(57)【要約】【課題】  信号線の数を増加させることなく給紙装置の着脱状態及び給紙装置に積載される用紙の有無を検出し、更に給紙装置の給紙動作を制御する制御信号を出力する画像形成装置を提供する。【解決手段】  オプション給紙ユニット２００を着脱可能なレーザビームプリンタ１００において、オプション給紙ユニット２００へ＋２４Ｖを供給する＋２４Ｖ生成回路と、接地電圧（ＧＮＤ）を供給する接地電圧供給部と、信号の送受信を行うための信号線Ｌ２と、信号線Ｌ２を介してオプション給紙ユニット２００からの電圧信号が入力される入力状態と、信号線Ｌ２を介してオプション給紙ユニット２００の給紙動作を制御するための制御信号を出力する出力状態を切替え可能なマイコン３０１とを有し、マイコン３０１は、入力状態において入力される電圧信号に基づいてオプション給紙ユニット２００の着脱状態及び積載される用紙Ｐの有無を検出する。【選択図】  図３
2005194045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給紙装置を着脱可能な画像形成装置において、
前記給紙装置へ電源電圧を供給する電源電圧供給部と、
前記給紙装置へ接地電圧を供給する接地電圧供給部と、
前記給紙装置と信号の送受信を行うための信号線と、
前記信号線を介して前記給紙装置からの電圧信号が入力される入力状態と、前記信号線を介して前記給紙装置の給紙動作を制御するための制御信号を出力する出力状態を切替え可能な制御部とを有し、
前記制御部は、前記入力状態において前記給紙装置から入力される前記電圧信号に基づいて前記給紙装置の着脱状態及び前記給紙装置内に積載される用紙の有無を検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記給紙装置は、前記給紙装置内に積載される用紙の有無に応じた検出信号を出力する検出手段を有し、
前記電圧信号は、前記検出信号及び前記接地電圧供給部から供給される接地電圧に応じた信号であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記給紙装置は、前記給紙装置内に積載された用紙を前記画像形成装置へ供給するための給紙手段を有し、
前記給紙手段は前記信号線を介して前記画像形成装置から出力される制御信号に基づいて前記給紙装置内に積載された用紙を給紙することを特徴とする請求項１又２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像形成装置は、前記給紙装置から給紙された用紙を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段に前記用紙を駆動する駆動力を与える駆動手段とを有し、
前記給紙手段は、前記駆動手段からの駆動力を伝達する伝達手段と、前記伝達手段により伝達された駆動力により回転する給紙ローラとを有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記伝達手段はソレノイドであることを特徴とする請求項４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、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から用紙に画像を形成する画像形成装置として例えば、レーザビームプリンタが知られている。
【０００３】
そして、レーザビームプリンタに代表される画像形成装置においては、標準で装備される用紙積載用のカセット（例えば２５０枚の用紙を収納可能）に対して、オプション（追加装置）として給紙ユニット（例えば、５００枚の用紙を収納可能）を装着できるようにすることが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
このような装置においてはレーザビームプリンタがオプションである給紙ユニットの着脱の有無及び給紙ユニット内の用紙の有無を知るために各々に対応した信号をレーザビームプリンタ内のＣＰＵ等からなる制御部に入力する必要があり、それぞれに対してＣＰＵに入力ポートを設ける方法が考えられる。また、オプションとして接続する給紙ユニットには電源が設けられていないことからレーザビームプリンタから電源を供給する電源供給線を設けたり、接地電圧（グランド電圧）を供給する線を設けたり、更には給紙ユニット内の給紙ローラに駆動力を伝えるためのソレノイド等を制御するための制御信号線等を設たりする方法が考えられる。
【特許文献１】特開平７−１４９４５２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、それらすべての信号線をレーザビームプリンタとオプションの給紙ユニットとの間に設けることはコストアップにつながるので必ずしも望ましくない。本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、信号線の数を増加させることなく給紙装置の着脱状態及び給紙装置に積載される用紙の有無を検出し、更に給紙装置の給紙動作を制御する制御信号を出力す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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、給紙装置を着脱可能な画像形成装置において、給紙装置へ電源電圧を供給する電源電圧供給部と、給紙装置へ接地電圧を供給する接地電圧供給部と、給紙装置と信号の送受信を行うための信号線と、信号線を介して給紙装置からの電圧信号が入力される入力状態と、信号線を介して給紙装置の給紙動作を制御するための制御信号を出力する出力状態を切替え可能な制御部とを有し、制御部は、入力状態において給紙装置から入力される電圧信号に基づいて給紙装置の着脱状態及び給紙装置内に積載される用紙の有無を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、信号線の数を増加させることなく給紙装置の着脱状態及び給紙装置に積載される用紙の有無を検出し、更に給紙装置の給紙動作を制御する制御信号を出力する画像形成装置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】
【０００８】
本発明の実施形態について説明する。
【０００９】
図１は、画像形成装置であるレーザビームプリンタ１００及びそれに接続される給紙装置であるオプション給紙ユニット２００の断面図である。
【００１０】
なお、オプション給紙ユニット２００はレーザビームプリンタ１００に着脱可能に構成されている。
【００１１】
まず、レーザビームプリンタ１００を構成する各部分について説明する。
【００１２】
図１において１０１はレーザビームプリンタ１００の本体内に設けられた標準カセットであり、用紙Ｐを積載するためのものである。１０２はトナー像を担持する像担持体である感光ドラムである。１０３は不図示の高電圧電源から電圧を供給される帯電ローラであり、感光ドラム１０２と接しつつ回転することで感光体ドラム１０２の表面を高電圧電源から供給される電圧に応じた所定の帯電電位に帯電するものである。１０４はレーザスキャナユニットであり、ホストコンピュータ等の外部装置から入力される画像情報信号に応じたレーザビームを照射するレーザダイオードとレーザダイオードから照射されるレーザ光を所定の走査範囲でミラー１０５に入力するために回転するポリゴンミラーとを有するものであり、ミラー１０５を介して感光体ドラムにレーザ光を照射することにより、所定電位に帯電された感光ドラム１０２の表面を画像情報信号に応じた静電潜像が形成されるように露光するためのものである。
【００１３】
また、１０６は現像器であり静電潜像が形成された感光ドラム１０２の表面を所定の現像電圧を印加することで現像器１０６内のトナーで静電潜像を現像し、感光ドラム１０２上にトナー像を形成するためのものである。１０７は転写ローラであり、感光ドラム１０２上に形成されたトナー像を用紙Ｐへ転写させるべく不図示の高電圧電源から転写電圧が供給されるものである。１０８は標準カセット給紙ローラであり、標準カセット１０２内に積載される用紙Ｐを１枚ずつ分離しつつ給送して搬送ローラ１０９へ搬送するためのものである。１１０は定着器であり、搬送ローラ１０９を経由して転写ローラ１０７にてトナー像が転写された用紙Ｐを加圧しつつ加熱するものであり、用紙Ｐ上にトナー像を定着させることで用紙Ｐ上に画像を形成するためのものである。そして、１１１は定着器１１０によりトナー像が定着された用紙Ｐを排紙積載するための排紙トレイである。また、１１２は標準カセット用紙有無検知センサであり標準カセット１０１内に用紙Ｐが積載されているか否かを検出するための電圧信号を出力するセンサである。
【００１４】
次に、オプション給紙ユニット２００を構成する各部分について説明する。
【００１５】
図１において２０１はオプション給紙ユニット給紙ローラであり、オプション給紙ユニット２００内に積載される用紙Ｐを１枚ずつ分離しつつ給送して搬送ローラ１０９へ搬送するためのものである。また、２０２はオプション給紙ユニット用紙有無検知センサでありオプション給紙ユニット２００内に用紙Ｐが積載されているか否かを検出するための電圧信号を出力するセンサである。
【００１６】
次に、図２を用いつつレーザビームプリンタ１００及びオプション給紙ユニット２００の駆動構成について説明する。
【００１７】
図２は、レーザビームプリンタ１００及びオプション給紙ユニット２００の駆動構成を示す図である。
【００１８】
図２において１１３はメインモータであり、レーザビームプリンタ１００及びオプション給紙ユニット２００における駆動源となる。具体的にはメインモータ１１３が回転するとレーザビームプリンタ１００における搬送ローラ１０９、感光ドラム１０２、転写ローラ１０７、定着器１１０がそれぞれ駆動力を与えられて回転する。また、１１４、２０３はソレノイドであり、後述するＤＣコントローラによりオン状態／オフ状態を切替えることにより、メインモータ１１３からの駆動力を標準カセット給紙ローラ１０８、オプション給紙ユニット給紙ローラ２０１に対して伝達状態／非伝達状態に切替えるためのものである。ソレノイド１１４、２０３を伝達状態とすることにより、用紙Ｐが搬送ローラ１０９に対して給送される。
【００１９】
なお、図２においてはメインモータ１１３から各部への駆動力の伝達を模式的に示したが、不図示のギア列等を介してメインモータ１１３から各部に駆動力が伝達される。
【００２０】
次に、図３を用いつつレーザビームプリンタ１００及びオプション給紙ユニット２００の回路構成について説明する。
【００２１】
図３はレーザビームプリンタ１００及びオプション給紙ユニット２００の回路構成を示す図である。
【００２２】
そして、図３はレーザビームプリンタ１００とオプション給紙ユニット２００を接続する信号線としてＬ１〜Ｌ３の３つの信号線を有する。
【００２３】
図３において、３００はＤＣコントローラでありレーザビームプリンタ１００の各部を制御するものである。また、３０１はマイコンでありＤＣコントローラ３００がその内部に有するものであり、抵抗３０５と接続されたピンを入力状態と出力状態に切替え可能となっている。マイコン３０１は入力状態であるときは抵抗３０５からの入力電圧信号の電圧レベルがマイコン内部のＡ／Ｄコンバータに入力されてアナログ電圧信号が０Ｖ〜３．３Ｖを例えば２５６段階のデジタル信号に変換することで電圧レベルをデジタル信号として検出することが可能である。また、マイコン３０１は出力状態であるときはマイコン３０１の駆動電圧である＋３．３Ｖを抵抗３０５に対して出力するようセハイレベル（Ｈレベル）に設定される。なお、マイコン３０１を出力状態とすることの意義は後述する。
【００２４】
図３において、３０２はビデオコントローラであり、ホストコンピュータ等の外部装置から入力される画像情報信号を展開処理等するものであり、展開処理した画像情報信号をＤＣコントローラ３００へ送信する。また、３０３は＋３．３Ｖ生成回路、３０４は＋２４Ｖ生成回路でありそれぞれ商用コンセントから入力されるＡＣ電源電圧から＋３．３Ｖ又は＋２４Ｖの直流（ＤＣ）電圧を生成するための回路である。そして、＋３．３Ｖ生成回路はレーザビームプリンタ１００内の制御回路の駆動電圧として利用されるとともに、＋２４Ｖ生成回路はレーザビームプリンタ１００内の各種アクチュエータの駆動電源や不図示の高電圧供給回路における高電圧生成用の電源として利用される。また、＋２４Ｖ生成回路で生成された直流電圧は信号線Ｌ１を介してオプション給紙ユニット２００に対しても供給される。さらにレーザビームプリンタ２００からオプション給紙ユニット２００には信号線Ｌ３を介して接地電圧（グランド電圧）が供給されるよう構成されている。
【００２５】
次に図３におけるオプション給紙ユニット２００内部の回路構成について詳細に説明する。
【００２６】
まず、３０７、３１０はダイオードであり、３０８、３１１、３１２は抵抗であり、３０９はソレノイド駆動用トランジスタである。また３１３、３１４はオプション給紙ユニット用紙有無検知センサ２０２を構成するものであり、それぞれ発光ダイオードと発光ダイオードからの光を受光するフォトトランジスタである。なお、発光ダイオード３１３とフォトトランジスタ３１４の間には用紙Ｐの積載状態により回動可能な遮蔽部材が設けられており、用紙Ｐがオプション給紙ユニット２００に積載されている場合は遮蔽部材によりフォトトランジスタ３１４は非受光状態となり、用紙Ｐがオプション給紙ユニット２００に積載されていない場合はフォトトランジスタ３１４は受光状態となるよう構成されている。そして、信号線Ｌ１を介してレーザビームプリンタ１００から＋２４Ｖの直流電圧がソレノイド２０３、ダイオード３１０のカソード、抵抗３１１に入力されている。また、信号線Ｌ３を介してレーザビームプリンタ１００から接地電圧（グランド電圧）が抵抗３１２、フォトトランジスタ３１４のエミッタ、発光ダイオード３１３のカソードにそれぞれ入力されている。
【００２７】
以上の構成を有するオプション給紙ユニット２００内部の回路の動作を以下の場合に分けて説明する。
【００２８】
（Ａ）マイコン３０１が入力状態となっている場合において
（Ａ−１）レーザビームプリンタ１００にオプション給紙ユニット２００が接続されていない場合
（Ａ−２）レーザビームプリンタ１００にオプション給紙ユニット２００が接続されているが、用紙Ｐが１枚も積載されていない場合
（Ａ−３）レーザビームプリンタ１００にオプション給紙ユニット２００が接続されており、かつ用紙Ｐが積載されている場合
（Ｂ）マイコン３０１が出力状態になっている場合
（Ａ−１）マイコン３０１が入力状態となっている場合において、レーザビームプリンタ１００にオプション給紙ユニット２００が接続されていない場合
この場合は、オプション給紙ユニット２００がレーザビームプリンタ１００に接続されていないことから信号線Ｌ２は開放状態となり図３のＳ１における電圧信号はプルアップのための抵抗３０６を介して入力される＋３．３Ｖとなりマイコン３０１のＡ／Ｄコンバータに入力される。
【００２９】
（Ａ−２）マイコン３０１が入力状態となっている場合において、レーザビームプリンタ１００にオプション給紙ユニット２００が接続されているが、用紙Ｐが１枚も積載されていない場合
この場合は、オプション給紙ユニット２００がレーザビームプリンタ１００に接続されているので、信号線Ｌ２は抵抗３１２及びフォトトランジスタ３１４のエミッタに接続されている。そして、用紙Ｐが１枚も積載されていないので、フォトトランジスタ３１４は受光状態となることから、信号線Ｌ２はフォトトランジスタ３１４を介して信号Ｌ３から供給される接地電圧となるので、マイコン３０１のＡ／Ｄコンバータには０Ｖが入力される。
【００３０】
（Ａ−３）マイコン３０１が入力状態となっている場合において、レーザビームプリンタ１００にオプション給紙ユニット２００が接続されており、かつ用紙Ｐが積載されている場合
この場合は、オプション給紙ユニット２００がレーザビームプリンタ１００に接続されているので、信号線Ｌ２は抵抗３１２及びフォトトランジスタ３１４のエミッタに接続されている。そして、用紙Ｐが積載されているので、フォトトランジスタ３１４は非受光状態となることから、信号線Ｌ２はフォトトランジスタ３１４を介して接地電圧となることはない。信号線Ｌ２のＳ１部には＋３．３Ｖを抵抗３０６と抵抗３１２で分圧した電圧信号が印加される状態となる。抵抗３０６を２２ｋΩ、抵抗３１２を１０ｋΩとすると３．３×１０／（２２＋１０）＝１．０３Ｖがマイコン３０１のＡ／Ｄコンバータに入力される電圧信号となる。
【００３１】
（Ｂ）マイコン３０１が出力状態になっている場合
この場合は、マイコン３０１から抵抗３０５にハイレベルである＋３．３Ｖの電圧信号が出力される状態となる。そうすると、＋３．３Ｖの信号が信号線Ｌ２を介してダイオード３０７へ入力されるとともに、さらに抵抗３０８を介してソレノイド駆動用トランジスタ３０９のベース端子に入力されてソレノイド駆動用トランジスタ３０９がオン状態となる。ソレノイド駆動用トランジスタ３０９がオン状態となると、信号線Ｌ１を介してソレノイド２０３に電流が流れるので、ソレノイド２０３が駆動状態となってオプション給紙ユニット給紙ローラ２０１により用紙Ｐが給送される。
【００３２】
なお、ダイオード３０７は電流が急激に流れる境目となる順方向電圧Ｖｆを利用して、トランジスタ３７をオン状態としにくくする目的のために設けられたものである。すなわち、ダイオード３０７のＶｆ＝０．７Ｖであり、ソレノイド駆動用トランジスタ３０９のベース・エミッタ飽和電圧Ｖｂｅ＝０．７Ｖであるので、ダイオード３０７はアノードの電圧が１．４Ｖ以上とならないと電流が流れないのでソレノイド駆動用トランジスタ３０９はオン状態とならない。そのため、マイコン３０１が入力状態となっていても前述の（Ａ−１）〜（Ａ−３）のいずれの場合でも１．４Ｖを超えることはないので（（Ａ−１）の場合はオプション給紙ユニット２００が接続されていない場合であるから入力電圧が３．３Ｖであってもダイオード３０７のアノードは１．４Ｖを超えない）、ソレノイド２０３は駆動されることない。また、紙無し状態でフォトトランジスタ３１４がオン状態となっても信号Ｓ１が０Ｖとなるため、マイコン３０１を入力状態と出力状態とで切替えるプログラムが誤って出力状態を選択して信号Ｓ１として＋３．３Ｖの電圧信号を出力したとしても、ソレノイド２０３が駆動しないように保護されるという効果もある。
【００３３】
以上説明したように、マイコン３０１が入力状態となっている場合はマイコン３０１のＡ／Ｄコンバータに入力される電圧レベルを検知することで、レーザビームプリンタ１００へのオプション給紙ユニット２００の接続状態及びオプション給紙ユニット２００内の用紙Ｐの有無状態を検出することができる。
【００３４】
以下、図４のフローチャートを用いつつレーザビームプリンタ１００へのオプション給紙ユニット２００の接続状態及びオプション給紙ユニット２００内の用紙Ｐの有無状態の検出フローを説明する。
【００３５】
図４はレーザビームプリンタ１００へのオプション給紙ユニット２００の接続状態及びオプション給紙ユニット２００内の用紙Ｐの有無状態の検出動作を示すフローチャートである。
【００３６】
ステップＳ４０１で、マイコン３０１は、信号線Ｌ２からの信号をマイコン３０１内のＡ／Ｄコンバータに入力する入力状態とする。
【００３７】
ステップＳ４０２で、マイコン３０１は、Ａ／Ｄコンバータにて信号線Ｌ２から入力される電圧信号のレベルを検出する。
【００３８】
ステップＳ４０３で、マイコン３０１は、電圧レベルが１．５Ｖ以上であるか否かを判定し、１．５Ｖ以上である場合はステップＳ４０４へ進んでレーザビームプリンタ１００にオプション給紙ユニット２００が接続されていない（前述の（Ａ−１））と判定する。
【００３９】
ステップＳ４０３で、電圧レベルが１．５Ｖ未満であった場合はステップＳ４０５へ進み、マイコン３０１は、電圧レベルが０．５Ｖ以上であるか否かを判定し、０．５Ｖ以上である場合はステップＳ４０６へ進んでレーザビームプリンタ１００にオプション給紙ユニット２００が接続されており、かつ用紙Ｐが積載されている（前述の（Ａ−３））と判定する。
【００４０】
ステップＳ４０５で、電圧レベルが０．５Ｖ未満であった場合はステップＳ４０７へ進み、マイコン３０１は、レーザビームプリンタ１００にオプション給紙ユニット２００が接続されているが、用紙Ｐが１枚も積載されていない（前述の（Ａ−２））と判定する。
【００４１】
以上のフローにより、マイコン３０１は信号線Ｌ２を介して入力される電圧信号に基づいて給紙装置であるオプション給紙ユニット２００の着脱状態及びオプション給紙ユニット２００内の用紙の有無を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】画像形成装置であるレーザビームプリンタ１００及びそれに接続される給紙装置であるオプション給紙ユニット２００の断面図である。
【図２】レーザビームプリンタ１００及びオプション給紙ユニット２００の駆動構成を示す図である。
【図３】レーザビームプリンタ１００及びオプション給紙ユニット２００の回路構成を示す図である。
【図４】レーザビームプリンタ１００へのオプション給紙ユニット２００の接続状態及びオプション給紙ユニット２００内の用紙Ｐの有無状態の検出動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１００  レーザビームプリンタ
１０１  標準カセット
１０２  感光ドラム
１０３  帯電ローラ
１０４  レーザスキャナユニット
１０５  ミラー
１０６  現像器
１０７  転写ローラ
１０８  標準カセット給紙ローラ
１０９  搬送ローラ
１１０  定着器
１１１  排紙トレイ
１１２  標準カセット用紙有無検知センサ
１１３  メインモータ
１１４、２０３  ソレノイド
２００  オプション給紙ユニット
２０１  オプション給紙ユニット給紙ローラ
２０２  オプション給紙ユニット用紙有無検知センサ
３００  ＤＣコントローラ
３０１  マイコン
３０２  ビデオコントローラ
３０３  ＋３．３Ｖ生成回路
３０４  ＋２４Ｖ生成回路
３０５、３０６、３０８  抵抗
３０７  ダイオード
３０９  ソレノイド駆動用トランジスタ
【図１】
2005194045.tif 000003
【図２】
2005194045.tif 000004
【図３】
2005194045.tif 000005
【図４】
2005194045.tif 000006