JP2005262566A - 消耗品カートリッジおよび記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 燃料電池により駆動される小型軽量で環境に優しく使い勝手の良い消耗品カートリッジおよび記録装置を提供する。
【解決手段】 駆動用電源として燃料電池２０を有し、記録媒体１０に記録を行うインクジェット記録装置１００に着脱して用いられる、消耗品を収納した消耗品カートリッジ１であって、燃料電池２０に用いられる燃料を収納した燃料タンク３Ｆと、記録媒体１０を収納した給紙カセット２が一体化してなることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、記録情報に基づいて記録媒体に記録を行う、燃料電池を搭載した記録装置に用いられる消耗品カートリッジおよび該消耗品カートリッジを用いた記録装置に関する。

インクジェット記録装置は小型化が容易であることから、持ち運び容易なサイズのプリンタ、いわゆるモバイルプリンタに採用されるケースも増えており、例えば、特許文献１に開示されているように、駆動電源として二次電池等を搭載しバッテリ駆動の要求に対応していた。

一方、燃料電池の開発は電気自動車や小規模の発電システム向けが先行しているが、例えば、特許文献２に開示されているように、最近では医療用小型機器や携帯電話等の小型電子機器の電源として利用できる超小型燃料電池も試作されるまでに至っている。超小型燃料電池が実用化されれば記録装置の電源に応用することも可能となり、より小型で、消耗品の少ない環境に優しいモバイルプリンタを実現できる。

しかしながら、インクジェット記録装置には、既に、紙等の記録媒体、画像を記録するためのインクといった複数の消耗品があり使用者は適宜消耗品を補充する必要がある。また、インクもカラー機では４色ないしは６色あるので、特に大容量のインクタンクを搭載することが困難な小型のインクジェット記録装置では、インク補充の頻度が比較的高くなり、ユーザビリティ上の課題がある。そこで、このような消耗品の補充による煩わしさを解消するため、例えば特許文献３に開示されているように、記録媒体と、インクと、画像記録に使用されないインクを吸収するインク吸収体とをメディアカートリッジとして１つに収容することでこれらをまとめて一度に交換可能にする構成が提案されている。
特開平１１−２９２３４１号公報 特開平０７−２０１３４８号公報 特開２００１−１４６００８号公報

しかしながら、特許文献３に開示されているメディアカートリッジは、記録媒体とインクとインク吸収体とが一度に交換されるのみである。このため、燃料電池をインクジェット記録装置に適用するにしても燃料電池用の燃料タンクはインクジェット記録装置内に有することとなり、燃料を供給するには、燃料タンクに直接供給するか、あるいは燃料タンクをメディアカートリッジとは別途交換する必要があり煩わしさを生じる。

そこで、本発明は上記課題に鑑み、燃料電池により駆動される記録装置の使い勝手を良くするための消耗品カートリッジ、および該消耗品カートリッジを用いた記録装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明の消耗品カートリッジは、駆動用電源として燃料電池を有し、記録媒体に記録を行う記録装置に着脱して用いられる、消耗品を収納した消耗品カートリッジであって、燃料電池に用いられる燃料を収納した燃料タンクと、記録媒体を収納した記録媒体収納部が一体化してなることを特徴とする。

また、本発明の消耗品カートリッジは、駆動用電源として燃料電池を有し、記録媒体に記録を行う記録装置に着脱して用いられる、消耗品を収納した消耗品カートリッジであって、燃料電池に用いられる燃料を収納した燃料タンクと、記録媒体の記録に用いられるインクを収納するインクタンクが一体化してなることを特徴とする。

また、本発明の消耗品カートリッジは、駆動用電源として燃料電池を有し、記録媒体に記録を行う記録装置に着脱して用いられる、消耗品を収納した消耗品カートリッジであって、燃料電池に用いられる燃料を収納した燃料タンクと、記録媒体を収納した記録媒体収納部と、記録媒体の記録に用いられるインクを収納するインクタンクが一体化してなることを特徴とする。

本発明の記録装置は駆動用電源として燃料電池を有し、記録情報に基づいて記録媒体に記録を行う記録装置において、本発明の消耗品カートリッジが着脱自在な構成であることを特徴とする。

上述したように本発明の消耗品カートリッジは、燃料タンクと記録媒体収納部、燃料タンクとインクタンク、あるいは燃料タンクと記録媒体収納部とインクタンクとが一体化してなるため、消耗品である燃料と、記録媒体、あるいはインクとの補充作業が一度にまとめて行え、作業性を大幅に向上させることができ、記録装置の使い勝手を良くすることができる。

本発明によれば、燃料電池により駆動される記録装置の使い勝手を良くするための消耗品カートリッジ、および該消耗品カートリッジを用いた記録装置を提供することができる。

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明を適用した消耗品カートリッジの一実施形態を示す斜視図である。また、図２は、本発明を適用したインクジェット記録装置の概略断面図であり、図３は本発明を適用したインクジェット記録装置の記録部の概略上面図である。

本実施形態の消耗品カートリッジ１は、上段に記録シート等の記録媒体１０を積載した給紙カセット２が配置され、下段にインクを収納したインクタンク３Ｉと、燃料電池２０（図３参照）の燃料を収納した燃料タンク３Ｆと、燃料電池２０からの排水および回復系ユニット１２０（図３参照）からの廃インクが収納される回収タンク３Ｗとを有するタンク３が配置され、これらが一体化されてなるものであり、インクジェット記録装置１００の装着口１１０に着脱可能に装着して用いられる。

インクタンク３Ｉは、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラックの４色のインクをそれぞれ収納したイエローインクタンク３Ｙ、シアンインクタンク３Ｃ、マゼンタインクタンク３Ｍ、ブラックインクタンク３Ｂを有し、また、燃料タンク３Ｆ内にはエタノールが収納されている。

燃料タンク３Ｆの容量は、給紙カセット２内に収納された記録媒体１０の全てを消費するのにインクジェット記録装置１００が必要な電力量を燃料電池２０が供給可能な量とするのが好適である。あるいは、燃料タンク３Ｆの容量は、インクタンク３Ｉ内のインクを全て消費するのに必要な電力量を燃料電池２０が供給可能な量とするものであってもよい。さらには、燃料タンク３Ｆの容量は、給紙カセット２内の記録媒体１０の全てを記録し、かつインクタンク３Ｉ内のインクを全て消費するのに必要な電力量を燃料電池２０が供給可能な量とするものであってもよい。

各タンク３Ｉ、３Ｆは、内部に収納したインクタンクあるいは燃料を外部に供給するための供給口４がそれぞれ設けられている。供給口４にはインクタンク３Ｉ内のインクの漏洩を防止するためのシリコン性のシール部材が挿入されている。回収タンク３Ｗには、燃料電池２０からの排水および回復系ユニット１２０からの廃インクを回収するための回収口５が設けられている。回収口５の構造は供給口４と同様であってもよい。

インクジェット記録装置１００は、記録ヘッド１０１を搭載したキャリッジ１０３と、給紙カセット２から供給される記録媒体１０を搬送する搬送系と、記録ヘッド１０１の吐出特性を回復するための回復系ユニット１２０と、インクジェット記録装置１００の駆動用電源である燃料電池２０と、消耗品カートリッジ１を装着するための装着口１１０とを有する。

記録ヘッド１０１は、インクタンク３Ｉのイエローインクタンク３Ｙ、シアンインクタンク３Ｃ、マゼンダインクタンク３Ｍ、ブラックインクタンク３Ｂのそれぞれに対応したインク受給口１０９を有する。インク受給口１０９の内部には針状のインク受給管（不図示）が設けられており、インク供給チューブ３０との接合状態の密閉性を向上している。記録ヘッド１０１の各インク受給口１０９と、各インクタンク３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｂの各供給口４とはインク供給チューブ３０によって接続されており、インクタンク３Ｉ内に収納されたインクはインク供給チューブ３０を介して記録ヘッド１０１へと供給される。

燃料電池２０は、燃料の供給を受けるための燃料受給口２１および化学反応により生じた水を排出するための排水口２２を有する。燃料電池２０の燃料受給口２１と燃料タンク３Ｆの供給口４とは燃料供給チューブ３１によって接続されており、燃料供給チューブ３１を介して燃料タンク３Ｆ内の燃料が燃料電池２０へと供給される。

燃料電池２０の排水口２２と回収タンク３Ｗの回収口５とは排水回収チューブ３２によって接続されており、燃料電池２０における反応後の水が排水回収チューブ３２を介して回収タンク３Ｗへと回収される。

回復系ユニット１２０には廃インク排出口１２２が設けられており、回復系ユニット１２０の廃インク排出口１２２と回収タンク３Ｗの回収口５とは廃インク回収チューブ３３によって接続されており、後述する回復系ユニット１２０における回復動作によって生じた廃インクが廃インク回収チューブ３３を介して回収タンク３Ｗへと回収される。

次に、消耗品カートリッジ１の交換時期および交換方法について説明する。

消耗品カートリッジ１は、インクジェット記録装置１００の装着口１１０に着脱可能に装着され（図２中矢印Ａ方向）、各チューブ３１、３２、３３がそれぞれ接続される。

消耗品カートリッジ１の交換時期は、消耗品カートリッジ１の燃料タンク３Ｆの容量が、記録媒体１０全てを消費するのに合わせたものである場合は記録媒体１０が使い切られたときとなり、インク全てを消費するのに合わせたものである場合はインクが使い切られたときとなり、記録媒体１０およびインクの双方を全て消費するのに合わせたものである場合は、記録媒体１０およびインクの双方を全てを使い切ったときとなる。

インクジェット記録装置１００により記録が行われることで記録媒体１０あるいはインクが使い切られると、各チューブ３１、３２、３３を外してから消耗品カートリッジ１を装着口１１０から取り外す。そして、新品の消耗品カートリッジ１に交換する。

以上のとおり、本実施形態の消耗品カートリッジ１は、給紙カセット２と、インクタンク３Ｉ、燃料タンク３Ｆ、および回収タンク３Ｗを有するタンク３とを一体化したため、燃料、記録媒体、インクといった消耗品の補充作業、さらには排水、廃インクの処分が一度にまとめて行え、作業性を大幅に向上させることができ、インクジェット記録装置１００の使い勝手を良くすることができる。

また、燃料タンク３Ｆの容量を必要十分な量とすることで、消耗品カートリッジ１の小型化、軽量化、低廉化が可能となるだけでなく、燃料のみが無くなってしまい記録媒体１０やインクが余ってしまう等の無駄もなくすことができ、環境負荷を少なくすることもできる。

このように、消耗品カートリッジ１を用いたインクジェット記録装置１００とすることで、充電が要らず簡便、燃料が安価で環境に優しいという燃料電池の特長を損なうことなく充分に活かすことができる。

記録ヘッド１０１は、不図示の、ノズルに連通する微細なインク吐出口（オリフィス）、液路およびこの液路の一部に設けられるエネルギ作用部、および該作用部にあるインクに作用させる液滴形成エネルギを発生するエネルギ発生手段を備えている。

記録ヘッド１０１のエネルギ発生手段としては、発熱抵抗体を有する発熱素子等の電気熱変換体によってインクを加熱し、インクに生ずる膜沸騰を利用してインクに生ずる気泡によりインクを吐出させるインク吐出口から吐出させる方式の他、ピエゾ素子等の電気機械変換体を用いたものであってもよい。

キャリッジ１０３は、不図示の本体シャーシに取付けられたガイドシャフト１０２によって摺動自在に支持されている。このキャリッジ１０３は、その一部が、駆動モータ（不図示）に結合された駆動プーリ（不図示）とアイドラプーリ（不図示）との間に張設されたタイミングベルト（不図示）に固定されており、駆動モータの回転に応じガイドシャフト１０２に沿って主走査方向（図３中矢印Ｂ方向）に往復移動可能に設けられている。

搬送系は、給紙カセット２から記録媒体１０をインクジェット記録装置１００内へと供給する給紙ローラ１０４と、記録ヘッド１０１のインク吐出口が形成された面に対して対向して配置された不図示のプラテンへと記録媒体１０を挟持搬送する、ＬＦ（ラインフィード）モータ（不図示）を駆動源とした搬送ローラ１０５およびピンチローラ１０６と、記録ヘッド１０１からインクが吐出されて記録がなされた記録媒体１０を挟持してインクジェット記録装置１００外へと排出する排紙ローラ１０７および拍車１０８とを有する。

回復系ユニット１２０は、図３中破線で示したホームポジション１０３ａに配設されている。この回復系ユニット１２０は、キャリッジ１０３がホームポジション１０３ａに位置するとき、吸引キャップ１２１を記録ヘッド１０１のインク吐出口が形成された面に接合してキャッピングし、記録ヘッド１０１のノズル内のインクが蒸発し増粘・固着して発生する吐出不良を防止する。また、回復系ユニット１２０は、記録ヘッド１０１が吐出不良になった場合には、吸引キャップ１２１を記録ヘッド１０１にキャッピングし、不図示のポンプユニットにより負圧を生じさせる不図示の吸引回復処理機構で吐出不良を解消する回復動作を実施する。

次に本発明を適用したインクジェット記録装置１００の電気的構成の概略について説明する。

図４は本発明を適用したインクジェット記録装置の電気ブロック図である。受信バッファメモリ等で構成される受信部１５０は、パーソナルコンピュータ等のホスト装置２００が送信する記録情報を受信し記憶する。制御部１５１は受信した記録情報を解析し、画像記録用のプリントデータに変換して記録ヘッド１０１の記録部１５２に転送すると共に、ＬＦ、キャリッジ等のモータを制御して画像記録を行う。一方、燃料電池２０の出力は定電圧調整部１５３によって定電圧化された後、受信部１５０、制御部１５１および記録部１５２の装置各部に供給される。

以上、本実施形態では、インクは４色としたが、これに限定されるものではない。また、本実施形態の消耗品カートリッジ１は、給紙カセット２、インクタンク３Ｉ、燃料タンク３Ｆおよび回収タンク３Ｗが一体化されている例を示したがこれに限定されるものではない。例えば、本実施形態の消耗品カートリッジ１の構成からインクタンク３Ｉをなくした構成、給紙カセット２をなくした構成、回収タンク３Ｗをなくした構成、あるいはこれらを組み合わせた構成とするものであってもよい。

特に、消耗品カートリッジ１がインクタンク３Ｉをなくした構成である場合、記録装置はインクジェット記録方式に限定されるものではなく、レーザ、熱転写等の記録方式であってもよいし、あるいは、インクジェット記録方式とする場合は、インクタンクをインクジェット記録装置本体側に備えた構成とするものであってもよい。

また、上述したインクジェット記録装置１００は、キャリッジを主走査方向に往復走査して記録するシリアルプリンタを例に挙げて説明したが、本発明の記録装置はシリアルプリンタに限定されるものではなく、ラインプリンタにも適用することができる。

本発明を適用した消耗品カートリッジの一実施形態を示す斜視図である。 本発明を適用したインクジェット記録装置の一実施形態を示す概略断面図である。 図２に示すインクジェット記録装置の記録部の概略上面図である。 図２に示すインクジェット記録装置の概略電気ブロック図である。

符号の説明

１ 消耗品カートリッジ
２ 給紙カセット
３ タンク
３Ｂ ブラックインクタンク
３Ｃ シアンインクタンク
３Ｆ 燃料タンク
３Ｉ インクタンク
３Ｍ マゼンタインクタンク
３Ｙ イエローインクタンク
３Ｗ 回収タンク
４ 供給口
５ 回収口
１０ 記録媒体
２０ 燃料電池
２１ 燃料受給口
２２ 排水口
３０ インク供給チューブ
３１ 燃料供給チューブ
３２ 排水回収チューブ
３３ 廃インク回収チューブ
１００ インクジェット記録装置
１０１ 記録ヘッド
１０２ ガイドシャフト
１０３ キャリッジ
１０３ａ ホームポジション
１０４ 給紙ローラ
１０５ 搬送ローラ
１０６ ピンチローラ
１０７ 排紙ローラ
１０８ 拍車
１０９ インク受給口
１１０ 装着口
１２０ 回復系ユニット
１２１ 吸引キャップ
１２２ 廃インク排出口
１５０ 受信部
１５１ 制御部
１５２ 記録部
１５３ 定電圧調整部
２００ ホスト装置

Claims (10)

1. 駆動用電源として燃料電池を有し、記録媒体に記録を行う記録装置に着脱して用いられる、消耗品を収納した消耗品カートリッジであって、
   前記燃料電池に用いられる燃料を収納した燃料タンクと、前記記録媒体を収納した記録媒体収納部が一体化してなることを特徴とする消耗品カートリッジ。
2. 前記燃料タンクの燃料の収納量が、前記記録媒体収納部内の前記記録媒体の全てを消費するのに前記記録装置が必要とする電力量を前記燃料電池が供給可能な量である請求項１に記載の消耗品カートリッジ。
3. 駆動用電源として燃料電池を有し、記録媒体に記録を行う記録装置に着脱して用いられる、消耗品を収納した消耗品カートリッジであって、
   前記燃料電池に用いられる燃料を収納した燃料タンクと、前記記録媒体の記録に用いられるインクを収納するインクタンクが一体化してなることを特徴とする消耗品カートリッジ。
4. 前記燃料タンクの燃料の収納量が、前記インクタンクに収納されているインクの全てを消費するのに前記記録装置が必要とする電力量を前記燃料電池が供給可能な量である請求項３に記載の消耗品カートリッジ。
5. 駆動用電源として燃料電池を有し、記録媒体に記録を行う記録装置に着脱して用いられる、消耗品を収納した消耗品カートリッジであって、
   前記燃料電池に用いられる燃料を収納した燃料タンクと、前記記録媒体を収納した記録媒体収納部と、前記記録媒体の記録に用いられるインクを収納するインクタンクが一体化してなることを特徴とする消耗品カートリッジ。
6. 前記燃料タンクの燃料の収納量が、前記記録媒体収納部に収納されている前記記録媒体および前記インクタンクに収納されているインクの少なくとも一方の全てを消費するのに前記記録装置が必要とする電力量を前記燃料電池が供給可能な量である請求項５に記載の消耗品カートリッジ。
7. 前記燃料タンクの燃料の収納量が、前記消耗品に対して必要十分な量である請求項１ないし６のいずれか１項に記載の消耗品カートリッジ。
8. 少なくとも前記燃料電池の排水および廃インクのいずれか一方を収納する回収タンクを有する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の消耗品カートリッジ。
9. 駆動用電源として燃料電池を有し、記録情報に基づいて記録媒体に記録を行う記録装置において、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の消耗品カートリッジが着脱自在な構成であることを特徴とする記録装置。
10. インクを吐出し、前記記録媒体に記録を行う記録手段を保持する保持手段を有する請求項９に記載の記録装置。

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