JP5614058B2 - Fluid ejection device - Google Patents
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Description
本発明は、流体噴射装置に関する。 The present invention relates to a fluid ejecting apparatus.
流体噴射装置の一例として、インクを噴射して画像を印刷するインクジェットプリンターが知られている。このようなプリンターでは、ヘッドがキャリッジに設けられており、キャリッジが移動方向に移動することによってヘッドも移動する。そして、ヘッドの移動中にノズルからインクが噴射される。また、ヘッドに燃料電池を搭載することで、装置本体側からヘッドに電力を供給する伝送線を不要にしたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 As an example of a fluid ejecting apparatus, an ink jet printer that ejects ink to print an image is known. In such a printer, the head is provided on the carriage, and the head moves as the carriage moves in the moving direction. Then, ink is ejected from the nozzles while the head is moving. Further, there has been proposed one in which a fuel cell is mounted on the head so that a transmission line for supplying power to the head from the apparatus main body side is unnecessary (for example, see Patent Document 1).
上述したプリンターでは、燃料電池を用いているので、電力生成時にヘッドに水が発生する。このため、発生した水を排出しなければならないという問題があった。 Since the above-described printer uses a fuel cell, water is generated in the head when power is generated. For this reason, there was a problem that the generated water had to be discharged.
そこで本発明は、排出物を発生することなくヘッドに電力を供給することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to supply electric power to the head without generating discharge.
上記目的を達成するための主たる発明は、移動方向に移動可能なキャリッジと、前記キャリッジに設けられ、流体を噴射するヘッドと、前記ヘッドを駆動するための電力を非接触で供給する電力供給ユニットであって、前記移動方向に沿って固定して配置された複数の一次コイルと、前記キャリッジに設けられた二次コイルとを有する電力供給ユニットと、を有することを特徴とする流体噴射装置である。
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
A main invention for achieving the above object is a carriage movable in a moving direction, a head that is provided in the carriage and that ejects fluid, and a power supply unit that supplies power for driving the head in a non-contact manner. A fluid ejecting apparatus comprising: a power supply unit having a plurality of primary coils fixedly disposed along the moving direction; and a secondary coil provided on the carriage. is there.
Other features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。 At least the following matters will become clear from the description of the present specification and the accompanying drawings.
移動方向に移動可能なキャリッジと、前記キャリッジに設けられ、流体を噴射するヘッドと、前記ヘッドを駆動するための電力を非接触で供給する電力供給ユニットであって、前記移動方向に沿って固定して配置された複数の一次コイルと、前記キャリッジに設けられた二次コイルとを有する電力供給ユニットと、を有することを特徴とする流体噴射装置が明らかとなる。
このような流体噴射装置によれば、水などの排出物を発生することなくヘッドに電力を供給することができる。
A carriage that is movable in a moving direction, a head that is provided on the carriage and that ejects fluid, and a power supply unit that supplies power for driving the head in a non-contact manner, and is fixed along the moving direction Thus, a fluid ejecting apparatus having a plurality of primary coils and a power supply unit having a secondary coil provided on the carriage is clarified.
According to such a fluid ejecting apparatus, electric power can be supplied to the head without generating discharge such as water.
かかる流体噴射装置であって、前記キャリッジの前記移動方向の位置を検出する検出部を有し、前記検出部の検出結果に基づいて、前記複数の一次コイルのうちの少なくともいずれかを用いることが望ましい。
このような流体噴射装置によれば、キャリッジが移動方向に移動中であっても電力を供給することができる。
The fluid ejecting apparatus includes a detection unit that detects a position of the carriage in the moving direction, and uses at least one of the plurality of primary coils based on a detection result of the detection unit. desirable.
According to such a fluid ejecting apparatus, electric power can be supplied even when the carriage is moving in the moving direction.
かかる流体噴射装置であって、前記ヘッドが前記移動方向に往復移動しながら前記流体を噴射する際に、前記複数の一次コイルのうちのいずれかと前記二次コイルが対向するような位置において、前記キャリッジが前記移動方向の一方向から他方向へ折り返すことが望ましい。
このような流体噴射装置によれば、効率よく電力を供給することができる。
In such a fluid ejecting apparatus, when the head ejects the fluid while reciprocating in the moving direction, at any position where the secondary coil opposes one of the plurality of primary coils, It is desirable that the carriage folds from one direction to the other in the moving direction.
According to such a fluid ejecting apparatus, electric power can be supplied efficiently.
かかる流体噴射装置であって、各画素にドットを形成するか否かを示す画素データを前記ヘッドに無線で送信することが望ましい。
このような流体噴射装置によれば、装置本体側とキャリッジ側との間のケーブルの信号線の数を減らすことが可能である。
In such a fluid ejecting apparatus, it is desirable to wirelessly transmit pixel data indicating whether or not to form dots in each pixel to the head.
According to such a fluid ejecting apparatus, it is possible to reduce the number of signal lines of the cable between the apparatus main body side and the carriage side.
かかる流体噴射装置であって、前記キャリッジには、前記ヘッドから噴射すべき流体を収容したカートリッジが搭載されることが望ましい。
このような流体噴射装置によれば、装置本体側とキャリッジとの間を物理的に拘束する部材を無くすることができる。
In this fluid ejecting apparatus, it is preferable that a cartridge containing a fluid to be ejected from the head is mounted on the carriage.
According to such a fluid ejecting apparatus, a member that physically restrains the apparatus main body side and the carriage can be eliminated.
また、移動方向に移動可能なキャリッジと、前記キャリッジに設けられ、流体を噴射するヘッドと、前記ヘッドを駆動するための電力を非接触で供給する電力供給ユニットであって、前記キャリッジの移動に伴って前記移動方向に移動する一次コイルと、前記キャリッジに設けられた二次コイルとを有する電力供給ユニットとを有することを特徴とする流体噴射装置が明らかとなる。
このような流体噴射装置によれば、簡素な構成で装置本体側からヘッドに電力を供給することができる。
A carriage that is movable in a moving direction; a head that is provided on the carriage and that ejects fluid; and a power supply unit that supplies power for driving the head in a non-contact manner. Accordingly, a fluid ejecting apparatus including a power supply unit having a primary coil that moves in the moving direction and a secondary coil provided in the carriage is clarified.
According to such a fluid ejecting apparatus, power can be supplied to the head from the apparatus main body side with a simple configuration.
以下の実施形態では、インクジェットプリンター(以下、プリンター1ともいう)を例に挙げて説明する。 In the following embodiments, an ink jet printer (hereinafter also referred to as printer 1) will be described as an example.
===プリンターの概要===
<インクジェットプリンターの構成について>
図1は、本実施形態のプリンター1の全体構成のブロック図である。また、図2Aは、本実施形態のプリンター1の斜視図である。また、図2Bは、本実施形態のプリンター1の横断面図である。以下、本実施形態のプリンターの基本的な構成について説明する。
=== Outline of the printer ===
<Inkjet printer configuration>
FIG. 1 is a block diagram of the overall configuration of the
本実施形態のプリンター1は、搬送ユニット20、キャリッジユニット30、ヘッドユニット40、センサー群50、コントローラー60、データ送信部70、及び無接点充電ユニット80を有する。外部装置であるコンピューター110から印刷データを受信したプリンター1は、コントローラー60によって各ユニット(搬送ユニット20、キャリッジユニット30、ヘッドユニット40、データ送信部70、無接点充電ユニット80)を制御し、紙に画像を印刷する。プリンター1内の状況はセンサー群50によって監視されており、センサー群50は、検出結果をコントローラー60に出力する。コントローラー60は、センサー群50から出力された検出結果に基づいて、各ユニットを制御する。
The
搬送ユニット20は、媒体(例えば、紙Sなど)を所定の方向(以下、搬送方向という)に搬送させるためのものである。この搬送ユニット20は、給紙ローラー21と、搬送モーター22(PFモータとも言う)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、紙挿入口に挿入された紙をプリンター内に給紙するためのローラーである。搬送ローラー23は、給紙ローラー21によって給紙された紙Sを印刷可能な領域まで搬送するローラーであり、搬送モーター22によって駆動される。プラテン24は、印刷中の紙Sを支持する。排紙ローラー25は、紙Sをプリンターの外部に排出するローラーであり、印刷可能な領域に対して搬送方向下流側に設けられている。
The
キャリッジユニット30は、ヘッドを所定の方向(以下、移動方向という)に移動(「走査」とも呼ばれる)させるためのものである。キャリッジユニット30は、キャリッジ31と、キャリッジモーター32(CRモーターとも言う)とを有する。キャリッジ31は、移動方向に往復移動可能であり、キャリッジモーター32によって駆動される。また、キャリッジ31には、インク(流体の一種)を収容したインクカートリッジが搭載される。
The
ヘッドユニット40は、紙にインクを噴射するためのものである。ヘッドユニット40は、複数のノズルを有するヘッド41と、データ受信部42と、駆動信号生成部43とを備えている。ヘッドユニット40はキャリッジ31に設けられているため、キャリッジ31が移動方向に移動すると、ヘッドユニット40も移動方向に移動する。そして、ヘッド41が移動方向に移動中にインクを断続的に噴射することによって、移動方向に沿ったドットライン(ラスタライン)が紙に形成される。
The
データ受信部42は、装置本体側のデータ送信部70から送られてくるデータを受信する。
駆動信号生成部43は、データ受信部42が受信したデータに基づいて駆動信号COMを生成する。本実施形態では、駆動信号生成部43は、装置本体側ではなくキャリッジ側に設けられる。
なお、データ受信部42と駆動信号生成部43の詳細については後述する。
The
The
The details of the
センサー群50には、リニア式エンコーダー51(検出部に相当する)、ロータリー式エンコーダー52、紙検出センサー53、光学センサー54等が含まれる。リニア式エンコーダー51は、キャリッジ31の移動方向の位置を検出する。ロータリー式エンコーダー52は、搬送ローラー23の回転量を検出する。紙検出センサー53は、給紙中の紙の先端の位置を検出する。光学センサー54は、キャリッジ31に取付けられている発光部と受光部により、紙の有無を検出する。そして、光学センサー54は、キャリッジ31によって移動しながら紙の端部の位置を検出し、紙の幅を検出することができる。また、光学センサー54は、状況に応じて、紙の先端(搬送方向下流側の端部であり、上端ともいう)・後端(搬送方向上流側の端部であり、下端ともいう)も検出できる。
The
コントローラー60は、プリンターの制御を行うための制御ユニットである。コントローラー60は、インターフェイス部61と、CPU62と、メモリー63と、ユニット制御回路64と、駆動信号生成回路65を有する。インターフェイス部61は、外部装置であるコンピューター110とプリンター1との間でデータの送受信を行う。CPU62は、プリンター全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリー63は、CPU62のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものであり、RAM、EEPROM等の記憶素子を有する。CPU62は、メモリー63に格納されているプログラムに従って、ユニット制御回路64を介して各ユニットを制御する。
The
データ送信部70は、ヘッドユニット40のデータ受信部42に印刷データなどの各種のデータを無線で送信する。
The
無接点充電ユニット80(電力供給ユニットに相当する)は、ヘッドユニット40を駆動するための電力をヘッドユニット40に供給するものであり、本実施形態では、非接触で装置本体側からキャリッジ側へ電力を伝送する。無接点充電ユニット80は、複数の一次側モジュール81と、二次側モジュール82と、充電用電池83とを備えている。
The contactless charging unit 80 (corresponding to a power supply unit) supplies power for driving the
複数の一次側モジュール81は、図2Aに示すように、キャリッジ31の移動方向に沿って装置本体側に固定して配置されている。各一次側モジュール81は、それぞれ一次コイルを有する。そして、一次コイルに交流電流を流し、コイル近傍に磁界を発生させる。
二次モジュール82は、キャリッジ側に設けられている。
充電用電池83は、充電式の電池である。なお、本実施形態の充電用電池83は、42Vと、3.3Vの2種類の電圧を発生する。
なお、無接点充電ユニット80の詳細については後述する。
As shown in FIG. 2A, the plurality of
The
The charging
The details of the
<印刷手順について>
コントローラー60は、コンピューター110から印刷命令及び印刷データを受信すると、印刷データに含まれる各種コマンドの内容を解析し、各ユニットを用いて、以下の処理を行う。
<Printing procedure>
When receiving a print command and print data from the
まず、コントローラー60は、給紙ローラー21を回転させ、印刷すべき用紙Sを搬送ローラー23の所まで送る。次に、コントローラー60は、搬送モーター22を駆動させることによって搬送ローラー23を回転させる。搬送ローラー23が所定の回転量にて回転すると、用紙Sは所定の搬送量にて搬送される。
First, the
用紙Sがヘッドユニット40の下部まで搬送されると、コントローラー60は、印刷命令に基づいてキャリッジモーター32を回転させる。このキャリッジモーター32の回転に応じて、キャリッジ31が移動方向に移動する。また、キャリッジ31が移動することによって、キャリッジ31に設けられたヘッドユニット40も同時に移動方向に移動する。そして、コントローラー60は、ヘッドユニット40が移動方向に移動している間にヘッド41から断続的にインク滴を噴射させる。このインク滴が、用紙Sにインク滴が着弾することによって、移動方向に複数のドットが並ぶドット列が形成される。なお、移動するヘッド41からインクを噴射することによるドット形成動作のことをパスという。
When the paper S is conveyed to the lower part of the
また、コントローラー60は、ヘッドユニット40が往復移動する合間に搬送モーター22を駆動させる。搬送モーター22は、コントローラー60からの指令された駆動量に応じて回転方向の駆動力を発生する。そして、搬送モーター22は、この駆動力を用いて搬送ローラー23を回転させる。搬送ローラー23が所定の回転量にて回転すると、用紙Sは所定の搬送量にて搬送される。つまり、用紙Sの搬送量は、搬送ローラー23の回転量に応じて定まることになる。このように、パスと搬送動作を交互に繰り返して行い、用紙Sの各画素にドットを形成していく。こうして用紙Sに画像が印刷される。
Further, the
そして、最後に、コントローラー60は、搬送ローラー23と同期して回転する排紙ローラー25によって印刷が終了した用紙Sを排紙する。
Finally, the
===キャリッジ側の構成===
以下、図面を参照しつつ、キャリッジ31に搭載される構成要素について説明する。
図3はキャリッジ側の構成を示すブロック図である。また、図4は図3の駆動信号生成部43の構成の一例を示す図である。キャリッジ31には、ヘッドユニット40、インクカートリッジ、無接点充電ユニット80の二次側モジュール82及び充電用電池83が設けられている。
=== Configuration on the carriage side ===
Hereinafter, the components mounted on the
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the carriage side. FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of the drive
先ずヘッドユニット40の構成について説明する。前述したように、ヘッドユニット40は、ヘッド41、データ受信部42、駆動信号生成部43を備えている。なお、ヘッド41、データ受信部42、駆動信号生成部43は、充電用電池83から駆動電圧(3.3V)が供給されることによって動作する。
First, the configuration of the
<駆動信号生成部について>
本実施形態の駆動信号生成部43は、図4に示すように、波形設定部431、D/A変換器432、電圧増幅回路433、電流増幅回路434を有している。
波形設定部431は、データ受信部42が装置本体側から受信した駆動波形の設定データ(例えば10ビットのデジタルデータ)が設定される。
D/A変換器432は、波形設定部431から出力されるデジタルデータをアナログ信号に変換する。
電圧増幅回路433は、アナログ信号の電圧をピエゾ素子の動作に適した電圧まで増幅して、原駆動信号を生成する。
<About the drive signal generator>
As shown in FIG. 4, the drive
The
The D /
The
電流増幅回路434は、原駆動信号の電流増幅を行ない、駆動信号COMを生成する。なお図4に示すように電流増幅回路434は、互いのエミッタ端子同士が接続されたNPN型のトランジスタQ1とPNP型のトランジスタQ2のトランジスタ対を有する。NPN型のトランジスタQ1は、原駆動信号の電圧上昇時に動作するトランジスタである。このNPN型のトランジスタQ1は、コレクタが電源(42V)に、エミッタが駆動信号COMの出力信号線に、それぞれ接続されている。PNP型のトランジスタQ2は、電圧降下時に動作するトランジスタである。PNP型のトランジスタQ2は、コレクタが接地(アース)に、エミッタが第1駆動信号COMの出力信号線に、それぞれ接続されている。なお、NPN型のトランジスタQ1とPNP型のトランジスタQ2のベースには電圧増幅回路433からの原駆動信号が印加される。
The
この電流増幅回路434は、電圧増幅回路433の出力電圧(原駆動信号の電圧)によって動作が制御される。例えば、出力電圧が上昇状態にあると、NPN型のトランジスタQ1がオン状態となる。これに伴い、駆動信号COMの電圧も上昇する。一方、出力電圧が降下状態にあると、PNP型のトランジスタQ2がオン状態となる。これに伴い、駆動信号COMの電圧も降下する。なお、出力電圧が一定である場合、NPN型のトランジスタQ1もPNP型のトランジスタQ2もオフ状態となる。その結果、駆動信号COMは一定電圧となる。
そして、駆動信号生成部43で生成された駆動信号COMは、ヘッド41に出力される。
The operation of the
Then, the drive signal COM generated by the drive
<ヘッドについて>
図5は、ヘッド部分の構成の説明図であり、図6は各信号のタイミングの説明図である。ヘッド41は、ヘッドコントローラーHCと複数のピエゾ素子417を有している。
<About the head>
FIG. 5 is an explanatory diagram of the configuration of the head portion, and FIG. 6 is an explanatory diagram of the timing of each signal. The
ヘッドコントローラーHCは、データ受信部42が装置本体側から受信した画素データSIなどの制御信号と、駆動信号生成部43で生成された駆動信号COMに基づいて、各ピエゾ素子417を駆動させる。図5に示すように、ヘッドコントローラーHCは、第1シフトレジスタ411Aと、第2シフトレジスタ411Bと、第1ラッチ回路412Aと、第2ラッチ回路412Bと、デコーダ413と、制御ロジック414と、スイッチ416を備えている。そして、制御ロジック414を除いた各部(すなわち、第1シフトレジスタ411A、第2シフトレジスタ411B、第1ラッチ回路412A、第2ラッチ回路412B、デコーダ413、スイッチ416)は、それぞれピエゾ素子417毎に設けられる。なお、ピエゾ素子417は、ノズルからインクを噴射するために駆動される素子であり、ヘッド41においてノズル毎に設けられている。
The head controller HC drives each
ヘッドコントローラーHCには、データ受信部42から、ラッチ信号LAT、チェンジ信号CH、画素データSI、クロック信号CLKが入力される。また、駆動信号生成部43から駆動信号COMが入力される。以下、これらの各信号について説明する。
The head controller HC receives the latch signal LAT, the change signal CH, the pixel data SI, and the clock signal CLK from the
駆動信号COMは、繰り返し周期Tにおける期間T11で生成される第1波形部SS11と、期間T12で生成される第2波形部SS12と、期間T13で生成される第3波形部SS13とを有する。ここで、第1波形部SS11は駆動パルスPS1を有している。また、第2波形部SS12は駆動パルスPS2を、第3波形部SS13は駆動パルスPS3をそれぞれ有している。そして、駆動パルスPS1、駆動パルスPS2及び駆動パルスPS3は、後で詳述する大ドットの形成時にピエゾ素子417へ印加されるものであり、互いに同じ波形をしている。また、駆動パルスPS1と駆動パルスPS2は、後で詳述する中ドットの形成時にも、ピエゾ素子417へ印加されるものである。また、駆動パルスPS1は、後で詳述する小ドットの形成時にも、ピエゾ素子417へ印加されるものである。なお、駆動パルスがピエゾ素子417に印加されない場合は、インクが噴射されない(ドットが形成されない)。
The drive signal COM includes a first waveform section SS11 generated in the period T11 in the repetition period T, a second waveform section SS12 generated in the period T12, and a third waveform section SS13 generated in the period T13. Here, the first waveform section SS11 has a drive pulse PS1. The second waveform section SS12 has a drive pulse PS2, and the third waveform section SS13 has a drive pulse PS3. The drive pulse PS1, the drive pulse PS2, and the drive pulse PS3 are applied to the
この駆動信号COMは、ピエゾ素子417毎に設けられたスイッチ416にそれぞれ入力されている。スイッチ416は、駆動信号COMをピエゾ素子417に印加するか否かのオン/オフ制御を行う。このオン/オフ制御により、駆動信号COMの一部分を、選択的にピエゾ素子417へ印加させることができ、これにより、ドットの大きさを変更することができる。このように、各波形部は、ピエゾ素子417へ印加される一単位である。なお、各波形部をピエゾ素子417へ印加させるための制御については、後で説明する。
This drive signal COM is input to each
ラッチ信号LATは、繰り返し周期T(1画素の区間をヘッド41が移動する期間)を示す信号である。ラッチ信号LATは、リニア式エンコーダー51の信号に基づいて、コントローラー60によって生成され、制御ロジック414とラッチ回路(第1ラッチ回路412A、第2ラッチ回路412B)に入力される。
The latch signal LAT is a signal indicating a repetition period T (a period in which the
チェンジ信号CHは、繰り返し周期Tを3等分した期間を示す信号である。チェンジ信号CHは、リニア式エンコーダー51の信号に基づいてコントローラー60によって生成され、制御ロジック414に入力される。
The change signal CH is a signal indicating a period obtained by dividing the repetition period T into three equal parts. The change signal CH is generated by the
画素データSIは、画素毎の階調(ドット無し、小ドット、中ドット、大ドット)を示す信号である。この画素データは、1個のノズルに対して2ビットずつで構成されている。例えば、ノズル数が64個の場合、2ビット×64の画素データSIが繰り返し周期T毎に装置本体側から無線で送られてくることになる。なお、画素データSIは、第1シフトレジスタ411A及び第2シフトレジスタ411Bに入力される。
The pixel data SI is a signal indicating the gradation (no dot, small dot, medium dot, large dot) for each pixel. This pixel data is composed of 2 bits for each nozzle. For example, when the number of nozzles is 64, pixel data SI of 2 bits × 64 is sent wirelessly from the apparatus main body side every repetition period T. Note that the pixel data SI is input to the
クロック信号CLKは、コントローラー60から送られる画素データSIを、各シフトレジスタ(第1シフトレジスタ411A、第2シフトレジスタ411B)にセットする際に用いられる信号である。
The clock signal CLK is a signal used when the pixel data SI sent from the
次に、ヘッドコントローラーHCで生成される信号について説明する。ヘッドコントローラーHCでは、選択信号q0〜q3、スイッチ制御信号SW、印加信号が生成される。 Next, signals generated by the head controller HC will be described. In the head controller HC, selection signals q0 to q3, a switch control signal SW, and an application signal are generated.
選択信号q0〜q3は、ラッチ信号LATとチェンジ信号CHに基づいて、制御ロジック414で生成される。そして生成された選択信号q0〜q3は、ピエゾ素子417毎に設けられたデコーダ413にそれぞれ入力される。
The selection signals q0 to q3 are generated by the
スイッチ制御信号SWは、各ラッチ回路(第1ラッチ回路412A、第2ラッチ回路412B)にラッチされた画素データ(2ビット)に基づいて、選択信号q0〜q3の何れかがデコーダ413によって選択されたものである。各デコーダ413で生成されたスイッチ制御信号SWは、対応するスイッチ416にそれぞれ入力される。
As for the switch control signal SW, one of the selection signals q0 to q3 is selected by the
印加信号は、駆動信号COMとスイッチ制御信号に基づいてスイッチ416から出力される。この印加信号は、各スイッチ416と対応するピエゾ素子417にそれぞれ印加される。
The application signal is output from the
(ヘッドコントローラーHCの動作)
ヘッドコントローラーHCは、データ受信部42からの画素データSIに基づき、インクを噴射させるための制御を行う。すなわち、ヘッドコントローラーHCは、印刷データに基づいてスイッチ416のオン/オフを制御し、駆動信号COMの必要な波形部を選択的にピエゾ素子417へ印加させている。言い換えると、ヘッドコントローラーHCは、各ピエゾ素子417の駆動を制御している。本実施形態では、画素データSIが2ビットで構成されている。そして、転送用クロックCLKに同期して、この画素データSIがヘッド41へ送られてくる。さらに、画素データSIの上位ビット群が各第1シフトレジスタ411Aにセットされ、下位ビット群が各第2シフトレジスタ411Bにセットされる。第1シフトレジスタ411Aには第1ラッチ回路412Aが電気的に接続され、第2シフトレジスタ411Bには第2ラッチ回路412Bが電気的に接続されている。そして、コントローラー60からのラッチ信号LATがHレベルになると、各第1ラッチ回路412Aは対応する画素データSIの上位ビットをラッチし、各第2ラッチ回路412Bは画素データSIの下位ビットをラッチする。第1ラッチ回路412A及び第2ラッチ回路412Bでラッチされた画素データSI(上位ビットと下位ビットの組)はそれぞれ、デコーダ413に入力される。デコーダ413は、第1ラッチ回路412A及び第2ラッチ回路412Bにラッチされた画素データSIに応じて、制御ロジック414から出力される選択信号q0〜q3のうちの一つの選択信号(例えば選択信号q1)を選択し、選択され選択信号をスイッチ制御信号SWとして出力する。各スイッチ416は、スイッチ制御信号に応じてオン/オフされて、駆動信号COMに含まれる波形部を選択的にピエゾ素子417へ印加する。
(Operation of head controller HC)
The head controller HC performs control for ejecting ink based on the pixel data SI from the
(画素データとドットの関係)
まず、ドットの非形成の場合(画素データSIがデータ[00]の場合)について説明する。画素データ[00]がラッチされている場合、スイッチ制御信号SWとして選択信号q0が出力される。これにより、期間Tにおいてスイッチ416がオフ状態になる。この結果、駆動信号COMの駆動パルスはピエゾ素子417へ印加されない。この場合、ノズルからはインク滴は噴射されない。
(Relationship between pixel data and dots)
First, a case where dots are not formed (when pixel data SI is data [00]) will be described. When the pixel data [00] is latched, the selection signal q0 is output as the switch control signal SW. Accordingly, the
次に、小ドットの形成の場合(画素データSIがデータ[01]の場合)について説明する。画素データ[01]がラッチされている場合、スイッチ制御信号SWとして選択信号q1が出力される。これにより、期間T11においてスイッチ416がオン状態になり、期間T12及び期間T13においてスイッチ416がオフ状態になる。この結果、駆動信号COMの第1波形部SS11が有する駆動パルスPS1がピエゾ素子417へ印加され、ノズルからは小ドットに対応する量のインク滴が噴射される。
Next, a case where small dots are formed (when pixel data SI is data [01]) will be described. When the pixel data [01] is latched, the selection signal q1 is output as the switch control signal SW. Accordingly, the
次に、中ドットの形成の場合(画素データSIがデータ[10]の場合)について説明する。画素データ[10]がラッチされている場合、スイッチ制御信号SWとして選択信号q2が出力される。これにより、期間T11及び期間T12においてスイッチ416がオン状態になり、期間T13ではスイッチ416がオフ状態になる。この結果、駆動信号COMの第1波形部SS11が有する駆動パルスPS1と、駆動信号COMの第2波形部SS12が有する駆動パルスPS2がピエゾ素子417へ印加され、ノズルからは中ドットに対応する量のインク滴(中インク滴)が噴射される
次に、大ドットの形成の場合(画素データSIがデータ[11]の場合)について説明する。画素データ[11]がラッチされている場合、スイッチ制御信号SWとして選択信号q3が出力される。これにより、期間T11、期間T12及び期間T13においてスイッチ416はオン状態になる。この結果、駆動信号COMの第1波形部SS11が有する駆動パルスPS1と、駆動信号COMの第2波形部SS12が有する駆動パルスPS2と、駆動信号COMの第3波形部SS13が有する駆動パルスPS3とがピエゾ素子417へ順に印加され、ノズルからは大ドットに対応する量のインク滴(大インク滴)が噴射される。
Next, the case of forming a medium dot (when the pixel data SI is data [10]) will be described. When the pixel data [10] is latched, the selection signal q2 is output as the switch control signal SW. Accordingly, the
<無接点充電ユニットについて>
図3に示すように、無接点充電ユニット80の二次側モジュール82と充電式電池83はキャリッジ側(キャリッジ31)に設けられている。また、無接点充電ユニット80の一次側モジュール81は装置本体側に複数設けられている。なお、同図では、各一次側モジュールについて左側からA、B、C・・と記号を付している。
<Contactless charging unit>
As shown in FIG. 3, the
二次側モジュール82は、二次コイルを有しており、一次側モジュール81の一次コイルとの電磁誘導により、非接触で装置本体側からキャリッジ側に電力が伝送される。例えば図中の場合、複数の一次側モジュール81のうちの一次側モジュール81Cとの電磁誘導により、非接触で二次側モジュール82に電力が伝送される。
二次側モジュール82の二次コイルは、一次側モジュールの一次コイルと対向できるようにキャリッジ側に配置されている。
充電用電池83は、一次側モジュール81から二次側モジュール82に非接触で伝送された電力で充電される。そして、充電用電池83は、42Vの電源電圧を駆動信号生成部43に出力し、また、3.3Vの駆動電圧をキャリッジ側の各部(駆動信号生成部43、ヘッド41、データ受信部42など)に出力する。
The
The secondary coil of the
The charging
===印刷時の動作===
次に、図面を参照しつつ、印刷時の動作(一次側モジュール81と二次側モジュール82による電力供給の動作)について説明する。
=== Operation during printing ===
Next, an operation during printing (power supply operation by the
<待機状態>
図7は、待機状態の説明図である。
待機状態では、ヘッドは待機位置(移動方向の一方の端部)にあり、キャップに覆われている。これは、インクの乾燥によるノズルの目詰まりを防止するためである。このとき、キャリッジ側の二次モジュール82は、複数の一次側モジュール81のうち一番端(斜線部分)の一次モジュール81と対向する。これにより、待機状態の間、その一次モジュール81から非接触で電力が伝送されるので、充電用電池83の充電が可能である。
<Standby state>
FIG. 7 is an explanatory diagram of the standby state.
In the standby state, the head is at the standby position (one end in the movement direction) and is covered with a cap. This is to prevent nozzle clogging due to ink drying. At this time, the
<キャリッジ移動時>
図8は、キャリッジ移動時の説明図である。
二次モジュール82は、キャリッジ31に設けられているので、キャリッジ31が移動方向に移動すると二次モジュール82も移動方向に移動する。なお、キャリッジ31の移動方向の位置は、リニア式エンコーダー51(図2A参照)で検出される。
コントローラー60は、リニア式エンコーダー51の検出結果に基づいて、一次側モジュールを切り替える。例えば図8の場合、リニア式エンコーダー51の検出結果から、キャリッジ31が斜線部分(左から3つめ)の一次側モジュール81と対向する位置にあることがわかる。そこでコントローラー60は、その一次側モジュール81を用いて、二次側モジュール82に電力を伝送させる。
このように、コントローラー60は、キャリッジ31の移動方向へ移動に応じて、二次側モジュール82に電力を供給する一次側モジュール81を切り替える。これにより、キャリッジ31の移動時においても、充電用電池83の充電が可能になっている。
<When moving the carriage>
FIG. 8 is an explanatory diagram when the carriage is moved.
Since the
The
As described above, the
<往復移動時>
画像を印刷する際には、キャリッジ31が移動方向に往復移動する。図9A及び図9Bは、キャリッジの往復移動時(折り返し時)の説明図である。
なお、印刷すべき画像の幅(キャリッジ移動方向の画像の長さ)が狭い場合、キャリッジ31が移動方向の一端から他端まで移動していると、無駄な移動時間(インクを吐出せずに移動する時間)が増える。そこで、このような場合、キャリッジ31の移動範囲を狭くして、キャリッジを往復移動させることが望ましい。こうすることにより、無駄な移動時間を減らすことができるので、印刷速度を向上させることができる。
但し、往復印刷時に図9Aのように、一方向(図の左から右)に移動してきたキャリッジ31が図の位置(すなわち、二次側モジュール82が一次側モジュール81と対向しない位置)で停止し、それから他方向(図の右から左)へ折り返すと、キャリッジ31の停止時に充電が効率よく行なえない。
そこで、本実施形態では、キャリッジ31が往復移動する場合、キャリッジの停止位置は、図9Bのように、一次側モジュール81の何れかと二次側モジュール82が対向するような位置(但し、キャリッジの移動範囲が最も狭くなる位置)にしている。
こうすることにより、一次側モジュール81と二次側モジュール82との対向時間が、図9Aの場合と比べて長くなり、効率よく充電することが可能となる。
<When reciprocating>
When printing an image, the
When the width of the image to be printed (the length of the image in the carriage movement direction) is narrow, if the
However, as shown in FIG. 9A during reciprocating printing, the
Therefore, in this embodiment, when the
By doing so, the facing time between the
以上説明したように、本実施形態のプリンター1では、装置本体側に移動方向に沿って一次側モジュール81が配置されており、一次側モジュール81からキャリッジ側に設けられた二次側モジュール82に非接触で電力が伝送される。これにより、排出物を発生することなく、ヘッドユニット40に電力を供給することができる。
As described above, in the
また、一次側モジュール81は装置本体側に複数設けられており、リニア式エンコーダー51によるキャリッジ31の移動方向の位置の検出結果に基づいて、二次側モジュール82と対向するものが用いられる。これにより、キャリッジ31が移動方向に移動中においても充電用電池83を充電可能である。
Further, a plurality of
また、キャリッジ31の往復時には、二次側モジュール82が何れかの一次側モジュール81と対向する位置で折り返すようにしている。これにより、効率よく充電することができる。
Further, when the
===第2実施形態===
図10は、第2実施形態の説明図である。前述の実施形態では装置本体側に一次側モジュール81を複数設けていたが、第2実施形態では装置本体側の一次側モジュール81は一つである。ただし、第2実施形態の一次側モジュール81は、キャリッジ31の二次側モジュールと対向した状態でガイド軸(不図示)に沿って移動方向に移動可能になっている。なお、一次側モジュール81は、前述の実施形態と同様に一次コイルを有しており、電源から供給される電力を電磁誘導によって、キャリッジ31の二次側モジュール82に伝送することができる。
=== Second Embodiment ===
FIG. 10 is an explanatory diagram of the second embodiment. In the above-described embodiment, a plurality of
第2実施形態のコントローラー60は、キャリッジ31を移動方向へ移動させるのに伴い、一次側モジュール81も移動方向に移動させる。そして、一次側モジュール81から二次側モジュール82に非接触で電力を伝送させる。
The
このように、2次側モジュール82の移動に伴って一次側モジュール81も移動するので、常に装置本体側からキャリッジ側に非接触による電力の供給を行うことができる。なお、キャリッジ31(二次側モジュール82)の移動については、印字画質の向上のために位置精度が要求されるが、一次側モジュール81では、キャリッジ31ほどの位置精度は要求されない(精度が悪くても許容される)。このため、一次側モジュール81の位置を検出するセンサー等を設ける必要がない。また、本実施形態では、一次側モジュール81を切り替える制御が不要である。よって、簡素な構成で装置本体側からキャリッジ側に電力を伝送することができる。
In this way, since the
===その他の実施形態===
一実施形態としてのプリンター等を説明したが、上記の実施形態は、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言うまでもない。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。
=== Other Embodiments ===
Although a printer or the like as one embodiment has been described, the above embodiment is for facilitating the understanding of the present invention, and is 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.
<液体噴射装置について>
前述の実施形態では、液体噴射装置の一例としてインクジェットプリンターが説明されている。但し、液体噴射装置はインクジェットプリンターに限られるものではなく、インク以外の液体(液体以外にも、機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルのような液状体も含む)や液体以外の流体(流体として噴射できる固体、例えば粉体)を噴射する流体噴射装置にも適用可能である。例えば、液晶ディスプレイ、ELディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる液状の色剤や電極材などを噴射する噴射装置や、バイオチップ製造に用いられる液状の生体有機物を噴射する噴射装置に、前述の実施形態を適用しても良い。
<About liquid ejecting device>
In the above-described embodiment, an ink jet printer is described as an example of the liquid ejecting apparatus. However, the liquid ejecting apparatus is not limited to the ink jet printer, and liquids other than ink (including liquids in which functional material particles are dispersed and liquids such as gels other than liquids) and liquids are also used. The present invention is also applicable to a fluid ejecting apparatus that ejects a fluid (a solid that can be ejected as a fluid, such as powder). For example, an injection device for injecting a liquid colorant or an electrode material used for manufacturing a liquid crystal display, an EL display and a surface emitting display, or an injection device for injecting a liquid bioorganic material used for biochip manufacturing The embodiment may be applied.
<インクについて>
前述の実施形態は、プリンターの実施形態だったので、インクをノズルから噴射しているが、このインクは水性でも良いし、油性でも良い。また、ノズルから噴射する流体は、インクに限られるものではない。例えば、金属材料、有機材料(特に高分子材料)、磁性材料、導電性材料、配線材料、成膜材料、電子インク、加工液、遺伝子溶液などを含む液体(水も含む)をノズルから噴射しても良い。
<About ink>
Since the above-described embodiment is an embodiment of the printer, the ink is ejected from the nozzle. However, the ink may be water-based or oil-based. Further, the fluid ejected from the nozzle is not limited to ink. For example, liquids (including water) including metal materials, organic materials (especially polymer materials), magnetic materials, conductive materials, wiring materials, film forming materials, electronic ink, processing liquids, gene solutions, etc. are ejected from nozzles. May be.
<ピエゾ素子について>
前述の実施形態では、ピエゾ素子を用いてインクを吐出していた。しかし、液体を吐出する方式は、これに限られるものではない。例えば、熱によりノズル内に泡を発生させる方式など、他の方式を用いてもよい。
<About piezo elements>
In the above-described embodiment, ink is ejected using a piezo element. However, the method for discharging the liquid is not limited to this. For example, other methods such as a method of generating bubbles in the nozzle by heat may be used.
<画像データの送信について>
前述の実施形態では、画素データSIを無線で送信していたが、これに限られるものではない。フレキシブルケーブルを介して装置本体側からキャリッジ側へ画素データSIを伝送しても良い。このような場合であっても、前述の実施形態のようにヘッドの駆動に必要な電力の供給を無接点充電ユニットで行えば、フレキシブルケーブルの信号線の数を減らすことが可能である。
また、前述の実施形態では、インクカートリッジをキャリッジに搭載していたが、これに限られるものではない。チューブを介して装置本体側からキャリッジ側へインクを供給しても良い。このような場合であっても、前述の実施形態のようにヘッドの駆動に必要な電力の供給を無接点充電ユニットで行えば、フレキシブルケーブルの信号線の数を減らすことが可能である。
但し、前述の実施形態のように画素データSIを無線で送信したり、インクカートリッジをキャリッジに搭載したりすれば、装置本体側とキャリッジとの間を物理的に拘束する部材を無くすることができる。
<About sending image data>
In the above-described embodiment, the pixel data SI is transmitted wirelessly, but the present invention is not limited to this. The pixel data SI may be transmitted from the apparatus main body side to the carriage side via a flexible cable. Even in such a case, it is possible to reduce the number of signal lines of the flexible cable if the contactless charging unit supplies power necessary for driving the head as in the above-described embodiment.
In the above-described embodiment, the ink cartridge is mounted on the carriage. However, the present invention is not limited to this. Ink may be supplied from the apparatus main body side to the carriage side via a tube. Even in such a case, it is possible to reduce the number of signal lines of the flexible cable if the contactless charging unit supplies power necessary for driving the head as in the above-described embodiment.
However, if the pixel data SI is transmitted wirelessly or the ink cartridge is mounted on the carriage as in the above-described embodiment, the member that physically restrains the apparatus main body side and the carriage may be eliminated. it can.
<充電用電池について>
本実施形態では、充電用電池83は、42Vと3.3Vの電圧を発生していたが、これには、限られず他の電圧であってもよい。また、42Vと3.3Vの少なくとも一方でもよい。また、装置本体側から供給される電力を42Vの発生に用いてもよいし、3.3Vの発生に用いてもよい。
<About the battery for charging>
In the present embodiment, the charging
1 プリンター、
20 搬送ユニット、21 給紙ローラー、22 搬送モーター(PFモーター)、
23 搬送ローラー、24 プラテン、25 排紙ローラー、
30 キャリッジユニット、31 キャリッジ、
32 キャリッジモーター(CRモーター)、
40 ヘッドユニット、41 ヘッド、42 データ受信部、43 駆動信号生成部、
50 センサー群、51 リニア式エンコーダー、52 ロータリー式エンコーダー、
53 紙検出センサー、54 光学センサー、
60 コントローラー、61 インターフェイス部、62 CPU、
63 メモリー、64 ユニット制御回路、65 駆動信号生成部、
70 データ送信部、
80 無接点充電ユニット、81 一次側モジュール、
82 二次側モジュール、83 充電用電池、
110 コンピューター、
411A 第1シフトレジスタ、411B 第2シフトレジスタ、
412A 第1ラッチ回路、412B 第2ラッチ回路、
413 デコーダ、414 制御ロジック、416 スイッチ、
417 ピエゾ素子、431 波形設定部、432 D/A変換器、
433 電圧増幅回路、434 電流増幅回路、
Q1 NPN型トランジスタ、Q2 PNP型トランジスタ
1 printer,
20 transport unit, 21 paper feed roller, 22 transport motor (PF motor),
23 transport roller, 24 platen, 25 discharge roller,
30 Carriage unit, 31 Carriage,
32 Carriage motor (CR motor),
40 head units, 41 heads, 42 data receivers, 43 drive signal generators,
50 sensor groups, 51 linear encoder, 52 rotary encoder,
53 Paper detection sensor, 54 Optical sensor,
60 controller, 61 interface, 62 CPU,
63 memory, 64 unit control circuit, 65 drive signal generator,
70 data transmitter,
80 contactless charging unit, 81 primary module,
82 Secondary module, 83 Battery for charging,
110 computers,
411A first shift register, 411B second shift register,
412A first latch circuit, 412B second latch circuit,
413 decoder, 414 control logic, 416 switch,
417 piezo element, 431 waveform setting unit, 432 D / A converter,
433 voltage amplifier circuit, 434 current amplifier circuit,
Q1 NPN transistor, Q2 PNP transistor
Claims (3)
前記キャリッジに設けられ、流体を噴射するヘッドと、
前記ヘッドを駆動するための電力を非接触で供給する電力供給ユニットであって、前記キャリッジの移動に伴って前記移動方向に移動する一次コイルと、前記キャリッジに設けられた二次コイルとを有する電力供給ユニットと、
を有することを特徴とする流体噴射装置。 A carriage movable in the moving direction;
A head provided on the carriage and ejecting fluid;
A power supply unit that supplies power for driving the head in a non-contact manner, and includes a primary coil that moves in the movement direction as the carriage moves, and a secondary coil that is provided in the carriage. A power supply unit;
A fluid ejecting apparatus comprising:
各画素にドットを形成するか否かを示す画素データを前記ヘッドに無線で送信する、
ことを特徴とする流体噴射装置。 The fluid ejection device according to claim 1 ,
Wirelessly transmit pixel data indicating whether or not to form dots in each pixel to the head;
A fluid ejecting apparatus.
前記キャリッジには、前記ヘッドから噴射すべき流体を収容したカートリッジが搭載される、
ことを特徴とする流体噴射装置。 The fluid ejection device according to claim 1 or 2 ,
A cartridge containing a fluid to be ejected from the head is mounted on the carriage.
A fluid ejecting apparatus.
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