(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
小振幅の差動信号を送信するトランシーバより送信されたデータを受信するレシーバ入力端に入力されたデータを入力とし、所定の出力に変換する差動入出力回路からなるシステムにおいて、
前記レシーバ入力端の開放時に、正常接続された状態と異なる電圧になるように、前記レシーバ入力端またはそれに相当する部分をバイアスするバイアス手段と、
前記レシーバ入力端またはそれに相当する部分の電圧を所定の電圧と比較する比較手段と、
前記レシーバ入力端が開放されたかどうかを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された結果に基づき、差動入出力回路を所定の出力状態に制御する制御手段と
からなることを特徴とする保護装置。
【請求項２】
前記レシーバ入力端の少なくとも一方の入力端と抵抗を介してバイアス電圧源と接続したバイアス手段を有することを特徴とする請求項１に記載の保護装置。
【請求項３】
小振幅の差動信号により送信されたデータの予め設定された上限電圧より高い電圧にバイアスするバイアス手段と、前記予め設定された上限電圧と前記バイアス電圧間の電圧で前記レシーバ入力端またはそれに相当する部分の電圧を比較する比較手段を有することを特徴とする請求項１に記載の保護装置。
【請求項４】
前記レシーバ入力端の少なくとも一方の入力端に電流源を接続したバイアス手段を有することを特徴とする請求項１に記載の保護装置。
【請求項５】
前記レシーバ入力端と差動入出力回路の間に電流電圧変換回路を設け、この電流電圧変換回路の出力で前記レシーバ入力端の開放を検出できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の保護装置。
【請求項６】
前記トランシーバと前記レシーバをケーブルで接続し、終端抵抗を前記トランシーバの出力間に設けたことを特徴とする請求項１に記載の保護装置。
【請求項７】
前記トランシーバと前記レシーバをケーブルで接続し、終端抵抗をケーブルの信号ライン間に設けたことを特徴とする請求項１に記載の保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーザーを用いた電子機器における、特に異常状態時の事故の発生を防止する保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＰＣ（プレーン・ペーパー・コピア）やレーザー・プリンタではレーザー・ダイオードのレーザー光を用いた印字を行っている。これらは予め帯電させたローラーに対し、印字相当部分にレーザー光を照射することで、レーザー光が照射された部分を除電する。このローラーにトナーを吸着させると、レーザー光が照射された部分のトナーが用紙に付着し、熱定着することで印刷されるようになっている。
【０００３】
レーザー光による印字は、比較的鮮明であり、しかも高速印字に適していることから、大量かつ高速印刷が要求される事務用として大きな需要がある。特に最近は、高速印刷への要求が強くなっている。
【０００４】
この場合、画像処理プロセッサからレーザードライバへの印字データ伝送が非常に高速になるので、従来のＴＴＬ(Transistor-Transistor Logic) によるデータ伝送から高速データ伝送に適したＬＶＤＳ(Low Voltage Differential Signal) が用いられる。
【０００５】
このＬＶＤＳは、図６に示すように米国の学会であるＩＥＥＥ(The Institute of Electrical and Elctronics Engineers,Inc.) において規格化されており、小振幅差動信号によりデータ伝送を行うものである。
【０００６】
即ち、例えばＰＰＣやレーザー・プリンタでは図６に示すように、画像処理プロセッサ１とレーザードライバ４間は、ＬＶＤＳトランシーバ２とＬＶＤＳレシーバ３によりケーブル５で接続されている。
【０００７】
図７に示すように、ＬＶＤＳレシーバ３の差動入力端に接続された終端抵抗Ｒｔが１００Ωのとき、そのＬＶＤＳレシーバ３の差動入力端のオフセット電圧Ｖｏｓは１．１２５Ｖ〜１．２７５Ｖ、差動振幅ＶＯＤは０．２５Ｖp-p 〜０．４Ｖp-p 、出力電圧の上限ＶＯＨmax は１．４７５Ｖ、下限ＶＯＬmin は０．９２５Ｖとなっている。
【０００８】
従って、従来の５Ｖp-p のＴＴＬレベルに対して、振幅が１／１０程度であるため、約十倍の高速伝送を容易に行うことができる。しかし、ＬＶＤＳは高速データ伝送に適しているが、画像処理プロセッサからレーザードライバへのデータ伝送に用いた場合、大きな問題がある。
【０００９】
通常、ＰＰＣやレーザー・プリンタはその構成上保守作業が必須である。この保守作業時には各部を動作させながら調整を行う必要があるため、電源を切らずに保護カバーを開けることがある。このときレーザー光による事故を防ぐために、レーザーが非発光となるように画像処理プロセッサからレーザードライバ４へのデータ設定を行うが、時にはＬＶＤＳトランシーバ２とＬＶＤＳレシーバ３間の接続ケーブルを外すことが有る。
【００１０】
このときＬＶＤＳレシーバ３の入力端は開放となるので、入力データ状態としては不定となる。従って最悪の場合、常にレーザーが発光状態となり重大な事故を生じる恐れがある。
【００１１】
これを避けるためには、ＬＶＤＳのような差動信号でなく、従来のＴＴＬ信号のような不平衡信号によるデータ伝送を行えばよいが、高速データ伝送ができなくなってしまう。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のＬＶＤＳを用いてレーザーダイオードを駆動する信号の送受信行った場合は、重大な事故を生じる恐れある。それを防止するためにＬＶＤＳではなく、不平衡信号によるデータ伝送を用いると高速データ伝送ができないという問題があった。
【００１３】
この発明は、ＬＶＤＳによるデータ伝送を行い、そのデータに基づきレーザー光を発生させる場合に問題となる事故の発生を防ぐことができる保護装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、この発明の保護装置では、小振幅の差動信号を送信するトランシーバより送信されたデータを受信するレシーバ入力端に入力されたデータを入力とし、所定の出力に変換する差動入出力回路からなるシステムにおいて、前記レシーバ入力端の開放時に、正常接続された状態と異なる電圧になるように、前記レシーバ入力端またはそれに相当する部分をバイアスするバイアス手段と、前記レシーバ入力端またはそれに相当する部分の電圧を所定の電圧と比較する比較手段と、前記レシーバ入力端が開放されたどうかを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された結果に基づき、差動入出力回路を所定の出力状態に制御する制御手段とからなることを特徴とする。
【００１５】
上記により、小振幅の差動信号を送受信する、いわゆるＬＶＤＳの規格を利用し、レシーバ側の入力端が開放されたときに規格外となるようにバイアスし、レシーバ入力端の電圧がＬＶＤＳ規格内か規格外かを検出することで、レシーバの入力端が開放かどうかを検出し、開放の場合にレーザーが非発光となるよう出力制御を行う。これにより、保守作業時にケーブルを外した場合でもレーザーは直ちに非発光となるので、レーザー光による重大な事故の発生を防ぐことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、この発明の第１の実施の形態について説明するためのシステム図であり、図６と同一の構成部分には同一の符号を付して説明する。
【００１７】
図１において、画像処理プロセッサ１では、取り込まれた文字等の画像情報の取り込み、印字データに変換する信号処理を行う。この印字データをＬＶＤＳトランシーバ２に供給する。ＬＶＤＳトランシーバ２では印字データを信号振幅の小さい平衡信号に変換し、ケーブル５を介して保護回路１１に供給する。保護回路１１の出力は、差動入出力アンプＡにより構成されるＬＶＤＳレシーバ３に供給する。ＬＶＤＳレシーバ３の出力は、レーザードライバ４に供給し、レーザードライバ４によりレーザーダイオードＬＤを駆動する。ＬＶＤＳレシーバ３の差動入力端には終端抵抗Ｒｔを接続する。
【００１８】
ケーブル５とＬＶＤＳレシーバ３との間に配置された保護回路１１は、正負のＬＶＤＳレシーバ３の入力端にそれぞれ抵抗Ｒｂ１，Ｒｂ２で接続された電圧源Ｖｂ１，Ｖｂ２からなるバイアス回路と、正負のＬＶＤＳレシーバ３の入力端を非反転入力とし反転入力に基準電圧源Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２がそれぞれ接続されたコンパレータＣｏｍｐ１，Ｃｏｍｐ２からなる比較器とにより構成し、コンパレータＣｏｍｐ１，Ｃｏｍｐ２の出力は、差動入出力アンプＡの出力状態の制御を行う。
【００１９】
保護回路１１におけるバイアス回路と比較器との設定は、図２に示すようにバイアス電圧源Ｖｂ１，Ｖｂ２は、ＬＶＤＳ出力電圧の上限ＶＯＨmax 以上に設定し、抵抗Ｒｂ１，Ｒｂ２は、終端抵抗Ｒｔに対して充分大きな抵抗値にする。また、コンパレータＣｏｍｐ１，Ｃｏｍｐ２の基準電圧源Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２は、出力電圧の上限ＶＯＨmax とバイアス電圧源Ｖｂ１，Ｖｂ２の間の適当な電圧にする。
【００２０】
このように設定すると、ＬＶＤＳレシーバ３の入力端が開放状態のとき、入力端電圧はほぼバイアス電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２となる。一方、入力端が正常にＬＶＤＳトランシーバ２と接続されていると、入力端電圧はＬＶＤＳ出力電圧の下限ＶＯＬmin と上限ＶＯＨmax の間の電圧となる。
【００２１】
従って、正常時のＬＶＤＳ出力電圧の上限ＶＯＨmax と開放時のバイアス電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２の間に設定された基準電電圧源Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２とによる入力端電圧を、コンパレータＣｏｍｐ１，Ｃｏｍｐ２で比較することで、入力端が開放状態か正常に接続されているかを検出することができる。この検出結果に基づいて、レーザーダイオードＬＤが非発光となるよう差動入出力アンプＡの出力を制御することで、レーザー光による事故を防ぐことができる。
【００２２】
なお、バイアス電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２と基準電圧源Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２はそれぞれ共通としてもよい。また、この実施の形態はＬＶＤＳレシーバ３の入力端の正負の入力端に対してそれぞれ開放検出が行えるようにしているが、ＬＶＤＳレシーバ３に入力される平衡ラインは低い値の終端抵抗Ｒｔにより接続されているので、平衡ラインが追従して動作するので、正負どちらか一方のみの開放検出する検出でもよい。
【００２３】
図３は、この発明の第２の実施の形態について説明するための回路構成図である。この実施の形態は、保護回路１１の抵抗Ｒｂ１と電圧源Ｖｂ１および抵抗Ｒｂ２と電圧源Ｖｂ２によりそれぞれ構成していたバイアス回路を、電流源Ｉ１，Ｉ２に変更した部分が図１との異なる部分であり、この図３では保護回路１１とＬＶＤＳレシーバ３のみを示し説明する。
【００２４】
このように構成すると、図１に比べて差動入出力アンプＡの入力インピーダンスが高くなるので、ＬＶＤＳレシーバ３の入力端が開放になったときに、ここの電圧が、例えば電源電圧の値になる等その電圧変動が大きくなる。その結果、開放時と正常時との電圧の変化幅が大きいため、検出精度が向上するという利点がある。
【００２５】
この実施の形態の場合も、基準電圧源Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２は共通としてもよい。また、ＬＶＤＳレシーバ３の入力端の正負の入力端に対して、それぞれ開放検出を行うようにしているが、正負どちらか一方のみの開放検出にしてもよい。
【００２６】
図４は、この発明の第３の実施の形態について説明するための回路構成図である。図１と図３がＬＶＤＳレシーバ３の入力端の電圧で判断したのに対し、この実施の形態は、ＬＶＤＳレシーバ３の入力端に流入または流出する電流で入力端の開放を検出するものである。図４では保護回路１１とＬＶＤＳレシーバ３のみを示し説明する。
【００２７】
図４の構成は、電流電圧変換による保護回路１１としたものである。すなわち、共通ベースをバイアス電圧源Ｖｂ３に接続し、エミッタに各々電流源Ｉｅ１，Ｉｅ２を接続し、コレクタをそれぞれ抵抗ＲＬ１，ＲＬ２でバイアス電圧源Ｖｂ４に接続したベース接地構成のトランジスタＱ１，Ｑ２において、ＬＶＤＳレシーバ３の入力端をそれぞれ抵抗Ｒｉ１，Ｒｉ２でトランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタに接続し、トランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ出力を、差動入出力アンプＡの入力としたものである。
【００２８】
この構成において、トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ電圧がＬＶＤＳ規格範囲外、言い換えれば図２のＶＯＨmax とＶＯＬmin の間の範囲外になるようにバイアス電圧Ｖｂ３の電圧を設定する。そこで、トランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ電圧が所定の範囲内にあるかどうかを、コンパレータＣｏｍｐ１，Ｃｏｍｐ２により検出することで、ＬＶＤＳレシーバ３の入力端の開放を検出することができる。
【００２９】
開放が検出されたときは、トランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ電圧が上昇し、正常のときは、その電圧が下降した状態にある。この電圧変化をコンパレータＣｏｍｐ１，Ｃｏｍｐ２で検出する。従って、差動入出力アンプＡの出力を開放時にレーザーを非発光とすることで、レーザー光による事故の発生を防ぐことができる。
【００３０】
ところで、図１と図３の実施の形態では終端抵抗ＲｔがＬＶＤＳレシーバ３の入力端間にあると、入力端の両端が同時に開放になったときの検出は容易であるが、一方の入力端のみ開放になったときの検出は、終端抵抗Ｒｔに検出可能な電圧を発生させなければならないので、定数設定に工夫が必要である。具体的には図１の場合は抵抗Ｒｂ１，Ｒｂ２の抵抗値を低く、また図３の場合は電流源Ｉ１，Ｉ２の電流値を大きくしなければならない。
【００３１】
図４の場合は、抵抗Ｒｉ１，Ｒｉ２を終端抵抗Ｒｔとして利用することで、一方の入力端のみ開放になったときの検出は比較的容易である。但し、何れの場合もＬＶＤＳトランシーバ２の負担が重くなる。
【００３２】
図５は、この発明の第４の実施の形態について説明するためのシステム図であれ。この実施の形態は、ＬＤＳトランシーバ３の負担を大きくすることなく、一方の入力端のみの開放が検出できるようにしたものである。
【００３３】
すなわち、この実施の形態では、図７の終端抵抗Ｒｔの位置をＬＶＤＳレシーバ３の入力端の間から、ＬＶＤＳトランシーバ２の出力端の間に変更したものである。
【００３４】
ＬＶＤＳレシーバ３の入力端に終端抵抗Ｒｔがある場合は、ケーブル５が外れても終端抵抗Ｒｔが接続されいることから、ケーブル５の外れを検出しにくかった。しかし、ＬＶＤＳトランシーバ２の出力端に終端抵抗Ｒｔを設置した場合は、ＬＶＤＳトランシーバ２とＬＶＤＳレシーバ３との間のケーブル５が一本だけ外れたときでも、ＬＶＤＳレシーバ３の入力端としては解放状態となる。従って、ケーブル５の外れの検出が容易となる。
【００３５】
このことは、図１、図３および図４に示した実施の形態にもＬＶＤＳトランシーバ２の出力端に終端抵抗Ｒｔを設置することで、ＬＶＤＳレシーバ３側での検出を容易にすることができる。
【００３６】
なお、終端抵抗Ｒｔの位置は、ＬＶＤＳトランシーバ２の出力端の間以外にもケーブル５のＬＶＤＳ信号ラインの間でもよい。
【００３７】
以上のようにこの発明は、ＬＶＤＳ規格を利用し、ＬＶＤＳレシーバ入力端そのもの、またはそれに相当する部分で、ＬＶＤＳレシーバの入力端開放のときに正常接続時と異なるバイアス状態となるようにし、これを検出した結果で差動入出力アンプＡの出力状態を制御したものは全てこの発明に含まれる。
【００３８】
また、この発明ではレーザー光による事故を防ぐための実施の形態について述べてきたが、これに限定されるわけではない。ＬＶＤＳを用いた印字データ伝送を行い、異常時におけるフェイルセーフが求められるような応用もこの発明に全て含まれる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明による保護装置によれば、ＬＶＤＳによる高速データ伝送を損なうことなく、保守作業時等におけるレーザー光による事故の発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態について説明するためのシステム図。
【図２】図１の動作について説明するための説明図。
【図３】この発明の第２の実施の形態について説明するための回路構成図。
【図４】この発明の第３の実施の形態について説明するための回路構成図。
【図５】この発明の第４の実施の形態について説明するためのシステム図。
【図６】一般的なＬＶＤＳ規格による伝送手段を用いてレーザーダイオードの駆動について説明するためのシステム図。
【図７】ＬＶＤＳ規格について説明するための説明図。
【符号の説明】
１…画像処理プロセッサ、２…ＬＶＤＳトランシーバ、３…ＬＶＤＳレシーバ、４…レーザードライバ、５…ワイヤー、１１…保護回路、Ｒｔ…終端抵抗、Ａ…差動入出力アンプ、Ｒｂ１，Ｒｂ２，ＲＬ１，ＲＬ２，Ｒｉ１，Ｒｉ２…抵抗、Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２，Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３，Ｖｂ４…電圧源、Ｑ１，Ｑ２…トランジスタ、Ｉ１，Ｉ２，Ｉｅ１，Ｉｅ２…電流源、Ｃｏｍｐ１，Ｃｏｍｐ２…コンパレータ、ＬＤ…レーザーダイオード。
【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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