(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置本体に対して着脱自在なカートリッジであって、
カートリッジの使用状態を認識するためのデータを記憶する記憶媒体と、
前記画像形成装置本体に対してカートリッジが装着されると、信号線およびＧＮＤ線によって前記画像形成装置本体と電気的に接続され、前記画像形成装置本体と前記記憶媒体との間で前記データの転送を行う制御手段と、
コンデンサーを有し、前記画像形成装置に対してカートリッジが装着されると、前記信号線と電気的に接続されて前記信号線をＨレベルに所定時間維持することで前記画像形成装置本体から前記信号線を介して前記コンデンサーに電気エネルギーが充電される一方、充電した電気エネルギーを前記制御手段および前記記憶媒体に供給するパラサイト電源とを備え、
前記制御手段は、前記信号線を介して前記画像形成装置本体との間で双方向非同期通信を行うことで前記データ転送を行い、
前記双方向非同期通信は所定の１タイムスロットで１ビットのデータを転送可能となっており、相互に隣接するタイムスロットの間に前記信号線をＨレベルに所定時間維持することで前記画像形成装置本体から前記コンデンサーに電気エネルギーが充電されることを特徴とする記憶媒体付カートリッジ。
【請求項２】
画像形成装置本体に対してカートリッジを着脱自在に装着して画像形成処理を実行する画像形成装置において、
前記カートリッジは、カートリッジの使用状態を認識するためのデータを記憶する記憶媒体と、前記画像形成装置本体に対してカートリッジが装着されると信号線およびＧＮＤ線によって前記画像形成装置本体と電気的に接続され前記画像形成装置本体と前記記憶媒体との間で前記データの転送を行う制御手段と、コンデンサーを有し前記画像形成装置に対してカートリッジが装着されると前記信号線と電気的に接続されて前記信号線をＨレベルに所定時間維持することで前記画像形成装置から前記信号線を介して前記コンデンサーに電気エネルギーが充電されるとともに充電した電気エネルギーを前記制御手段および前記記憶媒体に供給するパラサイト電源とを備える一方、
前記画像形成装置本体は、前記信号線を介して前記記憶媒体との間で前記データ転送を行うとともに、前記信号線をＨレベルに所定時間維持することで前記信号線を介して前記コンデンサーを充電する本体側制御手段を備え、
前記カートリッジ制御手段および前記本体側制御手段は、前記信号線を介して双方向非同期通信を行うことで前記画像形成装置本体と前記カートリッジとの間での前記データ転送を行い、
前記双方向非同期通信は所定の１タイムスロットで１ビットのデータを転送可能となっており、相互に隣接するタイムスロットの間に前記信号線をＨレベルに所定時間維持することで前記画像形成装置本体から前記コンデンサーに電気エネルギーを充電することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の記憶媒体付カートリッジを複数個画像形成装置本体に対して着脱自在である画像形成装置であって、
前記複数の記憶媒体付カートリッジのそれぞれは互いに異なる固有コードをそれぞれが有する不揮発性メモリに記憶するとともに、前記複数の記憶媒体付カートリッジが前記画像形成装置本体に装着されると、共通信号線と共通ＧＮＤ線とを有するコネクタにより他のカートリッジと並列的に前記画像形成装置本体と電気的に接続されて画像形成装置本体との間でデータ転送を行う一方、
前記画像形成装置本体は、前記共通信号線を介して前記複数の記憶媒体それぞれとの間で前記データ転送を行うとともに、前記共通信号線をＨレベルに所定時間維持することで前記共通信号線を介して前記複数のコンデンサーを充電する本体側制御手段を備え、
前記複数のカートリッジのそれぞれが有する制御手段および前記本体側制御手段は、前記共通信号線を介して双方向非同期通信を行うことで前記画像形成装置本体と前記複数のカートリッジそれぞれとの間での前記データ転送を行うとともに、前記データ転送を行うにあたっては前記本体側制御手段は前記カートリッジの有する前記不揮発性メモリに記憶されている前記固有コードを読み出すとともに該固有コードに基づいてデータ転送を行うカートリッジを特定し、
前記双方向非同期通信は所定の１タイムスロットで１ビットのデータを転送可能となっており、相互に隣接するタイムスロットの間に前記信号線をＨレベルに所定時間維持することで前記画像形成装置本体から前記コンデンサーに電気エネルギーを充電することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像形成装置本体に対してカートリッジを着脱自在に装着して画像形成処理を実行する画像形成装置、ならびにカートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、複写機、ファクシミリ装置などの画像形成装置では、消耗品の交換・補充を容易にすべく装置構成の一部をカートリッジ化し、そのカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱自在に構成している。例えば、特開平１０−５２９６４号公報に記載の画像形成装置では、４色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）のトナー像を形成するために各色ごとに現像器およびトナータンクなどを装備した現像カートリッジを準備し、各現像カートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能に構成している。
【０００３】
各現像カートリッジには、ＥＥＰＲＯＭなどの記憶媒体が取付けられており、この記憶媒体に現像カートリッジの再利用回数、製造メーカ名、予想する残り寿命などの管理用データが記憶されている。これは、各現像カートリッジの交換やトナー補充タイミングなどを的確に行うためであり、画像形成装置本体は適当なタイミング、例えば現像カートリッジが新たに交換された時や装置電源の投入時に各記憶媒体に記憶されている管理用データを読み取り現像カートリッジの消耗状態や交換時期などを判断して現像カートリッジの交換やトナー補充時期の適正化を図っている。また、必要に応じて画像形成装置本体は記憶媒体中の管理用データを更新している。
【０００４】
このように画像形成装置本体と現像カートリッジの記憶媒体との間でデータ転送を相互に行うためには、画像形成装置本体と現像カートリッジとの間で双方向通信を行う必要がある。そこで、上記従来例では、画像形成装置本体と現像カートリッジとを６本の信号線よりなる信号線群によって相互に電気的に接続して双方向通信を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の画像形成装置は、画像形成装置本体と現像カートリッジとを相互に電気的に接続する信号群を次の６本の信号線：
(1)画像形成装置本体側から現像カートリッジ側に電源を供給する電源供給用信号線；
(2)チップセレクト信号を転送するためのチップセレクト用信号線；
(3)クロック信号を転送するためのクロック用信号線；
(4)記憶媒体への入力データを転送する入力用信号線；
(5)記憶媒体からの出力データを転送する出力用信号線；
(6)現像カートリッジ側に接地電位を与えるＧＮＤ用信号線；
で構成している。
【０００６】
したがって、６本の信号線を各現像カートリッジに向けて引き回す必要があり、画像形成装置内での配線が難しく、しかも装置コストの増大を招くという問題がある。また、複数の信号線を使用してデータ転送を行うため、制御が複雑となるという問題もある。特に、カラー画像形成装置では、上記したようにカラー画像を形成するために４色の現像カートリッジを設ける必要があり、上記した問題はモノクロ画像形成装置に比べてより深刻で、しかもより重大なものとなっている。
【０００７】
なお、このような問題は現像カートリッジに限った問題ではなく、他のユニット、例えば感光体ユニットや定着ユニットをカートリッジ化した場合にも同様に生じる問題であり、消耗品を含むカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱自在に構成している画像形成装置全般に共通する問題である。
【０００８】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、画像形成装置本体に対して着脱自在なカートリッジに取付けられた記憶媒体と、画像形成装置本体との間でデータ転送を行う場合に、かかるデータ転送を少ない配線数で実行可能な画像形成装置ならびにカートリッジを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかるカートリッジは、画像形成装置本体に対して着脱自在なカートリッジであって、上記目的を達成するために、カートリッジの使用状態を認識するためのデータを記憶する記憶媒体と、画像形成装置本体に対してカートリッジが装着されると、信号線およびＧＮＤ線によって画像形成装置本体と電気的に接続され、画像形成装置本体と記憶媒体との間でデータの転送を行う制御手段と、コンデンサーを有し、画像形成装置に対してカートリッジが装着されると、信号線と電気的に接続されて信号線をＨレベルに所定時間維持することで画像形成装置本体から信号線を介してコンデンサーに電気エネルギーが充電される一方、充電した電気エネルギーを制御手段および記憶媒体に供給するパラサイト電源とを備え、制御手段は、信号線を介して画像形成装置本体との間で双方向非同期通信を行うことでデータ転送を行い、双方向非同期通信は所定の１タイムスロットで１ビットのデータを転送可能となっており、相互に隣接するタイムスロットの間に信号線をＨレベルに所定時間維持することで画像形成装置本体からコンデンサーに電気エネルギーを充電することを特徴としている。
【００１０】
この発明にかかる画像形成装置は、画像形成装置本体に対してカートリッジを着脱自在に装着して画像形成処理を実行する画像形成装置であって、上記目的を達成するために、カートリッジは、カートリッジの使用状態を認識するためのデータを記憶する記憶媒体と、画像形成装置本体に対してカートリッジが装着されると信号線およびＧＮＤ線によって画像形成装置本体と電気的に接続され画像形成装置本体と記憶媒体との間でデータの転送を行う制御手段と、コンデンサーを有し画像形成装置に対してカートリッジが装着されると信号線と電気的に接続されて信号線をＨレベルに所定時間維持することで画像形成装置から信号線を介してコンデンサーに電気エネルギーが充電されるとともに充電した電気エネルギーを制御手段および記憶媒体に供給するパラサイト電源とを備える一方、画像形成装置本体は、信号線を介して記憶媒体との間でデータ転送を行うとともに、信号線をＨレベルに所定時間維持することで信号線を介してコンデンサーを充電する本体側制御手段を備え、カートリッジ制御手段および本体側制御手段は、信号線を介して双方向非同期通信を行うことで画像形成装置本体とカートリッジとの間でのデータ転送を行い、双方向非同期通信は所定の１タイムスロットで１ビットのデータを転送可能となっており、相互に隣接するタイムスロットの間に信号線をＨレベルに所定時間維持することで画像形成装置本体からコンデンサーに電気エネルギーが充電されることを特徴としている。
【００１１】
このように構成された発明では、カートリッジ側に設けられたパラサイト電源が充電機能を有する電源手段として機能する。そして、相互に隣接するタイムスロットの間に、データ転送を行うための信号線をＨレベルに所定時間維持することで画像形成装置本体から該電源手段を充電することができる。このように、信号線は画像形成装置本体とカートリッジとの間でのデータ転送のみならずカートリッジ側の電源手段を充電する際にも利用されるため、画像形成装置本体とカートリッジとの間の配線本数を減少させることが可能となる。
【００１２】
また、電源手段に充電された電気エネルギーによってカートリッジは作動し、記憶媒体に対してアクセス可能な状態（アクセス可能状態）となる。一方、画像形成装置本体側からカートリッジ側への充電を停止すると、電源手段への充電が行われず、カートリッジの記憶媒体はアクセス不可状態となる。このように、画像形成装置本体側でカートリッジの記憶媒体がアクセス可能状態／アクセス不可状態に切換制御される。
この発明にかかる画像形成装置は、請求項１に記載の記憶媒体付カートリッジを複数個画像形成装置本体に対して着脱自在である画像形成装置であって、上記目的を達成するために、複数の記憶媒体付カートリッジのそれぞれは互いに異なる固有コードをそれぞれが有する不揮発性メモリに記憶するとともに、複数の記憶媒体付カートリッジが画像形成装置本体に装着されると、共通信号線と共通ＧＮＤ線とを有するコネクタにより他のカートリッジと並列的に画像形成装置本体と電気的に接続されて画像形成装置本体との間でデータ転送を行う一方、画像形成装置本体は、共通信号線を介して複数の記憶媒体それぞれとの間でデータ転送を行うとともに、共通信号線をＨレベルに所定時間維持することで共通信号線を介して複数のコンデンサーを充電する本体側制御手段を備え、複数のカートリッジのそれぞれが有する制御手段および本体側制御手段は、共通信号線を介して双方向非同期通信を行うことで画像形成装置本体と複数のカートリッジそれぞれとの間でのデータ転送を行うとともに、データ転送を行うにあたっては本体側制御手段はカートリッジの有する不揮発性メモリに記憶されている固有コードを読み出すとともに該固有コードに基づいてデータ転送を行うカートリッジを特定し、双方向非同期通信は所定の１タイムスロットで１ビットのデータを転送可能となっており、相互に隣接するタイムスロットの間に信号線をＨレベルに所定時間維持することで画像形成装置本体からコンデンサーに電気エネルギーを充電することを特徴としている。
このように構成された発明は、画像形成装置本体に着脱自在な複数のカートリッジのそれぞれが互いに異なる固有コードを記憶している。よって、該固有コードに基づいて複数のカートリッジのそれぞれを特定することが可能となり、これら複数のカートリッジを一つのコネクタに並列に接続することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明にかかる画像形成装置の一の実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号が装置本体１のメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１からの指令に応じてエンジンコントローラ１２がエンジン部Ｅの各部を制御して複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシートに画像信号に対応する画像を形成する。
【００１４】
このエンジン部Ｅでは、６つのカートリッジ：(a)感光体カートリッジ２；(b)イエロー用現像カートリッジ３Ｙ；(c)マゼンタ用現像カートリッジ３Ｍ；(d)シアン用現像カートリッジ３Ｃ；(e)ブラック用現像カートリッジ３Ｋ；および(f)定着カートリッジ４が装置本体１に対して着脱自在となっている。そして、すべてのカートリッジ２，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ，４が装置本体１に装着された状態で、感光体カートリッジ２の感光体２１が図１の矢印方向に回転するとともに、その感光体２１の周りにその回転方向に沿って、帯電部２２、４色の現像器（現像カートリッジ３Ｙ、３Ｍ，３Ｃ，３Ｋのそれぞれに設けられた現像器）およびクリーニング部２３がそれぞれ配置される。
【００１５】
６つのカートリッジ２，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ，４のうち感光体カートリッジ２には感光体２１、帯電部２２およびクリーニング部２３が収容されており、これらを一体的に装置本体１に対して着脱自在となっている。また、帯電部２２は枠体２４に対して回転自在に支持されながら感光体２１に接触して感光体２１の表面を帯電させる帯電ローラ２２１を有している。また、この帯電部２２では、帯電ローラ２２１の表面を清掃するための清掃部材２２２が設けられている。この清掃部材２２２は保持部材によって上下左右方向に移動自在に保持されるとともに、常時バネ部材２２３によって帯電ローラ２２１から離間する方向に付勢されている。そして、清掃処理が必要となると、図示を省略する駆動機構によって清掃部材２２２がバネ部材２２３の付勢力に抗して帯電ローラ２２１の表面に移動接触して清掃処理を実行する。
【００１６】
また、この感光体カートリッジ２には、感光体２１の回転方向における帯電部２２の上流側にクリーニングブレード２３１が枠体２４に固着されてクリーニング部２３が構成されており、一次転写後に感光体２１の外周面に残留付着しているトナーを掻き落とす。こうして、感光体２１の表面クリーニングを行っている。
【００１７】
このように構成された感光体カートリッジ２には、電子モジュール５が取付けられており、感光体カートリッジ２を装置本体１に装着すると、図２に示すようにコネクタ１３Ａを介して装置本体１のエンジンコントローラ１２と電気的に接続され、エンジンコントローラ１２との間でデータ転送を行い、感光体カートリッジ２の消耗品管理を行う。なお、電子モジュール５の詳細およびデータ転送方法などについては、後で詳述する。
【００１８】
この画像形成装置では、図１に示すように、帯電部２２によって帯電された感光体２１の外周面に対して、露光ユニット６からレーザ光Ｌが照射される。この露光ユニット６はエンジンコントローラ１２からの画像信号に応じてレーザ光Ｌを感光体２１上に走査露光して感光体２１上に画像信号に対応する静電潜像を形成する。
【００１９】
こうして形成された静電潜像は４つの現像器のうちの一の現像器によって現像されて感光体２１上の静電潜像が顕在化される。各現像器は各色毎に対応する現像カートリッジに組み込まれている。例えば、イエロー用現像カートリッジ３Ｙはイエロー用現像器３１Ｙとイエロー用トナーカートリッジ３２Ｙとで構成されており、イエロー用現像カートリッジ３Ｙを装置本体１の所定位置に装着すると、エンジンコントローラ１２によってイエロー用現像器３１Ｙを感光体２１に対して離当接制御することができるように構成されている。
【００２０】
また、このイエロー用現像カートリッジ３Ｙは装置本体１に対して着脱自在となっており、必要に応じて一旦イエロー用現像カートリッジ３Ｙを取外し、別の現像カートリッジを装着することが可能となっている。また、取外したイエロー用現像カートリッジ３Ｙにトナーを補充した後、再度装置本体１に装着することも可能であり、この実施形態では、次のようにしてトナー補充を行う。まず、この現像カートリッジ３Ｙからイエロー用トナーカートリッジ３２Ｙをさらに取外してカートリッジ３２Ｙ内にイエロートナーを補充した後、イエロー用現像器３１Ｙに再装着することでトナー補充を行うことができる。なお、このイエロー用トナーカートリッジ３２Ｙには、感光体カートリッジ２と同様に、電子モジュール５が取付けられており、カートリッジ装着によって図２に示すようにコネクタ１３Ｂを介して装置本体１のエンジンコントローラ１２と電気的に接続され、エンジンコントローラ１２との間でデータ転送を行い、イエロー用現像カートリッジ３Ｙの消耗品管理を行う。
【００２１】
その他のトナー色についても、イエロー色の場合と全く同様に構成されており、コネクタ１３Ｂを介してエンジンコントローラ１２と電気的に接続され、エンジンコントローラ１２とのデータ転送が可能となっている。このように、この実施形態では、現像カートリッジ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋについては１つのコネクタ１３Ｂに介してエンジンコントローラ１２に対して並列接続されており、後述するように電子モジュール５の固有コード（ＲＯＭコード）と対応つけながらコネクタ１３Ｂを介してデータ転送する。
【００２２】
現像部で現像されたトナー像は、ブラック用現像器３１Ｋとクリーニング部２３との間に位置する一次転写領域Ｒ1で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写され、また適当なタイミングで中間転写ベルト７１に転写された中間トナー像はシートに二次転写される。例えば、カラー画像をシートに転写する場合には、感光体２１上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー像を形成するとともに、カセット等からシートを取出して二次転写領域Ｒ2に搬送する。そして、このシートに、カラー像を二次転写してフルーカラー画像を得る。また、モノクロ画像をシートに転写する場合には、感光体２１上のブラックトナー像のみを中間転写ベルト７１上に形成し、カラー画像の場合と同様にして二次転写領域Ｒ2に搬送されてきたシートに転写してモノクロ画像を得る。
【００２３】
そして、転写ユニット７によってトナー像が転写されたシートは、所定の給紙経路（１点鎖線）に沿って二次転写領域Ｒ2の下流側で装置本体１に装着された定着カートリッジ４に搬送され、搬送されてくるシート上のトナー像をシートに定着する。そして、当該シートはさらに給紙経路に沿って排出トレイ（図示省略）やマルチビンユニットなどの後処理装置（図示省略）に搬送される。なお、この定着カートリッジ４にも、感光体カートリッジ２や現像カートリッジ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋと同様に、電子モジュール５が取付けられており、カートリッジ装着によって図２に示すようにコネクタ１３Ｃを介して装置本体１のエンジンコントローラ１２と電気的に接続され、エンジンコントローラ１２との間でデータ転送を行い、定着オイルなどの消耗品管理を行う。
【００２４】
次に、上記のように構成された画像形成装置を制御する制御構成について図２ないし図５を参照しながら説明する。この画像形成装置の装置本体１側には、メインコントローラ１１とエンジンコントローラ１２とが設けられている。これらのうちメインコントローラ１１は、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令（印字要求内容を示す信号）を受信すると、エンジン部Ｅの各部の動作指示に適した形式のジョブデータ（印字情報）に変換し、エンジンコントローラ１２に与える。
【００２５】
このエンジンコントローラ１２は、ＣＰＵ１２１、ＥＥＰＲＯＭ１２２および通信回路１２３などを備えており、メインコントローラ１１から与えられたジョブデータに応じてエンジン部Ｅの各部を制御している。また、エンジンコントローラ１２から２本の信号線８１，８２が感光体カートリッジ２、現像カートリッジ群および定着カートリッジ４に向けて設けられるとともに、これらに１対１で対応してコネクタ１３Ａ〜１３Ｃが設けられている。そして、各カートリッジ２，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ，４が装置本体１に装着されると、対応するコネクタ１３Ａ〜１３Ｃを介して電子モジュール５とエンジンコントローラ１２とが電気的に接続され、信号線８１を介した双方向非同期通信によるデータ転送が行われ、エンジンコントローラ１２は各カートリッジ２，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ，４の使用状態を管理制御する。なお、もう一方の信号線８２は各カートリッジ２，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ，４に接地電位を与えるＧＮＤ用信号線である。
【００２６】
この双方向非同期通信を行うために、エンジンコントローラ１２の通信回路１２３は３つの送受信チャンネルを有しており、その各々では図３に示すように送信部Ｔxはオープンコレクタ構造のバッファアンプ１２３Ｔを介して信号線８１と接続されるとともに、この信号線８１はバッファアンプ１２３Ｒを介して受信部Ｒxと接続されている。なお、信号線８１は電源Ｖpupにプルアップされている。
【００２７】
一方、各カートリッジ２，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ，４に取り付けられた電子モジュール５は図４に示すように構成されている。図４は電子モジュールの構成を示すブロック図である。この電子モジュール５は、６つの記憶媒体（レーザー処理ＲＯＭ５１、データメモリ５２、データメモリ用中間メモリ５３、アプリケーションレジスタ５４、アプリケーションレジスタ用中間メモリ５５、ステータスメモリ５６）と、記憶媒体を制御する２つの制御回路（１線式バス機能制御回路５７、メモリ機能制御回路５８）と、各部に電気エネルギーを供給するパラサイト電源５９とを備えている。
【００２８】
レーザー処理ＲＯＭ５１は書き換え不可能な不揮発性メモリであり、各電子モジュールごとに固有のＲＯＭコードが記憶されている。このように電子モジュールに対して、いわゆる総背番号制が採用されており、レーザー処理ＲＯＭ５１に記憶されているＲＯＭコードを読み出すことで電子モジュールを一義的に特定することが可能となる。この読取処理については、１線式バス機能制御回路５７がエンジンコントローラ１２から送られてきたＲＯＭ機能コマンドに応じて実行する。
【００２９】
データメモリ５２は読み書き可能な不揮発性メモリ、例えばＥＥＰＲＯＭで構成されており、カートリッジの使用状態を示すデータを記憶する記憶媒体として機能する。このデータメモリ５２へのデータの書き込み、あるいはデータメモリ５２からのデータの読み取りに際しては、データメモリ用中間メモリ５３がバッファとなる。
【００３０】
アプリケーションレジスタ５４はプログラミング（書き込み）可能な６４ビットのレジスタであり、アプリケーションレジスタ用中間メモリ５５を介して書込／読取を実行可能となっている。
【００３１】
ステータスメモリ５６は上記したアプリケーションレジスタ５４への書き込みが行われているか否かを示すデータを保持する８ビットのメモリであり、この実施形態ではアプリケーションレジスタ５４への書込が実行されていない時にはステータスメモリ５６は「ＦＦｈ」を、また書込が実行されている時にはステータスメモリ５６は「ＦＣｈ」を記憶している。
【００３２】
これらの書込み可能な記憶媒体へのデータの書込／読取はメモリ機能制御回路５８によって行われる。すなわち、エンジンコントローラ１２から電子モジュール５にメモリ機能コマンドが送られてくると、メモリ機能制御回路５８がデータメモリ用中間メモリ５３、アプリケーションレジスタ５４あるいはステータスメモリ５６に対する読み書き動作を実行する。
【００３３】
上記のように動作するために必要なる電気エネルギーについては、パラサイト電源５９より供給される。このパラサイト電源５９は図５に示すように逆流防止素子５９１とコンデンサ５９２とで構成されている。この逆流防止素子５９１の一方端は信号線８１に接続されるとともに、他方端はコンデンサ５９２の一方端に接続されており、信号線８１からコンデンサ５９２に電流が流れる一方、その反対を規制している。なお、このコンデンサ５９２の他方端は接地されている。したがって、信号線８１がアクティブでない時に、この信号線８１をＨレベル（Ｖpupレベル）に維持しておくと、その間、コンデンサ５９２に電荷が蓄積されて電子モジュール各部への電気エネルギーの供給が可能となる。このようにパラサイト電源５９は充電機能を備えた本発明の「電源手段」に相当する。また、信号線８１がアクティブでない時に、この信号線８１をＬレベル（ＧＮＤレベル）に維持すると、電子モジュール５はＯＦＦ状態となる。
【００３４】
このように、エンジンコントローラ１２はカートリッジの使用状態を確認する必要がない場合には信号線８１をＬレベルに維持するだけで電子モジュール５をＯＦＦ状態、つまり記憶媒体に対してアクセスすることができないアクセス不可状態に切り換えることができ、電子モジュール５の誤作動を防止することができる。もちろん、従来例においても、電源供給を停止させれば同様の効果が得られるが、データ転送用の信号線の他に電源供給用の信号線を独立して制御する必要があり、その分だけ制御回路が複雑になるという問題がある。これに対して、この実施形態では専用の制御回路を設けることなく、単にデータ転送用の信号線８１を介して電子モジュール５に与える信号レベルを制御することによって電子モジュール５のＯＮ／ＯＦＦ制御することができ、簡素な構成で電子モジュール５の誤動作を確実に防止することができる。なお、そのＯＮ／ＯＦＦ制御を含めて上記のように構成された画像形成装置の動作については、次に詳述する。
【００３５】
図６は、エンジンコントローラと電子モジュールとの間で行われる双方向非同期通信の基本動作を示す図である。画像形成装置のメイン電源が投入されたり、装置本体１のカバー（図示省略）が開閉されると、エンジンコントローラ１２は図６の基本動作を１回あるいは複数回繰り返してエンジンコントローラ１２から電子モジュールへのコマンドの送信、相互間でのデータ転送などを実行する。
【００３６】
双方向通信を開始する場合、図６の基本動作に移る前に、エンジンコントローラ１２は信号線８１をプルアップＶpupによるＨレベルにする。これによって、パラサイト電源５９のコンデンサ５９２に電荷が蓄積され、パラサイト電源５９から電子モジュール５に電源供給されて、電子モジュール５との双方向通信が可能となる。また、記憶媒体はアクセス可能となる。このように信号線８１を介してデータ転送を行うアクティブ状態に至る前に、充電信号（Ｈレベルが継続する信号）が信号線８１を介してパラサイト電源５９に与えられている。
【００３７】
まず最初にステップＳ１で初期化処理を実行する。この初期化処理では、エンジンコントローラ１２の通信回路１２３は信号線８１を介してリセットパルスを電子モジュール５に与える。具体的には、エンジンコントローラ１２はリセットパルスを送信するために、図７に示すように、信号線８１の電圧レベルをＨレベルからＬレベルに立ち下げ、所定のリセットパルス出力期間（例えば数百μｓ程度）以上だけＬレベルに維持した後、Ｈレベルに戻す。
【００３８】
一方、リセットパルス出力が終了し、信号線８１のＨレベルへの立ち上がりエッジを基準として電子モジュール５は所定のプレゼンスパルス出力期間に信号線８１の電圧レベルを数十〜数百μｓの間だけＬレベルに立ち下げ、これをプレゼントパルスとしてエンジンコントローラ１２に送信する。
【００３９】
そして、エンジンコントローラ１２がこのプレゼンスパルスを検出すると、初期化処理が完了し、エンジンコントローラ１２は電子モジュール５にＲＯＭ機能コマンドを発行する（ステップＳ２）。このＲＯＭ機能コマンドは、これ以降に行う処理の対象となる電子モジュール５を指定コマンドであり、その１つとして例えば「Ｒｅａｄ  ＲＯＭ」という８ビットのコマンドがある。このコマンドは信号線８１に接続されている電子モジュール５の固有コードであるＲＯＭコードを読み取るコマンドであり、図８に示すように通信回路１２３の送信部Ｔxから１タイムスロットごとに当該コマンドに対応するビットデータを書込み、合計８ビット分電子モジュール５に送信している。これを受けた１線式バス機能制御回路５７はレーザー処理ＲＯＭ５１に記憶されているＲＯＭコードを読取り、図９に示すように１タイムスロットごとに１ビットのデータ「０」または「１」を信号線８１を介して通信回路１２３の受信部Ｒxに送信している。こうして、エンジンコントローラ１２は電子モジュール５のＲＯＭコードを読み出す。なお、データの書込みおよび読取り処理については後で図８および図９を参照しながら詳述する。
【００４０】
ＲＯＭ機能コマンドが完了すると、必要に応じてメモリ機能コマンドを実行する（ステップＳ３）。このメモリ機能コマンドは、ＲＯＭ機能コマンドによって特定された電子モジュール５に対する処理コマンドであり、その１つとして例えば「Ｒｅａｄ  Ｍｅｍｏｒｙ」という８ビットのコマンドがある。このコマンドはデータメモリ５２に記憶されている全データをデータメモリ用中間メモリ５３にコピーするコマンドであり、図８に示すように通信回路１２３の送信部Ｔxから１タイムスロットごとに当該コマンドに対応するデータを書込み、合計８ビット分電子モジュール５に送信している。これを受けたメモリ機能制御回路５８はデータメモリ５２中の全データのデータメモリ用中間メモリ５３へのコピーを実行する。
【００４１】
ＲＯＭ機能コマンド（ステップＳ２）の完了、メモリ機能コマンド（ステップＳ３）の完了、あるいはこれらのコマンド実行中にコマンドキャンセルとなると、ステップＳ４に進む。そして、このステップＳ４では、エンジンコントローラ１２の通信回路１２３が信号線８１を介してリセットパルスを電子モジュール５に与える。これによって、一連の処理を終了する。
【００４２】
次に、図８および図９を参照しながら、データの書込みおよび読取り処理について説明する。データを電子モジュール５に書き込む場合、この実施形態では通信回路１２３の送信部Ｔxが信号線８１の電圧レベルをＬレベルに立ち下げることをスタート条件とし、その後、信号線８１の電圧レベルが再度Ｈレベルに立ち上げられるタイミングによって「１」または「０」を規定している。すなわち、「１」を書き込む際には図８（ａ）に示すように比較的早い段階（データ決定段階）でＨレベルに立ち上げる一方、「０」を書き込む際には同図（ｂ）に示すようにデータ決定段階においてもＬレベルに維持し、１タイムスロットの最終段階でＨレベルに立ち上げる。これによって、電子モジュール５は上記データ決定段階後に所定のカートリッジ側サンプリング期間における信号線８１の電圧レベルに基づき１ビットのデータを判読している。
【００４３】
また、電子モジュール５からデータを読み取る場合、この実施形態では通信回路１２３の送信部Ｔxが信号線８１の電圧レベルをＬレベルに立ち下げることをスタート条件とし、その後、信号線８１の電圧レベルが再度Ｈレベルに立ち上げられるタイミングによって「１」または「０」を規定している。すなわち、「１」を読み取る際には図９（ａ）に示すように比較的早い段階（データ決定段階）でＨレベルに立ち上げる一方、「０」を書き込む際には同図（ｂ）に示すようにデータ決定段階においてもＬレベルに維持し、１タイムスロットの中間手前段階でＨレベルに立ち上げる。これによって、通信回路１２３は上記データ決定段階後に所定の本体側サンプリング期間における信号線８１の電圧レベルに基づき１ビットのデータを判読している。
【００４４】
さらに、この実施形態では、パラサイト電源５９を電子モジュール５の電源としていることから、書込時および読取時のいずれにおいても１タイムスロットの完了後、次の１タイムスロットを実行する前にパラサイト電源５９の充電に必要な準備期間だけを信号線８１をＨレベル、つまりプルアップ電源レベルに維持している。こうすることでパラサイト電源５９はアクティブ時においては常時電子モジュール５を作動させるのに必要な電気エネルギーを確保する。このように、この実施形態では、エンジンコントローラ１２は準備期間に充電信号を信号線８１を介して電子モジュール５側に送信し、これによって電子モジュール５の作動電源を確保している。
【００４５】
以上のように、この実施形態では、信号線８１はエンジンコントローラ１２と電子モジュール５との間でデータ転送を行うのみならず、エンジンコントローラ１２から電子モジュール５に対する充電信号の送信線としても機能している。このため、少ない信号線の本数で、装置本体１に対して着脱自在なカートリッジ２，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ，４に取付けられた電子モジュール５と、装置本体１のエンジンコントローラ１２との間でデータ転送を行うことができ、その結果、装置内での配線の引き回しを容易に、しかも装置コストを低減させることができる。
【００４６】
また、エンジンコントローラ１２からカートリッジ側への充電信号の送信／停止によって電子モジュール５のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り換えて、カートリッジの記憶媒体をアクセス可能状態とアクセス不可状態とに切換制御することができ、簡単な構成で記憶媒体の状態を切換制御することができる。特に、記憶媒体にアクセスする必要がない時には、アクセス不可状態にすることで誤動作を防止することができる。
【００４７】
なお、上記実施形態では、信号線８２によってカートリッジ側に接地電位を供給しているが、かかる信号線８２を設けることは本発明の必須構成要件ではなく、カートリッジを装置本体１に装着したときにカートリッジの一部が装置本体１に当接して装置本体１から接地電位が与えられるように構成してもよく、この場合、信号線８１のみによって装置本体１とカートリッジとを電気的に接続し、データ転送を行うことができる。また、データ転送用の信号線の本数は１本に限定されるものではなく、次に説明するように、別の信号線を１本以上さらに設け、複数本の信号線によって装置本体１とカートリッジとの間で双方向通信を行うようにしてもよい。
【００４８】
図１０はこの発明にかかる画像形成装置の他の実施形態を示す図である。また、図１１は図１０の画像形成装置における通信回路と信号線との接続関係を示す図である。この実施形態が先に説明した実施形態（図１および図２）と大きく相違する点は、２本の信号線８１，８３を用いて装置本体側とカートリッジ側とで双方向通信を行っている点であり、その他の構成は全く同一である。
【００４９】
この実施形態では、信号線８１のほかに別の信号線８３がデータ転送用として設けられているが、信号線８１については先の実施形態と同様にデータ転送用としてのみならず、充電信号の送信用としても機能している。このため、先の実施形態と同様の効果を有することは明らかである。この実施形態では、信号線８１が本発明の「第１信号線」として機能し、信号線８３が本発明の「第２信号線」として機能する。なお、双方向通信用にさらに別の第２信号線が付加された場合にも、第１信号線たる信号線８１がデータ転送用および充電信号送信用の機能を有することで上記と同様の作用効果を有する。
【００５０】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、電子モジュール５の電源としてコンデンサ５９２を用いているが、これ以外に信号線８１を介して与える充電信号によって電気エネルギーを貯蔵することができる二次電池を用いてもよく、要は電子モジュール５の電源として充電可能な電源手段を設ければよい。
【００５１】
また、上記実施形態では、図２に示すように記憶媒体５１〜５６、制御回路５７，５８およびパラサイト電源５９を一体化した電子モジュール５を各カートリッジに取付けているが、一体化電子モジュールを用いることが本発明の必須構成要件ではなく、例えば記憶媒体と制御回路とを一体化するとともに、電源のみを独立して設けてもよい。また、上記実施形態では記憶媒体として半導体メモリを用いているが、これ以外の記憶媒体を用いてもよいことはいうまでもない。
【００５２】
また、上記実施形態では、６つのカートリッジ２，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ，４を３つのグループに分けて双方向通信しているが、グループの数や分け方などは任意である。また、現像カートリッジ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋについては、現像器３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋに対してトナーカートリッジ３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋをそれぞれ着脱自在に構成しているが、現像器とトナーカートリッジとを一体化しておいてもよいことはいうまでもない。
【００５３】
また、上記実施形態では、感光体ユニット、現像器および定着ユニットをそれぞれカートリッジ化しているが、カートリッジ化する箇所についてはこれらに限定されるものではなく、これらの一部のみをカートリッジ化したり、逆に他の箇所もカートリッジ化するようにしてもよい。
【００５４】
なお、上記実施形態にかかる画像形成装置は、ホストコンピュータなどの外部装置より与えられた画像を複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシートに印字するプリンタであるが、本発明は複写機やファクシミリ装置などを含め、装置本体に対してカートリッジを着脱して画像を形成する画像形成装置全般に適用することができる。また、カラー画像を形成する画像形成装置に限定されるものではなく、モノクロ画像を形成する画像形成装置であっても、装置本体に対してカートリッジを着脱する画像形成装置であれば、本発明を適用することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、第１信号線を介して画像形成装置本体とカートリッジの記憶媒体との間でデータ転送を行うとともに、第１信号線を介して画像形成装置本体側から送られてくる充電信号によって電源手段に電気エネルギーを充電し、この充電した電気エネルギーによってカートリッジに設けられた制御手段および記憶媒体を作動させるように構成しているので、次のような効果が得られる。
【００５６】
まず、第１信号線がデータ転送のみならずカートリッジ側への充電信号の送信にも利用されるため、画像形成装置本体とカートリッジとの間の配線本数を減少させることができ、その結果、画像形成装置内での配線を容易にし、しかも装置コストを低減させることができる。
【００５７】
また、画像形成装置本体側からカートリッジ側への充電信号の送信／停止によってカートリッジの記憶媒体をアクセス可能状態とアクセス不可状態とに制御することができ、簡単な構成で記憶媒体の状態を制御することができる。特に、記憶媒体にアクセスする必要がない時には、アクセス不可状態にすることで誤動作を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる画像形成装置の一の実施形態を示す図である。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】通信回路と信号線との接続関係を示す図である。
【図４】電子モジュールの構成を示すブロック図である。
【図５】パラサイト電源の構成を示す図である。
【図６】図１の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】処理化処理における信号線の電圧レベル変化を示す図である。
【図８】書込み動作における信号線の電圧レベル変化を示す図である。
【図９】読取り動作における信号線の電圧レベル変化を示す図である。
【図１０】この発明にかかる画像形成装置の他の実施形態を示す図である。
【図１１】図１０の画像形成装置における通信回路と信号線との接続関係を示す図である。
【符号の説明】
１…装置本体
２…感光体カートリッジ
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ…現像カートリッジ
４…定着カートリッジ
５…電子モジュール
１２…エンジンコントローラ（本体側制御手段）
３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋ…トナーカートリッジ
５１…レーザー処理ＲＯＭ（記憶媒体）
５２…データメモリ（記憶媒体）
５３…データメモリ用中間メモリ（記憶媒体）
５４…アプリケーションレジスタ（記憶媒体）
５５…アプリケーションレジスタ用中間メモリ（記憶媒体）
５６…ステータスメモリ（記憶媒体）
５７…１線式バス機能制御回路（カートリッジ側制御手段）
５８…メモリ機能制御回路（カートリッジ側制御手段）
５９…パラサイト電源（電源手段）
８１…（第１）信号線
８３…（第２）信号線
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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