JP2020166181A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1(a)に画像形成装置の一例の概略図を示す。この画像形成装置1は、記録材である記録紙Rに未定着のトナー像を形成する画像形成手段としての画像形成部2と、トナー像を定着する定着手段としての定着装置(像加熱装置)100とを有する。画像形成部2は、矢印の方向(時計回り方向)に回転駆動される電子写真感光ドラム3(以下、ドラム3という)を有している。画像形成部2は、ドラム3に対して画像形成プロセス手段としての帯電器4、画像露光器5、現像器6により未定着のトナー像が形成される。そして、ドラム3に形成されたトナー像が給紙機構部(不図示)から搬送された記録紙Rに対して転写器7により転写される。転写器7を通過した記録紙Rはドラム3から分離されて定着装置100へと搬送されて加熱・加圧されることで、記録紙R上(記録材上)のトナー像が固着像として定着される。定着装置100を出た記録紙Rは画像形成物として排出される。また、記録紙Rが分離した後のドラム3はクリーニング器8により表面が清掃されて繰り返して画像形成に供される。なお、本発明を適用することができる画像形成装置1は図1(a)で説明した構成に限定されない。
また、図1(b)に定着装置100の一例の概略図を示す。定着装置100は、可撓性の円筒型フィルム102(以下、定着フィルム102という)と、定着フィルム102の内面に接触するヒータ103を有する。また、定着フィルム102を介してヒータ103と共に定着ニップ部Sを形成する加圧ローラ106を有する。ヒータ103は耐熱樹脂製の保持部材101に保持されている。保持部材101は定着フィルム102の回転を案内するガイド機能も有している。ステー104は保持部材101にバネ(不図示)の圧力を加えるための金属製のステーである。定着フィルム102は、単層フィルムや、PI+PFAコーティング、SUS+ゴムコーティング等の複合フィルムなどが使われる。加圧ローラ106は、鉄やアルミニウム等が材質の芯金107と、シリコーンゴム等が材質の弾性層108を有する弾性ローラである。加圧ローラ106とヒータ103で定着フィルム102を挟んで圧接させる。定着ニップ部Sは、圧接により形成されるニップ部の範囲を示す。
第1の基板であるメモリ基板200は定着装置100に保持される基板である。図2に実施例1のメモリ基板200を示す。メモリ基板200は図2に示すように5本のケーブル201を有しており、接続手段であるコネクタ202を介して画像形成装置1内の定着装置100とは別の場所にレイアウトされる第2の基板であるコントローラ基板300と接続される。コネクタ202は、第2の接続点であるSNS、第1の接続点であるVcc、SDA、SCL、GNDの各端子を有する。
第2の回路であるセンサ回路205は定着装置100から記録紙Rが排出されたこと検出する排出センサ回路であり、フォトインタラプタ211と抵抗212で構成される。フォトインタラプタ211は、フォトダイオード211dとフォトトランジスタ211t(以下、トランジスタ211tという)とを有する。定着装置100の内部に記録紙Rが存在する場合、フラグ等(不図示)を用いてフォトインタラプタ211は遮光され、フォトインタラプタ211の受光部のトランジスタ211tは非導通となる。より詳細には、フォトダイオード211dから出射された光が記録紙Rによって遮光され遮光状態となる。一方、定着装置100の内部に記録紙Rが存在しない場合(排出された場合)は、フォトインタラプタ211は透光状態となり、フォトインタラプタ211の受光部のトランジスタ211tは導通する。より詳細には、フォトダイオード211dから出射された光がトランジスタ211tに到達し非遮光状態となる。
第1の回路であるライトプロテクト解除回路204は、ツェナーダイオード206、トランジスタ207、トランジスタ207のベース抵抗208、トランジスタ207のベース−エミッタ間抵抗209、プルアップ抵抗210で構成される。なお、実施例1ではツェナーダイオード206に降伏電圧7Vのツェナーダイオードを用いる。この降伏電圧7は閾値電圧であり、SNS信号に入力される電圧が7V未満であればライトプロテクトは有効である。ライトプロテクト解除回路204には、電源Vccが供給されている。また、ライトプロテクト解除回路204には、SNS信号が入力され、後述する不揮発メモリ203のWP端子に上述した第1の信号が出力される。より詳細には、SNS信号を伝送するラインはツェナーダイオード206のカソード端子に接続されている。
不揮発メモリ203に定着装置100の特性データを書き込む作業は製造工程で行われる。製造工程での接続構成を図3に示す。なお、メモリ基板200の構成は図2と同様であるため、説明を省略する。製造工程ではメモリ基板200はケーブル201及びコネクタ202を介して書き込み装置に相当する冶工具400に接続される。SCLとSDAは冶工具400の第2の制御手段であるCPU401に接続され、メモリ基板200上の不揮発メモリ203と冶工具400上のCPU401との間で、シリアル通信、例えばI2C通信を行う。Vccは冶工具400で生成される3.3V電源と接続され、GNDは冶工具400のグランド電位に接続される。SNS信号は電流制限抵抗402及びスイッチ403を介して第1の電源である3.3V又は第2の電源である12Vに接続されるとともに、CPU401の入力ポートに接続される。ツェナーダイオード406はスイッチ403によって接続先として12Vが選択された際に、CPU401に過電圧(12V)が印加されないようにCPU401を保護する目的で配置されている。CPU401の入力ポートの絶対最大定格電圧値を4.0Vとするとツェナーダイオード406の降伏電圧は3.6V程度が望ましい。なお、電流制限抵抗402がCPU401に接続されていない構成で、ツェナーダイオード406を有しない構成としてもよい。
図4に、冶工具400を用いて不揮発メモリ203にデータを書き込むシーケンスを示す。ステップ(以下、Sとする)101で、冶工具400の3.3V電源及び12V電源がオフ(OFF)の状態にされる。S101の処理は、活電状態でコネクタ202を冶工具400に接続してメモリ基板200及び冶工具400にダメージを与えることを防止するための処理である。S102で、冶工具400上のスイッチ403が12V側に接続される。S103で、コネクタ202が冶工具400に接続(コネクト)され、メモリ基板200と冶工具400とが接続される。S104でフォトインタラプタ211が遮光され、受光側のトランジスタ211tが導通しないようにされる。ここで、受光側のトランジスタ211tが導通するとSNS信号の電圧レベルがほぼグランド電位になる(厳密にはフォトインタラプタの出力側のトランジスタ211tの飽和電圧0.3V程度になる)。そうすると、ライトプロテクト解除回路204のツェナーダイオード206が導通せず、不揮発メモリ203のライトプロテクトが解除できないからである。このため、センサ回路205のフォトインタラプタ211を非導通としている。
図5に実施例2に用いる第1の基板であるメモリ基板500、第2の基板であるコントローラ基板350、メモリ基板500とコントローラ基板350とを、ケーブル501とコネクタ502で接続した様子を示す。メモリ基板500は図5に示すように4本のケーブル501を有しており、コネクタ502を介して画像形成装置1内の定着装置100とは別の場所にレイアウトされるコントローラ基板350と接続される。メモリ基板500とコントローラ基板350とのインターフェースは、Vcc、SCL、SDA、GNDから成る。電源Vccはメモリ基板500の電源であり、実施例2では3.3Vを用いる。メモリ基板500は実施例1と同様に、不揮発メモリ203、抵抗213、214、コンデンサ215、216から成るノイズフィルタ、ライトプロテクト解除回路204で構成される。
製造工程でのメモリ基板500と書き込み装置に相当する冶工具600との接続を図6に示す。なお、メモリ基板500の構成は図5と同様であり説明を省略する。製造工程ではメモリ基板500はケーブル501及びコネクタ502を介して冶工具600に接続される。Vccは電流制限抵抗402及びスイッチ403を介して3.3V又は12Vに接続される。なお、実施例1では冶工具400の電流制限抵抗402及びスイッチ403はSNSに接続されていたが、この点、実施例2の構成と異なる。
図7に、冶工具600を用いて不揮発メモリ203にデータを書き込むシーケンスを示す。なお、S201〜S203は図4のS101〜S103と同様の処理であり、S206〜S211は図4のS107〜S111、S113と同様の処理であり、説明を省略する。ただし、図4の冶工具400を冶工具600に、コネクタ202をコネクタ502に、それぞれ読み替える。
センサ回路220は定着装置100の圧の状態を検知する圧センサ回路であり、センサ回路220はフォトインタラプタ221と抵抗222で構成される。フォトインタラプタ221は、フォトダイオード221dとフォトトランジスタ221t(以下、トランジスタ221tという)とを有する。センサ回路220はヒータ103と加圧ローラ106との間に加えられる圧の状態を、圧あり/圧なしの2値で検知する。ヒータ103と加圧ローラ106の間に圧が加えられている場合(圧有)にはフラグ等(不図示)を用いてフォトインタラプタ221は遮光され、フォトインタラプタ221の受光部のトランジスタ221tは非導通となる。一方、ヒータ103と加圧ローラ106とに圧が加えられている場合(圧有)にはフォトインタラプタ221は透光状態となり、フォトインタラプタ221の受光部のトランジスタ221tは導通する。フォトインタラプタ221の出力すなわちPRESS信号は、コントローラ基板703上で抵抗303により3.3VにプルアップされてCPU301のI/Oポートに入力される。PRESS信号は、フォトインタラプタ221の受光部のトランジスタ221tが非導通の場合には電圧レベルはハイレベルとなり、導通している場合には電圧レベルがローレベルとなる。PRESS信号はCPU301のI/Oポートに入力されるため、CPU301は定着装置100の圧の状態を把握することができる。
ライトプロテクト解除回路710は、降伏電圧7Vのツェナーダイオード206、トランジスタ207、トランジスタ207のベース抵抗208、トランジスタ207のベース−エミッタ間抵抗209、プルアップ抵抗210を有している。ライトプロテクト解除回路710は、更に、トランジスタ228、229、トランジスタ228のベース抵抗225、トランジスタ228のベース−エミッタ間抵抗226、トランジスタ228のコレクタ抵抗227を有している。ライトプロテクト解除回路710は、更に、トランジスタ229のベース抵抗223、トランジスタ229のベース−エミッタ間抵抗224、ツェナーダイオード230から成る。
製造工程ではメモリ基板700はケーブル701及びコネクタ702を介して書き込み装置に相当する冶工具704に接続される。製造工程での接続構成を図9に示す。SNS信号は電流制限抵抗402及びスイッチ403を介して3.3V又は12Vに接続されるとともに、CPU401の入力ポートに接続される。PRESS信号は電流制限抵抗404及びスイッチ405を介して3.3V又は第3の電源である24Vに接続されるとともに、CPU401の入力ポートに接続される。ツェナーダイオード407、408は実施例1に記載のツェナーダイオード406と同じく、CPU401のポートを過電圧から保護するために配置されている。
図10に、冶工具を用いて不揮発メモリ203にデータを書き込むシーケンスを示す。なお、S301、S303は図4のS101、S103と同様の処理であり、S308は図4のS107と同様の処理であり、S312〜S314、S316は図4のS110〜S112、S113と同様の処理であり、説明を省略する。ただし、図4の冶工具400を冶工具704に、コネクタ202をコネクタ702に、それぞれ読み替える。
図11を用いて実施例4の構成を説明する。はじめに、図11(a)と図11(b)を用いて、第1の基板であるメモリ基板801と第1の回路であるフォトインタラプタ820が取り換え可能(選択的に接続可能)な構成であることについて説明する。図11(a)に、メモリ基板801と第2の基板であるコントローラ基板810とがケーブル813によって接続された様子を示す。メモリ基板801は、図1(b)で図示するメモリ基板200と同様に定着装置100に保持される。メモリ基板801はライトプロテクト機能を有する不揮発メモリ203、メモリ周辺回路、フォトインタラプタ211で構成される。不揮発メモリ203、メモリ周辺回路、及びフォトインタラプタ211の機能は実施例1で説明した内容と同様であり、説明を省略する。抵抗802はフォトインタラプタ211の発光部であるフォトダイオード211dの電流制限抵抗である。メモリ基板801はコネクタ803、6本のケーブル813、コネクタ812を介してコントローラ基板810と接続される。コントローラ基板810の動作及び、コントローラ基板810とメモリ基板801とのI2C通信等は実施例1で説明した内容と同じである。図11(a)に示す状態において、メモリ基板801上の不揮発メモリ203のWP端子はコントローラ基板810上の抵抗811によって電源3.3Vにプルアップされている。すなわち、不揮発メモリ203はライトプロテクトが有効な状態に設定されている。
次に、メモリ基板801に配置された不揮発メモリ203のライトプロテクトを解除する方法を説明する。実施例1で説明したように、製造工程において定着装置100の特性データを書き込む際にはライトプロテクトを解除する必要がある。製造工程において図11(c)に示すようにメモリ基板801を書き込み装置に相当する冶工具830に接続する。冶工具830はコントローラ基板810と同じ6ピンのコネクタ812を備えており、6本のケーブル813を介してメモリ基板801に接続する。冶工具830に接続された状態では、不揮発メモリ203のWP端子は冶工具830側でGNDに接続されるため、ライトプロテクトが解除される。冶工具830は、CPU401を介してライトプロテクトが解除された不揮発メモリ203とI2C通信を行い、不揮発メモリ203に定着装置100の特性データを記録する。製造工程で定着装置100の特性データを書き込まれたメモリ基板801は、図11(a)に示すようにコントローラ基板810と接続され、画像形成装置1として動作する。
203 不揮発メモリ
204 ライトプロテクト解除回路
Claims (17)
- 入力された第1の信号に応じてデータの書き込みが禁止された第1の状態又はデータの書き込みの禁止が解除された第2の状態となる不揮発メモリと、
入力された第2の信号に応じて前記不揮発メモリを前記第1の状態又は前記第2の状態にするために前記不揮発メモリに前記第1の信号を出力する第1の回路と、
前記不揮発メモリ及び前記第1の回路が実装された第1の基板と、
を備え、
前記第1の回路は、第1の電圧の前記第1の信号が入力された場合には前記不揮発メモリを前記第1の状態とし、前記第1の電圧とは異なる第2の電圧の前記第2の信号が入力された場合には前記不揮発メモリを前記第2の状態とすることを特徴とする画像形成装置。 - 前記第1の基板に実装され、フォトダイオードとフォトトランジスタとを有し、前記フォトダイオードから出射された光が遮光された遮光状態と前記光が到達した非遮光状態とに応じた電圧の第3の信号を出力する第2の回路を備え、
前記第3の信号は、前記第1の回路に入力されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 電源を供給するための第1の接続点と、前記第2の回路から出力された前記第3の信号を伝送するための第2の接続点と、を有する接続手段を備えることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記不揮発メモリに書き込まれたデータを読み込む第1の制御手段と、
前記第1の制御手段が実装され、前記接続手段によって前記第1の基板と接続される第2の基板と、
を備え、
前記第2の基板には、前記第1の電圧が供給され、
前記第2の接続点に前記第1の電圧を供給する第1の電源が接続され、前記第1の回路が前記不揮発メモリを前記第1の状態とし、前記第1の制御手段が前記不揮発メモリにデータを書き込むことが禁止されることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 - 前記データを前記不揮発メモリに書き込む第2の制御手段を有する書き込み装置を備え、
前記書き込み装置には、前記第1の電圧と前記第1の電圧より高い第2の電圧とが供給され、
前記第2の接続点に前記第2の電圧を供給する第2の電源が接続されたときには、前記第1の回路が前記不揮発メモリを前記第2の状態とし、前記第2の制御手段が前記不揮発メモリにデータを書き込むことが可能となり、
前記第2の接続点に前記第1の電源が接続されたときには、前記第1の回路が前記不揮発メモリを前記第1の状態とし、前記第2の制御手段が前記不揮発メモリにデータを書き込むことが禁止されることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 - 前記第1の基板に実装され、フォトダイオードとフォトトランジスタとを有し、前記フォトダイオードから出射された光が遮光された遮光状態と前記光が到達した非遮光状態とに応じた電圧の第3の信号を出力する第2の回路と、
前記第1の基板に実装され、フォトダイオードとフォトトランジスタとを有し、前記フォトダイオードから出射された光が遮光された遮光状態と前記光が到達した非遮光状態とに応じた電圧の第4の信号を出力する第3の回路と、
を備え、
前記第3の信号及び前記第4の信号は、前記第1の回路に入力されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 電源を供給するための第1の接続点と、前記第2の回路から出力された前記第3の信号を伝送するための第2の接続点と、前記第3の回路から出力された前記第4の信号を伝送するための第3の接続点と、を有する接続手段を備えることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
- 前記不揮発メモリに書き込まれたデータを読み込む第1の制御手段と、
前記第1の制御手段が実装され、前記接続手段によって前記第1の基板と接続される第2の基板と、
を備え、
前記第2の基板には、前記第1の電圧が供給され、
前記第2の接続点及び前記第3の接続点に前記第1の電圧を供給する第1の電源が接続され、前記第1の回路が前記不揮発メモリを前記第1の状態とし、前記第1の制御手段が前記不揮発メモリにデータを書き込むことが禁止されることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。 - 前記データを前記不揮発メモリに書き込む第2の制御手段を有する書き込み装置を備え、
前記書き込み装置には、前記第1の電圧と前記1の電圧より高い第2の電圧と、前記第2の電圧よりも高い第3の電圧と、が供給され、
前記第2の接続点に前記第2の電圧を供給する第2の電源が接続され、かつ、前記第3の接続点に前記第3の電圧を供給する第3の電源が接続されたときには、前記第1の回路が前記不揮発メモリを前記第2の状態とし、前記第2の制御手段が前記不揮発メモリにデータを書き込むことが可能となり、
前記第2の接続点に前記第1の電源が接続され、かつ、前記第2の接続点に前記第1の電源が接続されたときには、前記第1の回路が前記不揮発メモリを前記第1の状態とし、前記第2の制御手段が前記不揮発メモリにデータを書き込むことが禁止されることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。 - 電源を供給するための第1の接続点を有する接続手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記不揮発メモリに書き込まれたデータを読み込む第1の制御手段と、
前記第1の制御手段が実装され、前記接続手段によって前記第1の基板と接続される第2の基板と、
を備え、
前記第2の基板には、前記第1の電圧が供給され、
前記第1の接続点に前記第1の電圧を供給する第1の電源が接続され、前記第1の回路が前記不揮発メモリを前記第1の状態とし、前記第1の制御手段が前記不揮発メモリにデータを書き込むことが禁止されることを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。 - 前記データを前記不揮発メモリに書き込む第2の制御手段を有する書き込み装置を備え、
前記書き込み装置には、前記第1の電圧と前記第1の電圧より高い第2の電圧とが供給され、
前記第1の接続点に前記第2の電圧を供給する第2の電源が接続されたときには、前記第1の回路が前記不揮発メモリを前記第2の状態とし、前記第2の制御手段が前記不揮発メモリにデータを書き込むことが可能となり、
前記第2の接続点に前記第1の電圧を供給する第1の電源が接続されたときには、前記第1の回路が前記不揮発メモリを前記第1の状態とし、前記第2の制御手段が前記不揮発メモリにデータを書き込むことが禁止されることを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。 - 前記第1の回路は、ツェナーダイオードを有し、
前記第1の電圧は、前記ツェナーダイオードの降伏電圧よりも低い電圧であり、前記第2の電圧は前記降伏電圧よりも高い電圧であることを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 入力された第1の信号に応じてデータの書き込みが禁止された第1の状態又はデータの書き込みの禁止が解除された第2の状態となる不揮発メモリが実装された第1の基板と、状態に応じた第2の信号を第1の制御手段に出力する第1の回路が選択的に接続される画像形成装置において、
前記不揮発メモリに書き込まれたデータを読み込む前記第1の制御手段と、
前記第1の制御手段が実装された第2の基板と、
前記第2の基板に前記第1の基板が接続されるときには前記第1の制御手段から前記第1の信号を前記不揮発メモリに出力するために用いられ、前記第2の基板に前記第1の回路が接続されるときには前記第1の回路から前記第2の信号を前記第1の制御手段に出力するために用いられる第1の接続点を有する接続手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記第1の回路とは、フォトダイオードとフォトトランジスタを含む回路であることを特徴とする請求項14に記載の画像形成装置。
- 記録材上の未定着のトナー像を定着するための定着装置を備え、
前記第1の回路は前記定着装置に設けられていることを特徴とする請求項15に記載の画像形成装置。 - 記録材上の未定着のトナー像を定着するための定着装置を備え、
前記不揮発メモリは、前記定着装置に関するデータを記憶していることを特徴とする請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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