(57)【要約】      （修正有）【課題】安全性を確保しつつ、ＦＦＣを用いずに電力供給源からヘッドユニットへ電力を供給可能な液体吐出装置を提供する。【解決手段】液体を吐出するヘッドユニットと、ヘッドユニットを搭載し、移動可能なキャリッジ32と、ヘッドユニットから液体を吐出する為の電力を供給する高周波電源ユニットと、電力供給源が設置された筐体と、筐体に設置された筐体側第１平板91Hと、キャリッジ32に設置されたキャリッジ側第１平板91Cとを液体吐出装置に備えさせる。電力は、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る結合容量を介して、高周波電源ユニットからキャリッジ32へ伝送される。【選択図】図３
2015223798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
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、
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
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、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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、
ことを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置。
【請求項８】
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、
ことを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置。
【請求項９】
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、
ことを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−４６１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリンターのシステム構成を示すブロック図。
【図２】図１に示すプリンターの内部構成の概略を示す斜視図。
【図３】図２に示すプリンターの側面断面図。
【図４】電源ユニットからヘッドユニットへの電力供給の一態様を示す模式図。
【図５】高周波電源ユニットの構成例を示す図。
【図６】ヘッドにおけるノズルの配列を示す図。
【図７】ヘッド駆動回路から各ノズルへの信号の供給態様を示す図。
【図８】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。
【図９】受電回路及びヘッド駆動回路の構成例を示す図。
【図１０】高周波電源ユニットと筐体側第１平板とキャリッジ側第１平板と筐体側第２平板とキャリッジ側第２平板と受電回路とヘッド駆動回路とから成る回路の回路図。
【図１１】図１０に示す回路の等価回路を示す図。
【図１２】図１１に示す回路の一部を示す図。
【図１３】図１１に示す回路を、機能的観点から３つの部分に分けて表した図。
【図１４】一般的な二端子対回路の一例を示す図。
【図１５】図１３に示す二端子対回路の要素を、図１４に示す二端子対回路に当て嵌めた回路を示す図。
【図１６】図１３に示す第２部分に相当する二端子対回路の等価回路を示す図。
【図１７】変形例に係るプリンターの電力伝送経路の回路図。
【図１８】第２応用例に特有の構成を示す図。
【図１９】第３応用例における受電回路及びヘッド駆動回路の構成例を示す図。
【図２０】筐体側第１平板、筐体側第２平板、キャリッジ側第１平板、及びキャリッジ側第２平板の配置態様の一例を示す模式図。
【図２１】筐体側第１平板、筐体側第２平板、キャリッジ側第１平板、及びキャリッジ側第２平板の配置態様の一例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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、
【数１】
2015223798.tif 000003
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。
【００５１】
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、
【数２】
2015223798.tif 000004
であり、
【数３】
2015223798.tif 000005
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。
【数４】
2015223798.tif 000006
【００５２】
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。
【００５３】
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）
【００５４】
ここで二端子対回路３０１−２のインピーダンス行列Ｚ４は、
【数５】
2015223798.tif 000007
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。
【００５５】
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。
【数６】
2015223798.tif 000008
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。
【数７】
2015223798.tif 000009
となる。
【００５６】
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。
【数８】
2015223798.tif 000010
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。
【数９】
2015223798.tif 000011
この（式１２）から、ｓ２１は下記のように求まる。
【数１０】
2015223798.tif 000012
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。
【００５７】
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）
【数１１】
2015223798.tif 000013
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。
【数１２】
2015223798.tif 000014
従って、電力利得を示す｜ｓ２１｜２の値は次のように求まる。
【数１３】
2015223798.tif 000015
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。
【数１４】
2015223798.tif 000016
【００５８】
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）
【００５９】
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。
【数１５】
2015223798.tif 000017
【００６０】
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。
【数１６】
2015223798.tif 000018
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。
【数１７】
2015223798.tif 000019
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
《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。
【００６５】
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。
【００６６】
《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。
【００６７】
《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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
《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。
【００７１】
《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。
【００７２】
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。
【００７３】
《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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【符号の説明】
【００７７】
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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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