(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プルアップ抵抗、およびトランジスタを含む第１の回路と、該第１の回路に係る電位を前記プルアップ抵抗から入力される電位に基づき検出するＣＰＵと、所定のユニットを着脱可能にするための３つ以上のピンを有するコネクタとを備える画像形成装置であって、
前記ユニットは、ヒューズ、および該ヒューズより抵抗値が大きい所定の抵抗が並列に配列された回路であって、画像形成装置と接続するための配線がユニットの電圧仕様に応じて異なる第２の回路を備えており、
前記コネクタは、前記ユニットが備える前記第２の回路に係る配線の一方を第１のピンを介して前記第１の回路と接続させ、他方を第２のピンを介してプルダウン抵抗、又は第３のピンを介してＧＮＤに接続させることにより前記ユニットの取りつけを可能とし、
前記ユニットが取りつけられた際に前記ＣＰＵにより検出された前記電位の大きさに基づいて、該ユニットが新品か否かの判断および該ユニットとの対応仕様の適否の判断を行なう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】
本発明は、画像形成装置に関し、特に、定着手段が新品と交換されたことを検知する機能を装備した画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置は、一般的に、複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等に適用され構成される。また、従来より複写機やレーザプリンタなどの画像形成装置に装着される定着ユニットは、例えば、定着手段に定着枚数をカウントするカウンタが設けられ、所定枚数に達すると新品と交換されるが新品交換時に新品であることを検知してカウンタが自動的にリセットされる機能が装備される。ここで、この新品交換時の検知方法に関する技術がいくつか報告されている。例えば、特開平６−７６１４０号公報、特開平８−６９２２６号公報、特開平９−１８５２８８号公報に開示されている発明である。
【０００３】
また、定着ユニットは、商用電源の仕様が異なる国や地域での使用に際しては、それぞれ対応する定格電圧仕様の定着ユニットを使用する必要がある。そこで、定着ユニットの定格電圧と定着ユニットの接続を検知する技術が報告されている。例えば、特開平１１−８４９４３号公報に開示の発明である。
【０００４】
上記の特開平６−７６１４０号公報では、寿命のある交換可能な部品の交換時新品検知手段として、交換部品内部にヒューズを設けて、交換時に画像形成装置内部にあるＣＰＵがヒューズのあることを検知すると、ヒューズに電流を流して溶断するという技術が報告されている。
【０００５】
また、特開平８−６９２２６号公報でも同様に交換部品内部にヒューズを設けて、新品であることを検知した後にこれを溶断する技術が報告されている。本従来例は、ヒューズの溶断を確実にするために駆動電流を大きくするものである。
【０００６】
特開平９−１８５２８８号公報では、交換可能な定着装置（定着ユニット）内部に新品検知手段として温度ヒューズを配置し、画像形成装置の起動時に定着ユニット内部が温度上昇することによって温度ヒューズが溶断されることで新品を検知する技術が報告されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来技術では、以下に示す問題がある。
特開平６−７６１４０号公報に開示の発明では、定電圧を印加してヒューズを溶断する際にヒューズ自体の抵抗値が上昇するために実質的な溶断電流が時間の経過に伴って低下し、確実に溶断できない場合がある。したがって、トランジスタや抵抗などの専用の回路を必要とする。
【０００８】
特開平８−６９２２６号公報に開示の発明では、この対策として画像形成装置本体内にあるモータ駆動回路を利用して負荷電流を大きくする事例が報告されているが、回路構成が複雑になるという問題がある。
【０００９】
特開平９−１８５２８８号公報に開示の発明では、定着ユニット内に温度ヒューズが使用される報告であるが、定着ユニットの仕向け地による定格電圧の違い、電源電圧の変動、さらに温度ヒューズ自体の信頼性の要因などにより、温度ヒューズが溶断される温度に上昇するまでの時間が一定しないという問題がある。
【００１０】
さらに従来、着脱可能な定着ユニットを有する画像形成装置において本体の電源電圧仕様と異なった定格電圧仕様の定着ユニットを誤設置すると、異電圧の投入による発火などの事故を引き起こしてしまうという問題がある。
【００１１】
これを解決する手段として特開平１１−８４９４３号公報では、定着ユニット内の画像形成装置本体と接続されるコネクタにジャンパハーネスを取り付けることにより、簡単な回路構成で定着ユニットの誤設置を防ぐ技術が報告されている。また上記の従来技術例では、温度ヒューズを定着ユニット内部に装着して新品検知を行う技術が併せて報告されている。
【００１２】
ところが前記従来例では定着ユニットの誤設置防止と新品検知を同時に実施する場合は、ジャンパハーネスと温度ヒューズの配線が共通化されない。このため、定着ユニットと画像形成装置本体を接続するコネクタの端子がその分多く使用されることになってしまい、コストアップにつながるという問題がある。
【００１３】
また、仕様の異なる定着ユニットを誤設置した場合と仕様の適した定着ユニットが未接続の場合の検知手段の相違については記載されていない。
【００１４】
本発明は、取りつけられたユニットが新品か否かの判断とともに、取りつけられたユニットとの対応仕様の適否の判断も行なうことが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、プルアップ抵抗、およびトランジスタを含む第１の回路と、該第１の回路に係る電位を前記プルアップ抵抗から入力される電位に基づき検出するＣＰＵと、所定のユニットを着脱可能にするための３つ以上のピンを有するコネクタとを備える画像形成装置であって、前記ユニットは、ヒューズ、および該ヒューズより抵抗値が大きい所定の抵抗が並列に配列された回路であって、画像形成装置と接続するための配線がユニットの電圧仕様に応じて異なる第２の回路を備えており、前記コネクタは、前記ユニットが備える前記第２の回路に係る配線の一方を第１のピンを介して前記第１の回路と接続させ、他方を第２のピンを介してプルダウン抵抗、又は第３のピンを介してＧＮＤに接続させることにより前記ユニットの取りつけを可能とし、
前記ユニットが取りつけられた際に前記ＣＰＵにより検出された前記電位の大きさに基づいて、該ユニットが新品か否かの判断および該ユニットとの対応仕様の適否の判断を行なうことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明による画像形成装置の実施の形態を詳細に説明する。図１から図５を参照すると、本発明の画像形成装置の一実施形態が示されている。
【００２０】
図１に、本発明の第一、第二の実施形態となる画像形成装置におけるヒューズ溶断回路の回路図を示す。この回路は、感光体ユニット内に設けられたヒューズを溶断する回路であり、画像形成装置本体１（以下、本体）内にＣＰＵ２、４．７ｋΩプルアップ抵抗３、１０Ω抵抗４が図の構成で含まれ、感光体ユニット５内にヒューズ抵抗６、８．３Ω抵抗７が図のように構成される。ここでヒューズ抵抗６は、抵抗値１．７Ω、定格電流０．１２５Ａの特性のものを使用している。このヒューズ抵抗は、定格電流の２００％の電流を流した場合、約１分で溶断する特性を持っている。
【００２１】
感光体ユニットがセットされると各抵抗を結ぶ配線はコネクタ（不図示）を介して接続され、本体側の抵抗４とユニット側の抵抗６、７は並列に接続される形態となる。ＣＰＵ２は感光体ユニットがセットされ、ＤＣ５Ｖ電源がＯＮされたときに抵抗３と４の間（Ａ）の電位の検出、及び感光体ユニットが新品であることを検知したときには、その後の印字計数処理のためカウンタのリセット処理などを行う。さらに、本画像形成装置全体のシステム制御なども行う。このような構成において新品の感光体ユニットがセットされ電源が投入されると、ＤＣ５Ｖ電源がＯＮされてＣＰＵはＡ点の電位の検出を開始する。
【００２２】
このとき、新品の感光体ユニット内には、１．７Ωのヒューズ抵抗６と８．３Ωの抵抗７が直列に接続されており、１０Ωの合成抵抗となっている。本体側の抵抗３は抵抗値が４．７ｋΩと大きいため、ＤＣ５Ｖ電源から流れる電流の経路は抵抗７→６→４となってその合成抵抗値はほぼ２０Ωとなり、Ａ点の電位は約２．５Ｖとなる。この場合に流れる電流は、Ｉ＝Ｖ／Ｒ＝５／２０＝０．２５から約０．２５Ａとなり、ヒューズ抵抗６の定格電流のちょうど２００％が流れる計算になる。そのためヒューズ抵抗は、電源投入後、約１分で溶断されてしまう。
【００２３】
ヒューズ抵抗６が溶断されると今度は電流の流れる経路は本体側の抵抗３→４になるが、抵抗３の抵抗値が大きいため、Ａ点の電位はほぼ０Ｖとなる。次に、新品でない感光体ユニットがセットされた場合の、Ａ点の電位について説明する。この場合は、感光体ユニットにはヒューズ抵抗が最初から存在しないため、電流の経路は電源投入直後から本体側の抵抗３→４となり、Ａ点の電位は最初からほぼ０Ｖとなる。以上に記載したＡ点の電位の動きを、感光体ユニットが新品の場合を図２、新品でない場合を図３に記載する。
【００２４】
図２では、前述したように電源投入後から約１分は約２．５Ｖで推移し、ヒューズ抵抗が溶断された後に急降下して、ほぼ０Ｖとなる。実際には、ヒューズ抵抗は電流が流れはじめてから溶断されるまでに抵抗値が徐々に上昇するため、Ａ点の電位は２．５Ｖから徐々に下降していく。
【００２５】
これに対して図３では、最初からほぼ０Ｖで一定となる。そのためＣＰＵ２は、Ａ点の電位を電源投入後から約１分検出することによって、感光体ユニットが新品か否かを検知することが可能になる。例えば、電源投入後の２０秒後から８０秒後までの間、Ａ点の電位が２Ｖから３Ｖの間にあることを確認できれば新品ユニットであると検知して、カウンタのリセット処理などを行う。また、Ａ点の電位が最初からずっと１Ｖ以下であることを検出すると、新品でないと検知し、カウンタのリセットなどの初期設定処理を行わないようにする。
【００２６】
本発明では、このような簡単な回路構成によって感光体ユニットなどのような交換部品の新品検知を可能にする。また従来技術では、新品検知後、ヒューズを溶断するという手順を踏む。このため、従来、ＣＰＵなどの制御回路は、新品検知とヒューズ溶断の最低２本の信号線を必要としていた。これに対して本発明では、ＣＰＵは電位を検出するだけの機能であり、ヒューズ溶断の処理機能を持たないため、信号線が１本だけである。その分、回路規模を小さくすることができる。さらに、溶断されるヒューズはヒューズ抵抗を用いる。このため、回路に配置する抵抗の抵抗値を考慮することによって、特別な溶断回路を設けなくても確実にヒューズを溶断することが可能になる。
【００２７】
次に、第三、第四の実施形態を示す回路図を図４に記載する。本実施形態では、画像形成装置の交換可能なユニットとして定着ユニットを例として説明する。この回路は、定着ユニット内に設けられた定着ユニットの定格電圧識別用抵抗、及び新品検知用ヒューズ抵抗を溶断する回路である。本回路では、本体１１内にＣＰＵ１２、４．７ｋΩプルアップ抵抗１３、２．３ｋΩプルダウン抵抗１４、トランジスタ１５及びコネクタ１６が図の構成で含まれる。また、定着ユニット１７内に定格電圧識別用抵抗１８（４．７ｋΩ）、新品検知用ヒューズ抵抗１９（１．７Ω）、及びコネクタ１０が、図のように構成される。
【００２８】
ヒューズ抵抗１９は、第一、第二実施形態で説明したヒューズ抵抗と同じ特性のものと考えてよい。トランジスタ１５のベース（Ｂ）は、ＣＰＵ１２出力のＦＣＵＴに接続される。プルアップ抵抗１３は、ＣＰＵ１２入力のＦＭＥＡＳに接続される。ＣＰＵ１２は、内蔵されたＡＤコンバータによって、ＦＭＥＡＳに入力される電位を検出する機能を有する。定着ユニット１７は、本体１１に対して着脱自在に配置されるものである。
【００２９】
定着ユニット１１内のヒータ（不図示）は、コネクタ１６、１０を介して、本体１１に実装された電源ユニット（不図示）からＡＣ電源が供給される。このＡＣ電源の供給のＯＮ／ＯＦＦは、画像形成装置を制御するＣＰＵ１２によって制御される。
【００３０】
定着ユニット７内の１８、１９の各抵抗の両端は、共有の配線となっている。この配線の相対する接続先は、コネクタ１６、１０を介して本体１１内であり、一方はＧＮＤに、もう一方はプルアップ抵抗１３、トランジスタ１５、ＣＰＵ１２に接続されている。定着ユニット１７にはヒータ（不図示）が含まれるが、ヒータは出荷地により、１００Ｖ系（国内）、１２０Ｖ系（北米）、２００Ｖ系（欧州など）と定格電圧の仕様が異なる。そこで図４の定着ユニット内のコネクタ１０は、ヒータの仕様により、そのピンアサインを異なるものにしている。
【００３１】
例えば、国内向けはコネクタ１０の１ピンと２ピン、北米向けは１ピンと３ピン、欧州向けは１ピンと４ピンという構成になっている。一方、本体側も１００Ｖ系、１２０Ｖ系、２００Ｖ系で電源ユニットや制御ソフトの仕様が異なる。このため、各仕向け値ごとに分かれており、それぞれ対応した定着ユニットとの装着が必要となる。そのため、本体側のコネクタ１６は、前述の定着ユニット側のコネクタ１０と対応したピンアサインとなる。なお、図４は、国内向けの本体に国内向け仕様の定着ヒータを接続した例を示す回路図である。また、一連の動作を示したフローチャートを図５に記載する。
【００３２】
ここで、国内向けの新品の定着ユニットを国内向け本体に装着した場合の動作について説明する。装着された定着ユニットは、コネクタの１ピンと２ピンを介して本体と接続される（ステップＳ１）。電源がＯＮされると、ＣＰＵはまずＦＣＵＴをＬにしてトランジスタをＯＦＦにする。するとＤＣ５Ｖ電源から流れる電流の経路は、本体内のプルアップ抵抗１３から定着ユニット内の抵抗１８とヒューズ抵抗１９になるが、プルアップ抵抗１３の抵抗値が大きいため流れる電流は微少であり、ヒューズ抵抗が溶断されることはない。この時ＣＰＵのＦＭＥＡＳが検出する電位は、１９の抵抗値が1.7 Ωと小さいためにほぼ０Ｖとなり、ＣＰＵは定着ユニットが新品であると検知することが可能になる（ステップＳ２〜ステップＳ８）。
【００３３】
定着ユニットが新品であると検知すると（ステップＳ３）、次にＣＰＵはＦＣＵＴをＨにしてトランジスタをＯＮにする（ステップＳ４）。すると、ＤＣ５Ｖ電源から流れる電流の経路はトランジスタから抵抗１８とヒューズ抵抗１９になり、今度は１９に３Ａ程度の電流が流れてヒューズ抵抗は瞬時に溶断される（ステップＳ４）。溶断後は抵抗１８が効いてＦＭＥＡＳが検出する電位は約２．５Ｖとなり（ステップＳ５）、ＣＰＵはヒューズ抵抗が溶断されたことを検知する。
【００３４】
次に、国内向けの新品でない定着ユニットを国内向け本体に装着した場合の動作について説明する。電源ＯＮ後、前述と同様に、ＦＣＵＴがＬになりＦＭＥＡＳが電位を検出する。しかし、ヒューズ抵抗１９がないため、電位は０Ｖにならず（ステップＳ２／Ｎ）、抵抗１８が効いて約２．５Ｖとなる（ステップＳ７）。こうしてＣＰＵは、定着ユニットが新品でないこと（以後、旧品と言う）を検知することができる（ステップＳ８）。ＣＰＵは、定着ユニットが新品であることを検知すると、実施形態１、２と同様にカウンタのリセット処理などの処理を行う。ヒューズ抵抗溶断、あるいは定着ユニットが旧品であることを検知した後は、ＣＰＵは定着ユニット内のヒータにＡＣ電源を供給し、画像形成の動作の開始を行う（ステップＳ６）。
【００３５】
さらに、欧州向け定着ユニットを、誤って国内向け本体に装着した場合の動作を説明する。この場合は、定着ユニット内の配線がコネクタの１ピンと４ピンに接続されているのに対して、相対する国内向け本体のコネクタは１ピンと２ピンである。このために、本来の接続がされず、その代わりに４ピンは２．３ｋΩのプルダウン抵抗１４に接続される。ここで欧州向け定着ユニットが新品でヒューズ抵抗がある場合は、電源ＯＮ後、ＦＣＵＴがＬになるとＦＭＥＡＳが検出する電位はプルダウン抵抗が効いて０Ｖにはならず約1.６Ｖになる。これにより、ＣＰＵは、定着ユニットが定格電圧の異なる仕様であると検知することができる（ステップＳ９）。
【００３６】
定着ユニットが旧品の場合には、ヒューズ抵抗がないため、ＦＭＥＡＳが検出する電位は約３Ｖとなり（ステップＳ９／Ｙ）、同様に定格電圧の異なる仕様であると検知される。また定着ユニットの仕様に関わらず、定着ユニットが本体にしっかりと装着されないまま電源がＯＮされた場合には、プルアップ抵抗が効いて、ＦＭＥＡＳが検出する電位はほぼ５Ｖになる（ステップＳ１２）。このためＣＰＵは、定着ユニットが未接続であると検知することができる（ステップＳ１３）。
【００３７】
以上のように定着ユニットが異なる仕様あるいは未装着であることを検知すると、ＣＰＵは定着ヒータへの通電を実施しない（ステップＳ１１）。なお、本実施形態で説明した抵抗の抵抗値及び電圧検出値は一例として記載したものであり、制御ソフトの仕様に合わせた電圧検出値から計算して、所望の抵抗を配置してもよい。
【００３８】
以上に記載したように本実施例では、ユニットの新品検知手段と本体との仕様の適否検出手段及び接続の有無検出手段を一体化させたことを特徴とする。本実施形態では、一例として定着ユニットを挙げて説明したが、画像形成装置本体に接続されるユニットで仕向け地の違いなどにより、仕様の異なるもの全てに対して適用できるものである。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明に係る画像形成装置によれば、取りつけられたユニットが新品か否かの判断とともに、取りつけられたユニットとの対応仕様の適否の判断も行なうことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の第一、第二の実施形態となる画像形成装置におけるヒューズ溶断回路の回路図を示す。
【図２】感光体ユニットが新品の場合の動作例を示す特性図である。
【図３】感光体ユニットが新品でない場合の動作例を示す特性図である。
【図４】本発明の第三、第四の実施形態を示す回路図である。
【図５】本発明の実施形態の動作例を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１、１１  画像形成装置本体
２、１２  ＣＰＵ
３、１３  ４．７ｋΩプルアップ抵抗
４  １０Ω抵抗
５  感光体ユニット
６  ヒューズ抵抗
７  ８．３Ω抵抗
１４  ２．３ｋΩプルダウン抵抗
１５  トランジスタ
１０、１６  コネクタ
１７  定着ユニット
１８  定格電圧識別用抵抗
１９  新品検知用ヒューズ抵抗
【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】
0004278126.tif 000006