打印装置及其控制方法、以及存储介质与流程

本发明涉及包括无线电力传输装置的打印装置及其控制方法。

背景技术：

传统上已知有如下配置的喷墨打印机：用于排墨的墨头和用于驱动该墨头的驱动电路被安装到可相对于外壳移动的滑架上。一些小型喷墨打印机甚至具有安装在滑架上的墨水盒。在这种打印机中，通过物理配线(例如，柔性扁平电缆(ffc))将布置在滑架之外的电源和滑架相连接，以供给在滑架上安装的墨头的操作所需的电力。

在这种打印机中，通过滑架相对于打印介质(例如纸张)进行往复运动、同时与该往复运动同步地排墨来执行打印。重复该往复运动会磨损并破坏连接滑架和电源的ffc。考虑到这种情况，日本特开第2015-223804号公报讨论了这样一种技术，其用于引进无线电力传输技术，从而无线地向滑架供电并使ffc无线化。

日本特开第2015-223804号公报没有考虑到根据打印机状态的电力传输控制。例如，排墨量随着要被打印机打印的数据(在下文中，打印数据)而变化。因此，墨头的驱动电力(电力消耗)依据打印数据而变化。在没有与根据打印装置的状态而改变的电力消耗(例如，墨头的驱动电力)相适应的电力传输控制的状态下，会发生电力消耗的浪费。此外，还会出现来自传输失败的电力的热或辐射噪音的问题。这些问题还可能存在于除通过滑架移动记录单元的喷墨打印机以外的其他打印装置中。

技术实现要素：

根据本发明的方面，打印装置包括：排出单元，其被配置为基于打印数据在记录介质上排墨，电力传输单元，其被配置为对用于排墨的所述排出单元进行无线供电，以及控制单元，其被配置为基于所述打印数据来控制所述电力传输单元要供给的电力。

通过以下参照附图对示例性实施例的描述，其他特征将变得清楚。

附图说明

图1是根据示例性实施例的电力传输/接收天线和滑架的配置示例的透视图。

图2是根据示例性实施例的电力传输/接收天线和滑架的配置示例的俯视图。

图3是根据示例性实施例的电力传输/接收天线和滑架的配置示例的正视图。

图4是例示根据第一示例性实施例的打印装置的配置示例的框图。

图5是例示根据第一示例性实施例的vdd设置表格的数据配置示例的图。

图6是根据第一示例性实施例的操作流程图。

图7是例示用于电力传输的电压的设置示例的图。

图8是例示根据第二示例性实施例的打印装置的配置示例的框图。

图9是例示根据第二示例性实施例的vdd设置表格的数据配置示例的图。

图10是根据第二示例性实施例的操作流程图。

具体实施方式

在示例性实施例中，通过如下打印装置来描述技术：该打印装置经由无线电力传输而对自身的滑架供电，并基于打印数据来执行电力传输控制。将参照附图来描述实施例。

假设e级放大器被用作于无线电力传输的电力传输器。为了使e级放大器的直流-交流转换效果最大化，需要零电压切换(zvs)操作。通常，与e级放大器连接的最佳负载(低于实现zvs的负载)rl由以下等式表达：

rl＝k×vdd^2/pout(1)

其中，k是由放大方式确定的系数，pout是e级放大器的输出电力，以及vdd是输入到e级放大器的直流电压。在无线电力传输系统的系统阻抗(在下文中，设计阻抗)被设计为50-ω系统的情况下，最佳负载rl期望被设计为50ω。

通过输出电力pout和直流电压vdd来确定e级放大器的最佳负载。这意味着给出了固定的直流电压vdd，最佳负载rl根据输出电力pout而改变。换句话说，在e级放大器被用作于无线电力传输的电力传输器且与电力接收器连接的负载的电力消耗发生变化的情况下，输出电力pout发生变化，因而最佳负载rl发生变化。结果，最佳负载rl偏离了无线电力传输系统的设计阻抗。因此，zvs失败，无线电力传输系统的传输效率降低。

在引进使用e级放大器的无线电力传输技术的情况下，传输效率可能会依据墨头的驱动电力而下降。由于传输失败的电力被转换为热和辐射噪音，因此，元件在尺寸上变得更大并需要额外的元件，导致成本以及空间的增加。

根据上述公式1，可以看出，即使在输出电力pout发生变化时，如果可以相应地适当控制直流电压(在下文中，电力传输电压)，也可以抑制最佳负载rl的改变。换言之，在能够估计负载的电力消耗的情况下，可根据估计的电力消耗来预估输出电力pout，并且可控制电力传输电压vdd以实现zvs。

第一示例性实施例描述了打印装置的无线电力传输系统，该打印装置利用e级放大器的无线电力传输而向该打印装置的滑架传输电力，在该无线电力传输系统中，适当地控制电力传输电压vdd以实现高效的电力传输。在根据本示例性实施例的无线电力传输系统中，基于要被滑架记录的打印数据来控制电力传输的电压。

将参照图1、图2和图3来描述根据本示例性实施例的打印装置的打印操作、电力传输的实现模式以及无线电力传输系统的接收天线。图1、图2和图3例示了针对根据本示例性实施例的打印装置的滑架透视图、俯视图和正视图。

在滑架101上安装有墨头(记录单元)，该墨头包括用于向打印介质104(例如纸张)排墨的排出单元。电力传输天线102向滑架101无线地传输电力。电力接收天线103被设置在滑架101上，并接收从电力传输天线102传输的电力。电力传输控制单元105经由电力传输天线102执行对滑架101的无线电力传输。电力传输控制单元105和电力传输天线102构成电力传输单元401。在墨头与滑架101在扫描方向111上的往复运动同步地排墨的同时、由纸张进给电机(未示出)在输送方向112上输送打印介质104来执行打印。电力接收天线103接收从电力传输天线102传输的电力，并将该电力供给到滑架101内部。以如下方式布置电力传输天线102和电力接收天线103：不管滑架101移动到哪个位置，天线之间的距离121(图2)都大致不变。

接着，将参照图4来描述打印装置的内部配置。图4是例示打印装置的控制配置示例的框图。

电力传输单元401经由无线电力传输向滑架101传输电力。电力传输单元401包括电源单元402、可变电压电路403、e级放大器404以及电力传输天线102。电源单元402供给预定的直流电压。可变电压电路403根据输入到其中的预定的直流电压生成电力传输电压vdd。e级放大器404包括开关(sw)电路405、周期信号生成电路406、电感l1和l2以及电容c1和c2。sw电路405的示例是金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)。周期信号生成电路406生成用于打开/关闭sw电路405的周期信号。sw电路405被打开/关闭以切换输入的直流电压，从而生成交流电压。为了使直流-交流转换效率最大化，在sw电路405从关闭切换到打开时，需使施加到sw电路405的电压(地线(gdn)与电感l1和l2间的节点之间的电压)大致为0v，同样需使电压的梯度大致为0。换句话说，可通过zvs操作使转换效率最大化。

中央运算单元410控制打印装置的操作。电源控制单元411根据打印数据将可变电压电路403的电力传输电压vdd设置为适当的值。电源控制单元411和可变电压电路403基于要被滑架101记录的打印数据通过电力传输单元401来控制电力传输的电压(电力传输电压vdd)。电力传输单元401控制电力传输电压vdd，从而控制向滑架101传输的电力。接口单元412包括将打印装置连接到外部主机装置(例如，个人计算机或智能手机)、以及接收来自主机装置的打印数据的功能。电机驱动器413控制电机，该电机包括用于执行滑架101的往复运动的滑架电机和用于输送打印介质104的纸张进给电机。

点计数器414根据打印数据来计算将要从墨头排出的墨滴的数量。电力监视控制单元415防止由于打印数据而使墨头的驱动电力增加。在点计数器414计算的墨滴量大于预定阈值的情况下，电力监视控制单元415确定执行多遍(multi-pass)打印。在该多遍打印中，使每次扫描(在下文中，一次扫描)排出的墨量被稀疏，从而抑制墨头的瞬时最大电力消耗。这样可以抑制vdd的可设范围(可变电压电路403所需的输出电压的可变范围)。存储单元416存储表格，在所述表格中记录了要从墨头排出的墨滴的数量与为电力传输而设置的电压(vdd)之间的对应关系。数据传输单元417基于经由接口单元412从外部主机装置接收到的打印数据向滑架101传输用于排墨驱动的数据。

图5是例示在存储单元416中存储的表格的数据配置示例的示图。如图5所示，在一次扫描期间排出墨滴量的阈值与对应的最佳电力传输电压vdd相互关联地被记录在根据本示例性实施例的表格中。如下文所述，表格中的墨滴量是在划分的区域的一次扫描中所排出的墨滴量。参照该表格，在墨滴量＜阈值1的情况下，选择电压va作为电力传输电压vdd。在阈值1≤墨滴量＜阈值2的情况下，选择电压vb作为电力传输电压vdd。在阈值2≤墨滴量＜阈值3的情况下，选择电压vc作为电力传输电压vdd。在墨滴量≥阈值3的情况下，选择电压vd作为电力传输电压vdd。表格中的电力传输电压va至vd是这样的电压：使e级放大器404在估计需要排出与各对应的数量相同的墨滴的电力消耗下进行zvs操作。

滑架101包括电力接收单元450，所述电力接收单元450包括电力接收天线103和整流单元451。电力接收天线103接收从电力传输天线102无线传输的电力。整流单元451将电力接收天线103接收到的交流电压转换为直流电压。数据接收单元452通过利用从电力接收单元450供给的电力来接收从数据传输单元417传输的数据。驱动电路453驱动墨头454。驱动电路453根据数据接收单元452接收到的数据来控制墨头454的排出，并通过利用从电力接收单元450供给的电力来加热墨头454。墨头454利用从电力接收单元450供给的电力、根据数据接收单元452接收到的数据来排墨。打印所需的元件不限于此，可以采用各种模式。在本示例性实施例中描述的配置和操作仅为示例。

接下来，将参照图6来描述根据本示例性实施例的无线电力传输系统的操作。在打印装置上电后重复图6中所示的处理。

在步骤s601中，电源控制单元411将电力传输电压vdd设置为电压vs1。电压vs1是在打印装置待机时与数据接收操作所需的电力消耗相适应的电力传输电压vdd。例如，电压vs1是使e级放大器404主要在滑架101中的数据接收单元452的电力消耗下大致实现zvs的电压值。因此，在待机期间执行适量的高效无线电力传输。打印装置待机的期间是指打印装置上电并等待接收打印数据期间。在步骤s602中，打印装置进入等待来自外部主机装置的打印数据的状态。在没有从主机装置输入的打印数据的情况下(步骤s602中为“否”)，保持等待状态(处理返回到步骤s602)。

在打印数据被输入到打印装置的情况下(步骤s602中为“是”)，处理进入到步骤s603。在步骤s603中，电源控制单元411将电力传输电压vdd设置为电压vs2。中央运算单元410经由数据传输单元417和数据接收单元452来指示驱动电路453加热墨头454。具体地，在经由接口单元412接收到打印数据的情况下，电源控制单元411根据用于加热墨头454的电力将用于供电的电压(电力传输电压vdd)设置为vs2。从而使电力传输电压vdd被设置为使e级放大器404在用于加热墨头454的电力消耗下大致实现zvs的电压值。因此，在加热墨头454中执行适量的高效电力传输。

在步骤s604至s607，电源控制单元411和可变电压电路403基于要从墨头454排出的墨滴的数量、通过电力传输单元401来控制电力传输的电压(电力传输电压vdd)。基于打印数据来确定要被排出的墨滴的数量。在本示例性实施例中，在由打印数据形成的图像的各划分区域中确定要从墨头454排出的墨滴的数量以及针对各划分区域来控制电力传输电压vdd，从而反映在用于电力传输的电压控制上的墨滴排出的状态。在本示例性实施例中，通过滑架101的一次扫描所记录的区域在扫描方向上被划分的预定数量的区域用作为划分区域。

在步骤s604中，点计数器414首先将要被打印的范围在扫描方向和副扫描方向上划分为多个区域，并计算在多个划分区域(在下文中，窗口)的每个划分区域中要从墨头454排出的墨滴的总数量。例如，窗口的划分间隔可被设置为1英寸的横向宽度和与墨头454的排出口(喷嘴数量)对应的垂直宽度。

在步骤s605中，电力监视控制单元415逐个窗口地将要被墨头454排出的墨滴量与预定阈值进行比较，并确定是否执行多遍打印，在所述多遍打印中，打印操作被划分并通过多次扫描来执行。在本示例性实施例中，电力监视控制单元415针对各窗口确定是否将打印操作划分为两次扫描，或者等效地，确定是否执行多遍打印。电力监视控制单元415确定墨滴总量超过阈值的窗口为执行多遍打印的窗口。在步骤s606中，电源控制单元411基于步骤s604中获得的墨滴量和步骤s605中确定的划分量(是否执行多遍打印)，来计算在每个窗口和每次扫描中从墨头454排出的墨滴量。在步骤s607中，电源控制单元411参照在存储单元416中存储的表格(图5)，根据在每个窗口和每次扫描中的墨滴量来确定在每个窗口和每次扫描中的电力传输电压vdd。在步骤s608中，电源控制单元411等待完成在步骤s603中开始的墨头454加热。

图7例示了基于打印数据、通过以上操作确定的电力传输电压vdd的设置值的示例。如图7所示，针对构成打印区域的每个窗口和针对多遍打印的每次扫描来确定电力传输电压vdd的设置值。例如，在窗口a中，执行多遍打印。在第一次扫描中将电压vc设置为电力传输电压vdd，在第二次扫描中将电压vb设置为电力传输电压vdd。

在步骤s608中，在确定墨头454的加热完成的情况下(步骤s608中为“是”)，处理进入到步骤s609。在步骤s609中，中央运算单元410经由数据传输单元417向滑架101传输数据，从而使滑架101开始打印操作。在打印操作期间，电源控制单元411控制可变电压电路403，从而使电力传输电压vdd变成步骤s607中确定的电压设置值。

在步骤s609中，电源控制单元411首先将电力传输电压vdd设置为针对打印的第一窗口而确定的电压。参照图7的示例，在作为打印的第一窗口的窗口a中，电源控制单元411针对扫描1将电力传输电压vdd设置为电压vc。在窗口a中的排出结束并且滑架101移动到下一窗口(窗口b)的情况下(步骤s610中为“是”)，处理进入到步骤s611。在步骤s611中，电源控制单元411针对窗口b和扫描1将电力传输电压vdd设置为电压vd。在窗口b中的排出结束并且滑架101移动到下一窗口(窗口c)的情况下(步骤s612中为“否”且步骤s610中为“是”)，处理进入到步骤s611。在步骤s611中，电源控制单元411针对窗口c和扫描1将电力传输电压vdd设置为电压vc。在窗口c中的排出结束并且滑架101针对第二次扫描再次移动到窗口a的情况下(步骤s612中为“否”且步骤s610中为“是”)，则处理进入到步骤s611。在步骤s611中，电源控制单元411针对窗口a和扫描2将电力传输电压设置为电压vb。上述操作重复进行直至打印结束。

在打印操作结束的情况下(步骤s612中为“是”)，处理进入到步骤s613。在步骤s613中，电源控制单元411再次将电力传输电压vdd设置为电压vs1。然后处理结束。

如上所述，根据本示例性实施例，基于要排出的墨的计算量来估计在打印数据的各窗口中的电力消耗。控制电力传输电压vdd以保持e级放大器404的zvs操作。以这种方式，可适量地执行高效的电力传输。

在本示例性实施例中，天线被描述为如下配置：从近端看，电力传输天线102被布置在滑架101的远端，以及，从近端看，电力接收天线103被布置滑架101的背面上。然而，配置不限于此。例如，电力传输天线102可以被布置在滑架101的上方或下方，电力接收天线103可以被布置在滑架101的顶或底面上。从近端看，图1所示的电力传输天线102可以被布置在滑架101的近端，以及，从近端看，电力接收天线103可以被布置在滑架101的前面。在上述示例中，电力传输天线102和电力接收天线103被布置为垂直于输送的打印介质104。然而，配置不限于此。例如，电力传输天线102可以被布置在滑架101的上方或下方，与输送的打印介质104平行。电力接收天线103可以被布置在滑架101的顶面或底面上。电力传输天线102和电力接收天线103可被倾斜地布置(例如，45°)。电力传输天线102还可以被配置作为用于滑架101的往复运动的引导。

在本示例性实施例中，电源控制单元411被布置在中央运算单元410的内部。然而，电源控制单元411可以被配置为布置在中央运算单元410之外。点计数器414和电力监视控制单元415可由中央运算单元410来实现。

在本示例性实施例中，电力监视控制单元415基于由点计数器414计算的墨滴量、通过执行多遍打印来抑制墨头454的最大电力消耗。这不意味着对此的限制。例如，电力监视控制单元415还可执行进行例如三或四次扫描的多遍打印。电力监视控制单元415可使用用于抑制除墨头454之外的其他元件的组合的电力消耗的技术等，例如降低滑架101的移动速度。

在本示例性实施例中，e级放大器404被描述为包括一个sw电路的单开关电路。这不意味着对此的限制。例如，e级放大器404可以是包括两个sw电路的推挽电路。e级放大器404可以被配置为包括三个或更多个sw电路。在本示例性实施例中，根据要排出的墨水量，电力传输电压vdd被设置在四级分辨率(电压va、vb、vc和vd)中。这不意味着对此的限制。分辨率的级数可以少于或大于四。分辨率越细，越可以抑制电力消耗的浪费。

在本示例性实施例中，电力传输电压vdd的设置值被描述为使e级放大器404大致实现zvs的电压值。这不意味着对此的限制。可设置与实现zvs的电力传输电压vdd不同的电压，只要无线电力传输系统的传输效率降低到可允许的范围内即可。

在第一示例性实施例中，基于由打印数据确定的要被排出的墨滴量来控制电力传输电压vdd。第二示例性实施例中，打印装置根据基于打印数据而确定的打印方法、通过控制电力传输电压vdd来实现高效传输，所述打印装置通过利用e级放大器的无线电力传输而对自身的滑架传输电力。

图8是例示根据第二示例性实施例的打印装置的配置示例的框图。利用相同的附图标记来指定与第一示例性实施例的组件(图4)相似的组件。与第一示例性实施例的主要差别在于：打印确定单元801，以及存储单元416存储记录了打印方法和电力传输电压之间的对应关系的表格。打印确定单元801确定经由接口单元412从主机装置接收到的打印数据的打印方法。在本示例性实施例中，将利用不同颜色模式(单色打印/彩色打印)和打印质量等级(标准/优质)的打印方法作为示例进行描述。打印质量可通过打印数据来指定。用户可从打印装置的操作面板来指定打印质量。

描述了由主机计算机指定的打印方法和电力传输电压vdd之间的对应关系的表格被记录在存储单元416中。图9例示了表格的示例。例如，利用“颜色模式＝单色打印”和“打印质量＝标准”的打印方法与电压va的电力传输电压vdd相关联。类似地，利用“颜色模式＝彩色打印”和“打印质量＝优质”的打印方法与电压vb的电力传输电压vdd相关联。上述电力传输电压vdd是这样的电压：使e级放大器404在估计的执行各对应打印方法所需的最大电力消耗下进行zvs。

将参照图10来描述根据第二示例性实施例的无线电力传输系统的操作。在图10中，步骤s601至s603与第一示例性实施例的这些步骤(图6)类似。

在步骤s1001中，打印确定单元801确定主机装置经由接口单元412指定的打印方法(颜色模式和打印质量)。用于指定打印方法的信息是打印数据的一部分。在步骤s1002中，电源控制单元411根据步骤s1001中确定的打印方法和存储单元416中存储的表格(图9)来确定用于打印的电力传输电压vdd。然后，在完成步骤s603中开始的墨头454加热的情况下(步骤s1003中的“是”)，处理进入到步骤s1004和s1005的打印操作。

在步骤s1004中，电源控制单元411设置在步骤s1002中确定的电力传输电压vdd。例如，在颜色模式为“彩色打印”并且打印质量为“标准”的情况下，电源控制单元411将电力传输电压vdd设置为电压vd。在结束与打印数据相关的打印操作的情况下(步骤s1005中的“是”)，处理进入到步骤s1006。在步骤s1006中，电源控制单元411再次将电力传输电压vdd设置为电压vs1。

如上所述，根据第二示例性实施例，通过根据打印方法将电力传输电压vdd控制为最佳值(即，墨头454的最大电力消耗)来实现适量的高效电力传输。

在第二示例性实施例中，基于打印方法来描述电力传输电压vdd的确定。这并不意味着对配置的限制。例如，在第一示例性实施例中描述的要被排出的墨滴量可以与上述颜色模式和打印质量(作为用于确定电力传输电压vdd的条件)相结合。在此情况下，如第一示例性实施例那样，可以逐个窗口地改变电力传输电压vdd。可以结合由电力监视控制单元415确定的打印的划分数量。在第二示例性实施例中，基于包括颜色模式和打印质量的打印方法来确定电力传输电压vdd。这并不意味着对此的限制。例如，打印所需的颜色数量可以被用作于用于确定电力传输电压vdd的条件。

在上述示例性实施例中，通过利用包括墨头的喷墨打印机来描述打印装置，该墨头为喷墨打印机的记录单元的示例。然而，打印装置可以是除喷墨打印机以外的打印机。可以采用利用滑架来移动除用于排墨的墨头以外的其他记录单元(即，能够对打印介质施加除墨水以外的记录试剂的记录单元)的装置。可以使用排出非打印目的的液体的记录单元来代替墨头。

如上所述，根据上述示例性实施例，通过无线电力传输向自身的滑架供电的打印装置能够基于打印数据来执行电力传输控制。

通过经由网络向系统或装置提供程序、并由系统或装置的计算机的一个或多个处理器来读取和执行该程序，来实现上述示例性实施例的一个或多个功能。通过利用实现一个或多个功能的电路(例如，特定用途集成电路(asic))来执行一个或多个功能。

其他实施例

本发明的其他实施例可以通过执行以下处理来实现。所述处理包括经由网络或各种记录介质向系统或装置提供用于实现前述示例性实施例的功能的软件(程序)，以及由系统或装置的计算机(或cpu或微处理单元(mpu))读取并执行程序。

虽然已描述了示例性实施例，但是应当理解，本公开并不限于所公开的示例性实施例。应当对所附权利要求的范围给予最宽的解释，以便涵盖所有这些变型例以及等同的结构和功能。