JP2009140093A - 制御システム及び割り込み方法 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば、割り込み専用の制御線の数を削減することと、厳密な時間管理が必要となるような入力信号に基づいた割り込み処理とを両立するとともに、通信線を介したデータの送受信が不要であっても割り込みの有無を適確に通知する。
【解決手段】第１ユニットは、例えば、送受信すべきデータが無い場合であっても１つの通信周期において少なくとも１回、通信線を介して割り込みの有無及び要因を表す割り込み情報を第２ユニットへ送信する割り込み情報送信手段を備える。第２ユニットは、例えば、記憶手段、割り込み判定手段及び実行手段を備える。記憶手段は、通信線を介して第１ユニットから受信した割り込み情報を記憶する。割り込み判定手段は、記憶されている割り込み情報が第１ユニットからの割り込みが有ることを示しているか否かを判定する。実行手段は、割り込み情報が第１ユニットからの割り込みが有ることを示していれば割り込み処理を実行する。
【選択図】図９

Description

本発明は、例えば、データ通信を行うための通信線を介して接続された複数のユニットを含む制御システムや画像形成装置であって、とりわけ、割り込み方法に関する。

複写機のような制御システムでは、システム内に点在配置された複数のスレーブ制御ユニットと、全体の制御処理を行うマスター制御ユニットとが通信線を介して接続されている。通信線を介した通信方式としては、シリアル通信方式が知られている。シリアル通信方式を採用することで、複数のスレーブ制御ユニットとマスター制御ユニットとを接続する信号線数を少なくすることが可能となる。ひいては、信号コネクタや線材の削減によるコストダウンや、信号コネクタの削減による、コネクタの接触不良の削減など、信号線数が多いことによる不具合の確率を低下させることが可能となる。

マスター制御ユニットは、シリアル通信により、複数のスレーブ制御ユニットに設けられたセンサなどの検知情報を収集する。そして、マスター制御ユニットは、収集した情報に基づいてスレーブ制御ユニットへ制御信号を送出する。スレーブ制御ユニットは、受信した制御信号に従ってモータなどの負荷を制御する。

ところで、厳密な時間管理が必要な入力信号に基づいて制御を行うためには、マスター制御ユニットへの割り込みが必要となる。従来は、シリアル通信の信号線とは別の割り込み制御線を設けることで、スレーブ制御ユニットがマスター制御ユニットに対して割り込み信号を発行していた（特許文献１）。
特開２００６−２１５８６９号公報

特許文献１に記載された発明では、厳密な時間管理を実現できるかもしれないが、シリアル通信の信号線とは別に、割り込み専用の多数の制御線が必要となってしまう。とりわけ、割り込み要因の種類が複数存在すれば、その数に応じた本数の専用の割り込み制御線が必要となる。なぜなら、割り込みが発生したことだけでなく、どのような種類の割り込みであるのかもマスターユニットに知らせなければ、適確な制御を実行できないからである。ただし、制御線の数を増やせば、コスト増を招くため、好ましくない。

一方、割り込みの要因をシリアル通信用の信号線を介して送信すれば、割り込みの発生を知らせるための割り込み専用の制御線を１本に削減できるかもしれない。ただし、マスターユニットは、割り込み専用の制御線を介して割り込みの発生を認識すると、スレーブユニットに対してシリアル通信により割り込みの要因を問い合せなければならない。このように、スレーブユニットがマスターユニットへ割り込み専用の制御線を介して割り込みの発生を通知してからマスターユニットがスレーブユニットに割り込みの要因を問い合せて返答を受信するまでには、ある程度の通信時間が必要となってしまう。

これらの課題を解決すべく、スレーブユニットとのマスターユニットとの間に割り込み専用の制御線を設けずに、シリアル通信用の信号線を介して、割り込みの有無や要因を表す割り込み情報を送信する方法が考えられる。より具体的には、マスターユニットがシリアル通信における１つの通信周期において割り込み情報を要求するためのコマンドを送信する。スレーブユニットは、当該コマンドを受信すると割り込み情報をマスターユニットへ送信する。この方法によれば、割り込み専用の制御線の数を削減することと、厳密な時間管理が必要となるような入力信号に基づいた割り込み処理とを両立することができる。

しかし、シリアル通信方式などの一般的な通信方式では、マスターユニット側で送信すべきデータがなくなれば、割り込み情報を要求するためのコマンドも送信できなくなってしまう。なぜなら、マスターユニットがシリアル通信を停止してしまうからである。これでは、割り込みの要因が発生してもそれをタイムリーに知らせることが困難となってしまう。

そこで、本発明は、このような課題および他の課題のうち、少なくとも１つを解決することを目的とする。例えば、本発明は、割り込み専用の制御線の数を削減することと厳密な時間管理が必要となるような入力信号に基づいた割り込み処理とを両立するとともに、通信線を介したデータの送受信が不要であっても割り込みの有無を適確に通知することを目的とする。なお、他の課題については明細書の全体を通して理解できよう。

本発明は、例えば、データ通信を行うための通信線を介して接続された第１ユニット及び第２ユニットを含む制御システム、画像形成装置又は割り込み方法として実現できる。第１ユニットは、例えば、送受信すべきデータが無い場合であっても１つの通信周期において少なくとも１回は、通信線を介して割り込みの有無を表す割り込み情報を第２ユニットへ送信する割り込み情報送信手段を備える。第２ユニットは、例えば、記憶手段、割り込み判定手段及び実行手段を備える。記憶手段は、通信線を介して第１ユニットから受信した割り込み情報を記憶する。割り込み判定手段は、記憶されている割り込み情報が第１ユニットからの割り込みを示しているか否かを判定する。実行手段は、割り込み情報が第１ユニットからの割り込みを示していれば割り込み処理を実行する。

本発明によれば、割り込み専用の制御線の数を削減することと、厳密な時間管理が必要となるような入力信号に基づいた割り込み処理とを両立するとともに、通信線を介したデータの送受信が不要であっても割り込みの有無を適確に通知できるようになる。

[実施形態１]
以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念および下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

図１は、実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。画像形成装置は、例えば、印刷装置、プリンタ、複写機、複合機、ファクシミリとして実現できる。ここでは、一例として、画像形成装置を複写機として説明する。画像形成装置１００は、主に、リーダー部１１０とプリンタ部１２０とを備えている。なお、画像形成装置１００は、データ通信を行うための通信線を介して接続された第１ユニット及び第２ユニットを含む制御システムの一例である。

リーダー部１１０は、原稿台１１１に載置された原稿についての画像をＣＣＤ１１２によりＲＧＢ画像信号へ変換する。コントローラ１１３は、ＲＧＢ画像信号に所定の画像処理を加えてＣＭＹＫの画像データを作成し、プリンタ部１２０へ送出する。

画像形成制御部１２１は、画像制御および駆動制御を行う制御部である。ポリゴンスキャナ１２２は、レーザー光を感光ドラム上に走査させる光学ユニットである。画像形成部１３０は、それぞれ色の異なる現像剤の数に応じて設けられている。ここでは、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色についての画像形成部が設けられている。なお、本発明は、画像形成部の内部構成に必ずしも依存した発明ではないため、各画像形成部の内部構成を基本的に同様であるものとして説明する。画像形成部１３０と、ポリゴンスキャナ１２２などの露光部とを備えるようにして作像ユニット１４０が構成されている。

画像形成制御部１２１は、ＣＭＹＫの画像データを受信すると、γ補正などの画像変換処理を施す。レーザー素子１２３は、γ補正が適用された画像データに応じて変調したレーザービームを出力する。ポリゴンスキャナ１２２は、は、レーザービームを感光ドラム上で走査する。

画像形成部１３０は、感光ドラム１３１、現像器１３２、１次帯電器１３３、クリーナ１３４、補助帯電器１３５、前露光ランプ１３６及び転写帯電器１３７を備える。感光ドラム１３１は、レーザービームの露光によって形成された静電潜像を担持する像担持体である。現像器１３２は、静電潜像を現像剤（例：トナー）によって現像し、トナー画像を形成する。現像器１３２は、現像バイアスが印加されて現像を行う現像スリーブ１３８、現像スリーブ上の現像剤からの反射光量により現像剤濃度を検出する現像剤濃度センサ１３９などを備える。

１次帯電器１３３は、感光ドラム１３１を所望の電位に帯電させる。クリーナ１３４は、転写後の感光ドラム１３１の表面に残存したトナーを清掃する。補助帯電器１３５は、クリーナ１３４で清掃された感光ドラム１３１の表面を除電する。これは、感光ドラム１３１が１次帯電器において良好な帯電を得られるようにするためである。前露光ランプ１３６は、感光ドラム１３１上の残留電荷を消去するための露光を実行する。転写帯電器１３７は、転写ベルト１４１の内側から放電を行う。これにより、感光ドラム１３１上のトナー画像が転写部材に転写する。転写部材は、例えば、記録材、記録媒体、用紙、シート、転写材、転写紙と呼ばれることもある。現像濃度センサ１４２は、感光ドラム１３１上に形成されたトナー画像からの反射光量を検出するセンサである。

給紙ユニット１６０は、用紙収納部１５１、１５２、手差しトレー１５３、再給紙装置１５４を備えている。転写部材は、用紙収納部１５１、１５２、手差しトレー１５３、再給紙装置１５４のいずれかから画像形成部１３０に給紙される。用紙収納部１５１、１５２、手差しトレー１５３などには、転写部材を検出するための用紙センサ１６１、１６２、１６３がそれぞれ設けられている。なお、用紙センサは、搬送路の途中にも設けられており、搬送タイミングの制御や、ジャムの検出などに使用される。

レジストローラ１５９は、給紙された転写部材を一度停止し、画像形成部への転写用紙の搬送のタイミングを調整するための搬送手段である。転写ベルト１４１は、転写部材を搬送する搬送手段である。転写部材は、転写ベルト１４１により搬送されながら、感光ドラムからトナー画像が転写される。

定着ユニット１７０は、定着前搬送部１５５及び定着器１５６を備える。定着前搬送部１５５は、作像ユニット１４０から搬送されてきた転写部材を定着器１５６へ搬送する。定着器１５６は、トナー画像を転写部材に対して加熱定着させて出力する。

搬送ユニット１８０は、反転搬送路１５７及び再給紙搬送路１５８を備える。反転搬送路１５７は、転写部材を裏返すための搬送手段である。裏返された転写部材は、そのまま排出されたり、両面印刷を行うために再給紙搬送路１５８に搬送されたりする。再給紙搬送路１５８は、片面に画像の形成された転写部材を再給紙装置１５４へ送出する。

図２は、画像形成装置の制御構成例を示すブロック図である。プリンタエンジン制御部２００は、プリンタ部１２０の全体を統括的に制御する制御部である。なお、各ユニット間は、シリアル通信を実行するための通信線により接続されている。このように、画像形成装置１００は、通信線を介して接続された複数のユニットを含む制御システムの一例である。

紙搬送プラットフォーム２１０は、給紙ユニット１６０、搬送ユニット１８０、これらを制御するプラットフォーム制御部２１１を備えている。搬送ユニット１８０は、ＣＰＵを含むユニットである。給紙ユニット１６０は、内部にＣＰＵを含まないユニットである。これは、説明の便宜上の仮定であり、両者ともＣＰＵを含んでもよいし、給紙ユニット１６０のみがＣＰＵを含んでもよい。

プラットフォーム制御部２１１は、搬送ユニット１８０と通信して制御情報の受け渡しを行う。搬送ユニット１８０のＣＰＵは、プラットフォーム制御部２１１からの指示やコマンドに応じて負荷（例：排紙、反転、両面搬送動作に関与するモータなど）の制御を行う。プラットフォーム制御部２１１は、給紙ユニット１６０の各負荷（例：給紙に関与するソレノイドやモータなど）を直接的に制御を行う。

画像形成サブシステム２２０は、作像ユニット１４０、定着ユニット１７０、これらを制御する画像形成制御部１２１を備えている。一例として、作像ユニット１４０及び定着ユニット１７０はともに内部にＣＰＵを含むユニットであるとして説明する。作像ユニット１４０は、画像形成制御部１２１と通信して制御情報（例：印加電圧、トナー濃度など）の受け渡しを行い、各負荷の制御を行う。作像ユニット１４０は、コントローラ１１３及び画像形成制御部１２１を介して受信した画像信号に基づき、転写部材上へ画像を形成する。画像信号は、例えば、ビデオデータ（ＶＩＤＥＯ）、画像同期ＣＬＫ（ＶＣＬＫ）、主走査同期信号（ＢＤ）、副走査同期信号（ＩＴＯＰ）などである。定着ユニット１７０は、プリンタエンジン制御部２００と通信して制御情報（例：定着温度）の受け渡しを行い、各負荷（ヒータなど）の制御を行う。

画像形成制御部１２１は、画像を転写部材上の正しい位置に転写するために、副走査同期信号（ＩＴＯＰ）から紙搬送同期タイミング情報を生成し、プリンタエンジン制御部２００を経由してプラットフォーム制御部２１１に送信する。プラットフォーム制御部２１１は、受信した紙搬送同期タイミング情報を基に給紙、搬送を行うための負荷を制御することで、適切なタイミングで画像形成サブシステム２２０に転写部材を引き渡す。このように、各ユニットが協調して動作することで、転写部材上に画像が形成される。

電源ユニット２３０は、ＡＣ入力からＤＣ出力および整流されたＡＣ出力を出力する。ＤＣ出力には、複数の電圧出力があり、画像形成装置１００の各プラットフォーム、各サブシステム、各ユニットへ供給される。ＡＣ出力は、必要に応じて各プラットフォーム、各サブシステム、各ユニットに供給されるが、ここでは少なくとも定着ユニット１７０に供給されるものとする。

プリンタエンジン制御部２００は、画像の形成を制御する画像形成制御ユニットの一例である。プリンタエンジン制御部２００は、プラットフォーム制御部２１１からの紙搬送プラットフォーム２１０の制御情報、画像形成制御部１２１からの画像形成サブシステム２２０の制御情報、電源ユニット２３０からの制御情報を統括して管理する。プリンタエンジン制御部２００は、管理している制御情報を基に画像を形成するために、プラットフォーム制御部２１１、画像形成制御部１２１および電源ユニット２３０へ制御情報を送出する。

プラットフォーム制御部２１１は、プリンタエンジン制御部２００によって決定された制御情報に基づいて、搬送ユニット１８０と通信を行い、制御情報の受け渡しを行う。搬送ユニット１８０は、受け渡された制御情報に基づき各負荷の制御を行う。プラットフォーム制御部２１１は、プリンタエンジン制御部２００によって決定された制御情報に基づいて、給紙ユニット１６０の各負荷の制御を行う。

画像形成制御部１２１はプリンタエンジン制御部２００によって決定された制御情報に基づいて、作像ユニット１４０と通信を行い、制御情報の受け渡しを行う。画像形成制御部１２１はプリンタエンジン制御部２００によって決定された制御情報に基づいて定着ユニット１７０の各負荷の制御を行う。作像ユニット１４０は受け渡された制御情報に基づき各負荷の制御を行う。電源ユニット２３０はプリンタエンジン制御部２００によって決定された制御情報に基づいて出力電圧の制御を行う。

コントローラ１１３は、プリンタエンジン制御部２００との間で制御情報を送受信し、画像形成制御部１２１との間で画像信号を送受信する。コントローラ１１３には、リーダー部１１０から画像情報が入力される。さらに、コントローラ１１３には、操作部２４０も接続されており、制御情報（例：入力信号や表示信号）を通信する。コントローラ１１３は、ネットワーク２６０に接続しており、図示しないコンピュータなどと画像信号や制御情報の送受信を実行する。

このように画像形成装置に備えられた各ユニットはシリアル通信により、情報の送受信と制御を実行する。スレーブユニットは、制御対象となる負荷を備えたユニットであり、マスターユニットは、スレーブユニットを介して負荷を制御するユニットである。給紙ユニット１６０はスレーブユニットの一例であり、給紙ユニット１６０を制御するプラットフォーム制御部２１１は、マスターユニットの一例である。同様に、定着ユニット１７０もスレーブユニットの一例であり、定着ユニット１７０を制御する画像形成制御部１２１もマスターユニットの一例である。このように、画像形成装置１００の内部には複数の制御システムが形成されている。

図３は、実施形態に係る制御システム３００の一例を示す図である。マスターユニット３０１は、スレーブユニット３０２に対して信号線３０３と信号線３０４といった、シリアル通信方式でデータ通信するための２本の信号線（シリアル通信線）により接続されている。マスターユニット３０１は、ＣＰＵ３０５及びマスターシリアル通信部３０６を備えている。なお、マスターユニット３０１とスレーブユニット３０２との間には割り込み専用の制御線は設けられておらず、割り込み用の信号、制御信号やデータとが同一の信号線で送受信される。そのため、従来よりも割り込み専用の制御線の数を削減することができる。マスターユニット３０１は、第２ユニットの一例であり、スレーブユニット３０２は、第１ユニットの一例である。

マスターシリアル通信部３０６は、ＣＰＵ３０５による制御に応じてシリアル通信によりデータを送受信するマスターシリアル送受信部３３１を備えている。マスターシリアル送受信部３３１は、ＣＰＵ３０５が書き込んだデータとコマンドに基づいたシリアルデータを信号線３０３へ送出する。さらに、マスターシリアル送受信部３３１は、信号線３０４を通じて受信したシリアルデータを記憶する。ＣＰＵ３０５は、マスターシリアル送受信部３３１に記憶されているデータを、バスライン３０７を介して読み出すことができる。なお、マスターシリアル通信部３０６は、記憶部３２２に記憶されている要因情報に基づいて割り込みの有無とその要因を検出する割り込み要因検出部３３３を備えている。割り込み要因検出部３３３は、割り込みを検出すると、割り込み信号を制御線３３４へ出力する。制御線３３４は、割り込み入力端子３１０に接続されている。要因情報は、割り込みの有無や割り込みの要因を表す割り込み情報の一例である。割り込み要因検出部３３３は、記憶されている割り込み情報が第１ユニットからの割り込みが有ることを示しているか否かを判定する割り込み判定手段の一例である。そして、記憶部３２２は、通信線を介して第１ユニットから受信した割り込み情報を記憶する記憶手段の一例である。また、ＣＰＵ３０５は、割り込み情報が前記第１ユニットからの割り込みが有ることを示していれば割り込み処理を実行する実行手段の一例である。

一方、スレーブユニット３０２のスレーブシリアル通信部３２０は、記憶部３２１と、送信されたコマンドに応じてデータの送受信を行うスレーブシリアル送受信部３４１を備えている。スレーブシリアル送受信部３４１は、受信したデータやコマンドに基づき、図示しない出力ポートなどの出力を制御するとともに、シリアルデータを信号線３０４へ送出する。このような動作により、マスターユニット３０１のＣＰＵ３０５は、スレーブユニット３０２の出力を制御したり、スレーブユニット３０２からの入力情報を読み込んだりしている。

なお、マスターユニット３０１に対する割り込みの要因が発生すると、スレーブシリアル送受信部３４１は、信号線３０４を介してマスターユニット３０１へ割り込み信号を送信するともに、割り込みの要因を示す要因情報を記憶部３２１に記憶する。また、マスターユニット３０１から信号線３０３を介して要因情報の読み出し要求コマンドを受信すると、スレーブシリアル送受信部３４１は、記憶部３２１に記憶されている要因情報を読み出し、信号線３０４を介して、マスターユニット３０１へ送信する。よって、スレーブシリアル送受信部３４１は、通信線を介して割り込みの有無及び要因を表す割り込み情報を第２ユニットへ送信する送信手段の一例といえる。

マスターシリアル送受信部３３１は、信号線３０４を介して受信した要因情報を記憶部３２２に記憶する。なお、マスターシリアル送受信部３３１は、受信したシリアルデータのうち、要因情報用に予め定められたフォーマットのシリアルデータだけを記憶部３２２へ記憶してもよい。

ＣＰＵ３０５は、割り込み入力端子３１０に割り込み信号が入力されると、記憶部３２２に記憶されている要因情報を、バスライン３０７を介して読み出す。さらに、ＣＰＵ３０５は、読み出した要因情報に応じた割り込み処理を実行する。なお、ＣＰＵ３０５は、割り込み処理を実行すると記憶部３２２のデータをクリアする。データがクリアされると、割り込み要因検出部３３３は、割り込み信号の出力を停止し、制御線３３４を非割り込み状態に戻す。

図４は、実施形態に係るシリアル通信および制御の一例を示すデータフロー図である。図中に示した用語の意味は次の通りである。
Ｍ２Ｓ：マスターユニット３０１からスレーブユニット３０２への送信内容
Ｓ２Ｍ：からスレーブユニット３０２からマスターユニット３０１への送信内容
ＩＲ−Ｄ―Ｓ：スレーブユニットに設けられた記憶部３２１のデータ内容
（０：割り込み要因なし、１：割り込み要因あり）
ＩＲ−Ｄ−Ｍ：マスターユニットに備えられた記憶部３２２のデータ内容
（０：割り込み要因なし、１：割り込み要因あり）
ＩＤ−ＯＵＴ：割り込み要因検出部３３３の出力
（０：割り込みなし、１：割り込みあり）
ＣＰＵ：マスターユニットに備えられたＣＰＵ３０５の割り込み処理
（Ｎｏ：通常処理、ＩＯ：割り込み処理）
ＭＳＴ：マスタースタートコマンド
ＳＳＴ：スレーブスタートコマンド
ＭＣＤ：マスターコマンド
ＳＣＤ：スレーブコマンド
ＭＤ０〜ＭＤ７：マスター送信データ
ＳＤ０〜ＳＤ７：スレーブ送信データ
ＩＲ：要因情報の読み出し要求コマンド
ＩＤ：割り込み要因データ
ＣＲ：スレーブユニットに備えられた記憶部３２１のクリアコマンド
ＭＳＰ：マスターストップコマンド
ＳＳＰ：スレーブストップコマンド
Ｗ：Ｗａｉｔ（時間まちの処理）。

マスターユニット３０１からスレーブユニット３０２へのシリアル通信は、マスターシリアル送受信部３３１がスタートビットＭＳＴを送信することで、開始される。マスターシリアル送受信部３３１は、ＭＳＴに続いて、処理内容に即したコマンドＭＣＤを送信する。さらに、マスターシリアル送受信部３３１は、ＭＣＤに続いて、処理内容に即したデータＭＤ０〜ＭＤ７（ここでは８ブロックとする。）を送信する。さらに、マスターシリアル送受信部３３１は、要因情報の読み出し要求コマンドＩＲを送信する。よって、マスターシリアル送受信部３３１は、通信線を介して第１ユニットに対して割り込み情報を送信するよう要求する要求送信手段の一例である。さらに、マスターシリアル送受信部３３１は、記憶部３２１のクリアコマンドＣＲを送信し、最後に、通信終了を意味するストップコマンドＭＳＴを送信する。このような送信手順によって、１回のシリアル通信が実行される。１回のシリアル通信が終了すると、必要に応じて待ち処理のＷａｉｔが入る。

一方、スレーブユニット３０２のスレーブシリアル送受信部３４１は、マスターユニット３０１からＭＳＴを受信すると、スタートビットＳＳＴを送信する。続いて、スレーブシリアル送受信部３４１は、処理内容に即したコマンドＳＣＤを送信する。さらに、スレーブシリアル送受信部３４１は、ＳＣＤに続いて、処理内容に即したデータＳＤ０〜ＳＤ７（ここでは８ブロック）を送信する。スレーブシリアル送受信部３４１は、要因情報の読み出し要求コマンドＩＲを受信すると、記憶部３２１から読み出した要因情報ＩＲ−Ｄ−Ｓを割り込み要因データＩＤに変換して送信する。なお、クリアコマンドＣＲを受信すると、スレーブシリアル送受信部３４１は、記憶部３２１に記憶されている要因情報をクリア（消去）する。最後に、スレーブシリアル送受信部３４１は、ストップコマンドＳＳＴを送信することで、１回のシリアル通信を終了する。必要に応じて待ち処理のＷａｉｔが入る。

マスターシリアル送受信部３３１は、受信した割り込み要因データＩＤに応じたデータ内容ＩＲ−Ｄ−Ｍを記憶部３２２に記憶する。割り込み要因検出部３３３は、記憶部３２２に記憶されたデータ内容ＩＲ−Ｄ−Ｍに基づいて、割り込みが発生したか否かを判定する。割り込みが発生していなければ、割り込み要因検出部３３３は、割り込み信号ＩＤ−ＯＵＴを０に維持する。ＣＰＵ３０５は、割り込み信号ＩＤ−ＯＵＴが０であるので、通常処理を続ける（ＮＯ）。

一方で、スレーブユニットで割り込みが発生すると、記憶部３２１に記憶されているデータ内容ＩＲ−Ｄ−Ｓが、割り込み有りを示す１となる。よって、マスターユニットの記憶部３２２に記憶されるデータ内容ＩＲ−Ｄ−Ｍも１となり、割り込み要因検出部３３３は、割り込みが発生したことを検出する。割り込み要因検出部３３３は、ＩＲ−Ｄ−Ｍ＝１となったので、割り込みの発生を示す割り込み信号ＩＤ−ＯＵＴ（＝１）をＣＰＵ３０５の割り込み入力端子３１０に出力する。よって、割り込み要因検出部３３３は、割り込み情報が第１ユニットからの割り込みが有ることを示していれば割り込み入力端子へ割り込み信号を出力する出力手段の一例である。

ＣＰＵ３０５は、割り込み入力端子３１０に割り込み信号が入力されると、記憶部３２２に記憶されている要因情報を、バスライン３０７を介して読み出し、読み出した要因情報から実行すべき割り込み処理を特定する。さらに、ＣＰＵ３０５は、特定した割り込み処理を実行する（ＩＯ）とともに、記憶部３２２のデータ内容をクリアする。これにより、割り込み状態が解除される。

図５は、実施形態に係るマスターユニットにおける割り込み方法の一例を示す図である。ステップＳ５０１で、マスターシリアル送受信部３３１は、要因情報の要求コマンドを送信すべき予め定められたタイミングであるか否かを判定する。例えば、マスターシリアル送受信部３３１は、ＭＳＴを送信してから所定の時間が経過すると要求コマンドを送信すべきタイミングになったと判定する。要求コマンドを送信すべきタイミングになると、ステップＳ５０２へ進む。

ステップＳ５０２で、マスターシリアル送受信部３３１は、要求コマンドを送信する。ステップＳ５０３で、マスターシリアル送受信部３３１は、要因情報を受信し、記憶部３２２に記憶する。

ステップＳ５０４で、割り込み要因検出部３３３は、記憶部３２２から要因情報を読み出し、割り込みが発生しているか否かを判定する。割り込みが発生していなければ、ステップＳ５０１に戻る。割り込みが発生していれば、ステップＳ５０５に進む。ステップＳ５０５で、割り込み要因検出部３３３は、割り込みの発生をＣＰＵ３０５に伝達すべく、割り込み信号を制御線３３４に出力する。

ステップＳ５０６で、ＣＰＵ３０５は、割り込み入力端子３１０に割り込み信号が入力されたことを検出することで割り込みの発生を認識し、バスライン３０７を通じて要因情報を記憶部３２２から読み出す。ステップＳ５０７で、ＣＰＵ３０５は、必要に応じて、要因情報から割り込み要因を特定する。ステップＳ５０８で、ＣＰＵ３０５は、割り込み要因に応じた割り込み処理を実行する。ステップＳ５０９で、ＣＰＵ３０５は、割り込み処理の実行に応じて、バスライン３０７を通じて、記憶部３２２に記憶されている要因情報を消去する。

図６は、実施形態に係るスレーブユニットにおける割り込み方法の一例を示す図である。ステップＳ６０１で、スレーブシリアル送受信部３４１は、割り込みの要因が発生したか否かを判定する。例えば、定着ユニットにおける過昇温などは、割り込み要因の一例である。この場合、割り込み処理としては、定着ヒータに対する電力供給の停止などがある。割り込み要因が発生すると、ステップＳ６０２に進む。

ステップＳ６０２で、スレーブシリアル送受信部３４１は、発生した割り込み要因を示す要因情報を作成し、記憶部３２１に記憶する。ステップＳ６０３で、スレーブシリアル送受信部３４１は、要因情報の要求コマンドを受信したか否かを判定する。要求コマンドを受信すると、ステップＳ６０４に進む。

ステップＳ６０４で、スレーブシリアル送受信部３４１は、記憶部３２１から要因情報を読み出し、信号線３０４を介してマスターユニット３０１へ送信する。ステップＳ６０５で、スレーブシリアル送受信部３４１は、シリアル通信によりマスターユニット３０１から受信したコマンドにしたがい割り込み処理を実行する。ステップＳ６０６で、スレーブシリアル送受信部３４１は、割り込み処理の実行に応じて、記憶部３２１に記憶された要因情報を消去する。

以上説明したように本実施形態によれば、割り込み専用の制御線の数を削減することと、厳密な時間管理が必要となるような入力信号に基づいた割り込み処理とを両立することができる。

＜関連技術＞
上述した実施形態の利点をわかりやすく説明するために、以下に、関連技術について説明する。なお、以下の関連技術は、必ずしも従来技術や公知例というわけではない。

図７は、関連技術に係るシリアル通信システムを示す図である。この図によれば、制御を司るマスター側の制御ユニットであるマスターユニット３０１と、制御されるスレーブ側のユニットであるスレーブユニット３０２とが示されている。マスターユニット３０１とスレーブユニット３０２はシリアル通信を行うための２本の信号線で接続される。１つは、マスターユニット３０１からスレーブユニット３０２への信号線３０３である。もう１つは、スレーブユニット３０２からマスターユニット３０１への信号線３０４である。

マスターユニット３０１は、統括的に制御を司るＣＰＵ３０５と、シリアル通信を行うマスターシリアル通信部３０６とを備えている。ＣＰＵ３０５とマスターシリアル通信部３０６は、バスライン３０７によりバス接続されている。ＣＰＵ３０５は、バスライン３０７を介して、マスターシリアル通信部３０６に対して、データのリード／ライトを行うとともに、マスターシリアル通信部３０６の制御を行う。マスターシリアル通信部３０６は、ＣＰＵ３０５が書き込んだデータやコマンドに基づいたシリアルデータを信号線３０３へ送出する。また、マスターシリアル通信部３０６は、信号線３０４を通じて受信したシリアルデータを記憶する。ＣＰＵ３０５は、バスライン３０７を介して、マスターシリアル通信部３０６に記憶されているシリアルデータを読み出す。

一方、スレーブユニット３０２は、信号線３０３を介して受信したコマンドに基づきデータの送受信を行うスレーブシリアル通信部３２０を備えている。スレーブシリアル通信部３２０は、マスターユニットから送信されたデータとコマンドに基づき、図示しない出力ポートなどの出力を制御するとともに、シリアルデータを信号線３０４へ送出する。このような動作により、マスターユニット３０１のＣＰＵ３０５は、スレーブユニット３０２の出力を制御や、スレーブユニット３０２からの入力情報の読み込みが可能となる。

ただし、シリアル通信によるデータの送受信にはある程度の通信時間が必要となる。そこでこの通信時間では間に合わないような情報、特に、割り込みに対処するために、専用の割り込み制御線３０８、３０９が設けられている。スレーブユニット３０２は、割り込みの要因が発生すると、割り込み信号をＣＰＵ３０５の割り込み入力端子３１０又は３１１に出力する。

図では、専用の割り込み制御線が２本のみ記載されているが、実際には、割り込み要因の種類に応じた本数の専用の割り込み制御線が必要となる。なぜなら、割り込みが発生したことだけでなく、どのような種類の割り込みであるのかもマスターユニットに知らせなければ、適確な制御を実行できないからである。ただし、制御線の数を増やせば、コスト増を招くため、好ましくない。

図８は、関連技術に係るシリアル通信システムを示す図である。図７で説明した箇所と共通する箇所には同一の参照番号を付すことで説明を簡潔にする。図８によれば、割り込み制御線は１本（割り込み制御線３０８）に減らされている。よって、割り込みの要因を別の方法により伝達する必要がある。

スレーブシリアル通信部３２０は、スレーブユニットで発生した割り込み要因を示す要因情報を記憶する記憶部３２１を備えている。割り込みの要因が発生すると、スレーブシリアル通信部３２０は、要因情報を記憶部３２１に記憶する。

スレーブシリアル通信部３２０は、割り込み要因が発生すると、専用の割り込み制御線３０８を介して割り込み信号をＣＰＵ３０５の割り込み入力端子３１０に出力する。割り込み信号を受信すると、ＣＰＵ３０５は、信号線３０３を介して、スレーブユニット３０２に割り込み要因の読み出し要求コマンドを送信する。スレーブシリアル通信部３２０は、マスターユニットから読み出し要求コマンドを受信すると、記憶部３２１から要因情報を読み出して信号線３０４へ送出する。マスターシリアル通信部３０６は、信号線３０４を介して受信した要因情報を記憶する記憶部３２２を備えている。最終的に、ＣＰＵ３０５は、バスライン３０７を介して、マスターシリアル通信部３０６が備える記憶部３２２から要因情報を読み出す。

このように、図７に示した関連技術によれば、厳密な時間管理を実現できるが、シリアル通信の信号線とは別に、割り込み専用の多数の制御線が必要となってしまう。一方、図８に示した関連技術によれば、割り込み専用の制御線を１本に削減できるが、マスターユニットはスレーブユニットに対してシリアル通信により割り込みの要因を問い合せる必要がある。よって、割り込みの要因を問い合せ、それに対する返答にある程度の通信時間が必要となってしまう。

それに対して本実施形態では、スレーブユニット３０２がシリアル通信用の通信線を介して要因情報をマスターユニット３０１に送出することで、割り込み要因検出部３３３が割り込みの有無を判定する。よって、マスターユニット３０１とスレーブユニット３０２との間には、割り込み専用の多数の制御線は不要である。図８に示した関連技術と比較すると、割り込みの発生から割り込み処理までに要するステップ数が相対的に少なくなるため、通信時間を削減でき、厳密な時間管理も達成できると考えられる。

上述した実施形態では、要因情報を０、１としたが、もちろん、割り込み要因の種類に応じて、３値以上の多値の情報としてもよい。このようにすれば、ＣＰＵ３０５は、要因情報が示す割り込み要因を特定することも可能となる。よって、要因情報を送出するだけで、割り込みの有無とその要因とを伝達できるようになるため、さらに、通信時間を削減でき、厳密な時間管理も達成できると考えられる。なお、ＣＰＵ３０５は、割り込み情報が示す割り込みの要因を特定する特定手段の一例である。

ＣＰＵ３０５のように割り込み入力端子を含む制御手段が統括的に制御を司る場合は、割り込み信号を割り込み入力端子に入力する必要がある。本実施形態では、割り込み要因検出部３３３が、要因情報がスレーブユニットからの割り込みが有ることを示していれば割り込み入力端子へ割り込み信号を出力する出力手段として機能する。よって、制御の中枢となるＣＰＵ３０５に割り込みの発生を認識させることができる。また、ＣＰＵ３０５は、割り込み入力端子に割り込み信号が入力されると、記憶部３２２から要因情報を読み出して、割り込み要因を特定できるようになる。

上述した実施形態では、マスターユニット３０１がスレーブユニット３０２に対して通信線を介して要因情報を送信するよう要求コマンドを送信していた。しかしこれは必須ではなく、スレーブユニット３０２が要因情報を、制御遅延を招かない程度の時間間隔でマスターユニット３０１へ送信すれば十分である。

なお、要求コマンドを送信するケースでは、予め定められたタイミング、より好ましくは、定期的なタイミングで要因情報を要求すればよいだろう。これにより、厳密な時間管理を必要とするようなセンサの検出結果などの入力信号についても対処できよう。上述した実施形態では、マスターユニット３０１は、シリアル通信の１周期（ＭＳＴ乃至ＭＳＰ）に一度、要因情報の要求コマンドを送信していた。ただし、これは一例にすぎず、１周期内で複数回にわたり要求コマンドが送信されてもよい。要因情報の送信回数が増えれば、割り込み周期をより短くすることも可能である。

上述した実施形態では、データ通信方式として、シリアル通信方式を採用していたが、他の通信方式が採用されてもよい。ただし、シリアル通信方式を採用すれば、パラレル通信方式などと比較し、信号線数を少なくすることが可能となる。また、信号コネクタや線材の削減によるコストダウンや、信号コネクタの削減による、コネクタの接触不良の削減など、信号線数が多いことによる不具合の確率を低下させることが可能となる。

図９は、実施形態に係るシリアル通信および制御の一例を示すデータフロー図である。図４に関しては、マスターユニットがほぼ定常的にデータの送受信を行うことを前提として説明した。しかし、シリアル通信方式や他の一般的な通信方式では、送信すべきデータが存在しなければ、通信を一切停止してしまう方式がある。これは、省電力化や通信リソースの有効活用の点では有利であるが、上述した要因情報の要求コマンドも送信できなくなってしまうおそれがある。

そこで、本実施形態では、スレーブシリアル送受信部３４１が、マスターユニットにおいて送受信すべきデータが無い場合であっても１つの通信周期において少なくとも１回は、要因情報を送信するようにする。

図９において、ＭＯＰは、送信手順に対するＣＰＵ３０５の動作を示す。ＣＰＵ３０５の動作は、ＤＬＳ、ＤＳおよびＴＲなど、少なくとも３つある。ＤＬＳは、データ長の設定動作である。ＤＳは、送信すべきデータをセットする動作である。送信すべきデータが存在しなければ、ＤＳは省略される。ＴＲは、送信開始を示す。なお、図中のＤＬは、データ長の設定動作によってマスターシリアル送受信部３３１に設定された送信データ長である。

マスターユニット３０１のＣＰＵ３０５は、スレーブユニット３０２との通信を開始する前（１つの通信周期が始まる前）に、送信データ長の設定動作（ＤＬＳ）を実行する。通常のデータ送受信を行う場合の送信データ長は、例えば、固定値（この例では８）が設定される。もちろん、送信データ長は可変長であってもよい。次に、ＣＰＵ３０５は、バスライン３０７を介して、送信対象のデータをマスターシリアル送受信部３３１にセットする（ＤＳ）。最後に、送信開始をマスターシリアル送受信部３３１に指示する。これによって、図４を用いて説明したような通信手順に従ってデータと要求コマンドがスレーブユニットに送信される。

１つの通信周期が終了した時点で、マスターユニット３０１が、次に送信すべきデータが無く、データの更新が不要なときがある。この場合、マスターユニット３０１のＣＰＵ３０５は、スレーブユニット３０２との通信前に、送信データ長をゼロに設定する（ＤＬＳ）。マスターシリアル送受信部３３１は、通常のデータ送受信が不要であることを認識する。なお、送信すべきデータが存在しないので、データのセット（ＤＳ）が省略される。最後に、マスターシリアル送受信部３３１は、上述の通信手順にしたがって、スタートビットＭＳＴ、要求コマンドＩＲ、クリアコマンドＣＲ及びストップコマンドＭＳＴを送信する。

このように、マスターシリアル送受信部３３１は、スレーブユニットへ送信すべきデータが存在する場合はそのデータとともに命令（要求コマンド）を送信し、スレーブユニットへ送信すべきデータが存在しない場合は少なくとも命令を送信することになる。すなわち、送受信すべきデータが無い場合であっても１つの通信周期において少なくとも１回は、マスターシリアル送受信部３３１が要求コマンドをスレーブユニット３０２へ送信することになる。よって、マスターシリアル送受信部３３１は、通信線を介して第１ユニットに割り込み情報を送信するよう要求するための命令を、送受信すべきデータが無い場合であっても１つの通信周期において少なくとも１回は、送信する要求送信手段の一例である。

一方、スレーブシリアル送受信部３４１は、送受信すべきデータが無い場合であっても１つの通信周期において少なくとも１回は、要因情報をマスターユニット３０１へ送信することになる。スレーブシリアル送受信部３４１は、送受信すべきデータが無い場合であっても１つの通信周期において少なくとも１回は要求コマンドを受信することになるからである。よって、スレーブシリアル送受信部３４１は、送受信すべきデータが無い場合であっても１つの通信周期において少なくとも１回は、通信線を介して割り込みの有無を表す割り込み情報を第２ユニットへ送信する割り込み情報送信手段の一例である。

本発明によれば、割り込み専用の制御線の数を削減することと、厳密な時間管理が必要となるような入力信号に基づいた割り込み処理とを両立するとともに、通信線を介したデータの送受信が不要であっても割り込みの有無を適確に通知できるようになる。

なお、要求コマンドの送信を省略してもよい。この場合、スレーブシリアル送受信部３４１は、送受信すべきデータが無い場合であっても１つの通信周期において少なくとも１回は要因情報を送信することになる。もちろん、上述したように、スレーブシリアル送受信部３４１は、要求コマンドを受信したことを契機として、要因情報を送信してもよい。この場合、マスターシリアル送受信部３３１は、送受信すべきデータが無い場合であっても１つの通信周期において少なくとも１回は要求コマンドをスレーブユニット３０２へ送信することになる。すなわち、要求コマンドは、送信すべきデータがあればそのデータとともに送信され、送信すべきデータがなければ、単独で送信されることになる。

実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。 画像形成装置の制御構成例を示すブロック図である。 実施形態に係る制御システム３００の一例を示す図である。 実施形態に係るシリアル通信および制御の一例を示すデータフロー図である。 実施形態に係るマスターユニットにおける割り込み方法の一例を示す図である。 実施形態に係るスレーブユニットにおける割り込み方法の一例を示す図である。 関連技術に係るシリアル通信システムを示す図である。 関連技術に係るシリアル通信システムを示す図である。 実施形態に係るシリアル通信および制御の一例を示すデータフロー図である。

符号の説明

３０１・・・マスターユニット
３０２・・・スレーブユニット
３０３・・・信号線
３０４・・・信号線
３０５・・・ＣＰＵ
３０６・・・マスターシリアル通信部
３３１・・・マスターシリアル送受信部
３１０・・・ＣＰＵの割り込み入力端子
３２２・・・マスター割り込み要因情報記憶部
３３３・・・割り込み要因検出部
３２０・・・スレーブシリアル通信部
３４１・・・スレーブシリアル送受信部
３２１・・・記憶部

Claims (8)

1. データ通信を行うための通信線を介して接続された第１ユニット及び第２ユニットを含む制御システムであって、
   前記第１ユニットは、
   送受信すべきデータが無い場合であっても１つの通信周期において少なくとも１回は、前記通信線を介して割り込みの有無を表す割り込み情報を前記第２ユニットへ送信する割り込み情報送信手段を備え、
   前記第２ユニットは、
   前記通信線を介して前記第１ユニットから受信した割り込み情報を記憶する記憶手段と、
   記憶されている前記割り込み情報が前記第１ユニットからの割り込みが有ることを示しているか否かを判定する割り込み判定手段と、
   前記割り込み情報が前記第１ユニットからの割り込みが有ることを示していれば割り込み処理を実行する実行手段と
   を含むことを特徴とする制御システム。
2. 前記第２ユニットは、
   前記通信線を介して前記第１ユニットに対して前記割り込み情報を送信するよう要求するための命令を、送受信すべきデータが無い場合であっても１つの通信周期において少なくとも１回は、送信する要求送信手段
   をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
3. 前記要求送信手段は、
   前記第１ユニットへ送信すべきデータが存在する場合は該データとともに前記命令を送信し、前記第１ユニットへ送信すべきデータが存在しない場合は少なくとも前記命令を送信することを特徴とする請求項２に記載の制御システム。
4. 前記割り込み情報が示す割り込みの要因を特定する特定手段をさらに備え、
   前記実行手段は、特定された前記要因に応じた割り込み処理を実行することを特徴とする請求項３に記載の制御システム。
5. 前記第２ユニットは、
   前記特定手段、前記実行手段、及び、割り込み入力端子を含む制御手段と、
   前記割り込み情報が前記第１ユニットからの割り込みが有ることを示していれば前記割り込み入力端子へ割り込み信号を出力する出力手段と、
   をさらに含み、
   前記制御手段は、前記割り込み入力端子に前記割り込み信号が入力されると、前記記憶手段から前記割り込み情報を読み出して、前記割り込み要因を特定することを特徴とする請求項４に記載の制御システム。
6. 前記通信線は、シリアル通信線であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の制御システム。
7. 前記制御システムは、画像形成装置であり、
   前記第１ユニットは、制御対象となる負荷を備えたユニットであり、
   前記第２ユニットは、前記第１ユニットを介して前記負荷を制御するユニットであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の制御システム。
8. データ通信を行うための通信線を介して接続された第１ユニット及び第２ユニットを含む制御システムにおける割り込み方法であって、
   前記第１ユニットにおいて、前記通信線を介して割り込みの有無及び要因を表す割り込み情報を、送受信すべきデータが無い場合であっても１つの通信周期において少なくとも１回は、前記第２ユニットへ送信する送信工程と、
   前記第２ユニットにおいて、前記通信線を介して前記第１ユニットから受信した割り込み情報を記憶する記憶工程と、
   前記第２ユニットにおいて、記憶されている前記割り込み情報が前記第１ユニットからの割り込みが有ることを示しているか否かを判定する割り込み判定工程と、
   前記第２ユニットにおいて、前記割り込み情報が前記第１ユニットからの割り込みが有ることを示していれば割り込み処理を実行する実行工程と
   を含むことを特徴とする割り込み方法。

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