(57)【要約】【課題】可搬性に優れ、コンセントのない場所でも燃料電池を電源として使用可能であるとともに、着色剤および燃料の補給の手間が少ないプリンタおよび着色剤・燃料カートリッジを提供すること。【解決手段】本発明のプリンタは、燃料電池２を搭載し、該燃料電池２により発電された電力にて稼動するものであり、画像を形成するためのインクを収容するインクカートリッジと、燃料電池２へ供給する燃料を収容する燃料カートリッジとを連結または一体化したインク・燃料カートリッジ５を装着して使用する。平均的な使用条件において、インク・燃料カートリッジ５に収容されたインクが燃料よりも先に無くなるように構成されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池を搭載し、該燃料電池により発電された電力にて稼動するプリンタであって、
着色剤を収容する着色剤カートリッジと、前記燃料電池へ供給する燃料を収容する燃料カートリッジとを連結または一体化した着色剤・燃料カートリッジを有することを特徴とするプリンタ。
【請求項２】
前記着色剤を被処理材に吐出させて印刷を行う場合において、前記着色剤カートリッジに収容された前記着色剤が吐出され尽くすまで必要とされる電力よりも多くの電力を供給できる燃料が前記燃料カートリッジに収容されている請求項１に記載のプリンタ。
【請求項３】
当該プリンタは、インクジェットヘッドを有するインクジェットプリンタであり、
前記着色剤・燃料カートリッジは、着色剤として単色または複数色のインクを収容したインク・燃料カートリッジである請求項１または２に記載のプリンタ。
【請求項４】
前記インクジェットヘッドは、静電駆動型のものである請求項３に記載のプリンタ。
【請求項５】
前記インク・燃料カートリッジ内の燃料を前記燃料電池へ供給する燃料供給手段を備える請求項３または４に記載のプリンタ。
【請求項６】
前記インクジェットヘッドのノズル面を覆うヘッドキャップと、前記ヘッドキャップ内を減圧するクリーニングポンプとを有するヘッドクリーニング機構を前記燃料供給手段としても兼用するように構成され、
前記燃料電池の燃料排出流路は、前記インクジェットヘッドに接続され、前記インクジェットヘッドは、前記燃料排出流路に連通するノズル孔を有し、
前記ヘッドキャップで前記インクジェットヘッドのノズル面を覆った状態で前記クリーニングポンプを作動させて吸引することにより、前記インク・燃料カートリッジ内の燃料を前記燃料電池へ供給する請求項５に記載のプリンタ。
【請求項７】
前記インク・燃料カートリッジには、インクを収容するインク室と、燃料を収容する燃料室とが並んで設けられている請求項３ないし６のいずれかに記載のプリンタ。
【請求項８】
前記インク・燃料カートリッジのインク取出口と燃料取出口とは、ほぼ同一平面上に並んで設けられている請求項３ないし７のいずれかに記載のプリンタ。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載のプリンタに装着して使用され、印刷物に画像を形成するための着色剤を収容する着色剤カートリッジと、前記燃料電池へ供給する燃料を収容する燃料カートリッジとを連結または一体化してなることを特徴とする着色剤・燃料カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池によって稼動するプリンタおよびそのプリンタに装着して用いられる着色剤・燃料カートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
屋外等のコンセントのない場所でもプリンタを使えるようにすることを目的として、下記特許文献１および２には、プリンタに燃料電池を搭載することが提案されている。
特許文献１は、インクカートリッジ等にリサイクル情報を記憶させて、リサイクル手順の決定を消費者が容易に行えるようにすることを提案している。特許文献２は、直接エタノール型燃料電池を搭載した電子機器として、インクジェットプリンタを例示し、提案している。
【０００３】
しかしながら、特許文献１および２で提案されたプリンタの場合、インクジェットプリンタ等のインクのような着色剤の交換と、燃料の交換やリサイクルを個別に行う必要があり、その利便性に課題があった。さらに、燃料が無くなると、印刷が不能となる等の問題が生ずる場合があった。加えて、インク系と燃料系のシステムが必要となり、プリンタサイズの大型化や複雑化をまねく等の課題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５８４９０号公報
【特許文献２】特開２００４−１５２７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、可搬性に優れ、コンセントのない場所でも燃料電池を電源として使用可能であるとともに、着色剤および燃料の補充に際し利便性の高いプリンタおよび着色剤・燃料カートリッジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のプリンタは、燃料電池を搭載し、該燃料電池により発電された電力にて稼動するプリンタであって、
着色剤を収容する着色剤カートリッジと、前記燃料電池へ供給する燃料を収容する燃料カートリッジとを連結または一体化した着色剤・燃料カートリッジを有することを特徴とする。
【０００７】
これにより、燃料電池により発電された電力にて稼動可能とすることできるので、屋外等のコンセントのない場所でも使用が可能となり、可搬性に優れたプリンタを提供することができる。さらに、インク、インクリボンあるいはトナー等の着色剤カートリッジの交換（着色剤の補充）と、燃料電池用の燃料カートリッジの交換（燃料の補充）とを別々に行う必要がなく、一括して同時に行うことができるので、利便性に優れる。
【０００８】
本発明のプリンタでは、前記着色剤を被処理材に吐出させて印刷を行う場合において、前記着色剤カートリッジに収容された前記着色剤が吐出され尽くすまで必要とされる電力よりも多くの電力を供給できる燃料が前記燃料カートリッジに収容されていることが好ましい。
これにより、使用者は、燃料切れが生ずる前に、着色剤切れにより着色剤・燃料カートリッジを交換することになるので、燃料切れが生ずるのを確実に防止することができる。すなわち、使用者は、燃料切れのことを心配する必要がなくなるので、優れた利便性が得られる。また、燃料切れを生じると、燃料電池の特性が著しく悪化して燃料電池を損傷するおそれがあるが、着色剤・燃料カートリッジに収容された着色剤が燃料よりも先に無くなるように構成することにより、燃料切れに起因する燃料電池の特性悪化を確実に回避することができる。
【０００９】
本発明のプリンタでは、当該プリンタは、インクジェットヘッドを有するインクジェットプリンタであり、
前記着色剤・燃料カートリッジは、着色剤として単色または複数色のインクを収容したインク・燃料カートリッジであることが好ましい。
これにより、インクカートリッジの交換（インクの補充）と、燃料電池用の燃料カートリッジの交換（燃料の補充）とを別々に行う必要がなく、一括して同時に行うことができ、利便性に優れたインクジェットプリンタを提供することができる。
【００１０】
本発明のプリンタでは、前記インクジェットヘッドは、静電駆動型のものであることが好ましい。
静電駆動型のインクジェットヘッドは、低消費電力という特長を有しているので、静電駆動型のインクジェットヘッドを用いることにより、プリンタの消費電力の低減が図れ、同じ量の燃料でプリンタをより長時間稼動させることができる。
本発明のプリンタでは、前記インク・燃料カートリッジ内の燃料を前記燃料電池へ供給する燃料供給手段を備えることが好ましい。
これにより、燃料電池内の燃料のリフレッシュ、初期充填、気泡排出等を容易に行うことができる。
【００１１】
本発明のプリンタでは、前記インクジェットヘッドのノズル面を覆うヘッドキャップと、前記ヘッドキャップ内を減圧するクリーニングポンプとを有するヘッドクリーニング機構を前記燃料供給手段としても兼用するように構成され、
前記燃料電池の燃料排出流路は、前記インクジェットヘッドに接続され、前記インクジェットヘッドは、前記燃料排出流路に連通するノズル孔を有し、
前記ヘッドキャップで前記インクジェットヘッドのノズル面を覆った状態で前記クリーニングポンプを作動させて吸引することにより、前記インク・燃料カートリッジ内の燃料を前記燃料電池へ供給することが好ましい。
これにより、ヘッドクリーニング機構を燃料供給手段としても兼用可能となり、燃料供給手段として別個の機構を設ける必要がないので、プリンタの構造の簡素化および小型化に極めて有利となる。
【００１２】
本発明のプリンタでは、前記インク・燃料カートリッジには、インクを収容するインク室と、燃料を収容する燃料室とが並んで設けられていることが好ましい。
これにより、インク・燃料カートリッジの構造の簡素化および小型化が図れる。
本発明のプリンタでは、前記インク・燃料カートリッジのインク取出口と燃料取出口とは、ほぼ同一平面上に並んで設けられていることが好ましい。
これにより、プリンタ側のカートリッジ装着部の形状を簡素化することができる。
【００１３】
本発明の着色剤・燃料カートリッジは、本発明のプリンタに装着して使用され、印刷物に画像を形成するための着色剤を収容する着色剤カートリッジと、前記燃料電池へ供給する燃料を収容する燃料カートリッジとを連結または一体化してなることを特徴とする。
これにより、着色剤カートリッジの交換（着色剤の補充）と、燃料電池用の燃料カートリッジの交換（燃料の補充）とを別々に行う必要がなく、一括して同時に行うことができ、利便性に優れた着色剤・燃料カートリッジを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明のプリンタおよび着色剤・燃料カートリッジを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のプリンタをインクジェットプリンタに適用した場合の実施形態を模式的に示す側面図である。
図１に示すインクジェットプリンタ１（以下、単に「プリンタ１」と言う）は、燃料電池２を搭載しており、この燃料電池２により発電された電力にて稼動可能なものである。よって、このプリンタ１は、屋外等のコンセントのない場所でも使用が可能となり、可搬性に優れる。
【００１５】
このプリンタ１は、燃料電池２と、インクジェットヘッド３と、このインクジェットヘッド３のノズル詰まり等を防止するための保守を行うヘッドクリーニング機構４と、紙送り機構１１と、この紙送り機構１１を駆動する紙送りモータ１２と、印刷用紙（被処理材）１００を切断するオートカッター１３と、燃料電池２が発電した電力を蓄えるキャパシタ１４と、これらの各構成要素を収容するプリンタ筐体１５と、ロール状に巻かれた印刷用紙１００を保持するロール紙ホルダ１６と、印刷を終えて排出された印刷物１０１を受け取る排紙トレー１７とを備えている。
また、プリンタ筐体１５内には、インク・燃料カートリッジ５を装填可能になっている。インク・燃料カートリッジ５には、印刷用紙１００に画像（文字、図形、記号、写真等）を形成する着色剤としてのインクと、燃料電池２へ供給する燃料とがそれぞれ収容されている。このインク・燃料カートリッジ５については、後にさらに詳しく説明する。
【００１６】
燃料電池２は、プリンタ１を駆動するのに十分な電圧を確保するため、複数の単位セルを積層した構成になっており、また、十分な電流を確保するため、その単位セルの積層体がプリンタ筐体１５の底部のほぼ全面に配置されている。
燃料電池２をプリンタ筐体１５の底部に配置したことにより、プリンタ１の重心位置が低くなるので、プリンタ１の転倒を防止する効果も得られる。
【００１７】
キャパシタ１４は、インク系および燃料系のような、液体を取り扱うシステムより上側に配置されている。これにより、インク系あるいは燃料系において液漏れ等の不具合が万一発生した場合であっても、キャパシタ１４からの漏電等の更なる不具合（二次的不具合）が発生するのを確実に防止することができる。
紙送り機構１１は、紙送りローラを紙送りモータ１２で回転駆動することにより、ロール紙ホルダ１６に収容担持されたロール紙から印刷用紙１００を引き出し、搬送する。この紙送り機構１１は、紙搬送経路がストレートとなり、紙搬送経路での負荷を小さくして、紙送りモータ１２での電力消費が小さくなる様にレイアウトされている。
【００１８】
図２は、図１に示すプリンタ１のブロック図である。
図２に示すように、プリンタ１は、インクジェットヘッド３を駆動する信号を生成するヘッドドライバ１８と、インクジェットヘッド３を印刷用紙１００の搬送方向と直交する方向に移動させるキャリッジモータ１９と、プリンタ１の状態等の情報を表示するための表示部２０と、プリンタ１の各部を統括的に制御する制御手段（ＣＰＵ）６０と、各部を制御する制御プログラムや印刷データ等を記憶する記憶部６１とをさらに備えている。
制御手段６０は、パーソナルコンピュータやディジタルカメラ等から入力された印刷データに基づいて、インクジェットヘッド３、紙送りモータ１２、キャリッジモータ１９等を制御することにより、印刷用紙１００に対し印刷処理を行う。
【００１９】
燃料電池２には、後述する燃料供給手段の作動により、インク・燃料カートリッジ５に収容された燃料が供給される。燃料電池２は、供給された燃料と空気中の酸素とを電気化学的に反応させることにより、発電を行う。燃料電池２で発電された電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２およびキャパシタ１４を介して、プリンタ１の各部へ供給される。
ＤＣ／ＤＣコンバータ６２は、燃料電池２の負荷を一定にして、安定化させるように機能する。キャパシタ１４には、プリンタ待機時等の省電力モード時に燃料電池２で発電された電力が蓄えられる。モータ駆動開始時等の大電力が必要とされる際には、キャパシタ１４に蓄えられた電力で賄うことができる。すなわち、キャパシタ１４は、負荷変動分を吸収する補助電源として機能する。
【００２０】
制御手段６０は、キャパシタ１４の電位低下や、プリンタ１からの電力消費状況をモニターしており、それらの状況に応じ、燃料供給手段を作動させて、インク・燃料カートリッジ５内の燃料を燃料電池２へ補給する。
なお、キャパシタ１４に代えてバッテリーを用いてもよいが、キャパシタ１４を用いると、短時間での充電や、瞬間的な大容量の電気の供給が可能となる点で有利である。
【００２１】
図３は、図１に示すプリンタ１に搭載された燃料電池２の分解斜視図である。
同図に示す燃料電池２は、直接アルコール型燃料電池である。燃料としてアルコールを用いることで、燃料供給系を含めた燃料電池２全体の小型化が可能であり、小型プリンタへの搭載に有利である。
この燃料電池２は、燃料の供給管（燃料供給流路）２１および排出管（燃料排出流路）２２が設けられた蓋２３と、燃料流路が形成された導電性のセパレータ２４と、電解質膜２５と、酸化剤である空気を流すセパレータ２６とで構成され、これらを圧着して組み立てることにより発電部としたものである。なお、セパレータ２４が負極側として電子を放出する側であり、セパレータ２６が正極側となる。電解質膜２５のセパレータ２４側には、Ｐｔ（白金）およびＲｕ（ルテニウム）の膜が形成されて酸化触媒として機能する。セパレータ２６側には、Ｐｔの膜が表面に形成されている。このセパレータ２６は、燃料電池２の筐体を兼ねている。
【００２２】
図４は、図１に示すプリンタ１に装着して使用されるインク・燃料カートリッジ５の断面図である。
同図に示すインク・燃料カートリッジ５は、イエローのインクを収容するインク室５１Ｙと、シアンのインクを収容するインク室５１Ｃと、マジェンタのインクを収容するインク室５１Ｍと、黒のインクを収容するインク室５１Ｋと、メタノールやエタノール等のアルコール水溶液が収容される燃料室５２とが一体となって構成されている。
【００２３】
各インク室５１Ｙ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｋおよび燃料室５２には、それぞれ、容積を可変するように可動なキャップ５３と、容積が増大する方向にキャップ５３を付勢するコイルばね５４とが設けられている。キャップ５３およびコイルばね５４により、収容されたインクおよび燃料に負圧を与えて、外部への漏出が無いように構成されている。
各インク室５１Ｙ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｋおよび燃料室５２の下部には、それぞれ、インクまたは燃料の取出口５６が設けられている。取出口５６には、パッキン５６１と、このパッキン５６１に対し接触・離隔可能に設置された弁５６２と、弁５６２をパッキン５６１へ押し付けるように付勢するコイルばね５６３とが設置されている。
【００２４】
各インク室５１Ｙ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｋおよび燃料室５２内のインクおよび燃料は、使用前の状態では低圧または真空にて充填されている。そして、プリンタ１のカートリッジ装着部（図示せず）に装着するときに、インク・燃料カートリッジ５の上蓋に形成された開口を封止しているフィルム５５を除去し、内部を大気圧にする。これにより、プリンタ１へインクおよび燃料を供給可能となる。
【００２５】
プリンタ１のカートリッジ装着部には、各インク室５１Ｙ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｋおよび燃料室５２の各々の取出口５６に挿入する中空の採液針６４が設置されている。カートリッジ装着部にインク・燃料カートリッジ５を装着すると、その採液針６４が取出口５６に挿入して弁５６２を押し上げることによって取出口５６が開通し、各インク室５１Ｙ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｋ内のインクおよび燃料室５２内の燃料が採液針６４を介してプリンタ１側へ供給される。
各インク室５１Ｙ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｋ内には、それぞれ、固形物が取出口５６へ行かないようにするためのフィルタ５７が設置されている。
【００２６】
本発明のプリンタ１では、以上説明したように、インクカートリッジと燃料カートリッジとを一体化したインク・燃料カートリッジ５を用いるようにしたことにより、インクカートリッジの交換（インクの補充）と、燃料カートリッジの交換（燃料の補充）とを別々に行う必要がなく、一括して同時に行うことができるので、利便性に優れる。
また、本実施形態では、インク室５１Ｙ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｋと燃料室５２とを並んで設けたことにより、インク・燃料カートリッジ５の構造の簡素化および小型化が図れる。
また、インク室５１Ｙ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｋからのインクの取出口５６と、燃料室５２からの燃料の取出口５６とをほぼ同一平面上に並んで設けたことにより、プリンタ１側のカートリッジ装着部の形状を簡素化することができる。
【００２７】
なお、図示の構成では、インク・燃料カートリッジ５は、インク室と燃料室とが一体化されているが、インク室（インクカートリッジ）と燃料室（燃料カートリッジ）とが着脱可能に連結された構成としてもよい。さらに、インクカートリッジと燃料カートリッジを別体とし、プリンタ１に付設してこれらを保持するカートリッジホルダにより、それぞれのカートリッジを連結した構成としてもよい。
【００２８】
図５は、図１に示すプリンタ１のインク供給系および燃料供給系の構成を模式的に示す図である。
同図に示すように、プリンタ１のカートリッジ装着部に装着されたインク・燃料カートリッジ５のインク室５１Ｙ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｋの取出口５６に挿入された採液針６４と、インクジェットヘッド３とは、インクチューブ６３Ｙ、６３Ｃ、６３Ｍ、６３Ｋを介して接続されている。各インク室５１Ｙ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｋ内のインクは、それぞれ、インクチューブ６３Ｙ、６３Ｃ、６３Ｍ、６３Ｋを通ってインクジェットヘッド３へ供給される。
【００２９】
インク・燃料カートリッジ５の燃料室５２の取出口５６に挿入された採液針６４は、燃料チューブ６５を介して、燃料電池２の供給管２１に接続されている。燃料室５２内の燃料は、燃料チューブ６５を通って燃料電池２へ供給される。
また、燃料電池２の排出管２２は、燃料チューブ６６を介してインクジェットヘッド３に接続されている。燃料電池２において使用済みとなった燃料は、燃料チューブ６６を通ってインクジェットヘッド３へ移送される。
【００３０】
インクジェットヘッド３には、イエローのインク滴を吐出するノズル孔３１Ｙと、シアンのインク滴を吐出するノズル孔３１Ｃと、マジェンタのインク滴を吐出するノズル孔３１Ｍと、黒のインク滴を吐出するノズル孔３１Ｋとが設けられている。
ノズル孔３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋの一つ一つに対しては、インクを貯留するキャビティとこのキャビティ内のインクに圧力変動を与えてインク滴を吐出させる駆動部とが設けられている。この駆動部は、圧電アクチュエータを用いた圧電駆動型のものや、静電アクチュエータを用いた静電駆動型のもの、キャビティ内のインクに膜沸騰を生じさせるサーマルジェット型のものなど、いかなる方式のものでもよい。
また、インクジェットヘッド３内には、燃料の流量（流速）を調整する燃料専用流路が形成されており、この燃料専用流路は、燃料用ノズル孔３２へと連通している。この燃料用ノズル孔３２に対しては、上記のような駆動部は設けられていなくてもよい。駆動部を設ければ、これらを駆動して燃料をインクと同様に吐出して、微小量を供給して流量を微調整する燃料ポンプとすることができる。駆動部を設けないことにより、駆動部や駆動回路が不要であり、より簡素な構成とすることができる。
【００３１】
インクジェットヘッド３は、キャリッジ（図示せず）の上に搭載されており、キャリッジモータ１９の駆動により、図５中の矢印方向、すなわち印刷用紙１００の搬送方向と直交する方向に移動可能になっている。印刷の際には、制御手段６０は、キャリッジモータ１９の作動を制御することにより、インクジェットヘッド３を印刷用紙１００に対し移動させながらノズル孔３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋから各色のインク滴を印刷用紙１００へ向けて適時吐出することにより、印刷（描画）を行う。
【００３２】
インクジェットヘッド３の移動範囲のうちの印刷領域外には、メンテナンスステーションが設けられ、このメンテナンスステーションには、ヘッドクリーニング機構４が設置されている。クリーニング機構４は、インクジェットヘッド３のノズル面を覆うヘッドキャップ４１と、ヘッドキャップ４１内を減圧するクリーニングポンプ４２と、廃液収容部４３とを有している。
【００３３】
クリーニングポンプ４２は、チューブポンプで構成されている。インクジェットヘッド３のノズル面をヘッドキャップ４１が覆った状態でクリーニングポンプ４２を吸引作動させると、吸引流路４４を介してヘッドキャップ４１内が減圧され、ノズル孔３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋからはインクが吸引されて排出され、燃料用ノズル孔３２からは燃料が吸引されて排出される。
【００３４】
排出されたインクおよび燃料は、クリーニングポンプ４２を通過して廃液収容部４３へ移送され、この廃液収容部４３に設置された廃液吸収材に吸収される。廃液吸収材に吸収されたインクおよび燃料は、徐々に蒸発し、大気中へ放出される。
なお、廃液収容部４３は、廃液吸収材でインクおよび燃料を吸収する構成に限らず、インクおよび燃料を貯留するタンクで構成してもよい良い。この場合、インク・燃料カートリッジ５の一部として廃液収容部（タンク）を設けて、カートリッジ交換時に、使用済みカートリッジとして廃却可能としても良く、これによりさらに利便性を増すことができる。
【００３５】
制御手段６０は、ノズル孔３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋの目詰まりを防止するため、印刷の途中あるいは待機時に、インクジェットヘッド３をヘッドキャップ４１の位置へ移動させてクリーニングポンプ４２を作動させ、インクを吸引する。
プリンタ１では、このようなヘッドクリーニング機構４を、燃料電池２への燃料供給手段としても兼用するように構成されている。すなわち、インクジェットヘッド３をヘッドキャップ４１の位置へ移動させてクリーニングポンプ４２を作動させると、燃料用ノズル孔３２から燃料が吸引されることにより、燃料室５２、燃料チューブ６５、燃料電池２および燃料チューブ６６内の燃料が吸引されて燃料の流れが生じ、燃料室５２内の燃料を燃料電池２へ供給することができる。
【００３６】
プリンタ１は、燃料電池２内の燃料の反応が進行した場合には、上記のようにしてヘッドクリーニング機構４を作動させることにより、新しい燃料を燃料電池２へ供給して燃料をリフレッシュし、良好な発電状態を維持することができる。
また、燃料を燃料電池２へ初期充填する際にも、ヘッドクリーニング機構４を作動させることにより、セパレータ２４の流路内の残留空気を排出して燃料を充填することができ、これにより、発電を開始することができる。さらに、セパレータ２４内に残留した空気や発生した水素ガス等の気泡の排出する際にも、ヘッドクリーニング機構４の作動によって行うことができる。
このように、プリンタ１では、ヘッドクリーニング機構４を燃料供給手段としても兼用可能になっており、燃料供給手段として別個の機構を設ける必要がないので、構造の簡素化および小型化に極めて有利である。
【００３７】
なお、図５に示す構成では、ヘッドキャップ４１は、インクを吐出するノズル孔３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋと燃料用ノズル孔３２とを一括して覆うように構成されているが、ノズル孔３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋを覆う部分と燃料用ノズル孔３２を覆う部分とを別体のヘッドキャップにしてもよい。その場合には、燃料用ノズル孔３２にインクが混入するのをより確実に防止することができる。更に、前述の別体の燃料用ヘッドキャップを廃止して、より簡素な構成にできる。この場合、メンテナンスステーション内でインクジェットヘッド３を移動させて、同一のヘッドキャップを用いてインクと燃料を個別に吸引する。別体のヘッドキャップを設ける構成では、インクと燃料を同時に吸引可能であり、吸引に要する時間を短縮できる。
【００３８】
前述したように、インクジェットヘッド３は、圧電駆動型、静電駆動型、サーマルジェット型のいずれのものでもよいが、消費電力を低減する観点からは、静電駆動型のものであるのが好ましい。静電駆動型のインクジェットヘッドは、静電アクチュエータにチャージとディスチャージして電圧駆動するが、その際に駆動する静電アクチュエータの静電容量が小さく、消費電力が比較的小さい特長を有している。このような静電駆動型インクジェットヘッドとしては、本出願人らにより多くが提案されており、例えば、特開平９−３９２３５号公報、特開平９−１３６４１３号公報等に記載されたものを用いることができる。さらに、静電駆動型インクジェットヘッドを搭載したインクジェットプリンタとして、例えば、特開２００３−１３６７２０号公報等に記載されており、このようなインクジェットプリンタは、小型で、低消費電力であることから、可搬性、利便性に優れた特長を有している。
【００３９】
以上説明したような本発明のプリンタ１は、インクを印刷用紙（被処理材）に吐出させて印刷を行う場合において、インク・燃料カートリッジ５に収容されたインクが吐出され尽くすまで必要とされる電力よりも多くの電力を供給できる燃料がインク・燃料カートリッジ５に収容されているのが好ましい。すなわち、プリンタ１は、平均的な使用条件において、インク・燃料カートリッジ５に収容されたインクが燃料よりも先に無くなるように構成されているのが好ましい。これにより、使用者は、燃料切れが生ずる前に、インク切れによりインク・燃料カートリッジ５を交換することになるので、燃料切れが生ずるのを確実に防止することができる。すなわち、使用者は、燃料切れのことを心配する必要がなくなるので、優れた利便性が得られる。また、燃料切れを生じると、燃料電池２の特性が著しく悪化して燃料電池２を損傷するおそれがあるが、インク・燃料カートリッジ５に収容されたインクが燃料よりも先に無くなるように構成することにより、燃料切れに起因する燃料電池２の特性悪化を確実に回避することができる。
【００４０】
次に、平均的な使用条件においてインク・燃料カートリッジ５に収容されたインクが燃料よりも先に無くなるようにするための、インク・燃料カートリッジ５へのインクおよび燃料の収容量の決定方法の一例について説明する。
ここでは、プリンタ１の平均的な使用条件として、写真を印刷するものとし、一つのインク・燃料カートリッジ５にて印刷可能な写真の枚数を１２０枚とする。１２０枚の写真を印刷するのに必要とされるインクの量は、印刷に消費されるインクと、印刷に寄与せずヘッドクリーニング機構４等において廃インクとして捨てられるインクとを合わせ、イエロー、シアン、マジェンタ、黒の各色とも、１０ｃｃずつとなる。
【００４１】
また、プリンタ１が写真を１枚印刷するのに要する時間を約１分とし、印刷時間と待機時間の比を１：１とする。これらから、燃料電池２に必要とされる発電時間は、約４時間以上となるので、発電時間を５時間とする。
よって、燃料電池２の発電電流を１Ａとすると、燃料電池２は、１Ａの電流を５時間発電する必要がある。このとき必要となる燃料の量を、燃料としてメタノール５０％を用いる場合と、メタノール１０％を用いる場合との二つの場合について求める。
【００４２】
燃料電池２の燃料利用効率を４０％とすると、ファラデーの法則（Ｑ＝Ｆ×Ｍ：Ｑは電気量［Ｃ］、Ｍは物質量［ｍｏｌ］、Ｆはファラデー定数）から、常温（２５℃）における１Ａ通電時の燃料消費量は、メタノール５０％では６．８３ｍｇ／分、メタノール１０％では３４．２ｍｇ／分となるので、必要な燃料供給量は、メタノール５０％では１７．１ｍｇ／分、メタノール１０％では８５．５ｍｇ／分となる。よって、５時間（３００分）の発電に必要な燃料の量は、メタノール５０％では５．１ｇ、メタノール１０％では２５．７ｇとなる。この値よりもインク・燃料カートリッジ５の燃料収容量が多ければ、インクが無くなったときに燃料が残っているようにすることができるので、インク・燃料カートリッジ５の燃料収容量は、余裕を見て、メタノール５０％の場合には例えば１０ｃｃ、メタノール１０％の場合には例えば４０ｃｃとしておけばよい。
以上の数値を下記表１にまとめて示す。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
燃料として、メタノール１０％を用いた場合には、燃料として安価で入手し易く、安全性も高い。また、メタノール５０％を燃料として用いた場合には、さらに安価で、かつインク・燃料カートリッジ５をより小型にすることが可能である。
以上、本発明のプリンタおよび着色剤・燃料カートリッジをインクジェットプリンタおよびインク・燃料カートリッジに適用した実施形態について説明したが、本発明を熱転写型プリンタに適用し、インクリボンカートリッジと燃料カートリッジとを連結または一体化したインクリボン・燃料カートリッジを用いるようにしてもよい。また、本発明をレーザプリンタに適用し、トナーカートリッジと燃料カートリッジとを連結または一体化したトナー・燃料カートリッジを用いるようにしてもよい。
また、本発明のプリンタおよび着色剤・燃料カートリッジは、図示の実施形態に限定されるものではなく、プリンタおよび着色剤・燃料カートリッジを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のプリンタをインクジェットプリンタに適用した場合の実施形態を模式的に示す側面図。
【図２】図１に示すプリンタのブロック図。
【図３】図１に示すプリンタに搭載された燃料電池の分解斜視図。
【図４】図１に示すプリンタに装着して使用されるインク・燃料カートリッジの断面図。
【図５】図１に示すプリンタのインク供給系および燃料供給系の構成を模式的に示す図。
【符号の説明】
【００４６】
１……インクジェットプリンタ  ２……燃料電池  ２１……供給管  ２２……排出管  ２３……蓋  ２４……セパレータ  ２５……電解質膜  ２６……セパレータ  ３……インクジェットヘッド  ３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋ……ノズル孔  ３２……燃料用ノズル孔  ４……ヘッドクリーニング機構  ４１……ヘッドキャップ  ４２……クリーニングポンプ  ４３……廃液収容部  ４４……吸引流路  ５……インク・燃料カートリッジ  ５１Ｙ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｋ……インク室  ５２……燃料室  ５３……キャップ  ５４……コイルばね  ５５……フィルム  ５６……取出口  ５６１……パッキン  ５６２……弁  ５６３……コイルばね  ５７……フィルタ  １１……紙送り機構  １２……紙送りモータ  １３……オートカッター  １４……キャパシタ  １５……プリンタ筐体  １６……ロール紙ホルダ  １７……排紙トレー  １８……ヘッドドライバ  １９……キャリッジモータ  ２０……表示部  ６０……制御手段  ６１……記憶部  ６２……ＤＣ／ＤＣコンバータ  ６３Ｙ、６３Ｃ、６３Ｍ、６３Ｋ……インクチューブ  ６４……採液針  ６５、６６……燃料チューブ  １００……印刷用紙  １０１……印刷物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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