JP2006315297A - 消耗品収納容器及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池の燃料の補給を簡便かつ安全に行うことができるプリンタに最適なインクカートリッジを提供する。
【解決手段】プリンタに交換自在に取り付けられるインクカートリッジ１０には、貯留室３２、吸収対収納室３４、及び、燃料室３６とがそれぞれ区画して設けられている。貯留室３２には、消耗品であるインク３１が収納されている。吸収体収納室３４には、取り付け時に貯留室３２との隔壁の一部が開放されることで貯留室３２からインク３１を吸収して保持するスポンジ３３が収納されている。燃料室３６には、取り付け時にプリンタの燃料電池に供給する液体燃焼３５が収納されている。この燃料室３５を貯留室３２の周りに隣接して設けることでインク３１を一定温度に保つことができインクの性能劣化を防ぐ。
【選択図】 図２

Description

本発明は、インクカートリッジ、トナー、あるいは、記録紙などの消耗品を収納する消耗品収納容器、及びこれを用いる画像形成装置に関するものである。

従来、リサイクルを目的として、消耗品を収納する収納容器を使用する画像形成装置が知られている。例えばインクジェットプリンタでは、消耗品として色の異なるインクを各々収納した複数のインクカートリッジ、又は色の異なるインクを各々収納した一体型のインクカートリッジを消耗品収納容器として使用している。静電複写機では、トナーを収納するトナーカートリッジを消耗品収納容器として使用する。これらインクカートリッジやトナーカートリッジは、使用後に回収して工場でインクやトナーを再び充填して容器を再使用する再使用や、回収した容器を材料ごとに分解して再び作り直して使用する再生使用をしている。また、消耗品を収納する収納容器としては、画像形成装置で用いるカセットがある。カセットには、一般的に消耗品である記録紙のみを交換するタイプと、記録紙を封印したカセットごと交換するタイプとある。

このような消耗品収納容器を使用する画像形成装置には、近年、小型及び低価格を図ることに加えて、バッテリーを搭載していつでも何処でも使用することができるようにしたものが知られている。

バッテリーとしては、大気汚染が極めて少ない、変換効率の高いエネルギー変換方式として燃料電池が注目されている。燃料電池は、水素と酸素を化学反応させて電気エネルギーを取り出す発電装置である。燃料電池には、電解質として酸化物イオン導電性固体電解質を用い、動作温度約１０００℃の固体酸化物型燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell）、電解質として燐酸水溶液を用い、動作温度約２００℃の燐酸型燃料電池（Phosphoric Acid Fuel Cell）、電解質として溶融状態の炭酸塩を用い、動作温度約６００℃の溶融炭酸塩型燃料電池（Molten Carbonate Fuel Cell）、電解質として固体高分子を用い、動作温度が常温の高分子電解質型燃料電池（Polymer Electrolyte Fuel Cell）などがある。これら燃料電池に供給する燃料としては、水素、メタノール、ガソリン、天然ガス、及び、ＤＭＥ（ジメチルエーテル）などが利用される。

燃料電池としては、小型・軽量で常温で作動し、高いエネルギー密度が得られる高分子電解質型燃料電池が、モバイル機器用燃料電池として注目されている。このうち、水素への改質が不要であり、液体のメタノールを電極に直接供給することにより発電が可能な、メタノール直接形燃料電池（Direct Methanol Fuel Cell）は、改質器が不要であり、取り扱いが容易で安価なメタノールを直接燃料とするなどの点で優位性があり、携帯用電子機器への利用が検討されている。この燃料電池を搭載したプリンタが知られている（特許文献１）。
特開２００４−１２２７５０号公報

燃料電池の最大の特徴は、充電を必要としないことであり、放電して使えなくなったら、燃料を補給すればよい。しかしながら、補給用の燃料はどうやって持ち歩くか、どこで販売されるのか、不安があった。また、補給用の燃料を持ち運んでこぼれたときの危険性や環境への影響が懸念される。さらには、補充用の燃料を安全なパッケージにすることで、コストが高くなってしまうおそれがあった。

本発明では、画像形成時に色材として利用する消耗品とは使用目的が異なる第２の消耗品となる燃料の補給を簡便にかつ安全に、さらにローコストで行うことができる画像形成装置、及びこれに用いるのに最適な消耗品収納容器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の消耗品収納容器では、画像形成装置に交換自在にセットされ画像形成に色材として使用する消耗品を収納する収納室と、前記収納室の周りに隣接して配されており、画像形成装置の燃料電池で燃料として用いる燃料を収納する燃料室とを一体に設けたものである。

画像形成装置は、燃料の供給を受けて発電する燃料電池の電力を利用して動作する。電力としては、燃料電池が発電する電力を直接に利用する他に、燃料電池の電力を二次電池（バッテリ）などに蓄え、その二次電池の電力を利用するように構成してもよい。このような画像形成装置では、画像形成時に色材として使用する消耗品以外に、第２の消耗品である燃料が必要になる。そこで、画像形成時に色材として使用する消耗品を収納する収納室を備えた消耗品収納容器に、その収納室の周りに隣接して前記燃料電池に供給する燃料を収納する燃料室を一体に設けたものである。燃料としては、メタノール、液体水素などの液体燃料、又は、水素、天然ガズ、及び、ＤＭＥなどの気体燃料を用いることができる。

画像形成時に色材として用いる消耗品としては、インクやトナーがある。消耗品がインクの場合には、インクを貯留する貯留室と、貯留室から送り込まれるインクを吸収して保持する吸収体を収納する吸収体収納室とに区画し、前記燃料室を前記貯留室の周りに隣接して設けるように構成してもよい。また、消耗品としては記録紙を収納するカセットでもよい。

液体燃料を収納する消耗品収納容器の場合には、収納室の上方に燃料室を配すると、例えば収納室の上の燃料室に溜まった液体燃料が燃料供給口に向けて流れないおそれがある。そこで、収納室と燃料室との間を区画する仕切り壁のうちの上壁を、液体燃料が燃料供給口に向けて流下するように傾けて形成するのが望ましい。

トナーを収納するカートリッジとしては、静電潜像が形成される感光ドラム、帯電回路から給電を受けて前記感光ドラムを帯電させる帯電手段、トナーを収納する収納室、前記収納室から供給される前記トナーで静電潜像を現像してトナー像にする現像ローラ、及び、クリーニングブレードにより前記感光ドラムから回収した前記トナーを溜める回収室とを一体的に設けたプロセスカートリッジとしてもよい。

ところで、消耗品又は燃料が無くなると、消耗品収納容器を交換することが必要になる。この交換時期を知るために、画像形成装置には、消耗品及び燃料の残量を各々検出する第１及び第２残量検出手段と、前記第１及び第２残量検出手段からそれぞれ消耗品及び燃料の残量情報を取り込む残量情報取込手段と、前記残量取込手段が前記消耗品及び燃料の残量情報を取り込んだ後にそれら情報に基づいて前記消耗品及び燃料に関する情報をメモリに書き込む書き込み手段と、を備えるのが望ましい。

メモリは、フレキシブルディスクやCD-ROMなど、磁気的、または光学的にデータを記録しておくための記録媒体である。このメモリとしては、フラッシュメモリを採用しているカード型のメモリーカードや、無線ＩＣチップであるＲＦＩＤタグなどを利用することができる。ＲＦＩＤタグを用いる場合、書き込み手段としては、電波や電磁波でＲＦＩＤタグと読み又は書きをする無線交信手段を用いる。また、メモリカードやＲＦＩＤタグなどのメモリは、画像形成装置に設ける代わりに、消耗品収納容器に分離可能に設けてもよい。

本発明の消耗品収納容器によれば、消耗品を収納する収納室の周りに隣接して燃料を収納する燃料室を設けたから、消耗品収納容器を交換する都度、燃料電池に燃料を簡便に供給することができる。しかも、手を汚さずに行えるため、安全である。さらに、消耗品としてインクを用いた発明によれば、インクを貯留する貯留部に隣接して燃料室を設けることで、断熱効果が得られてインクを良好な状態で保存することができる。また、本発明の画像形成装置では、前述した構成の消耗品収納容器を交換自在に用いるため、同様の効果を得ることができる。

図１に示す画像形成装置は、インクカートリッジ（消耗品収納容器）１０を交換自在に取り付けるインクジェットプリンタ１１である。インクカートリッジ１０は、消耗品としてインクを収納する収納室を内部に備えている。プリンタ１１には、給紙ガイド１２、排紙口１３、搬送ローラなどを含む紙送り機構１４、キャリッジ１５、ガイドバー１６、蓋１７、キャリッジ移動機構１８、制御部などを含む処理部１９、及び、燃料電池２０などを備えている。

給紙ガイド１２には、画像を記録するための記録紙２１が挿入される。紙送り機構１４は、給紙ガイド１２から記録紙２１を１枚ずつ搬送路に向けて給紙し、搬送路の搬送方向の下流側に設けた排紙口１３に記録紙２１を排紙する。排紙口１３には、画像を記録した後の記録紙２１が排出される。

キャリッジ１５は、ガイドバー１６のガイドにより搬送方向に直交する方向に向けて移動自在に設けられており、ガイドバー１６やアクチュエータ等を含むキャリッジ移動機構１８により移動される。このキャリッジ１５には、記録紙２１に向けてインクを噴出する向きにヘッドが取り付けられており、ヘッドの上には、取り付け部２２が設けられている。取り付け部２２には、ヘッドにインクを供給するためのインクカートリッジ１０が交換自在に取り付けられる。蓋１７は、該プリンタ１１の外部に露呈して設けられており、インクカートリッジ１０を交換するときに開かれる。

処理部１９は、外部から入力された画像信号を、熱作用によりインクを吐出させる駆動信号に変換する。燃料電池２０は、液体燃料の供給を受けて発電し、発電した電力を利用してプリンタ１１を動作させる。

プリンタ１１の操作部には、電源ボタン２３と交換用ボタン２４とを備えている。電源ボタン２３をＯＮすると、これに応答して燃料電池２０の発電が開始され、電源が供給されるとともに、キャリッジ１５が移動方向の端である待機位置に居るか否かがチェックされ、居ない場合には待機位置に再セットされる。待機位置は、搬送路外となっており、ここではヘッドにキャップが施され、インクカートリッジ１０のインクの蒸発を防いでいる。交換用ボタン２４を操作すると、キャリッジ１５が待機位置から交換位置に移動する。交換位置は、蓋１７を開けたときにインクカートリッジ１０が露呈される位置となっている。

このプリンタ１１には、例えばパーソナルコンピュータや電子カメラ、カメラ付き携帯電話などの外部記憶機器と有線を介して接続する接続部２５が設けられている。プリンタ１１は、接続部２５から画像信号が入力されることで、その信号を処理部１９がヘッドの駆動信号に変換して、その駆動信号に基づいて紙送り機構１４とキャリッジ移動機構１８との駆動制御を連係することで記録紙２１のうちの予め決められた位置にキャリッジ１５のヘッドを移動してその後にインクカートリッジ１０のインクをヘッドの穴からインクの粒を発射して記録紙２１に画像を形成する。なお、プリントが終了すると、キャリッジ１５は、待機位置に戻される。

プリンタ１１は、モノクロプリンタとなっており、インクカートリッジ１０には、黒色のインクが収納されている。インクカートリッジ１０は、図２に示すように、カートリッジ３０の内部に、インク（消耗品）３１を貯留する貯留室３２、貯留室３２のインクを吸収して保持する柔軟な多孔質材となっているスポンジ（吸収体）３３を収納する吸収体収納室３４、及び、液体燃料３５を収納する燃料室３６とをそれぞれ区画した形態となっている。このうち貯留室３２と吸収体収納室３４とが、本発明の収納室を構成する。

カートリッジ３０は、本体部３７、蓋部３８、及び仕切り壁３９とで構成され、本体部３７に仕切り壁３９を挿入して各々の部屋を区画した後に、吸収体収納室３４にスポンジ３３を、また貯留室３２にインク３１を、さらに燃料室３６に液体燃料３５をそれぞれ収納し、その後に蓋部３８を頑固に取り付けてインクカートリッジ１０が作られる。このカートリッジ３０は、透明な樹脂製材料で作られている。

吸収体収納室３４の下面には、ヘッドにインク３１を供給するためのインク供給口４０が設けられている。インク供給口４０は、封止部材４１により封止されており、キャリッジ１５に取り付けることで封止部材４１が破かれる。

貯留室３２は、吸収体収納室３４の横に隣接して設けられ、仕切り壁３９により区画されている。仕切り壁３９のうちの吸収体収納室３４に隣接する部位には、一部を切り欠いた切り欠き部４２が設けられており、切り欠き部４２には可撓性フィルム４３が取り付けられている。可撓性フィルム４３は、切り欠き部４２の範囲で貯留室３２と吸収体収納室３４とを隔離しており、インクカートリッジ１０をキャリッジ１５に取り付ける前にカートリッジ３０の外部に引き出される。これにより、インク３１が貯留室３２から吸収体収納室３４に供給される。なお、符号４４は、吸収体収納室３４の大気導入口であり、また、符号４５は、燃料室３６の大気導入口である。大気導入口４４、４５は、シール４６、４７により封止されており、シール４６，４７の一部は使用するときに開封され、開封すると大気導入口４４，４５の一部が外部に露呈する。

燃料室３６は、貯留室３２の周り、例えばキャリッジ１５に取り付けた姿勢において貯留室３２の上方と、吸収体収納室３４とは逆側の側方とを覆うようにＬ字状に繋がって形成されている。ここに貯留される液体燃料３５は、インク３１がなくなるまでプリントすることができる量にするのが好適である。この燃料室３６には、外部に露呈する燃料供給口（第２消耗品供給口）４８が設けられている。燃料供給口４８には、逆止弁４９と開閉弁５０とが設けられている。逆止弁４９は、プリンタ側から燃料が逆流するのを防ぐ。開閉弁５０は、キャリッジ１５に取り付けるまでは閉じており、取り付けた後にキャリッジ１５が待機位置に移動することで自動的に開くようになっている。

図３に示すように、仕切り壁３９は、吸収体収納室３４と貯留室３２とを仕切る第１仕切り壁５１と、貯留室３２と燃料室３６とを仕切る第２仕切り壁５２とで構成されている。第１仕切り壁５１は、蓋部３８の内壁から本体部３７の底壁に向けて垂直な壁となっている。第２仕切り壁５２は、第１仕切り壁５１のうちの本体部３７の上壁寄りの位置からＬ字状に屈曲して前記蓋部３８のうちの第１仕切り壁５１が接続される位置とは異なる位置に接続される壁となっている。この第２仕切り壁５２のうちのインクカートリッジ１０のセット姿勢に対して上方の上壁５３は、燃料室３６の液体燃料３５が燃料供給口４８に向けて自然に流下するように、下方に向けて傾斜して形成されている。

図４に示すように、キャリッジ１５の待機位置には、燃料供給口４８に接続される接続口５４が固定して設けられている。接続口５４には、キャリッジ１５が待機位置に移動したときにインクカートリッジ１０の燃料供給口４８が接続される。開閉弁５０は、接続口５４に接続されることに連係して開かれる。

接続口５４にはパイプ５５が接続されている。パイプ５５は、燃料タンク５６に繋がっている。燃料タンク５６はキャリッジ１５より下方に配されており、燃料タンク５６には、インクカートリッジ１０を交換するまでに使用する量の液体燃料３５が予め入っている。この燃料タンク５６には、燃料電池５８に液体燃料３５を供給するためのパイプ５９が接続されており、プリンタ１１は、燃料タンク５６に入っている液体燃料３５を使用して発電する。また、燃料電池５８には、発電したときに生じる水を貯留する水タンク６５が接続されている。

インクカートリッジ１０を交換するときには、インクカートリッジ１０の外面に設けた剥がしラベル（図示なし）やシールなどを取り外す。剥がしラベルを剥がすと、可撓性フィルム４３が剥がしラベルと一緒に引き出され、貯留室３２と吸収体収納室３４とが連通される。また、シール４６，４７の一部を剥がすと大気導入口４４，４５の一部が露呈される。その後に、交換用ボタン２４を操作する。これに応答してキャリッジ１５が交換位置に移動する。その後、プリンタ１１の蓋１７を開けてインクカートリッジ１０を交換する。新たなインクカートリッジ１０をキャリッジ１５に取り付けると、封止部材４１が破けてインク供給口４０からヘッド５７にインク３１が供給される。

インクカートリッジ１０を交換した後に、蓋１７を閉める。この蓋１７を閉めてから所定時間経過後に、キャリッジ１５が待機位置に移動する。待機位置に移動すると、燃料供給口４８に接続口５４が接続され、これに連係して開閉弁５０が開く。これにより、燃料室３６から燃料タンク５６に液体燃料３５が供給される。

プリント指示によりキャリッジ１５が移動すると、燃料供給口４８と接続口５４との接続が解除される。これに連係して開閉弁５０が閉じ、キャリッジ１５が移動中には燃料室３６から燃料供給が遮断される。このようにキャリッジ１５が待機位置に到達することで、燃料室３６から燃料タンク５６に液体燃料３５が供給され、その後は燃料タンク５６に供給された液体燃料３５でまかなわれる。使用済みのインクカートリッジ１０は、回収後に再使用又は再生使用される。

なお、インクカートリッジ１０を交換するときに燃料供給口４８が接続される接続口５４をキャリッジ１５に設け、その接続口５４と燃料タンク５６との間を伸縮自在なパイプ又はチューブで繋ぐ構成にしてもよい。この場合、キャリッジ１５が移動をしてもキャリッジ１５の移動に追従してパイプ又はチューブが伸縮するから、キャリッジ１５が移動しながらでも液体燃料３５を燃料タンク５６に供給することができる。

使用済みのインクカートリッジ１０は工場に回収される。工場ではカートリッジ３０を分解し、スポンジ３３を新たなものに交換し、かつインク３１及び液体燃料３５を再注入してカートリッジ３０を再使用するリサイクルが行われる。

プリンタ１１は、記録時にヘッドの駆動などによる発熱、すなわち吐出エネルギー発生素子の駆動などにより発熱して内部の温度が上昇する。インク３１は、温度変化により特性が変化することが知られている。しかしながら、上記実施形態では、インク３１を貯留する貯留室３２の周りに、液体燃料３５を収納した燃料室３６を設けているから、プリンタ１１の内部から伝達される温度をインク３１に伝達しないように液体燃料３５が遮断する役目を果たす。これにより、貯留室３２のインク３１を一定温度に保つことができ、インク３１の特性を長期的に維持することができる。なお、燃料室３６としては、貯留室３２の上方及び側方に隣接して設けることに限らず、下面と測方、又は下面、測方、上面などに隣接して設ければよく、好ましくはインクカートリッジ１０の外部と貯留室３２との間に燃料室３６を設けておけば、断熱効果を得ることができる。

インクカートリッジ１０には、図５に示すように、メモリカード６０が着脱自在に取り付けられている。このメモリカード６０には、インクカートリッジ１０のＩＤ情報（識別情報）、インク及び液体燃料に関する情報、例えば残量情報、空情報、これら情報を検出した日時、インク交換日などの交換時期情報が記憶される。このメモリカード６０は、インクカートリッジ１０を工場で回収したときに、カートリッジ３０から取り外して、記憶している情報を読み出してインクカートリッジ１０の使用期間、インク交換時の液体燃料３５の残量などのデータ取りに利用する。

キャリッジ１５には、インク残量検出器（第１残量検出手段）６１と液体燃料残量検出器（第２残量検出手段）６２とが取り付けられている。インク残量検出器６１及び液体燃料残量検出器６２は、投光部及び受光部を有する反射型のフォトセンサを高さ方向に複数並べて構成されている。制御部６３は、複数のフォトセンサから得られる信号レベルに基づいて残量を、例えば、高・中・低・空など段階的に推測する。

複数のフォトセンサは、カートリッジ３０が全部又は一部が透明な樹脂製材料で形成されているので、その透明部を通してその時点の残量を測定することができる。なお、残量を検出する検出手段としては、インクカートリッジ１０をセットしたときに貯留室及び燃料室に入り込んで液体内の電気抵抗値を検出して残量を検出する手段を用いてもよい。また、残量検出手段としては、ヘッドで打ち出すドットの数をカウントしてそのカウント値から残量を推測するようにしてもよい。

制御部６３は、プリンタ１１の各部を統括的に制御するものであり、残量情報取込手段、交換時期か否かを判断する判断手段、報知手段、及び、アクセス手段などを備えている。残量情報取込手段は、電源ボタンをＯＮした後、及び、キャリッジが待機位置のときには一定周期で、さらには交換ボタンの操作後に、インク残量検出器６１及び液体燃料残量検出器６２から得られる残量情報を取り込む。アクセス手段は、残量情報取込手段が残量情報を取り込んだ後にそれら情報に基づいて消耗品及び液体燃料に関する情報をメモリカード６０に書き込む書き込み手段と、記憶した情報をメモリカード６０から読み出す読み出し手段とを含む。判断手段は、今回取り込んだ残量情報とメモリカード６０に記憶されている前回の残量情報とを比較して消耗品又は液体燃料とのいずれか一方又は両方の残量が増加しているか否かを判断する。報知手段は、インク３１又は液体燃料３５とのいずれか一方又は両方の残量が増加しているときに報知信号を発生する。制御部６３は、報知信号を受け取ることに応答して、例えば「カートリッジが新品ではありません。」又は「カートリッジが再生品です。」などを表示するための信号を、ドライバー６４を介してＬＣＤ６５に出力したり、Ｉ／Ｆ（インターフェース）６６、及び、接続部２５を介してパーソナルコンピュータなどの外部記憶機器に出力する報知を行う。

また、制御部６３には、交換時期判断手段と、交換時期報知手段とを備えている。交換時期判断手段は、インク残量検出器６１から得られる残量情報に基づいて交換時期か否かを判断する。交換時期報知手段は、判断手段が交換時期であると判断したときに「交換時期です。」などを表示するための信号を発生して、その信号をドライバー６４を介してＬＣＤ６５に出力したり、Ｉ／Ｆ（インターフェース）６６、及び、接続部２５を介してパーソナルコンピュータなどの外部記憶機器に出力する報知を行う。

なお、交換時期判断手段は、インク残量検出器６１から得られる残量情報に基づいて交換時期か否かを判断して、インク３１に対して交換時期ではないと判断した後に、液体燃料残量検出器６２から得られる残量情報に基づいて交換時期か否かを判断するようにしてもよい。この場合には、交換時期報知手段は、インクの残量があっても液体燃料３５の残量がないと判断手段が判断したときに、「交換時期です。」などを表示するための信号を発生する。また、先に液体燃料３５の残量を判定し、その後にインク３１の残量を判定するようにしてもよい。すなわち、インク３１と液体燃料３５との残量情報のうちの先に交換時期と判定される情報に基づいて交換時期を報知するように構成してもよい。

インクカートリッジ１０の外面には、キャリッジ１５に設けた電気接点と接続される電気接点６７が設けられている。キャリッジ１５の電気接点６７は、Ｉ／Ｆ６８を介して制御部６３と繋がっている。これら電気接点６７及びＩ／Ｆ６８を介して制御部６３のアクセス手段は、インク及び液体燃料に関する情報をメモリカード６０に記憶したり、読み出したりする。

インク及び液体燃料に関する情報としては、インク及び液体燃料の残量、インク３１及び液体燃料３５を使い切ったことを表す空情報、及び、検出時点の日時情報などで構成されている。プリンタ１１には、一定のクロックパルスをカウントして日時情報を出力する時計回路６９が内蔵されており、制御部６３は、残量をメモリカード６０に記憶するときに時計回路６９から日時情報を取り込む。その後、制御部６３は、プリント指示を待つ待機状態となる。

なお、燃料タンク５６の残量を検出する燃料タンク残量検出手段と、パイプ５５に設けた開閉弁とをプリンタ１１に備え、制御部６３が燃料タンク残量検出手段から得られる残量情報に基づいて開閉弁の開閉を自動的に制御するように構成してもよい。これによれば、燃料タンク５６の液体燃料３５が無くなりかけるタイミングで開閉弁を開いて燃料室３６にある液体燃料３５を燃料タンク６５に補充し、また、燃料タンク５６が満杯になると開閉弁を閉じるため、溢れることがないので安全である。この場合には、補充したときに開閉弁の開閉時間から推定した補充量をメモリカード６０に記録するようにしてもよい。

プリンタ１１は、図６に示すように、電源ボタン２３をＯＮすることに応答して燃料電池２０が発電して電源が供給される。その後、制御部６３は、キャリッジ１５が待機位置か否かを判断し、待機位置にセットされていない場合には、キャリッジ移動機構１８を制御してキャリッジ１５を待機位置にセットする。その後に、インク残量検出器６１及び液体燃料残量検出器６２から残量情報をそれぞれ取り込む。

制御部６３は、インク残量検出器６１及び液体燃料残量検出器６２から各々取り込んだ今回の残量情報と、メモリカード６０に記憶した前回の残量情報とを比較して、今回の残量が前回の残量を超えているか否かを判断する。そして、今回の残量が前回の残量を超えている場合には、前述したように「カートリッジが新品ではありません。」又は「カートリッジが再生品です。」などの旨を表す報知を外部に行う。その後に、制御部６３は、インク３１の残量に基づいて交換時期か否かを判断する。交換時期である場合には、その旨を外部に報知する。そして、残量検出時点のインク及び液体燃料に関する情報をメモリカード６０に記憶する。

メモリカード６０への書き込みは、電源ＯＮした後以外に、キャリッジ１５が待機位置で待機しているときには一定周期で行われ、また、交換用ボタン２４を操作した後にも行われる。交換用ボタン２４を操作した後には、キャリッジ１５を交換位置に移動する。その後に蓋１７を開けてインクカートリッジ１０を交換する。交換後、蓋１７を閉める。プリンタ１１には、蓋１７の開閉を検知する蓋開閉検出器１２０（図５参照）が内蔵されており、蓋開閉検出器１２０が蓋１７の閉じを検出することで、再びインク及び液体燃料に関する情報を取り込んでメモリカード６０に書き込む。なお、メモリカード６０への記録としては、残量情報を時系列的に記録するようにしているが、これの代わりに、前回と今回との二つの残量情報が常に残るように更新するようにしてもよい。

交換済みのインクカートリッジ１０は、メモリカード６０とともに工場に回収される。工場では、メモリカード６０を取り外して、残量情報を吸い出し保存する。保存した後には残量情報を全消去して新たなＩＤ番号を記憶してメモリカード６０を再使用する。この残りのインクカートリッジ１０もインク３１及び液体燃料３５を注入してカートリッジ３０を再使用する。なお、メモリカード６０に限らず、着脱自在に取り付けることができる記録媒体であれば、例えばＲＦＩＤタグなどを用いても良い。また、メモリカード６０などの記録媒体をインクカートリッジ１０に設けているが、これの代わりに、プリンタ１１に内蔵してもよい。

図７は、前述した貯留室３２と吸収体収納室３４とを一体化したインクカートリッジ７０の例を示している。このインクカートリッジ７０は、本体部７２、蓋部７３、及び仕切り壁７４とから構成されるカートリッジ７１を備えている。カートリッジ７１は、本体部７２に仕切り壁７４をセットすることで収納室７５と燃料室７６とに区画される。収納室７５には、インク３１を含ませたスポンジ３３が圧縮して収納されている。この収納室７５のうちの左・右方及び上方を取り囲む範囲に、燃料室７６が隣接して設けられている。そして、収納室７５と燃料室７６とを区画する仕切り壁７４の上壁７７は、燃料供給口４８に向けて流下する向きに緩やかに湾曲した形状となっている。なお、燃料供給口４８は当然であるが、カートリッジ７１の側壁下方に配されている。また、符号７８は、大気導入口である。この大気導入口７８は、外気を燃料室７６に取り込む口であるととともに、収納室７５の上壁との間がパイプ７９により接続されているため、外気を収納室７５に取り込む働きをする。

図８及び図９に示すインクカートリッジ８０は、収納室８１のうちのインク供給口４０を除く下面まで取り囲む範囲に燃料室８２を隣接して設けた形態となっている。すなわち、収納室８１の中にもう一つの燃料室８２を略高床式に設けた形態になっている。燃料室８２と収納室８１とを区画する仕切り壁８３は上壁８４は、液体燃料３５が流下し易いように中央から両端に向けて傾斜した屋根形に形成されている。

なお、上記実施形態では、黒色のインクカートリッジ１０のみを使用するプリンタ１１について説明しているが、本発明ではこれに限らず、色の異なる複数のインクを各々収納するインクカートリッジを複数使用するプリンタであってもよい。この場合には、それぞれのインクカートリッジに液体燃料を入れた燃料室を設けてもよい。この場合には、プリンタ１１にインクカートリッジと同じ個数の接続口５４を設ける。

また、フルカラーのプリンタでは、各色のインクカートリッジをキャリッジに取り付ける位置が決まっているから、全部のインクカートリッジに燃料室を設ける代わりに、特定のインクカートリッジのみに燃料室を設けても良い。

さらには、各色のインクを収納する複数の収納室を有するインクカートリッジ、すなわち、各色のカートリッジを一体化し、各色のインクを一度に交換することができるインクカートリッジがある。このインクカートリッジに燃料室を設ける場合には、少なくとも色の異なるインクを収納する複数の収納室が一列に並べて設けられているので、各収納室の上面から両端にある収納室の外側面にかけて逆Ｕ字条に接する範囲に燃料室を設けるのが好適である。これによれば、燃料室の容積を大きく取ることができる。さらに、各収納室の間にも入り込むように燃料室を設けてもよい。

また、上記実施形態のインクジェットプリンタ１１では、キャリッジ１５に吐出エネルギー発生素子を含むヘッドを取り付けているが、代わりにヘッドをインクカートリッジに取り付けた形態にしてもよい。

さらに、上記各実施形態では、液体燃料を収納する燃料室を設けた消耗品収納容器について説明しているが、燃料室の代わりに空気室にしても、収納室に対する断熱効果を果たすことができる。この場合には、燃料電池から回収する水をその空気室にポンプなどで送り、水などの回収品を消耗品収納容器を使って回収するようにしてもよい。

さらにまた、上記各実施形態では、消耗品としてインク３１を収納したインクカートリッジ１０，７０，８０を説明しているが、本発明ではこれに限らず、燃料電池で作動する静電複写機に用いるカートリッジ（消耗品収納容器）に燃料室を設けても良い。

複写機に用いるカートリッジには、トナーのみを補充するトナーカートリッジと、新規のトナーを供給するとともにプロセス部品までも交換するプロセスカートリッジとがある。どちらのタイプにもトナーを収納する収納室が設けられている。この収納室の周りに、液体燃料を収納した燃料室を設ければよい。

例えば、図１０に示すプロセスカートリッジ（消耗品収納容器）９０の場合には、静電潜像が形成される感光ドラム９１、帯電回路から給電を受けて感光ドラム９１を帯電させる帯電手段９２、トナー９３を収納する収納室９４、収納室９４から供給されるトナー９３で静電潜像を現像してトナー像にする現像ローラ９５、及び、クリーニングブレード９６により感光ドラム９１から回収したトナーを溜める回収室９７とをカートリッジ９８の内部に備えている。カートリッジ９８は、遮光性樹脂製材料で形成したカバーを複数組み合わせて作ることで、前述した収納室９４や回収室９７などが区画される。このプロセスカートリッジ９０は、使用後に回収して再生使用される。

収納室９４は、隔壁９９により隔離されている。隔壁９９には、一部を切り欠いた切り欠き部１００が形成されており、切り欠き部１００には可撓性フィルム１０１が取り付けられている。可撓性フィルム１０１は、収納室９４を隔離しており、カートリッジ９８を複写機の装填室（取り付け部）に取り付ける前に、カートリッジ９８の外部に引き出される。これにより、トナー９３が収納室９４から現像ローラ９５に供給される。このプロセスカートリッジ９０の場合には、トナー９３が収納室９４から現像ローラ９５に供給され、現像ローラ９５から、複写機の内部で搬送される記録紙に供給される。

燃料室１０２は、収納室９４の周りに例えば透明な樹脂製材料のカバー１０９を取り付けることで、収納室９４との間に設けた仕切り壁１０３により収納室９４と隔離して設けられている。燃料室１０２には、外部下方に燃料供給口１０４が外部に露呈して設けられている。燃料供給口１０４には、逆止弁１０５と開閉弁１０６とが設けられている。逆止弁１０５は、複写機側から液体燃料３５が逆流するのを防ぐ。開閉弁１０６は、装填室に取り付けるまでは閉じており、取り付けた後に複写機側の接続部に接続されることで自動的に開くようになっている。仕切り壁１０３は、収納室９４との間の壁のうちの上壁１０３ａが液体燃料３５を燃料供給口１０４に向けて流下するように傾斜して形成されている。複写機には、液体燃料３５を利用して発電する燃料電池を備えている。なお、カバー１０９を透明にしたから、液体燃料３５の残量を外部から視認することができる。また、符号１２１は、燃料室１０２用の大気導入口である。

複写機には、トナー９３を記録紙に固着するための定着部を備えている。定着部は、熱と圧力とでトナー９３を記録紙に定着するため、複写中に複写機の内部が高温になる。トナー９３は高温になると性能が劣化することが知られている。しかしながら、この実施形態では、トナー９３を収納する収納室９４の周りに、液体燃料３５を収納した燃料室１０２を設けているから、液体燃料３５が複写機内の温度を遮断する役目を果たす。これにより、収納室９４のトナー９３を一定温度に保つことができ、トナー９３の性能劣化を防ぐことができる。なお、プロセスカートリッジ９０に図５で説明したメモリカードを取り付け、図５で説明したと同じにトナー９３及び液体燃料３５に関する情報をメモリカードに記憶するように構成してもよい。

ところで、消耗品としては、インク３１やトナー９３に限らず、記録紙がある。この記録紙はカセット（消耗品収納容器）に複数枚収納される。このようなカセットには、一般的に消耗品である記録紙のみを交換するタイプと、記録紙を封印したカセットごと交換するタイプとある。どちらのタイプのカセットにも、記録紙を収納する収納室と、液体燃料を収納する燃料室とを区画して設ければよい。

記録紙のみを交換するタイプのカセットの場合は、カセットを半永久的に使用するため、収納室に新たな記録紙をセットするときに、液体燃料を収納した燃料用カートリッジを燃料室にセットするように構成すればよい。このようにすれば、記録紙がなくなった場合に、液体燃料の補充が行える。また、記録紙を封印したカセットごと交換するタイプの場合には、カセットに収納室とその収納室の周りに区画して燃料室を設けた構造にすればよい。このカセットは、使用後に回収して再使用又は再生用される。

記録紙としては、ロール形態のものやシート形態のものを用いることができる。また、記録紙としては、普通紙や感熱記録紙、或いは感光材料でもよい。このような記録紙は、高温によって性能が劣化するおそれがある。しかしながら、このようなカセットでも、前述したように記録紙を収納する収納室の周りに、液体燃料を収納する燃料室を設けているので、記録紙を一定の温度に保つことができ、記録紙の性能劣化を防ぐことができる。

上記各実施形態では、メタノール、又は液体水素などの液体燃料を用いる消耗品収納容器について説明しているが、本発明ではこれに限らず、水素、天然ガズ、及び、ＤＭＥなどの気体燃料を用いてもよい。この場合には、大気導入口を燃料室に設けずに、燃料室を気密にすればよい。

また、上記実施形態の画像形成装置では、燃料電池が発電する電力を直接に利用して動作するように構成しているが、画像形成装置に二次電池（バッテリ）を設け、燃料電池が発電する電力を二次電池に蓄え、二次電池の電量を利用して動作するように構成してもよい。

本発明を採用した一実施形態であるインクジェットプリンタを示す斜視図であり、一部を透視して内部を記載している。 インクカートリンジを示す断面図である。 インクカートリッジの外観を示す斜視図であり、内部を透視して示している。 インクカートリッジをプリンタに取り付けた状態を示す説明図である。 プリンタの電気的概略を示すブロック図である。 プリンタの一連の動作を示すフローチャート図である。 貯留室と吸収対収納室とを一体にした収納室をもつ他のインクカートリッジを示す断面図である。 燃料室を下面まで形成した他のインクカートリッジを示す断面図である。 図８で説明したインクカートリッジの斜視図を示しており、内部を透過して示している。 燃料室を設けたプロセスカートリッジを示す断面図である。

符号の説明

１１ プリンタ
１０，７０，８０ インクカートリッジ
３１ インク
３４，７５，８１，９４ 収納室
３６，７６，８２，１０２ 燃料室
３５ 液体燃料
９０ プロセスカートリッジ
９３ トナー

Claims (12)

1. 燃料の供給を受けて発電する燃料電池の電力を利用して動作する画像形成装置に着脱自在にセットされ、画像形成時に色材として使用する消耗品を収納する消耗品収納容器において、
   前記消耗品を収納する収納室と、前記収納室の周りに隣接して配置され前記燃料を収納する燃料室と、を備えたことを特徴とする消耗品収納容器。
2. 前記消耗品はインク又はトナーとなっていることを特徴とする請求項１記載の消耗品収納容器。
3. 前記消耗品はインクとなっており、
   前記収納室は、前記インクを貯留する貯留室と、前記貯留室から送り込まれるインクを吸収して保持する吸収体を収納する吸収体収納室とに区画されており、前記燃料室は、前記貯留室の周りに配置されていることを特徴とする請求項１記載の消耗品収納容器。
4. 前記燃料は液体燃料となっており、
   前記燃料室の一部は、前記燃料室と前記収納室又は貯留室との間を区画する仕切り壁のうちの上壁を隔てて前記収納室又は貯留室の上に重ねて配されており、
   前記燃料室には、前記液体燃料を前記画像形成装置に供給する燃料供給口が、前記画像形成装置にセットする該容器の姿勢に対して前記上壁よりも下方に設けられており、
   前記上壁は、前記液体燃料が前記燃料供給口に向けて流下するように傾斜して形成されていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の消耗品収納容器。
5. 燃料の供給を受けて発電する燃料電池の電力を利用して動作する画像形成装置に交換自在にセットされ、静電潜像が形成される感光ドラム、帯電回路から給電を受けて前記感光ドラムを帯電させる帯電手段、トナーを収納する収納室、前記収納室から供給される前記トナーで静電潜像を現像してトナー像にする現像ローラ、及び、クリーニングブレードにより前記感光ドラムから回収した前記トナーを溜める回収室と、を一体的に設けた消耗品収納容器において、
   前記収納室の周りに隣接して配置され、前記燃料を収納する燃料室を備えたことを特徴とする消耗品収納容器。
6. 前記燃料は液体燃料となっており、
   前記燃料室の一部は、前記収納室との間を区画する仕切り壁のうちの上壁を隔てて前記収納室の上に重ねて配されており、
   前記燃料室には、前記液体燃料を前記画像形成装置に供給する燃料供給口が、前記画像形成装置にセットする該容器の姿勢に対して前記上壁よりも下方に設けられており、
   前記上壁は、前記液体燃料が前記燃料供給口に向けて流下するように傾斜して形成されていることを特徴とする請求項５記載の消耗品収納容器。
7. 前記消耗品及び燃料に関する情報を格納するメモリを備えたことを特徴とする請求項１ないし６いずれか記載の消耗品収納容器。
8. 前記メモリは、分離可能に設けられていることを特徴とする請求項７記載の消耗品収納容器。
9. 燃料の供給を受けて発電する燃料電池の電力を利用して動作する画像形成装置において、
   前記画像形成装置で画像形成時に色材として使用する消耗品を収納する収納室と、前記収納室の周りに隣接して配されており前記燃料を収納する燃料室と、を一体的に設けた消耗品収納容器が交換自在にセットされる取り付け部と、
   電源ボタンをＯＮした後に、前記収納室及び燃料室の残量を各々検出する第１及び第２残量検出手段と、
   前記第１及び第２残量検出手段から前記消耗品及び燃料の残量情報をそれぞれ取り込む残量情報取込手段と、
   前記残量情報取込手段が前記消耗品及び燃料の残量情報を取り込んだ後に、それら情報に基づいて前記消耗品及び燃料に関する情報をメモリに書き込む書き込み手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
10. 前記メモリは、前記消耗品収納容器に分離可能に設けられていることを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
11. 今回取り込んだ前記情報と前記メモリに記憶されている先の前記情報とを比較する比較手段と、前記消耗品又は燃料とのいずれか一方又は両方の残量が増加しているときに報知する報知手段と、を備えていることを特徴とする請求項９又は１０記載の画像形成装置。
12. 前記情報には、前記消耗品又は燃料を使い切ったことを表す空情報が含まれていることを特徴とする請求項９ないし１１いずれか記載の画像形成装置。
    

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