JP2005262592A - Recording apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池を電源として動作可能な記録装置に関する。 The present invention relates to a recording apparatus operable with a fuel cell as a power source.
商用コンセントから交流電力を受電することができない屋外等の環境においても電池を電源として動作可能で持ち運びが容易な軽量小型の電子機器の一例としては、ノート型のパーソナルコンピュータ、PDA(Personal・Digital・Assistant:個人用携帯情報端末)、携帯電話、プリンタ等が公知である。このような電子機器は、従来はリチウムイオン電池を使用したものが一般的であったが、近年、環境に優しいクリーンな次世代の電池としてメタノール等を燃料とした燃料電池が注目されている。燃料電池は、水素と酸素を反応させることで電気を発生させるエネルギー変換装置のことである。水の電気分解と逆の電気化学反応を利用しているため、水素と酸素をエネルギー源とし、水と電気、熱を発生させる。エネルギー効率が高いうえ、排出される物質が水だけなので、環境にもやさしいエネルギーとして注目されている。また、燃料電池は燃料を補充すれば使い続けることができる。つまり、屋外で持ち運ぶことはもちろん、燃料を補充し続ければ半永久的に電気を発生させることができる。 Examples of lightweight and small electronic devices that can operate using batteries as a power source and are easy to carry even in environments where AC power cannot be received from commercial outlets include notebook personal computers, PDAs (Personal Digital An assistant (personal portable information terminal), a cellular phone, a printer, and the like are known. Conventionally, such an electronic device generally uses a lithium ion battery, but in recent years, a fuel cell using methanol or the like as a fuel has attracted attention as a clean next generation battery that is environmentally friendly. A fuel cell is an energy conversion device that generates electricity by reacting hydrogen and oxygen. Because it uses an electrochemical reaction that is the reverse of water electrolysis, water, electricity, and heat are generated using hydrogen and oxygen as energy sources. It is attracting attention as an environmentally friendly energy because it is highly energy efficient and the only substance emitted is water. In addition, the fuel cell can continue to be used if fuel is replenished. In other words, as well as being carried outdoors, electricity can be generated semipermanently if fuel is continuously replenished.
そして、最近注目されているのが、高分子膜の電解質を用いたダイレクトメタノール燃料電池(DMFC)等の燃料電池であり、モバイル機器用の電源としても注目されている。これは、触媒及び電解質を介して酸素とメタノール水溶液等とを化学反応させることによって発電するものであり、従来、高分子膜を用いたものは、発電効率が低いため電力供給の分野で使われることはなかったが、高分子膜の電解質が常温〜90度前後であり、従来の電解質(数百度以上)よりも低温なため、家庭用発電やモバイル機器等の電源としての利用が可能となっており、このような燃料電池を搭載したインクジェットプリンタ等の記録装置が公知である(例えば、特許文献1を参照)。 Recently, a fuel cell such as a direct methanol fuel cell (DMFC) using a polymer membrane electrolyte has been attracting attention, and has attracted attention as a power source for mobile devices. This is to generate power by chemically reacting oxygen and aqueous methanol solution through a catalyst and electrolyte. Conventionally, those using polymer membranes are used in the field of power supply because of their low power generation efficiency. However, because the electrolyte of the polymer membrane is from room temperature to around 90 degrees, and it is cooler than the conventional electrolyte (several hundred degrees or more), it can be used as a power source for household power generation and mobile devices. A recording apparatus such as an ink jet printer equipped with such a fuel cell is known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、例えば、インクジェットプリンタ等のインクジェット式記録装置は、記録ヘッドを駆動してインクを噴射するヘッド駆動手段、記録ヘッドを搭載したキャリッジ等を主走査方向へ往復動させる主走査駆動手段、及び記録ヘッドに対して記録紙を副走査方向へ搬送する副走査駆動手段を備えているのが一般的であり、これらを駆動するためのDCモータ等の駆動力源による電力消費が大きいため、パーソナルコンピュータやPDA、携帯電話等の情報処理装置と比較して多くの電力を消費する。そのため、燃料電池による動作可能時間をあまり長くすることができないという課題が生じる。また、燃料電池による動作可能時間を長くするために燃料タンクを大きくすると、記録装置が大型化してしまうという課題が生じる。 However, for example, an ink jet recording apparatus such as an ink jet printer has a head driving unit that drives a recording head to eject ink, a main scanning driving unit that reciprocates a carriage mounted with the recording head in the main scanning direction, and recording. It is common to have sub-scanning driving means for transporting recording paper to the head in the sub-scanning direction, and power consumption by a driving force source such as a DC motor for driving these is large. Compared with information processing devices such as PDAs and mobile phones, it consumes more power. Therefore, there arises a problem that the operable time by the fuel cell cannot be made too long. Further, if the fuel tank is enlarged in order to extend the operable time by the fuel cell, there arises a problem that the recording apparatus is increased in size.
本発明は、このような状況に鑑み成されたものであり、その課題は、燃料電池を電源とした記録装置において、記録装置を大型化することなく燃料電池による動作可能時間をより長くすることにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and the problem is that in a recording apparatus using a fuel cell as a power source, the operation time by the fuel cell can be made longer without increasing the size of the recording apparatus. It is in.
上記課題を達成するため、本発明の第1の態様は、被記録材へインクを噴射する記録ヘッドと、燃料電池とを備えた記録装置であって、前記記録ヘッドから噴射するインクが充填されたインク収容部と、前記燃料電池に供給される燃料が充填された燃料収容部とが一体に形成されたインクカートリッジが着脱可能に配設されている、ことを特徴とした記録装置である。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a recording apparatus that includes a recording head that ejects ink onto a recording material and a fuel cell, and is filled with ink ejected from the recording head. The recording apparatus is characterized in that an ink cartridge integrally formed with an ink storage portion and a fuel storage portion filled with fuel supplied to the fuel cell is detachably disposed.
このように、記録装置へ着脱可能に配設されるインクカートリッジは、記録ヘッドから噴射するインクが充填されたインク収容部と、燃料電池の燃料が充填された燃料収容部とが一体に形成されているので、インクカートリッジとは別体の燃料収容部を装着する構成とすることによって生じる無駄なスペースや機構を省略することができる。それによって、記録装置を大型化することなく記録装置に搭載可能な燃料の量を多くすることが可能になり、それによって、記録装置を大型化することなく燃料電池による動作時間をより長くすることができるという作用効果が得られる。
また、記録装置へ着脱可能に配設されるインクカートリッジは、記録ヘッドから噴射するインクが充填されたインク収容部と、燃料電池の燃料が充填された燃料収容部とが一体に形成されているので、インクカートリッジを記録装置に装着すると、インク収容部から記録ヘッドへインクが供給されるとともに、燃料収容部から燃料電池へ燃料が供給される。つまり、商用コンセントから交流電力を受電することができない屋外等の環境において、インクカートリッジを装着するだけで動作する記録装置が可能になる。したがって、電池交換や充電といったメンテナンスが不要になり、予備のインクカートリッジ以外に予備の電池や充電器等を持ち歩く必要もなくなるとともに、バッテリ切れの心配もなくなるという作用効果が得られる。
さらに、従来のリチウムイオンバッテリ等の重量のある外付け電池を記録装置に装着する必要がなくなるので、従来よりも記録装置を軽量化することができるという作用効果が得られる。
As described above, the ink cartridge detachably disposed in the recording apparatus is integrally formed with the ink storage portion filled with the ink ejected from the recording head and the fuel storage portion filled with the fuel of the fuel cell. Therefore, it is possible to omit a useless space and a mechanism generated by a configuration in which a fuel storage portion separate from the ink cartridge is mounted. As a result, it is possible to increase the amount of fuel that can be mounted on the recording device without increasing the size of the recording device, thereby extending the operating time of the fuel cell without increasing the size of the recording device. The effect of being able to be obtained is obtained.
Further, an ink cartridge that is detachably attached to the recording apparatus is integrally formed with an ink storage portion filled with ink ejected from the recording head and a fuel storage portion filled with fuel of the fuel cell. Therefore, when the ink cartridge is mounted on the recording apparatus, ink is supplied from the ink storage portion to the recording head, and fuel is supplied from the fuel storage portion to the fuel cell. That is, a recording apparatus that can operate only by mounting an ink cartridge in an environment such as outdoors where AC power cannot be received from a commercial outlet becomes possible. This eliminates the need for maintenance such as battery replacement and charging, eliminates the need to carry a spare battery or charger in addition to the spare ink cartridge, and eliminates the risk of running out of battery.
Further, since it is not necessary to attach a heavy external battery such as a conventional lithium ion battery to the recording apparatus, an effect that the recording apparatus can be made lighter than the conventional one can be obtained.
本発明の第2の態様は、前述した第1の態様において、前記燃料収容部から前記燃料電池へ燃料を供給する燃料供給路と、前記燃料電池の廃燃料を前記燃料収容部へ回収する燃料回収路と、前記燃料収容部から前記燃料供給路、前記燃料電池、前記廃燃料回収路を経由して前記燃料収容部へ戻る燃料環流路の燃料を循環させる燃料循環手段とを備えている、ことを特徴とした記録装置である。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect described above, a fuel supply path that supplies fuel from the fuel storage portion to the fuel cell, and a fuel that recovers waste fuel of the fuel cell to the fuel storage portion. A recovery path, and a fuel circulation means for circulating fuel in a fuel circulation path that returns from the fuel storage section to the fuel storage section via the fuel supply path, the fuel cell, and the waste fuel recovery path, The recording apparatus is characterized by this.
実際の燃料電池においては、廃燃料は燃料濃度が低下するもののまだ再利用が可能である場合が多い。そこで、燃料収容部から燃料供給路を介して燃料電池へ供給され、廃燃料となった燃料が燃料回収路を介して再び燃料収容部へ戻される構成とし、廃燃料を廃棄せずに再利用することによって、燃料収容部の燃料濃度は徐々に低下していくことになるものの、燃料としてまだ利用可能な廃燃料を燃料濃度が一定の濃度以下に低下して所定の発電能力が得られなくなるまで繰り返し有効に再利用することが可能になる。したがって、同じ燃料の量で燃料電池による動作時間をより長くすることができるという作用効果が得られる。
また、廃燃料を廃棄するための廃燃料タンク等が不要になるので、その分記録装置を小型化すること、或いは、インクカートリッジ大きくして燃料収容部の容量を拡大することが可能になるという作用効果も得られる。
In an actual fuel cell, the waste fuel is often reusable although the fuel concentration decreases. Therefore, the fuel is supplied from the fuel storage section to the fuel cell through the fuel supply path, and the waste fuel is returned to the fuel storage section through the fuel recovery path, so that the waste fuel can be reused without being discarded. As a result, the fuel concentration in the fuel storage section gradually decreases, but the waste fuel that can still be used as the fuel decreases to a certain concentration or less, and a predetermined power generation capacity cannot be obtained. It becomes possible to reuse it effectively repeatedly. Therefore, it is possible to obtain an operational effect that the operation time of the fuel cell can be further extended with the same amount of fuel.
In addition, since a waste fuel tank or the like for discarding the waste fuel is not required, it is possible to reduce the size of the recording apparatus or to increase the capacity of the fuel storage portion by increasing the ink cartridge. The effect is also obtained.
本発明の第3の態様は、前述した第2の態様において、前記燃料循環手段を利用して前記燃料電池で発電する際に生成される水を前記燃料収容部へ回収する生成水回収路を備えている、ことを特徴とした記録装置である。
燃料電池のカソード側(空気極側)では、発電の際に水が生成されるため、この水を外部に漏らさずに記録装置内部で処理する手段を設ける必要があり、それによって、記録装置のコストが上昇することになる。そこで、カソード側で生成された水をインクカートリッジの燃料収容部へ回収することによって、カソード側で生成される水を処理する手段を省略することが可能になり、それによって記録装置のコストを低減させることができる。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect described above, a generated water recovery path for recovering water generated when power is generated by the fuel cell using the fuel circulation means to the fuel storage portion. The recording apparatus is characterized by comprising:
Since water is generated during power generation on the cathode side (air electrode side) of the fuel cell, it is necessary to provide means for treating the water inside the recording apparatus without leaking it to the outside. Cost will rise. Therefore, by collecting the water generated on the cathode side into the fuel storage part of the ink cartridge, it becomes possible to omit means for treating the water generated on the cathode side, thereby reducing the cost of the recording apparatus. Can be made.
本発明の第4の態様は、前述した第2の態様において、前記記録ヘッドのヘッド面を吸引するヘッド面吸引手段と、該ヘッド面吸引手段にて吸引した廃インクを吸収させて貯留する廃インク吸収材と、前記燃料電池で発電する際に生成される水を前記廃インク吸収材へ送出する生成水送出路とを備えている、ことを特徴とした記録装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect described above, the head surface suction unit that sucks the head surface of the recording head, and the waste that is stored by absorbing the waste ink sucked by the head surface suction unit. A recording apparatus comprising: an ink absorbing material; and a generated water delivery path for delivering water generated when power is generated by the fuel cell to the waste ink absorbing material.
上述したように、燃料電池のカソード側(空気極側)では、発電の際に水が生成されるため、この水を外部に漏らさずに記録装置内部で処理する手段を設ける必要があり、それによって、記録装置のコストが上昇することになる。一般的にインクジェット式記録装置等の記録装置には、記録ヘッドのヘッド面に多数配設されているノズルの詰まりを防止するために定期的に記録ヘッドのヘッド面を吸引する手段が設けられている。また、ヘッド面から吸引された廃インクは、廃インクを貯留するためのスポンジ等の吸収材で構成された廃インク吸収材に吸収させた状態で記録装置内に貯留されるようになっている。そこで、この廃インク吸収材に燃料電池のカソード側で生成される水を送出して廃インク吸収材に吸収させる。廃インク吸収材に吸収された水は、廃インクとともに廃インク吸収材の中に貯留された状態で、やがて気化して大気中に放出されることになる。したがって、燃料電池のカソード側で生成される水を外部に漏らさずに処理することができる。このように、燃料電池のカソード側で生成される水を廃インク吸収材へ送出することによって、燃料電池のカソード側で生成される水を外部に漏らさずに記録装置内部で処理する手段を低コストで実現することができる。 As described above, on the cathode side (air electrode side) of the fuel cell, since water is generated during power generation, it is necessary to provide means for processing the water inside the recording apparatus without leaking it to the outside. As a result, the cost of the recording apparatus increases. Generally, a recording apparatus such as an ink jet recording apparatus is provided with means for periodically sucking the head surface of the recording head in order to prevent clogging of a large number of nozzles arranged on the head surface of the recording head. Yes. Further, the waste ink sucked from the head surface is stored in the recording apparatus in a state where the waste ink is absorbed by a waste ink absorbing material composed of an absorbing material such as a sponge for storing the waste ink. . Therefore, water generated on the cathode side of the fuel cell is sent to the waste ink absorbing material and absorbed by the waste ink absorbing material. The water absorbed in the waste ink absorbing material is vaporized and discharged into the atmosphere before being stored in the waste ink absorbing material together with the waste ink. Therefore, the water produced on the cathode side of the fuel cell can be treated without leaking outside. In this way, by sending the water generated on the cathode side of the fuel cell to the waste ink absorber, the means for processing the water generated on the cathode side of the fuel cell inside the recording apparatus without leaking outside is reduced. Can be realized at a cost.
本発明の第5の態様は、前述した第2の態様〜第4の態様のいずれかにおいて、前記記録ヘッドを主走査方向へ往復動させる主走査駆動手段と、被記録材を副走査方向へ所定の搬送量で搬送する副走査駆動手段とを備え、前記燃料循環手段は、前記主走査駆動手段又は前記副走査駆動手段の駆動力源の駆動力で前記燃料環流路の燃料を循環させる構成を有している、ことを特徴とした記録装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the second to fourth aspects described above, main scanning driving means for reciprocating the recording head in the main scanning direction, and a recording material in the sub scanning direction. And a sub-scanning drive unit that transports the fuel by a predetermined transport amount, wherein the fuel circulation unit circulates the fuel in the fuel circulation passage with the driving force of the driving power source of the main scanning driving unit or the sub-scanning driving unit. The recording apparatus is characterized by comprising:
このように、燃料収容部から燃料供給路を介して燃料電池へ供給された燃料が廃燃料となり、廃燃料が燃料回収路を介して再び燃料収容部へ戻される燃料環流路の燃料を循環させる燃料循環手段を駆動するための専用の駆動力源を設けずに、主走査駆動手段又は副走査駆動手段の駆動力源の駆動力を利用して燃料循環手段を駆動する構成とすることによって、燃料電池を備えた記録装置のコストを低減させることができる。 As described above, the fuel supplied from the fuel storage portion to the fuel cell via the fuel supply passage becomes waste fuel, and the fuel in the fuel circulation passage is circulated so that the waste fuel is returned to the fuel storage portion again via the fuel recovery passage. By configuring the fuel circulation means to drive using the driving force of the driving power source of the main scanning driving means or the sub-scanning driving means without providing a dedicated driving force source for driving the fuel circulation means, The cost of the recording apparatus provided with the fuel cell can be reduced.
本発明の第6の態様は、前述した第1の態様又は第2の態様に記載のインクカートリッジである。
本発明の第6の態様に示したインクカートリッジによれば、当該インクカートリッジを備えた記録装置において、前述した第1の態様又は第2の態様に記載の発明による作用効果を得ることができる。
A sixth aspect of the present invention is the ink cartridge according to the first aspect or the second aspect described above.
According to the ink cartridge shown in the sixth aspect of the present invention, the effects of the invention described in the first aspect or the second aspect described above can be obtained in the recording apparatus including the ink cartridge.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、本発明に係る「記録装置」の一例としてのインクジェット式記録装置(インクジェットプリンタ)の概略構成について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a schematic configuration of an ink jet recording apparatus (ink jet printer) as an example of the “recording apparatus” according to the present invention will be described.
図1は、本発明に係るインクジェット式記録装置の概略の平面図であり、図2はその側面図である。
インクジェット式記録装置50には、記録紙Pにインクを噴射して記録を行う記録ヘッド62を記録紙Pに対して主走査方向Xに走査させる「主走査駆動手段」として、キャリッジガイド軸51に軸支され、主走査方向Xに移動するキャリッジ61が設けられている。キャリッジ61には、記録ヘッド62と、記録ヘッド62から噴射する各色のインクが充填されたインクカートリッジ611とが搭載されている。記録ヘッド62と対向して、記録ヘッド62のヘッド面と記録紙Pとのギャップを規定するプラテン52が設けられている。また、インクジェット式記録装置50には、記録ヘッド62を記録紙Pに対して副走査方向Yに走査させる「副走査駆動手段」として、記録紙Pを副走査方向Yに搬送する搬送駆動ローラ53と搬送従動ローラ54が設けられている。搬送駆動ローラ53は、ステッピング・モータ等の回転駆動力により回転制御され、搬送駆動ローラ53の回転により、記録紙Pは副走査方向Yに搬送される。搬送従動ローラ54は、複数設けられており、それぞれ個々に搬送駆動ローラ53に付勢され、記録紙Pが搬送駆動ローラ53の回転により搬送される際に、記録紙Pに接しながら記録紙Pの搬送に従動して回転する。搬送駆動ローラ53の表面には、高摩擦抵抗を有する皮膜が施されている。搬送従動ローラ54によって、搬送駆動ローラ53の表面に押しつけられた記録紙Pは、その表面の摩擦抵抗によって搬送駆動ローラ53の表面に密着し、搬送駆動ローラ53の回転によって副走査方向に搬送される。キャリッジ61とプラテン52の間に記録紙Pを副走査方向Yに所定の搬送量で搬送する動作と、記録ヘッド62を主走査方向Xに一往復させる間に記録ヘッド62から記録紙Pにインクを噴射する動作とを交互に繰り返すことによって記録紙Pに記録が行われる。
FIG. 1 is a schematic plan view of an ink jet recording apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a side view thereof.
In the ink
搬送駆動ローラ53の副走査方向Yの上流側には、給紙トレイ57が配設されている。給紙トレイ57は、例えば普通紙やフォト紙等の記録紙Pを給紙可能な構成となっており、記録紙Pを自動給紙する給紙手段としてのASF(オート・シート・フィーダー)が設けられている。ASFは、給紙トレイ57に設けられた2つの給紙ローラ57b及び図示してない分離パッドを有する自動給紙機構である。この2つの給紙ローラ57bの1つは、給紙トレイ57の一方側に配置され、もう1つの給紙ローラ57bは、記録紙ガイド57aに取り付けられており、記録紙ガイド57aは、記録紙Pの幅に合わせて幅方向に摺動可能に給紙トレイ57に設けられている。そして、給紙ローラ57bの回転駆動力と、分離パッドの摩擦抵抗により、給紙トレイ57に置かれた複数の記録紙Pを給紙する際に、複数の記録紙Pが一度に給紙されることなく1枚ずつ正確に自動給紙される。また、給紙ローラ57bと搬送駆動ローラ53との間には、公知の技術による紙検出器63が配設されている。紙検出器63は、立位姿勢への自己復帰習性が付与され、かつ記録紙搬送方向にのみ回動し得るよう記録紙Pの搬送経路内に突出する状態で枢支されたレバーを有し、このレバーの先端が記録紙Pに押されることでレバーが回動し、それによって記録紙Pが検出される構成を成す検出器である。紙検出器63は、給紙ローラ57bより給紙された記録紙Pの始端位置、及び終端位置を検出し、その検出位置に合わせて記録領域が決定され、記録が実行される。
A
一方、記録実行後の記録紙Pを排紙する手段として、排紙駆動ローラ55と排紙従動ローラ56とが設けられている。排紙駆動ローラ55は、ステッピング・モータ等の回転駆動力により回転制御され、排紙駆動ローラ55の回転により、記録実行後の記録紙Pは副走査方向Yに排紙される。排紙従動ローラ56は、周囲に複数の歯を有し、各歯の先端が記録紙Pの記録面に点接触するように鋭角的に尖っている歯付きローラになっている。複数の排紙従動ローラ56は、それぞれ個々に排紙駆動ローラ55に付勢され、記録紙Pが排紙駆動ローラ55の回転により排紙される際に記録紙Pに接して記録紙Pの排紙に従動して回転する。そして、給紙ローラ57bや搬送駆動ローラ53、及び排紙駆動ローラ55を回転駆動する図示していない搬送駆動用モータ、並びにキャリッジ61を主走査方向に駆動する図示していないキャリッジ駆動用モータは、「記録制御装置」としての記録制御部100により駆動制御される。また、記録ヘッド62も同様に、記録制御部100により駆動制御されて記録紙Pの表面にインクを噴射する。
記録ヘッド62には、インクジェット式記録装置50に着脱可能に配設されたインクカートリッジ70からインクが供給される。また、インクジェット式記録装置50は、燃料電池80を電源装置として備えており、燃料電池80の燃料は、インクカートリッジ70から供給される。
On the other hand, a
Ink is supplied to the
図3は、本発明に係るインクジェット記録装置50の概略のブロック図である。
記録制御部100は、システムバスSBを備えており、システムバスSBには、ROM21、RAM22、「ホスト装置」としての情報処理装置200との「接続インタフェース」としてのUSBコントローラ23、メモリカードインタフェース24、MPU(マイクロプロセッサ)26、I/O27、及びヘッドドライバ28がデータ転送可能に接続されている。MPU26では各種処理の演算処理が行われる。ROM21には、MPU26の演算処理に必要なソフトウェア・プログラム及びデータがあらかじめ記憶されている。RAM22は、ソフトウェア・プログラムの一時的な記憶領域、MPU26の作業領域等として使用される。各種モータ制御部31は、インクジェット式記録装置50の各種モータを駆動制御する駆動制御回路である。
FIG. 3 is a schematic block diagram of the ink
The
各種センサー32は、インクジェット記録装置50の各種状態情報を検出してI/O27に出力する。I/O27は、MPU26における演算処理結果に基づいて、各種モータ制御部31に対して出力制御を行い、かつ各種センサー32からの入力情報等を入力する。USBコントローラ23は、USBホストコントローラを搭載した「ホスト装置」としての情報処理装置200として、パーソナルコンピュータ等のUSBホスト装置が接続されると、インクジェット式記録装置50をUSBデバイスとして機能させる。記録実行時に画像データは、情報処理装置200においてRGBデータからYMCデータに色変換された後、2値化処理が行われて2値化されたYMCデータに変換されて記録データが生成される。
生成された記録データは、インクジェット式記録装置50を制御するための制御データとともに記録制御データとして情報処理装置200からインクジェット式記録装置50へ送信される。情報処理装置200から送信された記録制御データは、USBコントローラ23が受信した後、RAM22へ格納される。RAM22へ格納された記録制御データは、MPU26にて実行されるプログラム処理によって、コマンド解析、及びデータ圧縮された記録データを展開する処理等が実行されて、制御データと記録データとに分離される。制御データは、MPU26へ転送され、展開された記録データは、「ヘッド駆動手段」としてのヘッドドライバ28へ転送される。
The generated recording data is transmitted from the
図4は、インクジェット式記録装置50における記録ヘッド62へのインク供給経路、及び燃料電池80への燃料供給経路の第1実施例を示した模式図である。
インクカートリッジ70は、「インク収容部」としてのイエローインク収容部7Y、マゼンダインク収容部7M、シアンインク収容部7C、及びブラックインク収容部7Kを有している。イエローインク収容部7Yに充填されているイエローインクはインクチューブYCを経由して、マゼンダインク収容部7Mに充填されているマゼンダインクはインクチューブMCを経由して、シアンインク収容部7Cに充填されているシアンインクはインクチューブCCを経由して、ブラックインク収容部7Kに充填されているブラックインクはインクチューブKCを経由して、それぞれ記録ヘッド62へ供給される。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a first embodiment of an ink supply path to the
The
また、インクカートリッジ70は、燃料電池80の燃料となるメタノール水溶液が充填された燃料収容部71と、燃料電池80へ供給されたメタノール水溶液を「廃燃料」として回収する廃燃料回収部72とを有している。燃料電池80は、高分子膜の電解質を用いたダイレクトメタノール燃料電池(DMFC)であり、メタノールを水素に改質せずに直接セルCLに供給して反応させる燃料電池である。セルCLは、高分子膜の電解質8E、及び燃料極(アノード8A)と空気極(カソード8K)との2枚の電極から構成される燃料電池80の最小単位のユニットである。燃料極(アノード8A)では、メタノールが水と反応して酸化され、CO2、H+、電子が生成される。H+は、電解質8Eを通って空気極(カソード8K)に到達する。空気極(カソード8K)では、空気中のO2(酸素)がH+、電子と結合して還元されて水が生成される。その過程でアノード8A及びアノード8Kに接続された回路に電子が流れて電流が取り出される。
The
燃料収容部71のメタノール水溶液は、「燃料供給路」としての燃料供給チューブ81を介して、「燃料給送手段」としての燃料給送ポンプPU1によって燃料電池80へ給送される。燃料電池80へ給送されて燃料極(アノード8A)で化学反応した後の廃燃料は、廃燃料を回収する「燃料回収路」としての燃料回収チューブ82を介して廃燃料回収部72へ回収される。廃燃料は、発電による化学反応によってメタノール濃度が低下したメタノール水溶液である。一方、燃料電池80の空気極(カソード8K)では、空気供給路84から供給される空気の酸素がH+、電子と結合して還元されて水が生成され、生成された水(以下、生成水という)は、生成水を廃燃料回収部72へ回収する「生成水回収路」としての生成水回収チューブ83を介して燃料回収チューブ82へ送出されて廃燃料回収部72へ回収される。このように、空気極(カソード8K)側で生成された水をインクカートリッジ70の廃燃料回収部72へ回収することによって、空気極(カソード8K)で生成される水を処理する手段を省略することが可能になり、それによって、インクジェット式記録装置50のコストを低減させることができる。
The aqueous methanol solution in the
このように、インクジェット記録装置50に着脱可能に配設されるインクカートリッジ70は、記録ヘッド62から噴射するインクが充填されたイエローインク収容部7Y、マゼンダインク収容部7M、シアンインク収容部7C、及びブラックインク収容部7Kと、燃料電池80の燃料(メタノール水溶液)が充填された燃料収容部71及び廃燃料が回収される廃燃料回収部72とが一体に形成されている。それによって、インクカートリッジ70とは別体の燃料タンク等を装着する構成とすることによって生じる無駄なスペースや機構を省略することができるので、インクジェット式記録装置50を大型化することなくインクジェット式記録装置50に搭載可能な燃料(メタノール水溶液)の量を多くすることが可能になる。したがって、インクジェット式記録装置50を大型化することなく燃料電池80による動作時間をより長くすることができる。
As described above, the
また、インクカートリッジ70をインクジェット式記録装置50に装着すると、イエローインク収容部7Y、マゼンダインク収容部7M、シアンインク収容部7C、及びブラックインク収容部7Kから記録ヘッド62へ各インクが供給されるとともに、燃料収容部71から燃料電池80へメタノール水溶液が供給される。つまり、商用コンセントから交流電力を受電することができない屋外等の環境において、インクジェット式記録装置50にインクカートリッジ70を装着するだけで動作させることが可能になる。したがって、電池交換や充電といったメンテナンスが不要になり、予備のインクカートリッジ70以外に予備の電池や充電器等を持ち歩く必要もなくなるとともに、バッテリ切れの心配もなくなる。
When the
さらに、従来のリチウムイオンバッテリ等の重量のある外付け電池をインクジェット式記録装置50に装着する必要がなくなるので、従来よりもインクジェット式記録装置50を軽量化することができる。さらに、近年は、使用済みのインクカートリッジ70を環境への配慮からメーカ等が回収して再利用可能なシステムが整備されており、このように、燃料電池80の廃燃料が回収される廃燃料収容部72をインクカートリッジ70に設けることによって、廃燃料を使用済みのインクカートリッジ70とともに回収することが可能になり、廃燃料の回収及び再利用が促進される。
Furthermore, since there is no need to attach a heavy external battery such as a conventional lithium ion battery to the ink
さらに、燃料給送ポンプPU1は、「駆動力源」としてのモータM1を駆動力源として動作する。当該実施例においては、モータM1は、前述したキャリッジ62を駆動するキャリッジ駆動用モータ(図示せず)であり、キャリッジ62の駆動力源と燃料給送ポンプPU1の駆動力源とを兼ねているが、前述した搬送駆動用モータ(図示せず)と兼用とする構成であっても良い。このように、燃料給送ポンプPU1の駆動力源をキャリッジ駆動用モータ又は搬送駆動用モータ等の駆動力源と兼用にすることによって、インクジェット式記録装置50のコストを低減させることができる。尚、当該実施例においては、燃料給送ポンプPU1は、燃料回収チューブ82に配設されているが、燃料供給チューブ81に配設しても良く、上述した燃料流路を構成できればどこに配設しても構わない。
Furthermore, the fuel feed pump PU1 operates using the motor M1 as a “driving force source” as a driving force source. In this embodiment, the motor M1 is a carriage drive motor (not shown) that drives the
このようにして、燃料電池80を電源としたインクジェット式記録装置50において、インクジェット式記録装置50を大型化することなく燃料電池80による動作可能時間をより長くすることができる。
In this manner, in the ink
図5は、インクジェット式記録装置50における記録ヘッド62へのインク供給経路、及び燃料電池80への燃料供給経路の第2実施例を示した模式図である。
インクカートリッジ70から記録ヘッド62へのインク供給経路、燃料電池80の構成、モータM1、及び燃料給送ポンプPU1は、前述した第1実施例と同様なので説明は省略する。当該実施例においてインクカートリッジ70は、廃燃料回収部72を有しておらず、燃料収容部71のメタノール水溶液は、燃料を供給する「燃料供給路」としての燃料給送チューブ81を介して燃料電池80へ給送され、燃料電池80の燃料極(アノード8A)における化学反応によって廃燃料となった後は、廃燃料を回収する「燃料回収路」としての燃料回収チューブ82を介して燃料収容部71へ回収される。つまり、燃料収容部71から燃料給送チューブ81を介して燃料電池80へ給送され、燃料回収チューブ82を介して再び燃料収容部71へ戻る燃料環流路が構成されている。そして、「燃料循環手段」としての燃料給送ポンプPU1によって、この燃料環流路をメタノール水溶液が循環するようになっている。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a second embodiment of the ink supply path to the
The ink supply path from the
前述したように、廃燃料は、発電による化学反応によってメタノール濃度が低下したメタノール水溶液であり、燃料濃度が低下して発電効率は低下しているもののまだ燃料として再利用が可能である。それによって、燃料電池80における発電に利用された廃燃料をそのまま廃棄せずに再び燃料収容部71へ戻して燃料として再利用することによって、燃料収容部71のメタノール水溶液のメタノール濃度は徐々に低下していくことになるものの、燃料としてまだ利用可能な廃燃料を燃料の濃度が一定の濃度以下に低下して所定の発電能力が得られなくなるまで繰り返し有効に再利用することが可能になる。したがって、同じ燃料の量で燃料電池80による動作時間をより長くすることができる。また、廃燃料を回収するための廃燃料回収部72(図4を参照)が不要になるので、その分インクジェット式記録装置50を小型化することができる。或いは、インクカートリッジ70の燃料収容部71の容量を拡大して、同じ大きさのインクカートリッジ70により多くの燃料を収容することが可能になり、それによって、燃料電池80による動作時間をさらに長くすることができる。
また、燃料電池80の空気極(カソード8K)で生成される生成水は、「生成水回収路」としての生成水回収チューブ83を介して燃料回収チューブ82へ送出されて燃料収容部71へ回収される。このように、空気極(カソード8K)側で生成された水をインクカートリッジ70の燃料収容部71へ回収することによって、空気極(カソード8K)で生成される水を処理する手段を省略することが可能になり、それによって、インクジェット式記録装置50のコストを低減させることができる。
As described above, the waste fuel is an aqueous methanol solution in which the methanol concentration is reduced by a chemical reaction by power generation. Although the fuel concentration is reduced and the power generation efficiency is reduced, the waste fuel can still be reused as fuel. Accordingly, the waste fuel used for power generation in the
Further, the generated water generated at the air electrode (
図6は、インクジェット式記録装置50における記録ヘッド62へのインク供給経路、及び燃料電池80への燃料供給経路の第3実施例を示した模式図である。
インクカートリッジ70の構成、インクカートリッジ70から記録ヘッド62へのインク供給経路、燃料電池80の構成、モータM1、及び燃料給送ポンプPU1は、前述した第2実施例と同様なので説明は省略する。当該実施例において、インクジェット式記録装置50は、記録ヘッド62のヘッド面に多数配設されているノズル(図示せず)の詰まりを防止するために定期的に記録ヘッド62のヘッド面を吸引する手段として、記録ヘッド62からインクを噴射しないときに記録ヘッド62のヘッド面のインクが乾燥してしまうのを防止するために記録ヘッド62のヘッド面を封止する封止部材CAPと、封止部材CAPで封止した状態の記録ヘッド62のヘッド面を吸引するヘッド吸引ポンプPU2とを備えている。ヘッド吸引ポンプPU2は、モータM2を駆動力源として動作し、ヘッド吸引ポンプPU2が動作することによって、ヘッド面吸引路85に吸引力が発生し、封止部材CAPで封止されている状態の記録ヘッド62のヘッド面が吸引される。記録ヘッド62のヘッド面から吸引された廃インクは、ヘッド面吸引路85からヘッド吸引ポンプPU2を介して廃インク吸収材86へ送出され、廃インク吸収材86に吸収させた状態でインクジェット式記録装置50内に貯留されるようになっている。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a third embodiment of the ink supply path to the
Since the configuration of the
そして、当該実施例において燃料電池80の空気極(カソード8K)で生成される生成水は、「生成水送出路」としての生成水回収チューブ83を介して廃インク吸収材86へ送出されて廃インク吸収材86に吸収されて回収されるようになっている。廃インク吸収材86に吸収された水は、廃インクとともに廃インク吸収材86の中に貯留された状態で、やがて気化して大気中に放出されることになるので、燃料電池80の空気極(カソード8K)で生成される生成水を外部に漏らさずに処理することができる。このように、燃料電池80の空気極(カソード8K)で生成される生成水を廃インク吸収材86へ送出することによって、生成水を外部に漏らさずインクジェット式記録装置50内部で処理する手段を低コストで実現することができる。
In the present embodiment, the generated water generated at the air electrode (
尚、本発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention. Needless to say.
21 ROM、22 RAM、23 USBコントローラ、24 メモリカードインタフェース、25 メモリカードスロット、26 MPU、27 I/O、28 ヘッドドライバ、50 インクジェット式記録装置、51 キャリッジガイド軸、52 プラテン、53 搬送駆動ローラ、54 搬送従動ローラ、55 排紙駆動ローラ、56 排紙従動ローラ、57 給紙トレイ、57b 給紙ローラ、61 キャリッジ、62 記録ヘッド、63 紙検出器、70 インクカートリッジ、71 燃料収容部、72 廃燃料回収部、80 燃料電池、81 燃料供給チューブ、82 燃料回収チューブ、83 生成水回収チューブ、84 空気供給路、85 ヘッド面吸引路、86 廃インク吸収材、8A アノード(燃料極)、8E 電解質、8K カソード(空気極)、100 記録制御部、200 情報処理装置、M1、M2 モータ、P 記録紙、PU1 燃料給送ポンプ、PU2 ヘッド吸引ポンプ、SB システムバス、X 主走査方向、Y 副走査方向 21 ROM, 22 RAM, 23 USB controller, 24 memory card interface, 25 memory card slot, 26 MPU, 27 I / O, 28 head driver, 50 ink jet recording apparatus, 51 carriage guide shaft, 52 platen, 53 transport drive roller , 54 Carriage driven roller, 55 Paper discharge driving roller, 56 Paper discharge driven roller, 57 Paper feed tray, 57b Paper feed roller, 61 Carriage, 62 Recording head, 63 Paper detector, 70 Ink cartridge, 71 Fuel container, 72 Waste fuel recovery unit, 80 fuel cell, 81 fuel supply tube, 82 fuel recovery tube, 83 generated water recovery tube, 84 air supply path, 85 head surface suction path, 86 waste ink absorber, 8A anode (fuel electrode), 8E Electrolyte, 8K cathode Air electrode), 100 recording controller, 200 an information processing apparatus, M1, M2 motor, P recording paper, PU1 fuel feed pump, PU2 head suction pump, SB a system bus, X main scanning direction, Y subscanning direction
Claims (6)
前記記録ヘッドから噴射するインクが充填されたインク収容部と、前記燃料電池に供給される燃料が充填された燃料収容部とが一体に形成されたインクカートリッジが着脱可能に配設されている、ことを特徴とした記録装置。 A recording apparatus comprising a recording head for ejecting ink onto a recording material and a fuel cell,
An ink cartridge in which an ink containing portion filled with ink ejected from the recording head and a fuel containing portion filled with fuel supplied to the fuel cell are integrally formed is detachably disposed. A recording apparatus characterized by that.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007261130A (en) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Seiko Epson Corp | Dot forming raw material container, ink cartridge, and recorder |
US7717528B2 (en) | 2007-01-24 | 2010-05-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Recording apparatus |
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2004
- 2004-03-18 JP JP2004077402A patent/JP2005262592A/en active Pending
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