JP2013218306A - 画像形成装置及び画像形成装置の制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】トナーカートリッジの抜き差し時において、メモリチップの電源を制御する場合に、I2Cバスのハングアップを防止する画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナーカートリッジに取り付けられたメモリチップと、メモリチップとI2Cバスを介して交信し、メモリチップに記録された情報を取得するとともに、トナーカートリッジの抜き差し時においてメモリチップの電源をオフ又はオン制御する場合に、I2Cバスのシリアルデータ(SDA)及びシリアルクロック(SCL)を順次に操作し、I2Cバスがスタートコンディションとストップコンディション状態にならないように制御するCPUと、を備えて成る。
【選択図】図4

Description

本発明の実施形態は、トナーカートリッジに搭載したメモリチップ(ICチップ)とCPUとのインターフェースにI2Cバスを用いた画像形成装置及び画像形成装置の制御方法に関する。
従来、MFP(Multi-Function Peripherals)等の画像形成装置では、トナーカートリッジに小型のICチップを搭載し、ICチップ内のメモリにトナー残量等の情報を記憶し、CPUによってトナー残量などの情報を読み取り、トナー残量を表示するようにしている。
ところで、トナーカートリッジの交換時には、画像形成装置本体の電源が入った状態で交換するため、ICチップ側の電源をオフにして、ICチップが故障しないようにしている。しかしながら、ICチップとCPUのインターフェースにI2C(Inter-Integrated Circuit)を使用した場合、ICチップの電源をオフした際にI2Cバスがハングアップするという問題があった。
特開2011−232737号公報
発明が解決しようとする課題は、トナーカートリッジの抜き差し時において、メモリチップの電源を制御する場合に、I2Cバスのハングアップを防止することができる画像形成装置及び画像形成装置の制御方法を提供することにある。
実施形態の画像形成装置は、トナーカートリッジに取り付けられたメモリチップと、前記メモリチップとI2Cバスを介して交信し、前記メモリチップに記録された情報を取得するとともに、前記トナーカートリッジの抜き差し時において前記メモリチップの電源をオフ又はオン制御する場合に、前記I2Cバスのシリアルデータ(SDA)及びシリアルクロック(SCL)を順次に操作し、前記I2Cバスがスタートコンディションとストップコンディション状態にならないように制御するCPUと、を備えて成る。
一実施形態に係る画像形成装置を示す構成図。 一実施形態における画像形成装置の外観図。 一実施形態における画像形成装置の制御系を示すブロック図。 一実施形態におけるCPUとメモリチップ群との接続図。 I2Cバスの基本動作を示す説明図。 I2Cバスでのハングアップの原因を示す説明図。 一実施形態におけるハングアップ防止の動作を示す説明図。 一実施形態におけるハングアップ防止の動作を示すフローチャート。
以下、発明を実施するための実施形態について、図面を参照して説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付す。
(第1の実施形態)
図1は、一実施形態に係る画像形成装置の構成図である。図1において、画像形成装置10は例えば複合機であるMFP(Multi-Function Peripherals)や、プリンタ、複写機等である。以下の説明ではMFPを例に説明する。MFP10の本体11の上部には原稿台があり、原稿台上には自動原稿搬送部(ADF)12を開閉自在に設けている。また本体11の上部には操作パネル13を設けている。操作パネル13は、各種のキーから成る操作部14と、タッチパネル式の表示部15を有している。
本体11内のADF12の下部にはスキャナ部16を設けている。スキャナ部16は、ADF12によって送られる原稿または原稿台上に置かれた原稿を読み取って画像データを生成する。さらに本体11内の中央部にはプリンタ部17を有し、本体11の下部には、各種サイズの用紙を収容する複数のカセット18を備えている。プリンタ部17は、感光体ドラムとレーザ等を含み、スキャナ部16で読み取った画像データや、PC(Personal Computer)などで作成された画像データを処理して記録媒体である用紙に画像を定着する。プリンタ部17によって画像が定着された用紙は、排紙部40に排出される。
プリンタ部17は、例えばタンデム方式によるカラーレーザプリンタであり、レーザ露光装置19からのレーザビームによって感光体を走査して画像を生成する。プリンタ部17は、ブラック(K),イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色の画像形成部20K,20Y,20M,20Cを含む。画像形成部20K,20Y,20M,20Cは、転写ベルト21の下側に、上流から下流側に沿って並列に配置している。
各画像形成部20K,20Y,20M,20Cは同じ構成であるため、画像形成部20Kを代表にして説明する。画像形成部20Kは、感光体ドラム22Kを有し、感光体ドラム22Kの周囲には帯電チャージャ23K、現像装置24K、転写ローラ25K、クリーナ26K等を配置している。また画像形成部20K,20Y,20M,20Cの上部には、現像装置24K,24Y,24M,24Cにトナーを供給するトナーカートリッジ28を設けている。トナーカートリッジ28は、ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色のトナーカートリッジ28K,28Y,28M,28Cが隣接している。
中間転写ベルト21は、駆動ローラ29及び従動ローラ30,31,32に張架され、循環的に移動する。中間転写ベルト21は感光体ドラム22Kに対向して接触可能である。中間転写ベルト21の感光体ドラム22Kに対向する位置には、転写ローラ25Kにより1次転写電圧が印加され、感光体ドラム22K上のトナー像は中間転写ベルト21に1次転写される。
また、中間転写ベルト21を張架する駆動ローラ29には、2次転写ローラ33を対向して配置している。駆動ローラ29と2次転写ローラ33間を用紙Sが通過する際に、2次転写ローラ33により2次転写電圧が印加され、中間転写ベルト21上のトナー像が用紙Sに2次転写される。中間転写ベルト21の従動ローラ32の付近には、ベルトクリーナ34を設けている。
また感光体ドラム22Kの露光位置には、レーザ露光装置19からブラックのレーザビームが照射され、感光体ドラム22K上に潜像を形成する。帯電チャージャ23Kは、感光体ドラム22Kの表面を一様に全面帯電する。現像装置24Kは、現像ローラにより各色のトナー及びキャリアからなる二成分トナーを感光体ドラム22Kに供給する。クリーナ26Kは、ブレードを用いて感光体ドラム22Kの表面の残留トナーを除去する。
レーザ露光装置19は、半導体レーザ素子から出射されたレーザビームを感光体ドラム22Kの軸線方向に走査するもので、ポリゴンミラー19A、結像レンズ系19B、ミラー19C等を含んでいる。
また、給紙カセット18から2次転写ローラ33に至る間には、給紙カセット18内の用紙Sを取り出す分離ローラ35及び搬送ローラ36、レジストローラ37を設けており、2次転写ローラ31の下流には定着器38を設けている。定着器38の下流には排紙ローラ39を設け、用紙Sを排紙部40に排出する。
画像形成部装置10の動作を簡単に述べる。スキャナやパソコン端末等から画像情報が入力されると、各画像形成部20K〜20Cにより、ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)のトナー像が形成され、中間転写ベルト21上のトナー像が形成された同一位置にブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)のトナー像が多重転写され、フルカラートナー像が得られる。
中間転写ベルト21のフルカラートナー像は2次転写ローラ31により用紙S上に一括2次転写される。用紙Sは、給紙部18から2次転写ローラ33の位置に給紙される。トナー像が2次転写された用紙Sは定着装置38に送られ、トナー像を用紙Sに定着する。一方、中間転写ベルト21は、2次転写終了後、ベルトクリーナ32により残留トナーがクリーニングされる。又感光体ドラム22は、トナー像を中間転写ベルト21に1次転写した後、クリーナ26により残留トナーが除去され、次の画像形成が可能となる。
またトナーカートリッジ28K,28Y,28M,28Cには、それぞれメモリチップ41K,41Y,41M,41Cを取り付けている。メモリチップ41K,41Y,41M,41Cは、それぞれIC内に構成されたメモリであり、メモリにはトナー残量等の情報が記憶されている。例えば、トナーの使用量をカウントして、カウント値が増えるとメモリに記憶したトナー残量が減少するようにしている。以下の説明では、メモリチップをICチップ41K,41Y,41M,41Cと呼ぶ。
図2は、MFP10の外観図である。MFP10の本体11の上部には原稿台があり、原稿台上には自動原稿搬送部(ADF)12を開閉自在に設けている。また本体11の上部には操作部13を設けている。操作部13は、各種の操作キー14と、タッチパネル式の表示部15を有している。
また本体11内のADF12の下部にはスキャナ部16を設け、本体11内の中央部にはプリンタ部17を有し、本体11のさらに下部には、各種サイズの用紙を収容する複数のカセット18を備えている。
また本体11の前面にはフロントカバー42(以下、単にカバー42と称す)を有し、トナーカートリッジ28(28K〜28C)を交換する際に、カバー42を開けるようにしている。また本体11内にはカバー42の開閉を検出するセンサ43を設けている。カバー42の開閉は、センサ43によって検出する例に限らず、カバー42の開閉に応じてオン・オフするスイッチで検出することもできる。センサ43やスイッチはカバー42の開閉を検出する検出素子を構成する。
トナーカートリッジ28(28K〜28C)を交換する際には、カバー42を開いてトナーカートリッジ28を本体11から抜去し、新たなトナーカートリッジ28を本体11に装着した後にカバー42を閉じる。したがって、カバー42の開閉をセンサ43等の検出素子で検出することによりトナーカートリッジ28の抜き差しを判断することができる。
図3は、一実施形態に係る画像形成装置(MFP)10の制御系を示すブロック図である。図3において、MFP10は、主制御部101と、操作パネル13と、スキャナ部16、及びプリンタ部17を有している。
主制御部101は、メインCPUや、ROM、RAM、画像処理部等を含み、MFP10の全体の動作を制御する。スキャナ部16で読み取った画像データや、PCからの画像データは、主制御部101の画像処理部に入力されて各種の画像処理が施され、プリンタ部17によって用紙に印刷される。
操作パネル13は、各種の操作キー14と液晶等から成る表示部15を有し、操作キー14は、印刷部数の指示等を行うテンキー等を含む。表示部15はタッチパネル機能を有し、用紙サイズ、印刷倍率等の各種の指示を入力するほか、表示部15にトナー残量や、トナーカートリッジの交換を促すメッセージ等を表示する。
スキャナ部16は、イメージセンサを駆動するCCDドライバ等を含み、CCDドライバは、イメージセンサを駆動して原稿の画像を読み取り、画像データに変換する。プリンタ部17は、プリンタCPU171と、帯電器、現像器、転写器等を制御する制御部172を含み、さらにレーザ露光装置19のレーザを駆動するレーザドライバ173、用紙Sの搬送を制御する搬送制御部173等を有している。プリンタCPU17は主制御部101に接続される。
またプリンタ部17は、トナーカートリッジ28K,28Y,28M,28Cに取り付けたICチップ41K,41Y,41M,41Cを制御するCPU50を有する。CPU50は、プリンタCPU171に接続されている。図3のメモリチップ群41は、ICチップ41K,41Y,41M,41Cを総称するものであり、ICチップ41K,41Y,41M,41Cのメモリに記憶されたトナー残量等の情報をCPU50に供給する。
CPU50には、カバー42の開閉を検出するセンサ43の出力が供給され、センサ43の出力に応答して、トナーカートリッジ28K,28Y,28M,28Cの交換時にICチップ41K,41Y,41M,41Cへの電源オン・オフを制御する。またCPU50には、トナー残量算出部44が接続され、ICチップ41K,41Y,41M,41Cからの情報をもとにトナー残量を算出する。トナー残量算出部44は、トナー残量が予め設定した量以下になると、表示部15にトナー残量を表示したり、トナーカートリッジ28K,28Y,28M,28Cの交換を促すメッセージを表示する。
図4は、CPU50とメモリチップ群41との接続図であり、CPU50とICチップ41K,41Y,41M,41Cとの交信にI2Cバスを使用している。I2Cは、Inter-Integrated Circuitの略であり、正式にはIC(I-squared-C)と呼ばれている。I2Cバスは、データ(SDA)とクロック(SCL)の2本の信号線を利用し、マスターとスレーブ間でデータをシリアル伝送する。
図4において、CPU50とICチップ41K,41Y,41M,41Cは、シリアルデータ(SDA)とシリアルクロック(SCL)の信号線51,52と、電源のオン/オフを制御する信号線53(PWR)とを含むI2Cバスによって接続され、信号線51,52は、プルアップ抵抗R1,R2を介して電源ライン54(例えば3.3V)に接続されている。図4では、CPU50がマスターとなり、ICチップ41K,41Y,41M,41がスレーブとなる。
I2Cでは、スタートコンディションと、ストップコンディションと、データ交換の状態に設定することができる。
図5は、I2Cの基本動作を示す説明図である。I2Cバスでは、スタートコンディションと、ストップコンディションと、データ交換の状態がある。I2Cでは、シリアルデータ(SDA)とシリアルクロック(SCL)の2つの信号を使用し、データ交換時において、SCLが“H”の期間は、SDAは一定でなければならないという取り決めがある。またSCLがハイ“H”のときに、SDAを“H”からロー“L”に変化するとスタートコンディションSとなり、通信を開始する。さらにSCLが“H”のときに、SDAを“L”から“H”に変化させるとストップコンディションEとなり、通信を終了するこという取り決めがある。データ交換D0,D1…は、ライト処理とリード処理に分かれる。
ところで、トナーカートリッジ28K〜28Cのいずれかを交換する際(トナーカートリッジを抜き差しするとき)には、ICチップ41K〜41Cの電源をオフするが、この場合、I2Cのシリアルデータ(SDA)とシリアルクロック(SCL)をマスター側で順に強制操作するようにしている。
即ち、トナーカートリッジ28K〜28Cのいずれかのトナー残量が予め設定した量以下になったときに、該当するトナーカートリッジを交換することになる。トナーカートリッジ28K〜28Cのいずれかを交換する場合は、MFP10の電源が入った状態で交換するので、全てのICチップ41K〜41C側の電源をオフにしてICチップが故障しないようにしている。しかしながら、ICチップとのインターフェースにI2Cを使用し、ICチップ41K〜41Cの電源をオフした場合にI2Cバスがハングアップするという問題がある。
例えば、トナーカートリッジ28K〜28Cのいずれかを抜き差しする際に、PWRをオフ(“L”)にしたとき、SCLとSDA信号の状態が、図6の状態になることがある。図6の状態S1では、PWRをオフしようとしたにも拘わらず、スタートコンディションSと同じ状態になり、CPU50は、バス権を他のマスターに奪われたと誤認識し、その後の通信ができなくなってしまい、バスハングアップしてしまうことがあった。つまり、スレーブであるICチップ41K〜41Cのいずれかがマスターとなったと誤認識し、CPU50は反応しなくなる。
そこで、実施形態では、トナーカートリッジ28K〜28Cの抜き差し時にICチップ41K〜41Cの電源をオフする場合、I2Cのシリアルデータ(SDA)とシリアルクロック(SCL)をマスター側(CPU50)で順に強制操作し、I2Cバスのハングアップを防ぐようにしている。
以下、ハングアップを防止するための動作を、図7を参照して説明する。図7のS2はICチップ41K〜41Cの電源をオフするときの状態を示し、E2は電源をオンするときの状態を示す。図4に示すように、マスターとなるCPU50とスレーブとなるICチップ41K〜41CはI2Cバスで接続しており、ICチップ41K〜41Cの電源(PWR)は、CPU50からオン/オフできるようになっている。
図7に示すように、トナーカートリッジ28K〜28Cのいずれかを抜き差しする場合は、活線挿抜によりICチップ41K〜41Cが破損するのを防止するためにPWRをオフ(“L”)にするが、先ずSCLを“H”から“L” にし、次にSDAを“H”から“L”になるように順次にバスを強制駆動させた後に、PWRを“H”から“L”にする。同様にPWRをオン(“H”)にする場合は、先にPWRを“H”にし、次にSDAを“H”にし、SCLを“H”になるように順次にバスを強制駆動させる。
このような動作をさせることにより、ICチップ41K〜41Cの電源をオフ又はオンにするときは、スタートコンディションS又はストップコンディションEにならないようにコントロールし、I2Cのバスハングアップを防止することできる。
図8は、上述したハングアップ防止の動作を示すフローチャートである。図8において、動作がスタートすると、動作(Act)A1では、トナーカートリッジ28K〜28Cのいずれかを交換するため、カバー42が開いたか否かを判断する。カバー42が開いたか否かはセンサ43で検出することができる。カバー42が開いたと判断すると、動作A2では、I2CバスのSCLを“H”から“L”にする。次に動作A3ではSDAを“H”から“L”にする。そして動作A4ではPWRを“L”にしてPOWER OFFにする。このあとトナーカートリッジ28K〜28Cが抜去される。
トナーカートリッジ28K〜28Cが抜去され、新たなトナーカートリッジ28K〜28Cが装着されたあと、動作A5ではカバー42が閉じられたか否かを判断する。カバー42が閉じたか否かはセンサ43で検出することができる。カバー42が閉じたと判断すると、動作A6では、I2CバスのPWRをオン(“H”)にしてPOWER ONにする。動作A7ではSDAを“L”から“H”にする。次に動作A8ではSCLを“L”から“H”にし、動作を終了する(エンド)。
以上述べた実施形態によれば、トナーカートリッジ28K〜28Cを交換する際に、ICチップ41K〜41Cの電源をオフする場合に、I2Cバスのハングアップを確実に防止することができる。
尚、以上の実施形態では、カバー42の開閉をセンサ43で検出する例を述べたが、カバー42の開閉をスイッチで検出することもできる。またフロントカバー42を開閉してトナーカートリッジ28K〜28Cを交換する例を述べたが、カバー42を本体11の側面に設け、側面からトナーカートリッジ28K〜28Cを交換するタイプにも適用することができる。
また4つのトナーカートリッジ28K〜28Cを設ける例を述べたが、トナーカートリッジの数は4つに限定されるものではない。また1つ(ブラック)のトナーカートリッジを有するものであっても良い。当然ではあるが、ICチップの数もトナーカートリッジの数に応じて変わる。
尚、本発明のいくつかの実施形態を述べたが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
10…MFP(画像形成装置)
11…本体
13…操作パネル
15…表示部
16…スキャナ部
17…プリンタ部
20…画像形成部
28K,28Y,28M,28C…トナーカートリッジ
41K,41Y,41M,41C…メモリチップ(ICチップ)
42…カバー
43…センサ(検出素子)
44…トナー残量算出部
50…CPU
51…SDA信号線
52…SCL信号線
53…PWR(電源)制御ライン
54…電源ライン

Claims (5)

  1. トナーカートリッジに取り付けられたメモリチップと、
    前記メモリチップとI2Cバスを介して交信し、前記メモリチップに記録された情報を取得するとともに、前記トナーカートリッジの抜き差し時において前記メモリチップの電源をオフ又はオン制御する場合に、前記I2Cバスのシリアルデータ(SDA)及びシリアルクロック(SCL)を順次に操作し、前記I2Cバスがスタートコンディションとストップコンディション状態にならないように制御するCPUと、
    を備える画像形成装置。
  2. 画像形成装置本体に設けたカバーの開閉を検出する検出素子を有し、
    前記CPUは、前記検出素子によって前記カバーが開いたことを検出したとき、前記トナーカートリッジの抜去と判断し、前記I2Cのシリアルクロック(SCL)とシリアルデータ(SDA)を順次にオフ操作したあと、前記メモリチップの電源をオフ制御する請求項1記載の画像形成装置。
  3. 画像形成装置本体に設けたカバーの開閉を検出する検出素子を有し、
    前記CPUは、前記検出素子によって前記カバーが閉じたことを検出したとき、前記トナーカートリッジの装着と判断し、前記メモリチップの電源をオン制御したあと、前記I2Cのシリアルデータ(SDA)とシリアルクロック(SCL)を順次にオン操作する請求項1記載の画像形成装置。
  4. 前記トナーカートリッジは複数個で構成し、それぞれのトナーカートリッジに前記メモリチップを取り付け、前記それぞれのメモリチップの電源のオン・オフの制御を前記CPUによって行う請求項1記載の画像形成装置。
  5. トナーカートリッジに取り付けられたメモリチップとI2Cバスを介して交信するCPUを備え、
    前記CPUによって、前記メモリチップに記録された情報を取得し、
    前記トナーカートリッジの抜き差し時において、前記メモリチップの電源をオフ又はオン制御する場合に、前記I2Cバスのシリアルデータ(SDA)及びシリアルクロック(SCL)を順次に操作し、前記I2Cバスがスタートコンディションとストップコンディション状態にならないように制御する画像形成装置の制御方法。
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