとを介してヘッドユニット40側へ伝送される。
つまり、本実施形態に係るプリンター1では、電界結合によって形成された結合容量を介して、高周波電源ユニット5からヘッドユニット40へ高周波電圧信号を伝送することで、ヘッドユニット40へ電力を供給する。
このように構成することで、高周波電源ユニット5とヘッドユニット40とを電気的に接続するFFCが不要となる。従って、FFCに起因する種々の課題が解決されると共に、電力供給のためにFFCの代わりの通電部材を別途設ける必要もないため、別途設けた通電部材にミスト化したインク等が付着して不具合が生じるリスクもない構成が実現する。
The first high-frequency voltage signal output from the first output terminal TE1 of the high-frequency
That is, in the
With this configuration, the FFC that electrically connects the high-frequency
図5は、高周波電源ユニット5の構成例を示す図である。同図に示すように、高周波電源ユニット5は、高周波信号生成部5−1と、送信側共振回路5−2と、第1出力端子TE1と、第2出力端子TE2と、を備える。第1出力端子TE1は筐体側第1平板91Hと電気的に接続され、第2出力端子TE2は筐体側第2平板92Hと電気的に接続される。
送信側共振回路5−2は、高周波信号生成部5−1に対して並列に接続された一次側容量素子C1と一次側インダクタンス素子L1と、出力端子TE1,TE2間に並列に接続された二次側容量素子C2と二次側インダクタンス素子L2と、を備える。また、二次側インダクタンス素子L2は、一次側インダクタンス素子L1と誘導性結合を形成するように設けられている。一次側インダクタンス素子L1及び二次側インダクタンス素子L2はトランス等によって構成される。この送信側共振回路5−2は第1の周波数で共振する。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the high-frequency
The transmission-side resonance circuit 5-2 includes a primary-side capacitive element C1 and a primary-side inductance element L1 connected in parallel to the high-frequency signal generation unit 5-1, and two connected in parallel between the output terminals TE1 and TE2. The secondary side capacitive element C2 and the secondary side inductance element L2 are provided. The secondary inductance element L2 is provided so as to form inductive coupling with the primary inductance element L1. The primary side inductance element L1 and the secondary side inductance element L2 are constituted by a transformer or the like. The transmission-side resonance circuit 5-2 resonates at the first frequency.
図6は、ヘッド41におけるノズルNの配列を示す図である。ヘッド41の下面41aには、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の色毎にそれぞれ複数(例えば180個)のノズル♯1〜♯nを含むノズル列411が設けられている。ノズル列411に含まれるノズル♯1〜♯nは、用紙Sの搬送方向に沿って所定のノズルピッチPx(例えば180dpi)で直線状に整列されている。また、ノズル列411は、相互にキャリッジ移動方向に間隔を隔てて平行に配置されている。
FIG. 6 is a diagram showing the arrangement of nozzles N in the
ヘッド駆動回路61は、ノズル列411ごとに、即ちブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)およびイエロ(Y)の各色のノズル列411ごとに設けられている。図7は、ヘッド駆動回路61からノズル♯1〜♯nへの信号の供給態様を示す図である。
ヘッド駆動回路61は、同図に示すように原駆動信号発生部63と駆動信号整形部65とを含み、ヘッドユニット40の各部を駆動制御する。このヘッド駆動回路61によって、各ノズル#1〜#nごとに圧電素子の駆動が行われる。同図中において、各信号名の末尾に付された括弧内の数字は、当該信号が供給されるノズルの番号を示している。
各ノズルが備える圧電素子は、その両端に設けられた電極間に所定時間幅の電圧が印加されると、電圧の印加時間に応じて伸張し、インクの流路の側壁を変形させる。これによって、インクの流路の体積が圧電素子の伸縮に応じて収縮し、この収縮分に相当するインク量が、インク滴となって各色の各ノズル♯1〜♯180から吐出される。
The
The
When a voltage of a predetermined time width is applied between the electrodes provided at both ends of the piezoelectric element provided in each nozzle, the piezoelectric element expands according to the voltage application time and deforms the side wall of the ink flow path. As a result, the volume of the ink flow path contracts in accordance with the expansion and contraction of the piezoelectric element, and the ink amount corresponding to the contraction amount is ejected from the
原駆動信号発生部63には、図7に示すように原駆動信号ODRVの波形形状等を規定する原駆動信号生成用パラメーターが入力される。この原駆動信号生成用パラメーターに基づいて、原駆動信号発生部63は、各ノズル#1〜#nに共通して用いられる原駆動信号ODRVを生成する。
図8は、原駆動信号ODRV、印刷信号PRT(i)、及び駆動信号DRV(i)の波形の一例を示す図である。本例では、原駆動信号ODRVは、一画素分の期間内(キャリッジ32が一画素の間隔を横切る時間内)において、図8に示すように第1パルスW1と第2パルスW2の2つのパルスを含む信号である。
そして、駆動信号整形部65には、図7に示すように原駆動信号発生部63から原駆動信号ODRVが入力されると共に、印刷データに基づいて印刷信号PRTが入力される。印刷信号PRTは、一画素に対して割り当てられている画素データに対応した信号である。つまり、印刷信号PRTは、印刷データに含まれる画素データに応じた信号である。
As shown in FIG. 7, the original
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of waveforms of the original drive signal ODRV, the print signal PRT (i), and the drive signal DRV (i). In this example, the original drive signal ODRV has two pulses of a first pulse W1 and a second pulse W2, as shown in FIG. 8, within a period of one pixel (within a time during which the
As shown in FIG. 7, the drive
駆動信号整形部65は、各ノズル(i)に対応する印刷信号PRT(i)に基づいて、ノズル(i)毎に原駆動信号ODRVを遮断したり通過させたりする。例えば図8に示すように、印刷信号PRT(i)が2ビット信号で『00』の場合には、原駆動信号ODRVの第1パルスW1及び第2パルスW2を遮断し、また、印刷信号PRT(i)が同『01』の場合には、第1パルスW1のみを遮断して第2パルスW2は通過させ、印刷信号PRT(i)が同『10』の場合には、第2パルスW2のみを遮断して第1パルスW1は通過させ、印刷信号PRT(i)が同『11』の場合には、第1パルスW1及び第2パルスW2を通過させる。
そして、駆動信号整形部65は、通過させたパルスを駆動信号DRV(i)として、各ノズル(i)の圧電素子に向けて出力する。各ノズル(i)の圧電素子は、駆動信号整形部65からの駆動信号DRV(i)に基づいて駆動してインク滴の吐出を行う。
The drive
Then, the drive
図9は、キャリッジ32に設けられた受電回路59及びヘッド駆動回路61のシステム構成を示す図である。受電回路59は、受信側共振回路55と、整流回路57と、入力側第1端子54Pと、入力側第2端子54Gと、出力側第1端子58Pと、出力側第2端子58Gと、を備える。
受電回路59の入力側第1端子54Pにはキャリッジ側第1平板91Cが接続され、入力側第2端子54Gにはキャリッジ側第2平板92Cが接続されている。
FIG. 9 is a diagram illustrating a system configuration of the
A carriage-side first
受信側共振回路55は、入力側第1端子54Pと入力側第2端子54Gとの間に並列に接続されたは一次側容量素子C3と一次側インダクタンス素子L3と、整流回路57に対して並列に接続された二次側容量素子C4と二次側インダクタンス素子L4と、を備える。また、二次側インダクタンス素子L4は、一次側インダクタンス素子L3と誘導性結合を形成するように設けられている。受信側共振回路55は、第2の周波数で共振する。ここで、第2の周波数は第1の周波数と略一致する。この結果、高い効率(所定値以上の電圧透過係数)で、高周波電源ユニット5からヘッドユニット40へ電力を伝送することが可能となる。
The reception-
整流回路57は、受信側共振回路55の出力電圧を整流して、電源電圧Vxを出力する。電源電圧Vxは所定電位VDDと基準電位VSSとの電位差として与えられる。電源電圧Vxはヘッド駆動回路61に印加される。より具体的には、整流回路57は、レベルが所定電位VDDとなる第1電源信号を出力側第1端子58Pに供給すると共に、レベルが基準電位VSSとなる第2電源信号を出力側第2端子58Gに供給する。整流回路57は、例えばAC−DCコンバーターである。
The
ヘッド駆動回路61は、図9に示すように電力供給用端子62Pと、グランド端子62Gと、原駆動信号発生部63と、駆動信号整形部65と、DC−DCコンバーター67とを備える。
ヘッド駆動回路61の電力供給用端子62Pは、受電回路59の出力側第1端子58Pと接続され、レベルが所定電位VDDである第1電源信号が入力される。ヘッド駆動回路61のグランド端子62Gは、受電回路59の出力側第2端子58Gに接続され、レベルが基準電位Vssである第2電源信号が入力される。
ここで原駆動信号発生部63及び駆動信号整形部65の動作は、図7及び図8を参照して上述した通りである。また、DC−DCコンバーター67は、電力供給用端子62Pとグランド端子62Gとから入力された電圧を、ヘッド駆動回路61の各部が必要とする適宜な電圧(同図に示す例では3.3V)に変圧するためのものであり、必要に応じて設ければよい。
The
The
Here, the operations of the original drive
図10に、高周波電源ユニット5、筐体側第1平板91H、キャリッジ側第1平板91C、筐体側第2平板92H、キャリッジ側第2平板92C、及び受電回路59の等価回路を示す。同図において、電源Vsは図5に示す高周波信号生成部5−1に相当し、2個の結合インピーダンスZMはそれぞれ電界結合した一組の平板(筐体側第1平板91Hとキャリッジ側第1平板91C、または、筐体側第2平板92Hとキャリッジ側第2平板92C)によって形成される結合容量のインピーダンスに相当し、負荷RLは受信側共振回路55の後段に係る回路の負荷を示している。
FIG. 10 shows an equivalent circuit of the high-frequency
図11に、図10に示す等価回路を4端子回路網で表現した等価回路を示す。同図においては、図10に示す電源Vsの内部抵抗Rsが示され、インダクタンスLAと容量CAとは図5に示す送信側共振回路5−2に相当し、インダクタンスLBと容量CBとは図9に示す受信側共振回路55に相当する。図11に示す等価回路において、電源Vsの発生する電圧の中心電位を基準として、上側と下側の2つの回路に分割したとすると、図12に示す等価回路が得られる。以下では、計算を容易にするために図12に示す回路について考察する。
FIG. 11 shows an equivalent circuit in which the equivalent circuit shown in FIG. 10 is expressed by a four-terminal network. In the figure, the internal resistance Rs of the power supply Vs shown in FIG. 10 is shown, and the inductance L A and capacitor C A corresponds to the transmission side resonance circuit 5-2 shown in FIG. 5, the inductance L B and capacitor C B Corresponds to the reception-
ここで計算の便宜上、図12に示す回路における各素子に係る値を示す文字を下記のように置き換える。すなわち、
Rs/2=RL/2=z0
LA/2=LB/2=L
2CA=2CB=C
ZM=R
とする。そして、図12に示す回路を、これら置き換え後の文字で表すと共に、機能的観点から3つの部分に分けて表した回路図が、図13に示す回路図である。同図において、第1部分300は主として電源機能を担う部分であり、第2部分たる二端子対回路301は主として電力伝送機能(高周波電圧信号伝送機能)を担う部分であり、第3部分302は伝送された電力によって動作する負荷に相当する部分である。
Here, for convenience of calculation, letters indicating values relating to the respective elements in the circuit shown in FIG. 12 are replaced as follows. That is,
Rs / 2 = R L / 2 = z 0
L A / 2 = L B / 2 = L
2C A = 2C B = C
Z M = R
And The circuit diagram shown in FIG. 13 is represented by the circuit shown in FIG. 13 while the circuit shown in FIG. In the figure, a
以下、電力伝送機能を担う二端子対回路301の電圧透過係数を算出する。電圧透過係数は、二端子対回路の入力端に印加された電圧がどれだけ出力端に伝わるかを示す係数であり、高周波電子回路等の特性を表す回路網パラメーターのひとつである散乱行列(scattering matrix;Sパラメーターとも称される)の要素s21として表される。また、電圧透過係数s21の絶対値を二乗して求まる値(|s21|2)は、電源及び負荷のインピーダンスがZ0のときの電力利得を示す。
Hereinafter, the voltage transmission coefficient of the two-
ここで電圧透過係数s21は、二端子対回路のインピーダンス行列(impedance matrix;Zパラメーターとも称される)から求めることができる。
ここでは、まず二端子対回路301のアドミタンス行列(admittance matrix;Yパラメーターとも称される)を算出し、その逆数としてインピーダンス行列を求め、さらにインピーダンス行列から散乱行列を求める公知の算出式を用いて散乱行列を求める。そして、散乱行列の要素である電圧透過係数s21を求める。さらに、電圧透過係数s21の値から電力利得|s21|2を求める。以下、順を追って算出過程を説明する。
Here the voltage transmission coefficient s 21, the two-terminal pair circuit of the impedance matrix; can be obtained from (Impedance matrix also referred Z parameter).
Here, first, an admittance matrix (also referred to as Y parameter) of the two-
まず、二端子対回路301のうちインダクタンスLを除いた二端子対回路301−1(図13参照)について検討する。図14は、二端子対回路301−1の要素を一般化した二端子対回路を示す図である。同図に示す二端子対回路では、
が成立するため、アドミタンス行列(Yパラメーター)は次のように求まる。すなわち、アドミタンス行列の各要素は、Y11=Y1+Y2、Y12=−Y2、Y21=−Y2、Y22=Y2+Y3である。
First, the two-terminal pair circuit 301-1 (see FIG. 13) excluding the inductance L of the two-
Therefore, the admittance matrix (Y parameter) is obtained as follows. That is, each element of the admittance matrix is Y 11 = Y 1 + Y 2 , Y 12 = −Y 2 , Y 21 = −Y 2 , and Y 22 = Y 2 + Y 3 .
これを踏まえて、図13に示す二端子対回路301−1のYパラメーターを求める。図15は、図14に示す二端子対回路の一般化された各要素Y1,Y2,Y3に、二端子対回路301−1の各要素C,Rを当て嵌めた回路を示す図である。ここで、
であり、
である。
そして、図14に示す二端子対回路のアドミタンス行列の各要素が上述したように表されることから、二端子対回路301−1のアドミタンス行列は、下記(式4)のように求まる。
And
It is.
Then, since each element of the admittance matrix of the two-terminal pair circuit shown in FIG. 14 is expressed as described above, the admittance matrix of the two-terminal pair circuit 301-1 is obtained as shown below (Formula 4).
このように求められたアドミタンス行列Yを利用して、二端子対回路301−1のインピーダンス行列(インピーダンス行列Z2とする)を、(式4)で示されるアドミタンス行列Yの逆行列Y−1として求めることができる。
ここで、図15に示す二端子対回路301−1には、図13に示す二端子対回路301の二端子対回路の要素のうち、インダクタンスLに相当する要素が含まれていない。従って、(式4)として算出されたアドミタンス行列の逆行列たるインピーダンス行列Z2には、二端子対回路301におけるインダクタンスLが反映されていないため、これを反映させる必要がある。
Using this way the obtained admittance matrix Y, impedance matrix of two-terminal pair circuit 301-1 (referred to as an impedance matrix Z 2), the inverse matrix of the admittance matrix Y represented by (Equation 4) Y -1 Can be obtained as
Here, the two-terminal pair circuit 301-1 shown in FIG. 15 does not include an element corresponding to the inductance L among the elements of the two-terminal pair circuit of the two-
図16は、二端子対回路301の等価回路を示す図である。同図における二端子対回路301−2は、二端子対回路301においてインダクタンスL以外の要素を除いた二端子対回路である。従って、二端子対回路301−2のインピーダンス行列をZ4とすると、二端子対回路301のインピーダンス行列Zは、下記(式5)のように、二端子対回路301−1のインピーダンス行列Z2と二端子対回路301−2のインピーダンス行列Z4との和として求まる。
Z=Z2+Z4 …(式5)
FIG. 16 is a diagram showing an equivalent circuit of the two-
Z = Z 2 + Z 4 (Formula 5)
ここで二端子対回路301−2のインピーダンス行列Z4は、
と表される。
そしてインピーダンスz1及びz3は、それぞれインダクタンスLに係るインピーダンスであるから、
z1=z3=jωL …(式7)
である。
Here, the impedance matrix Z 4 of the two-terminal pair circuit 301-2 is:
It is expressed.
Since the impedances z 1 and z 3 are impedances related to the inductance L, respectively.
z 1 = z 3 = jωL (Expression 7)
It is.
また、二端子対回路301−1のインピーダンス行列Z2は上述したように二端子対回路301−1のアドミタンス行列Yの逆行列であるので、
Z2=Y−1 …(式8)
従って、二端子対回路301のインピーダンス行列Zは、下記(式9)で表される。
この(式9)の右辺を整理すると、二端子対回路301のインピーダンス行列Zは、下記(式10)で表される。
となる。
Further, since the impedance matrix Z 2 of the two-terminal pair circuit 301-1 is the inverse matrix of the admittance matrix Y of the two-terminal pair circuit 301-1, as described above,
Z2 = Y −1 (Formula 8)
Therefore, the impedance matrix Z of the two-
If the right side of this (Formula 9) is arranged, the impedance matrix Z of the two-
It becomes.
ところで、インピーダンス行列から散乱行列を求めるには、例えば公知の下記(式11)を用いる。
ここで本例では、(式10)に示すように、インピーダンス行列Zの要素について、z11=z22、z12=z21という関係が成立している。この場合、インピーダンス行列から散乱行列を求める式は下記(式12)となる。
この(式12)から、s21は下記のように求まる。
ここで、(式13)の右辺からZ11とZ12とを消去するために、(Z11+Z12)の値、及び(Z11−Z12)の値を算出する。
By the way, in order to obtain the scattering matrix from the impedance matrix, for example, the following known (formula 11) is used.
In this example, as shown in (Equation 10), the relationship of z 11 = z 22 and z 12 = z 21 holds for the elements of the impedance matrix Z. In this case, the equation for obtaining the scattering matrix from the impedance matrix is as follows (Equation 12).
From this equation (12), s 21 is obtained as follows.
Here, to calculate the value of to clear the Z 11 and Z 12 from the right side of equation (13), the value of (
まず、本実施形態では、上述したようにLC共振現象を利用して高効率で電力伝送を行うため、下記(式14)の共振条件を満たすように諸条件を設定するものとする。
ω2LC=1 …(式14)
この(式14)の関係式を用いて、(式10)で示されるz11とz12からLを消去してそれらの和と差とを計算すると、(式15)及び(式16)が得られる。
z11+z12=0 …(式15)
そして、(式15)及び(式16)を用いて(式13)からz11とz12を消去すると、s21が次のように求まる。
従って、電力利得を示す|s21|2の値は次のように求まる。
さらに、上述した共振条件を示す(式14)の関係式を用いて、(式18)からCを消去すると、|s21|2の値は次のように表せる。
ω 2 LC = 1 (Expression 14)
Using the relational expression of (Expression 14), when L is eliminated from z 11 and z 12 shown in (Expression 10) and their sum and difference are calculated, (Expression 15) and (Expression 16) are can get.
z 11 + z 12 = 0 (Formula 15)
Then, by eliminating z 11 and z 12 from (Equation 13) using (Equation 15) and (Equation 16), s 21 is obtained as follows.
Therefore, the value of | s 21 | 2 indicating the power gain is obtained as follows.
Further, if C is eliminated from (Expression 18) using the relational expression (Expression 14) indicating the resonance condition described above, the value of | s 21 | 2 can be expressed as follows.
この(式19)で示される|s21|2の値は二端子対回路301に係る電力利得を示すところ、この|s21|2の値が最大となるとき、当該二端子対回路301による電力伝送の効率が最も高くなる。
ここで、(式19)において右辺の分母が最小となるとき、|s21|2の値は最大となる。そして右辺の分母は、下記式(20)を満たすときに最小となる。
z0<<R<<ωL …(式20)
When indicating the value of 2 power gain according to the two-
Here, when the denominator on the right side is minimum in (Equation 19), the value of | s 21 | 2 is maximum. The denominator on the right side is minimized when the following equation (20) is satisfied.
z 0 << R << ωL (Expression 20)
この(式20)の関係式を満たすものとして(式19)を変形すると、|s21|2の値は下記のように近似される。
ここで下記(式22)に示すように、電力利得を示す|s21|2の値が0.9を超えるものとする。
このとき、(式22)から、ωLの値が下記(式23)のように導出される。
従って、(式20)と(式23)とを共に満たすように各値を設定することで、90%を超える二端子対回路301の電力利得を得ることが可能となる。つまり、高周波電源ユニット5からヘッドユニット40へ高効率で電力を伝送することが可能となる。
Here, as shown in the following (formula 22), it is assumed that the value of | s 21 | 2 indicating the power gain exceeds 0.9.
At this time, the value of ωL is derived from (Expression 22) as shown in (Expression 23) below.
Therefore, by setting each value so as to satisfy both (Equation 20) and (Equation 23), it is possible to obtain a power gain of the two-
なお、(式20)として示される条件式のうち、z0<<Rとの条件については、インピーダンスz0に対応する電源Vsの内部抵抗Rsを数10Ω以下に設定できることと、結合容量CMに係るインピーダンスRは通常、数10Ωと比較して非常に大きなインピーダンスとなることとから、通常は満たされる。従って、(式20)として示される条件式のうちR<<ωLとの条件について以下検討する。 Of the conditional expressions shown as (Expression 20), regarding the condition of z 0 << R, the internal resistance Rs of the power source Vs corresponding to the impedance z 0 can be set to several tens of Ω or less, and the coupling capacitance C M The impedance R according to the above is normally satisfied because it is a very large impedance compared to several tens of ohms. Therefore, the condition of R << ωL among the conditional expressions shown as (Expression 20) will be examined below.
まず、R<<ωLから、下記(式24)の関係が得られる。
ωL/R<<1 …(式24)
ところでインピーダンスRは、結合容量CMに係るインピーダンスであるので、下記(式25)で表される。
R=1/(jωCM) …(式25)
このように複素表示されたインピーダンスRの大きさは、1/ωCMと求まり、この値を(式24)に代入してRを消去すると、下記(式26)の関係が得られる。
1/(ω2LCM)<<1 …(式26)
さらに、上述した共振条件を示す(式14)の関係式を用いて、(式26)からωとLとを消去して整理すると、下記(式27)の関係が得られる。
C<<CM …(式27)
従って、この(式27)を満たすようにCとCMとを設定すれば、(式20)の条件式のうちR<<ωLとの条件が満たされる。このためには、例えば実現容易な最低のCの値を設定した上で、該Cの値よりも数倍大きな値となるようにCMを設定すればよい。
First, the relationship of the following (formula 24) is obtained from R << ωL.
ωL / R << 1 (Formula 24)
Meanwhile impedance R is because impedance of the coupling capacitance C M, represented by the following equation (25).
R = 1 / (jωC M ) (Formula 25)
Thus the magnitude of the complex representation impedance R is Motomari a 1 / .omega.C M, when erasing the R by substituting this value into equation (24), the following relationship (Equation 26) is obtained.
1 / (ω 2 LC M ) << 1 (Equation 26)
Further, when the relational expression (Expression 14) indicating the resonance condition described above is used to eliminate ω and L from (Expression 26), the following relation (Expression 27) is obtained.
C << C M (Formula 27)
Therefore, if the setting of the C and C M so as to satisfy the equation (27), the condition of R << .omega.L of conditional expression (Expression 20) is satisfied. For this purpose, for example in terms of setting the value of realization easy lowest and C, may be set C M such that several times greater than the value of the C.
以上説明したように、本実施形態によれば、安全性を確保しつつ、FFCを用いずに高周波電源ユニット5からヘッドユニット40へ高効率で電力を供給可能な液体吐出装置を提供することができる。
なお、上述の各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a liquid ejection apparatus capable of supplying power from the high-frequency
The above-described embodiments are for facilitating understanding of the present invention, and are not intended to limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and it is needless to say that the present invention includes equivalents thereof. In particular, the embodiments described below are also included in the present invention.
《変形例》
説明の重複を避けるため、上述した本発明の一実施形態と本変形例との共通点については説明を省略し、相違点のみを説明する。相違点は、本変形例では、ヘッド駆動回路61のグランド端子62Gをガイドレール36を利用して電気的に接地する点である。
具体的にはガイドレール36の長手方向に沿って略全長に亘って導電性部分を設け、この導電性部分を、電気的に接地されたメカフレーム3aに対して接続して接地する。そして、このガイドレール36の導電性部分に対して、ヘッド駆動回路61のグランド端子62Gを、ブラシ部材等を介して摺接させる。これにより、ガイドレール36を介してヘッド駆動回路61のグランド端子62Gが電気的に接地され、ヘッド駆動回路61からの放電経路が形成される。
<Modification>
In order to avoid duplication of explanation, explanation of the common points between the above-described embodiment of the present invention and this modification will be omitted, and only differences will be explained. The difference is that the
Specifically, a conductive portion is provided over substantially the entire length along the longitudinal direction of the
なお、給電経路については、上述した一実施形態に係るプリンター1と同様に、筐体側第1平板91Hとキャリッジ側第1平板91Cとの電界結合を用いて構成すればよい。
具体的には、本変形例に係るプリンター1において、高周波電源ユニット5と、筐体側第1平板91Hと、キャリッジ側第1平板91Cと、受電回路59と、ヘッド駆動回路61とから成る電力伝送経路は、図17に示す回路図で表される。
上述した一実施形態に係るプリンター1における電力伝送経路の回路図(図10参照)との主な相違点は、電界結合によって形成される結合容量に係る結合インピーダンスZMが一つしか存在しない点である。この図17に示す回路は、上述した図12に示す回路と等価な回路である。従って、高周波電源ユニット5からヘッドユニット40へ高効率で電力を伝送するための条件は、第1実施形態に係るプリンター1におけるそれと同様である。
The power supply path may be configured using electric field coupling between the housing-side first
Specifically, in the
The main difference from the circuit diagram of the power transmission path in the
《第1応用例》
説明の重複を避けるため、上述した本発明の一実施形態と本第1応用例との共通点については説明を省略し、相違点のみを説明する。相違点は、本第1応用例に係るプリンター1では、原駆動信号ODRVを増幅するためにD級増幅器がヘッド駆動回路61に設けられている点である。
上述したように、ヘッド41においてはインク室の容量を変化させてインク滴を吐出するための駆動素子として圧電素子が設けられている。そして、ヘッド駆動回路61が、印刷信号PRT等に基づいて圧電素子を駆動することにより、インク滴が吐出される。
ここで圧電素子は、ヘッド41における複数のノズルNのそれぞれに対応して設けられ、それぞれが制御信号にしたがって駆動されることによって、ノズルNから所定のタイミングで所定量のインクを吐出させる。圧電素子は、電気的にみればキャパシターのような容量性負荷であるので、各ノズルN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。このため、原駆動信号を増幅回路で増幅し、これを用いて圧電素子を駆動する構成を採用してもよい。
この原駆動信号の増幅に、本例ではD級増幅器を用いる。すなわち、原駆動信号をパルス幅変調やパルス密度変調などで変調した後、ローパスフィルターで復調する方式を採用する。D級増幅によれば、リニア増幅と比較して、より高いエネルギー効率で原駆動信号を増幅することができる。また、D級増幅器は回路規模の小型化が可能であるため、増幅器としてD級増幅器をヘッドユニット40へ搭載することは、回路規模の観点からも有益である。
<< First application example >>
In order to avoid duplication of description, description of the common points between the above-described embodiment of the present invention and the first application example will be omitted, and only differences will be described. The difference is that in the
As described above, the
Here, the piezoelectric element is provided corresponding to each of the plurality of nozzles N in the
In this example, a class D amplifier is used to amplify the original drive signal. That is, a method is employed in which the original drive signal is modulated by pulse width modulation or pulse density modulation and then demodulated by a low-pass filter. According to the class D amplification, the original drive signal can be amplified with higher energy efficiency compared to the linear amplification. In addition, since the class D amplifier can be reduced in circuit scale, mounting the class D amplifier as an amplifier in the
《第2応用例》
説明の重複を避けるため、上述した本発明の一実施形態と本第2応用例との共通点については説明を省略し、相違点のみを説明する。本第2応用例に係るプリンター1は、原駆動信号発生部63の後段にドライバー230(図18参照)と補助電源回路250(図18参照)とを備える点である。図18は、第2応用例に特有の構成を示す図である。
ドライバー230は、圧電素子240で保持された電圧Voutに応じて、その電圧Voutを駆動信号DRV(i)に一致させるように、圧電素子240と補助電源回路250との接続経路(後述)を選択制御する。このドライバー230の動作により、電圧Voutが駆動信号DRV(i)の電圧に追従する。
補助電源回路250は、整流回路57によって生成された所定電位VDDから、電圧VH/6、2VH/6、3VH/6、4VH/6及び5VH/6を生成してドライバー230に供給し、ドライバー230は、所定電位VDDと、基準電位GNDと、電圧VH/6、2VH/6、3VH/6、4VH/6、5VH/6とを用いて、駆動信号DRV(i)の電圧に追従する電圧Voutを、圧電素子240に供給する。
また、電圧VH/6は、補助電源回路250からドライバー230に電源配線511を介して供給され、同様に、電圧2VH/6、3VH/6、4VH/6、5VH/6は、電源配線512、513、514、515を介して供給される。このように補助電源回路250は、電荷供給源として機能する。
<< Second application example >>
In order to avoid duplication of description, description of the common points between the embodiment of the present invention described above and the second application example will be omitted, and only differences will be described. The
In response to the voltage Vout held by the
The auxiliary
The voltage VH / 6 is supplied from the auxiliary
なお、電圧VH/6、2VH/6、…のそれぞれを第1電圧、第2電圧、…としたときに、電源配線511、512、…のそれぞれが第1信号経路、第2信号経路、…に相当することになる。つまり、ドライバー230は、第1信号経路、第2信号経路、…を用いて圧電素子240と補助電源回路250とを電気的に接続する接続経路選択部として機能する。
When the voltages VH / 6, 2VH / 6,... Are the first voltage, the second voltage,..., The
上述したように構成することで、圧電素子240の充電または放電については、例えば第1信号経路、第2信号経路、…に圧電素子を電気的に接続することによって実行されるとともに、この電気的な接続については、駆動信号DRV(i)の電圧のみならず、圧電素子240の保持電圧も勘案して規定されるので、圧電素子240をより精細に制御することができる。なお、圧電素子240の充電及び放電については、段階的に進行するので、急激に充電及び放電が進行する従来構成と比較してエネルギー効率をより高くすることができる。また、D級増幅器のように大電流をスイッチングしないので、EMIの発生を抑えることができる。
By configuring as described above, charging or discharging of the
《第3応用例》
説明の重複を避けるため、上述した本発明の一実施形態と本第3応用例との共通点については説明を省略し、相違点のみを説明する。上述した実施形態において高周波電源ユニット5は、差動形式の第1高周波電圧信号と第2高周波電圧信号とを給電経路及び放電経路に出力する。本第3応用例に係るプリンター1では、高周波電源ユニット5の高周波信号生成部5−1は原駆動信号ODRVを生成し、高周波電源ユニット5からは、差動形式の第1原駆動信号ODRV1及び第2原駆動信号ODRV2が給電経路及び放電経路に出力される。すなわち、本第3応用例では、電力供給源である高周波電源ユニット5は、原駆動信号供給源としても機能する。
ここで、第1原駆動信号ODRV1及び第2原駆動信号ODRV2は交流信号であるから、送信側共振回路5−2及び受信側共振回路55の共振周波数を原駆動信号ODRVの基本周波数に設定することによって、差動形式の第1原駆動信号ODRV1及び第2原駆動信号ODRV2を高周波電源ユニット5からヘッドユニット40へ伝送することが可能となる。
図19は、第3応用例における受電回路59及びヘッド駆動回路61のシステム構成を示す図である。同図に示すように、受電回路59は、キャリッジ側第1平板91C及びキャリッジ側第2平板92Cを介して入力された第1原駆動信号ODRV1及び第2原駆動信号ODRV2を整流回路57によって整流してヘッド駆動回路61の電源電圧を生成してヘッド駆動回路61に供給する。
また、第1原駆動信号ODRV1及び第2原駆動信号ODRV2が原駆動信号取得部64に供給される。原駆動信号取得部64は、第1原駆動信号ODRV1及び第2原駆動信号ODRV2を差動形式からシングルエンド形式に変換すると共に振幅を調整して原駆動信号ODRVを生成する。
このように構成することで、原駆動信号ODRVを伝送する経路と電力を伝送する経路とを兼用できるので、原駆動信号発生用パラメーターをヘッドユニット40側へ送信する必要がなくなる上に、原駆動信号をヘッド駆動回路61で生成する必要もなくなる。従って、それら不要となる処理に係る構成部材を設けずに済むため、ヘッド駆動回路61の構成の簡略化が実現する。
<< Third application example >>
In order to avoid duplication of description, description of the common points between the above-described embodiment of the present invention and the third application example will be omitted, and only differences will be described. In the embodiment described above, the high frequency
Here, since the first original drive signal ODRV1 and the second original drive signal ODRV2 are AC signals, the resonance frequencies of the transmission-side resonance circuit 5-2 and the reception-
FIG. 19 is a diagram illustrating a system configuration of the
Further, the first original
With this configuration, since the path for transmitting the original drive signal ODRV and the path for transmitting power can be used together, it is not necessary to transmit the parameters for generating the original drive signal to the
《第4応用例》
説明の重複を避けるため、上述した本発明の一実施形態と本第4応用例との共通点については説明を省略し、相違点のみを説明する。本第4応用例に係るプリンター1では、受電回路59は、キャリッジ側第1平板91C及びキャリッジ側第2平板92Cを介して入力された高周波電圧信号から、所定の周波数以上の周波数の成分を低減させる信号処理部(ローパスフィルタ)を備える。これにより、所定の周波数以上の周波数の成分に含まれる「静電気放電(ESD)に起因するノイズ」を低減させることができ、ESDに起因する電気回路の不具合を抑制することができる。
<< 4th application example >>
In order to avoid duplication of description, description of the common points between the above-described embodiment of the present invention and the fourth application example will be omitted, and only differences will be described. In the
なお、上述の各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
上述の各実施形態では、印刷信号PRT等の制御信号をコントローラー10からキャリッジ32のヘッド駆動回路61へと無線送信する方法として、電波による方法を用いたが、無線送信可能であれば何等これに限るものではない。例えば、制御信号を光伝送しても良い。すなわち、レーザー照射部をコントローラー10側に設け、光電変換部を、キャリッジ32側に設け、レーザー照射部から光電変換部へと、制御信号をレーザー光として伝送しても良い。なお、この場合には、レーザー照射部のレーザー光は、キャリッジ移動方向と平行に照射される。これにより、キャリッジ32の往復移動経路の全範囲に亘って、レーザー照射部は光電変換部にレーザー光を照射することができる。
上述の実施形態では、インクの吐出方式として、圧電素子による圧電効果方式を例示したが、何等これに限るものではなく、例えば、インクを加熱し、そのインク中に生じる気泡によりインクをノズルから吐出するサーマルジェット方式でも良い。
The above-described embodiments are for facilitating understanding of the present invention, and are not intended to limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and it is needless to say that the present invention includes equivalents thereof. In particular, the embodiments described below are also included in the present invention.
In each of the above-described embodiments, a method using radio waves is used as a method for wirelessly transmitting a control signal such as the print signal PRT from the
In the above-described embodiment, the piezoelectric effect method using the piezoelectric element is exemplified as the ink discharge method. However, the present invention is not limited to this. A thermal jet method may be used.
《第5応用例》
筐体側第1平板91H、キャリッジ側第1平板91C、筐体側第2平板92H、及びキャリッジ側第2平板92Cの配設態様は、上述した例に限られない。以下説明する例では、搬送ユニット20によって搬送される用紙Sの経路(以下、搬送経路という。)を挟まないように、筐体側第1平板91Hとキャリッジ側第1平板91Cとを配置し、且つ、筐体側第2平板92Hとキャリッジ側第2平板92Cとを配置する。
図20に示す例では、筐体3において、キャリッジ32の上面と向かい合う天板3tに、筐体側第1平板91Hと筐体側第2平板92Hとが、同一面内に(水平に)設けられている。
また、キャリッジ32においては、キャリッジ32の上面近傍に、筐体側第1平板91Hと向かい合うようにキャリッジ側第1平板91Cが設けられ、筐体側第2平板92Hと向かい合うようにキャリッジ側第2平板92Cが設けてられている。ここでキャリッジ側第1平板91Cとキャリッジ側第2平板92Cとは、同一面内に(水平に)設けられている。
ここで筐体側第1平板91H、筐体側第2平板92H、キャリッジ側第1平板91C、及びキャリッジ側第2平板92Cは、ノズル面41aに対して略平行に設けられている。
<< 5th application example >>
The arrangement of the housing-side first
In the example shown in FIG. 20, in the
In the
Here, the housing-side first
図20に示す配置態様によれば、キャリッジ側第1平板91Cとキャリッジ側第2平板92Cとが同一面内に配置されるため、両者が平行な配置態様と比べて、両者が電界結合しにくくなる。仮にキャリッジ側第1平板91Cとキャリッジ側第2平板92Cとが電界結合したとしても、両者間には実質的に電力伝送の効率(電力利得)に悪影響を与えない程度の結合容量しか生じない。従って、キャリッジ側第1平板91Cとキャリッジ側第2平板92Cとが電界結合して結合容量を形成してしまうことに起因して、本来意図したものとは異なる電力伝送系統が形成され、電力伝送の効率が低下してしまうことが抑制される。
According to the arrangement mode shown in FIG. 20, the carriage-side first
図21に示す例では、筐体3において、キャリッジ32の背面(同図に示される搬送方向とは逆方向の端面)と向かい合う背面板3bに、筐体側第1平板91Hと筐体側第2平板92Hとが、同一面内に設けられている。
また、キャリッジ32においては、キャリッジ32の背面近傍に、筐体側第1平板91Hと向かい合うようにキャリッジ側第1平板91Cが設けられ、筐体側第2平板92Hと向かい合うようにキャリッジ側第2平板92Cが設けてられている。ここでキャリッジ側第1平板91Cとキャリッジ側第2平板92Cとは、同一面内に設けられている。
ここで筐体側第1平板91H、筐体側第2平板92H、キャリッジ側第1平板91C、及びキャリッジ側第2平板92Cは、ノズル面41aに対して略垂直に設けられている。
In the example shown in FIG. 21, the housing side first flat plate 91 </ b> H and the housing side second flat plate are placed on the
In the
Here, the housing-side first
図21に示す配置態様によれば、キャリッジ側第1平板91Cとキャリッジ側第2平板92Cとが同一面内に配置されるため、両者が向かい合うような配置態様に比べて、両者が電界結合しにくくなる。仮にキャリッジ側第1平板91Cとキャリッジ側第2平板92Cとが電界結合したとしても、両者間には実質的に電力伝送の効率(電力利得)に悪影響を与えない程度の結合容量しか生じない。従って、キャリッジ側第1平板91Cとキャリッジ側第2平板92Cとが電界結合して結合容量を形成してしまうことに起因して、本来意図したものとは異なる電力伝送系統が形成され、電力伝送の効率が低下してしまうことが抑制される。
さらに、キャリッジ側第1平板91Cとキャリッジ側第2平板92Cとが同一面内に配置されるため、両者が向かい合うような配置態様に比べて、両者間の距離を短くすることが可能なため、それらを配置することに起因するキャリッジ32の大型化を避けることができる。
According to the arrangement shown in FIG. 21, the carriage-side first
Furthermore, since the carriage-side first
1…プリンター、10…コントローラー、11…インターフェース部、110…コンピューター、13…メモリー、14…ユニット制御回路、17…送信機、20…搬送ユニット、21…給紙ローラー、22…搬送モーター、23…搬送ローラー、24…プラテン、25…排紙ローラー、3…筐体、300…第1部分、301,301−1,301−2…二端子対回路、302…第3部分、32…キャリッジ、33…キャリッジモーター、34a…第1プーリー、34b…第2プーリー、35…タイミングベルト、36…ガイドレール、37…受信機、3a…メカフレーム、40…ヘッドユニット、41…ヘッド、411…ノズル列、5…高周波電源ユニット、5−1…高周波信号生成部、5−2…送信側共振回路、50…検出器群、51…紙検出センサー、52…リニア式エンコーダー、53…ロータリー式エンコーダー、54G…端子、54P…端子、55…受信側共振回路、57…整流回路、58G,58P…端子、59…受電回路、61…ヘッド駆動回路、62G…グランド端子、62P…電力供給用端子、63…原駆動信号発生部、64…原駆動信号取得部、65…駆動信号整形部、67…コンバーター、91H…筐体側第1平板、91C…キャリッジ側第1平板、92H…筐体側第2平板、92C…キャリッジ側第2平板、C1,C3…一次側容量素子、C2,C4…二次側容量素子、CM…結合容量、L1,L3…一次側インダクタンス素子、L2,L4…二次側インダクタンス素子、R…結合容量のインピーダンス、RL…負荷、Rs…内部抵抗、S…用紙、TE1…出力端子、TE2…出力端子、Vs…電源。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記ヘッドユニットを搭載し、移動可能なキャリッジと、
前記ヘッドユニットから前記液体を吐出する為の電力を供給する電力供給源と、
前記電力供給源が設置された筐体と、
前記筐体に設置された筐体側導電体と、
前記キャリッジに設置されたキャリッジ側導電体と、を備え、
前記電力は、前記筐体側導電体と前記キャリッジ側導電体との間の電界結合で形成される結合容量を介して、前記電力供給源から前記キャリッジへ伝送される、
ことを特徴とする液体吐出装置。 A head unit for discharging liquid;
A carriage mounted with the head unit and movable;
A power supply source for supplying power for discharging the liquid from the head unit;
A housing in which the power supply source is installed;
A case-side conductor installed in the case;
A carriage-side conductor installed on the carriage,
The electric power is transmitted from the power supply source to the carriage via a coupling capacitor formed by electric field coupling between the housing-side conductor and the carriage-side conductor.
A liquid discharge apparatus characterized by that.
前記キャリッジ側導電体は、前記キャリッジが移動している期間は、前記筐体側導電体の少なくとも一部と向かい合う、
ことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。 The housing-side conductor and the carriage-side conductor have a substantially flat plate shape,
The carriage-side conductor faces at least a part of the housing-side conductor during a period in which the carriage is moving.
The liquid ejection apparatus according to claim 1, wherein
前記キャリッジに設置され、前記キャリッジ側導電体と電気的に接続されており、第2の周波数で共振する受信側共振回路と、
を含み、
前記第1の周波数と前記第2の周波数とは、略一致する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液体吐出装置。 A transmission-side resonance circuit that is installed in the case and is electrically connected to the case-side conductor and resonates at a first frequency;
A receiving-side resonance circuit that is installed in the carriage and is electrically connected to the carriage-side conductor and resonates at a second frequency;
Including
The first frequency and the second frequency substantially coincide with each other,
The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the liquid ejecting apparatus is a liquid ejecting apparatus.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちいずれか一項に記載の液体吐出装置。 The coupling capacitor is provided in a power supply path that supplies power to the carriage from the power supply source installed in the housing.
The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the liquid ejecting apparatus is a liquid ejecting apparatus.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちいずれか一項に記載の液体吐出装置。 The coupling capacitance is provided in a discharge path for discharging from the carriage to the power supply source installed in the housing.
The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the liquid ejecting apparatus is a liquid ejecting apparatus.
前記液体を吐出するノズルと、
前記ノズルに連通する圧力室と、
前記圧力室毎に設けられる圧電素子と、を含み、
前記圧電素子は、前記電力によって駆動される、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のうちいずれか一項に記載の液体吐出装置。 The head unit is
A nozzle for discharging the liquid;
A pressure chamber communicating with the nozzle;
A piezoelectric element provided for each pressure chamber,
The piezoelectric element is driven by the power.
The liquid discharge apparatus according to claim 1, wherein the liquid discharge apparatus is a liquid discharge apparatus.
前記圧電素子を駆動するための原駆動信号を取得する原駆動信号取得部と、
前記原駆動信号を増幅して前記圧電素子に供給するD級増幅器と、を含む、
ことを特徴とする請求項6に記載の液体吐出装置。 The head unit is
An original drive signal acquisition unit for acquiring an original drive signal for driving the piezoelectric element;
A class D amplifier that amplifies the original drive signal and supplies the amplified signal to the piezoelectric element,
The liquid ejecting apparatus according to claim 6.
補助電源と、
前記補助電源により第1電圧が印加された第1信号経路と、
前記補助電源により前記第1電圧よりも高い第2電圧が印加された第2信号経路と、
前記圧電素子を駆動するための駆動信号を生成する信号生成部と、
前記駆動信号の電圧と、前記圧電素子の保持電圧とに応じて、前記第1信号経路または前記第2信号経路を用いて、前記圧電素子と前記補助電源とを電気的に接続する接続経路選択部と、を含む、
ことを特徴とする請求項6に記載の液体吐出装置。 The head unit is
Auxiliary power,
A first signal path to which a first voltage is applied by the auxiliary power source;
A second signal path to which a second voltage higher than the first voltage is applied by the auxiliary power source;
A signal generator for generating a drive signal for driving the piezoelectric element;
Connection path selection for electrically connecting the piezoelectric element and the auxiliary power source using the first signal path or the second signal path according to the voltage of the driving signal and the holding voltage of the piezoelectric element. Including
The liquid ejecting apparatus according to claim 6.
前記キャリッジは、
前記駆動信号を整流して電源電圧を生成し、前記電源電圧を前記ヘッドユニットに印加する整流部と、
前記電源電圧が印加され、前記駆動信号に基づいて前記圧電素子を駆動する駆動部と、を備える、
ことを特徴とする請求項6に記載の液体吐出装置。 The power supply source supplies the power as a drive signal for driving the piezoelectric element to the carriage via the coupling capacitor,
The carriage is
A rectifying unit that rectifies the drive signal to generate a power supply voltage, and applies the power supply voltage to the head unit;
A drive unit to which the power supply voltage is applied and drives the piezoelectric element based on the drive signal;
The liquid ejecting apparatus according to claim 6.
前記キャリッジには、前記電圧信号における所定の周波数以上の周波数成分を低減させる信号処理部が設けられている、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項8のうちいずれか一項に記載の液体吐出装置。 The power supply source supplies the power by supplying a voltage signal,
The carriage is provided with a signal processing unit that reduces a frequency component equal to or higher than a predetermined frequency in the voltage signal.
The liquid ejection apparatus according to claim 1, wherein the liquid ejection apparatus is a liquid ejection apparatus according to claim 1.
前記筐体に設けられ、前記制御信号を前記ヘッドユニットに無線送信する送信部と、
前記キャリッジに設けられ、前記無線送信された前記制御信号を受信する受信部と、
を備えることを特徴とする請求項6乃至請求項10のうちいずれか一項に記載の液体吐出装置。 A signal generation unit that is provided in the housing and generates a control signal for controlling the driving of the piezoelectric element;
A transmission unit provided in the housing and wirelessly transmitting the control signal to the head unit;
A receiver provided on the carriage for receiving the control signal transmitted wirelessly;
The liquid ejection apparatus according to claim 6, further comprising:
前記ヘッドユニットを搭載し、移動可能なキャリッジと、
前記ヘッドユニットから前記液体を吐出する為の電力を供給する電力供給源と、
前記電力供給源が設置された筐体と、
前記筐体に設置された筐体側導電体と、
前記キャリッジに設置されたキャリッジ側導電体と、を備える液体吐出装置の駆動方法であって、
前記筐体側導電体と前記キャリッジ側導電体との間の電界結合で形成される結合容量を介して、前記電力供給源から前記キャリッジへ前記電力を伝送するステップと、
前記伝送された電力を用いて前記ヘッドユニットが前記液体を吐出するステップと、
を有することを特徴とする液体吐出装置の駆動方法。
A head unit for discharging liquid;
A carriage mounted with the head unit and movable;
A power supply source for supplying power for discharging the liquid from the head unit;
A housing in which the power supply source is installed;
A case-side conductor installed in the case;
A method of driving a liquid ejection apparatus comprising a carriage-side conductor installed on the carriage,
Transmitting the power from the power supply source to the carriage via a coupling capacitance formed by electric field coupling between the housing-side conductor and the carriage-side conductor;
The head unit ejecting the liquid using the transmitted power;
A method for driving a liquid ejection apparatus, comprising:
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