JP2016133665A - ユニット識別装置、ユニットおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユニットへの通電の制御に必要な素子の電流容量を低減する。【解決手段】装置本体１Ａに対し着脱可能に取り付けられるユニット３の新品または旧品を識別するためのユニット識別装置２は、ユニット３に設けられ、装置本体１Ａから供給される電力によって破壊することが可能な識別用のトランジスタＴｒ１と、装置本体１Ａに設けられ、トランジスタＴｒ１に電圧を印加して当該トランジスタＴｒ１が破壊されているか否かを判別するための検査装置４と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、装置本体に対し着脱可能に取り付けられるユニットの新品または旧品を識別するためのユニット識別装置、そのようなユニット、および画像形成装置に関する。

プリンタ、複写機、複合機、ファクシミリ機などの画像形成装置では、メンテナンス性を高めるために、比較的に劣化し易い部材を含む機構や色材の収納容器がそれぞれ着脱可能なユニットとして構成されている。ユーザまたはサービスパーソンは、適時にユニットを交換することによって、機構の性能を良好に保ったり、消耗品である色材を補給したりすることができる。

画像形成装置は、ユニットが装着されたときに、装着されたユニットが初めて装着された新品であるかそうではない旧品（中古品）であるかを識別する。新品である場合に、画像形成装置は、例えば新しい部材の性能に応じて各種の調整を行う。そして、装着された「新品」のユニットに対し、それ以降においては「旧品」であると識別するための処理を施す。

従来、ユニットの新旧の識別にヒューズを使用する技術が提案されている（特許文献１）。特許文献１によると、ユニットにヒューズを設けておき、ユニットが装着されたときに画像形成装置の本体の電源にヒューズの一端を接続し、他端の電位を検出する。ヒューズが溶断されていない場合に、他端の電位は電源の電位となる。この場合に、画像形成装置は、ユニットを新品であると識別し、その後にヒューズに大電流を流してヒューズを溶断させる。

また、ヒューズに代えてツェナーダイオードをユニットに設ける技術が提案されている（特許文献２）。特許文献２によると、ツェナーダイオードに所定の電圧を印加した状態でカソードの電位を検出する。ツェナーダイオードが破壊されていない場合に、カソードの電位は降伏電圧に対応する所定の電位となる。この場合に、画像形成装置は、ユニットを新品であると識別し、その後にツェナーダイオードに定格電流以上の大電流を流してツェナーダイオードを破壊する。

これら先行技術において、ヒューズの溶断またはツェナーダイオードの破壊のための通電が、旧品であるとの識別を可能にするための処理である。

特開平６−５１５８５号公報 特開平１０−２４００６８号公報

ユニットの新旧の識別にヒューズまたはツェナーダイオードを用いた場合には、溶断または破壊のために数百ｍＡ以上の大電流を流さなければならず、この電流以上の電流容量をもつスイッチング素子を用いて通電をオンオフする必要がある。電流容量の大きいスイッチング素子は電流容量の小さいものと比べて大型である。このため、大型のスイッチング素子の実装が可能なスペースを回路基板上に設ける必要がある、という問題があった。この問題は、ユニットが装着される装置本体の省スペース化（小型化）およびコストダウンを困難にする。

また、ヒューズおよびツェナーダイオードはいずれもそれ自体が回路部品の中では高価であるという問題もあった。この問題は、ユニットのコストダウンを困難にする。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、ユニットの新旧の識別のための通電の制御に必要な素子の電流容量を低減することを目的としている。

本発明の実施形態に係るユニット識別装置は、装置本体に対し着脱可能に取り付けられるユニットの新品または旧品を識別するためのユニット識別装置であって、前記ユニットに設けられ、前記装置本体から供給される電力によって破壊することが可能な識別用のトランジスタと、前記装置本体に設けられ、前記トランジスタに電圧を印加して当該トランジスタが破壊されているか否かを判別するための検査装置と、を有する。

本発明によると、ユニットの新旧の識別のための通電の制御に必要な素子の電流容量を低減することができ、それによって装置本体の回路基板の省スペース化を実現することができる。

本発明の一実施形態に係るユニット識別装置を有する画像形成装置の概略の構成を示す図である。 ユニット識別装置の構成を示す図である。 判別処理におけるユニットの新旧としきい値との関係を示す図である。 ユニット識別装置の動作の流れを示すフローチャートである。 判別処理の一例を示すフローチャートである。 トランジスタの破壊処理の一例を示すフローチャートである。 トランジスタの破壊処理の他の例を示すフローチャートである。 ユニット識別装置の構成の変形例を示す図である。 識別用の基板におけるトランジスタの実装構造の一例を示す断面図である。 トランジスタの実装に係る配線パターンの一例を示す図である。

図１には、本発明の一実施形態に係るユニット識別装置２を有する画像形成装置１の概略の構成が示されている。画像形成装置１は、電子写真法によって画像を形成するプリンタである。ただし、プリンタに限らず、複写機、複合機、またはファクシミリ機であってもよい。

画像形成装置１は、装置本体１Ａと、装置本体１Ａに着脱可能に取り付けられるユニット（機能ユニット）３とを含んで構成される。本例において、ユニット３は、感光体と現像器とを一体化したイメージングユニット（ＩＵ）である。装置本体１Ａは、ハウジング１０、およびその内部または外面に固定的に配置された各種の要素から構成される。つまり、装置本体１Ａは、制御基板４、電源スイッチ６、カバー（扉）７、カバーセンサ８、タッチパネルディスプレイ９、電源回路１２、用紙１５を収容する給紙カセット１４、および用紙搬送機構などの画像形成に必要な他の複数の機構を備えている。

ユニット３の着脱は、ハウジング１０の前面部に設けられた開閉式のカバー７を開けた状態で行われる。ユーザはユニット３を交換する際に、カバー７を開き、旧品のユニット３を抜き取る。そして、ユニット３が抜き取られた状態の装置本体１Ａに、新品のユニット３を前方から押し込んで装置本体１Ａに取り付ける。所定の位置まで押し込むと、ユニット３に備わる識別用の基板５と装置本体１Ａの制御基板４とがコネクタ４５を介して電気的に接続される。押込みを終えてカバー７を閉じると、ユニット３の取付け（装着）が完了する。

このように、ユニット３が装着された状態において、装置本体１Ａからの電力の供給および回転駆動力の伝達が可能なように、ユニット３と装置本体１Ａとが電気的に接続され、かつ機械的に連結される。

ユニット３の基板５には、装置本体１Ａから供給される電力によって破壊することが可能な識別用のトランジスタＴｒ１が設けられている。一方、装置本体１Ａの制御基板４には、ＣＰＵ(Central Processing Unit) ２０が設けられている。ＣＰＵ２０は、トランジスタＴｒ１に電圧を印加して当該トランジスタＴｒ１が破壊されているか否かを判別する判別処理（新旧判別処理）、およびトランジスタＴｒ１を破壊する破壊処理を実行し、または実行のための指令を出す。制御基板４は、トランジスタＴｒ１に対する判別処理と破壊処理とを行うことが可能な検査装置の例である。また、本実施形態の制御基板４は、ユニット３の装着の有無の判別、および装着されたユニット３の仕向けが装置本体１Ａに適合するかどうかの判別を行う。このような制御基板４と基板５とから、ユニット３の新品または旧品を識別するためのユニット識別装置２が構成される。

図２にはユニット識別装置２の構成が示されている。図２では、ユニット３が装置本体１Ａに装着され、制御基板４と基板５とが電気的に接続されているものとする。

ユニット識別装置２は、上述のとおりユニット３に設けられた識別用の基板５と、装置本体１Ａに設けられた検査装置としての制御基板４とから構成される。制御基板４は、ＣＰＵ２０および入出力回路４０を有する。次に、ユニット３の基板５、入出力回路４０、およびＣＰＵ２０の順にそれぞれの構成を説明する。

基板５は、ユニット３の新旧識別用のトランジスタＴｒ１、ユニット３の仕向け識別用の抵抗Ｒ１０、およびトランジスタＴｒ１と抵抗Ｒ１０とをそれぞれ制御基板４に接続するためのユニット側端子である第１〜第５の端子５１〜５５を有している。トランジスタＴｒ１として、種々のトランジスタを用いることができる。例えば、汎用部品として市販されている小信号増幅用のトランジスタを用いることができる。図においてはｎｐｎ型であるが、ｐｎｐ型でもよい。

基板５において、トランジスタＴｒ１のコレクタが第１の端子５１に、エミッタが第２の端子５２に、ベースが第３の端子５３に、それぞれ接続されている。また、抵抗Ｒ１０の両端が、第４の端子５４と第５の端子５５とに接続されている。

第１の端子５１と第２の端子５２との間つまりコレクタとエミッタとの間には、トランジスタＴｒ１を破壊するための電力、および破壊されているか否かを判別するための電圧が、制御基板４から供給される。第３の端子５３つまりベースには、トランジスタＴｒ１にベース電流Ｉｂを流すための通電信号が、制御基板４から供給される。

抵抗Ｒ１０は、画像形成装置１の仕様が例えば日本国内用、米国用、欧州用といった仕向けによって異なる場合に、装置本体１Ａとユニット３との仕向けが合致しているかどうかを判別するのに用いられる。抵抗Ｒ１０の抵抗定数（抵抗値）は、ユニット３の仕向けに応じた値とされる。

制御基板４は、基板５の端子５１〜５５に対応する図示しない端子を有しており、ユニット３が装置本体１Ａに装着された状態において、図示のように基板５上のトランジスタＴｒ１および抵抗Ｒ１０と制御基板４上の入出力回路４０とが接続される。

制御基板４の入出力回路４０は、電源ライン４１、接地ライン（ＧＮＤ）４２、第１〜第５の抵抗Ｒ１〜Ｒ５およびダイオードＤ１などから構成される。

電源ライン４１は、第４の端子５４に接続されるとともに、第１の抵抗Ｒ１を介して第１の端子５１に接続される。そして、接地ライン４２は、第２の端子５２に接続される。電源ライン４１は、第１の抵抗Ｒ１を介してトランジスタＴｒ１のコレクタに印加するための第１の電圧Ｖｃｃを出力する。電圧Ｖｃｃの値は例えば２４ボルトである。電源ライン４１は、本発明における「第１の電圧出力部」の例である。

第２の抵抗Ｒ２および第３の抵抗Ｒ３は、第１の端子５１と接地ライン４２との間に直列に接続される。第３の抵抗Ｒ３の両端間に、トランジスタＴｒ１のコレクタ電圧ＶｃｅをＣＰＵ２０への入力に適するように分圧した電圧Ｖｃｅ’が生じる。電圧Ｖｃｅ’は、コレクタ電圧ＶｃｅとしてＣＰＵ２０によって検出される。以下、この分圧した電圧Ｖｃｅ’をコレクタ電圧ということがある。

第４の抵抗Ｒ４は、トランジスタＴｒ１に流れるベース電流Ｉｂを制限するベース抵抗である。

ダイオードＤ１は、電源ライン４１からＣＰＵ２０へ電流が流れ込むのを防ぐ逆流防止用のダイオードである。ダイオードＤ１のアノードは第４の抵抗Ｒ４に接続されており、カソードは第３の端子５３に接続される。つまり、トランジスタＴｒ１のベースにはダイオードＤ１が順方向に接続される。

第５の抵抗Ｒ５は、第５の端子５５と接地ライン４２との間に接続される。第５の抵抗Ｒ５は、ユニット３の装着の有無および仕向けの適否を判別するための素子であり、第５の抵抗Ｒ５の抵抗値は、装置本体１Ａの仕向けなどに応じた値とされている。第５の抵抗Ｒ５の両端間に、基板５の抵抗Ｒ１０と当該第５の抵抗Ｒ５とで電圧Ｖｃｃを分圧した電圧Ｖｘが生じる。この電圧Ｖｘは、ユニット３の仕向けを表わす情報としてＣＰＵ２０によって検出される。

ＣＰＵ２０は、プログラムに従って画像形成装置１の各部および全体を制御する。ＣＰＵ２０は、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit ）によって形成することが可能であり、プログラムを実行するプロセッサと共に、信号入力回路２２および信号出力回路２４を内蔵する。

信号入力回路２２は、第３の抵抗Ｒ３の両端間の電圧Ｖｃｅ’および第５の抵抗Ｒ５の両端間の電圧ＶｘをそれぞれＡ／Ｄ変換し、各電圧Ｖｃｅ’，Ｖｘの検出値として出力する。信号入力回路２２は、トランジスタＴｒ１のコレクタ電圧Ｖｃｅを検出する電圧検出部の例である。

信号出力回路２４は、トランジスタＴｒ１にベース電流Ｉｂを流すための通電信号Ｓｂを出力する通電信号出力部の例であり、後述の通電指令部１０４から与えられる指令値をＤ／Ａ変換した電圧信号である通電信号Ｓｂを、第４の抵抗Ｒ４に出力する。信号出力回路２４は、通電信号Ｓｂの大きさを可変することによってベース電流Ｉｂを可変することが可能である。

信号出力回路２４は、制御基板４が破壊処理を行うときに、電源ライン４１の電圧Ｖｃｃが基板５に出力された状態において、トランジスタＴｒ１が不飽和状態となるような大きさの通電信号Ｓｂを、第１の時間ＴＡ以上出力する。通電信号Ｓｂは、第４の抵抗Ｒ４とダイオードＤ１とを介してトランジスタＴｒ１のベースに入力される。

なお、トランジスタＴｒ１が不飽和状態となっているときは、コレクタ電圧とコレクタ電流との積であるコレクタ損失が大きくなり、これによる発熱でトランジスタＴｒ１の温度が上昇する。この状態を第１の時間ＴＡ以上持続することで、トランジスタＴｒ１は熱によって破壊される。

信号出力回路２４は、制御基板４が破壊処理を行うときに、通電信号Ｓｂの大きさを可変して、信号入力回路２２により検出されるコレクタ電圧Ｖｃｅ’に基づいて得られるトランジスタＴｒ１のコレクタ損失Ｐｃが所定以上となったとき、例えば、コレクタ損失Ｐｃが最大コレクタ損失Ｐｃmax を越えたときまたは最大コレクタ損失Ｐｃmax に対する所定倍数を越えたときに、通電信号Ｓｂの大きさを固定するように制御してもよい。

信号出力回路２４は、制御基板４が破壊処理を行うときに、トランジスタＴｒ１が不飽和状態となるような大きさの通電信号Ｓｂを第２の時間ＴＢにわたって出力した後、後述の新旧判別部１０３によってトランジスタＴｒ１が破壊されていると判別されない場合に、再度通電信号Ｓｂを第２の時間ＴＢにわたって出力し、これを繰り返すこととしてもよい。

ＣＰＵ２０は、ユニット識別装置２に関わる機能要素として、開閉検出部１０１、装着・適合判別部１０２、新旧判別部１０３、通電指令部１０４、表示処理部１０６、およびユニット管理部１０７を備えている。また、ＣＰＵ２０は、画像形成装置１の全体の制御をに関わる機能要素として、プリント制御部１００を備えている。これら機能要素は、ＣＰＵ２０に内蔵されるプロセッサが所定のプログラムを実行することによって実現される。

開閉検出部１０１は、カバーセンサ８の出力に基づいて、カバー７の開閉状態を検出する。開閉検出部１０１は、カバー７が開状態から閉状態になったことを検出したとき、装着・適合判別部１０２および新旧判別部１０３に対して判別処理の実行を指令する。また、電源スイッチ６がオンにされて電源回路１２からＣＰＵ２０に電力が供給され、それによってＣＰＵ２０が起動したときにも、開閉検出部１０１は装着・適合判別部１０２に対して判別処理の実行を指令する。

装着・適合判別部１０２は、信号入力回路２２により検出された第５の抵抗Ｒ５の電圧Ｖｘに基づいて、ユニット３の装着の有無および仕向けの適否を判別する。電圧Ｖｘの値が０である場合、未装着と判別する。電圧Ｖｘの値が装置本体１Ａの仕向けに応じて所定値（≠０）である場合は適合と、０でも所定値でもない場合は不適合と判別する。

未装着と判別した場合および不適合と判別した場合、その旨が表示処理部１０６に通知される。これらの場合、タッチパネルディスプレイ９によってエラーを表示する処理が表示処理部１０６によって行われる。

適合と判別した場合、装着・適合判別部１０２は、その旨を新旧判別部１０３に通知する。この場合に、新旧判別部１０３と通電指令部１０４との連携動作によって、ユニット３の新旧を判別するための判別処理が行われる。

新旧判別部１０３は、信号入力回路２２により検出されたコレクタ電圧Ｖｃｅ’に基づいてトランジスタＴｒ１が破壊されているか否かを判別するための判別部の例である。新旧判別部１０３が判別処理を行うときに、信号出力回路２４は、トランジスタＴｒ１が飽和状態となるように通電信号Ｓｂを出力する。

図３には、判別処理におけるユニット３の新旧としきい値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２，Ｖｔｈ３との関係が示されている。

図２および図３を参照して、新旧判別部１０３は、通電信号Ｓｂが出力されておらず（ベース電流Ｉｂが０）かつコレクタ電圧Ｖｃｅ’が第１のしきい値Ｖｔｈ１未満である場合に、トランジスタＴｒ１が破壊（ショート破壊）されていると判別する。この場合、新旧判別部１０３は、ユニット３が旧品であることを示す識別信号Ｓ１１をプリント制御部１００に出力する。識別信号Ｓ１１により、プリント制御部１００は、ユニット３は交換されていないと判断し、例えば新品への交換時に行うべき初期調整処理を省略する。

第１のしきい値Ｖｔｈ１は、第１〜第３の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の直列回路に電圧Ｖｃｃが加わったときに第３の抵抗Ｒ３の両端に生じるはずの分圧電圧の値である。詳しくは、抵抗値のばらつきを考慮して計算される分圧電圧のばらつき範囲内の最小値とされる。なお、以下において、第１のしきい値Ｖｔｈ１から電圧Ｖｃｃの値（２４Ｖ）までの範囲を「Ｈレベル」ということがある。

新旧判別部１０３は、トランジスタＴｒ１を飽和状態とするための通電信号Ｓｂが出力され（Ｉｂ＞０）、かつコレクタ電圧Ｖｃｅ’が第２のしきい値Ｖｔｈ２以上である場合に、トランジスタＴｒ１が破壊（オープン破壊）されていると判別する。この場合、新旧判別部１０３は、ユニット３が旧品であることを示す識別信号Ｓ１１を識別結果としてプリント制御部１００に出力する。

第２のしきい値Ｖｔｈ２は、トランジスタＴｒ１が正常に動作したときに第３の抵抗Ｒの両端に生じるはずの電圧の値である。正常に動作したときのトランジスタＴｒ１のコレクタ電圧Ｖｃｅは、トランジスタＴｒ１のオン抵抗による降下分の電圧になる。第２のしきい値Ｖｔｈ２は、第１のしきい値Ｖｔｈ１よりも小さく、０に近い値である。なお、以下において、０から第２のしきい値Ｖｔｈ２までの範囲を「Ｌレベル」ということがある。

新旧判別部１０３は、トランジスタＴｒ１を飽和状態とするための通電信号Ｓｂが出力され（Ｉｂ＞０）かつコレクタ電圧Ｖｃｅ’が第２のしきい値Ｖｔｈ２未満である場合に、トランジスタＴｒ１が破壊されていないと判別する。この場合、新旧判別部１０３は、ユニット３が新品であることを示す識別信号Ｓ１２を識別結果としてプリント制御部１００に出力し、その後の適時に当該識別信号Ｓ１２を破壊指令として通電指令部１０４に出力する。

新旧判別部１０３は、トランジスタＴｒ１を飽和状態とするための通電信号Ｓｂが出力されかつコレクタ電圧Ｖｃｅ’が第２のしきい値Ｖｔｈ２以上であって、しかもコレクタ電圧Ｖｃｅ’が、第２のしきい値Ｖｔｈ２よりも大きく、第１のしきい値Ｖｔｈ１以下である第３のしきい値Ｖｔｈ３未満である場合に、トランジスタがインピーダンスを持った状態で破壊されていると判別することができる。これもオープン破壊の一態様であり、いわば「インピーダンスを持った状態でのオープン破壊」である。

なお、「インピーダンスを持った状態でのオープン破壊」を、第３のしきい値Ｖｔｈ３未満としたが、これに代えて第１のしきい値Ｖｔｈ１未満としてもよい。つまり、第３のしきい値Ｖｔｈ３を第１のしきい値Ｖｔｈ１に一致させてもよい。

また、新旧判別部１０３は、トランジスタＴｒ１を不飽和状態とするための通電信号Ｓｂが出力されているとき、つまり破壊処理を行うときにも、トランジスタＴｒ１が破壊されているかどうかを判別する。トランジスタＴｒ１が破壊されていると判別した場合、新旧判別部１０３は、破壊処理の完了をユニット管理部１０７に通知する。

なお、トランジスタＴｒ１の飽和状態では、通常、コレクタ電圧Ｖｃｅは１ボルト以下となり、ベース電流Ｉｂの変化とコレクタ電流の変化とが比例関係にならず、実質的な電流増幅率は大きく低下する。スイッチング動作におけるスイッチＯＮの状態である。この場合に、コレクタ電圧Ｖｃｅが低いため、コレクタ損失は小さく、熱破壊は起こらない。また、飽和状態においてトランジスタＴｒ１の熱破壊が起こらないように、トランジスタＴｒ１の最大コレクタ損失Ｐｃmax 、第１の電圧Ｖｃｃ、第１の抵抗Ｒ１の値などを選定する。

また、トランジスタＴｒ１の不飽和状態では、通常、コレクタ電圧Ｖｃｅは電源ライン４１の電圧Ｖｃｃの２０〜８０％程度、例えば５０％程度となり、ベース電流Ｉｂの変化とコレクタ電流の変化とが電流増幅率βを比例定数とする比例関係になる。この場合に、コレクタ電圧Ｖｃｅが高くコレクタ電流も有為な値となってその積であるコレクタ損失が大きくなり、この状態が所定の時間継続することによって熱破壊が起こる。また、不飽和状態においてトランジスタＴｒ１の熱破壊が起こるように、トランジスタＴｒ１の最大コレクタ損失Ｐｃmax 、第１の電圧Ｖｃｃ、第１の抵抗Ｒ１の値、第１の時間ＴＡなどを選定する。第１の時間ＴＡは、例えば０．５〜数秒程度となるようにすればよい。

飽和状態はトランジスタが飽和領域にある状態、不飽和状態はトランジスタが活性領域にある状態ということも可能である。

ユニット管理部１０７は、ユニット３が使用された回数をカウントするカウンタとして動作する。カウント値は不揮発性の記憶装置２６によって記憶される。ＣＰＵ２０内または制御基板４上に不揮発性メモリを有する構成である場合には、その不揮発性メモリをカウント値の記憶に用いてもよい。

ユニット管理部１０７は、カウンタのカウント値が所定値に達したときに、ユニット３の交換を促すメッセージを表示するように表示処理部１０６に指令を与える。そして、ユニット管理部１０７は、ユニット３が装着されて制御基板４がトランジスタＴｒ１に対する破壊処理を行った直後において新旧判別部１０３から破壊処理の完了が通知されたとき、記憶しているカウント値をリセットする。

次に、フローチャートを参照して、ユニット識別装置の動作をさらに説明する。

図４にはユニット識別装置の動作の流れが、図５には判別処理の一例の流れが、図６にはトランジスタの破壊処理の一例の流れが、図７にはトランジスタの破壊処理の他の例の流れが、それぞれ示されている。

図４において、開閉検出部１０１（図２を参照）は、装置本体１Ａに電源が投入された直後であるか、または電源が投入されている状態でカバー７が開状態から閉状態になった直後であるか、をチェックする（＃１１）。

ステップ＃１１でＹＥＳの場合、装着・適合判別部１０２は、判別用の第５の抵抗Ｒ５の電圧ＶｘがＬレベルかどうかをチェックする（＃１２）。電圧ＶｘがＬレベルであった場合（＃１２でＹＥＳ）、装着・適合判別部１０２は、ユニット３が未装着と判別し（＃１６）、表示処理部１０６に所定のエラー表示を行わせる（＃１７）。

電圧ＶｘがＬレベルでなかった場合（＃１２でＮＯ）、続いて装着・適合判別部１０２は、電圧Ｖｘが装置本体１Ａの仕向けに対応する所定の適合レベルであるかどうかをチェクする（＃１３）。電圧Ｖｘが適合レベルではなかった場合（＃１３でＮＯ）、つまり装置本体１Ａの仕向けと異なる仕向けのユニットが装着された場合、装着・適合判別部１０２は、ユニット３が不適合と判別し（＃１８）、表示処理部１０６に所定のエラー表示を行わせる（＃１９）。

これに対して、電圧Ｖｘが適合レベルであった場合（＃１３でＹＥＳ）、装着・適合判別部１０２は、ユニット３が装置本体１Ａの仕向けに合致する適合品であると判別する（＃１４）。この場合に、続いてＣＰＵ２０は判別処理（新旧判別処理）を実行する（＃１５）。

図５において、新旧判別部１０３は、通電信号Ｓｂを出力させることなく、コレクタ電圧Ｖｃｅ’がＨレベルかどうかをチェックする（＃５１）。すなわち、トランジスタＴｒ１をオフとしたまま、コレクタ電圧Ｖｃｅ’が第１のしきい値Ｖｔｈ１以上であるかどうかをチェックする。

ステップ＃５１でＮＯの場合、新旧判別部１０３は、ユニット３のトランジスタＴｒ１がショート破壊されていると判別し、ユニット３が旧品であると識別する（＃５７）。

ステップ＃５１でＹＥＳの場合、新旧判別部１０３は、通電指令部１０４に対して、新旧を判別するためにトランジスタＴｒ１を動作させることを要求する。通電指令部１０４は、この要求を受けると、トランジスタＴｒ１を飽和状態にする大きさの通電信号Ｓｂを出力（ＯＮ）するように、信号出力回路２４に所定の指令値を与える（＃５２）。

次に、新旧判別部１０３は、トランジスタＴｒ１を飽和状態とするための通電信号Ｓｂが出力されている状態において、コレクタ電圧Ｖｃｅ’がＬレベルであるかどうか、つまり第２のしきい値Ｖｔｈ２未満であるかどうかをチェックする（＃５３）。

ステップ＃５３でＮＯの場合、新旧判別部１０３は、トランジスタＴｒ１がオープン破壊されていると判別し、ユニット３を旧品と識別する（＃５８）。この場合、通電指令部１０４は、信号出力回路２４に通電信号Ｓｂの出力を停止（ＯＦＦ）させる（＃５９）。

一方、ステップ＃５３でＹＥＳの場合、新旧判別部１０３は、トランジスタＴｒ１が破壊されていない判別し、ユニット３を新品と識別する（＃５４）。この場合、トランジスタＴｒ１に対する破壊処理が実行される（＃５５）。そして、破壊処理が完了した後に、ユニット管理部１０７がユニット３の使用回数のカウントをリセットする（＃５６）。

図６の破壊処理の例において、新旧判別部１０３は、ユニット３を新品と識別したとき、通電指令部１０４に対して、トランジスタＴｒ１を破壊することを要求する。通電指令部１０４は、この要求を受けると、トランジスタＴｒ１を不飽和状態にする大きさの通電信号Ｓｂを出力（ＯＮ）するように、信号出力回路２４に所定の指令値を与える（＃５５１）。

通電指令部１０４は、通電信号ＳｂのＯＮから所定の第１の時間ＴＡが経過するのを待つ（＃５５２）。

第１の時間ＴＡが経過すると（＃５５２でＹＥＳ）、通電指令部１０４は、信号出力回路２４に対して通電信号ＳｂのＯＦＦを指令する（＃５５３）。そして、新旧判別部１０３は、トランジスタＴｒ１の破壊が完了したと判断する（＃５５４）。

図７の破壊処理の例において、図６の例と同様に、新旧判別部１０３は、ユニット３を新品と識別したとき、通電指令部１０４に対して、トランジスタＴｒ１を破壊することを要求する。通電指令部１０４は、この要求を受けると、トランジスタＴｒ１を不飽和状態にする大きさの通電信号Ｓｂを出力（ＯＮ）するように、信号出力回路２４に所定の指令値を与える（＃６５１）。

通電指令部１０４は、通電信号Ｓｂのオンから所定の第２の時間ＴＢが経過するのを待つ（＃６５２）。第２の時間ＴＢは、トランジスタＴｒ１のジャンクション温度が最大定格を超えるのに必要と推測される時間以上の時間である。第２の時間ＴＢは、第１の時間ＴＡよりも短くてもよいし、同じでもよい。

第２の時間ＴＡが経過すると（＃６５２でＹＥＳ）、新旧判別部１０３は、トランジスタＴｒ１が実際に破壊されているかどうかを次のようにして確かめる。

まず、通電信号Ｓｂを出力させたまま、新旧判別部１０３は、コレクタ電圧Ｖｃｅ’がＨレベルであるかどうか、つまりトランジスタＴｒ１がオープン破壊されているかどうかをチェックする（＃６５３）。このチェック結果がＹＥＳの場合、通電指令部１０４は、信号出力回路２４に対して通電信号ＳｂのＯＦＦを指令する（＃６５７）。そして、新旧判別部１０３は、トランジスタＴｒ１の破壊が完了したと判断する（＃６５６）。

ステップ＃６５３でＮＯの場合、通電指令部１０４は、信号出力回路２４に対して通電信号ＳｂのＯＦＦを指令する（＃６５４）。通電信号Ｓｂがオフの状態で、新旧判別部１０３は、コレクタ電圧Ｖｃｅ’がＬレベルであるかどうか、つまりトランジスタＴｒ１がショート破壊されているかどうかをチェックする（＃６５５）。このチェック結果がＹＥＳの場合、新旧判別部１０３は、トランジスタＴｒ１の破壊が完了したと判断する（＃６５６）。

ステップ＃６５５でＮＯの場合、フローはステップ＃６５１に戻る。トランジスタＴｒ１が破壊されるまで、ステップ＃６５１〜＃６５５の処理が繰り返される。

図８にはユニット識別装置２の構成の変形例が示されている。

図８のユニット識別装置２ｂの構成は、図２のユニット識別装置２の構成と基本的には同様である。ユニット識別装置２ｂの特徴は、制御基板４に設けられた入出力回路４０ｂが、トランジスタＴｒ２と第６の抵抗Ｒ６を有し、ＣＰＵ２０が通電制御部１０８を有する点である。

トランジスタＴｒ２は、ｐｎｐ型であり、電源回路１２から供給される電圧Ｖｃｃをオンまたはオフするためのスイッチング素子として、エミッタ・コレクタ間を電源ライン４１と第1 の抵抗Ｒ１との間に挿入するように電源ライン４１に設けられている。

トランジスタＴｒ２は、通電制御部１０８からの制御信号に従ってオンオフする。その制御信号は、第６の抵抗Ｒ６を介してベースに入力される。

通電制御部１０８は、制御基板４が判別動作または破壊動作を行うときにのみ、トランジスタＴｒ２をオンにする。詳しくは、通電制御部１０８は、開閉検出部１０１から出力される判別の実行の指令を受けると、トランジスタＴｒ２をオンにする。そして、新旧判別部１０３によってコレクタ電圧Ｖｃｅ’に基づいてユニット３が旧品と識別されたとき、または新品と識別された後にトランジスタＴｒ１の破壊が完了したと判断されたときに、トランジスタＴｒ２をオフにする。このようにすることで、ユニット識別装置２ｂを動作させていないときの消費電力を低減することができる。

図９には識別用の基板５におけるトランジスタＴｒ１の実装構造の一例が、図１０にはトランジスタの実装に係る配線パターンの一例が、それぞれ示されている。

図９において、トランジスタＴｒ１は、表面実装型であり、トランジスタチップを覆う樹脂モールド３０、およびトランジスタチップの近傍から樹脂モールド３０の外部に導出されたリード３１，３２を有する。

識別用の基板５は、トランジスタＴｒ１が実装されるとともに、トランジスタＴｒ１およびその周辺には、トランジスタＴｒ１の放熱を妨げるための断熱材７０が例えば塗布によって設けられてなる。断熱材７０によって大気中への放熱を妨げることにより、トランジスタＴｒ１が破壊され易くなる。断熱材７０として、シリコン材（例えばシリコーンゴム）を用いることができる。断熱材７０を樹脂モールド３０と基板５との間にも設けれてもよい。

図１０において、トランジスタＴｒ１は、コレクタ、エミッタ、ベースにそれぞれ対応するリード３１，３２，３３を有する。リード３１，３２，３３は、基板５上の配線パターン６１，６２，６３のランド（幅広部）６１０，６２０，６３０にそれぞれ半田付けされる。ランド６１０，６２０，６３０は、図中に破線で示す一般に推奨されるサイズよりも小さいサイズに形成されている。ランド６１０，６２０，６３０を半田付けに必要な最小限またはそれに近くなるようにできるだけ小さくすることにより、基板５への放熱を低減してトランジスタＴｒ１を破壊し易くすることができる。

以上の実施形態によると、ユニット３のトランジスタＴｒ１を破壊する際に、ベース電流の制御によって発熱に関わるコレクタ電流を制御することができる。つまり、電流容量の小さい素子によって破壊を制御することができ、電流容量の大きい素子を必要とした従来と比べて、装置本体１Ａの回路基板の省スペース化を実現することができる。破壊の制御のための素子を集積化して外付け部品の個数を減らし、回路基板のコストダウンを図ることができる。

上述の実施形態においては、画像形成装置１におけるユニット識別装置２．２ｂを挙げたが、着脱可能なユニットを含むものであれば、画像形成装置以外の装置において本発明を適用することができる。

ユニット識別装置２，２ｂの回路構成、抵抗定数、しきい値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２，Ｖｔｈ３、制御のフローなどは本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

１Ａ 装置本体
２，２ｂ ユニット識別装置
３ ユニット
４ 制御基板（検査装置）
Ｔｒ１ トランジスタ
Ｒ１ 第１の抵抗
Ｖｃｃ 電圧（第１の電圧）
２２ 信号入力回路（電圧検出部）
２４ 信号出力回路（通電信号出力部）
４１ 電源ライン（第１の電圧出力部）
５１ 第1 の端子（ユニット側端子）
５２ 第２の端子（ユニット側端子）
５３ 第３の端子（ユニット側端子）
１０３ 新旧判別部（判別部）
１０７ ユニット管理部（カウンタ）
Ｉｂ１，Ｉｂ２ ベース電流
Ｓｂ 通電信号
Ｓ１１，Ｓ１２ 識別信号
Ｖｃｅ，Ｖｃｅ’ コレクタ電圧
Ｖｔｈ１ 第１のしきい値
Ｖｔｈ２ 第２のしきい値
Ｖｔｈ３ 第３のしきい値
ＴＡ 第１の時間
ＴＢ 第２の時間
Ｄ１ ダイオード
Ｔｒ２ トランジスタ（スイッチング素子）
１ 画像形成装置
７ カバー
６ 電源スイッチ（電源）
１５ 用紙
７０ 断熱材

Claims (16)

1. 装置本体に対し着脱可能に取り付けられるユニットの新品または旧品を識別するためのユニット識別装置であって、
   前記ユニットに設けられ、前記装置本体から供給される電力によって破壊することが可能な識別用のトランジスタと、
   前記装置本体に設けられ、前記トランジスタに電圧を印加して当該トランジスタが破壊されているか否かを判別するための検査装置と、を有する、
   ことを特徴とするユニット識別装置。
2. 前記検査装置は、
   第１の抵抗を介して前記トランジスタのコレクタに印加するための第１の電圧を出力する第１の電圧出力部と、
   前記トランジスタにベース電流を流すための通電信号を出力する通電信号出力部と、
   前記トランジスタのコレクタ電圧を検出する電圧検出部と、
   前記電圧検出部により検出されたコレクタ電圧に基づいて当該トランジスタが破壊されているか否かを判別するための判別部と、が設けられ、
   前記通電信号出力部は、前記判別部が判別を行うときに、前記トランジスタが飽和状態となるように前記通電信号を出力する、
   請求項１記載のユニット識別装置。
3. 前記判別部は、
   前記通電信号が出力されておらずかつ前記コレクタ電圧が第１のしきい値未満である場合に、前記トランジスタが破壊されていると判別し、前記ユニットが旧品であることを示す識別信号を出力し、
   前記トランジスタを飽和状態とするための前記通電信号が出力されかつ前記コレクタ電圧が第２のしきい値以上である場合に、前記トランジスタが破壊されていると判別し、前記ユニットが旧品であることを示す識別信号を出力し、
   前記トランジスタを飽和状態とするための前記通電信号が出力されかつ前記コレクタ電圧が第２のしきい値未満である場合に、前記トランジスタが破壊されていないと判別し、前記ユニットが新品であることを示す識別信号を出力する、
   請求項２記載のユニット識別装置。
4. 前記判別部は、
   前記トランジスタを飽和状態とするための前記通電信号が出力されかつ前記コレクタ電圧が第２のしきい値以上であって、しかも前記コレクタ電圧が前記第２のしきい値よりも大きく前記第１のしきい値以下である第３のしきい値未満である場合に、前記トランジスタがインピーダンスを持った状態で破壊されていると判別する、
   請求項３記載のユニット識別装置。
5. 前記検査装置は、前記トランジスタが破壊されているか否かを判別する判別動作と、前記トランジスタを破壊する破壊動作とを行うことが可能であり、
   前記通電信号出力部は、
   前記通電信号の大きさを可変して前記ベース電流を可変することが可能であり、
   前記破壊動作を行うときに、前記第１の電圧が出力された状態において前記トランジスタが不飽和状態となるような大きさの前記通電信号を、第１の時間以上出力する、
   請求項２ないし４のいずれかに記載のユニット識別装置。
6. 前記通電信号出力部は、
   前記破壊動作を行うときに、前記通電信号の大きさを可変して、前記電圧検出部により検出される前記コレクタ電圧に基づいて得られる当該トランジスタのコレクタ損失が所定以上となったときに、前記通電信号の大きさを固定する、
   請求項５記載のユニット識別装置。
7. 前記検査装置は、前記トランジスタが破壊されているか否かを判別する判別動作と、前記トランジスタを破壊する破壊動作とを行うことが可能であり、
   前記通電信号出力部は、
   前記通電信号の大きさを可変して前記ベース電流を可変することが可能であり、
   前記破壊動作を行うときに、前記トランジスタが不飽和状態となるような大きさの前記通電信号を第２の時間出力した後、前記判別部によって前記トランジスタが破壊されていると判別されない場合に、再度前記通電信号を第２の時間出力し、これを繰り返す、
   請求項２ないし４のいずれかに記載のユニット識別装置。
8. 前記装置本体には、前記ユニットが使用された回数をカウントするカウンタが設けられ、
   前記破壊動作を行った直後において前記カウントをリセットし、
   前記カウンタのカウント値が所定値に達したときに当該ユニットの交換を促すメッセージを表示する、
   請求項５ないし７記載のユニット識別装置。
9. 前記装置本体は、当該装置本体に取り付けられた前記ユニットを交換する際に開閉するカバーと、
   前記カバーの開閉状態を検出する開閉検出部と、を有し、
   前記カバーが開状態から閉状態となったとき、または前記装置本体の電源が投入されたときに、前記判別部が判別を行う、
   請求項２ないし８のいずれかに記載のユニット識別装置。
10. 前記トランジスタのベースにはダイオードが順方向に接続されており、
    前記通電信号は前記ダイオードを介して前記トランジスタのベースに入力される、
    請求項２ないし９のいずれかに記載のユニット識別装置。
11. 前記第１の電圧出力部には、電源から供給される前記第１の電圧をオンまたはオフするためのスイッチング素子が設けられ、
    前記判別動作または前記破壊動作を行うときにのみ、前記スイッチング素子がオンされる、
    請求項５ないし１０のいずれかに記載のユニット識別装置。
12. 前記トランジスタの周辺には、当該トランジスタの放熱を妨げるための断熱材が設けられてなる、
    請求項２ないし１１のいずれかに記載のユニット識別装置。
13. 前記断熱材はシリコン材である、
    請求項１２記載のユニット識別装置。
14. 装置本体に対し着脱可能に取り付けられる新品旧品の識別可能なユニットであって、
    前記装置本体から供給される電力によって破壊することが可能な識別用のトランジスタと、
    前記装置本体に取り付けられたときに、当該装置本体に設けられた本体側端子に前記トランジスタのエミッタ、コレクタ、およびベースを接続するためのユニット側端子が設けられてなる、
    ことを特徴とする新品旧品の識別可能なユニット。
15. 電子写真方式によって用紙に画像を形成することが可能な装置本体と、
    前記装置本体に対し着脱可能に取り付けられるユニットと、
    請求項１ないし１３のいずれかに記載のユニット識別装置と、を備える
    ことを特徴とする画像形成装置。
16. 装置本体に対し着脱可能に取り付けられるユニットの新品または旧品を識別するためのユニット識別方法であって、
    前記ユニットに、前記装置本体から供給される電力によって破壊することが可能な識別用のトランジスタを設け、
    前記ユニットが前記装置本体に取り付けられているときに、前記装置本体に設けられた検査装置によって、前記トランジスタのコレクタに抵抗を介して電圧を供給した状態で飽和状態とするようにベース電流を流し、そのときに検出されるコレクタ電圧に基づいて当該トランジスタが破壊されているか否かを判別する、
    ことを特徴とするユニット識別方法。

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