JP2005231069A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 燃料電池にて動作する記録装置の小型化。インク等の記録材を保持するスペースをできるだけ小さくすることが求められている。
【解決手段】 燃料電池から生成される液体を用いて、インクを生成する生成手段と、生成手段にて生成されたインクを記録ヘッドに供給する供給手段とを備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、燃料電池を電源として動作する記録装置に関するものである。

記録ヘッドを走査させて、記録ヘッドから吐出するインクにより画像を記録する小型の印字装置（記録装置）が広く使われている。この装置には、記録ヘッドの状態を良好に保つための回復手段が備えられている（特許文献１）。

バッテリー等二次電池を備えた印字装置は主に携帯に用いられている。携帯を目的に設計される必然として小型化に設計する必要であったが、装置を小型化するためには装置の容積が削られるために、装置に搭載できうるインク量は据え置き型の装置のそれと比べて、少なかった。

この積載できるインク量が少ないために、使用者が大量のプリントを行う場合には、例えばインクタンクの交換頻度が多くなり、使用者にタンク交換の手間をかけていた。

このような、課題を解決従来においては、濃縮インクと希釈液を別々に保持して、印字装置内で混合させる印字装置というものがあった（特許文献２）。
特開平０５−０３１９０９号公報 特開平１１−１０８５９号公報

燃料電池にて動作する記録装置においても、その装置の小型化が求められている。そして、上述した背景の技術と同様に、インク等の記録材を保持するスペースをできるだけ小さくすることは求められている。

また、特許文献１など記載されているように、記録ヘッドをより良い状態に維持されることが求められている。

上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明の記録装置は、燃料電池から電力供給を受けて記録ヘッドからインクを吐出させて記録を行う記録装置であって、前記燃料電池から生成される液体を用いて、前記インクを生成する生成手段と、前記生成手段にて生成されたインクを記録ヘッドに供給する供給手段と、前記供給手段を制御する制御手段とを備える。

以上説明したように、燃料電池から生成される水を利用することで、インクタンクを大型にすることなく、記録装置の限られたスペースに、より多くのインクを保持できることができる。

以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照して、詳細に説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１に、燃料電池セルの基本構成を示す。燃料電池は代表的にこのような構成のセルが複数枚接続されてできている。燃料電池セルの原理は燃料層１−Ｂに含まれる水素分子が燃料層１−Ｂに接している触媒を含んだ電解層１−Ｃで水素イオンにイオン化し、その水素イオンが空気層１−Ｄの酸素分子と合成することで電子と水と熱を生成する化学反応である。電池としては燃料層１−Ｂが負極、空気層１−Ｄが正極として働く。本発明ではこの電気エネルギーのほかに生成される水を利用するものである。

図２に、本発明のインク液化システムの実施例を示す。先の説明で生成された水はプリンタコントロールユニットにより制御されたポンプ２によってインク液化タンク４に送られる。インク液化タンク４には、タンクの上部に非液状（例えば粉末、顆粒状）のインク材がある材料室４−Ｂと、タンクから供給された水と不図示の手段で混合されて、タンクの下方に設けられた蓄積部（蓄積タンク）４−Ａに送られ、蓄積される。

蓄積されたインク４−Ａは、インク流路に設けられたプリンタコントロールユニットにより制御されたポンプ５によって、プリントヘッド（記録ヘッド）７に設けられているインクタンク６に供給される。

図３に、本発明のプリンタ１の構成を示す。燃料電池３０で生成された電力が、電源ラインを介してＤＣＤＣコンバータ３１に出力される。このＤＣＤＣコンバータ３１において、電圧が変換される。例えば、変換される電圧値は、コントロールユニット３２へ供給するための３．３ボルト、プリントヘッド３５やモータドライバ３３Ａ、３３Ｂなどに供給する１８ボルトである。

一方、インクは、次のように供給される。燃料電池３０から排出された水は水供給ラインを介してコントロールユニット３２によって制御されたポンプ３８Ａによってインク生成タンク３７へ送られる。そして、上述したようにインク生成タンク３７において燃料電池３０から供給された水と非液体インク材とが混合されインクが生成される。生成されたインクはインク生成タンク３７に貯められる。

そして、インク供給ラインを介してコントロールユニット３２によって制御されたポンプ３８Ｂによって、インクタンク３６に送られる。

コントロールユニットは、ＣＰＵとＡＳＩＣ、ＲＯＭ、ＲＡＭで構成されている。このＣＰＵとＡＳＩＣにより、キャリッジモータや搬送モータの制御、記録ヘッドの制御、ポンプの制御を行う。なお、ＣＰＵとＡＳＩＣが１チップになったものでも構わない。

プリントヘッド３５に設けられているインクタンク３６のインクが少なくなったとコントローラユニット３２が判断したら、インクの生成を行い、インクタンクへ生成したインクを供給する。

このように、燃料電池で生成される水をインク生成タンク（インク生成手段）に供給することで、必要に応じてインクを生成することで、大きなインクタンクを記録装置に設ける必要はなくなった。記録装置の小型化を実現できる。

ここで、記録装置の記録動作について簡単に説明する。記録（印字）データはインターフェイス部３９を介してホスト装置から入力される。入力された印字データはコントロールユニット３２において、記録ヘッドへ転送する形式に変換され、記録ヘッドに転送される。また、モータ（キャリッジモータ）３４Ａにより記録ヘッドが走査し、モータ（搬送モータ）３４Ｂによって、記録用紙（被記録媒体）を給紙トレーから給紙動作と、搬送動作を行う。３３Ａ、３３Ｂは、それぞれモータ３４Ａ、３４Ｂを駆動するモータドライバである。

記録ヘッド３５は、この記録用紙に対して、走査し記録ヘッドからインクを吐出する。そして、搬送手段による所定量の搬送動作と、記録ヘッドの走査を繰り返し行って、記録用紙に画像記録を行う。

図４は、本実施形態で説明した記録装置（プリンタ）の斜視図である。１１０５は記録ヘッドであり、キャリッジ１１０４上に搭載されてシャフト１１０３に沿って長手方向（走査方向）に往復運動可能となっている。記録ヘッドより吐出されたインクは、記録ヘッドと微小な間隔をおいて、プラテン１１０１に記録面を規制された被記録媒体１１０２に到達し、その上に画像を形成する。

記録ヘッドには、フレキシブルケーブル１１１９を介して画像データに応じて吐出信号が供給される。なお、１１１４はキャリッジ１１０４をシャフト１１０３に沿って走査させるためのキャリッジモータである。１１１３はモータ１１１４の駆動力をキャリッジ１１０４に伝達するワイヤである。また、１１１８はプラテンローラー１１０１に結合して被記録媒体１１０２を搬送させるための搬送モータである。

記録ヘッドは、所定の待機位置があり、この位置において、インク生成タンク８に貯められるインクの供給を受ける。

なお、記録ヘッドの解像度は６００ＤＰＩである。この記録ヘッドは、インクジェット方式でブラック用は３２０本、カラー用は１２８本の記録素子が配列されている。記録素子は駆動部とノズルから構成されており、駆動部は、ヒーターによりインクに熱を与えることが可能になっている。この熱によりインクは膜沸騰し、この膜沸騰による気泡の成長または収縮によって生じる圧力変化によって、ノズルからインクが吐出される。

＜その他の実施の形態＞
第１の実施の形態において、生成される水をインク生成に利用したが、例えば、記録装置の部材の汚れを落とすために利用しても構わない。

図５において、２６はキャリッジで、カートリッジＣが搭載されている。４はステッピングモータで、キャリッジ２６を駆動するものである。２はフォトインタラプタで、キャリッジ２６のホームポジションを決めるためのものである。

２６は、キャリッジは被記録媒体（記録用紙）５に対して、図の左右に移動し、カートリッジＣの記録ヘッドからインクを吐出することで、画像を形成する。１５から１８は用紙駆動ローラで被記録媒体（記録用紙）５を搬送する。

ここで、キャリッジ２６には、生成した水を保持するクリーニングカートリッジＣが積載できるようになっている。従って、カートリッジの種類を識別する識別手段があれば、クリーニングこのカートリッジＣが搭載されていることを識別して、以下のような処理を実行する。なお、この場合の水は、上述したインクタンクを経由せずに別の供給路を介して供給される。

次に、回復ユニット３００を説明する。キャップユニット２０、第１ブレード３０１、第２ブレード３０２、ブレードクリーナ３０３、およびポンプユニット３０４により構成されている。キャップユニット２０はカートリッジＣに対応して設けてあり、キャリッジ２６の移動に伴って図５に示す矢印Ａの方向に移動可能であり、上下方向に昇降可能になっている。

キャリッジ２６がホームポジションに位置している場合、このキャップユニット２０は、カートリッジＣの記録ヘッドと接合してキャッピングするようになっている。このキャッピングにより記録ヘッドの吐出口部分のインクの固着を防止（抑制）する。

第１ブレード３０１は記録ヘッド８６の吐出口形成面のうち露出したオリフィスプレートの表面をワイピングするものである。第２ブレード３０２は露出したオリフィスプレートの両側の押さえ部材の表面をワイピングするものである。

なお、第１ブレード３０１は図示しないブレード昇降機構により昇降されている。ブレードクリーナ３０３は第１ブレード３０１をクリーニングするためのものである。ポンプユニット３０４の構成は省略する。キャップユニット３００に接合された記録ヘッド８６からインクを吸引し、廃インク吸収体２５に排出するようになっている。

このような構成において、クリーニングカートリッジが装着されていることを識別した場合、クリーニングカートリッジに生成した水を供給し、この水をクリーニングカートリッジから第１ブレード３０１に対して吐出することで、生成される水を供給し、ブレードクリーナ３０３でクリーニングを行うことで、ブレードの良好な状態にすることができる。

なお、ブレードのほかに、クリーニングカートリッジはキャップ部に対して、水を吐出する形態でも構わない。この場合、図５に示すように矢印Ａの方向に４つのキャップが配置されているので、キャリッジをそれぞれのキャップに対向するように移動させる。このように、キャップ口に生成される水を供給することで、キャップ内に設けられた吸収体に水が供給され、キャッピング時の記録ヘッドを良好な状態にすることができる。

燃料電池セルの基本構成 インク生成のシステムの構成 記録装置の構成図 記録装置の斜視図 その他の実施形態における記録装置の斜視図

符号の説明

１−Ａ セパレータ
１−Ｂ 燃料層（負極）
１−Ｃ 電解層
１−Ｄ 空気層（正極）
１−Ｅ 電池端子（負極）
１−Ｆ 電池端子（正極）
２ 水供給用ポンプ
４ インク液化タンク
４−Ａ インク部
４−Ｂ 非液体インク部（非液体インク材）
５ インク供給用ポンプ
６ インクタンク
７ プリントヘッド
３０ 燃料電池
３１ ＤＣＤＣコンバータ
３２ コントロールユニット

Claims (3)

1. 燃料電池から電力供給を受けて記録ヘッドからインクを吐出させて記録を行う記録装置であって、
   前記燃料電池から生成される液体を用いて、前記インクを生成する生成手段と、
   前記生成手段にて生成されたインクを記録ヘッドに供給する供給手段と、
   前記供給手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする記録装置。
2. 前記記録装置は、更に前記記録ヘッドを保護するキャップ手段と、
   前記燃料電池から生成される液体を前記キャップ手段に対して供給する供給手段とを備え、
   前記制御手段は、前記供給手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記記録装置は、更に前記記録ヘッドをワイピングするワイピング手段と、
   前記燃料電池から生成される液体を前記ワイピング手段に対して供給する供給手段と、
   前記制御手段は、前記供給手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。

Images