(57)【要約】【課題】デジタル信号をハーネス等のケーブルを介して送受信する機器において、受信側にて、デジタル信号のローレベルからハイレベルあるいはハイレベルからローレベルへの遷移を検出する時間の短縮を図る。【解決手段】送信コネクタ２１２はケーブル（ハーネス）４００を介して受信コネクタ３２１に接続されるが、該受信コネクタ３２１は積分回路３２２を通して閾値判定回路３２３に接続される。積分回路３２２は、受信コネクタ３２１で受信されるデジタル信号の変化量を積分する。閾値判定回路３２３は、この積分回路３２２の積分値を、あらかじめ設定された閾値と比較することで、受信デジタル信号のローレベルからハイレベルあるいはハイレベルからローレベルへの遷移を検出する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル信号を受信する信号受信装置であって、
受信されるデジタル信号の変化量を積分する積分手段と、
前記積分手段の積分値を、あらかじめ設定された閾値と比較して、デジタル信号のローレベルからハイレベルあるいはハイレベルからローレベルへの遷移を検出する閾値判定手段と、
を有することを特徴とする信号受信装置。
【請求項２】
前記積分手段は、前記デジタル信号の変化量を積分する積分時間を調整する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の信号受信装置。
【請求項３】
前記積分手段は、積分開始から一定時間以上経過しても、積分値が所定の値に到達しない場合、前記積分値をリセットすることを特徴とする請求項１又は２に記載の信号受信装置。
【請求項４】
前記積分手段は、積分開始後、デジタル信号の変化が逆転した場合に、積分値をリセットすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の信号受信装置。
【請求項５】
信号インタフェース部に請求項１乃至４のいずれか１項に記載の信号受信装置が用いられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
画像形成装置は、主制御部の主制御基板、操作表示部の操作部基板、及び、前記主制御基板と前記操作部基板の間を接続するケーブルを有し、前記制御基板及び／又は操作部基板の信号受信部に、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の信号受信装置が用いられていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル信号を受信する信号受信装置、及び、該信号受信装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多機能型画像形成装置（ＭＦＰ装置）などの操作表示面を持つような機器においては、該機器の主な機能を制御する主制御部の基板（主制御基板）と操作表示部用の基板（操作部基板）とは、機器のレイアウト等の都合から離れた場所に配置されることが多い。このような機器では、主制御基板と操作部基板との間を比較的長い（５０ｃｍを超える）ケーブル（ハーネス）で接続して、デジタル信号を送受信している。
【０００３】
一般にデジタル信号は、電源と同レベルの電圧値のハイレベル（１）と電圧値０Ｖのローレベル（０）の２値状態を取る。受信側では、受信した信号の電圧値を所定のスレッシュレベル（閾値）と比較することで、ハイレベル（１）あるいはローレベル（０）の２値状態を検出する。
【０００４】
ところで、各々の基板内で伝播しているデジタル信号の送受信をそのままケーブル（ハーネス）で基板間に延長した場合、ケーブルそのものの分布定数成分や受信側（受信端）からの反射の影響によって、デジタル信号が電源電圧値以上の波形となるオーバーシュートや、０Ｖ以下のマイナス電圧の波形となるアンダーシュートが発生したり、ハイレベル状態とローレベル状態との間で、波形（電圧値）が上昇、下降を繰り返すリンキングが発生したりする。
【０００５】
従来、このようなオーバーシュートやアンダーシュート、リンキングの発生を抑えるために、受信端にコンデンサやダンピング抵抗を挿入する技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
しかしながら、受信端にコンデンサやダンピング抵抗を挿入すると、デジタル信号の波形が鈍り（なだらかになる）、信号の立上り時間や立下り時間が増加する。そのため、送信側のデジタル信号制御において、信号をローレベルからハイレベルに、もしくはハイレベルからローレベルに変化（遷移）させたとしても、受信側が、そのレベルの変化を検出するスレッシュレベル（閾値）に到達するまでに時間がかかってしまう。その結果、各々の信号に対してのタイミング規定を守る必要がある場合、信号のなだらかな立上り、立下りを考慮してタイミング設計を行う必要がある。しかし、このような設計は極めて難しく、実機での評価にて、オーバーシュートやアンダーシュート、リンキングを抑える対策を実施しつつ、タイミング調整も行わなくてはならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、デジタル信号をケーブル（ハーネス）を介して送受信する機器において、受信側にて、コンデンサやダンピング抵抗の挿入等により、受信されるデジタル信号の立上り時間や立下り時間が増加しても、ハイレベルやローレベルの状態を検出するスレッシュレベル（閾値）に到達する時間を短くして、送信側のデジタル信号制御で確保されている制御タイミングを再現できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、デジタル信号を受信する信号受信装置であって、受信されるデジタル信号の変化量を積分する積分手段と、前記積分手段の積分値を、あらかじめ設定された閾値と比較して、デジタル信号のローレベルからハイレベルあるいはハイレベルからローレベルへの遷移を検出する閾値判定手段とを有することを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、受信したデジタル信号が鈍っている場合においても、早期に信号のハイレベルあるいはローレベルの遷移を検出することが可能になり、本来、送信側のデジタル信号制御で確保されている制御タイミングを再現することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に係る画像形成装置のシステム構成図である。
【図２】一実施形態に係る画像形成装置の全体的構成例を示すブロック図ある。
【図３】一実施形態に係る主制御基板と操作部基板の信号送受信部の構成図である。
【図４】図３中の積分回路と閾値判定回路の動作を説明する図である。
【図５】積分回路の構成例を示す図である。
【図６】積分回路の別の構成例を示す図である。
【図７】積分回路の更に別の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下では、多機能型画像形成装置（ＭＦＰ装置）を対象に、該装置内の主制御基板と操作部基板との間でケーブル（ハーネス）を用いてデジタル信号を送受信するインタフェースを例にするが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００１２】
図１は、一実施形態に係る多機能型画像形成装置（ＭＦＰ装置）のシステム構成例を示した図である。図１において、ＭＦＰ１０はオフィスなどに設置されて使用され、任意台数のクライアント端末１１とＬＡＮなどのネットワーク１２により接続されている。
【００１３】
ＭＦＰ装置１０は、原稿のコピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能、ファクシミリ機能などを備えたデジタル複合機である。このＭＦＰ装置１０は、ジョブ（コピー、プリンタ、スキャナ、ファクシミリなど）を実行する実行状態（動作状態）となる動作時の消費電力状態、ジョブを実行していないがいつでもジョブを実行できる待機状態となる待機時の消費電力状態への移行の他、ジョブ完了後（動作状態から待機状態に移行後）の無操作状態が所定時間を経過するか、または低消費電力状態への移行キーが操作されると、消費電力を更に抑さえた低消費電力状態へ移行する機能を備えている。また、低消費電力状態にて操作の有無、またはネットワーク２に繋がれたパソコンなどのクライアント端末１１からのプリント要求、または、ファクシミリ受信に応じて、低消費電力状態から通常消費電力状態への復帰制御を行う機能を備えている。
【００１４】
図２は、ＭＦＰ装置１０の全体的構成例を示したブロック図である。ＭＦＰ装置１０は、制御部としてのＣＰＵ２１に、ＲＯＭ２３と、ＲＡＭ２４と、不揮発メモリ２５と、ハードディスク（ＨＤＤ）２６と、ファクシミリ通信部２７と、ネットワーク通信部２８と、操作表示部３０と、スキャナ部３１と、プリンタ部３２と、画像処理部３３と、電源制御部３４等を接続して構成される。
【００１５】
ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２３に格納されているプログラムに基づいてＭＦＰ装置１０の動作を制御する。ＲＡＭ２４はＣＰＵ２１がプログラムを実行する際に各種データを一時的に格納するワークメモリとして使用されるほか、画像データを一時的に保存するための画像メモリなどにも使用される。
【００１６】
不揮発メモリ２５は、電源がオフされても記憶が保持されるメモリであり、ＭＦＰ装置１０の固有の情報や各種設定情報、ジョブの実行履歴に関する情報などが記憶される。ハードディスク２６は、ＭＦＰ装置１０を動作させるオペレーションシステム（ＯＳ）やＭＦＰ装置１０の各種機能を動作させるアプリケーションプログラム、各種の保存データなどを格納するほか、原稿のスキャンやコピーなどに於ける画像データ、クライアント端末１１から依頼された印刷における画像データ（プリントデータ）なども保存する。またジョブの実行履歴に関する情報は、不揮発メモリ２５ではなく、このハードディスク２６に保存するようにしても良い。
【００１７】
ファクシミリ通信部２７は、ファクシミリ機能を備えた外部装置と一般公衆回線や構内回線を通じて通信する機能を果たす。ネットワーク通信部２８は、クライアント端末１１やサーバなどの外部装置とネットワーク２を通じて通信する機能を果たす。
【００１８】
操作表示部３０は、各種の画面を表示する表示部としての機能と、ユーザなどがＭＦＰ装置１０に対して行う各種の操作を受け付ける操作部としての機能を果たす。一般に、この操作表示部３０の基板（操作部基板）とＣＰＵ２１が乗る基板（主制御基板）との間は比較的長いケーブル（ハーネス）で接続され、各種情報（デジタル信号）が送受信される。
【００１９】
スキャナ部３１は、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）にて読み取り位置に送られてきた原稿を光学的に読み取って画像データを取得する機能を果たす。例えば、原稿に光を照射する光源と、原稿からの反射光を受光して原稿を主走査方向（幅方向）に１ライン読み取るイメージセンサと、原稿からの反射光をイメージセンサに導くレンズやミラーからなる光学経路などで構成される。
【００２０】
プリンタ部３２は、入力された画像データに対応する画像を用紙に形成して出力する機能を果たす。例えば、用紙の搬送装置と、感光体と、帯電装置と、レーザユニットと、現像装置と、転写分離装置と、クリーニング装置と、定着装置などを備え、電子写真プロセスによって用紙上に画像を形成するレーザプリンタなどとして構成される。
【００２１】
画像処理部３３は、画像データに対して、イメージセンサなどの特性や読み取り位置のごみなどによる縦スジを補正する画像補正や、画像の回転、拡大／縮小、圧縮（符号化）／伸張（復号化）などの各種の画像処理を施す機能を果たす。
【００２２】
電源制御部３４は、電源を制御する機能を果たす。具体的には、電源制御部３４は、ＣＰＵ２１の制御下で、電源を制御してＭＦＰ装置１０の各部への電力供給を制御し、ＭＦＰ装置１０の起動（電源オン）制御、停止（電源オフ）制御や、通常消費電力状態から低消費電力状態への移行および低消費電力状態から通常消費電力状態への復帰などの状態遷移制御を行う機能を果たす。
【００２３】
図３は、ＣＰＵ２１の主制御基板と操作表示部３０の操作部基板における送受信部の構成例を示した図である。図３において、２００は主制御部としてのＣＰＵ２１が載置されている主制御基板、３００は操作表示部３０の操作部基板、４００は主制御基板２００と操作部基板３００の間を接続するケーブル（ハーネス）である。主制御基板２００内の送信バッファ２１１は送信用コネクタ２１２に接続され、該送信用コネクタ２１２はケーブル４０を介して操作部基板３００の受信用コネクタ３２１と接続される。同様に、操作部基板３００内の送信バッファ３１１は送信用コネクタ３１２に接続され、該送信用コネクタ３１２はケーブル４０を介して主制御基板２００の受信用コネクタ２１１と接続される。一般に受信用コネクタ２２１，３２１には、先に述べたオーバーシュートやアンダーシュートやリンキングを抑えるためのコンデンサやダンピング抵抗が挿入されている。
【００２４】
ここで、操作部基板３００内の受信コネクタ３２１の後段には積分回路３２２及び閾値判定回路３２３が接続され、同様に、主制御基板２００内の受信コネクタ２２１の後段には積分回路２２２及び閾値判定回路２２３が接続されている。積分回路２２２，３２２は、受信するデジタル信号の変化量を積分する回路である。閾値判定回路２２３，３２３は、積分回路２２２，３２２の積分値を予め設定された閾値と比較する回路である。
【００２５】
以下では、図３の動作について、主制御基板２００側から送信されるデジタル信号を操作部基板３００側で受信する場合を例に説明する。なお、操作部基板３００側から送信されるデジタル信号を主制御基板２００側で受信する場合もまったく同様である。
【００２６】
主制御基板２００の送信バッファ２１１から出力されたデジタル信号は、送信コネクタ２１２、ケーブル（ハーネス）４００を経由して操作部基板３００の受信コネクタ３２１で受信される。受信コネクタ３２１には一般にコンデンサやダンピング抵抗が挿入されているため、該受信コネクタ３２１の出力側のデジタル信号は、立上り時間や立下り時間がなだらかな鈍った波形となる。この受信コネクタ３２１から出力される波形の鈍ったデジタル信号の電圧レベルの変化量（増加あるいは減少）を、積分回路３２２を用いて積分する。そして、閾値判定回路３２３において、積分回路３２２の積分値を予め設定された閾値と比較して、デジタル信号がローレベルからハイレベルあるいはハイレベルからローレベルに変化（遷移）したことを検出する。なお、積分回路３２２の積分値は、所定値以上でリセットするようにする。
【００２７】
本実施形態によれば、受信されたデジタル信号の波形が鈍っていても、デジタル信号がローレベルからハイレベルあるいはハイレベルからローレベルに変化（遷移）したことを早期に検出することが可能になる。
【００２８】
次に、図４により、積分回路３２２及び閾値判定回路３２３の動作を具体的に説明する。
【００２９】
図４は、デジタル信号のローレベルからハイレベルへの変化を検出する例を示したものである。なお、ローレベルは０Ｖ、ハイレベルは５Ｖとしている。図４において、ａは主制御基板２００の送信コネクタ２１２の出力信号、ｂは操作部基板３００の受信コネクタ３２１の出力信号、ｃは積分回路３２２の積分値、ｄは該積分値に対する閾値判定回路３２３の閾値（ハイレベル判定閾値）、ｅは受信信号に対する通常の閾値（ハイレベル判定閾値）である。
【００３０】
図４の例では、主制御基板２００の送信コネクタ２１２の出力信号ａは、ローレベルの０Ｖからハイレベルの５Ｖに３６μｓ程度で到着しているのに対して、操作部基板３００の受信コネクタ３２１の出力信号ｂは、１１３μｓ程度かかってハイレベルの５Ｖに到着している。ここで、積分回路３２２がない場合には、一般的なＴＴＬ（Ｔransistor−Ｔransistor  Ｌogic）を用いたデジタルＩＣの入力スレッシュレベル（閾値）は、ハイレベル＝２.０Ｖ、ローレベル＝０.８Ｖである。よって、受信コネクタ３２１の出力信号ｂについて、ローレベルからハイレベルの変化を検出するために、閾値ｅを２Ｖとすると、Ｂで示すように、約６０μｓ後に、ローレベルからハイレベルの変化（ハイレベル状態）を検出することとなる。閾値を下げると、検出時間が早まるが、ローレベルをハイレベルと誤って検出されかねず、あまり下げることができない。
【００３１】
一方、積分回路３２２を設けた場合、該積分回路３２２の出力信号（受信コネクタ３２１の出力信号の変化量の積分値）は、信号ｃのようになる。この積分回路３２２の出力信号ｃについて、閾値判定回路３２３において、閾値ｄとして、例えば２０Ｖを設定すると、Ａで示すように、約３６μｓ後にローレベルからハイレベルの変化（ハイレベ状態）を検出することができる。すなわち、積分回路３２２が無い場合に比べて、約２４μｓも早く（約４０％も早く）、デジタル信号のローレベルからハイレベルへの遷移を検出することができる。
【００３２】
図４は、デジタル信号のローレベルからハイレベルへの変化（遷移）を検出する例を示したが、デジタル信号がハイレベルからローレベルに変化する場合も、積分回路で該デジタル信号の変化量（減少量）を積分し、閾値判定回路において、その積分値を所定の閾値と比較することで、積分回路が無い場合に比べて、早期にデジタル信号のハイレベルからローレベルへの遷移を検出することができる。
【００３３】
図５乃至図７に積分回路２２２，３２２の具体的構成例を示す。
【００３４】
図５は、一般的なオペアンプ５０１と抵抗Ｒ、コンデンサＣを用いた積分回路の簡単な例を示した図である。ここで、入力電圧Ｖinに対して、出力電圧Ｖoutは、次式で表わされる。
【００３５】
【数１】
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図５の回路構成とすることで、入力した信号の積分値を得ることができるものである。
【００３６】
式（１）より、図５の回路構成の抵抗Ｒの抵抗値や、コンデンサＣの容量を変えることで、デジタル信号の変化量を積分する時間（積分時間）を調整することができる。これにより、積分値のスレッシュレベル（閾値）に到達するまでの時間を変えることができ、結果としてケーブル（ハーネス）の長さ等による波形の歪み度合いに応じて、受信デジタル信号の遷移検出タイミングを調整することが可能になる。
【００３７】
図６は、積分回路６００に、容量の異なる複数のコンデンサＣ1，Ｃ2，…，Ｃnを接続して、使用するコンデンサをスイッチ６０１を用いて切り替えることで、積分時間を調整できるようにしたものである。積分回路６００は、図５の回路構成でコンデンサＣを除いた部分に相当する。
【００３８】
図7は、全体の構成は図6と同様であるが、スイッチ７０１をトランジスタスイッチとして、例えば、操作部ＣＰＵ７１０により、使用するコンデンサを自動的に切り替えるようにしたものである。操作部ＣＰＵ７１０は、操作表示部３０（図２）に内蔵されており、オペレータからのテンキー入力等に応じてスイッチ７０１を駆動して、使用するコンデンサを切り替える。
【００３９】
図６及び図７では、容量の異なる複数のコンデンサを切り替えて積分時間を調整する例を示したが、抵抗値の異なる複数の抵抗を搭載し、使用する抵抗を切り替えることで、積分時間を調整することでもよい。さらに、複数のコンデンサと複数の抵抗を搭載して、コンデンサ及び／又は抵抗を切り替えるようにしてもよい。
【００４０】
なお、図５乃至図７では省略したが、積分回路は、積分した積分量が、ある一定以上で、リセットするようにする。
【００４１】
さらに、積分回路は、次のように構成することも可能である。
（１）積分開始から一定時間以上経過しても、スレッシュレベル（閾値）に到達しない場合には、それまでの積分値をリセットする。これにより、ノイズ成分による入力信号の変化で積分された場合、誤動作を防止することができる。
【００４２】
（２）積分開始後、デジタル信号の変化が逆転した場合に、それまでの積分量をリセットする。この場合、一定量の逆転となった場合に、積分値をリセットすることでもよい。
【００４３】
（３）積分値が積分開始からスレッシュレベル（閾値）に到達する前にデジタル信号の変化が逆転して、積分値をリセットする場合のデジタル信号の逆転の変化量を切り替える。
【符号の説明】
【００４４】
１０  画像形成装置（ＭＦＰ装置）
２００  主制御基板
３００  操作部基板
４００  ケーブル（ハーネス）
２１１，３１１  送信バッファ
２１２，３１２  送信コネクタ
２２１，３２１  受信コネクタ
２２２，３２２  積分回路
２２３，３２３  閾値判定回路
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４５】
【特許文献１】特開平９−８３４６２号公報
【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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【図７】
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【図１】
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