(57)【要約】【課題】  直流電源のスイッチング信号に同期して、電力線通信を行っている電力線通信装置において、スイッチング信号のＯＮタイム幅、ＯＦＦタイム幅が狭まる状況では、所定データ長のデータ通信終了前に、電力線にスイッチングノイズが発生するため、正確に通信データを送信することができない。この問題を解決する。【解決手段】  直流電源１０２と制御対象のユニット１０７、１０８との間の電力線１０３に配置された通信回路１（１０４）で、通信が正しく行われているかどうかを判別する。通信回路１の送信データと、ユニット内の通信手段２から送信されるチェックデータの一致／不一致をチェックする。不一致が検知され通信が失敗した場合には、通信回路１でイニシャルの通信データ長より短くなるよう通信データを分割して、再送信を行うことで、ＯＮタイム幅、またはＯＦＦタイム幅以内で、データ通信を正常に終了させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、前記直流電源から電力を供給するユニットと、前記電力を供給する電力線の間に設けた第１の通信手段と、前記ユニットに設けられ前記第１の通信手段と通信を行う第２の通信手段とを備え、前記直流電源のスイッチング信号を電力線通信の同期信号として電力線通信を行う電力線通信装置において、
前記第１の通信手段は、前記第２の通信手段から戻る通信データの通信チェック信号と、先に前記ユニットに対して送信した通信データの通信チェック信号を比較する比較手段と、前記比較手段での比較の結果、通信チェック信号が一致した場合には通信正常、通信チェック信号が不一致の場合には通信失敗と判別する判別手段と、前記判別手段で通信失敗と判別した場合に、イニシャルの送信データ長を変更し再送信するよう制御する制御手段とを有することを特徴とする電力線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力線通信装置において、
前記制御手段は、通信失敗と判別した場合、通信データ長を、１回目の通信データをＮ分割した長さとし、１回目の通信データ全てを送信するまで、Ｎ回再通信を繰り返すように制御することを特徴とする電力線通信装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電力線通信装置において、
前記直流電源は、オンタイム幅可変、オフタイム幅固定で制御されるスイッチング電源である或いはオンタイム幅とオフタイム幅の総和が一定になるように制御されるデューティ可変式のスイッチング電源であることを特徴とする電力線通信装置。
【請求項４】
電源の制御信号による周期的なパルス状のノイズが重畳する電力線における通信方法であって、通信に失敗した場合に、通信データ長を、１回目の通信データをＮ分割した長さとし、１回目の通信データ全てを送信するまで、Ｎ回再通信を繰り返すことを特徴とする電力線通信方法。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれかに記載の電力線通信装置を備えた画像形成装置であって、
前記直流電源が前記画像形成装置内の直流電源であり、また前記ユニットが前記画像形成装置の負荷を制御するユニットであり、前記第１の通信手段により所要の制御信号を前記ユニットに送信し前記負荷を制御することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機等の画像形成装置における負荷を制御するユニットへ、制御信号を送信する場合に好適な電力線通信装置，方法に関し、特にその通信の信頼性を向上に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機システムにおいて、データ転送速度を必要としないユニットの制御では、データ転送をシリアル通信とすることで、通信及び制御信号線の信号線数を大幅に削減する手法が実施されている。しかし、それでも複写機システム全体としては、多くの信号線が複写機内のユニット間に配置され、多くの空間を占有している。従来はシリアル通信を行い、ユニットの制御を行っていた（例えば、下記特許文献１参照）。送信される信号の種類としては、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、ラッチ信号などがあり、データ通信の信頼性を向上させたシリアル通信が行われている。
【特許文献１】特開平１１−２８４６０６号公報（第１−５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来例のシリアル通信の構成を図７で説明する。制御する装置７０１と制御される装置７０２間で通信を行う。通信線７０３は、シリアル通信の開始を認識させる信号Ｓ−ＣＳ＊、通信クロックＳ−ＣＬＫ、送信データＳ−ＴＸＤＡＴＡ、受信データＳ−ＲＸＤＡＴＡ、送信データをラッチするデータラッチ信号Ｓ−ＬＣ＊の５種類の信号線で構成されていた。
【０００４】
このシリアル通信の課題である信号線削減のために、シリアル通信を電力線通信に置き換え、制御装置でユニットを制御する構成がある。電力線通信は、電力線を利用して、電力供給すると同時にデータ通信を行えるため、信号線を大幅に削減可能な通信法である。しかし、電力線通信の問題として電力線の電源ノイズがあり、この電源ノイズをできるだけ回避して、通信を行わなければならない。電源ノイズ上に転送データを重畳させてしまうと、ユニット側で転送データの誤読みとりをする可能性があり、望ましくない。
【０００５】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、確実な通信を行える電力線通信装置，電力線通信方法および画像形成装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明では、電力線通信装置を次の（１）ないし（３）のとおりに構成し、電力線通信方法を次の（４）のとおりに構成し、画像形成装置を次の（５）のとおりに構成する。
【０００７】
（１）直流電源と、前記直流電源から電力を供給するユニットと、前記電力を供給する電力線の間に設けた第１の通信手段と、前記ユニットに設けられ前記第１の通信手段と通信を行う第２の通信手段とを備え、前記直流電源のスイッチング信号を電力線通信の同期信号として電力線通信を行う電力線通信装置において、
前記第１の通信手段は、前記第２の通信手段から戻る通信データの通信チェック信号と、先に前記ユニットに対して送信した通信データの通信チェック信号を比較する比較手段と、前記比較手段での比較の結果、通信チェック信号が一致した場合には通信正常、通信チェック信号が不一致の場合には通信失敗と判別する判別手段と、前記判別手段で通信失敗と判別した場合に、イニシャルの送信データ長を変更し再送信するよう制御する制御手段とを有する電力線通信装置。
【０００８】
（２）前記（１）に記載の電力線通信装置において、
前記制御手段は、通信失敗と判別した場合、通信データ長を、１回目の通信データをＮ分割した長さとし、１回目の通信データ全てを送信するまで、Ｎ回再通信を繰り返すように制御する電力線通信装置。
【０００９】
（３）前記（１）に記載の電力線通信装置において、
前記直流電源は、オンタイム幅可変、オフタイム幅固定で制御されるスイッチング電源である或いはオンタイム幅とオフタイム幅の総和が一定になるように制御されるデューティ可変式のスイッチング電源である電力線通信装置。
【００１０】
（４）電源の制御信号による周期的なパルス状のノイズが重畳する電力線における通信方法であって、通信に失敗した場合に、通信データ長を、１回目の通信データをＮ分割した長さとし、１回目の通信データ全てを送信するまで、Ｎ回再通信を繰り返す電力線通信方法。
【００１１】
（５）前記（１）ないし（３）のいずれかに記載の電力線通信装置を備えた画像形成装置であって、
前記直流電源が前記画像形成装置内の直流電源であり、また前記ユニットが前記画像形成装置の負荷を制御するユニットであり、前記第１の通信手段により所要の制御信号を前記ユニットに送信し前記負荷を制御する画像形成装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、確実なデータ通信を行えるようになる。さらに、請求項５に記載の発明によれば、制御に要する信号線の数を削減でき、ユニットの配置も自在に変更可能となる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下本発明を実施するための最良の形態を詳しく説明する。
【００１４】
図１は本発明を適用できる画像形成装置における電力線通信装置の構成を示すブロック図である。
【００１５】
図示のように、商用電源１０１の交流電力を電源１０２に対して入力する。電源１０２の出力は例えば２４Ｖ（定電圧）である。電源１０２の出力電圧は、各ユニット１０６、１０７の負荷１０８や１０９の駆動やユニット制御などで共通に使用する電圧とする。前記電源１０２の出力と複数のユニット１０６、１０７が２４Ｖの電力線１０３で接続される。これにより、電源１０２の電力が、ユニット１（１０６）、ユニット２（１０７）に供給される。
【００１６】
前記電源１０２と複数のユニット間１０６、１０７を結ぶ電力線１０３に通信データを重畳し、電力線通信（送信）を行う。以下、構成を説明する。メインコントローラ部１０５に配置されたシステム制御用ＣＰＵで各ユニットの通信データ（制御信号、または制御データ）を生成し、通信回路１（１０４）にその通信データを送信する。前記電源１０２と前記複数のユニット１０６、１０７を結ぶ電力線１０３の間に前記通信回路１（１０４）は配置される。この通信回路１（１０４）(※図面も訂正してください)において、所定の搬送周波数に変調し、電力線通信する。
【００１７】
電力線１０３上に重畳された通信データと電力（電圧２４Ｖ）が、各ユニットに入力される。各ユニット１０６、１０７の入力の通信回路２（１１０）で、前記の搬送周波数をフィルタリングして、通信データの復調を行い、制御信号または制御データを取り出す。また、電力線１０３に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１１が接続される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１１１は電源１０２が供給した２４Ｖを、他のＤＣ電圧に変換する電圧変換器である。通信回路２（１１０）の制御信号をモジュール用ＣＰＵ１１２に入力し、負荷１０８（複写機システムではモーターやファンに相当する）をドライバ及び制御回路１１３で駆動（ドライブ）する。前記構成のユニットが電力線に対し、複数接続されており、多くの複写機システムの負荷駆動が行われる。
【００１８】
電力線通信の通信データ形式例について、図２で説明する。送信データ２０１は、通信回路１（１０４）が電力線で通信するデータ内容である。ユニット選択信号（ユニットセレクト２０２）と、データ（制御信号または制御データ２０３）と、データチェックを行うための信号（データチェック２０４，請求項の通信チェック信号に相当）で構成される。受信データ２０９は、通信回路２（１１０）が電力線で、通信回路１（１０４）に送信する。これは、ユニット選択信号（ユニットセレクト２１０）とデータチェック２１１で構成される。前述の送信データ２０１のデータチェック２０４と受信データ２０９のデータチェック２１１が一致するかを確認することで通信状態（成功／失敗）を判別している。
【００１９】
前記受信データ２０９を電力線に重畳させるタイミングは、スイッチングノイズを回避したほうが望ましい。各ユニットには、電源１０２のスイッチング信号に関係ある信号が供給されていないので、スイッチングノイズ発生のタイミングが不明である。そのため、受信データ２０９は、同一データを複数回送信した後に、通信状態の判別を行うことで、通信回路２（１１０）から送信されたデータの誤読みとりを回避する。なお、受信データ２０９は、ユニット選択信号で選択されたユニットが送信を行い、選択されていないユニットは送信を行わない。
【００２０】
電力線１０３に通信データ（送信データ２０１や再送信データ２０５）を重畳させるタイミングについて説明する。電源１０２をスイッチング電源で構成した場合、電源部１０２の出力にスイッチングノイズが発生する。ノイズ発生タイミングに、制御信号を送信した場合、ユニット１０６、１０７で制御信号を受信できなかったり、制御信号を誤検知したりする可能性がある。よって、このスイッチングノイズが発生するタイミングを確実に回避して電力線通信する必要がある。
【００２１】
スイッチングノイズは、スイッチング電源のスイッチング信号のＯＮ、ＯＦＦが切り替わるタイミングに発生する。電源の内部構成例、及びスイッチング信号に同期した信号の取り出し方を図５で説明する。図５は、定電圧制御した場合の電源構成例である。
【００２２】
電源５１１に対して、商用電源５００を供給する。その商用電源５００の電圧がフィルタ５０１を介し、整流平滑１（５０２）で直流電圧に変換される。この直流電圧は絶縁トランス５０３の一次巻線の一方の端子に入力される。他方の端子には、共振コンデンサ５０５とスイッチング（ＳＷ）素子５０４が接続され、スイッチング信号のＯＮ・ＯＦＦ信号で、ＳＷ素子５０４が駆動され、絶縁トランス５０３の二次巻線に出力電圧が変換される。絶縁トランス出力に変換された電圧は整流平滑２（５０６）で直流電圧に整流平滑され、電源５１１の出力となる。電源５１１の出力電圧を所定電圧に制御するために、電圧検出部５０７で電圧検出を行う。電圧検出部５０７の電圧はフォトカプラ５０８を介して、一次側に帰還している。このフォトカプラ５０８は、二次側と一次側を絶縁するために配置されている。一次側に帰還された電圧は、ＳＷ素子５０４を制御するための制御用ＩＣ５０９に入力され、スイッチング信号を生成することで、所定の電圧に制御が行われる。
【００２３】
この電源５１１内の制御用ＩＣ５０９のスイッチング信号を、データ送信タイミング生成部５１０に入力する。データ送信タイミング生成部５１０では、スイッチング信号の立ち上がりと立ち下がりのタイミングを検出し、そのタイミングに対応する同期信号を生成し、電源５１１の外部に出力する。
【００２４】
前記同期信号は、データ転送イネーブル信号（図１参照）になり、通信回路１０４とメインコントローラ１０５に入力される。メインコントローラ１０５では、このデータ転送イネーブル信号を監視する。また、メインコントローラ１０５に配置されたシステム制御用ＣＰＵで各ユニット１０６、１０７の負荷を駆動する制御信号などを生成する。監視しているデータ転送イネーブル信号がＯＮになった（同期信号が出力された）ことを検出した後、前記のユニット駆動用の制御信号をメインコントローラ１０５から、通信回路１０４に送信する。そして、前記データ転送イネーブル信号を同期信号として、電力線通信を行うことで、スイッチングノイズを回避した通信を実現できる。
【００２５】
電力線の電圧が通常使用する電圧Ｖｏｕｔ１（例えば２４Ｖ）に制御されている場合には、図３に示すように、スイッチング信号のＯＮからＯＦＦへ、またはＯＦＦからＯＮへの変化前に、通信データを送信可能である。しかし、電圧Ｖｏｕｔ１以下に制御される状況下（例えば電源の立ち上げ時、立ち下げ時のような電圧変動）で、on time幅あるいはoff time幅が狭くなり、通信データが送信できなくなる場合がある（図４）。例えば、on time幅可変式のスイッチング電源では、off time幅固定で、on time幅を変化させ、電源の出力電圧に応じたＰＷＭ制御を行っているので、低電圧時にon time幅が狭まり、通信可能な時間が充分にとれなくなる可能性がある。また、on time幅＋off time幅が一定のＰＷＭ制御を行う（ｄｕｔｙ可変式）のスイッチング電源の場合には、on time幅、off time幅のどちらも変化しているので、前記同様通信可能な時間が充分にとれなくなる可能性がある。
【００２６】
このような場合、イニシャルのデータ長でデータ通信すると、データの送信終了前に、スイッチングノイズが電力線に発生する。よって、送信データ２０４が正しくユニットに送信できないので、通信回路１（１０４）で判別している通信状態は、通信失敗になる。
【００２７】
通信フローを示したのが、図６である。１回目のデータの送信、受信がステップ６０２、ステップ６０３で、通信回路１（１０４）が送信データ２０１を通信回路２（１１０）に対して送信し、受信データ２０９を通信回路２（１１０）に返信してもらい、データの受信を行う。通信回路１（１０４）が通信状態のチェックを行うのが、ステップ６０４であり、送信したデータチェック２０４と受信したデータチェック２１１が一致している場合には、通信の正常終了（ステップ６０５）となる。前記チェックで、異なるデータと判別された場合には、データ長を短くするために、データ（制御信号や制御データ）２０３を分割して、再送信を行う。正常な通信を行うためには、データ送信時間をイニシャルに比べて、短時間とするのが望ましいので、次回の送信には、送信データ２０１をそのまま送信しない。再送信データ２０５は、１回目の送信データ２０１のデータ２０３を数分割し、データ２０７（制御信号、制御データ）とし、複数回の通信を繰り返すことで、確実な通信を実現する。複数回に分けて、再送信データ２０５を送信した後、再度それに対する受信データ２０９とデータチェックを行い、通信状態の確認を行う。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態によれば、通信状況を判別し、失敗と判別した後に、通信データ長を変更、たとえば通信データをＮ分割してデータ送信時間をイニシャルに比べて短時間として送信することで、確実なデータ通信を行うことができる。
【００２９】
本実施形態は、電力線通信装置の例であるが、複写機等の画像形成装置における、電源と適宜のユニットに適用すれば、制御に要する信号線の数を削減でき、ユニットの配置も自在に変更可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】電力線通信のための構成を示すブロック図
【図２】通信データの形式を示す図
【図３】正常に通信できる状況の説明図
【図４】通信に失敗する状況の説明図
【図５】電源部の構成例を示す図
【図６】データ通信のフローを示すフローチャート
【図７】従来のシリアル通信例を示す図
【符号の説明】
【００３１】
１０２  電源
１０３  電力線
１０４  通信回路１
１０６  ユニット１
１０７  ユニット２
１１０  通信回路２
【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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