JP2005267994A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 燃料電池を電源とした電子機器において、電子機器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】 燃料希釈手段８７は、高濃度燃料収容部７１のメタノールを希釈水収容部７３の希釈水で希釈して所定濃度のメタノール水溶液を生成する。生成されたメタノール水溶液は、燃料供給チューブ８１を介して、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、燃料回収チューブ８２を介して希釈水収容部７３へ回収され、希釈水に混合されて再利用される。燃料電池８０の空気極（カソード８Ｋ）で生成された水は、生成水回収チューブ８３を介して燃料回収チューブ８２へ送出されて希釈水収容部７３へ回収されて希釈水として再利用される。
【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電子機器に関する。

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ノート型のパーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、携帯電話、プリンタ等の電子機器が公知である（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、電子機器が大型化してしまうという課題が生じる。そして、このような課題は、特にプリンタに限定されることではなく、ＤＣモータ等の駆動力源を備えた電子機器を一例とした消費電力の高い電子機器に共通した課題であると言える。

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電子機器において、電子機器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、燃料電池と、該燃料電池の高濃度燃料が充填された高濃度燃料収容部と、該高濃度燃料を希釈するための希釈水が充填された希釈水収容部と、前記高濃度燃料収容部の高濃度燃料を前記希釈水収容部の希釈水で希釈して所定濃度の燃料を生成する燃料希釈手段と、該燃料希釈手段にて生成された所定濃度の燃料を前記燃料電池へ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希釈手段にて生成された所定濃度の燃料を前記燃料電池へ給送する燃料給送手段とを備えた電子機器である。

高濃度燃料収容部の高濃度燃料と希釈水収容部の希釈水とが、燃料希釈手段によって混合されて所定濃度の燃料が生成される。そして、所定の濃度で生成された燃料は、燃料給送手段によって燃料供給路を介して燃料電池へ給送される。このように、高濃度燃料と希釈水とを混合して所定濃度の燃料を生成して燃料電池へ給送する構成とすることによって、燃料電池へ給送する燃料を常に所定の濃度に保つことが可能になる。
これにより、本発明の第１の態様に示した電子機器によれば、高濃度燃料を希釈水で所定の濃度に希釈しながら使用するので、燃料電池へ給送する燃料を常に所定の濃度に保つことが可能になるとともに、限られた燃料搭載スペースにより多くの燃料を高濃度に圧縮して搭載することで実質的な燃料搭載量を多くすることが可能になるので、電子機器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ができるという作用効果が得られる。

本発明の第２の態様は、前述した第１の態様において、前記燃料電池の廃燃料を前記希釈水収容部へ回収する燃料回収路を備えている、ことを特徴とした電子機器である。

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希釈水収容部へ回収されて希釈水とともに再利用される。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、その廃燃料をすぐに廃棄せずに、希釈水収容部へ回収して希釈水へ混入することによって、希釈水収容部の燃料濃度が徐々に高くなっていくものの、燃料希釈手段によって所定濃度の燃料が生成される如く高濃度燃料と混合されるので、燃料電池へ給送される燃料を所定濃度に維持することができる。それによって、燃料としてまだ利用可能な廃燃料を有効に再利用することができる。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、その分電子機器を小型化すること、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。

本発明の第３の態様は、前述した第２の態様において、前記燃料電池で発電する際に生成される水を前記希釈水収容部へ回収する生成水回収路を備えている、ことを特徴とした電子機器である。

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電子機器内部で処理する手段を設ける必要があり、それによって、電子機器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希釈水収容部へ回収し、希釈水として再利用することによって、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、それによって電子機器のコストを低減させることができる。

本発明の第４の態様は、前述した第２の態様において、被記録材へインクを噴射する記録ヘッドと、該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、ことを特徴とした電子機器である。

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電子機器内部で処理する手段を設ける必要があり、それによって、電子機器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被記録材へインクを噴射する記録ヘッドを備えた電子機器には、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電子機器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、この水を外部に漏らさずに電子機器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。

本発明の第５の態様は、前述した第１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、前記被記録材を副走査方向へ所定の搬送量にて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、前記燃料給送手段は、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希釈手段にて生成された所定濃度の燃料を前記燃料電池へ給送する構成を有している、ことを特徴とした電子機器である。

本発明の第５の態様に示した電子機器によれば、燃料電池及び記録紙へ記録する手段を備えたインクジェットプリンタやファクシミリ等の記録装置、或いは、記録紙へ記録する手段に加えてスキャナやコピー機能等を備えたデジタル複合機等の電子機器において、前述した第１の態様〜第４の態様のいずれかに記載の発明による作用効果を得ることができる。また、燃料供給路を介して燃料希釈手段にて生成された所定濃度の燃料を燃料電池へ給送する燃料給送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給送手段を駆動する構成とすることによって、燃料電池を備えた電子機器のコストを低減させることができる。

本発明の第６の態様は、前述した第５の態様において、前記記録ヘッドから噴射するインクが充填されたインク収容部と、前記高濃度燃料収容部と、前記希釈水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、ことを特徴とした電子機器である。

このように、電子機器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、高濃度燃料が充填された高濃度燃料収容部及び高濃度燃料を希釈するための希釈水が充填された希釈水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高濃度燃料収容部及び希釈水収容部をそれぞれ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、電子機器を大型化することなく電子機器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、電子機器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、電子機器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、高濃度燃料が充填された高濃度燃料収容部及び高濃度燃料を希釈するための希釈水が充填された希釈水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電子機器に装着すると、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、高濃度燃料収容部の高濃度燃料と希釈水収容部の希釈水とが所定濃度で混合されて燃料電池へ供給される。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電子機器が可能になる。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電子機器に装着する必要がなくなるので、従来よりも電子機器を軽量化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７の態様は、前述した第６の態様に記載のインクカートリッジである。
本発明の第７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電子機器において、前述した第６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。

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「電子機器」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の燃料の元となる「高濃度燃料」としてのメタノールが充填された高濃度燃料収容部７１と、メタノールを希釈して燃料電池８０の燃料となるメタノール水溶液を生成するための希釈水が充填された希釈水収容部７３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。また、インクジェット式記録装置５０は、高濃度燃料収容部７１のメタノールを希釈水収容部７３の希釈水で希釈して所定濃度のメタノール水溶液を生成する燃料希釈手段８７と、燃料希釈手段８７にて生成された所定濃度のメタノール水溶液を燃料電池８０へ供給するための「燃料供給路」としての燃料供給チューブ８１と、燃料供給チューブ８１を介して燃料希釈手段８７にて生成された所定濃度のメタノール水溶液を燃料電池へ給送する「燃料給送手段」としての燃料給送ポンプＰＵ１とを備えている。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、高濃度燃料としてのメタノールと希釈水とを燃料希釈手段８７にて混合して所定濃度の燃料（メタノール水溶液）を生成して燃料電池８０へ給送する構成とすることによって、燃料電池８０へ給送する燃料を常に所定の濃度に保つことが可能になるとともに、インクカートリッジ７０の限られた燃料搭載スペースにより多くの燃料を高濃度に圧縮して搭載することで実質的な燃料搭載量を多くすることが可能になるので、インクジェット記録装置５０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ができる。また、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。

さらに、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の燃料の元になるメタノールが充填された燃料収容部７１及びメタノールを希釈するための希釈水が充填された希釈水収容部７３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に搭載可能なメタノールや希釈水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。

そして、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からメタノールが、希釈水収容部７３から希釈水が燃料希釈手段８７へ供給され、燃料希釈手段８７にて所定濃度のメタノール水溶液が生成されて燃料電池８０へ供給される。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、燃料希釈手段８７にて生成された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を介して希釈水収容部７３へ回収され、希釈水に混合されて再利用される。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、生成水を希釈水収容部７３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へ送出されて希釈水収容部７３へ回収されて希釈水として再利用される。

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。そこで、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希釈水収容部７３へ戻し、希釈水に混合して再利用することによって、希釈水収容部７３の希釈水のメタノール濃度は徐々に高くなっていくものの、燃料としてまだ利用可能な廃燃料を希釈水の一部として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タンク等が不要になるので、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の高濃度燃料収容部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により多くの高濃度燃料（メタノール）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へ送出されて廃燃料と同様に希釈水収容部７３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の希釈水収容部７３へ回収して希釈水として再利用することによって、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。

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、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。

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。

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。

符号の説明

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 高濃度燃料収容部、７３ 希釈水収容部、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

Claims (7)

1. 燃料電池と、該燃料電池の高濃度燃料が充填された高濃度燃料収容部と、
   該高濃度燃料を希釈するための希釈水が充填された希釈水収容部と、
   前記高濃度燃料収容部の高濃度燃料を前記希釈水収容部の希釈水で希釈して所定濃度の燃料を生成する燃料希釈手段と、
   該燃料希釈手段にて生成された所定濃度の燃料を前記燃料電池へ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希釈手段にて生成された所定濃度の燃料を前記燃料電池へ給送する燃料給送手段とを備えた電子機器。
2. 請求項１において、前記燃料電池の廃燃料を前記希釈水収容部へ回収する燃料回収路を備えている、ことを特徴とした電子機器。
3. 請求項２において、前記燃料電池で発電する際に生成される水を前記希釈水収容部へ回収する生成水回収路を備えている、ことを特徴とした電子機器。
4. 請求項２において、被記録材へインクを噴射する記録ヘッドと、該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、ことを特徴とした電子機器。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、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、前記被記録材を副走査方向へ所定の搬送量にて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、
   前記燃料給送手段は、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希釈手段にて生成された所定濃度の燃料を前記燃料電池へ給送する構成を有している、ことを特徴とした電子機器。
6. 請求項５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、前記高濃度燃料収容部と、前記希釈水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、ことを特徴とした電子機器。
7. 請求項６に記載のインクカートリッジ。

Images