JP2005262593A

JP2005262593A - 記録装置

Info

Publication number: JP2005262593A
Application number: JP2004077418A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shirotori; 洋城取; Takahiro Otani; 隆宏大谷
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-03-18
Filing date: 2004-03-18
Publication date: 2005-09-29

Abstract

【課題】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。
【解決手段】燃料収容部７１のメタノール水溶液は、燃料供給チューブ８１を介して、ポンプＰＵによって燃料電池８０へ給送される。また、ポンプＰＵ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。ポンプＰＵの上流側には、ポンプＰＵの動作で燃料回収チューブ８２を吸引して燃料供給チューブ８１に給送力を発生させるか、ヘッド面吸引路８５に吸引力を発生させるかを選択制御可能な手段として吸引経路切換手段８８が配設されている。
【選択図】図４

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。

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。

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）。

特開２００３−３４１１４６号公報

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。

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。

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、該燃料電池に供給される燃料が充填された燃料収容部と、該燃料収容部から前記燃料電池へ燃料を供給するための燃料供給路と、該燃料供給路を介して前記燃料収容部の燃料を前記燃料電池へ給送する燃料給送手段と、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、前記燃料給送手段及び前記ヘッド面吸引手段が共有するポンプと、前記ポンプの動作で前記燃料給送手段の給送力を発生させるか、前記ヘッド面吸引手段の吸引力を発生させるかを選択制御可能な手段とを備えた記録装置である。

一般的にインクジェット式記録装置等の被記録材へインクを噴射する記録ヘッドを備えた記録装置には、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ヘッド面吸引手段が設けられている。そこで、燃料供給路を介して燃料収容部の燃料を燃料電池へ給送する燃料給送手段と、このヘッド面吸引手段とで１つのポンプを共有する構成とし、ポンプの動作で燃料給送手段の給送力を発生させるか、ヘッド面吸引手段の吸引力を発生させるかを選択制御可能な手段を設ける。それによって、１つのポンプで燃料給送手段とヘッド面吸引手段とを選択的に動作させることができる。したがって、燃料給送手段とヘッド面吸引手段とにそれぞれ専用のポンプを設けた構成と比較して、１つのポンプを共有した構成とすることにより空いたスペースを利用して、記録装置を大型化することなく燃料収容部をより大きくすることができるので、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ができるという作用効果が得られる。

また、燃料給送手段とヘッド面吸引手段とにそれぞれ専用のポンプを設けた構成と比較して、１つのポンプを共有した構成とすることにより記録装置のコストを低減させることができるとともに、ポンプを駆動するための駆動力源の負荷が軽減されて記録装置の消費電力を低減させることができるので、それによって、燃料電池による動作可能時間をさらに長くすることができるという作用効果が得られる。
さらに、燃料給送手段とヘッド面吸引手段とにそれぞれ専用のポンプを設けた構成と比較して、１つのポンプを共有した構成とすることにより空いたスペースを利用して、記録装置を軽量小型化することも可能である。
さらに、１つのポンプで燃料給送手段とヘッド面吸引手段とを選択的に動作させることができるので、燃料給送手段によって燃料収容部から燃料電池へ燃料を給送している間、同時に記録ヘッドのヘッド面が吸引されないようにすることができる。つまり、記録ヘッドのヘッド面を吸引する必要のない状態であるにも関わらず、燃料給送手段によって燃料収容部から燃料電池へ燃料を給送する際に記録ヘッドのヘッド面の吸引も同時に行われてしまうことを防止できる。したがって、記録ヘッドのヘッド面を吸引する必要のない状態でヘッド面の吸引が行われることによるインクの無駄な消費を防止することができるという作用効果も得られる。

本発明の第２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、該燃料電池に供給される燃料が充填された燃料収容部と、該燃料収容部から前記燃料電池へ燃料を供給するための燃料供給路と、該燃料供給路を介して前記燃料収容部の燃料を前記燃料電池へ給送する燃料給送手段と、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、前記燃料給送手段及び前記ヘッド面吸引手段が共有するポンプと備え、前記ポンプが動作することによって前記燃料給送手段の給送力、及び前記ヘッド面吸引手段の吸引力が発生する構成を有する記録装置であって、前記ポンプが動作している状態で前記ヘッド面吸引手段により前記記録ヘッドのヘッド面に発生する吸引力をＯＮ／ＯＦＦ可能な構成を有している、ことを特徴とした記録装置である。

前述したように、一般的にインクジェット式記録装置等の被記録材へインクを噴射する記録ヘッドを備えた記録装置には、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ヘッド面吸引手段が設けられている。そこで、燃料供給路を介して燃料収容部の燃料を燃料電池へ給送する燃料給送手段と、このヘッド面吸引手段とで１つのポンプを共有する構成とし、そのポンプを動作させることによって燃料給送手段の給送力、及びヘッド面吸引手段の吸引力が発生するようにするとともに、ポンプが動作している状態でヘッド面吸引手段により記録ヘッドのヘッド面に発生する吸引力をＯＮ／ＯＦＦ可能な構成とする。それによって、１つのポンプで燃料給送手段とヘッド面吸引手段とを動作させつつ、ヘッド面吸引手段により記録ヘッドのヘッド面に発生する吸引力をＯＮ／ＯＦＦさせることができ、それによって、１つのポンプで燃料給送手段とヘッド面吸引手段とを選択的に動作させることができる。したがって、燃料給送手段とヘッド面吸引手段とにそれぞれ専用のポンプを設けた構成と比較して、１つのポンプを共有した構成とすることにより空いたスペースを利用して、記録装置を大型化することなく燃料収容部をより大きくすることができるので、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ができるという作用効果が得られる。

本発明の第３の態様は、前述した第２の態様において、前記ヘッド面吸引手段は、前記記録ヘッドのヘッド面を封止する封止部材と、前記封止部材によって封止されているヘッド面を前記ポンプで吸引するヘッド面吸引路と、前記ヘッド面吸引路を開閉するヘッド面吸引路開閉弁とを有している、ことを特徴とした記録装置である。
一般的にインクジェット式記録装置等の被記録材へインクを噴射する記録ヘッドを備えた記録装置には、記録ヘッドからインクを噴射しないときは、記録ヘッド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のヘッド面を封止する封止部材が設けられている。そして、ヘッド面吸引手段は、ポンプを動作させると封止部材で封止されている状態の記録ヘッドのヘッド面を吸引するヘッド面吸引路に吸引力が発生するようになっている。そこで、そのヘッド面吸引路を開閉するヘッド面吸引路開閉弁を設けることによって、燃料給送手段とヘッド面吸引手段との共有ポンプが動作している状態で記録ヘッドのヘッド面を封止しつつ、ヘッド面吸引手段により記録ヘッドのヘッド面に発生する吸引力をＯＮ／ＯＦＦすることができる。

本発明の第４の態様は、前述した第３の態様において、前記燃料電池の廃燃料が回収される廃燃料収容部と、前記廃燃料を前記廃燃料収容部へ回収するための廃燃料回収路とを有し、前記燃料供給路から前記燃料電池を経由して前記廃燃料回収路へ流れる燃料流路を開閉する燃料流路開閉弁を有している、ことを特徴とした記録装置である。
このように、燃料給送手段とヘッド面吸引手段との共有ポンプで動作する燃料給送手段の燃料給送力により燃料が流れる燃料流路を開閉する燃料流路開閉弁を設けることによって、燃料給送手段とヘッド面吸引手段との共有ポンプが動作している状態で燃料電池への燃料供給をＯＮ／ＯＦＦすることができる。それによって、ヘッド面吸引手段によって記録ヘッドのヘッド面を吸引している間に燃料電池への燃料供給をＯＮ／ＯＦＦすることも可能になり、燃料給送手段及びヘッド面吸引手段の動作制御をより効率的に行うことができる。

本発明の第５の態様は、前述した第２の態様において、前記ヘッド面吸引手段は、前記記録ヘッドのヘッド面を封止した状態で吸引する第１のヘッド封止手段と、前記記録ヘッドのヘッド面を封止するのみの第２のヘッド封止手段とを有している、ことを特徴とした記録装置である。
このように、記録ヘッドのヘッド面を封止した状態で吸引する第１のヘッド封止手段と、記録ヘッドのヘッド面を封止するのみの第２のヘッド封止手段とを設け、第１のヘッド封止手段又は第２のヘッド封止手段のいずれかを選択して記録ヘッドのヘッド面を封止することによって、燃料給送手段とヘッド面吸引手段との共有ポンプが動作している状態で記録ヘッドのヘッド面を封止しつつ、ヘッド面吸引手段により記録ヘッドのヘッド面に発生する吸引力をＯＮ／ＯＦＦすることができる。

本発明の第６の態様は、前述した第５の態様において、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、前記記録ヘッド、前記主走査駆動手段、及び前記副走査駆動手段を制御して被記録材への記録を実行する記録制御装置とを備え、前記主走査駆動手段による記録ヘッドの往復動範囲において所定の位置に設定され、前記第１のヘッド封止手段が配設された第１の待機ポジションと、該第１の待機ポジションと異なる位置に設定され、前記第２のヘッド封止手段が配設された第２の待機ポジションとを有し、前記記録制御装置は、被記録材への記録を実行していない間、前記第１の待機ポジション又は前記第２の待機ポジションのいずれかに前記記録ヘッドを移動させて前記記録ヘッドのヘッド面を封止する、ことを特徴とした記録装置である。

記録ヘッド、主走査駆動手段、及び副走査駆動手段を制御して被記録材への記録を実行する記録制御装置は、被記録材への記録を実行しないときは、記録ヘッドを待機ポジションへ移動させて待機ポジションに配設されているヘッド封止手段で記録ヘッドのヘッド面を封止する。その際、記録制御装置は、第１のヘッド封止手段が配設された第１の待機ポジション、又は第２のヘッド封止手段が配設された第２の待機ポジションのいずれかを選択して記録ヘッドのヘッド面を封止することによって、燃料給送手段とヘッド面吸引手段との共有ポンプが動作している状態で記録ヘッドのヘッド面を封止しつつ、ヘッド面吸引手段により記録ヘッドのヘッド面に発生する吸引力をＯＮ／ＯＦＦすることができる。

本発明の第７の態様は、前述した第１の態様〜第６の態様のいずれかにおいて、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。

このように、記録装置に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、記録装置に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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、ＣＯ_２、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Ｏ_２（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。

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。

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。

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。

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」としてのポンプＰＵによって燃料電池８０へ給送される。ポンプＰＵは、後述する「ヘッド面吸引手段」としても利用される。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。

また、ポンプＰＵは、「駆動力源」としてのモータＭ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Ｍ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の駆動力源とポンプＰＵ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、ポンプＰＵ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、ポンプＰＵ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。

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「ヘッド面吸引手段」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ポンプＰＵとを備えている。ポンプＰＵ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からポンプＰＵ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。

そして、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、やがて気化していくことになるので、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。

そして、ポンプＰＵの上流側には、ポンプＰＵの動作で燃料回収チューブ８２を吸引して燃料供給チューブ８１に給送力を発生させるか、ヘッド面吸引路８５に吸引力を発生させるかを選択制御可能な手段として吸引経路切換手段８８が配設されている。このように、「燃料給送手段」と「ヘッド面吸引手段」とでポンプＰＵを共有した構成とし、吸引経路切換手段８８でポンプＰＵの吸引経路を切り換えることによって、「燃料給送手段」と「ヘッド面吸引手段」とを選択的に動作させることができるようにする。それによって、「燃料給送手段」と「ヘッド面吸引手段」とにそれぞれ専用のポンプを設けた構成と比較して、１つのポンプ（ポンプＰＵ）を共有した構成とすることにより空いたスペースを利用することができ、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カートリッジ７０の燃料収容部７１をより大きくすることができる。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による動作可能時間をより長くすることができる。或いは、その空いたスペースを利用してインクジェット式記録装置５０を軽量小型化することも可能である。
また、「燃料給送手段」と「ヘッド面吸引手段」とで１つのポンプを共有した構成とすることにより、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とともに、ポンプＰＵを駆動するためのモータＭの負荷が軽減されてインクジェット式記録装置５０の消費電力を低減させることができ、それによって、燃料電池８０による動作可能時間をさらに長くすることができる。
さらに、ポンプＰＵで「燃料給送手段」と「ヘッド面吸引手段」とを選択的に動作させることができるので、「燃料給送手段」によって燃料収容部７１から燃料電池８０へメタノール水溶液を給送している間、同時に記録ヘッド６２のヘッド面が吸引されないようにすることができる。つまり、記録ヘッド６２のヘッド面を吸引する必要のない状態であるにも関わらず、「燃料給送手段」によって燃料収容部７１から燃料電池８０へ燃料を給送する際に記録ヘッド６２のヘッド面の吸引も同時に行われてしまうことを防止できる。したがって、記録ヘッド６２のヘッド面を吸引する必要のない状態でヘッド面の吸引が行われることによるインクの無駄な消費を防止することができる。

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。

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、インクカートリッジ７０から燃料電池８０への燃料経路、「燃料給送手段」、「ヘッド面吸引手段」、モータＭ、及び燃料給送ポンプＰＵ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は、ポンプＰＵが動作している状態で「ヘッド面吸引手段」により記録ヘッド６２のヘッド面に発生する吸引力をＯＮ／ＯＦＦするための手段として、ヘッド面吸引路８５を開閉するヘッド面吸引路開閉弁８８１がヘッド面吸引路８５に配設されている。このように、ヘッド面吸引路８５を開閉するヘッド面吸引路開閉弁８８１を設けることによって、ポンプＰＵが動作している状態で記録ヘッド６２のヘッド面を封止しつつ、「ヘッド面吸引手段」により記録ヘッド６２のヘッド面に発生する吸引力をＯＮ／ＯＦＦすることができる。
尚、当該実施例に加えて、メタノール水溶液が流れる燃料供給チューブ８１又は燃料回収チューブ８２の燃料流路を開閉する燃料流路開閉弁（図示せず）をさらに設けても良く、ポンプＰＵが動作している状態で燃料電池８０への燃料供給をＯＮ／ＯＦＦすることが可能になる。それによって、「ヘッド面吸引手段」によって記録ヘッド６２のヘッド面を吸引している間に燃料電池８０への燃料供給をＯＮ／ＯＦＦすることも可能になり、「燃料給送手段」及び「ヘッド面吸引手段」の動作制御をより効率的に行うことができる。

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、インクカートリッジ７０から燃料電池８０への燃料経路、「燃料給送手段」、モータＭ、及び燃料給送ポンプＰＵ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「ヘッド面吸引手段」は、「第１のヘッド封止手段」としての第１封止部材ＣＡＰ１と「第２のヘッド封止手段」としての第２封止部材ＣＡＰ２とを有している。第１封止部材ＣＡＰ１は、ヘッド面吸引路８５が接続されており、記録ヘッド６２のヘッド面を封止した状態で、ポンプＰＵの吸引力によってヘッド面を吸引可能な構成を有している。

一方、第２封止部材ＣＡＰ２は、記録ヘッド６２のヘッド面を封止するのみの封止部材である。第１封止部材ＣＡＰ１は、「主走査駆動手段」による記録ヘッド６２の往復動範囲において所定の位置に設定された第１の待機ポジションに配設され、第２封止部材ＣＡＰ２は、「主走査駆動手段」による記録ヘッド６２の往復動範囲において第１の待機ポジションと異なる位置に設定された第２の待機ポジションに配設されている。記録制御部１００は、記録紙Ｐへの記録を実行していない間、第１の待機ポジション又は第２の待機ポジションのいずれかに記録ヘッド６２を移動させて記録ヘッド６２のヘッド面を封止する。その際、第１の待機ポジション又は第２の待機ポジションのどちらを選択するかによって、ポンプＰＵの吸引力による記録ヘッド６２のヘッド面の吸引をＯＮ／ＯＦＦ制御する。その記録制御部１００における制御手順について、以下図７に示したフローチャートを参照しながら説明する。

図７は、ポンプＰＵの吸引力による記録ヘッド６２のヘッド面の吸引をＯＮ／ＯＦＦする制御手順を示したフローチャートである。
記録ヘッド６２を搭載したキャリッジ６１は、基準となる第１の待機ポジションに停止しており、記録ヘッド６２は第１封止部材ＣＡＰ１に封止されている。この状態でモータＭを駆動してポンプＰＵを動作させた場合には、「燃料給送手段」が動作してインクカートリッジ７０の燃料収容部７１から燃料電池８０へメタノール水溶液が給送されるとともに、「ヘッド面吸引手段」も動作して記録ヘッド６２のヘッド面がヘッド面吸引路８５を介してポンプＰＵに吸引され、吸引された廃インクが廃インク吸収材８６へ送出されることになる。

記録を実行していない待機状態においては、燃料電池８０の電圧が一定の電圧以上か否かを定周期で判定する（ステップＳ１）。燃料電池８０の電圧が一定の電圧未満に低下した場合には（ステップＳ１でＮｏ）、キャリッジ６１を第２の待機ポジションへ移動させて記録ヘッド６２を第２封止部材ＣＡＰ２で封止する（ステップＳ２）。その状態でモータＭを駆動してポンプＰＵを動作させて「燃料給送手段」のみを動作させ、燃料電池８０へ一定量のメタノール水溶液を給送した後、モータＭを停止させる（ステップＳ３）。記録ヘッド６２が第２封止部材ＣＡＰ２に封止されている状態でモータＭを駆動してポンプＰＵを動作させた場合には、「燃料給送手段」が動作してインクカートリッジ７０の燃料収容部７１から燃料電池８０へメタノール水溶液が給送される間、記録ヘッド６２のヘッド面は吸引されない。そして、キャリッジ６１を再び第１の待機ポジションへ移動させて第１封止部材ＣＡＰ１で記録ヘッ６２を封止する（ステップＳ４）。

一方、燃料電池８０の電圧が一定の電圧以上である場合には（ステップＳ１でＹｅｓ）、情報処理装置２００から記録データを受信しているか否かを判定する（ステップＳ５）。記録データを受信していない場合には（ステップＳ５でＮｏ）、ステップＳ１へ戻り、燃料電池８０の電圧を監視する。記録データを受信した場合には（ステップＳ５でＹｅｓ）、給紙トレイ５７から記録紙Ｐを給紙し（ステップＳ６）、記録紙Ｐへの記録を実行する（ステップＳ７）。記録紙Ｐへの記録が終了したか否かを判定し（ステップＳ８）、記録が終了していない場合には（ステップＳ８でＮｏ）、ステップＳ８を繰り返し実行して記録が終了したか否かを監視し、記録が終了した時点で（ステップＳ８でＹｅｓ）、キャリッジ６１を第２の待機ポジションへ移動させて記録ヘッド６２を第２封止部材ＣＡＰ２で封止する（ステップＳ９）。記録実行済みの記録紙Ｐを排紙するとともに（ステップＳ１０）、モータＭを駆動してポンプＰＵを動作させて「燃料給送手段」のみを動作させ、燃料電池８０へ一定量のメタノール水溶液を給送して燃料を補充した後、モータＭを停止させる（ステップＳ１１）。記録実行済みの記録紙Ｐの排紙が終了したか否かを判定し（ステップＳ１２）、排紙が終了していない場合には（ステップＳ１２でＮｏ）、ステップＳ１２を繰り返し実行して排紙が終了したか否かを監視し、排紙が終了した時点で（ステップＳ１２でＹｅｓ）、キャリッジ６１を再び第１の待機ポジションへ移動させて第１封止部材ＣＡＰ１で記録ヘッ６２を封止する（ステップＳ１３）。

このように、記録紙Ｐへの記録を実行していない待機状態においては、ポンプＰＵを動作させることによって記録ヘッド６２のヘッド面が吸引される第１封止部材ＣＡＰ１が配設されている第１の待機ポジションでキャリッジ６１を待機させて記録ヘッド６２を第１封止部材ＣＡＰ１で封止する。それによって、必要に応じていつでも記録ヘッド６２のヘッド面を吸引することができる。一方、「燃料給送手段」によって燃料電池８０へメタノール水溶液を給送する場合には、ポンプＰＵを動作させても記録ヘッド６２のヘッド面が吸引されない第２封止部材ＣＡＰ２が配設された第２の待機ポジションへキャリッジ６１を移動させて記録ヘッド６２を第２封止部材ＣＡＰ２で封止した状態でポンプＰＵを動作させる。

それによって、「燃料給送手段」と「ヘッド面吸引手段」とが共有しているポンプＰＵが動作している状態で記録ヘッド６２のヘッド面を封止しつつ、「ヘッド面吸引手段」により記録ヘッド６２のヘッド面に発生する吸引力をＯＮ／ＯＦＦすることができる。記録ヘッド６２のヘッド面を吸引する必要のない状態であるにも関わらず、「燃料給送手段」によって燃料収容部７１から燃料電池８０へ燃料を給送する際に記録ヘッド６２のヘッド面の吸引も同時に行われてしまうことを防止でき、それによって、記録ヘッド６２のヘッド面を吸引する必要のない状態でヘッド面の吸引が行われることによるインクの無駄な消費を防止することができる。

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。

本発明に係るインクジェット式記録装置の平面図である。本発明に係るインクジェット式記録装置の側面図である。本発明に係るインクジェット式記録装置のブロック図である。燃料電池への燃料供給経路の第１実施例を示した模式図である。燃料電池への燃料供給経路の第２実施例を示した模式図である。燃料電池への燃料供給経路の第３実施例を示した模式図である。「ヘッド面吸引手段」の制御手順を示したフローチャートである。

符号の説明

２１ＲＯＭ、２２ＲＡＭ、２３ＵＳＢ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、２６ＭＰＵ、２７Ｉ／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、８８１ヘッド面吸引路開閉弁、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、ＣＡＰ封止部材、ＣＡＰ１第１封止部材、ＣＰ２第２封止部材、Ｍモータ、Ｐ記録紙、ＰＵ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

Claims

被記録材へインクを噴射する記録ヘッドと、燃料電池と、該燃料電池に供給される燃料が充填された燃料収容部と、該燃料収容部から前記燃料電池へ燃料を供給するための燃料供給路と、
該燃料供給路を介して前記燃料収容部の燃料を前記燃料電池へ給送する燃料給送手段と、
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、
前記燃料給送手段及び前記ヘッド面吸引手段が共有するポンプと、
前記ポンプの動作で前記燃料給送手段の給送力を発生させるか、前記ヘッド面吸引手段の吸引力を発生させるかを選択制御可能な手段とを備えた記録装置。
被記録材へインクを噴射する記録ヘッドと、燃料電池と、該燃料電池に供給される燃料が充填された燃料収容部と、該燃料収容部から前記燃料電池へ燃料を供給するための燃料供給路と、
該燃料供給路を介して前記燃料収容部の燃料を前記燃料電池へ給送する燃料給送手段と、
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、
前記燃料給送手段及び前記ヘッド面吸引手段が共有するポンプと備え、前記ポンプが動作することによって前記燃料給送手段の給送力、及び前記ヘッド面吸引手段の吸引力が発生する構成を有する記録装置であって、
前記ポンプが動作している状態で前記ヘッド面吸引手段により前記記録ヘッドのヘッド面に発生する吸引力をＯＮ／ＯＦＦ可能な構成を有している、ことを特徴とした記録装置。
請求項２において、前記ヘッド面吸引手段は、前記記録ヘッドのヘッド面を封止する封止部材と、前記封止部材によって封止されているヘッド面を前記ポンプで吸引するヘッド面吸引路と、前記ヘッド面吸引路を開閉するヘッド面吸引路開閉弁とを有している、ことを特徴とした記録装置。
請求項３において、前記燃料電池の廃燃料が回収される廃燃料収容部と、前記廃燃料を前記廃燃料収容部へ回収するための廃燃料回収路とを有し、
前記燃料供給路から前記燃料電池を経由して前記廃燃料回収路へ流れる燃料流路を開閉する燃料流路開閉弁を有している、ことを特徴とした記録装置。
請求項２において、前記ヘッド面吸引手段は、前記記録ヘッドのヘッド面を封止した状態で吸引する第１のヘッド封止手段と、前記記録ヘッドのヘッド面を封止するのみの第２のヘッド封止手段とを有している、ことを特徴とした記録装置。
請求項５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、前記記録ヘッド、前記主走査駆動手段、及び前記副走査駆動手段を制御して被記録材への記録を実行する記録制御装置とを備え、
前記主走査駆動手段による記録ヘッドの往復動範囲において所定の位置に設定され、前記第１のヘッド封止手段が配設された第１の待機ポジションと、
該第１の待機ポジションと異なる位置に設定され、前記第２のヘッド封止手段が配設された第２の待機ポジションとを有し、
前記記録制御装置は、被記録材への記録を実行していない間、前記第１の待機ポジション又は前記第２の待機ポジションのいずれかに前記記録ヘッドを移動させて前記記録ヘッドのヘッド面を封止する、ことを特徴とした記録装置。
請求項１〜６のいずれか１項において、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。