JPH10116004A - 寿命監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置本体に交換可能に装着される部品ユニッ
トの寿命を監視する装置において、誤動作を防止し、安
価で信頼性の高いものにする。 【解決手段】 コネクタ接点１１−１，１１−２を介し
て装置本体側に接続される交換ユニット側に、ツェナー
ダイオード１３〜１５とヒューズ１６〜１８の直列回路
を並列に設けるとともに、ヒューズ１９を単独で並列に
接続する。また本体側に、ヒューズ１６〜１９に電流を
流して溶断させるためのコンデンサー２０と、その電荷
を制御するためのトライアック２６を設ける。そして、
本体側のマイクロコンピューター２により、検出用抵抗
９の電圧を監視しながらヒューズ１６〜１９の溶断を判
断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、寿命のある交換可
能な部品ユニットを有した種々の装置におけるユニット
寿命を監視する寿命監視装置、特にその回路構成に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、装置の一部のあるユニットが本
体の寿命よりも短い場合には、通常そのユニットを交換
可能に設けるようにしている。そして、そのユニットの
稼働量が寿命に達すると、使用者若しくはサービスマン
がそのユニットを交換するようにしている。また、その
装置が例えばプリンター等の交換ユニットの多い画像形
成装置であれば、画像形成の総数（回数）を計数するカ
ウンターを設けておき、そのカウンターの表示係数値に
よってユニットの稼働量を使用者もしくはサービスマン
が見極めるようにしている。しかし、この運用は非常に
困難なものとなっているのが現状である。

【０００３】ここで、電子写真法を用いた画像記録装置
の構成は、筐体内に回転自在に装着された感光ドラムを
有し、この感光ドラムの周囲には、帯電，露光，転写等
の処理のための部品が順次配列されている。また筐体内
には、これらの部品の他に、用紙を搬送するための用紙
搬送装置、転写後の像を定着するための定着ユニットが
設けられている。更に、カラー画像形成装置の場合に
は、感光ドラム上に形成されたイエロー，マゼンタ，シ
アン，ブラックの電子写真像を一旦蓄積する転写ベルト
が設けられている。

【０００４】このような構成の電子写真法を用いた画像
記録装置のユニットで、本体の寿命より短いと予想され
る部品としては、画像形成が行われる度に汚れる帯電器
と一体となった感光ドラム、定着装置内に設けられた部
品で紙搬送枚数に応じて痛んでくる定着ローラー、この
定着ローラーと同様に転写枚数に応じてその特性が劣化
する転写ベルト、上記感光ドラム上に形成された静電潜
像を可視像化するためのトナーのうちで用紙に転写され
なかった廃トナーを入れておく容器、トナーカートリッ
ジ等がある。

【０００５】そして、上記のような複数の交換ユニット
について、サービスマン若しくは使用者が上述のカウン
ターの値を基に管理することは非常に困難である。

【０００６】これに対して、近年、感光体とその周辺の
部品、例えば帯電器，現像器，廃トナーボックス等を一
体化して感光体ユニットとし、この感光体ユニットを画
像記録装置本体に対して着脱自在にしたものが現れてい
る。このような考え方で、他にユニットとして存在する
ものに、転写ベルトユニット，定着ユニット，給紙ユニ
ット等がある。

【０００７】このように、各部をユニット化することに
よって、装置が小型化するとともに、保守性が良くなる
という利点がある。そして、保守性が良くなることによ
り、サービスマンがわざわざ交換するために出張する必
要がなくなり、使用者が該当するユニットを交換するこ
とで対応することができる。

【０００８】しかし、そのためには、ユニット側に印字
枚数を記憶するためのメモリーを搭載し、予め決められ
た印字枚数あるいは使用された時間等を記憶させてお
き、その値になったときに使用者に対して交換要求表示
を行う必要がある。

【０００９】図３に上記のようなメモリーを有した記録
装置のブロック図を示す。同図中、１は不揮発性のメモ
リーで、通常ＥＥＰＲＯＭが使用され、交換ユニット側
に実装されている。２はＣＰＵからなるマイクロコンピ
ュータ（以下マイコンと称する）で、記録装置本体側に
実装され、装置の制御とともにメモリー１と通信を行
う。

【００１０】上記メモリー１は、マイコン２との間のポ
ートＳＩＯよりシリアル信号を入出力し、その入出力の
切り替えをポートＣＯに接続されたポートＰ１の信号に
よって行う。即ち、ポートＳＩＯよりシリアル信号が出
力されると、メモリー１のポートＳＩに入力し、マイコ
ン２のポートＳＩＯよりシリアル信号が出力されると、
マイコン２のポートＳＩＯに入力する。これらのメモリ
ー１及びマイコン２の各ユニットは、ポートＳＣＬＫに
よってクロック信号を共有している。

【００１１】なお、図３中３−１，３−２，３−３，３
−４はコネクタ、４は表示部、５，２７はバスバッファ
ーで、通信バスを制御するものである。

【００１２】このような信号プロトコルを用いた場合に
は、本体の記録部側と交換ユニット側をコネクタ３−１
〜３−４で接続する必要があるが、通常マイコン２とメ
モリー１はＣＭＯＳプロセスで制作されており、静電気
に弱いという問題点を有している。このため、コネクタ
３には特殊な処理を施して外部からの静電気を防止する
構造にする必要があり、コストアップの要因となってい
る。

【００１３】また、ＣＭＯＳ同士の通信は電圧レベルで
行うので、コネクタ３の接点に流れる電流はマイクロア
ンペアーと非常に微少電流になる。このため、コネクタ
３の接点に金メッキのものを使う必要が生じ、信頼性を
確保するには更にコストアップ要因が生じてくる。そし
て、このようなユニット側にＥＥＰＲＯＭを持つことに
よって、通信に必要な信号線の数が４本と多いことも問
題となっている。また、外来ノイズによって誤動作をす
る危険性がある。

【００１４】上記の問題点を改善したものとして、図４
に示すようなものが提案されている。交換ユニット側
は、ツェナーダイオード１３，１４，１５とヒューズ１
６，１７，１８，１９の回路で構成されており、これら
はシリアルに接続されている。この回路のツェナーダイ
オード１３〜１５は、それぞれ異なったツェナー電圧を
有している。例えば、ツェナーダイオード１５は０．５
Ｖ、ツェナーダイオード１４は１．５Ｖ、ツェナーダイ
オード１３は２．５Ｖが用いられている。この値は使用
形態で決定されているので、１Ｖ単位であっても良い。

【００１５】また、１１−１，１１−２はコネクタ接点
で、一方のコネクタ接点１１−２はトランジスタ１０を
経由してアースに接地されており、他方のコネクタ接点
１１−１はトランジスタ７を経由して電力変換器６に接
続されている。

【００１６】上記コネクタ１１−２に生ずる電圧は、マ
イコン２のアナログ入力端子ＡＤ１から入力されるとと
もに、このラインは検出用抵抗９を介して接地されてい
る。そして、電力変換器６の一方の入力側はマイコン２
のアナログ出力端子ＤＡ１に接続されており、トランジ
スタ７とトランジスタ１０及びアナログ出力端子ＤＡ１
の電圧の組み合わせでヒューズ１６〜１９を切断するこ
とができるようになっている。

【００１７】図５は上述のヒューズを切断するための制
御動作を示すフローチャートであり、ここではヒューズ
１９を切断する例を示すが、他のヒューズを切断するた
めには本フローチャートの動作でアナログ出力端子ＤＡ
１の電圧を変更することで実現することができる。以
下、本フローチャートについて説明する。

【００１８】まず、マイコン２の出力端子ＤＡ１の電圧
を０．５Ｖにセットする（ステップＳ１）。続いて、ト
ランジスタ７，１０をＯＮする。即ち、ポートＰ１を０
Ｖにセットし、ポートＰ２を５Ｖにセットする（ステッ
プＳ２）。そして、一定時間経過するのを待って（ステ
ップＳ３）、それぞれのトランジスタをＯＦＦする（ス
テップＳ４）。

【００１９】しかる後に、出力端子ＤＡ１の電圧を１Ｖ
にセットし（ステップＳ５）、トランジスタ７をＯＮす
る（ステップＳ６）。このとき、ヒューズ１９が切れて
いれば、電力変換器６から印可された電圧はツェナーダ
イオード１５によって０．５Ｖ吸収されて、検出用抵抗
９の０．５Ｖ以下の電圧がアナログ入力端子ＡＤ１に印
可される。そして、この０．５Ｖ以下の電圧が検出され
ると（ステップＳ７）、トランジスタ７をＯＦＦする。

【００２０】また、ヒューズ１９が切れていなければ、
電力変換器６の電圧が切れていないヒューズ１９を通じ
て検出用抵抗９に生じ、この電圧がアナログ入力端子Ａ
Ｄ１によって検出される。これにより、上述の再度切る
動作に戻る。

【００２１】図６は上述の交換ユニットの積算枚数とヒ
ューズの切断パターンとツェナーダイオードの設定電圧
の関係を示す説明図である。

【００２２】概要を説明すると、交換ユニットの印字枚
数を示す積算カウンターの値によって、ヒューズを切断
する。これは、使用者の使い方によっては、同一パター
ンのヒューズが切断された複数の交換ユニットが存在す
る可能性があるためである。ここでの目的は、交換ユニ
ットの寿命を正しく把握し、寿命近くなった交換ユニッ
トが実装された場合に、記録装置本体側で正しく且つ適
切な警告を使用者に表示することである。

【００２３】図７は上述のＥＥＰＲＯＭ５を有した本体
側ＣＰＵの動作を示すフローチャートであり、以下この
フローチャートを参照して、切断パターンの運用例につ
いて説明する。

【００２４】まず、ステップＳ１０１でユニットが記録
装置本体に実装されたかどうかを判断し、実装されたと
判断した場合は、その実装された交換ユニットが規定枚
数以上のものか、即ち読み込み値が“１１１１”かを調
べ（ステップＳ１０２）、そうであれば表示部４に寿命
と警告文を表示する（ステップＳ１１０）。次に、実装
された交換ユニットが使用途中か、即ち読み込み値がそ
れぞれ“０１１１”，“００１１”，“０００１”かを
判断する（ステップＳ１０３，Ｓ１０４，Ｓ１０５）。
そして、どれか該当する交換ユニットがあった場合は、
そのユニットのＥＥＰＲＯＭ５の該当するアドレスにカ
ウンターのアドレスをセットする（ステップＳ１１１，
Ｓ１１２，Ｓ１１３）。

【００２５】該当するアドレスが見つからない場合は、
ＥＥＰＲＯＭ５のアドレスに未使用のものがないかどう
かを積算カウンターの値を読み込むことによって判断す
る（ステップＳ１０６，Ｓ１０７，Ｓ１０８）。このと
き、どのアドレスも積算枚数が記憶されている場合は、
使用者が使用途中の交換ユニットを所持していることを
示すために、使用者に例えば「使用途中の交換ユニット
と交換してください」との表示を表示部４にて行う（ス
テップＳ１０９）。

【００２６】そして、印字が行われたかを調べ（ステッ
プＳ１１４）、行われていれば上記カウンターの値を
“１”アップする（ステップＳ１１５）。次に、３００
０枚以上になったかを調べ（ステップＳ１１６）、なっ
ていれば“１１１１”にセットして（ステップＳ１１
７）、カウンターの値を“０”にする（ステップＳ１１
８）。

【００２７】ここで、交換ユニットが例えば感光ドラム
であった場合、感光ドラムは有機半導体でできているた
めに長時間放置されていると使わないでもその特性が劣
化し、またその購入価格も高価であるので、この意味に
おいても使用途中の交換ユニット及びヒューズの数を増
やさない方が使用者にとっても好都合である。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の寿命監視装置にあっては、誤動作が発生し
たり、高価なものになるという問題点があった。

【００２９】すなわち、外部にＥＥＰＲＯＭを用いた場
合には、コネクタ接点に金メッキを施したものを用いる
必要が生じ、コストアップになるとともに、信号電流が
小さいので、外来ノイズの影響を受け、誤動作の危険が
ある。

【００３０】また、外部にヒューズとツェナーダイオー
ドを用いた場合は、ヒューズを切るために瞬間的に大電
流を流す必要があり、スイッチングトランジスタに大容
量のものを使う必要が生じ、コストアップの要因とな
る。つまり、瞬間的に流れる電流をトランジスタの最大
定格電流値で規定する必要がある。

【００３１】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、誤動作を防止でき、安価で信頼性の高
い寿命監視装置を提供することを目的としている。

【００３２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る寿命監視装
置は、装置本体に交換可能に装着される交換ユニットの
寿命を監視する装置であって、前記交換ユニットに接続
された溶断部材を有し、この溶断部材を電流を流すこと
によって切断する電流源を備えたものである。

【００３３】また上記の装置において、電流源は電荷蓄
積手段としたものであり、更に、電荷蓄積手段の電荷を
トライアックにより制御するようにしたものである。

【００３４】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る寿命監視装置
の要部を示す回路構成図であり、図４と同一符号は同一
構成要素を示している。

【００３５】図１において、２は装置本体側のＥＥＰＲ
ＯＭ５を内蔵したマイコン、４は表示部、１１−１，１
１−２はコネクタ接点、１３〜１５はツェナーダイオー
ドで、それぞれ例えば２．５Ｖ，１．５Ｖ，０．５Ｖの
ツェナー電圧となっている。１６〜１９は交換ユニット
側に接続された溶断部材であるヒューズで、ヒューズ１
６〜１８はツェナーダイオード１３〜１５と直列に接続
され、これらの直列回路が並列に接続されている。

【００３６】２０は電荷蓄積手段である電解コンデンサ
ー、２１はオペアンプからなる差動増幅器、２２は電流
制限用の抵抗で、コンデンサー２０に急激に電流が流れ
ることを防止する目的で、差動増幅器２１の出力段を保
護するために設けられている。

【００３７】上記コンデンサー２０の片側はコネクタ接
点１１−１に接続されており、ツェナーダイオード１
３，１４，１５及びヒューズ１６，１７，１８，１９に
電流を配分するようになっている。コネクタ接点１１−
２は検出用抵抗２３を介して接地されている。また、コ
ネクタ接点１１−２は保護抵抗２５を介してマイコン２
のアナログ入力端子ＡＤ１に接続されるとともに、トラ
イアック２６のアノードに接続される。マイコン２の出
力ポートＰ１は保護抵抗２４を介してトライアック２６
のゲートに接続される。

【００３８】上記構成においては、交換ユニット側にヒ
ューズ１６〜１９を装置本体側に設けた電流源であるコ
ンデンサー２０から電流を流すことにより切断するよう
になっており、このコンデンサー２０の電荷をトライア
ック２６により制御するようにしている。

【００３９】図２は上記ヒューズ１６〜１９を切断する
ための制御動作を示すフローチャートであり、図５と同
様ヒューズ１９を切断する例を示している。

【００４０】まず、マイコン２の出力端子ＤＡの電圧を
０．５Ｖにセットする（ステップＳ１１）。そして、一
定時間経過したら（ステップＳ１２）、ポートＰ１から
信号を送ってトライアック２６をＯＮし（ステップＳ１
３）、更に一定時間経過したら（ステップＳ１４）、ポ
ートＰ１，Ｐ２の信号を停止してトライアック２６をＯ
ＦＦする。

【００４１】その後、出力端子ＤＡの電圧を１．０Ｖに
セットし（ステップＳ１６）、一定時間経過したら（ス
テップＳ１７）、アナログ入力端子ＡＤ１の電圧をチェ
ックし（ステップＳ１８）、ヒューズ１９が切断されて
いるか否かを調べる。

【００４２】ここで、ステップＳ１１でマイコン２のデ
ジタル出力を０．５Ｖにセットし、ステップＳ１２で電
荷蓄積手段であるコンデンサー２０に蓄積されるだけの
時間が経過したかを判断しているが、一般に電荷蓄積手
段であるコンデンサー２０と時間の関係は、次式のよう
になる。

【００４３】Ｑ＝ＩＴ＝ＣＶ（Ｉ＝電流、Ｔ＝時間、Ｃ
＝電荷蓄積量、Ｖ＝電圧） そして、一定時間が経過すると、マイコン２のポートＰ
１をＯＮする。これにより、トライアック２６のアノー
ド電流が流れ、ヒューズ１９が切断される。このヒュー
ズ１９が確実に切断されたかどうかをチェックする方法
は、従来例で述べたので、ここでは言及しない。

【００４４】このように、本実施例では、本体側にヒュ
ーズを切るための電荷蓄積手段とその電荷を一気に流し
込むトライアック２６を設けて、ヒューズ切断手段を構
成しているので、誤動作を防止でき、安価で信頼性の高
い寿命監視装置を実現することができる。

【００４５】一般に、トライアックはサージ電流に対し
て強い特性を持っている。例えば、全損失が２Ｗあるに
も拘らず、パルスの最大コレクタ電流が２Ａであるもの
もあり、また、全損失が０．３Ｗと小さいにも拘らず、
パルスの最大アノード電流が０．５Ａ保証されているも
のもある。

【００４６】また、電荷蓄積手段への電流の蓄積は、ゆ
っくり時間をかけて行うことにより、コストのかかるス
イッチング素子を用いる必要がなく、コストをかけるこ
となく信頼性のあるヒューズ切断手段を実現することが
できる。

【００４７】なお、従来例で説明したように、ツェナー
ダイオードは電圧モードで動作させており、例えば１．
５Ｖのツェナー電圧を考えた場合には、回路電圧は１．
０Ｖ印可される。したがって、０．５Ｖのツェナーダイ
オードのヒューズが切断されるか、あるいは０．５Ｖの
ツェナーダイオードがオープンになればよいので、ごく
コストの安い１５０ＭＷクラスのものを使用することが
できる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
交換ユニット側に溶断部材を接続し、この溶断部材を電
流を流すことによって切断するようにしたため、誤動作
を防止でき、安価で信頼性の高い寿命監視装置が得られ
る。

【００４９】また本発明によれば、電荷蓄積手段に蓄積
された電荷をトライアックを用いて急激に電流を流すの
で、確実にヒューズを切断することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例の要部を示す回路構成図

【図２】 本発明の実施例の動作を示すフローチャート

【図３】 従来例の構成を示すブロック図

【図４】 他の従来例を示すブロック図

【図５】 従来例の動作を示すフローチャート

【図６】 従来例の積算枚数とヒューズ切断パターンと
ツェナー電圧との関係を示す説明図

【図７】 従来例の切断パターンの運用例を示すフロー
チャート

【符号の説明】

２ マイクロコンピュータ ４ 表示部 ５ ＥＥＰＲＯＭ １６ ヒューズ（溶断部材） １７ ヒューズ（溶断部材） １８ ヒューズ（溶断部材） １９ ヒューズ（溶断部材） ２０ 電解コンデンサー（電荷蓄積手段） ２１ 差動増幅器 ２２ 電流制限用の抵抗 ２６ トライアック

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置本体に交換可能に装着される交換ユ
   ニットの寿命を監視する装置であって、前記交換ユニッ
   トに接続された溶断部材を有し、この溶断部材を電流を
   流すことによって切断する電流源を備えたことを特徴と
   する寿命監視装置。
2. 【請求項２】 電流源は電荷蓄積手段としたことを特徴
   とする請求項１記載の寿命監視装置。
3. 【請求項３】 電荷蓄積手段の電荷をトライアックによ
   り制御することを特徴とする請求項２記載の寿命監視装
   置。