(57)【要約】【課題】シリアル通信線によって接続されているモジュールとの間でシリアル通信を行う第１の通信モードに加えて、シリアル通信より高速な第２通信モードで通信することにより、必要に応じて高速な通信を可能とする。【解決手段】メイン制御モジュール４００及び第１、第２サブ制御モジュール４１０、４２０により分散して処理を実行する分散制御システムである。メイン制御モジュール４００は、シリアル通信により、第１、第２サブ制御モジュール４１０、４２０の通信モードをシリアル通信より高速な第２通信モードに切り替える。また、自身も第２通信モードに切り替わることで、シリアル通信よりも高速に第２サブ制御モジュール４２０からのデータに応じた第１サブ制御モジュール４１０の制御を可能にする。【選択図】図２
2014044558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メイン制御モジュール、及び各々が前記メイン制御モジュールにシリアル通信線で接続される第１及び第２のサブ制御モジュールを有し、前記メイン制御モジュールと前記第１及び第２のサブ制御モジュールとの間で前記シリアル通信線を介してデータを送受信して分散処理を行う分散制御システムであって、
前記メイン制御モジュール及び前記第１及び第２のサブ制御モジュールは、それぞれ、シリアル通信を行う第１の通信モード及びシリアル通信よりもデータの転送が高速な第２の通信モードによる通信が可能な通信手段を有し、
前記メイン制御モジュールは、
シリアル通信により前記第１及び第２のサブ制御モジュールの通信手段を前記第１の通信モードから前記第２の通信モードに切り替えさせるとともに、前記メイン制御モジュールの前記通信手段を前記第１の通信モードから前記第２の通信モードに切り替える切替手段と、
前記第１のサブ制御モジュールから前記第２の通信モードにより受信したデータに応じて、前記第２の通信モードにより制御データを前記第２のサブ制御モジュールへ送信する制御手段と、を有することを特徴とする、
分散制御システム。
【請求項２】
前記メイン制御モジュール及び前記第１及び第２のサブ制御モジュールの各通信制御手段は、前記第１の通信モードから前記第２の通信モードに切り替えられた後に、前記第２の通信モードによる通信終了後或いは所定時間経過後に前記第１の通信モードに戻ることを特徴とする、
請求項１記載の分散制御システム。
【請求項３】
前記第１のサブ制御モジュールは、所定の装置の検知結果を表すデータを前記第２の通信モードにより前記メイン制御モジュールに送信し、
前記第２のサブ制御モジュールは、前記メイン制御モジュールから受信した前記制御データに基づいて、該第２のサブ制御モジュールに接続された装置の動作を制御するものであることを特徴とする、
請求項２記載の分散制御システム。
【請求項４】
前記第１のサブ制御モジュールは、前記第２のサブ制御モジュールに接続された前記装置により生じた状態を検知するものであり、
前記メイン制御モジュールの前記制御手段は、前記検知結果を表すデータに応じて、前記第２のサブ制御モジュールに接続された前記装置の動作を制御するための前記制御データを、前記第２の通信モードにより前記第２のサブ制御モジュールへ送信することを特徴とする、
請求項３記載の分散制御システム。
【請求項５】
シリアル通信線で接続される第１及び第２のサブ制御モジュールとの間で、前記シリアル通信線を介して、シリアル通信を行う第１の通信モード及びシリアル通信よりもデータの転送が高速な第２の通信モードによる通信を行い、第１及び第２のサブ制御モジュールを用いた分散処理が可能な制御装置であって、
シリアル通信により、前記第１及び第２のサブ制御モジュールの通信モードを前記第１の通信モードから前記第２の通信モードに切り替えさせるとともに、自装置の通信モードを前記第１の通信モードから前記第２の通信モードに切り替える切替手段と、
前記第１のサブ制御モジュールから前記第２の通信モードにより受信したデータに応じて、前記第２の通信モードにより制御データを前記第２のサブ制御モジュールへ送信する制御手段と、を有することを特徴とする、
制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メイン制御モジュールおよび複数のサブ制御モジュールを有する分散制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機や複合機等の画像形成装置では、画像形成のために多数のモータやセンサ等のプリンタデバイスを制御する必要がある。これらの制御を１個のＣＰＵ（Central Processing Unit）により行う場合、ＣＰＵにかかる負荷が増大する。負荷の増大に対応するために高性能なＣＰＵが要求される。また、プリンタにおける負荷の数の増加に伴い、ＣＰＵが搭載された基板から、負荷ドライバユニットまでの配線が長くなる。さらに、大量の配線が必要になり、配線の配置が複雑になる。このような、高性能なＣＰＵや、長く大量の配線は、画像形成装置の製造コストに影響する。
【０００３】
そのために、複数の制御モジュールを用いた分散制御により画像形成処理を行う画像形成装置が実現されている。各制御モジュールは、ＣＰＵやＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を有しており、自身が分担する画像形成のための処理を実行する。複数の制御モジュールを用いる分散制御では、制御モジュール間（ＣＰＵ間、ＣＰＵとＡＳＩＣ間、ＡＳＩＣ間）のデータ通信に、配線数の削減や高速処理のためにシリアル通信が用いられることが多い。
【０００４】
１つのメイン制御モジュールと複数のサブ制御モジュールとにより分散制御を行う場合、単純にメイン制御モジュールと各サブ制御モジュールとをシリアル通信線で接続する構成では、サブ制御モジュールの数だけシリアル通信線が必要になる。サブ制御モジュールが増加すると、シリアル通信線も増加する。
【０００５】
特許文献１には、親局と複数の子局との間で通信線を介して多重通信方式で通信データを送受信する装置（多重通信方式は、例えば、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）方式で構成される）が開示される。多重通信方式により、通信線の数を削減する。
特許文献２には、割込み専用の制御線を削減して、シリアル通信線を介して割込みの有無及び要因情報をシリアルデータとして送る方法が開示される。特許文献２では、子局で発生した割り込み情報が一旦子局内でスタックされ、通信線を介してシリアルデータとして転送されるために、割り込み専用線を削減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１２２７７７号公報
【特許文献２】特開２００９−１４１５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
分散制御システムにおいて、サブ制御モジュール間の同期動作や、センサの検知結果を反映した最適な制御をシリアル通信線を用いて行う場合には、シリアル通信時間による遅延が問題となる。
例えば、メイン制御モジュールに２個のサブ制御モジュールが接続された構成の分散制御システムでは、一方のサブ制御モジュールからのデータを他方のサブ制御モジュールによる動作制御に用いることがある。この場合、２回のシリアル通信が必要になる。即ち、メイン制御モジュールは、一方のサブ制御モジュールからデータをシリアル通信で受信し、受信したデータに基づく指示を他方のサブ制御モジュールにシリアル通信で送信する。この２回のシリアル通信にかかる時間が遅延時間となる。シリアル通信による遅延時間は、サブ制御部間の同期動作やセンサの検知結果を反映した最適な制御のために、短い方がよい。
【０００８】
シリアル通信時間を短縮するために、２個のサブ制御モジュールを、直接シリアル通信線で接続することも可能である。しかし、これは配線の増加、配線の配置の複雑化を招く。そのために、シリアル通信線を用いることによる配線数の削減効果が低減する。また、シリアル通信の通信速度を上げてシリアル通信時間を短縮することも可能である。しかし、通信速度の高速化は、一般的に、放射ノイズレベルが上がり、通信のノイズ耐性が脆弱になる。
【０００９】
特許文献１の多重通信装置では、複数の子局（サブ制御モジュール）と親局（メイン制御モジュール）との間で通信線を共有するため、通信線の使用権の調停が必要になる。親局と子局との間で応答性が要求されるタイミング信号をシリアル通信で転送すると、シリアル通信に要する遅延に、シリアル通信線の調停に要する遅延が加算されて、応答性への要求を満足することが困難になる。
特許文献２の方法では、子局の割り込み情報がシリアルデータとして親局へ伝達される。そのために、割込み専用の制御線を削減できたとしても、シリアル通信での時間遅延の発生を防止することはできない。
【００１０】
本発明は、以上のような従来の問題に鑑み、シリアル通信線によって接続されているモジュールと、シリアル通信を行う第１の通信モードに加えて、シリアル通信より高速な第２通信モードで通信可能とすることにより、必要に応じて高速な通信を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決する本発明の分散制御システムは、メイン制御モジュール、及び各々が前記メイン制御モジュールにシリアル通信線で接続される第１及び第２のサブ制御モジュールを有する。この分散制御システムは、前記メイン制御モジュールと前記第１及び第２のサブ制御モジュールとの間で前記シリアル通信線を介してデータを送受信して分散処理を行う。
前記メイン制御モジュール及び前記第１及び第２のサブ制御モジュールは、それぞれ、シリアル通信を行う第１の通信モード及びシリアル通信よりもデータの転送が高速な第２の通信モードによる通信が可能な通信手段を有する。
前記メイン制御モジュールは、切替手段及び制御手段を有する。切替手段は、シリアル通信により前記第１及び第２のサブ制御モジュールの通信手段を前記第１の通信モードから前記第２の通信モードに切り替えさせる。また、前記メイン制御モジュールの前記通信手段を前記第１の通信モードから前記第２の通信モードに切り替える。制御手段は、前記第１のサブ制御モジュールから前記第２の通信モードにより受信したデータに応じて、前記第２の通信モードにより制御データを前記第２のサブ制御モジュールへ送信する。
【００１２】
本発明の制御装置は、シリアル通信線で接続される第１及び第２のサブ制御モジュールとの間で、前記シリアル通信線を介して、シリアル通信を行う第１の通信モード及びシリアル通信よりもデータの転送が高速な第２の通信モードによる通信を行う。これにより制御装置は、第１及び第２のサブ制御モジュールを用いた分散処理が可能である。
この制御装置は、切替手段及び制御手段を有する。
切替手段は、シリアル通信により、前記第１及び第２のサブ制御モジュールの通信モードを前記第１の通信モードから前記第２の通信モードに切り替えさせる。また、切替手段は、自装置の通信モードを前記第１の通信モードから前記第２の通信モードに切り替える。
制御手段は、前記第１のサブ制御モジュールから前記第２の通信モードにより受信したデータに応じて、前記第２の通信モードにより制御データを前記第２のサブ制御モジュールへ送信する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、２つのサブ制御モジュールが連携して動作するときに、通信モードをシリアル通信よりもデータの転送が高速な第２の通信モードに切り替えることで、必要に応じて高速な通信が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】画像形成装置の構成図。
【図２】第１実施形態の分散制御システムの構成例示図。
【図３】通信制御部の詳細構成図。
【図４】第１実施形態の分散制御システムによる処理の制御フローの説明図。
【図５】第２実施形態の分散制御システムの構成例示図。
【図６】第２実施形態の分散制御システムによる処理の制御フローの説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】
［画像形成装置］
図１は、本実施形態にかかる分散制御システムを用いた画像形成装置の構成図である。この画像形成装置２００は、電子写真方式を採用している。図１において、符号末尾のアルファベットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色を表す。なお、以下の説明で全色を表す場合には、符号末尾のアルファベットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して説明する。
【００１７】
フルカラー静電画像を形成するための像形成体である感光ドラム（以下、「感光体」という。）２２５は、図示しないモータにより図中矢印Ａの方向に回転可能に設けられる。感光体２２５の周囲には、一次帯電部２２１、露光部２１８、現像部２２３、転写部２２０、クリーナ部２２２、及び除電部２７１が設けられる。
【００１８】
感光体２２５上には、露光部２１８により潜像が形成される。現像部２２３は、感光体２２５上に形成された潜像をトナーにより現像する。中間転写ベルト２２６は、感光体２２５上で現像された各色のトナー像が転写される。
中間転写ベルト２２６は、ローラ２２７、２２８、２２９に張架される。転写ローラ脱着ユニット２５０は、二次転写部２３１を中間転写ベルト２２６に当接、離間するための駆動ユニットである。二次転写部２３１を通過後の中間転写ベルト２２６は、クリーナブレード２３２により、残留トナーが掻き落とされる。
【００１９】
カセット２４０、２４１及び手差し給紙部２５３には、記録用紙等の記録材が収納される。カセット２４０、２４１及び手差し給紙部２５３は、記録材の有無を検知するための用紙検知センサ２４３、２４４、２４５を備える。また、カセット２４０、２４１及び手差し給紙部２５３は、記録材のピックアップ不良を検知するための給紙センサ２４７、２４８、２４９を備える。
【００２０】
レジストローラ２５５、給紙ローラ対２３５、及び縦パスローラ対２３６、２３７は、カセット２４０、２４１に収納される記録材を、二次転写部２３１と中間転写ベルト２２６との当接部（ニップ部）に給送する。レジストローラ２５５及び給紙ローラ対２３５は、手差し給紙部２５３に収納される記録材をニップ部に給送する。その際、二次転写部２３１は、転写ローラ脱着ユニット２５０によって中間転写ベルト２２６に当接される。中間転写ベルト２２６上に形成されたトナー像は、ニップ部で記録材上に転写される。定着部２３４は、記録材に転写されたトナー像を熱定着する。
【００２１】
［画像形成装置の動作］
画像形成装置２００における記録材への画像形成動作について説明する。
画像形成装置２００は、画像形成時に、一次帯電部２２１に電圧を印加することで感光体２２５の表面を所定の電位で一様にマイナス帯電させる。帯電された感光体２２５上には、レーザースキャナを有する露光部２１８により露光が行われて、潜像が形成される。露光部２１８は、プリンタ制御インタフェース２１５を介してコントローラ２１４から送られてくる画像データに基づいてレーザー光をオン、オフすることによって、当該画像データに応じた潜像を形成する。
【００２２】
現像部２２３の現像ローラには、色毎に予め設定された現像バイアスが印加される。感光体２２５上の潜像は、現像ローラにより現像されることで、トナー像として可視化される。トナー像は、転写部２２０により中間転写ベルト２２６に転写され、さらに二次転写部２３１で、搬送されてきた記録材に転写される。トナー像が転写された記録材は、搬送パス２６８を通過し、定着搬送ベルト２３０を介して定着部２３４へ搬送される。
【００２３】
定着部２３４では、トナーの吸着力を補って画像乱れを防止するために、定着前帯電器２５１、２５２が、記録材に転写されたトナー像を帯電する。さらに定着ローラ２３３によりトナー画像が記録材に熱定着される。熱定着後、記録材は排紙される。感光体２２５上に残留したトナーは、クリーナ部２２２で除去、回収される。その後、感光体２２５は、除電装置２７１により一様にゼロボルト付近まで除電されて、次の画像形成サイクルに備える。
【００２４】
画像形成装置２００における記録材の搬送動作について説明する。
画像形成が開始されると、カセット２４０、２４１及び手差し給紙部２５３に収納された記録材は、ピックアップローラ２３８、２３９、２５４により１枚ずつピックアップされ、給紙ローラ対２３５を介してレジストローラ２５５へ搬送される。記録材は、レジストローラ２５５の上流に配置されたレジストセンサ２５６により、通過が検知される。
【００２５】
画像形成装置２００は、レジストセンサ２５６により記録材の通過が検知された時点（もしくは検知から所定の時間経過後）で、一端、搬送動作を中断する。そのために記録材は、停止したレジストローラ２５５に当接して停止する。このとき記録材の先端が搬送経路に対して垂直になるように、記録材の姿勢が調整される。この処理を「位置補正」と称する。位置補正は、以降の処理において、記録材に形成される画像の傾きを低減するために行われる。画像形成装置２００は、位置補正後、レジストローラ２５５を起動させて搬送動作を再開し、記録材を二次転写部２３１へ搬送する。
【００２６】
記録材は、二次転写部２３１においてトナー像が転写される。トナー像の転写後、記録材は、搬送パス２６８を通過し、定着搬送ベルト２３０を介して定着部２３４へと搬送される。定着部２３４でトナー像が定着された記録材は、排紙フラッパ２５７により排紙パス２５８側に搬送パスが切り替えられることで、排紙ローラ２７０により排紙トレー２４２に排紙される。
【００２７】
両面印刷を行う場合には、記録材の表面に画像が形成された後に、記録材を排紙トレー２４２に排紙せず、記録材の裏面に画像を形成する。記録材の裏面に画像形成を行なう場合、排紙センサ２６９で記録材が検知されると、排紙フラッパ２５７が搬送パスを裏面パス２５９側に切り替える。反転ローラ２６０が両面反転パス２６１を通過した記録材を両面反転パス２６１に搬送する。記録材は、送り方向幅の分だけ両面反転パス２６１に搬送された後に、反転ローラ２６０の逆回転駆動により進行方向が切り替えられる。そして、両面パス搬送ローラ２６２が表面が下向きになっている記録材を両面パス２６３に搬送する。
記録材は、両面パス２６３を再給紙ローラ２６４に向かって搬送され、再給紙センサ２６５により通過が検知される。再給紙センサ２６５により記録材の通過が検知されると、本実施形態では所定の時間経過後に、搬送動作を中断する。記録材は、再給紙ローラ２６４に当接して停止する。このとき記録材の先端が、搬送経路に対して垂直になるように記録材の姿勢が調整される。以下、この処理を「再位置補正」と称する。
【００２８】
再位置補正は、記録材の裏面に形成される画像の傾きを低減するために行われる。再位置補正後、再給紙ローラ２６４が再起動される。再給紙ローラ２６４は、表裏が逆転した状態の記録材を、再度、給紙パス２６６上に搬送する。その後、画像形成装置２００は、再び上述の位置補正を行い、記録材の表面と同様の処理を行う。表裏両面に画像形成された記録材は、そのまま排紙フラッパ２５７より搬送パスが排紙パス２５８側に切り替えられることにより、排紙トレー２４２に排紙される。
【００２９】
なお、画像形成装置２００は、両面印刷時においても、記録材の連続給送が可能である。しかしながら、画像形成装置２００は、記録材への画像形成や形成されたトナー像の定着などを行うための機構を１系統しか有していないため、表面への印刷と裏面への印刷を同時に行うことはできない。したがって、両面印刷時には、画像形成装置２００に対し、カセット２４０、２４１及び手差し給紙部２５３からの記録材と、裏面印刷のために反転させて再度給送された記録材とが、交互に画像形成される。
【００３０】
［分散制御システム］
画像形成装置２００は、メイン制御モジュール及び複数のサブ制御モジュールにより構成される分散制御システムにより分散制御される。サブ制御モジュールは、例えば搬送モジュール、作像モジュール、定着モジュール等である。メイン制御モジュールは、各サブ制御モジュールを統括的に制御する。メイン制御モジュールと各サブ制御モジュールとは、応答性のよいシリアル通信バスにより接続される。搬送モジュールは、上記の搬送動作を行う各種ローラ及び各種モータ等の動作を制御する。作像モジュールは、上記の画像形成動作を行う感光体２２５、現像部２２３、一次帯電部２２１、各種ローラ、及び各種モータ等の動作を制御する。定着モジュールは、定着部２３４、定着部２３４から画像形成装置２００外に記録材を排出するための各種ローラ及び各種モータ等の動作を制御する。
【００３１】
搬送モジュールは、例えば、カセット２４０に収納された記録材を、ピックアップローラ２３８でピックアップして、二次転写部２３１まで搬送する。そのために、搬送モジュールは、用紙検知センサ２４３によりカセット２４０内の記録材の有無を検知し、給紙センサ２４７により記録材のピックアップ不良を検知する。また、ピックアップローラ２３８を駆動するモータを制御する。このような各サブ制御モジュールで行われるモータやセンサの制御は、サブ制御モジュールで統括される複数の機能モジュール内で実現されるように機能分割される。つまり、本実施形態の分散制御システムは、メイン制御モジュール、サブ制御モジュール、及び機能モジュールの階層構造を有する。
【００３２】
レジストローラ２５５における位置補正や両面パス２６３における再位置補正のように、センサで記録材を検知してからローラを駆動制御するまでの時間的余裕が少ない場合、シリアル通信バスによる転送時間が重要になる。記録材の検知後、直ちにローラの駆動が制御されなければ、記録材が必要以上にローラに突き当たった後にローラの減速、停止が行われることになり、その結果、記録材が使用できない状態になってしまう。
【００３３】
このようにタイミングに依存した応答性が要求される制御であっても、装置の構成上の制約や各サブ制御モジュールへ割り振ることができる機能の制約などで、最適な機能分割及び分割配置ができない場合がある。
【００３４】
［第１実施形態］
図２は、位置補正を行う分散制御システムの構成例示図である。なお、再位置補正についても、同様の構成で実現可能である。この分散制御システムは、メイン制御モジュール４００、第１サブ制御モジュール４１０及び第２サブ制御モジュール４２０を含んで構成され、それぞれに機能が分散される。また、メイン制御モジュール４００、第１サブ制御モジュール４１０及び第２サブ制御モジュール４２０は分割配置される。
第１サブ制御モジュール４１０は、レジストローラ２５５を回転駆動するためのモータ１０４を制御する。第２サブ制御モジュール４２０は、記録材の先端を検知するレジストセンサ２５６を監視する。メイン制御モジュール４００は、レジストセンサ２５６の検知結果であるセンサ信号の入力タイミングに応じて、モータ１０４を駆動するためのモータ駆動信号を第１サブ制御モジュール４１０に転送する。メイン制御モジュール４００と第１サブ制御モジュール４１０とは、シリアル通信線４０６によりデータの送受信が可能である。メイン制御モジュール４００と第２サブ制御モジュール４２０とは、シリアル通信線４０５によりデータの送受信が可能である。
【００３５】
メイン制御モジュール４００は、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０３に格納されたプログラムを、ＲＡＭ（Random Access Memory）４０２をワーク領域として用いて実行するＣＰＵ４０１を備える。また、通信制御部４０４により、第１サブ制御モジュール４１０及び第２サブ制御モジュール４２０との通信が可能である。
ウォッチドッグタイマ（ＷＤＴ：WatchDog Timer）４３０は、ＣＰＵ４０１の動作状態を監視する。割り込みコントローラ（ＩＲＱＣ：Interrupt ReQuest Controller）４３１は、ＣＰＵ４０１に、処理の中断及び指定した処理の実行を要求する。タイマ４３２は、モータ駆動信号を生成するための高速周期割り込みを発生する。Ｄ／Ａコンバータ４３３は、複数のチャネルを備え、デジタル信号をアナログ信号に変換する。Ａ／Ｄコンバータ４３４は、複数のチャネルを備え、アナログ信号をデジタル信号に変換する。
メイン制御モジュール４００の各構成要素は、ＣＰＵバス６０５を介してデータの送受信が可能になっている。
【００３６】
第１サブ制御モジュール４１０は、ＲＯＭ４１３に格納されたプログラムを、ＲＡＭ４１２をワーク領域として用いて実行するＣＰＵ４１１を備える。また、通信制御部４１４により、メイン制御モジュール４００との間で通信が可能である。ＰＷＭ（パルス幅変調）生成部４１５は、汎用タイマを用いＰＷＭ信号を生成する。第１サブ制御モジュール４１０は、ＰＷＭ信号によりモータ１０４を制御する。
【００３７】
第２サブ制御モジュール４２０は、ＲＯＭ４２３に格納されたプログラムを、ＲＡＭ４２２をワーク領域として用いて実行するＣＰＵ４２１を備える。また、通信制御部４２４により、メイン制御モジュール４００との間で通信が可能である。ＧＰＩＯ（General Purpose Input/Output）４２５は、複数の汎用入出力ポートを有する入出力端子である。
【００３８】
図３は、通信制御部４０４の詳細構成図である。
通信制御部４０４は、複数のモードによる通信が可能である。本実施形態の通信制御部４０４は、シリアル通信線４０５、４０６を介したシリアルデータの送受信（シリアル通信モード）と単なる信号の送受信（信号通信モード）とを、切り替えて実行可能である。通信モードの切り替えは、例えばＣＰＵ４０１からの命令により行われる。なお、第１サブ制御モジュール４１０の通信制御部４１４及び第２サブ制御モジュール４２０の通信制御部４２４の通信モードの切り替えも、ＣＰＵ４０１からの指令により行われる。
第１サブ制御モジュール４１０は、シリアル通信によりメイン制御モジュール４００から通信モードを切り替える命令を受信すると、ＣＰＵ４１１がこの命令に応じて通信制御部４１４の通信モードを切り替える。第２サブ制御モジュール４２０も同様である。
【００３９】
パラレルシリアル変換部６０４及びシリアルパラレル変換部６０６は、個別にデータの送受信とデータ転送レートの設定が可能である。バッファ部６０３は送信用バッファ領域と受信用バッファ領域とが内部に形成される。
【００４０】
バッファ部６０３の送信用バッファ領域には、ＣＰＵ４０１からＣＰＵバス６０５を介して送信データが格納される。送信用バッファ領域に格納された送信データは、パラレルシリアル変換部６０４でパラレルシリアル変換された後に、第１サブ制御モジュール４１０又は第２サブ制御モジュール４２０にシリアル送信される。
第１サブ制御モジュール４１０又は第２サブ制御モジュール４２０から送られた受信データは、シリアルパラレル変換部６０６でシリアルパラレル変換された後に、バッファ部６０３の受信用バッファ領域に格納される。ＣＰＵ４０１は、受信用バッファ領域に格納された受信データをＣＰＵバス６０５を介して読み出す。
【００４１】
データカウント部６０１は、バッファ部６０３に格納されたデータの数をカウントする。データカウント部６０１は、ＣＰＵバス６０５から送信データが書き込まれると送信データ数をカウントアップし、パラレルシリアル変換部６０４により送信データが読み出されると送信データ数をカウントダウンする。これにより、データカウント部６０１は、バッファ部６０３の送信用バッファ領域で送信待機中の送信データ数を管理する。同様に、データカウント部６０１は、シリアルパラレル変換部６０６で受信した受信データがバッファ部６０３に格納されると受信データ数をカウントアップし、ＣＰＵ４０１により受信データが読み出されると受信データ数をカウントダウンする。これにより、バッファ部６０３の受信バッファ領域の受信データ数を管理する。
【００４２】
クロック生成部６０２は、データカウント部６０１でカウントされたバッファ部６０３で送信待機中の送信データ数に基づいてクロックを生成する。クロック生成部６０２は、送信待機中の送信データ数に応じて、分周カウンタの最大値を切り替える。分周カウンタは、通信データの１ビット幅を送信するのに必要なカウント数を決定する。つまり、送信待機中の送信データ数が多い場合には、通信ボーレートを上げるべく分周カウンタ値を小さくすることで、１ビット送信に要する時間を低減する。結果として、バッファ部６０１内の送信待機中の送信データ数を早く減らすことができるようになる。
また、クロック生成部６０２は、パラレルシリアル変換部６０４からの送信データの出力タイミングを、通信制御部４０４に入力されるシステムクロックに基づいて決定する。クロック生成部６０２は、システムクロックをカウントアップするカウンタを用いて、送信データの１ビット分を生成可能なカウント値までシステムクロックをカウントする。このカウント値までカウントしたタイミングが出力タイミングとなる。クロック生成部６０２は、出力タイミングとなるカウント値までカウントした後に、カウント値をゼロクリアして、再びカウント動作を繰り返す。
【００４３】
なお、通信制御部４０４が信号通信モードの場合には、バッファ６０３を介さずに、ＣＰＵバス６０５からの送信データがパラレルシリアル変換部６０４に送られる。また、シリアルパラレル変換部６０６による受信データがＣＰＵバス６０５に送られる。この場合には、例えば送信データがアナログ信号であってもパラレルシリアル変換部６０４からシリアル通信線に出力可能である。
【００４４】
以上は、メイン制御モジュール４００の通信制御部４０４の構成を例にして説明した。第１サブ制御モジュール４１０の通信制御部４１４及び第２サブ制御モジュール４２０の通信制御部４２４についても、同様の構成及び動作となる。
【００４５】
図２の分散制御システムによる通常の制御方法であれば、２回のシリアル通信が必要になる。即ち、第２サブ制御モジュール４２０からメイン制御モジュール４００へのセンサ信号のシリアル通信、及びメイン制御モジュール４００から第１サブ制御モジュール４１０へのモータ駆動信号のシリアル通信である。この２回のシリアル通信による通信時間が遅延時間となる。シリアル通信は、１通信において所定のデータ（例えば、センサからの検知結果）以外にプロトコルにしたがった複数のデータ（例えば、スタートデータ、ストップデータ、パリィティデータなど）を通信することを必要とする。つまり、シリアル通信モードは、所定のデータの通信において、信号通信モードに比較して多くのデータを必要とし、通信時間がかかり、遅延時間が長くなる。
【００４６】
本実施形態では、制御線の増設やシリアル通信速度の高速化を行うことなく、遅延時間を短縮するために、シリアル通信線４０５、４０６をシリアル通信と制御信号の通信とで切り替えて使用する。
図４は、シリアル通信線４０５、４０６をシリアル通信と制御信号の通信とで切り替えて位置補正を行う処理の制御フローの説明図である。
【００４７】
メイン制御モジュール４００は、シリアル通信線４０５を介したシリアル通信により、第２サブ制御モジュール４２０に対し、ＧＰＩＯ４２５の所定のポートをレジストセンサ２５６から検知結果が入力されるポートとして設定するように指示する。この指示は、シリアル通信で行われる（Ｓ３０１）。第２サブ制御モジュール４２０は、この指示によりＧＰＩＯ４２５の所定のポートを検知結果の入力ポートに設定する。
また、メイン制御モジュール４００は、シリアル通信線４０６を介してシリアル通信により、第１サブ制御モジュール４１０のＰＷＭ信号生成部４１５に対して、モータ１０４の駆動制御するためのモータ速度や回転方向の設定を行う（Ｓ３０２）。
【００４８】
メイン制御モジュール４００は、シリアル通信線４０５を用いたシリアル通信により、第２サブ制御モジュール４２０に対して、シリアル通信線４０５を、センサ信号を送信する信号線として使用するように指示する。これにより第２サブ制御モジュール４２０の通信制御部４２４は、シリアル通信を行う機能を停止する。通信制御部４２４は、レジストセンサ２５６による検知結果を、シリアル通信線４０５を経由して、センサ信号としてメイン制御モジュール４００に伝達することになる（Ｓ３０３）。
【００４９】
メイン制御モジュール４００は、シリアル通信線４０６を用いたシリアル通信により、第１サブ制御モジュール４１０に対して、シリアル通信線４０６をモータ駆動信号を送信する信号線として使用するように指示する。これにより第１サブ制御モジュール４１０の通信制御部４１４は、シリアル通信を行う機能を停止する。通信制御部４１４は、メイン制御モジュール４００からのモータ駆動信号を、シリアル通信線４０６を経由して受信することになる（Ｓ３０４）。
ステップＳ３０３、Ｓ３０４により、第１サブ制御モジュール４１０の通信制御部４１４及び第２サブ制御モジュール４２０の通信制御部４２４は、シリアル通信モードから信号通信モードに切り替わる。
【００５０】
ステップＳ３０４完了後、メイン制御モジュール４００は、通信制御部４０４を汎用ポートに切り替える。つまり、メイン制御モジュール４００の通信制御部４０４も、シリアル通信モードから信号通信モードに切り替わる。これにより通信制御部４０４は、第２サブ制御モジュール４２０からのシリアル通信線４０５を介した入力信号をセンサ信号と判断し、第１サブ制御モジュール４１０にシリアル通信線４０６を介してモータ駆動信号を転送する。
【００５１】
第２サブ制御モジュール４２０は、レジストセンサ２５６による検知結果を表すセンサ信号を、信号線としてのシリアル通信線４０５を介して、メイン制御モジュール４００に送信する。メイン制御モジュール４００は、センサ信号をタイミング信号として、センサ信号の受信を契機に、第１サブ制御モジュール４１０のＰＷＭ信号生成部４１５に対して所定の設定を行う。また、メイン制御モジュール４００は、モータ駆動信号の生成を開始する。モータ駆動信号はパルス信号である。なお、第２サブ制御モジュール４２０の通信制御部４２４は、センサ信号の出力後、シリアル通信を行う機能を復活する（Ｓ３０５）。
【００５２】
メイン制御モジュール４００は、生成したモータ駆動信号を、信号線としてのシリアル通信線４０６を介して、第１サブ制御モジュール４１０に送信する。第１サブ制御モジュール４１０は、モータ駆動信号を受信する。第１サブ制御モジュール４１０は、受信したモータ駆動信号に基づいて、ＰＷＭ信号生成部４１５を介さずに駆動パルスをモータ１０４に出力する。第１サブ制御モジュール４１０の通信制御部４１４は、モータ駆動信号の受信後、シリアル通信を行う機能を復活する（Ｓ３０６）。
【００５３】
ステップＳ３０５、Ｓ３０６におけるシリアル通信の機能の復活は、センサ信号の出力後或いはモータ駆動信号の受信後、所定時間の経過後に行ってもよい。
また、特定のシリアル通信パケットの受信を契機に行ってもよい。この特定のシリアル通信パケットは、通常の通信パケットやセンサ信号、モータ駆動信号とは異なる独自の信号パターンである。信号通信モードでは、送信側と受信側が固定されている。よって、特定のシリアル通信パケットを用いてシリアル通信の機能を復活させる場合は、第２サブ制御モジュール４２０のＣＰＵ４２１がシリアル通信の機能を復活させるタイミングを制御することになる。まず、第２サブ制御モジュール４２０からメイン制御モジュールに４００に対して特定のシリアル通信パケットを送信する。そして、メイン制御モジュール４００から第１サブ制御モジュール４１０に対して特定のシリアル通信パケットを送信する。シリアル通信パケットを受信に応じて、メイン制御モジュール４００および第１サブ制御モジュール４１０はシリアル通信機能を復活する。
【００５４】
メイン制御モジュール４００は、モータ駆動信号の出力完了後に、通信制御部４０４のシリアル通信の機能を復活することで、次の制御に必要な設定を順次、シリアル通信で行う（ステップＳ３０７）。
【００５５】
以上のように、タイミングが重要でない制御を行うための信号は、シリアル通信で行い、タイミングが重要な制御を行うための信号は、シリアル通信線４０５、４０６に時分割で埋め込んで送信する。シリアル通信線４０５、４０６をこのように用いることで、専用の制御線を用いず、シリアル通信の高速化を行わなくとも、記録材の位置補正や再位置補正のような高精度な制御を行うことができる。そのために、線材コストが低減され、高速通信によるノイズ対策が不要になる。
【００５６】
［第２実施形態］
一次帯電部２２１や現像部２２３では、高電圧を制御する必要がある。高電圧の制御は、一般的にアナログ信号を用いて行われる。
図５に示すように、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、メイン制御モジュール５００、第３サブ制御モジュール５３０、及び第４サブ制御モジュール５４０による分散制御を行う。第４サブ制御モジュール５４０がアナログ信号を検知し、検知されたアナログ値に応じて、第３サブ制御モジュール５３０が、高電圧駆動回路５１５から出力するＰＷＭ信号のパルス幅を調整する。このように、第２実施形態においても、画像形成装置２００の構成上の制約や第３、第４サブ制御モジュール５３０、５４０へ割り振る機能の制約に応じて、分散制御を行う。
【００５７】
メイン制御モジュール５００は、ＲＯＭ５０３に格納されたプログラムを、ＲＡＭ５０２をワーク領域として用いて実行するＣＰＵ５０１を備える。また、通信制御部５０４により、第３サブ制御モジュール５３０及び第４サブ制御モジュール５４０との通信が可能である。さらに、メイン制御モジュール５００は、Ａ／Ｄコンバータ５０５を備える。
【００５８】
第３サブ制御モジュール５３０は、ＲＯＭ５３３に格納されたプログラムを、ＲＡＭ５３２をワーク領域として用いて実行するＣＰＵ５３１を備える。また、通信制御部５３４により、メイン制御モジュール５００との間で通信が可能である。高電圧駆動回路５１５は、ＰＷＭ信号を出力する。第３サブ制御モジュール５３０は、ＰＷＭ信号によりトランス５１６を制御する。
【００５９】
第４サブ制御モジュール５４０は、通信制御部５４４により、メイン制御モジュール５００との間で通信が可能である。ＧＰＩＯ５４５は、複数の汎用入出力ポートを有する入出力端子である。第４サブ制御モジュール５４０は、ボリューム５４６から入力されるアナログ信号を、通信制御部５４４を介してメイン制御モジュール５００に送信する。
通信制御部５０４、５３４、５４４の構成は、図３に示すものと同様である。
【００６０】
図５の分散制御システムによる通常の制御方法であれば、第４サブ制御モジュール５４０は、ボリューム５４６により入力されるアナログ電圧をデジタル信号にＡ／Ｄ変換してシリアル通信によりメイン制御モジュール５００へ転送する。メイン制御モジュール５００は、第４サブ制御モジュール５４０から送られたデジタル信号を受信完了後に、第３サブ制御モジュール５３０へデジタル信号を転送する。第３サブ制御モジュール５３０は、転送されたデジタル信号を受信完了した時点で、ＰＷＭ信号のパルス幅を調整可能になる。ボリューム５４６は、例えば、トランス５１６の出力電圧に応じて電圧値を変化するものであり、上記の制御により、高電圧駆動回路５１５へのフィードバックを実現でき、ＰＷＭ信号のパルス幅が調整される。
つまり、アナログ信号のＡ／Ｄ変換用にＡ／Ｄ変換器を用意する必要があり、Ａ／Ｄ変換に要する時間と２回のシリアル通信時間の分だけ、遅延が生じることになる。
【００６１】
本実施形態では、Ａ／Ｄ変換器を新たに設けることなく、遅延時間を短縮するために、シリアル通信線５０５、５０６をシリアル通信とアナログ信号の通信とで切り替えて使用する。
図６は、シリアル通信線５０５、５０６をシリアル通信とアナログ信号の通信とで切り替えて用いる処理の制御フローの説明図である。
【００６２】
メイン制御モジュール５００は、シリアル通信線５０５を介したシリアル通信により、第４サブ制御モジュール５４０に対し、ＧＰＩＯ５４５の所定のポートをボリューム５４６からアナログ信号が入力されるポートとして設定するように指示する（Ｓ７０１）。
また、メイン制御部５００は、シリアル通信線５０５を介したシリアル通信により、第４サブ制御モジュール５４０の通信制御部５４４に、シリアル通信線５０５をアナログ信号を送信するセンサ信号線として使用するように指示する（Ｓ７０２）。ステップＳ７０２により、第４サブ制御モジュール５４０の通信制御部５４４は、シリアル通信モードから信号通信モードに切り替わる。
【００６３】
ステップＳ７０２完了後、メイン制御モジュール５００は、通信制御部５０４を汎用ポートに切り替える。つまり、メイン制御モジュール５００の通信制御部５０４も、シリアル通信モードから信号通信モードに切り替わる。これによりメイン制御モジュール５００は、第４サブ制御モジュール５４０からのシリアル通信線５０５を介したアナログ信号を受け付けることができる。メイン制御モジュール５００は、第４サブ制御モジュール５４０からアナログ信号が入力されると、Ａ／Ｄコンバータ５０５により、アナログ信号をデジタルデータに変換する（Ｓ７０３）。なお、第４サブ制御モジュール５４０の通信制御部５４４は、アナログ信号の送信後に、シリアル通信を行う機能を復活する。
【００６４】
メイン制御モジュール５００は、変換したデジタルデータを第３サブ制御モジュール５３０へ送信する（Ｓ７０４）。第３サブ制御モジュール５３０の高電圧駆動回路５１５は、メイン制御モジュール５００から受信したデジタルデータに応じて、ＰＷＭ信号のパルス幅を調整する。これにより、一次帯電部２２１や現像部２２３の高電圧の制御が可能となる。メイン制御モジュール５００は、デジタルデータの送信後、次の処理のための動作設を行う（Ｓ７０５）。
【００６５】
ここではＡ／Ｄコンバータ５０５をメイン制御モジュール５００に設けた例を示したが、第３サブ制御モジュール５３０に設けた構成であってもよい。この場合、第４サブ制御モジュール５４０から送られるアナログ信号は、メイン制御モジュール５００をスルーして、第３サブ制御モジュール５３０に送られる。
以上のように、アナログ信号の伝達のためにシリアル通信速度を上げることなく、高電圧の制御が可能となる。
【符号の説明】
【００６６】
４００，５００…メイン制御モジュール、４１０…第１サブ制御モジュール、４２０…第２サブ制御モジュール、５３０…第３サブ制御モジュール、５４０…第４サブ制御モジュール、４０５，４０６，５０５，５０６…シリアル通信線。４０１，４１１，４２１，５０１，５３１…ＣＰＵ、４０２，４１２，４２２，５０２，５３２…ＲＡＭ、４０３，４１３，４２３，５０３，５３３…ＲＯＭ、４０４，４１４，４２４、５０４，５３４，５４４…通信制御部。４３０…ＷＤＴ、４３１…ＩＲＱＣ、４３２…タイマ、４３３…Ｄ／Ａコンバータ、４３４…Ａ／Ｄコンバータ、４１５…ＰＷＭ信号生成部、４２５，５４５…ＧＰＩＯ、５１５…高電圧駆動回路。１０４…モータ、２５６…レジストセンサ、５１６…トランス、５４６…ボリューム。６０１…データカウント部、６０２…クロック生成部、６０３…バッファ部、６０４…パラレルシリアル変換部、６０５…ＣＰＵバス、６０６…シリアルパラレル変換部。
【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】
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【図６】
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