(57)【要約】【課題】通信回路の高周波化、低電圧化、小型化を達成し、かつ放射ノイズの低減と静電気耐性の確保を両立させる。【解決手段】第１のＧＮＤ２と、第２のＧＮＤ３との間にＧＮＤ接続回路６を接続し、そのインピーダンスを、ＧＮＤ制御信号配線５から入力されるＧＮＤ制御信号によって制御する。期間Ｔ１は通信信号配線１に通信信号は流れておらず、ＧＮＤ接続回路６のインピーダンスＺ２３は高く、第１、第２のＧＮＤ間は分離状態である。期間Ｔ２においてケーブルの挿入を検知し、期間Ｔ３で通信信号の送信が開始されると。ＧＮＤ制御信号Ｖ５２により第１、第２のＧＮＤ間は共通化され、通信信号Ｖ１２に対するリターン経路が確保される。【選択図】図１
2009004402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信信号を生成する通信信号生成回路と、
前記通信信号生成回路に接続された通信信号配線と、
前記通信信号生成回路に接続された第１のＧＮＤと、
外部ＧＮＤと接続された第２のＧＮＤと、
前記第１のＧＮＤと前記第２のＧＮＤの間を接続するＧＮＤ接続回路と、を有し、
前記ＧＮＤ接続回路は、前記第１のＧＮＤと前記第２のＧＮＤの間のインピーダンスをＧＮＤ制御信号によって制御することを特徴とする通信回路。
【請求項２】
前記ＧＮＤ接続回路は、前記ＧＮＤ制御信号によって、前記第１のＧＮＤと前記第２のＧＮＤの間の、電気的な接続と分離を自在に変更可能であることを特徴とする請求項１記載の通信回路。
【請求項３】
前記ＧＮＤ接続回路は、
前記第１のＧＮＤから前記第２のＧＮＤに向けて、第１のコンデンサと、前記第１のＧＮＤから前記第２のＧＮＤに向けて順方向であるＰＩＮダイオードと、第２のコンデンサとが接続された回路部と、
前記第１のＧＮＤと、前記ＰＩＮダイオードと前記第２のコンデンサの間に接続するインダクタと、を有し、
前記第１のコンデンサと前記ＰＩＮダイオードの間に、前記ＧＮＤ制御信号を入力するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の通信回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置などに搭載され、ネットワークとの通信に用いられる通信回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通信回路の高周波化、低電圧化、小型化により、静電気電流による電磁環境の悪化が問題となっている。例えば、ＵＳＢなど機外ケ−ブルを機器に挿入する際、機器やコネクタとの間に静電気が発生すると、ＧＮＤを経由して静電気電流が通信信号生成回路に到達し、誤動作、破壊に至るケ−スがある。
【０００３】
このような場合は、従来、通信回路のＧＮＤを、通信信号生成部側と、外部ケーブルが接続される側とで分離し、静電気電流の伝播を遮断する手法が用いられてきた。
【０００４】
例えば図７に示すように、通信信号配線１０１に対して、互いに分離された第１のＧＮＤ１０２と、第２のＧＮＤ１０３とを有し、通信信号配線１０１と第１のＧＮＤ１０２の間に、通信信号生成回路１０４を接続する。この構成によれば、第２のＧＮＤ１０３に静電気電流が流入した場合でも、第１のＧＮＤ１０２への伝播が遮断されるため、通信信号生成回路１０４への到達を抑制でき、静電気耐性の確保が可能となる。
【０００５】
しかしながら、この手法では通信時に発生する放射ノイズが大きな問題となる。すなわち通信時には、通信信号配線に高速な通信信号が流れるが、その際、ＧＮＤは通信信号のリタ−ン経路として作用する。ここで、静電気電流の伝播遮断を目的として、このＧＮＤを分離すると、リタ−ン経路も遮断されることになる。遮断された電流により分離された第１、第２のＧＮＤ間に電圧振動が発生し、電磁波として放射されるため、大きな問題を引き起こしていた。
【０００６】
第１、第２のＧＮＤを共通化した場合は、通信信号のリタ−ン経路が遮断されないため、放射ノイズの低減が可能であるが、静電気電流が第２のＧＮＤを経由して通信信号生成回路へと流入するため、静電気耐性が確保できない。
【０００７】
このように放射ノイズの低減と静電気耐性の確保は、トレ−ドオフ関係にある場合があり、両者を同時に満足することが年々困難になりつつある。
【０００８】
そこで従来では、機器の筐体に金属部材を追加することで、通信回路に電磁遮蔽を施すことが行われていた。しかし近年では、機器の小型化により、金属部材が追加できない場合が増えている。
【０００９】
また、特許文献１では、分離したＧＮＤ間に電圧安定化回路を設けた構成が開示されている。すなわち、分離したＧＮＤ間に電圧センサを設け、読み取り電圧が設定値を超えると、トランジスタを作動させることで、ＧＮＤ間の電圧変動を抑制していた。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−１３４９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記の構成では、負方向の振動が除去されないことにより、高周波ノイズの低減が難しい。そのため、昨今の高周波化した通信回路においては、十分な効果を得ることが困難になっている。
【００１２】
これらに加え、通信回路の高周波化による放射ノイズの増大や、回路駆動電圧の低電圧化による静電気耐性の劣化が顕在化しており、従来技術では、放射ノイズの低減と静電気耐性の確保を両立させることが困難になりつつある。
【００１３】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、通信回路の高周波化、低電圧化及び小型化に対応して、放射ノイズの低減と静電気耐性の確保を両立させることのできる通信回路を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明の通信回路は、通信信号を生成する通信信号生成回路と、前記通信信号生成回路に接続された通信信号配線と、前記通信信号生成回路に接続された第１のＧＮＤと、外部ＧＮＤと接続された第２のＧＮＤと、前記第１のＧＮＤと前記第２のＧＮＤの間を接続するＧＮＤ接続回路と、を有し、前記ＧＮＤ接続回路は、前記第１のＧＮＤと前記第２のＧＮＤの間のインピーダンスをＧＮＤ制御信号によって制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１、第２のＧＮＤ間のインピーダンスをＧＮＤ制御信号によって制御することで、状況に応じて第１、第２のＧＮＤ間を分離し、高周波ノイズを低減する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１の（ａ）は、一実施形態による通信回路を示す模式図であり、通信信号配線１と、互いに分離された第１、第２のＧＮＤ２、３と、を有し、通信信号配線１と第１のＧＮＤ２の間には、通信信号を生成する通信信号生成回路４が接続される。
【００１８】
第２のＧＮＤ３は外部ＧＮＤと接続される。第１、第２のＧＮＤ２、３の間には、ＧＮＤ制御信号配線５に接続されたＧＮＤ接続回路６が接続される。第１、第２のＧＮＤ間のインピーダンスを制御するＧＮＤ制御信号はＧＮＤ制御信号配線５を経てＧＮＤ接続回路６に入力される。ＧＮＤ接続回路６には、第１のＧＮＤ２に接続される端子７と、第２のＧＮＤ３に接続される端子８と、ＧＮＤ制御信号配線５に接続される端子９が設けられる。
【００１９】
ＧＮＤ接続回路６は、第１及び第２のＧＮＤ間のインピーダンスを制御し、両者の電気的な接続と分離を自在に変更可能な回路である。
【００２０】
図１の（ｂ）は、通信回路の動作シーケンスを示すグラフであり、横軸は時刻を表わす。縦軸のＶ５２はＧＮＤ制御信号の電圧、Ｚ２３は第１、第２のＧＮＤ２、３間のインピーダンス、Ｖ１２は通信信号配線１の電圧を示す。
【００２１】
期間Ｔ１は、機器へとケーブルが挿入される期間であり、通信信号配線１に通信信号は流れていない。また、ＧＮＤ接続回路６の端子７、８間のインピーダンスは高い状態にあり、第１、第２のＧＮＤ２、３が分離された状態と等価である。このため、ケーブルの挿入に伴い発生した静電気電流の流入経路は遮断され、静電気耐性が確保できる。通信信号が流れていないため、リターン経路が分断されることに起因する放射ノイズは発生しない。
【００２２】
期間Ｔ２では、ケーブルの挿入を検知し、送信されたＧＮＤ制御信号が端子９へ流れる。これによりＧＮＤ接続回路６の端子７、８間のインピーダンスＺ２３が低い状態へと遷移し、第１の、第２のＧＮＤ間が共通化された状態と等価となる。
【００２３】
期間Ｔ３では、通信信号の送信が開始される。この場合、第１、第２のＧＮＤ間は共通化された状態と等価であるため、通信信号に対するリタ−ン経路が確保され、放射ノイズの低減が実現できる。
【００２４】
このように、本実施形態によれば、通信回路の高周波化、低電圧化、小型化を達成し、かつ放射ノイズの低減と静電気耐性の確保を両立できる。
【実施例】
【００２５】
図２の（ａ）に示す構成の通信回路を用いてシミュレーションを行なった。
【００２６】
本実施例の通信回路は、通信信号配線１、互いに分離された第１、第２のＧＮＤ２、３、通信信号配線１と第１のＧＮＤ２の間に接続された通信信号生成回路４、ＧＮＤ制御信号配線５及びＧＮＤ接続回路６を有する。ＧＮＤ接続回路６は、第１のＧＮＤ２に接続される端子７、第２のＧＮＤ２に接続される端子８、ＧＮＤ制御信号配線５に接続される端子９を備える。
【００２７】
ＧＮＤ接続回路６は、接点１０、１１と、端子７に接続される第１のコンデンサ１２と、端子８と接点Ｂ１１の間に接続される第２のコンデンサ１３と、接点１０から接点１１に向けて順方向となるように接続されたＰＩＮダイオード１４とを含む回路部を有する。端子９と接点１０の間には抵抗１５が接続され、さらに、第１、第２のコンデンサ１２、１３の入力側、すなわち端子７と接点１１の間にはインダクタ１６が接続される。
【００２８】
図２の（ｂ）は、ＰＩＮダイオード１４における高周波インピーダンス特性の順方向電流依存性を示すグラフである。
【００２９】
図３はシミュレーションの結果であり、同図の（ａ）は期間Ｔ１におけるＺ２３の周波数特性を、図（ｂ）は期間Ｔ３におけるＺ２３の周波数特性を示す。
【００３０】
通信信号の駆動周波数は１００ＭＨｚ、ＧＮＤ制御信号の電圧振幅は５Ｖ、第１、第２のコンデンサの容量値は１ｎＦ、抵抗は５ｋΩ、インダクタは３μＨ、ＰＩＮダイオードはＨＶＵ１３３（株式会社ルネサステクノロジ製）とする。
【００３１】
期間Ｔ１において、静電気放電が発生し、第２のＧＮＤから第１のＧＮＤの方向に静電気電流が流れようとした場合、静電気電流の低周波成分は第１、第２のコンデンサにより遮断される。またＧＮＤ制御信号は０Ｖであり、ＰＩＮダイオードに直流電流は流れない。このため図２の（ｂ）に示すように、ＰＩＮダイオードの高周波インピーダンスは１００Ω以上となる。このことにより、静電気電流の高周波成分が遮断される。Ｚ２３は図３の（ａ）に示すように高周波帯まで高い値となり、静電気電流の流入を防ぐことができる。
【００３２】
期間Ｔ２においては、ＧＮＤ制御信号が０Ｖから５Ｖへ遷移すると、ＧＮＤ制御信号配線、抵抗、ＰＩＮダイオード、インダクタ、第１のＧＮＤの順に、直流電流Ｉｄが流れる。この直流電流Ｉｄは、Ｉｄ＝Ｖ５２／５ｋΩであるため、ＰＩＮダイオードに１ｍＡの直流電流が流れる。ＰＩＮダイオードのインピーダンスは、図２の（ｂ）に示すように０．６Ωとなる。このことで、Ｚ２３は図３の（ｂ）に示す特性へと遷移する。
【００３３】
期間Ｔ３において、通信信号が流れた場合、図３の（ｂ）に示すＺ２３はリターン経路として作用するために十分低い値となり、放射ノイズの低減が実現できる。
【００３４】
本実施例によれば、放射ノイズの低減と静電気耐性の確保を同時に達成することが可能となる。
【００３５】
また、例えば通信回路がＵＳＢシステムである場合は、ケーブル接続前には電源配線は０Ｖとなっており、ケーブルが接続されたことを認識すると電源配線に所定の電圧が印加される。図２の（ａ）に示す通信回路において、端子９を電源へと接続することで、動作シーケンスの設計が不要となり、簡便に放射ノイズの低減と静電気耐性の確保が実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】一実施形態を説明するもので、（ａ）は通信回路の回路構成を示す図、（ｂ）は通信回路の動作シーケンスを示す図である。
【図２】ＧＮＤ接続回路を説明するもので、（ａ）はその回路構成を示す図、（ｂ）はＰＩＮダイオードにおける高周波インピーダンス特性の順方向電流依存性を示すグラフである。
【図３】ＧＮＤ接続回路のインピーダンスの周波数特性の変化を示すグラフである。
【図４】一従来例による通信回路を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    通信信号配線
２    第１のＧＮＤ
３    第２のＧＮＤ
４    通信信号生成回路
５    ＧＮＤ制御信号配線
６    ＧＮＤ接続回路
１２    第１のコンデンサ
１３    第２のコンデンサ
１４    ＰＩＮダイオード
１５    抵抗
１６    インダクタ
【図１】
2009004402.tif 000003
【図２】
2009004402.tif 000004
【図３】
2009004402.tif 000005
【図４】
2009004402.tif 000006