(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々に電力線が接続された複数のモジュールを含み、前記電力線を信号伝送路として使用し、モジュール間で通信を行う装置であって、
印刷実行時に駆動される前記装置が備える駆動ユニットを制御するための制御信号を受信する受信側モジュールが、該制御信号を受信する前に、該駆動ユニットを駆動させることにより発生した前記電力線のノイズレベルを測定するノイズレベル測定部を含み、
前記制御信号を送信する送信側モジュールが、該制御信号を送信する前で、かつ前記駆動ユニットの駆動を停止させた後に、前記電力線を介して前記受信側モジュールから取得した前記ノイズレベルと、前記受信側モジュールが該制御信号を受信するために要求するＳＮ比とから、該制御信号を、前記電力線を介して送信するための送信レベルを決定する送信レベル決定部を含む、モジュール間通信装置。
【請求項２】
前記受信側モジュールは、前記送信側モジュールからの受信信号レベルの測定を指示するコマンドを受信して、該受信信号レベルを測定する受信信号レベル測定部をさらに含み、
前記送信レベル決定部は、前記ノイズレベルと測定された前記受信信号レベルと前記ＳＮ比とから前記送信レベルを決定する、請求項１に記載のモジュール間通信装置。
【請求項３】
前記受信側モジュールは、前記送信側モジュールからの前記ノイズレベルの測定を指示するコマンドに付加された測定待機時間の情報から前記ノイズレベルを測定するタイミングを生成するタイミング生成部と、前記タイミングで前記ノイズレベル測定部に測定開始を指示する測定開始指示部をさらに含む、請求項１または２に記載のモジュール間通信装置。
【請求項４】
前記タイミング生成部は、前記ノイズレベルの測定を指示するコマンドに付加された送信待機時間の情報から前記ノイズレベルを前記送信側モジュールへ送信するタイミングを生成する、請求項３に記載のモジュール間通信装置。
【請求項５】
前記送信側モジュールは、前記受信側モジュールへ送信する際に行う変調の各変調方式に対応した前記ＳＮ比を記憶するＳＮ比データ記憶部を含み、
前記送信レベル決定部は、前記送信側モジュールに設定された変調方式に対応する前記ＳＮ比を、前記ＳＮ比データ記憶部を参照して取得する、請求項１または２に記載のモジュール間通信装置。
【請求項６】
前記送信側モジュールと前記受信側モジュールは、スペクトラム拡散方式または直交周波数分割多重方式により通信を行うことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のモジュール間通信装置。
【請求項７】
前記送信側モジュールと前記受信側モジュールは、少なくとも５ＭＨｚ以上３０ＭＨｚ以下の周波数を利用して通信を行うことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のモジュール間通信装置。
【請求項８】
各々に電力線が接続された複数のモジュールを含み、前記電力線を信号伝送路として使用し、モジュール間で通信を行う装置において実行される、前記電力線を介して印刷実行時に駆動される前記装置が備える駆動ユニットを制御するための制御信号を送信するための送信レベルを調整する方法であって、
前記制御信号を受信する受信側モジュールが、該制御信号を受信する前に、該駆動ユニットを駆動させることにより発生した前記電力線のノイズレベルを測定するステップと、
前記制御信号を送信する送信側モジュールが、該制御信号を送信する前で、かつ前記駆動ユニットの駆動を停止させた後に、前記電力線を介して前記受信側モジュールから取得した前記ノイズレベルと、前記受信側モジュールが該制御信号を受信するために要求するＳＮ比とから前記送信レベルを決定するステップを含む、調整方法。
【請求項９】
請求項８に記載の調整方法に含まれる各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線を信号伝送路として使用し、電力線が接続された複数のモジュール間で電力線通信を行う画像形成装置、信号を送信する送信レベルを調整する方法およびその方法を実行するためのコンピュータ可読なプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタやＭＦＰ(Multi-Function Peripheral)といった画像形成を行う画像形成装置は、画像形成において使用される複数のセンサやモータ等を動作させるための複数の書き込みモジュールや、制御信号をそれら書き込みモジュールへ送り、それら書き込みモジュールを制御する書き込み制御モジュールといった数多くのモジュールを実装している。
【０００３】
書き込み制御モジュールと、各書き込みモジュールとの間では、数多くのセンサ情報やモータ駆動情報等のデータのやりとりが行われている。一般に、同一基板上でデータをやりとりする場合、パラレル形式やバス形式でデータのやりとりが行われており、別個の基板間やモジュール間でデータをやりとりする場合は、ハーネス線等を用い、パラレル形式でデータのやりとりが行われている。
【０００４】
近年、画像形成装置の多機能化や大規模化に伴い、モジュール数が増加し、扱うデータ数も増加していることから、ハーネス線の本数が著しく増加し、装置によっては５００本を超える本数となっている。
【０００５】
このようなハーネス線は、データ転送速度を要求する場合に利用されるため、出来るだけ短いほうが好ましく、また、断線等が発生しないように、画像形成装置内のユニット間に配置される。しかしながら、ハーネス線の本数が増加してくると、装置内の空間の多くがハーネス線で占有され、ハーネス線が収納できない場合には、装置を大型化しなければならない。また、一般にハーネス線の電気信号を伝達する部分に銅線が使用されることから、膨大な銅の使用は環境負荷が大きい。
【０００６】
そこで、ハーネス線を削減する通信システムや方法として、データ転送速度が要求されない箇所においては、データのやりとりをシリアル形式で行うシステムや方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。制御される側の装置の制御は、制御する側の装置が制御信号を当該制御される側の装置へ送ることにより行われるが、その制御信号は、それほど送信速度を要求しないので、この特許文献１に記載の方法では、シリアル通信により行っている。
【０００７】
このシリアル通信で送受信される信号には、シリアル通信の開始を認識させる信号、通信クロック、送信データ、受信データ、ラッチ信号がある。データ通信の信頼性を向上させたシリアル通信を可能にするため、制御する側の装置と制御される側の装置との間の通信線は、上記５つの信号やデータをそれぞれ送受信するための５つの信号線から構成されている。
【０００８】
しかしながら、これでは制御される側の装置が増加するにつれて５本ずつ信号線が増加するので、装置内の空間が占有される結果、限られた空間内には収納できないといった問題があった。また、収納するためには装置が大型化するという問題があり、信号線の増加に伴う銅の使用量増加による環境負荷の問題もあった。
【０００９】
このような専用のシリアル通信信号線を使用しない装置や方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この装置や方法では、本来通信線ではないケーブル、例えば電源と制御回路とを結ぶ直流電源供給用の電力線ケーブルを用いて電力線通信を行っている。
【００１０】
直流電源を供給するスイッチング電源は、入力される商用交流電源から希望の出力電力を得るためにスイッチング素子をオンオフさせ、電力を変換、調整している。電力線を用いた通信では、このスイッチング素子のオンオフ時に発生するノイズの影響で、信号を正確に送信することができない場合がある。
【００１１】
この特許文献２に記載の装置や方法では、直流電源のスイッチングノイズをモニタし、このスイッチングノイズを同期信号として通信を開始することにより、直流電源のスイッチングノイズを回避して、信号の誤検知が起こらないように通信を行っている。
【００１２】
具体的に説明すると、スイッチングノイズ検出回路は、直流電源部の出力電圧をモニタし、発生するスイッチングノイズを検出する。メインコントローラは、このスイッチングノイズを同期信号（トリガ）、すなわちデータ転送イネーブル信号とし、通信回路へ送信する。通信回路は、データ転送イネーブル信号を受信すると、変調された制御信号を電力線ケーブルに対して重畳させる。
【００１３】
このように検出結果からデータ転送イネーブル信号を生成し、これに同期して電力線ケーブルに送信データを重畳するので、スイッチングノイズが混入することがなくなり、受信側で転送データの誤受信がなくなる。これにより、ノイズの影響を受けにくい信頼性の高い通信システムや方法の提供を可能にしている。
【００１４】
これと同様の装置として、制御手段が、ノイズが発生するスイッチング信号の立ち上がりまたは立ち下がりから、所定時間後に通信データを送信する装置も提案されている（特許文献３参照）。この装置では、ノイズを検出するための検出回路を設けることなく、信頼性の高い通信を行う装置の提供を実現している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
実際の画像形成装置の直流電源ケーブルのノイズは、スイッチング電源のスイッチングノイズに比較して、印刷時に駆動されるステッピングモータの制御信号によるモータノイズの方がはるかに大きい。
【００１６】
ここで、図１〜図４に、画像形成装置における書き込みモジュール用電源のスペクトラムを示す。図１は、画像形成装置の待機時のノイズスペクトラムを示し、図２は、低い周波数を拡大して示したノイズスペクトラムを示している。これらの図は、電圧１μVを基準としたノイズレベル(dBμV)を縦軸とし、周波数(MHz)を横軸としている。なお、ノイズレベルは、ノイズの強さを表すものである。
【００１７】
図２を参照すると、ノイズの基本周波数が１００ｋＨｚ程度でノイズレベルが６０ｄＢμＶとなっており、１ＭＨｚ程度までノイズが存在していることを示している。このノイズは、スイッチングノイズであり、上記特許文献２および３に記載された装置や方法を用いることで回避することが可能である。
【００１８】
図３は、画像形成装置の印刷時のノイズスペクトラムを示し、図４は、低い周波数を拡大して示したノイズスペクトラムを示している。これらの図も、ノイズレベル(dBμV)を縦軸とし、周波数(MHz)を横軸としている。図４を参照すると、ノイズの基本周波数が４０ｋＨｚ程度でノイズレベルが８４ｄＢμＶとなっており、５ＭＨｚ程度までノイズが存在している。
【００１９】
このノイズは、ステッピングモータの駆動により発生しているノイズであり、ステッピングモータ駆動信号のチョッパ信号周波数を基本周波数として高調波ノイズとなっている。これを、図２に示したスイッチングノイズと比較すると、２４ｄＢμＶも大きく、この値は電力線通信の通信品質に大きく影響を及ぼすレベルである。
【００２０】
また、図４に示す波形は、図２に示す波形とは異なり、図５に示すような矩形波に近い形状である。このため、上記特許文献２および特許文献３に記載の技術を適用して、ノイズの発生タイミングを回避して通信を行うことができないため、印刷時の電力線通信において安定した通信を行うことはできないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、上記課題に鑑み、各々に電力線が接続された複数のモジュールを含み、前記電力線を信号伝送路として使用し、モジュール間で通信を行う画像形成装置であって、
信号を受信する受信側モジュールが、該信号を受信する前に、印刷実行時に駆動される前記画像形成装置が備える駆動ユニットを駆動させることにより発生した前記電力線のノイズレベルを測定するノイズレベル測定部を含み、
前記信号を送信する送信側モジュールが、該信号を送信する前で、かつ前記駆動ユニットの駆動を停止させた後に、前記電力線を介して前記受信側モジュールから取得した前記ノイズレベルと、前記受信側モジュールが該信号を受信するために要求するＳＮ比（信号対雑音比）とから、該信号を、前記電力線を介して送信するための送信レベルを決定する送信レベル決定部を含む、画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】画像形成装置の待機時のノイズスペクトラムを例示した図。
【図２】図１の低い周波数を拡大して示した図。
【図３】画像形成装置の印刷時のノイズスペクトラムを例示した図。
【図４】図３の低い周波数を拡大して示した図。
【図５】矩形波を例示した図。
【図６】本実施形態の画像形成装置の構成例を示した図。
【図７】図６に示す書き込みモジュールの構成例を示した図。
【図８】変調方式に応じた伝送誤り率とＳＮ比との関係を示した図。
【図９】直流スイッチング電源から遠い位置にある受信側モジュールの印刷時のノイズスペクトラムと、近い位置にある受信側モジュールの待機時のノイズスペクトラムとを例示した図。
【図１０】信号レベルを調整する処理の１つの流れを示した図。
【図１１】図１０に示す処理を実現するための送信側モジュールの構成例を示した図。
【図１２】図１０に示す処理を実現するための受信側モジュールの構成例を示した図。
【図１３】電源ケーブルの伝送特性を示した図。
【図１４】信号レベルを調整する処理の別の流れを示した図。
【図１５】図１４に示す処理を実現するための送信側モジュールの構成例を示した図。
【図１６】図１４に示す処理を実現するための受信側モジュールの構成例を示した図。
【図１７】変調方式に応じて信号レベルを調整する送信側モジュールの構成例を示した図。
【図１８】スペクトラム拡散方式を用いて信号レベルを調整する送信側モジュールの構成例を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図６は、本実施形態の画像形成装置の構成例を示した図である。図６に示す画像形成装置は、商用電源の交流電圧を直流変圧へ変換する直流スイッチング電源１００と、紙を搬送するためのローラ等を作動させるためのステッピングモータを駆動制御するモジュール、レーザスキャナを駆動制御するモジュール、レーザ走査を制御するモジュール、画像処理を実行するモジュールといった複数のスレーブモジュールとしての書き込みモジュール１０１、１０２とを備えている。
【００２４】
ここでは、２つの書き込みモジュール１０１、１０２しか示されていないが、上述したモジュールの中の３つ、もしくは４つ全部、または他の機能を実現するためのモジュールを含む４つ以上のモジュールを備えていてもよい。
【００２５】
また、画像形成装置は、各書き込みモジュール１０１、１０２を制御して画像形成処理を実行するシステムコントローラとして参照される書き込み制御モジュール１０３をさらに備えている。
【００２６】
直流スイッチング電源１００は、変換した直流電圧を、各書き込みモジュール１０１、１０２、書き込み制御モジュール１０３と接続された電源ケーブル１０４に対して出力する。この直流電圧は、画像形成装置内の各書き込みモジュール１０１、１０２がモータやファン等の駆動ユニットを駆動し、制御するために共通に使用される電圧とされる。
【００２７】
書き込み制御モジュール１０３は、電源ケーブル１０４上に制御信号を重畳し、書き込みモジュール１０１、１０２と電力線を用いた通信を行う。この書き込み制御モジュール１０３は、変復調部１１０と、電圧変換部１１１と、制御部１１２とを含んで構成される。
【００２８】
制御部１１２は、各書き込みモジュール１０１、１０２を制御するための制御信号を生成し、変復調部１１０へ生成した制御信号を送信する。変復調部１１０は、受信した制御信号を変調し、所定の搬送周波数に周波数変換して、高周波信号へ変換された通信信号を、電源ケーブル１０４上に重畳し、各書き込みモジュール１０１、１０２へ送信する。電圧変換部１１１は、電源ケーブル１０４によって供給された直流電圧を他のレベルの直流電圧、例えば供給される直流電圧より低い電圧へ変換する。
【００２９】
書き込みモジュール１０１、１０２はいずれも、変復調部１２０、１３０と、電圧変換部１２１、１３１と、制御部１２２、１３２と、センサＩ／Ｆ部１２３、１３３と、モータドライバ１２４、１３４とを含んで構成されている。そして、書き込みモジュール１０１、１０２にはそれぞれ、３つのセンサ１２５〜１２７、１３５〜１３７と、モータ１２８、１３８とが接続されている。
【００３０】
変復調部１２０、１３０および電圧変換部１２１、１３１は、電力線である電源ケーブル１０４に接続されている。変復調部１２０、１３０は、電源ケーブル１０４を介して送信された通信信号を受信し、その通信信号を制御信号へ復調する。電圧変換部１２１、１３１は、上記電圧変換部１１１と同様、電源ケーブル１０４によって供給された直流電圧を他のレベルの直流電圧へ変換する。
【００３１】
制御部１２２、１３２は、変復調部１２０、１３０で復調された制御信号を受信し、それがモータ１２８、１３８を制御するための信号である場合には、モータドライバ１２４、１３４へ送信し、モータドライバ１２４、１３４によってモータ１２８、１３８を駆動させ、制御させる。
【００３２】
センサＩ／Ｆ部１２３、１３３は、接続されるセンサ１２５〜１２７、１３５〜１３７により検出された情報を制御部１２２、１３２へ送信する。センサ１２５〜１２７、１３５〜１３７は、例えば、用紙検出用のフォトインタラプタ、トナーセンサ、感光体ドラムの表面電位を測定するための表面電位センサ等の各種センサとされ、各種状態を検出するために使用される。
【００３３】
制御部１２２、１３２は、センサ１２５〜１２７、１３５〜１３７で検出された情報をセンサＩ／Ｆ部１２３、１３３を介して受信し、センサデータ信号を生成し、変復調部１２０、１３０へ送信する。変復調部１２０、１３０は、センサデータ信号を受信すると、そのセンサデータ信号を変調し、所定の搬送周波数に周波数変換を行い、高周波信号へ変換した通信信号を、電源ケーブル１０４上に重畳し、書き込み制御モジュール１０３へ送信する。
【００３４】
書き込み制御モジュール１０３は、電源ケーブル上に重畳された通信信号を変復調部１１０にて受信し、センサデータ信号へ復調して制御部１１２へ送信し、制御部１１２では、制御が必要であるか否かを判断して、必要である場合に制御信号を生成し、上述したようにして制御信号を各書き込みモジュール１０１、１０２へ送信する。
【００３５】
図７を参照して、書き込みモジュール１０１、１０２が実際に行う処理について詳細に説明する。書き込みモジュール１０２は、書き込みモジュール１０１の構成と同様のものであるため、書き込みモジュール１０１についてのみ説明を行い、書き込みモジュール１０２については説明を省略する。書き込みモジュール１０１は、図６に示したように、変復調部１２０と、電圧変換部１２１と、制御部１２２と、センサＩ／Ｆ部１２３と、モータドライバ１２４とを含むが、変復調部１２０は、変調部１４０と、復調部１４１とから構成されている。
【００３６】
書き込みモジュール１０１は、電源ケーブル１０４と変調部１４０との間に、送信ミキサー部１４２と、送信アンプ部１４３と、送信コンデンサ部１４４と、送信インピーダンス部１４５とをさらに備えている。また、書き込みモジュール１０１は、電源ケーブル１０４と復調部１４１との間に、受信ミキサー部１４６と、受信アンプ部１４７と、受信コンデンサ部１４８とをさらに備えている。
【００３７】
書き込みモジュール１０１は、変調部１４０と制御部１２２との間、復調部１４１と制御部１２２との間に、通信インタフェース部１４９を備え、送信ミキサー部１４２および受信ミキサー部１４６で所定の搬送周波数に周波数変換を行うために、所定の周波数の信号を生成する局部発振部１５０を備えている。
【００３８】
図７では、送信コンデンサ部１４４と、送信インピーダンス部１４５とを用いて、電源ケーブル１０４により供給される直流電圧に通信信号を重畳しているが、変圧器であるトランスを用いて接続してもよい。この場合、ＭＨｚ帯域の高周波を減衰させることなく通信信号を重畳させることができるので好ましい。
【００３９】
また、トランスと送信コンデンサ部１４４とを用いると、送信コンデンサ部１４４で直流電圧をカットし、トランスのインダクタンスと送信コンデンサ部１４４の静電容量の値で決定される高周波通過特性を利用して通信信号のみを重畳することができるので好ましい。
【００４０】
まず、この構成を採用して通信信号を受信する動作について説明する。電源ケーブル１０４上に重畳された通信信号は、受信コンデンサ部１４８を通過した後、受信アンプ部１４７で増幅される。増幅された通信信号は、受信ミキサー部１４６によって局部発振部１５０からの信号と混合されて周波数変換（ダウンコンバージョン）されることにより、高周波信号の周波数からベースバンド（基底帯域）周波数へ変換される。
【００４１】
受信ミキサー部１４６でベースバンド周波数へ変換された通信信号は、ベースバンド信号として復調部１４１へ送られ、復調部１４１でデジタルデータへ復調される。そして、復調部１４１は、復調されたデジタルデータを制御部１２２へ送り、制御部１２２が、そのデジタルデータがモータ制御データであれば、モータドライバ１２４へ出力する。モータドライバ１２４は、そのモータ制御データを基に、モータ１２８を駆動し、制御する。なお、モータ１２８は、例えばステッピングモータであれば、電源ケーブル１０４の直流電圧を使用して駆動されるため、モータドライバ１２４にも電源ケーブル１０４からの直流電圧が供給される。
【００４２】
制御部１２２、変調部１４０、復調部１４１も直流電圧が供給されて駆動するが、電源ケーブル１０４の直流電圧より低い電圧で駆動することから、電圧変換部１２１により低い電圧へ変換された後の直流電圧が供給される。電圧変換部１２１には、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いることができ、この電圧変換部１２１と電源ケーブル１０４との間には、インピーダンスアッパ回路と呼ばれるインダクタンス素子が挿入され、通信信号がこの電圧変換部１２１へ入力されないようにしている。
【００４３】
次に、この構成を採用して通信信号を送信する動作について説明する。書き込みモジュール１０１に接続されているセンサ１２５〜１２７は、センサＩ／Ｆ部１２３を介して制御部１２２へ情報を入力する。センサ１２５が給紙を検出するフォトインタラプタである場合、センサ１２５は、デジタル信号を出力し、そのデジタル信号をセンサＩ／Ｆ部１２３を介して制御部１２２へ入力する。センサ１２６が温度を検出するセンサである場合、センサＩ／Ｆ部１２３がＡ／Ｄコンバータを備え、センサ１２６から出力されるアナログ信号をデジタル信号へ変換し、そのデジタル信号を制御部１２２へ入力する。
【００４４】
制御部１２２へ入力されたデジタル信号は、通信インタフェース部１４９を介して変調部１４０へ入力され、変調部１４０でベースバンド信号へ変換される。送信ミキサー部１４２は、変調部１４０からベースバンド信号と、局部発振部１５０から所定の周波数の信号とが入力され、それらを混合して、ベースバンド信号を高周波信号の周波数へ周波数変換（アップコンバージョン）する。
【００４５】
送信ミキサー部１４２で周波数変換されたベースバンド信号は、高周波信号として、送信アンプ部１４３へ送られ、増幅される。増幅された高周波信号は、送信コンデンサ部１４４で電源ケーブル１０４の直流電圧がカットされ、送信インピーダンス部１４５を介して電源ケーブル１０４上に重畳される。すなわち、高周波信号は、電源ケーブル１０４内の直流電圧と重ね合わされ、受信側モジュールへ送信される。
【００４６】
高周波信号の周波数は、ベースバンド信号と局部発振部１５０からの信号とにより決定されるが、送信ミキサー部１４２で実施されるアップコンバージョンでは、局部発振部１５０からの信号の周波数を搬送波周波数としてベースバンド信号を変調した高周波信号となる。
【００４７】
具体的には、局部発振部１５０からの信号の周波数が１０ＭＨｚで、ベースバンド信号の周波数が０〜１０ｋＨｚである場合、送信ミキサー部１４２で混合すると、搬送波中心周波数が１０ＭＨｚで信号帯域が±１００ｋＨｚの高周波信号へ変換されることを意味する。
【００４８】
これに対し、受信ミキサー部１４６で実施されるダウンコンバージョンでは、通信信号である高周波信号が、局部発振部１５０からの信号の周波数を使用してベースバンド周波数へ変換される。すなわち、搬送波中心周波数が上記の１０ＭＨｚで、信号帯域が±１００ｋＨｚの高周波信号は、局部発振部１５０からの１０ＭＨｚの信号を使用し、０〜１００ｋＨｚの周波数のベースバンド信号へ変換されることを意味する。
【００４９】
上記の例では、ベースバンド信号を直接周波数変換して高周波信号を得ているが、これに限られるものではなく、ベースバンド信号をＩＦ(Intermediate Frequency)信号へ変調した後、高周波信号へ周波数変換することも可能である。したがって、受信の場合も同様に、高周波信号を直接ベースバンド信号へ復調することに限定されるものではなく、一度ＩＦ信号へ復調した後、ベースバンド信号へ周波数変換することも可能である。
【００５０】
上述したように、画像形成装置の電源ケーブル１０４において、印刷時のステッピングモータのノイズの影響が、スイッチングノイズの影響より大きいことが分かっている。このステッピングモータのノイズの影響は、電源ケーブル１０４におけるノイズで最も大きいものである。そして、このノイズは、実験的に低域から５ＭＨｚ程度の周波数帯に存在している。このことから、電力線を使用した通信において、５ＭＨｚ以上の周波数を使用して通信を行えば、高い通信品質を得ることができる。
【００５１】
一般に、通信品質を向上させるためには、通信信号のＳＮ比（信号対雑音比）を大きくする必要がある。ＳＮ比は、信号(S)に対する雑音(N)の量を対数で表したもので、デシベル(dB)という単位で表される。ＥＭＩ(Electro Magnetic Interference)の規定では、３０ＭＨｚ以上に対し、１０ｍ離れた地点で放射電界が３０ｄＢμＶ／ｍ以下と定められている。したがって、使用する周波数帯域を３０ＭＨｚ以下に限定することで、外部への放射電界、すなわち放射ノイズを抑制することができる。
【００５２】
以上の要因から画像形成装置の通信は、５ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数帯を使用することで最も高い通信品質を得ることができる。そこで、画像形成装置は、局部発振部１５０により入力される信号の周波数を、通信信号の高周波信号が５ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数になるように選択するための発振周波数選択部をさらに備えることができる。発振周波数選択部は、予め実験的に決めておいた周波数を選択することもできるし、下記式１および式２を用い、式１および式２の両方を満たすように、ベースバンド信号の周波数ｂｗから局部発振部１５０が入力する信号の周波数ｆｃを決定することも可能である。
【００５３】
【数１】
0005838666.tif 000002
【００５４】
【数２】
0005838666.tif 000003
【００５５】
なお、上記５ＭＨｚという値は、実験的に得られたノイズの周波数であり、このノイズの周波数は、画像形成装置の構成によって変化することから、５ＭＨｚという値に限定されるものではない。また、変復調部１２０、送信ミキサー部１４２、受信ミキサー部１４６は、アナログ方式、デジタル方式のいずれであってもよい。
【００５６】
変復調部１２０により実施される変調方式は、波形にデータ（ビット）を割り付けて伝送するが、変調方式に応じて伝送誤り率とＳＮ比(dB)との関係が決定される。図８は、この伝送誤り率とＳＮ比との関係を示した図である。例えば、伝送誤り率を１０−６に設定すれば、２５６ＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)、６４ＱＡＭ、１６ＱＡＭといった直角位相振幅変調、ＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)、ＢＰＳＫ(Binary Phase Shift Keying)といった位相偏移変調では、ＳＮ比が順に、約３６ｄＢ、約２７ｄＢ、約２１ｄＢ、約１４ｄＢ、約１０ｄＢであることが必要となる。
【００５７】
その一方で、各方式で割り付け可能なビットは順に、８ビット、６ビット、４ビット、２ビット、１ビットである。このことから、高いＳＮ比を確保できるほど、ビット割り付けが大きい変調方式を選択することができ、同じ伝送誤り率でも高い伝送レートを実現することができる。
【００５８】
例えば、伝送速度を１００ｋｂｐｓとすると、伝送誤り率が１０−６程度であれば、確率的に１秒に１回誤りが発生することになり、誤りが発生した伝送フレームを再送することで、何ら問題なく安定した通信を行うことができる。
【００５９】
このように、安定した通信を行うためには、通信を行う変復調方式により決まる必要なＳＮ比を確保しなければならない。受信側モジュールのノイズレベルが一定値であれば、必要なＳＮ比を満足する受信側モジュールの受信信号レベルを計算することができ、その信号レベルを出力する送信側モジュールの送信アンプ部１４３のゲイン（入力と出力の比）を調整することにより、その必要なＳＮ比を確保することができる。
【００６０】
画像形成装置の待機時では、ノイズレベルが印刷時と比較して、図１〜図４に示すように小さいことから、この変復調方式により決まる必要なＳＮ比を確保するための受信信号レベルを、設計時のノイズレベルの測定データ等から決定することができる。このため、予め決定した値により送信側モジュールの送信アンプ部１４３のゲインを設定することで、所望の信号レベルを出力することができる。
【００６１】
しかしながら、印刷時のノイズレベルは、待機時に比較して大きく、かつ電源ケーブル１０４に接続されている受信側モジュールの接続されている場所、すなわち直流スイッチング電源１００から遠いか、近いかにより大きく変化する。
【００６２】
図９（ａ）、（ｂ）に、印刷時における受信側モジュールのノイズスペクトラムが直流スイッチング電源１００からの距離に応じて変化することを示す。図９（ａ）が直流スイッチング電源１００から遠い場所で、ステッピングモータを駆動するブロックを含んでいる場合、図９（ｂ）が直流スイッチング電源１００から近い場所で、そのブロックを含まない場合のノイズスペクトラムを示した図である。
【００６３】
図９（ａ）、（ｂ）はいずれも、縦軸が電力１ｍＷを基準としたノイズレベル(dBm)を示し、横軸は周波数(MHz)を示している。図９（ａ）、（ｂ）を参照すると、例えば、周波数が１２．４ＭＨｚ付近のノイズレベルはそれぞれ、約−５５ｄＢｍ、約−７０ｄＢｍであり、直流スイッチング電源１００からの距離によって約１５ｄＢｍもの差が生じている。このため、変復調方式により決まる必要なＳＮ比は、送信レベル（電源ケーブル１０４へ出力する送信信号の強さ）を受信側モジュールまでの距離に合わせて調整することが必要となる。このことは、上記式１および式２を用いて周波数を決定する場合も同様である。
【００６４】
そこで、本発明では、送信レベルを受信側モジュールまでの距離に合わせて調整する処理を行う。まず図１０を参照して、この処理の流れについて説明する。画像形成装置には、上述したように、書き込みモジュール１０１、１０２、書き込み制御モジュール１０３といった複数の書き込みモジュールが実装されている。書き込み制御モジュール１０３は、書き込みモジュール１０１、１０２に対し、制御信号を送信し、書き込みモジュール１０１、１０２は、書き込み制御モジュール１０３に対し、センサデータ信号等を送信する。したがって、制御信号については、書き込み制御モジュール１０３が、送信側モジュールであり、書き込みモジュール１０１、１０２が、受信側モジュールである。これに対し、センサデータ信号については、書き込みモジュール１０１、１０２が、送信側モジュールであり、書き込み制御モジュール１０３が、受信側モジュールである。
【００６５】
図１０には、送信側モジュールが行う送信側処理と、受信側モジュールが行う受信側処理とが併記され、どのタイミングでどういう処理が行われ、どのタイミングでコマンドやデータがどちら側へ送信されるかが分かりやすく示されている。送信側処理は、ステップ１０００から開始し、ステップ１０１０で画像形成装置を待機モードに設定する。待機モードは、印刷指示を受け付けたときに即座に印刷を実行することができるように定着ヒータをＯＮにする等して準備し、待機している状態のモードである。送信側処理と同時に受信側処理も開始され、ステップ１１００から開始された受信側処理は、待機モードへの設定中、ステップ１１１０において、送信側モジュールから送信されるコマンドの受信待ち状態とされる。
【００６６】
送信側処理において、ステップ１０１０で待機モードに設定した後、ステップ１０２０で受信側モジュールへノイズ測定開始を指示するノイズ測定開始コマンドを送信する。このコマンド送信時は、画像形成装置が待機状態であるため、送信レベルが予め設定された待機時用の送信レベルで出力するように送信側モジュールの送信アンプ部のゲインが設定される。
【００６７】
受信側処理では、ステップ１１２０で、送信側モジュールから送信されたノイズ測定開始コマンドを受信すると、そのコマンドにパラメータとして付加されている測定待機時間と送信待機時間とを取得し、それらの時間を設定する。受信側モジュールは、それらの時間の設定後、ノイズ測定開始コマンドを受信した時刻から各待機時間を経過するまで時間を計測し始める。
【００６８】
送信側処理では、ステップ１０２０でノイズ測定開始コマンドを送信した後、ステップ１０３０で、待機モードに設定したモードを測定用印刷モードに設定変更する。この測定用印刷モードは、実際に印刷は実行しないが、印刷を実行した場合とほぼ同等のノイズが電源ケーブル１０４に現れるようにステッピングモータ等のノイズ源となるブロックのみを駆動する、印刷モードとは別個に設けられたモードである。この測定用印刷モードでは、実際に印刷を実行しないので、紙の無駄を防止することができる。
【００６９】
測定用印刷モードに設定されると、画像形成装置は、ステッピングモータ等を駆動し、電源ケーブル１０４には印刷時とほぼ同等のノイズが現れる。受信側処理では、ステップ１１３０で、測定待機時間が経過した後、この測定用印刷モードにおけるノイズレベルの測定を行う。なお、測定待機時間は、ノイズ測定開始コマンドを受信した時刻から測定用印刷モードに設定されてノイズが電源ケーブル１０４に現れる時間に、ある程度の余裕時間を付加して定めた時間とされる。
【００７０】
送信側処理では、ノイズ測定開始コマンドに付加した測定待機時間と送信待機時間の間の時間で、受信側モジュールがノイズレベルの測定を終了するものと見込まれる時間が経過した後、ステップ１０４０において、測定用印刷モードに設定したモードを再び待機モードへ設定変更する。そして、ステップ１０５０で、受信側モジュールからのデータの受信待ち状態へ入る。
【００７１】
受信側処理において、ステップ１１３０のノイズレベル測定が終了し、ステップ１１４０において送信待機時間が経過した後、測定したノイズレベルを送信側モジュールへ送信する。なお、この送信待機時間は、測定待機時間にある程度の余裕時間を付加して定めた時間である。この余裕時間、上述した余裕時間はいずれも、設計時における測定データ等により決定することができる。受信側処理は、ステップ１１４０でノイズレベルを送信側モジュールへ送信したところで、ステップ１１５０へ進み、受信側の処理を終了する。
【００７２】
送信側処理では、ステップ１０６０で、受信側モジュールからノイズレベルをノイズレベルデータとして受信し、ステップ１０７０で、そのノイズレベルと受信側モジュールが受信に必要なＳＮ比とから送信レベルを決定する。そして、ステップ１０８０で、決定した送信レベルで出力するために送信ゲインを設定する。例えば、ＳＮ比が１０ｄＢであれば、測定したノイズレベルより１０ｄＢほど大きな信号レベルを送信する必要があり、このような１０ｄＢほど大きい信号レベルになるように送信ゲイン値が決定され、その値が設定される。この送信ゲイン値の設定が終了したところで、ステップ１０９０へ進み、送信側の処理を終了する。
【００７３】
送信側モジュールは、設定されたゲインに信号レベルが調整され、調整された信号レベルの信号を受信側モジュールへ電源ケーブル１０４を介して送信することにより、印刷時においても信頼性の高い通信が可能となる。
【００７４】
図１０に示した処理を実現するための画像形成装置が備えるべき送信側モジュールの構成例を図１１に、受信側モジュールの構成例を図１２に示し、それらを参照して、各モジュールの動作について詳細に説明する。いずれのモジュールも、先に説明した変調部、復調部、通信インターフェース部、送信ミキサー部、受信ミキサー部、電圧変換部、送信アンプ部、受信アンプ部、送信コンデンサ部、受信コンデンサ部、局部発振部、送信インピーダンス部を備えており、それら以外にさらに以下の各部を備える構成とされている。
【００７５】
まず、送信側モジュールについて図１１を参照して説明する。送信側モジュールは、上記通信インタフェース部と接続される制御部２００と、制御部２００に接続されるモード設定部２０１および送受信制御部２０２および測定ノイズレベル記憶部２０３および送信ゲイン値決定部２０４および送信ゲイン設定部２０５と、送受信制御部２０２に接続される受信データ解析部２０６および測定開始コマンド送信部２０７とを含んで構成されている。送信ゲイン設定部２０５は、上記送信アンプ部と接続され、送信アンプ部が設定された送信ゲイン値を参照し、そのゲイン値で信号の送信を行うようにされている。
【００７６】
制御部２００は、モードの設定を行うモード設定部２０１に対し、待機モードに設定するように依頼し、待機モードに設定させる。モード設定部２０１は、図示しない画像形成装置のコントローラへ待機モード信号を送り、モードを変更させ、画像形成装置を待機状態にさせる。
【００７７】
次に、制御部２００は、送受信制御部２０２に対し、ノイズ測定開始コマンドを受信側モジュールへ送信するように依頼し、送受信制御部２０２は、その依頼を測定開始コマンド送信部２０７へ送り、測定開始コマンド送信部２０７が、依頼に含まれる宛先となる受信側モジュールを特定し、そのノイズ測定開始コマンドを送信する。依頼には、受信側モジュールを識別するためのモジュール識別情報を含めることができ、測定開始コマンド送信部２０７は、そのモジュール識別情報を基に、宛先を特定し、その宛先へコマンドを送信することができる。
【００７８】
このノイズ測定開始コマンドの送信時には、上述したように画像形成装置が待機状態であるため、送信レベルは予め決定された待機時用の送信レベルで出力するように、送信ゲイン設定部２０５は、送信ゲイン値を設定し、送信アンプ部がそのゲイン値でノイズ測定開始コマンドを受信側モジュールへ送信する。
【００７９】
送信側モジュールがノイズ測定開始コマンドを送信した後、制御部２００は、モード設定部２０１に対し、待機モードから測定用印刷モードへ設定変更するように依頼する。モード設定部２０１は、測定用印刷モード信号を図示しないコントローラへ送り、そのモードへモード変更させ、画像形成装置を測定用印刷モードの状態にさせる。このため、画像形成装置では、ステッピングモータやファン等の各駆動ユニットが駆動する状態となる。
【００８０】
制御部２００は、受信側モジュールにおいてこの測定用印刷モードにおけるノイズレベルの測定が終了したと想定される時点で、再びモード設定部２０１に対し、測定用印刷モードから待機モードへ設定変更するように依頼する。画像形成装置が待機状態になった後、制御部２００は、受信側モジュールから測定されたノイズレベルの受信を送受信制御部２０２に指示し、送受信制御部２０２が送信側モジュールを受信待ちの状態にする。
【００８１】
送信側モジュールがノイズレベルを受信すると、受信データ解析部２０６へ送られ、受信データ解析部２０６が、受信したノイズレベルを解析し、そのノイズレベルを測定ノイズレベル記憶部２０３へ記憶する。ノイズレベルは、ノイズレベルデータとして一般に決められたプロトコルやフレーム構成に従って送受信される。
【００８２】
送信ゲイン値決定部２０４は、送信レベルを決定する送信レベル決定部として機能し、測定ノイズレベル記憶部２０３に記憶されたノイズレベルデータから、受信側モジュールが受信に必要なＳＮ比に対応した送信レベルを決定する。そして、送信ゲイン値決定部２０４は、決定した送信レベルで送信信号を出力するために送信アンプ部で用いられる送信ゲイン値を決定する。送信ゲイン設定部２０５は、送信ゲイン値決定部２０４が決定した送信ゲイン値を受け取り、それを設定する。これにより、それ以降、送信信号は、設定された送信ゲイン値に従って送信レベルが調整され、送信されることになる。
【００８３】
次に、受信側モジュールについて図１２を参照して説明する。受信側モジュールは、上記通信インタフェース部と接続される制御部２１０と、上記復調部と接続されるノイズレベル測定部２１１と、ノイズレベル測定部２１１と接続されるノイズレベル記憶部２１２および測定開始指示部２１３と、制御部２１０と接続されるタイミング生成部２１４および測定待機時間記憶部２１５および送信待機時間記憶部２１６および送受信制御部２１７と、送受信制御部２１７と接続される受信コマンド解析部２１８およびノイズレベル送信部２１９とを含んで構成されている。
【００８４】
受信側モジュールの制御部２１０は、コマンドの受信を送受信制御部２１７へ指示し、送受信制御部２１７が受信側モジュールを受信待ちの状態にする。送信側モジュールからノイズ測定開始コマンドが送信されてくると、受信側モジュールはそのコマンドを受信し、受信コマンド解析部２１８へ送り、受信コマンド解析部２１８が、そのコマンドにパラメータとして付加された測定待機時間および送信待機時間のデータを解析し、それを、制御部２１０を介して測定待機時間記憶部２１５および送信待機時間記憶部２１６へ記憶させる。
【００８５】
タイミング生成部２１４は、測定待機時間記憶部２１５に記憶された測定待機時間のデータを参照し、ノイズ測定開始コマンドを受信した時刻からその測定待機時間が経過するまで時間を計測する。そして、タイミング生成部２１４は、測定待機時間が経過した時点で測定開始指示部２１３へ測定待機時間が経過した旨を通知し、測定開始指示部２１３がノイズレベル測定部２１１へノイズレベルの測定を開始するように指示する。
【００８６】
ノイズレベル測定部２１１は、上記復調部で復調された出力レベルを測定し、その測定結果をノイズレベルデータとしてノイズレベル記憶部２１２へ出力し、記憶させる。測定開始時点の電源ケーブル１０４のノイズは、測定用印刷モードでのノイズレベルとなっている。
【００８７】
タイミング生成部２１４は、測定待機時間が経過した後、さらに送信待機時間記憶部２１６に記憶された送信待機時間のデータを参照し、ノイズ測定開始コマンドを受信した時刻からその送信待機時間が経過するまで時間を計測し、送信待機時間が経過した時点で制御部２１０へその旨を通知する。
【００８８】
制御部２１０は、送信待機時間が経過した旨の通知を受領したことを受けて、ノイズレベル記憶部２１２に記憶されたノイズレベルデータを読み出し、それを送受信制御部２１７へ送る。送受信制御部２１７は、ノイズレベル送信部２１９にそのノイズレベルデータを送信側モジュールへ送信するように指示し、ノイズレベル送信部２１９がそのノイズレベルデータを送信側モジュールへ送信する。
【００８９】
図１０、図１１および図１２を参照して、本発明の画像形成装置が備えるモジュールの構成例および送信レベルを調整する処理の一例を説明してきた。上記の実施形態は、変復調方式により決まる必要なＳＮ比を確保するために、送信レベルを受信側モジュールに合わせて調整するものであった。ＳＮ比を決定するファクターとしては、変復調方式だけではなく、受信信号レベルも存在する。このことは、実際の画像形成装置において、電源ケーブル１０４に接続されている受信側モジュールの接続場所や条件によって受信信号レベルが変化することからも明らかである。そこで、この受信信号レベルも考慮した実施形態について、以下に詳細に説明する。
【００９０】
まず、図１３を参照して、電源ケーブル１０４に接続されている受信側モジュールの接続場所や条件が異なる受信側モジュールの伝達特性、すなわち送信側モジュールから受信側モジュールへの伝達特性について説明する。画像形成装置で使用される電源ケーブル１０４は、数メートルの電源ケーブルが直流スイッチング電源１００を基点として、スター状に数本以上接続された構成とされている。この電源ケーブル１０４は、直流スイッチング電源１００から各モジュールを経由する構成にすることも可能であるが、この場合、そのケーブル長は１０ｍ以上となる。
【００９１】
図１３（ａ）は、数メートルの電源ケーブル１０４が直流スイッチング電源１００を基点としてスター状に数本以上接続された構成の場合の伝達特性を示した図である。縦軸は、ノイズレベル(dB)を示し、横軸は、周波数(MHz)を示す。このケースでは、スター状に配置された電源ケーブル１０４がスタブとなることで反射が起こり、複数の周波数で伝達特性にディップ（くぼみ）が現れている。
【００９２】
図１３（ｂ）は、電源ケーブル１０４が各モジュールを経由する場合の伝達特性を示した図である。これも、縦軸は、ノイズレベル(dB)を示し、横軸は、周波数(MHz)を示す。このケースでは、電源ケーブル１０４が一筆書きのように各モジュールを経由して連続していることから、スタブがなく、単純な反射特性を有するため、伝達特性に現れるディップが少なくなっている。
【００９３】
図１３（ａ）、（ｂ）を参照すると、周波数が２１ＭＨｚ付近では、スター状に接続された構成についてはスタブの影響で、ノイズレベルが大きく落ち込み、約−２５ｄＢとなっており、各モジュールを経由する構成についてはスタブの影響がないため、約−２ｄＢとなっている。このように受信側モジュールの接続条件の違いにより、伝達特性が約２３ｄＢもの差となっている。
【００９４】
通信信号が２１ＭＨｚの場合の受信信号レベルは、送信レベルに伝達特性を乗じることになるため、上記接続条件の違いによる受信信号レベルの差も、約２３ｄＢとなる。このため、送信レベルを受信側モジュールに合わせて調整することにより調整することができる。このことは、上記式１および式２を満たすように周波数が決定される場合においても同様である。
【００９５】
図１４は、送信レベルを受信側モジュールで受信される受信信号レベルにも合わせて調整する処理の流れを示した図である。この図は、図１０に示したフロー図とほぼ同じであるため、相違する部分のみを説明する。送信側処理は、ステップ１４１０で待機モードに設定後、ステップ１４２０でノイズ測定開始コマンドを受信側モジュールへ送信するが、この実施形態においては、受信信号レベルの測定も実行させるため、送信側モジュールは、ノイズおよび受信信号測定開始コマンドを受信側モジュールへ送信する。
【００９６】
受信側処理では、ステップ１５２０でノイズおよび受信信号測定開始コマンドを受信するが、この受信時に、受信信号レベルを測定し、測定した受信信号レベルをデータとして受信信号レベル記憶部に記憶しておく。受信側モジュールは、ステップ１５４０でノイズレベルを測定し、ステップ１５５０で送信待機時間が経過した後、測定したノイズレベルデータと、記憶しておいた受信信号レベルデータとを送信側モジュールへ送信する。
【００９７】
送信側処理では、ステップ１４６０でそれらのデータを受信した後、ステップ１４７０でノイズレベルと受信信号レベルとから、受信側モジュールで受信に必要なＳＮ比に対応した送信レベルを決定する。送信側処理のその他のステップ１４３０、１４４０、１４５０、１４８０、受信側処理のステップ１５１０、１５３０は、図１０に示した対応する各ステップで行われる処理と同様である。
【００９８】
図１４に示した処理を実現するための画像形成装置が備えるべき送信側モジュールの構成例を図１５に、受信側モジュールの構成例を図１６に示し、それらを参照して、各モジュールの動作を詳細に説明する。いずれのモジュールも、先に説明した変調部、復調部、通信インターフェース部、送信ミキサー部、受信ミキサー部、電圧変換部、送信アンプ部、受信アンプ部、送信コンデンサ部、受信コンデンサ部、局部発振部、送信インピーダンス部を備えており、さらに以下の各部を備える構成とされている。
【００９９】
まず、送信側モジュールについて図１５を参照して説明する。図１５では、図１１に示した送信側モジュールと同じ構成要素については同じ符号で示し、異なる要素のみを違う符号で示している。送信側モジュールは、上記通信インタフェース部と接続される制御部２００と、制御部２００と接続されるモード設定部２０１および送受信制御部２０２および測定ノイズレベル受信信号レベル記憶部２２０および送信ゲイン値決定部２０４および送信ゲイン設定部２０５と、送受信制御部２０２と接続される受信データ解析部２０６および測定開始コマンド送信部２０７とを含んで構成されている。送信ゲイン設定部２０５は、上記送信アンプ部と接続され、送信アンプ部が設定された送信ゲイン値を参照し、そのゲイン値で信号の送信を行うようにされている。
【０１００】
図１５に示した送信側モジュールの構成およびそれが実行する処理は、図１１に示した送信側モジュールの構成および処理とほぼ同様であるので、相違する部分のみをここでは説明する。測定開始コマンド送信部２０７は、ノイズおよび受信信号測定開始コマンドを受信側モジュールへ送信する。このコマンドは、ノイズレベルの測定と、受信信号レベルの測定とを指示するコマンドである。送信側モジュールは、受信側モジュールからノイズレベルデータと受信信号レベルデータとを受信するが、これら２つのデータを測定ノイズレベル受信信号レベル記憶部２２０に記憶する。
【０１０１】
送信ゲイン値決定部２０４は、記憶されたノイズレベルデータおよび受信信号レベルデータから、受信側モジュールが受信に必要なＳＮ比に対応した送信レベルを決定する。例えば、受信に必要なＳＮ比が１０ｄＢであれば、測定したノイズレベルより１０ｄＢ大きい信号レベルの送信信号を出力する必要がある。伝達特性は、送信信号の信号レベルと、受信信号の信号レベルとの差であり、送信信号の信号レベルは、送信ゲイン設定部２０５により設定された送信ゲイン値から計算することが可能である。したがって、送信側モジュールは、計算された送信信号の信号レベルと受信信号レベルデータの信号レベルから伝達特性を計算し、その伝達特性を考慮し、必要な信号レベルの送信信号を出力するように送信側モジュールの送信アンプ部が用いる送信ゲイン値を決定する。送信ゲイン値決定部２０４は、この送信ゲイン値を決定し、送信ゲイン設定部２０５が決定した送信ゲイン値を設定する。
【０１０２】
図１６に示した受信側モジュールの構成およびそれが実行する処理も、図１２に示した受信側モジュールの構成および処理とほぼ同様であるので、相違する部分のみを説明する。図１６も、図１２に示した受信側モジュールと同じ構成要素については同じ符号で示し、異なる要素のみを違う符号で示している。この実施形態では、新たに受信信号レベル測定部２３０と受信信号レベル記憶部２３１とを備え、図１２ではノイズレベル送信部２１９であったものが、ここではノイズおよび受信信号レベル送信部２３２とされている。
【０１０３】
受信側モジュールは、送信側モジュールから送信されたノイズおよび受信信号測定開始コマンドを受信する。そのコマンドの受信に応答して、受信信号レベル測定部２３０が、そのコマンドの受信信号レベルを測定し、受信信号レベル記憶部２３１に受信信号レベルデータとして記憶させる。受信信号レベルは、上記復調部の出力レベルを測定し、その測定した出力レベルがそのまま受信信号レベルとされる。
【０１０４】
タイミング生成部２１４が制御部２１０へ送信待機時間が経過した旨の通知を送り、制御部２１０がその通知を受け取ると、制御部２１０は、ノイズレベル記憶部２１２からノイズレベルデータを読み出し、また、受信信号レベル記憶部２３１から受信信号レベルデータを読み出し、それらのデータを送受信制御部２１７へ送り、送受信制御部２１７がノイズおよび受信信号レベル送信部２３２へ送る。そして、ノイズおよび受信信号レベル送信部２３２は、それら２つのデータを受け取ると、送信側モジュールへそれら２つのデータを送信する。
【０１０５】
上述した実施形態では、使用される変調方式が決められており、例えば、変調方式がＢＰＳＫであれば、受信側モジュールが受信に必要なＳＮ比が１０ｄＢであり、測定して得られたノイズレベルより１０ｄＢほど大きい信号レベルで出力するように送信ゲイン値を決定し、その送信ゲイン値を設定している。
【０１０６】
しかしながら、受信に必要なＳＮ比の値は、対応する変調方式で変化するため、使用する変調方式が一種類である場合、問題は生じないが、複数種類の変調方式を使用する場合には、図１１や図１５に示したような構成では、最適な送信ゲイン値を決定することができない。
【０１０７】
そこで、図１１や図１５に示した構成に加えて、変調方式設定部と、変調方式別必要ＳＮ比データ記憶部とをさらに備える構成を採用することで、複数種類の変調方式を使用する場合であっても最適な送信ゲイン値を決定することができる。図１７に、図１１に示した構成に加えて上記変調方式設定部２４０と変調方式別必要ＳＮ比データ記憶部２４１とを備える構成を例示する。なお、図１５に示した構成にこれら各部を備える構成を採用してもよく、その場合、それら各部が行う処理は、以下に説明する処理と同様のものである。
【０１０８】
変調方式設定部２４０は、制御部２００により送受信する変調方式が選択され、その選択された変調方式を設定する。上記変調部および復調部は、設定された方式を情報として受け取り、その設定された変調方式に従って変調および復調を行う。
【０１０９】
送信ゲイン値決定部２０４は、変調方式設定部２４０に設定された変調方式を、変調方式別必要ＳＮ比データ記憶部２４１に記憶されているデータの中から探し、その変調方式に対応するＳＮ比データを取得する。そして、送信ゲイン値決定部２０４は、取得したＳＮ比データが示すＳＮ比を確保することができる送信ゲイン値を決定する。送信ゲイン設定部２０５は、その決定された送信ゲイン値を設定する。
【０１１０】
例えば、変調方式がＢＰＳＫである場合には、受信側モジュールが受信に必要なＳＮ比が約１０ｄＢであるから、測定されたノイズレベルより１０ｄＢほど大きい信号レベルを送信することが可能な送信ゲイン値を決定する。変調方式が２５６ＱＡＭである場合は、受信側モジュールが受信に必要なＳＮ比が約３６ｄＢであるから、測定されたノイズレベルより３６ｄＢほど大きい信号レベルを送信することが可能な送信ゲイン値を決定する。
【０１１１】
これまで、ＳＮ比を決めるファクターとして、変調方式および受信信号レベルを考慮し、送信レベルを調整するための構成およびその構成において実行される調整処理について詳細に説明してきた。上述したように、ＳＮ比を高くすることができれば、安定した通信を行うことが可能となる。通信線上にノイズが重畳される状況下において、通信に対し、ＳＮ比を高くする方法として、スペクトラム拡散通信方式を採用することができる。このスペクトラム拡散通信方式は、変調時にベースバンド信号の帯域をより広い帯域に拡散して通信し、復調時に帯域をベースバンド信号の帯域に圧縮してデータを復元するものである。
【０１１２】
この方式を採用すると、復調後のＳＮ比を図１１に示した変調方式と同レベルとしたとき、単位周波数当たりのパワーを小さくすることが可能となり、通信信号の高調波成分等によるＥＭＩの影響を少なくすることが可能となる。しかしながら、受信側モジュールが受信に必要なＳＮ比が、他のＢＰＳＫ等の変調方式とは異なるため、このスペクトラム拡散通信方式で必要となる信号レベルを送信すること可能な送信ゲイン値を決定しなければならない。
【０１１３】
図１８は、スペクトラム拡散通信方式を採用した送信側モジュールの構成例を示した図である。図１１および図１５に示した構成では、図７に示したように変調部および復調部が通信インタフェース部と接続され、その通信インタフェース部が制御部２００と接続された構成となっているが、このスペクトラム拡散通信方式を採用した構成では、その変調部および復調部の構成のみが相違したものとなっている。したがって、それ以外の構成は図１１および図１５に示した構成と同様であるので、ここではその記載は省略する。
【０１１４】
図１８では、通信インタフェース部に１次変調部２５０と１次復調部２５１とが接続されている。１次変調部２５０には、スペクトラム拡散部２５２が接続され、スペクトラム拡散部２５２には、拡散符号発生部２５３と、送信ミキサー部とが接続される。１次復調部２５１には、スペクトラム逆拡散部２５４が接続され、スペクトラム逆拡散部２５４には、タイミング同期部２５５と、受信ミキサー部とが接続される。
【０１１５】
１次変調部２５０は、通常の伝送で用いられるＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、２５６ＱＡＭ等の変調方式が用いられ、それらの方式に従って信号が変調される。１次変調部２５０から出力された出力信号は、スペクトラム拡散部２５２へ入力され、スペクトラム拡散部２５２が、１次変調された信号に対し、拡散符号発生部２５３から出力されるＰＮ符号（擬似ランダム符号または擬似乱数コード）と呼ばれる特殊な波形を乗積して出力する。これにより、拡散変調後の帯域幅は、１次変調後の帯域幅とＰＮ符号の帯域幅との和となり、帯域幅が拡大する。
【０１１６】
通常、帯域拡散の倍率が大きいことから、実質的にＰＮ符号の帯域幅が拡散信号の帯域幅となる。このため、拡散率（ＰＮ符号の帯域幅／１次変調の帯域幅）は、５倍以上とすることが望ましいが、この画像形成装置のようにノイズレベルが比較的高い場合は、少なくとも１０倍とすることが望ましい。例えば、ベースバンド信号の帯域が１００ｋＨｚである場合、その１０倍の帯域である１ＭＨｚ以上の使用帯域が望ましい。
【０１１７】
画像形成装置の通信では、上述したように、５ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数帯を使用することで、最も高い通信品質を得ることができる。このため、上述した発振周波数選択部で通信信号の高周波信号が５ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数になるように局部発振部から出力される信号の周波数を選択することができる。発振周波数選択部は、予め実験的に決定した周波数を選択してもよいし、スペクトラム拡散後の周波数帯域をｂｐとした場合、上記式１および２を用い、これらの式中ｂｗをこのｂｐに変更し、これらの式を満足する周波数を選択することも可能である。
【０１１８】
また、拡散率を大きくすることにより復調後のＳＮ比を高くすることができることから、５ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数帯域をスペクトラム拡散後の周波数帯域とし、局部発振部から出力される信号の周波数をその中心周波数とすることで最大のＳＮ比を得ることも可能である。
【０１１９】
信号を復調する場合は、受信ミキサー部の出力信号がスペクトラム逆拡散部２５４とタイミング同期部２５５とに入力され、スペクトラム逆拡散部２５４では、スペクトラム拡散部２５２で用いた同一のＰＮ符号を再度乗積して、１次変調信号を復元する。この処理は、帯域圧縮とも呼ばれる。この帯域圧縮により、ＳＮ比のうち信号量が向上する。
【０１２０】
１次復調部２５１での復調処理ではＳＮ比が充分に高く、通信線上でのノイズの影響を受けにくく、もとの信号を復元することが可能となる。タイミング同期部２５５は、スペクトラム逆拡散部２５４でＰＮ符号を再度乗積するための同期をとることを目的として設けられる。図１８に示したスペクトラム拡散部２５２、拡散符号発生部２５３、タイミング同期部２５５、スペクトラム逆拡散部２５４は、アナログ方式でも、デジタル方式であってもよい。
【０１２１】
１次変調部２５０および１次復調部２５１では、通常の伝送で用いられる変調方式、すなわち上述したＢＰＳＫ等を用いることができるが、それ以外に、直交周波数分割多重(OFDM)方式を用いることも可能である。このＯＦＤＭ方式を採用することで、充分なＳＮ比が得られない周波数が存在し、データの割り付けを行うことができないキャリアが存在していても、その他の周波数のＳＮ比が高ければ、これらの周波数の搬送波へ多くのデータの割り付けが可能となり、全体として安定した通信が可能となる。
【０１２２】
ＯＦＤＭ方式は、多重化方式の１つで、複数の搬送波を使用し、変調する信号波の位相が隣り合う搬送波との間で直交するようにして、搬送波の帯域の一部を重ね合わせ、周波数帯域を有効利用する方式である。
【０１２３】
このＯＦＤＭ方式は、ノイズによってＳＮ比が周波数によって変化し、そのＳＮ比の変化がある程度の周波数範囲にわたっている場合であっても、比較的ＳＮ比の高い周波数帯域を使用周波数帯域として設定しやすいという特徴を有している。このため、５ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数帯域をＯＦＤＭ信号の周波数帯域とすることで最大のＳＮ比を得ることが可能である。しかしながら、ＯＦＤＭ方式では、受信側モジュールが受信に必要なＳＮ比が、ＢＰＳＫ等の他の変調方式とは異なるため、必要となる信号レベルを送信することが可能な送信ゲイン値を決定しなければならない。
【０１２４】
これまでに説明してきたように、本発明の画像形成装置および送信レベルの調整方法を採用し、送信レベルを調整することで、受信側モジュールのＳＮ比を変更し、通信品質を確保できるＳＮ比を得ることができ、高品質の電力線通信を実現することができる。
【０１２５】
以上、本発明について上述した実施形態をもって説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その他、当業者が推考しうる実施態様の範囲内において、本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。したがって、上記方法を実行するためのコンピュータ可読なプログラムとして構成し、このプログラムを提供することも可能である。また、プログラムは、ダウンロード形式により提供することもできるし、ＣＤ−ＲＯＭ、ＳＤカード、ＤＶＤといった記録媒体に格納して提供することも可能である。
【符号の説明】
【０１２６】
１００…直流スイッチング電源、１０１、１０２…書き込みモジュール、１０３…書き込み制御モジュール、１０４…電源ケーブル、１１０、１２０、１３０…変復調部、１１１、１２１、１３１…電圧変換部、１１２、１２２、１３２…制御部、１２３、１３３…センサＩ／Ｆ部、１２４、１３４…モータドライバ、１２５〜１２７、１３５〜１３７…センサ、１２８、１３８…モータ、１４０…変調部、１４１…復調部、１４２…送信ミキサー部、１４３…送信アンプ部、１４４…送信コンデンサ部、１４５…送信インピーダンス部、１４６…受信ミキサー部、１４７…受信アンプ部、１４８…受信コンデンサ部、１４９…通信インタフェース部、１５０…局部発振部、２００、２１０…制御部、２０１…モード設定部、２０２…送受信制御部、２０３…測定ノイズレベル記憶部、２０４…送信ゲイン値決定部、２０５…送信ゲイン設定部、２０６…受信データ解析部、２０７…測定開始コマンド送信部、２１１…ノイズレベル測定部、２１２…ノイズレベル記憶部、２１３…測定開始指示部、２１４…タイミング生成部、２１５…測定待機時間記憶部、２１６…送信待機時間記憶部、２１７…送受信制御部、２１８…受信コマンド解析部、２１９…ノイズレベル送信部、２２０…測定ノイズレベル受信信号レベル記憶部、２３０…受信信号レベル測定部、２３１…受信信号レベル記憶部、２３２…ノイズおよび受信信号レベル送信部、２４０…変調方式設定部、２４１…変調方式別必要ＳＮ比データ記憶部、２５０…１次変調部、２５１…１次復調部、２５２…スペクトラム拡散部、２５３…拡散符号発生部、２５４…スペクトラム逆拡散部、２５５…タイミング同期部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２７】
【特許文献１】特開平１１−２８４６０６号公報
【特許文献２】特許第４４２３１５７号公報
【特許文献３】特開２０１０−２１３０２２号公報
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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