(57)【要約】【課題】膨大となる画像形成装置の入力線を削減でき、画像形成システム構成が変更になった場合でも信号線数を増大させることなく対応できるよう汎用性を持たせコスト高を抑えられる。【解決手段】画像形成装置を構成する複数の構成部材の稼動状態を検出した検出結果や画像形成装置の内外における各種検出センサの検出結果を含む検出データを出力する複数の検出手段を有する。本発明は、検出データを画像形成制御手段へ供給する１つのデータ線と、複数の検出手段のうち１つの検出手段を特定する識別信号を画像形成制御手段から供給する１つの識別信号線と、識別信号の有効期間と検出データの有効期間を特定する期間信号を画像形成制御手段から供給する１つの期間信号線と、識別信号と期間信号に基づき該当する検出手段を識別し、識別した検出手段の検出データのみを有効として画像形成制御手段にデータ線を介して供給する検出識別制御手段とを設けた。【選択図】  図１
2008012830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置を構成する複数の構成部材の稼動状態を検出した検出結果や画像形成装置の内外における各種検出センサの検出結果を含む検出データを出力する複数の検出手段を有する画像形成装置において、
前記検出データを画像形成制御手段へ供給する１つのデータ線と、
複数の前記検出手段のうち１つの検出手段を特定する識別信号を前記画像形成制御手段から供給する１つの識別信号線と、
前記識別信号の有効期間と前記検出データの有効期間を特定する期間信号を前記画像形成制御手段から供給する１つの期間信号線と、
前記識別信号及び前記期間信号に基づいて該当する前記検出手段を識別し、識別して該当する前記検出手段の検出データのみを有効として画像形成制御手段に前記データ線を介して供給する検出識別制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検出識別制御手段は、前記識別信号を有効にした後、前記識別信号により識別されて該当する前記検出手段の検出データのみを有効とすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記検出識別制御手段は、前記識別信号が有効となる一定期間内における前記識別信号のパルス数を計数することで、該当する前記検出手段を識別することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記識別信号が有効となる期間の長さは任意であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
１つのデータ線を共有する前記検出手段の数により、前記識別信号及び前記検出データを特定する期間の長さを可変することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記検出識別制御手段は、アナログ検出手段が出力するアナログ検出信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータと、データ有効期間における識別信号を有効にする論理回路を設け、識別する前記アナログ検出手段の検出データとして前記論理回路により複数ビットの検出データを有効したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記データ線、前記識別信号線及び前記期間信号線とから成る１組の信号線束と、前記検出識別制御手段とを有する検出データ制御手段を、前記検出手段が設置される場所毎、機能毎又はユニット毎に分けて、複数設けることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つの信号線に複数の信号を載せて多重化することで、信号線数を削減した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は画像形成装置の基本的なエンジン周りのシステム構成の一例を示すブロック図である。同図に示す画像形成装置における装置本体内において、ＣＰＵ７１を有する画像形成制御手段７０には、複数の着脱ユニットとして、現像ユニット７２、感光体ユニット７３、中間転写ユニット７４、定着ユニット７５、給紙ユニット７６が接続されている。これらの着脱ユニットと装置本体との着脱状態を示す信号が、各ユニットに対して設けられた検出手段からの入力信号としてそれぞれ個別に入力される。他の入力信号としては、装置内外の温湿度を検出するための温湿度センサ７７、画像形成時に駆動される接離機構並びに記録媒体などの位置／状態情報を検出するための接離センサ７８、あるいはトナー濃度検出センサ７９などの検出手段からの検出信号がある。紙サイズを検出する紙サイズ検出センサ８０や給紙カセットセンサなどは信号線が複数ビットにもなり、信号線数を大きく増大させる。図示していないが、高圧電源からのフィードバック信号等もある。なお、出力手段としては、図示していないが、機構系を駆動するためのモータやクラッチ/ソレノイド等がそれぞれ接続されている。
【０００３】
ところで、カラー化や高性能／多機能化で、これらセンサの信号線数は増大する傾向にある。また、これら検出手段を使用するには、検出結果信号(データ信号)のほかに電源供給も必要となる。これら多数の検出手段からの各検出信号を、ＣＰＵ７１を有する画像形成制御手段７０に入力するために、多数の信号線及び電源線が必要であり、画像形成制御手段７０が大型化してしまう。また、画像形成制御手段７０は、これら着脱ユニットや各種検出手段とは離れた位置に設置されるため、多数の信号線並びに信号線が装置内を這いまわり、装置の簡素化／小型化並びに低コスト化に対する大きな障壁となっている。
【０００４】
そこで、これらの問題点を解決するために従来よりいくつかの提案がなされている。その一つとしての特許文献１には、着脱ユニットに、シリアルバスで接続されるＩ／Ｏエクスパンダを設けて、このＩ／Ｏエクスパンダの入力ポートの状態により着脱ユニットの種類を識別する制御手段を有する画像形成装置が記載されている。このＩ／Ｏエクスパンダの入力ポートの状態によりユニットの種類を識別することでユニットと装置本体の接続信号線を少なくしている。
【特許文献１】特開２００２−２５８６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１によれば、一つの着脱ユニット当り信号線は電源線、データ線、クロック線、接地線であり、装置全体から見た信号線の削減において未だ不十分であった。また、システム構成(入出力手段の数)が変更となると、それに適した制御手段が必要となり、コスト高につながる。
【０００６】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、複数の検出手段からの検出データを１つの信号線に載せることで膨大となる画像形成装置の入力線を削減でき、更に検出手段の識別信号に冗長性を設けておくことで画像形成システム構成が変更になった場合でも信号線数を増大させることなく対応できるよう、汎用性を持たせ、コスト高を抑えることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記問題点を解決するために、画像形成装置を構成する複数の構成部材の稼動状態を検出した検出結果や画像形成装置の内外における各種検出センサの検出結果を含む検出データを出力する複数の検出手段を有する、本発明の画像形成装置において、検出データを画像形成制御手段へ供給する１つのデータ線と、複数の検出手段のうち１つの検出手段を特定する識別信号を画像形成制御手段から供給する１つの識別信号線と、識別信号の有効期間と検出データの有効期間を特定する期間信号を画像形成制御手段から供給する１つの期間信号線と、識別信号及び期間信号に基づいて該当する検出手段を識別し、識別して該当する検出手段の検出データのみを有効として画像形成制御手段にデータ線を介して供給する検出識別制御手段とを設けたことに特徴がある。よって、簡単な構成で、画像形成装置が必要とする入力線数を削減できる。
【０００８】
また、検出識別制御手段は、識別信号を有効にした後、識別信号により識別されて該当する検出手段の検出データのみを有効とする。よって、識別した検出手段の検出結果を確実に取得できる。
【０００９】
更に、検出識別制御手段は、識別信号が有効となる一定期間内における識別信号のパルス数を計数することで、該当する検出手段を識別することにより、簡単な構成で、複数の検出手段から該当する検出手段を識別できる。
【００１０】
また、識別信号が有効となる期間の長さは任意であることにより、共有化する検出手段の数が増えても、効率良く識別できる。
【００１１】
更に、１つのデータ線を共有する検出手段の数により、識別信号及び検出データを特定する期間の長さを可変することにより、共有化する検出手段の数が増えても、効率良く識別できる。
【００１２】
また、検出識別制御手段は、アナログ検出手段が出力するアナログ検出信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータと、データ有効期間における識別信号を有効にする論理回路を設け、識別するアナログ検出手段の検出データとして論理回路により複数ビットの検出データを有効した。よって、複数ビットを有する検出信号を、共有化しても識別できる。
【００１３】
更に、データ線、識別信号線及び期間信号線とから成る１組の信号線束と、検出識別制御手段とを有する検出データ制御手段を、検出手段が設置される場所毎、機能毎又はユニット毎に分けて、複数設けることにより、画像形成動作に支障を与えることなく、確実に検出結果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の画像形成装置によれば、複数の検出手段からの検出データを１つの信号線に多重化することで膨大となる画像形成装置の入力線を削減でき、更に検出手段の識別信号に冗長性を設けておくことで画像形成システム構成が変更になった場合でも信号線数を増大させることなく対応できるよう、汎用性を持たせ、コスト高を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明の一実施の形態例に係る画像形成装置の着脱ユニット検出識別回路の構成を示すブロック図である。同図に示すように、複数の検出手段１１−１〜１１−ｎ（ｎは正の整数）のそれぞれが検出すべき対象の状態を検出した結果の２値信号(１または０)のデータ１〜ｎが、複数の検出手段近傍に設置された検出識別制御手段１２に入力される。図１に図示していないが、各検出手段１１−１〜１１−ｎには検出識別制御手段１２から電源も供給される。検出識別制御手段１２には、画像形成装置のエンジン周りの制御を司る画像形成制御手段１３から識別信号と期間信号が入力される。また、各検出手段１１−１〜１１−ｎのそれぞれの検出結果の２値信号(１または０)のデータ１〜ｎのうち該当するデータが、検出識別制御手段１２を介して１つのデータ線を介して画像形成制御手段１３に供給される。
【００１６】
図２は期間信号により識別信号とデータ信号が有効となる区間を示すタイムチャートである。同図において、期間信号は、ある定められた間隔(ｔ１，ｔ２)でパルス(ｐ１,ｐ２,ｐ３)を生成されている。図１の検出識別制御手段１２は、生成された期間信号から/Reset信号とDetect信号のゲート信号を生成し、２つのゲート信号から、識別信号が有効となる期間(decode)と、データ信号が有効となる期間(valid)とを特定する。図１の検出識別制御手段１２は、図２のように有効となる期間における識別信号から対象とすべき検出手段を、図１の複数の検出手段１１−１〜１１−ｎから識別し、図２のデータ信号が有効となる期間に該当検出手段の検出結果を図１のデータ線上に出力する。そして、図１の画像形成制御手段１３は、図２の有効期間(valid)に出力されるデータ線上のデータを、該当検出手段の検出結果として取り込み、画像形成動作に反映する。
【００１７】
ここで、図２の期間信号は、パルス信号(ｐ１,ｐ２,ｐ３)を１組として繰り返し出力する。ｐ１とｐ２で定まる期間ｔ１で識別線上の識別信号を有効にした後、ｐ２とｐ３で定まる期間ｔ２でデータ線上のデータを有効にする。ｐ３と次のｐ１との間隔は図１の画像形成制御手段１３の要求によって決まる。図１の各検出手段１１−１〜１１−ｎのそれぞれの検出結果を定期的に取り込む場合には、ある一定の期間として、ｐ１〜ｐ３のパルス列を繰り返し送出する。また、ランダムに必要なときだけ取り込む場合には特にその期間の時間は定めない。
【００１８】
図３は本発明の識別信号と期間信号の関係を示すタイムチャートである。同図において、識別信号の有効期間内に発生する、識別信号のパルス数をカウントすることで、図１の検出識別制御手段１２が識別を要する検出手段１１−１〜１１−ｎの中から、該当する検出手段を識別する。例えば、識別信号が有効期間（１）において識別信号のパルス数がｐｎ１であった場合、検出手段１１−１を識別選択し、有効期間（２）においてパルス数がｐｎ２の場合は検出手段１１−２を選択するというように、図１の検出識別制御手段１２で識別する検出手段を予め定めておく。
【００１９】
図４は図１の検出識別制御手段の構成を示すブロック図である。同図において、コントローラ部４１は、図２及び図３の期間信号を受けると、図２に示すような、/Reset信号、Detect信号を生成する。また、データ線上のデータを有効とするアウトプットイネーブル信号をも生成する。カウンタ部４２は、コントローラ部４１で生成された/Reset信号、Detect信号で定まる、識別信号の有効期間内に、識別線の識別データである、パルス数をカウントし、カウント値をデコーダ部４３へ出力する。複数の検出手段のデータ線が入力されたデコーダ部４３はカウンタ値に従い、複数のデータ線を介して入力されるデータ１〜ｎから予め定められた１つの検出手段のデータを識別選択する。選択されたデータはアウトプットイネーブル信号によってバッファ４４を介して図１の画像形成制御手段１３に接続されたデータ線上に出力される。
【００２０】
ここで、他の識別方法として、パルス数では無く、１つのパルスのパルス幅(Ｐ.Ｗ．Ｍ)を可変して行う方法も考えられるが、この場合検出識別制御手段側にオシレータなどの時間計測装置が必要となる。また、検出識別制御手段側にコンデンサ等の電荷蓄積手段を設け、パルス幅でコンデンサの充電時間をコントロールして、アナログ電圧値から識別する方法も考えられるが、識別する手段の数が大きい場合精度良く確実に識別するのは困難である。複数の信号から１つの信号を選択するのに代表的なマルチプレクサ方式があるが、共有化する信号が増えるに従い識別信号線数が増える。信号線数２のｎ乗に対しｎビット分必要となる。なお、共有する信号数が少ないときは、信号線削減の効果が無い。例えば信号線数が５本の場合、識別線として３ビット必要で、１つはデータ線であるから合計４本となり、１本しか削減できない。
【００２１】
前述したように識別信号を有効とする期間ｔ１は定まった時間としたが、対象とする検出手段に応じて期間ｔ１を任意に設定してもよい。識別信号であるパルスが、少ないパルス数で対象手段を識別できる場合には、識別信号有効期間ｔ１Ｓを短く、パルス数が多い対象手段を識別する場合には、識別信号有効期間ｔ１Ｌを長くする。例えば、検出手段Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃの３つを識別する場合の識別パルス数Ｎａ，Ｎｂ，Ｎｃの関係がＮａ＜Ｎｂ＜Ｎｃであった場合、それぞれの検出手段を識別するための識別信号の有効期間の長さＴａ，Ｔｂ，ＴｃをＴａ＜Ｔｂ＜Ｔｃのようにする。ここでは、識別信号のパルス周期は固定である。
【００２２】
ところで、データ線を共有する検出手段の数が多くなると、定期的に状態を見る必要がある検出手段の場合には問題となる。そこで、定期的に状態を検出する必要のある検出手段を識別する周期が長くなる場合には、識別信号を有効とする期間並びにデータを有効とする時間を、必要とされる周期で検出手段が識別されるように短くする。この場合、識別信号のパルス周期も必要であれば短くする。また、逆に共有する検出手段の数が少ない場合には、識別区間並びにデータ有効期間を充分にとるよう、期間信号を生成して送出する。なお、本実施の形態例では、識別信号のパルス周期は、データ線を共有する検出手段の数に応じて変更する。
【００２３】
図５は図１の検出識別制御手段の別の構成を示すブロック図である。図６は期間信号により識別信号とデータ信号が有効となる区間を示すタイムチャートである。図５において、図４と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。図５に示す検出識別制御手段には、複数のＡＤコンバータ５１−１〜５１−ｍ（ｍは正の整数）と、期間信号で特定されるデータ有効期間における識別信号線の信号(クロック)を有効にする機能を設け、複数のアナログ検出手段（図示せず）の検出結果であるアナログ検出信号１〜ｍをも共有した１つのデータ線で画像形成制御手段が取り込めるようにした。図５に示す検出識別制御手段１２は、複数のＡＤコンバータ５１−１〜５１−ｍと、デコーダ部４３で有効となった検出手段を識別選択する信号に、/Reset信号とDetectの反転信号から成るデータ有効期間を示すアウトプットイネーブル信号との論理積を生成するＡＮＤ回路５２−１〜５２−ｍを設ける。ＡＮＤ回路５２−１〜５２−ｍの各出力をＡＤコンバータ５１−１〜５１−ｍのチップセレクト信号(CS1〜CSm信号)としてＡＤコンバータの１つを識別選択すると同時に、図６に示すデータ有効期間に送出する識別信号(クロック)をＡＤコンバータのシフトクロック(SCLK)として有効とする。ＡＤコンバータ５１−１〜５１−ｍが８ビットの場合には、データ有効期間のデータ線上に識別されたＡＤコンバータの８ビットデータが出力されるように、識別線上にクロックが送出される。
【００２４】
ところで、装置の状態の検出手段には、扉の開閉、各交換(消耗品)ユニットの装着、トナー濃度、記録媒体(紙)の大きさおよび配置等色々あるが、検出手段が配置される場所またはユニットごとにまとめ、複数に分ける。上記のように複数に分けた(まとめた)各々の検出手段群に対して、一組の信号線束(データ線、識別信号線、期間信号線)と検出識別制御手段を設け、検出手段データ制御装置を構成する。例えばトナーカートリッジ部(ユニット)には、トナーカートリッジの装着検出手段の４つ(Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ)とトナーエンド検出手段４つ(Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ)がある。カートリッジの装着検出手段はスイッチで、トナーエンド検出手段はセンサと検出の方式は変わっても、検出結果は共に、５Ｖまたは３．３Ｖなどの２値化信号で同じである。そこで、トナーカートリッジユニット部の上記８つの検出手段を１つの検出手段群としてまとめ、トナーカートリッジユニット内に検出識別制御手段を設け、データ線、識別信号線、期間信号線を接続する。
【００２５】
また、他にも、給紙ユニットには、紙サイズ検出手段、紙残量検出手段および、給紙カセット装着検出手段等複数の検出手段があるが、これらも１つの検出手段群としてまとめ、検出手段データ制御装置の１つとする。上記検出手段が検出する状態は、同時に検出する必要がなく、また画像形成動作途中に検出結果を要求される即時性も必要とされないのでデータ線を共有化することができる。
【００２６】
なお、本発明は上記各実施の形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施の形態例に係る画像形成装置の着脱ユニット検出識別回路の構成を示すブロック図である。
【図２】期間信号により識別信号とデータ信号が有効となる区間を示すタイムチャートである。
【図３】本発明の識別信号と期間信号の関係を示すタイムチャートである。
【図４】図１の検出識別制御手段の構成を示すブロック図である。
【図５】図１の検出識別制御手段の別の構成を示すブロック図である。
【図６】期間信号により識別信号とデータ信号が有効となる区間を示すタイムチャートである。
【図７】画像形成装置の基本的なエンジン周りのシステム構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２８】
１１−１〜１１−ｎ；検出手段、１２；検出識別制御手段、
１３；画像形成制御手段、４１；コントローラ部、４２；カウンタ部、
４３；デコード部、４４；バッファ、
５１−１〜５１−ｍ；ＡＤコンバータ、
５２−１〜５２−ｍ，５３；ＡＮＤ回路。
【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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