(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を受信可能な画像信号入力部を有し、前記画像信号入力部から入力された光信号に応じて画像を出力する画像出力ユニットと、
光信号を出力可能な第１光信号出力部を有し、前記第１光信号出力部を介して第１の機能に応じた光信号を出力する機能を有する第１機能ユニットと、
光信号を出力可能な第２光信号出力部と、光信号を受信可能な光信号入力部と、を有し、前記第２光信号出力部を介して第２の機能に応じた光信号を出力する機能及び前記光信号入力部を介して入力された光信号を受信する機能を有する第２機能ユニットと、
前記画像信号入力部、前記第１光信号出力部、前記第２光信号出力部、及び前記光信号入力部がそれぞれ接続され、少なくとも前記第１光信号出力部から出力された光信号を前記画像信号入力部及び前記光信号入力部に分配して伝送すると共に、前記第２光信号出力部から出力された光信号を前記画像信号入力部に伝送する分配型光信号伝送体と、
を含み、
前記第１光信号出力部及び前記第２光信号出力部は、複数の異なる種類の光信号を生成する生成手段を含み、かつ、前記画像信号入力部及び前記光信号入力部は、入力された光信号から特定種類の光信号を抽出する抽出手段を含むことを特徴とするマルチファンクションシステム。
【請求項２】
前記複数の異なる種類の光信号は、強度レベルが各々異なる光信号であることを特徴とする請求項１記載のマルチファンクションシステム。
【請求項３】
前記複数の異なる種類の光信号は、波長が各々異なる光信号であることを特徴とする請求項１記載のマルチファンクションシステム。
【請求項４】
前記複数の異なる種類の光信号は、前記分配型光信号伝送体への出力タイミングが各々異なる光信号であることを特徴とする請求項１記載のマルチファンクションシステム。
【請求項５】
前記第１光信号出力部及び前記第２光信号出力部が出力すべき光信号の種類と、前記画像信号入力部及び前記光信号入力部で抽出すべき光信号の種類と、を指定することにより、前記画像出力ユニット、前記第１の機能ユニット、及び前記第２の機能ユニットのぞれぞれの通信を調停する調停手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のマルチファンクションシステム。
【請求項６】
前記分配型光信号伝送体は、入力された光信号を拡散する拡散手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のマルチファンクションシステム。
【請求項７】
前記画像出力ユニットは印刷装置を有し、前記第１機能ユニットは画像読取装置を有し、前記第２機能ユニットは少なくとも前記光信号入力部から入力された信号を記憶する記憶手段を備え、
前記第１機能ユニットは、印刷用の画像に応じた光信号を出力し、前記第２機能ユニットは、前記光信号入力部を介して入力された前記光信号に応じた信号を前記記憶部に記憶させると共に第２光信号出力部を介して画像に応じた光信号を出力し、前記画像出力ユニットは、前記第２機能ユニットから前記画像信号入力部を介して入力された光信号に応じて画像を印刷することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載のマルチファンクションシステム。
【請求項８】
前記分配型光信号伝送体に第３の機能に応じた光信号を出力する第３光信号出力部を備えた第３機能ユニットを備え、
前記第１機能ユニットは、前記第１光信号出力部を介して光信号を前記画像出力ユニットに出力し、前記第３機能ユニットは、前記第３光信号出力部を介して光信号を前記第２機能ユニットに伝送することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載のマルチファンクションシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマルチファンクションシステムに係り、特に、画像出力機能をはじめとする複数の機能を共通のシステムで利用可能なマルチファンクションシステムマルチファンクションシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像情報をデジタル信号として取り扱うことで、例えばコピー機能、スキャナ機能、プリンタ機能、ファクシミリ機能といった複数の機能を１台もしくは１つのシステムで利用可能にするマルチファンクションシステムが知られている。
【０００３】
このようなマルチファンクションシステムの概念図を図１３に示す。ここで、画像入力装置（IIT:Image Input Terminal）１００は原稿読み取り装置、画像出力装置（IOT:Image Output Terminal）１０２は印刷装置に相当し、コントローラ１０４にはインターネット等の外部ネットワークとの画像信号の送受信を行うインターフェース、IIT１００、IOT１０２とのインターフェース、さらに図示しない画像情報を記憶する記憶装置が備えられている。
【０００４】
コントローラ１０４はプリント命令やスキャン命令といったシステムの動作を司るもので、ネットワークインターフェースやモデムを持ち外部とのデータ入出力が可能である。各装置間は、画像信号のビット数に応じた数の配線で互いに接続されており、各装置間は、配線経路中に設けられた信号切換え手段S1、S2、S3を、目的とする機能に応じて切り替えることにより電気的に接続される。
【０００５】
このため、新たに機能ユニットが追加されると、各機能ユニット間の接続を切り替えるためのスイッチがさらに必要となり、装置構成が複雑となるだけでなく、再度配線設計しなければならないのが一般的である。
【０００６】
また、近年では、画像の高画質化に伴い画像信号のデータ量が増大しているため、配線数はさらに増加傾向にある。例えば、IIT１００とコントローラ１０４とを接続するには、画素データを送信する複数の信号線に加え、プリンタを制御するための複数の制御信号が必要となるが、各々の信号につき1本の信号線を設けているので、これらの信号の数だけ信号線が必要となる。例えば画像データだけみても、モノクロの印刷装置では1画素の情報をＮビットで送受信する場合、Ｎ本の信号線が必要になり、さらにカラーの印刷装置では1画素につき色の数をＭ色とすると、Ｍ×Ｎ本の信号線が必要となる。
【０００７】
これを解決するため、接続線の多層化と微細化により並列化を進めることにより動作速度の向上とともに装置サイズを抑える工夫がなされてきてはいるが、接続配線間容量や接続配線抵抗に起因する信号遅延により、システムの処理速度が並列信号の伝送速度によって制限されるという問題もある。また、接続配線の高密度化による電磁ノイズ(EMI:Electromagnetic  Interference)の問題もシステムの処理速度向上に対しては大きな制約となる。
【０００８】
このため、信号線の本数自体を減らす技術として、例えば複数種類の画素データを時分割で送信する技術が特開平７−２５０７９号公報に開示されているが、この技術では、通信速度が遅くなるだけでなく、マルチファンクションシステムにおける装置間接続の複雑さを根本的に解消することはできない。
【０００９】
また、CPU、通信速度および記憶装置の処理速度の向上に伴い、マルチファンクションシステムにおいて、同時に複数の機能を利用する所謂コンカレントジョブ、例えばプリント機能とスキャナ機能を同時に行うジョブを実行できることが要望されてきている。
【００１０】
しかしながら、電気配線を用いたマルチファンクションシステムでコンカレントジョブを行うためにはより複雑な装置構成が必要となる。
【００１１】
この点に関して前述した図１３を参照して説明する。コピージョブ（IIT１００から取得した画像をIOT１０２から出力する動作）とプリントジョブ（コントローラ１０４側に予め記憶されている画像情報をIOT１０２から出力する動作）は同じ画像出力装置(IOT)１０２に送られるので、同時にイベントが発生することがないようにその動作が制御される。
【００１２】
そこで、同時伝送が行われる可能性のある、例えばプリントジョブとスキャンジョブ（IIT１００から取得した画像をコントローラ１０４側のメモリに保持する動作）を同時に行う場合を想定すると、図中点線で示すような互いに別の経路を経由する必要がある。
【００１３】
また、同一経路をそのまま用いてそれぞれのジョブに関わる画像信号を送受信させるには、時系列的に各々のジョブを分割し、タイミングの調整を行いながら各ジョブを処理させればよいが、時分割で処理した場合にはIOT１０２との同期伝送により２つのジョブを処理するので、高速化を図ることができない。
【００１４】
そこで、信号線切換え手段S1、S2、S3を用いて、それぞれの配線が独立して使用できるように配線を互いに分離することが考えられる。ここで、信号切換え手段は各ジョブに応じて信号の伝送のON/OFFを制御する。コピージョブの場合には信号切り換え手段S1をON、信号切り換え手段S2,S3をOFFにする。スキャンジョブの場合には信号切り換え手段S2をON、信号切り換え手段S1,S3をOFFにする。プリントジョブの場合には信号切り換え手段S3をON、信号切り換え手段S1,S2をOFFにする。スキャンジョブとプリントジョブを同時に実行する場合には、信号切り換え手段S2,S3をON、信号切り換え手段S1をOFFにすることで実現できる。
【００１５】
しかしながら、この方法では信号切り換え手段をジョブごとに制御する必要があり、しかも配線数が増大し実装面積が大きくなってしまう、という問題がある。
【００１６】
また、近年オフィスの省スペース化を向上させるため、デジタル信号を取扱う機器をできるだけ共用化することが要望されており、より多くの機能ユニットが付加される傾向にある。
【００１７】
図１４には、図１３のコントローラ１０４に加えてFAXコントローラ１０６を設けたシステムが示されているが、コントローラが複数ある場合には、図１４に示すようにシステムが複雑になることは明らかである。ここで、FAXコントローラ１０６は図示しないモデムを備え、電話回線に接続してFAXの送受信をコントロールするものであり、IIT１００で読み取った画像をFAX機能で送信したり、FAX機能で受信した画像をIOT１０２へ出力するものである。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、マルチファンクションシステムにおいては、電気配線を用いて各機能ユニットを接続しているため、高速性、拡張性に優れたシステムとすることが困難である。
【００１９】
なお、図１５に示すように、ＥＭＩや信号遅延を低減させるために、各電気配線を光ファイバ１０８に置換える方法もあるが、単に伝送速度を高速化することはできるものの、実質的には電気配線の場合となんら変わっておらず、配線の複雑さや拡張性の低さを改善することはできない。
【００２０】
また、マルチファンクションシステムにおいて、同時に異なるジョブを実施させる場合に、電気配線を共通信号路として用いたシステムでは配線の配置が複雑になるだけでなく、複数の信号切り換え手段を複雑に制御しなければならず、また、プロセッサ及び画像信号がより多ビット化、大容量化していることに伴う配線数の増大によって、装置設計に多大な制約となっていた。
【００２１】
本発明は、上記事情に鑑み、高機能化及び高速性を維持しつつ拡張性に優れたマルチファンクションシステムを提供すること、さらにはコンカレントジョブを行うシステムにおいても拡張性に優れたマルチファンクションシステムを提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明のマルチファンクションシステムは、光信号を受信可能な画像信号入力部を有し、前記画像信号入力部から入力された光信号に応じて画像を出力する画像出力ユニットと、光信号を出力可能な第１光信号出力部を有し、前記第１光信号出力部を介して第１の機能に応じた該光信号を出力する機能を有する第１機能ユニットと、光信号を出力可能な第２光信号出力部と、光信号を受信可能な光信号入力部と、を有し、前記第２光信号出力部を介して第２の機能に応じた光信号を出力する機能及び前記第２光信号入力部を介して入力された光信号を受信する機能を有する第２機能ユニットと、前記画像信号入力部、前記第１光信号出力部、前記第２光信号出力部、及び前記光信号入力部がそれぞれ接続され、少なくとも前記第１光信号出力部から出力された光信号を前記画像信号入力部及び前記光信号入力部に分配して伝送すると共に、前記第２光信号出力部から出力される光信号を前記画像信号入力部に伝送する分配型光信号伝送体と、を含み、前記第１光信号出力部及び前記第２光信号出力部は、複数の異なる種類の光信号を生成する生成手段を含み、かつ、前記画像信号入力部及び前記光信号入力部は、入力された光信号から特定種類の光信号を抽出する抽出手段を含むことを特徴とする。
【００２３】
マルチファンクションシステムは、画像データに関して複数の機能を備えている。例えば、用紙に印刷された画像を読み込んだり、読み込んだ画像をプリントしたりする機能である。
【００２４】
このようなマルチファンクションシステムにおいて、画像出力ユニットは、光信号を受信可能な画像信号入力部を有している。この画像信号入力部は、例えばフォトダイオードなどの受光素子を含んで構成される。画像出力ユニットでは、この画像信号入力部から入力された該光信号に応じて画像を出力する。出力された画像は例えば印刷したり、ディスプレイに表示したりすることができる。
【００２５】
また、第１機能ユニットは、光信号を出力可能な第１光信号出力部を有している。第１光信号出力部は、例えばレーザダイオードなどの発光素子を含んで構成される。第１機能ユニットは、第１光信号出力部を介して第１の機能に応じた光信号を出力する機能を有する。この第１の機能は、例えば画像を読み取ったり、画像を撮影したりする機能である。すなわち、第１機能ユニットは、例えばスキャナやデジタルカメラ、ビデオカメラなどの画像読取装置とすることができる。
【００２６】
第２機能ユニットは、光信号を出力可能な第２光信号出力部と、光信号を受信可能な光信号入力部と、を有している。第２光信号出力部は前記第１光信号出力部と同様の構成のものを使用することができ、光信号入力部は、前記画像信号入力部と同様の構成のものを使用することができる。この第２機能ユニットは、第２光信号出力部を介して第２の機能に応じた該光信号を出力する機能及び第２光信号入力部を介して入力された光信号を受信する機能を有する。すなわち、第２機能ユニットは、例えば受信した光信号に所定の処理を施して出力するコントローラとすることができる。
【００２７】
この画像信号入力部、第１光信号出力部、第２光信号出力部、及び光信号入力部は、分配型光伝送体にそれぞれ接続される。分配型光伝送体は、入力された光信号を複数箇所へ分配するものであり、光透過率が高い材料、例えばシート状のＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）から成る。このような分配型光伝送体は、少なくとも第１光信号出力部から出力された光信号を画像信号入力部及び光信号入力部に分配して伝送すると共に、第２光信号出力部から出力される光信号を画像信号入力部に伝送する。
【００２８】
すなわち、例えば第１機能ユニットで読み取った画像データを分配型光伝送体を介して画像出力ユニットへ出力して印刷させる処理（コピー）、第１機能ユニットで読み取った画像データを分配型光伝送体を介して第２機能ユニットへ出力して記憶させる処理（スキャン）、第２機能ユニットから出力された画像データを分配型光伝送体を介して画像出力ユニットへ出力して印刷させる処理（プリント処理）を同時に行うことが可能となる。
【００２９】
このように、分配型光伝送体に複数の機能ユニットを接続することができるため、配線の配置や制御が複雑になるのを防ぐことができる。また、光信号で通信するため、高速に通信することができる。
【００３０】
また、さらに別の機能を有する機能ユニットを分配型光伝送体に接続してシステムを拡張してもよい。このようにシステムを拡張する場合には、追加する機能ユニットを分配型光伝送体に接続することにより容易に実現できるため、容易にシステムを拡張することができる。
【００３１】
なお、分配型光伝送体に入力された光信号を拡散するための拡散手段を設けても良い。これにより、より多くの箇所へ向けて光信号を伝送することができる。
【００３２】
また、第１光信号出力部及び第２光信号出力部は、複数の異なる種類の光信号を生成する生成手段を含み、かつ、画像信号入力部及び光信号入力部は、入力された光信号から特定種類の光信号を抽出する抽出手段を含む。これにより、複数の機能ユニット間で同時に通信することができる。このため、異なる複数のジョブを同時に実行させることができ、コンカレントジョブでも高速に処理することができる。
【００３３】
なお、複数の異なる種類の光信号は、強度レベルが各々異なる光信号としたり、波長が各々異なる光信号としたり、光伝送手段への出力タイミングが各々異なる光信号としたりすることができる。
【００３４】
また、画像出力ユニット、第１の機能ユニット、及び第２の機能ユニットのぞれぞれの通信を調停する調停手段をさらに備え、第１光信号出力部及び第２光信号出力部が出力すべき光信号の種類と、画像信号入力部及び光信号入力部で抽出すべき光信号の種類と、を指定することにより、より適切に通信制御を行うことが可能となる。
【００３５】
また、画像出力ユニットは印刷装置を有し、第１機能ユニットは画像読取装置を有し、第２機能ユニットは少なくとも光信号入力部から入力された信号を記憶する記憶手段を備えた構成としてもよい。この場合、第１機能ユニットは、印刷用の画像に応じた光信号を出力し、第２機能ユニットは、光信号入力部を介して入力された光信号に応じた信号を記憶部に記憶させると共に第２光信号出力部を介して画像に応じた光信号を出力し、画像出力ユニットは、第２機能ユニットから画像信号入力部を介して入力された光信号に応じて画像を印刷することができる。このように、第２機能ユニットに記憶部を備えることにより、第１機能ユニットで読み取った画像データを保存しつつ、プリント処理を行うことができる。
【００３６】
また、分配型光信号伝送体に第３の機能に応じた光信号を出力する第３光信号出力部を備えた第３機能ユニットを備えた構成としてもよい。この場合、第１機能ユニットは、第１光信号出力部を介して光信号を画像出力ユニットに出力し、第３機能ユニットは、第３光信号出力部を介して光信号を第２機能ユニットに伝送することができる。この第３の機能ユニットは、例えばシステム外部からの信号を受信する外部インターフェース、例えばモデムとすることができる。これにより、外部と第２機能ユニットとの通信を行いつつコピー処理などを行うことができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
【００３８】
図１には、本発明に係るマルチファンクションシステム１０が示されている。マルチファンクションシステム１０は、複数（図１において３個）の機能ユニット１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが、光分配装置１６に接続された構成となっている。機能ユニット１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、光分配装置１６を介して他の機能ユニットと通信するためのインターフェース１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃをそれぞれ備えている。
【００３９】
ここで、例えばインターフェース１４Ｃから出力された光信号は光分配装置１６に導かれ、この光分配装置１６により信号光は分岐されインターフェース１４Ａ及びインターフェース１４Ｂに伝送される。また、インターフェース１４Ａまたはインターフェース１４Ｂからの光信号も同様に、光分配装置１６に導かれ、インターフェース１４Ｃに伝送される。
【００４０】
光分配装置１６は、分配型光信号伝送媒体を含んで構成されている。この分配型光信号伝送媒体は、入力した光信号を受動的に分配して出力側に伝播させる光伝送媒体を指し、例えば、特開平１０−１２３３５０号公報や特開平１０−６２６５７号公報に開示されているシート状の光データバスを用いることができる。
【００４１】
この光データバスは、共通信号路において入射した信号光を拡散部で拡散して伝播するものであるため、受発光部を有した複数の回路基板を簡易な取付けで確実に光結合させることができ、精密な光学的位置合わせを必要とせず、また、回路基板の数や取付け位置を自由に変えることができ、拡張性に富んだ自由度の高いシステムを構築できる、といったメリットがある。
【００４２】
また、伝送路を用いるため埃などに対する耐環境性を有し、光学的位置合わせを必要としないため温度変化等にも強い、という長所も備えている。その他にも、米国特許４２１３６７０号に開示されたシート状の伝送媒体を用いることもできるが、この伝送媒体は媒体内の自然拡散を用いて光信号を分配するものであるため、均一に伝播させるには、光信号の入射部から出射部までの距離を長くする必要がある。これに対し、前述した拡散部を用いて拡散させる方式では、短距離であっても出射側での光量分布を拡散部で所望に設定できる点でもメリットがある。
【００４３】
さらに、分配比に応じて複数のＹ型チャネル導波路を組みあわせて分岐、結合されたスターカプラを用いることもできる。ただし、この場合は高度な設計が必要であると同時に拡張性、価格の面では前述した２つの伝送媒体と比較して劣る点がある。
【００４４】
次に、図２を参照し、光分配装置１６の具体的な動作について説明する。図２に示すように、機能ユニットA1、B1、C1、D１、E1、F１、G1、H1、A2、B2、C2、D2、E2、F2、G2、H2が光分配装置１６に接続されている。ここで、機能ユニットA1、B1、C1、D１、E1、F１、G1、H1は、送信すべき電気信号（例えば画素データ信号）を、図示しない電気・光変換回路に接続されたレーザダイオード等の発光素子１８を発光させて光信号に変換し、透光性媒体２２に入射させる。機能ユニットA2、B2、C2、D2、E2、F2、G2、H2は、透光性媒体２２で分岐された光信号を図示しない光・電気変換回路に接続されたフォトダイオード等の受光素子２０で受光し、この光信号を電気信号に変換して信号処理を行う。
【００４５】
例えば、図２に示すように、機能ユニットA1から入射された信号光は、光分配装置１６により、機能ユニットA2、B2、C2、D2、E2、F2、G2、H2に伝送される（機能ユニットB1、C1、D１、E1、F１、G1、H1についても同様）。ここで、光分配装置１６は、１つの機能ユニットからの信号光を複数の機能ユニットに伝送する光バスとして機能する。
【００４６】
図２では、機能ユニットA1（B1、C1、D１、E1、F１、G1、H1）から、機能ユニットA2（B2、C2、D2、E2、F2、G2、H2）へ信号を伝送する場合について示したが、機能ユニットA2（B2、C2、D2、E2、F2、G2、H2）に発光素子を設け、機能ユニットA1（B1、C1、D１、E1、F１、G1、H1）に受光素子を設けることにより、機能ユニットA2（B2、C2、D2、E2、F2、G2、H2）から機能ユニットA1（B1、C1、D１、E1、F１、G1、H1）へ信号を伝送することも可能である。
【００４７】
なお、機能ユニットは、例えばコントロールユニット、ストレージユニット、例えばスキャナやデジタルカメラなどのIIT（image input terminal）、IOT(image output terminal）等の機器や画像処理回路基板や演算回路基板等といったエリア（機能領域）である。
【００４８】
なお、図３に示すように、光分配装置１６を例えば機能ユニット１２Ｃの内部に設けても良い。
【００４９】
図４には、マルチファンクションシステム１０の具体的な構成が示されている。図４に示すマルチファンクションシステム１０は、コントローラ２４、IIT２６、IOT２８が光分配装置１６に接続された構成となっている。
【００５０】
コントローラ２４は、プリント命令やスキャン命令といったシステムの動作を司るもので、図示しないネットワークインターフェースやモデムを備え、外部とのデータ入出力が可能である。IIT２６は、図５に示すように例えばスキャナであり、IOT２８は光走査装置やインクジェットヘッドである。
【００５１】
次に、第１実施形態の作用として、図５に示すマルチファンクションシステム１０における信号伝送について説明する。
【００５２】
まず、例えばプリントジョブでは、コントローラ２４から出力されたプリントデータは、光信号に変換され光分配装置１６へ入射する。入射光は分岐され、出射側の光走査装置２８へ伝送される。光走査装置２８ではこれらのデータを受信し、例えば画像に応じた潜像を感光体上に形成し、これをトナー現像して用紙への印字を行なう。
【００５３】
また、コピージョブでは、スキャナ２６から出力されたコピーデータは、光信号に変換され光分配装置１６へ入射する。入射光は分岐され、出射側の光走査装置２８へ伝送される。光走査装置２８ではこれらのデータを受信し、上記と同様に、例えば画像に応じた潜像を感光体上に形成し、これをトナー現像して用紙への印字を行なう。
【００５４】
また、スキャンジョブでは、スキャナ２６から出力されたスキャンデータは、光信号に変換され光分配装置１６へ入射する。入射光は分岐され、出射側のコントローラ２４へ伝送される。コントローラではこれらのデータを受信し、画像の取り込みを行なう。
【００５５】
次に、図４に示すマルチファンクションシステム１０において、例えばプリントジョブを行いながら、スキャンジョブを行うコンカレントジョブについて説明する。
【００５６】
コンカレントジョブでは、コントローラ２４が保持する所定の画像情報をIOT２８より出力する動作とIIT２６から得た別の画像情報をメモリに保持する動作とを同時に行う。ここで、マルチファンクションシステム１０は、コントローラ２４が外部のネットワークに接続されている場合はネットワークプリンタとして機能し、電話回線と接続されている場合はFAXとして機能する。
【００５７】
この時、光分配装置１６では複数のデータを同時に伝送することになるが、お互いのデータが伝送先、すなわち受信側で分離できるように信号を多重化して伝送することによってコンカレントジョブを実現することができる。
【００５８】
前述したように、電気バスでコンカレントジョブを実行する場合は複数のスイッチを用いて伝送路を切りかえるか、あるいは時分割でデータを送らなければならないが、本発明においてはスイッチを用いない簡易な構成で、かつ必ずしも伝送周波数を上げることなく多重伝送を行うことが可能である。なお、信号を多重化する具体的な方法については後述する。
【００５９】
次に、コピージョブとスキャンジョブをコンカレントに行う場合に付いて説明する。
【００６０】
この２つのジョブはともにIIT２６から取得した画像データを伝送するものであるが、IIT２６からIOT２８及びコントローラ２４に向けて同じ信号をブロードキャストすることで同時に実行することができる。このブロードキャスト伝送は電気のバスでは実現可能であるが、光ファイバを用いた構成では複数の光ファイバを用いてそれぞれの機器を１対１に接続しないと実現できない。しかしながら、本発明では１つの光分配装置１６を用いることでブロードキャスト伝送を実現している。
【００６１】
図６には、光走査装置２８、スキャナ２６、及び光分配装置１６で構成された画像形成装置３０とコントローラ２４とが接続されたマルチファンクションシステム１０の一例が示されている。図６に示すマルチファンクションシステム１０は、画像形成装置３０本体とコントローラ２４とをオフィスのフロア内などで物理的に離して配置する要求に応えたシステムである。
【００６２】
この場合、電気バスを用いた伝送ではケーブルの寄生容量を原因とする伝送遅延の影響が大きく、高価なケーブルを使用することになるが、本発明のように光バスでの配線の場合は容易に伝送距離を伸ばすことができる。
【００６３】
光分配装置１６に用いられる透光性媒体２２には、例えば図７（Ａ）に示すようなシート状の透光性媒体を用いることができる。また、透光性媒体２２の上下面及び左右の側面には、透光性媒体２２よりも屈折率の小さいクラッド層（図示省略）を配置することも可能である。透光性媒体２２には、例えばポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィンのようなプラスチック材料又は無機ガラス等を用いることができる。
【００６４】
また、透光性媒体２２は、前述した分岐導波路や図７（Ｂ）に示すような融着ファイバを用いることもできる。
【００６５】
また、透光性媒体２２の信号光入射面には、図７（Ｃ）に示すように、拡散部３２を形成しても良い。拡散部３２には、例えばビーム整形ディヒューザ（LSD（Physical Optics Corporation製））を用いることができる。
【００６６】
さらに、図7（Ｄ）に示すように、光分配装置１６は、シート状の透光性媒体２２と光ファイバ３６とで構成しても良い。
【００６７】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
【００６８】
図８には、本実施形態に係るマルチファンクションシステム１０’が示されている。なお、第１実施形態で説明したマルチファンクションシステム１０と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６９】
図８に示すマルチファンクションシステム１０’では、各機能ユニット１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ、１２Ｄは電気信号を光信号に変換する信号変換回路４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄをそれぞれ備えている。
【００７０】
各信号変換回路４０Ａ〜４０Ｄは、光ファイバ３６Ａ〜３６Ｄを介して光分配装置１６にそれぞれ接続されている。各機能ユニット１２Ａ〜１２Ｄから出力された電気信号は信号変換回路４０Ａ〜４０Ｄで光信号に変換され、各光信号は光ファイバ３６Ａ〜３６Ｄにより光分配装置１６に導かれる。
【００７１】
また、信号変換回路４０Ａ〜４０Ｄには、機能ユニット１２Ａ〜１２Ｄ間の通信の調停を行うためのアービタ回路４２が接続されている。なお、図８では個々の機能を明らかにするために回路を分離し、アービタ回路４２を機能ユニット１２Ａ〜１２Ｄから分離した構成として示しているが、これに限らず、アービタ回路４２は、何れかの機能ユニットの信号変換回路に含まれていてもよい。
【００７２】
従って、前述した図１に示したインターフェース１４は、図８に示す信号変換回路、又は信号変換回路及びアービタ回路の両方を含んだ回路に対応する。この信号変換回路４０Ａ〜４０Ｄは、電気のデジタル信号（１又は０）を光のＯＮ／ＯＦＦ信号に変換するための回路であるが、変換される光の性質を変えることができ、これにより後述するようにそれぞれの機能ユニット１２Ａ〜１２Ｄが同時に信号を送信した場合でもお互いに干渉し合わないような光信号を出力することができるようになっている。
【００７３】
同時に複数の機能ユニット１２から光信号が出力された場合は、光分配装置１６に導かれた光信号はこの光分配装置１６にて合波される。そして、これらの光信号は対面にある機能ユニット１２が接続された光ファイバ３６に入力され、各機能ユニット１２に接続される信号変換回路４０に入射する。
【００７４】
例えば、機能ユニット１２Ａが機能ユニット１２Ｃにデータを送信する場合、通信元の機能ユニット１２Ａは通信先である機能ユニット１２Ｃに対し通信を行いたい旨の通信要求信号をアービタ回路４２に対して出力する。アービタ回路４２は、現在の光分配装置１６の使用状態、すなわち通信状態や通信元の機能ユニット１２Ａから指定された通信先の機能ユニット１２Ｃの状態を確認し、通信許可あるいは通信拒否を示す返答信号を、通信元の機能ユニット１２Ａに対して出力する。
【００７５】
アービタ回路４２は、通信許可を与える場合は要求元の機能ユニット１２Ａに通信許可信号及び通信に使用する光信号の種類を指定するための信号を送ると同時に、通信先の機能ユニット１２Ｃの信号変換回路４０Ｃには、通信待機状態への移行を指示するための通信待機信号、及び受信する光信号の種類を指定するための信号を送信する。通信先となる機能ユニット１２Ｃでは、アービタ回路４２から通信待機信号を受信すると受信待機状態になる。
【００７６】
ここで、受信待機状態とは、光分配装置１６を通って送られてきた光信号から、自分に対する信号を分離抽出するための設定を行った状態、すなわちアービタ回路４２から指定された種類の光信号を受信可能な状態である。また、他の機能ユニット間の通信により、複数の通信が同時に行われる場合があるので、信号変換回路４０Ｃに入る光信号には複数の信号が重畳されている場合がある。信号変換回路４０Ｃでは自分当ての信号を受信するための設定を行う。
【００７７】
これにより、通信元の機能ユニット１２Ａから送られ、他の機能ユニット１２からの光信号と合波された光信号は、信号変換回路４０Ｃによって通信元からの光信号のみ分離抽出され、さらに電気信号に変換されて通信先の機能ユニット１２Ｃに入力される。なお、同時に他の複数の機能ユニットに信号を送りたければ、上記と同様にアービタ回路４２に対してそれぞれ通信要求信号及び通信に使用する光信号の種類を指定するための信号を送出すればよい。これにより、アービタ回路４２では、通信先として指定された他の複数の機能ユニットに対してそれぞれ通信待機信号及び受信する光信号の種類を指定するための信号を送出する。このように、同時に複数の通信を簡単に実現することができる。
【００７８】
次に、信号変換回路４０の詳細な構成について説明する。
【００７９】
図９には電気信号を強度の異なる光信号に変換して送出する信号変換回路４０が示されている。
【００８０】
信号変換回路４０は、通信要求の授受をアービタ回路４２との間で行う通信要求回路５０、入力された信号のレベル変換を行うためのレベル変換回路５２、電気信号を光信号に変換するための電気−光変換素子５４、受光した光信号を電気信号に変換する光−電気変換素子５６、強度が重畳された信号から指定されたレベルの信号のみを分離抽出して取り出す分離抽出回路５８、抽出すべき強度レベルを分離抽出回路５８に対して指示するレベル選択回路６０から構成されている。
【００８１】
電気−光変換素子５４は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザーダイオード（ＬＤ）などで構成される。また、光−電気変換素子５６は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）などで構成される。この電気−光変換素子５４及び光−電気変換素子５６には光ファイバ３６等の導光手段が接続される。
【００８２】
レベル変換回路５２は、機能ユニット１２から出力された電気信号のレベルを変換して電気−光変換素子５４へ出力したり、分離抽出回路５８で分離抽出された信号を元の電気信号レベルに変換して機能ユニット１２へ出力する。
【００８３】
このように構成された信号変換回路４０は、機能ユニット１２から通信すべき電気信号を受けると、通信要求回路５０は、まずアービタ回路４２に対して通信要求信号を通信先の機能ユニットのアドレスと共に送る。そして、通信要求回路５０がアービタ回路４２から通信許可信号を受信すると共に、アービタ回路４２から通信に使用する光信号の強度レベルの指示を受けると、これがレベル選択回路６０に送られる。レベル選択回路６０では、指示された強度レベルで送信するようにレベル変換回路５２に指示する。
【００８４】
そして、レベル変換回路５２は、機能ユニット１２から出力された電気信号のレベルをレベル選択回路６０により指示された強度レベルの信号に変換して電気光変換素子５４へ出力する。電気−光変換素子５４では、これを光信号に変換して光ファイバ３６へ送出する。
【００８５】
一方、光信号を受信する場合は、通信要求回路５０がアービタ回路４２から通信に使用する光信号の強度レベルの指示を受け、これがレベル選択回路６０に送られる。レベル選択回路６０では、指示された強度レベルの信号のみ受信した信号から分離抽出するように分離抽出回路５８に指示する。
【００８６】
そして、光ファイバ３６から受けた信号は光−電気変換素子５６にて光信号から電気信号に変換される。この信号には他の機能ユニットに対する送信信号も重畳されている可能性がある。このため、分離抽出回路５８では、レベル選択回路６０で指定された強度レベルの信号のみを取り出す。
【００８７】
ここでは光の強度レベルが異なる光が重畳されているので、一例として、信号の多重度２で、光信号の強度レベルが１の光と２の光が混在するものとして説明する。すなわち、例えば機能ユニット１２Ａからは強度が０あるいは１の光が発光され、別の機能ユニット１２Ｂからは強度が０あるいは２の光が発光されることになる。光の強度は光分配装置１６の中で単純に加算されるので、受光側で受けることのできる信号レベルは、０、１、２、３のいずれかである。このため、以下の表１に示すようなテーブルを予め用意しておき、これを参照することにより、合成された信号から自分にデータを送っている送信元の機能ユニットからの信号成分のみ抽出することができる。
【００８８】
【表１】
0003740948.tif 000002
【００８９】
この送信元の機能ユニット１２から送られた信号の強度レベルは、前述したようにアービタ回路４２によりそのときの通信状態によって決定され、レベル選択回路６０へ通知され、さらに分離抽出回路５８に通知される。分離抽出回路５８は、上記のテーブルを参照し、合成された強度の信号から指定された強度の信号のみを抽出する。抽出された信号は、レベル変換回路６０で再び元の電気信号のレベルに変換され、送信先の機能ユニット１２に送られる。
【００９０】
なお、ここでは２多重の場合について説明したが、これに限らず、多重度をさらに増やしても良い。一般にＮ多重（Ｎは正の整数）の場合は、Ｎ種類の強度レベル１、Ｍ、Ｍ2、、、ＭN-1（Ｍは２以上の整数）を使って通信を行えばよい。
【００９１】
このように、各機能ユニットを光分配装置により接続し、通信に使用する光の強度レベルを変えることで複数の機能ユニット間で同時に通信することができるため、異なるジョブを同時に実行させることができ、コンカレントジョブでも高速で処理することができる。また、システムを拡張する場合には、信号の多重度を増やすことにより容易に実現できるため、従来の電気配線を共通信号路として用いたシステムのように配線の配置が複雑になったり、制御が複雑になることもなく、容易にシステムを拡張することができる。
【００９２】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態では、信号変換回路の他の例について説明する。なお、図９に示したマルチファンクションシステム１０と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９３】
図１０に示す信号変換回路４０は、光の波長を変えることで複数の機能ユニット間での通信を可能にするものであり、通信要求回路５０、レベル変換回路５２、電気−光変換素子５４、光−電気変換素子５６、波長指示回路７０、波長選択回路７２、及び波長選択フィルタ７４で構成されている。
【００９４】
このように構成された信号変換回路４０では、機能ユニット１２から通信すべき電気信号を受けると、通信要求回路５０は、まずアービタ回路４２に対して通信要求信号を通信先の機能ユニットのアドレスと共に送る。そして、通信要求回路５０がアービタ回路４２から通信許可信号を受信すると共に、アービタ回路４２から通信に使用する光信号の波長の指示を受けると、これが波長選択回路７２に送られる。そして、機能ユニット１２から出力された電気信号は、波長選択回路７２で選択された波長の光信号に電気‐光変換素子５４により変換され、光ファイバなどに送出される。
【００９５】
ここで、異なる波長の光信号を生成するためには次のような方法を用いればよい。すなわち、発信波長の異なる発光素子を複数用意し、その中からアービタ回路４２により指示された波長の光を発光する発光素子を選択発光させる。または、複数の波長の光を発光することできる発光素子を用い、波長選択回路７２でアービタ回路４２から指示された波長の光を発光するように駆動条件を変更する。
【００９６】
一方、光信号を受信する場合は、通信要求回路５０がアービタ回路４２から通信に使用する光信号の波長の指示を受け、これが波長指示回路７０に送られる。波長指示回路７０では、指示された波長の光のみ透過させるように波長選択フィルタ７４の設定を行う。
【００９７】
波長選択フィルタ７４は、指定された波長の光のみを透過させるフィルタであり、透過波長を変えたフィルタを複数個用いて構成してもよいし、駆動条件を変えることで指定された波長の光のみを透過させるようなフィルタを用いても良い。光ファイバ３６から受けた光は、波長選択フィルタ７４に入射され、該アービタ回路４２から指定された波長の光のみ透過される。
【００９８】
そして、光−電気変換素子５６にて光信号から電気信号に変換される。変換された信号は、レベル変換回路５２で再び元の電気信号のレベルに変換され、送信先の機能ユニット１２に送られる。
【００９９】
このように、各機能ユニットを光分配装置により接続し、光の波長を変えることで複数の機能ユニット間で同時に通信することができるため、異なるジョブを同時に実行させることができ、コンカレントジョブでも高速で処理することができる。また、システムを拡張する場合には、選択できる信号の波長を増やすことにより容易に実現できるため、従来の電気配線を共通信号路として用いたシステムのように配線の配置が複雑になったり、制御が複雑になることもなく、容易にシステムを拡張することができる。
【０１００】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態では、信号変換回路の他の例について説明する。なお、図９に示したマルチファンクションシステム１０と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１０１】
図１１に示す信号変換回路４０は、光信号を時分割多重で送信することにより複数の機能ユニット間での通信を可能にするものであり、通信要求回路５０、レベル変換回路５２、電気−光変換素子５４、光−電気変換素子５６、外部から入力されたクロックから送受信のタイミングを指示するためのクロックを生成するタイミング指示回路８０、光−電気変換素子５４からの信号を増幅し、電気信号のレベルを調節する増幅回路８２、増幅回路８２で増幅された信号からタイミング指示回路で指示されたタイミングでデータを取り出す標本化回路８４、データを送信するタイミングを調整するためのバッファ８６で構成されている。
【０１０２】
次に、データの送出タイミングについて、図１２に示すタイミングチャートを参照して説明する。
【０１０３】
機能ユニット１２は、送信データと同期した図１２（Ａ）に示すようなクロックをタイミング指示回路８０に出力する。タイミング指示回路８０では、これを基本クロックとし、図１２（Ｂ）に示すような例えば４倍に逓倍したクロックを生成する。すなわち、タイミング指示回路８０では、基本クロックの４倍のクロックを発生させることで、データを送出するタイミングを４個作っている。
【０１０４】
ここで、機能ユニット１２Ａと機能ユニット１２Ｂとが同時に送信を行うとすると、それぞれの機能ユニット１２から通信要求を受けたアービタ回路４２は、機能ユニット１２Ａは図１２（Ｃ）に示すタイミング▲１▼を、機能ユニット１２Ｂはタイミング▲３▼を使うようにそれぞれの通信要求回路５０へ指示する。
【０１０５】
これにより、通信要求回路５０はタイミング指示回路８０にこれを通知する。そして、タイミング指示回路８０は、指示されたタイミングでタイミング信号をバッファ８６へ出力する。
【０１０６】
機能ユニット１２Ａから送信されたデータが１次記憶されたバッファ８６は、このタイミング信号に同期して、すなわちタイミング▲１▼に同期して、図１２（Ｆ）に示すようにデータＡをレベル変換回路５２へ出力する。なお、バッファ８６が１つのデータＡ１を出力する時間は、図１２（Ｆ）に示すように、図１２（Ｄ）に示す機能ユニット１２ＡがデータＡ１を出力する時間の４分の１の時間、すなわち基本クロックの周期の１／４の時間となる。
【０１０７】
バッファ８６から出力された信号はレベル変換回路５２により所定レベルの信号に変換され、電気−光変換素子５４により光信号に変換されて光ファイバ３６へ出力される。そして、光分配装置１６に入射される。
【０１０８】
一方、機能ユニット１２Ｂのバッファ８６に１次記憶されたデータは、上記と同様に、タイミング指示回路８０からの指示によって、タイミング▲２▼に同期して、図１２（Ｇ）に示すようにデータＢをレベル変換回路５２へ出力する。なお、バッファ８６が１つのデータＢ１を出力する時間は、図１２（Ｇ）に示すように、図１２（Ｅ）に示す機能ユニット１２Ａが１つのデータＢ１を出力する時間の４分の１の時間となる。
【０１０９】
バッファ８６から出力された信号はレベル変換回路５２により所定レベルの信号に変換され、電気−光変換素子５４により光信号に変換されて光ファイバ３６へ出力される。そして、光分配装置１６に入射される。
【０１１０】
このように、データＡ，データＢの２つのデータが同時に出力され、これが光分配装置１６の中で合成され、図１２（Ｈ）に示すような合成データとなって通信先に伝送される。
【０１１１】
一方、通信相手先には、通信に先立って予めアービタ回路４２からデータを取得するタイミングが通知される。すなわち、通信要求回路５０、タイミング指示回路８０を介して標本化回路８４へ通知される。光−電気変換素子５６で受信した光信号は電気信号に変換され、増幅回路８２で所定レベルに増幅された後、標本化回路８４に入力される。標本化回路８４では、タイミング指示回路８０によって指示された適切なタイミングでデータの取得が行われる。このように、基本クロックより高い周波数のクロックを用いてデータを時分割して送ることができ、高速性を損なうことなく複数の機能ユニット間の通信を同時に行うことができる。
【０１１２】
このように、各機能ユニットを光分配装置により接続し、光信号を時分割多重で送信することにより複数の機能ユニット間で同時に通信することができるため、異なるジョブを同時に実行させることができ、コンカレントジョブでも高速で処理することができる。また、システムを拡張する場合には、データを送受信するタイミングを増やすことにより容易に実現できるため、従来の電気配線を共通信号路として用いたシステムのように配線の配置が複雑になったり、制御が複雑になることもなく、容易にシステムを拡張することができる。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高速性及び拡張性に優れたマルチファンクションシステムを構成することができ、システム開発を容易に行うことが可能になると共に、コンカレントジョブ機能を備えたシステムも容易に構成することが可能となる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施形態に係るマルチファンクションシステムの概略構成図である。
【図２】  光分配装置の概略構成図である。
【図３】  光分配装置を機能ユニット内に設けた場合のマルチファンクションシステムの概略構成図である。
【図４】  マルチファンクションシステムの具体的な構成図である。
【図５】  マルチファンクションシステムの具体的な構成図である。
【図６】  画像形成装置とコントローラとを別々に配置した場合のマルチファンクションシステムの構成図である。
【図７】  光分配装置の具体例を示す図である。
【図８】  第２実施形態に係るマルチファンクションシステムの概略構成図である。
【図９】  第２実施形態に係る信号変換回路の概略構成図である。
【図１０】  第３実施形態に係る信号変換回路の概略構成図である。
【図１１】  第４実施形態に係る信号変換回路の概略構成図である。
【図１２】  第４実施形態に係る信号のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１３】  従来におけるマルチファンクションシステムの概略構成図である。
【図１４】  従来におけるマルチファンクションシステムの概略構成図である。
【図１５】  従来におけるマルチファンクションシステムの概略構成図である。
【符号の説明】
１０    マルチファンクションシステム
１２    機能ユニット
１４    インターフェース
１６    光分配装置（分配型光伝送体）
１８    発光素子
２０    受光素子
２２    透光性媒体
２４    コントローラ（第２機能ユニット）
２６    ＩＩＴ（第１機能ユニット）
２８    ＩＯＴ（画像出力ユニット）
３０    画像形成装置
３２    拡散部（拡散手段）
３６    光ファイバ
４０    信号変換回路
４２    アービタ回路（調停手段）
【図１】
0003740948.tif 000003
【図２】
0003740948.tif 000004
【図３】
0003740948.tif 000005
【図４】
0003740948.tif 000006
【図５】
0003740948.tif 000007
【図６】
0003740948.tif 000008
【図７】
0003740948.tif 000009
【図８】
0003740948.tif 000010
【図９】
0003740948.tif 000011
【図１０】
0003740948.tif 000012
【図１１】
0003740948.tif 000013
【図１２】
0003740948.tif 000014
【図１３】
0003740948.tif 000015
【図１４】
0003740948.tif 000016
【図１５】
0003740948.tif 000017