JP2015197820A - 電子機器および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第一回路基板と接続される第二回路基板にスイッチ回路を設けることなく、第二回路基板の種類を判別できるようにすること。【解決手段】コントローラ基板１０１には束線１０７を介して周辺基板１０４、１０５を接続できる。束線１０７は、フォトインタラプタ１０２からの出力信号を、ＣＰＵ１０１の第一ポートＰ１１および第二ポートＰ１２に伝送する信号線を有している。ＣＰＵ１０１は、第二ポートＰ１２をハイインピーダンス状態に設定しているときに第一ポートＰ１１に入力された出力信号の電圧に基づき周辺基板の種類を判別する。【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の回路基板を有する電子機器に関する。

プリンタ等の電子機器は、ＣＰＵまたはＡＳＩＣ等の中央演算装置とその周辺回路とを備えたコントローラ基板と、コントローラ基板に接続された幾つかの周辺基板とを有している。仕向地の商用電源電圧に応じて複数種類の周辺基板が設計される。そのため、コントローラ基板はどの種類の周辺基板が接続されているかを判別し、判別結果に応じて周辺基板を制御する必要がある。特許文献１によれば、センサ基板の信号線を用いてセンサ基板の種類を検知する発明が提案されている。

特開２０１２−９８３７０号公報

しかし、特許文献１の発明では、コンパレータ等のスイッチ（バッファ）回路が必要となるため、センサ基板のサイズが増加したり、製造コストが上昇したりする。そこで、本発明は、第一回路基板と接続される第二回路基板にスイッチ回路を設けることなく、第二回路基板の種類を判別できるようにすることを目的とする。

本発明は、たとえば、
第一ポートと第二ポートを有する論理演算手段が実装された第一回路基板と、
検知結果に応じて出力信号の電圧が変化する検知手段を有する第一の種類または第二の種類の第二回路基板と、
前記検知手段からの出力信号を、前記論理演算手段の前記第一ポートおよび前記第二ポートに伝送する信号線と、
を備え、
前記論理演算手段は、前記第二ポートをハイインピーダンス状態またはハイ状態に設定しているときに前記第一ポートに入力された前記出力信号の電圧に基づき前記第二回路基板の種類を判別することを特徴とする電子機器を提供する。

本発明によれば、第一回路基板と接続される第二回路基板にスイッチ回路を設けることなく、第二回路基板の種類を判別できるようになる。

電子機器の一例を示す図 種類判別工程と検知結果取得工程を示すタイミングチャート 種類判別工程と検知結果取得工程を示すフローチャート 電子機器の一例を示す図 種類判別工程と検知結果取得工程を示すタイミングチャート 種類判別工程と検知結果取得工程を示すフローチャート 電子機器の一例を示す図 種類判別工程と検知結果取得工程を示すタイミングチャート 種類判別工程と検知結果取得工程を示すフローチャート

＜実施例１＞
ここでは電子機器の一例として画像形成装置について説明する。画像形成装置は、記録材にトナーで可視化した像を担持させ、このトナー像を記録材に対して加圧および加熱して定着させる定着器を搭載している。定着器はヒータ材を実装しており、商用電源からヒータ材に電力を供給することで熱定着が実現される。ところで、画像形成装置に電力を供給する商用電源の電圧は仕向地（製品の出荷国）に応じて異なっている。ＡＣ１００Ｖ電源とＡＣ２００Ｖ電源とではヒータ材に流れる電流が異なるため、１００Ｖ用画像形成装置にはＡＣ１００Ｖ用の定着器を実装し、２００Ｖ用の画像形成装置にはＡＣ２００Ｖ用の定着器を実装する必要がある。したがって、コントローラ基板はどちらの定着器が接続されているかを判別できる必要がある。ここでは、コントローラ基板（メイン基板）が、定着器に実装される周辺基板（センサ基板）の信号線を用いて周辺基板の種類を判別する方法について説明する。

図１（Ａ）は１００Ｖ用の画像形成装置のコントローラ基板と一つの周辺基板の接続構成を示している。図１（Ｂ）は２００Ｖ用の画像形成装置のコントローラ基板と一つの周辺基板の接続構成を示している。図１（Ａ）が示すように、１００Ｖ用の画像形成装置では周辺基板１０４が束線１０７によってコントローラ基板１０３に接続されている。図１（Ｂ）が示すように、２００Ｖ用の画像形成装置では周辺基板１０５が束線１０７によってコントローラ基板１０３に接続されている。なお、コントローラ基板１０３は１００Ｖ用の画像形成装置と２００Ｖ用の画像形成装置とで共用される部品として設計された基板である。コントローラ基板１０３に実装されるＣＰＵ１０１の第一ポートＰ１１は入力ポートである。第二ポートＰ１２は入出力が切り替え可能な入出力ポートである。第三ポートＰ１３は出力ポートである。３．３Ｖの電圧を供給する電源としては電源３．３ＶＡと電源３．３ＶＢとがあり、これらの電源の電位は同一電位となっている。電源３．３ＶＡは常時電圧を供給する定電圧電源である。電源３．３ＶＢは消費電力を削減するために、必要なときにのみ電圧を供給する定電圧電源である。電源３．３ＶＢはＦＥＴ１０６のドレインに接続されている。電源３．３ＶＡはＦＥＴ１０６のソースに接続されている。ＣＰＵ１０１の第三ポートＰ１３は抵抗１１３を介してＦＥＴ１０６のゲートに接続されている。ＦＥＴ１０６は、第三ポートＰ１３の出力がローレベル（以後“Ｌｏｗ”と記す）のときに電源３．３ＶＢをＯＮに切り替える。また、ＦＥＴ１０６は、第三ポートＰ１３の出力がハイレベル（以後“Ｈｉｇｈ”と記す）のときに電源３．３ＶＢをＯＦＦに切り替える。

周辺基板１０４、１０５は、フォトインタラプタ１０２が実装されたセンサ基板である。フォトインタラプタ１０２の検知結果が束線１０７に含まれている信号線を介してＣＰＵ１０１に伝送される。１００Ｖ用の画像形成装置では、フォトインタラプタ１０２の検知信号を伝送する信号線がプルアップ抵抗１１０によってプルアップされている。信号線は、コントローラ基板１０３内で信号分岐し、一方は抵抗１１１を介してＣＰＵ１０１の第一ポートＰ１１に接続され、他方は抵抗１１２を介してＣＰＵ１０１の第二ポートＰ１２に接続されている。同様に２００Ｖ用の画像形成装置では、フォトインタラプタ１０２の検知信号を伝送する信号線がプルダウン抵抗１５５によってＧＮＤ（接地電位）にプルダウンされている。

図２（Ａ）および図２（Ｂ）は周辺基板の種類判別工程とフォトインタラプタ１０２の検知結果の取得工程における各信号のタイミングを示すタイミングチャートである。とりわけ、図２（Ａ）は周辺基板１０４がコントローラ基板１０３に接続されたときのタイミングチャートであり、図２（Ｂ）は周辺基板１０５がコントローラ基板１０３に接続されたときのタイミングチャートである。これらのタイミングチャートでは、ＨｉｇｈをＨと記載し、ＬｏｗをＬと記載する。なお、フォトインタラプタ１０２の検知結果は、フォトインタラプタ１０２の発光素子と受光素子との間に遮蔽物が存在するか否かを示すものとする。

周辺基板の種類判別工程（フェーズＩ）でＣＰＵ１０１は第三ポートＰ１３の出力をＨｉｇｈに設定する。また、ＣＰＵ１０１は第二ポートＰ１２を入力ポートに切り替えてハイインピーダンス（以後、Ｈｉｚ）状態に設定する。周辺基板１０４ではフォトインタラプタ１０２の出力がプルアップ抵抗１１０によりプルアップされているため、第一ポートＰ１１の論理はＨｉｇｈとなる。一方、周辺基板１０５ではフォトインタラプタ１０２の出力がプルダウン抵抗１５５でプルダウンされているため、第一ポートＰ１１の論理はＬｏｗとなる。よって、ＣＰＵ１０１は、第一ポートＰ１１の検知結果がＨｉｇｈであれば周辺基板１０４が接続していると判別でき、第一ポートＰ１１の検知結果がＬｏｗであれば周辺基板１０５が接続していると判別できる。このようにＣＰＵ１０１は第一ポートＰ１１の検知結果に基づき周辺基板の種類を判別できる。

なお、特許文献１の発明では、フォトインタラプタに遮蔽物があると、周辺基板の種類を判別するための信号の論理が切り替わらないため、周辺基板の種類を判別することが難しい。一方で、本実施例のフェーズＩでは、第三ポートＰ１３がＨｉｇｈであるため、電源３．３ＶＢからの動作電圧がフォトインタラプタ１０２の発光素子へ供給されていない。つまり、フォトインタラプタ１０２内での遮蔽物の有無に依存することなく、ＣＰＵ１０１は、周辺基板の種類を検知できる。

フェーズＩＩで、ＣＰＵ１０１は、第三ポートＰ１３の出力をＬｏｗに設定し、第二ポートＰ１２を出力ポートに切り替えて出力状態をＨｉｇｈに設定する。このように第三ポートＰ１３の出力をＬｏｗに設定することで、フォトインタラプタ１０２の発光素子に電源３．３ＶＢから動作電圧が供給される。また第二ポートＰ１２の出力をＨｉｇｈ状態に設定することで、フォトインタラプタ１０２の受光素子に動作電圧が供給される。ＣＰＵ１０１は検知信号に基づき、フォトインタラプタ１０２が遮蔽物によって遮光されている状態にあるのか、または透光状態にあるのかを検知できるようになる。すなわち、フォトインタラプタ１０２が遮光状態にあれば、第一ポートＰ１１にＨｉｇｈの検知信号が入力され、透光状態にあればＬｏｗの検知信号が入力される。

周辺基板１０５のフォトインタラプタ１０２が遮光されているときの検知信号のレベルは、プルダウン抵抗１５５と抵抗１１２とによって分圧された値となる。つまり、検知信号のレベルが低下してしまう。そこで、プルダウン抵抗１５５の抵抗値を抵抗１１２に対して十分大きく設定することで、ＣＰＵ１０１はＨｉｇｈを検知可能となる。したがって、周辺基板の種類検知を行うための信号線を使用して、周辺基板の検知信号を伝送できるようになる。つまり、周辺基板側にスイッチ回路を設けなくても、センサの検知信号を伝送する信号線を利用して周辺基板の種類を判別できるようになる。なお、フォトインタラプタ１０２の検知信号を取得する必要がないときは、ＣＰＵ１０１が第二ポートＰ１２の出力状態をＨｉｚ状態に切り替えることで、プルダウン抵抗１５５に流れる電流を減少させ、消費電力を削減してもよい。

図３を用いてＣＰＵ１０１が実行する周辺基板の種類判別工程および周辺基板から出力される検知結果の取得工程について説明する。Ｓ１１でＣＰＵ１０１はフォトインタラプタ１０２内の遮蔽物の有無に依存することなく周辺基板の種類を検知するために、第三ポートＰ１３をＨｉｇｈに設定する。Ｓ１２でＣＰＵ１０１は第二ポートＰ１２を入力ポート（Ｈｉｚ状態）に設定する。Ｓ１３でＣＰＵ１０１は第一ポートＰ１１に入力された信号のレベルがＨｉｇｈかどうかを判定する。第一ポートＰ１１に入力された信号のレベルがＨｉｇｈであれば、Ｓ１４Ａに進む。Ｓ１４ＡでＣＰＵ１０１は周辺基板が第一の種類（１００Ｖ用）の周辺基板であると判定し、第一の種類を示す情報をメモリに格納する。一方で、第一ポートＰ１１に入力された信号のレベルがＬｏｗであれば、Ｓ１４Ｂに進む。Ｓ１４ＢでＣＰＵ１０１は周辺基板が第二の種類（２００Ｖ用）であると判定し、第一の種類を示す情報をメモリに格納する。その後、Ｓ１５でＣＰＵ１０１はフォトインタラプタ１０２から出力される検知信号を取得するために、第三ポートＰ１３をＬｏｗに設定する。Ｓ１６でＣＰＵ１０１は第二ポートＰ１２をＨｉｇｈに設定する。Ｓ１７でＣＰＵ１０１は第一ポートＰ１１に入力される検知信号のレベルに応じて遮蔽物の有無を検知する。つまり、ＣＰＵ１０１は第一ポートＰ１１がＨｉｇｈの場合はＳ１８Ａに進み、遮蔽物が有ると判定し、遮蔽物がある場合の所定の処理を実行する。一方でＣＰＵ１０１は第一ポートＰ１１がＬｏｗの場合は遮蔽物が無いと判定し、遮蔽物が無い場合の所定の処理を実行する。

フォトインタラプタ１０２は、たとえば、画像形成装置においてシートを搬送する搬送路に配置され、シートの先端の到着と、シート後端の通過とを検知するシートセンサとして利用されてもよい。シートによって遮蔽物が押されて回転すると発光素子と受光素子との間に遮蔽物が挿入される。これによりＣＰＵ１０１はシートの先端の到着を検知し、搬送ローラの駆動を停止させる（遮蔽物がある場合の所定の処理）。シートの後端が通過すると遮蔽物が回転して元の位置に復帰するため、発光素子と受光素子との間から遮蔽物が移動する。これによりＣＰＵ１０１はシートの後端の通過を検知し、搬送ローラの駆動を停止したり、次のシートの搬送を開始したりする（遮蔽物が無い場合の所定の処理）。

このように実施例１では、第一ポートと第二ポートを有する論理演算手段としてＣＰＵ１０１を一例として説明した。またＣＰＵ１０１が実装された第一回路基板としてコントローラ基板１０３について説明した。さらに、検知結果に応じて出力信号の電圧が変化する検知手段としてフォトインタラプタ１０２を一例として説明した。また、第一の種類または第二の種類の第二回路基板として周辺基板１０４、１０５を一例として説明した。図１（Ａ）、図１（Ｂ）を用いて説明したように、束線１０７は、フォトインタラプタ１０２からの出力信号を伝送し、ＣＰＵ１０１の第一ポートＰ１１および第二ポートＰ１２に対して共通に印加する信号線を有している。とりわけ、ＣＰＵ１０１は、第二ポートＰ１２をハイインピーダンス状態に設定しているときに第一ポートＰ１１に入力された出力信号の電圧に基づき周辺基板の種類を判別する。これにより、コントローラ基板１０３と接続される周辺基板にスイッチ回路を設けることなく、ＣＰＵ１０１は周辺基板の種類を判別できるようになる。また、単一の信号線を用いて周辺基板の種類の判別と周辺基板において検知された検知結果を伝送することが可能となる。したがって、コネクタのピン数や束線を構成する信号線の数を削減することも可能となろう。よって、低コストでかつ省スペース化も実現可能となろう。

上述したように第二ポートＰ１２を入出力ポートとしてもよい。ＣＰＵ１０１は周辺基板の種類を判別するときは第二ポートＰ１２を入力ポートに切り替えることで第二ポートＰ１２をハイインピーダンス状態に切り替える。またＣＰＵ１０１は周辺基板に設けられているフォトインタラプタ１０２の検知結果を取得するときは第二ポートＰ１２を出力ポートに切り替えることで第二ポートＰ１２をハイ状態に切り替える。さらに、ＣＰＵ１０１は、フォトインタラプタ１０２に動作電圧の供給と遮断とを切り替えるための切り替え信号を出力する第三ポートＰ１３をさらに有していてもよい。この場合、ＣＰＵ１０１は、周辺基板の種類を判別するときは第三ポートＰ１３をハイ状態に切り替える。これにより周辺基板に実装されているフォトインタラプタ１０２が透光状態にあるか遮光状態にあるかに依存することなく、周辺基板の種類を判別できるようになる。また、発光素子が消灯するため、省電力化も実現できる。なお、ＣＰＵ１０１は周辺基板に設けられているフォトインタラプタ１０２の検知結果を取得するときは第三ポートＰ１３をロー状態に切り替える。これによりフォトインタラプタ１０２の発光素子が点灯する。

コントローラ基板１０３において、第一ポートＰ１１は第一抵抗１１１を介して信号線に接続されており、第二ポートＰ１２は第二抵抗１１２を介して信号線に接続されている。また、周辺基板１０４では、信号線がプルアップ抵抗によりプルアップされていてもよい。周辺基板１０４がコントローラ基板１０３に接続されているときは第一ポートＰ１１のレベルがハイ状態になるため、ＣＰＵ１０１は周辺基板１０４がコントローラ基板１０３に接続されていることを認識できる。一方、周辺基板１０５では信号線がプルダウン抵抗によりプルダウンされていてもよい。周辺基板１０５がコントローラ基板１０３に接続されているときは第一ポートＰ１１のレベルがロー状態になるため、ＣＰＵ１０１は周辺基板１０５がコントローラ基板１０３に接続されていることを認識できる。なお、フェーズＩにおいて周辺基板１０４、１０５はそれぞれＣＰＵ１０１によって区別可能なレベルの出力信号を出力できれば十分である。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示したように、第一の種類の周辺基板１０４において、フォトインタラプタ１０２の発光素子は第一電源である電源３．３ＶＢに接続されており、受光素子は第二電源として機能する第二ポートＰ１２に接続されていてもよい。つまり、フェーズＩＩでは受光素子は第二ポートＰ１２がハイ状態に切り替えられることで第二ポートＰ１２から供給される動作電圧により動作してもよい。なお、フェーズＩでは発光素子や受光素子に流れる電流を削減できるため、省電力化が達成されよう。

ＣＰＵ１０１が第一ポートＰ１１に入力される出力信号を検知できるように、プルダウン抵抗１５５の抵抗値は第二抵抗１１２の抵抗値と比較して十分に大きく設定されていてもよい。これにより、第一ポートＰ１１をデジタルポートとして実現できる。なお、第一ポートＰ１１をＡ／Ｄ変換ポートとする場合は、プルダウン抵抗１５５の抵抗値と第二抵抗１１２の抵抗値との関係を緩和できる。

＜実施例２＞
実施例２について図４（Ａ）、図４（Ｂ）を用いて説明する。なお、実施例１と同様の構成については同一の参照符号を付与することでできるだけ説明を簡明化する。図４（Ａ）は１００Ｖ用の画像形成装置を示しており、コントローラ基板２０３に束線１０７を介して周辺基板２０４が接続されている。図４（Ｂ）は２００Ｖ用の画像形成装置を示しており、コントローラ基板２０３に束線１０７を介して周辺基板２０５が接続されている。コントローラ基板２０３は商用電源の電圧によらず共通仕様となっている。コントローラ基板２０３に実装されるＣＰＵ１０１の第一ポートＰ１１は入力ポートであり、第二ポートＰ１２は入出力が切り替え可能なポートとする。

周辺基板２０４は、電源回路基板であり、交流電圧の周波数を検知するためのフォトカプラ２０２が実装されている。フォトカプラ２０２の発光素子はＡＣ１００Ｖ電源に対して電流制限抵抗２１４を介して接続されている。フォトカプラ２０２の発光素子はＡＣ１００Ｖ電源からの交流電圧がプラス極性の場合にＯＮとなり、マイナス極性の場合にＯＦＦとなる。ダイオード２０８は、フォトカプラ２０２の発光素子に定格以上の逆耐圧が印加されたときに破壊されることを防止する保護ダイオードである。周辺基板２０５も周辺基板２０４と同様に電源回路基板であり、フォトカプラ２０２、電流制限抵抗２１４、ダイオード２０８を実装されている。

周辺基板２０４ではフォトカプラ２０２の出力がプルアップ抵抗２１０によって電源３．３ＶＡの電圧にプルアップされている。束線１０７の信号線がコントローラ基板２０３内で信号分岐し、抵抗１１１を介して第一ポートＰ１１に接続され、抵抗１１２を介して第二ポートＰ１２へ接続されている。周辺基板２０５ではフォトカプラ２０２の出力がプルダウン抵抗２５５によってＧＮＤにプルダウンされている。

図５（Ａ）は周辺基板２０４がコントローラ基板２０３に接続されているときのタイミングチャートである。図５（Ｂ）は周辺基板２０５がコントローラ基板２０３に接続されているときのタイミングチャートである。フェーズＩでは、ＣＰＵ１０１が第二ポートＰ１２を入力ポート（Ｈｉｚ状態）に設定する。周辺基板２０４がコントローラ基板２０３に接続されている場合、フォトカプラ２０２がＯＮになると第一ポートＰ１１はＬｏｗとなる。一方、フォトカプラ２０２がＯＦＦになると第一ポートＰ１１はＨｉｇｈとなる。これはフォトカプラ２０２の出力がプルアップ抵抗２１０によってプルアップされているためである。つまり、第一ポートＰ１１の論理はＡＣ１００Ｖの周波数に同期して、ＨｉｇｈとＬｏｗを繰り返す。つまり、ＣＰＵ１０１はこの論理の変化をカウントすることで商用電源の周波数を特定し、特定した周波数に応じて画像形成装置を制御できるようになる。

周辺基板２０５がコントローラ基板２０３に接続されている場合、フォトカプラ２０２の出力がプルダウンされているため、ＡＣ２００Ｖ電源の極性に依存せずに、第一ポートＰ１１の論理は常にＬｏｗとなる。ＣＰＵ１０１は、交流電圧の周期に対してたとえば１０倍のサンプリング速度で交流電圧の一周期以上にわたって第一ポートＰ１１をモニタしてもよい。ＣＰＵ１０１はモニタ中に一度でもＨｉｇｈを検知すれば、１００Ｖ用の周辺基板２０４がコントローラ基板２０３に接続していることを判別できる。一方でＣＰＵ１０１はモニタ中にずっとＬｏｗを検知していれば、２００Ｖ用の周辺基板２０５がコントローラ基板２０３に接続していることを判別できる。

フェーズＩＩに移行すると、ＣＰＵ１０１は第二ポートＰ１２を出力ポートに切り替えてＨｉｇｈに設定する。これにより、周辺基板２０４および周辺基板２０５ではいずれも、第二ポートＰ１２からフォトカプラ２０２の受光素子に動作電圧を供給され、フォトカプラ２０２が動作する。このとき、フォトカプラ２０２がＯＮになると第一ポートＰ１１はＬｏｗとなる。一方でフォトカプラ２０２がＯＦＦになると第一ポートＰ１１はＨｉｇｈとなる。なお、周辺基板２０５において、フォトカプラ２０２がＯＦＦになると、第一ポートＰ１１のレベルは、第二ポートＰ１２が出力するＨｉｇｈをプルダウン抵抗２５５と抵抗１１２とで分圧した値となる。そのため、プルダウン抵抗２５５の抵抗値を抵抗１１２の抵抗値に対して十分大きく設定することで、ＣＰＵ１０１はＨｉｇｈを検知できる。またフォトカプラ２０２の検知信号を取得する必要がないときはＣＰＵ１０１が第二ポートＰ１２をＨｉｚ状態に設定してもよい。これにより、プルダウン抵抗２５５およびフォトカプラ２０２の受光素子に流れる電流を減少させ、消費電力を削減できる。

図６を用いて、ＣＰＵ１０１が実行する周辺基板の種類判別工程と検知信号の取得工程について説明する。Ｓ２１でＣＰＵ１０１は第二ポートＰ１２を入力ポート（Ｈｉｚ）に設定する。Ｓ２２でＣＰＵ１０１は所定のモニタ期間にわたって第一ポートＰ１１のレベルをモニタし、一度でもＨｉｇｈを検知したかどうかを判定する。モニタ期間において一度でもＨｉｇｈを検知すると、Ｓ２３Ａに進む。Ｓ２３ＡでＣＰＵ１０１は第一の種類の周辺基板２０４がコントローラ基板２０３に接続されていると判定し、１００Ｖ用の制御を実行する。一方で、モニタ期間において一度もＨｉｇｈを検知できなければ、Ｓ２３Ｂに進む。Ｓ２３ＢでＣＰＵ１０１は第二の種類の周辺基板２０５がコントローラ基板２０３に接続されていると判定し、２００Ｖ用の制御を実行する。その後、Ｓ２４に進み、ＣＰＵ１０１はフォトカプラ２０２の検知信号を取得するために、第二ポートＰ１２をＨｉｇｈに設定する。

このように実施例２ではフォトカプラ２０２を備えた周辺基板２０４、２０５に本発明の技術思想を適用した。フォトカプラ２０２は、第一電源として機能する商用交流電源から供給される交流電圧の周波数を検知する手段として機能する。このように、仕向地ごとに異なる電源回路基板に対しても本発明は適用可能である。

また、第一ポートと第二ポートを有する論理演算手段の一例としてＣＰＵ１０１について説明した。またＣＰＵ１０１が実装された第一回路基板としてコントローラ基板２０３について説明した。さらに、検知結果に応じて出力信号の電圧が変化する検知手段の一例としてフォトカプラ２０２について説明した。また、第一の種類または第二の種類の第二回路基板の一例として周辺基板２０４、２０５について説明した。図４（Ａ）、図４（Ｂ）を用いて説明したように、束線１０７は、フォトカプラ２０２からの出力信号を伝送し、ＣＰＵ１０１の第一ポートＰ１１および第二ポートＰ１２に対して共通に印加する信号線を有している。とりわけ、ＣＰＵ１０１は、第二ポートＰ１２をハイインピーダンス状態に設定しているときに第一ポートＰ１１に入力された出力信号の電圧に基づき周辺基板の種類を判別する。これにより、コントローラ基板１０３と接続される周辺基板にスイッチ回路を設けることなく、ＣＰＵ１０１は周辺基板の種類を判別できるようになる。また、単一の信号線を用いて周辺基板の種類の判別と周辺基板において検知された検知結果を伝送することが可能となる。したがって、コネクタのピン数や束線を構成する信号線の数を削減することも可能となろう。よって、低コストでかつ省スペース化も実現可能となろう。

上述したように第二ポートＰ１２を入出力ポートとしてもよい。ＣＰＵ１０１は周辺基板の種類を判別するときは第二ポートＰ１２を入力ポートに切り替えることで第二ポートＰ１２をハイインピーダンス状態に切り替える。またＣＰＵ１０１は周辺基板に設けられているフォトカプラ２０２の検知結果を取得するときは第二ポートＰ１２を出力ポートに切り替えることで第二ポートＰ１２をハイ状態に切り替える。これによりフォトカプラ２０２の受光素子に動作電圧を供給できるようになる。なお、種類判別工程では受光素子に動作電圧が供給されないため、省電力化を達成できる。

コントローラ基板１０３において、第一ポートＰ１１は第一抵抗１１１を介して信号線に接続されており、第二ポートＰ１２は第二抵抗１１２を介して信号線に接続されている。また、周辺基板２０４では、信号線がプルアップ抵抗２１０によりプルアップされていてもよい。周辺基板２０４がコントローラ基板１０３に接続されているときは所定のモニタ期間内で第一ポートＰ１１のレベルがハイになることがあるため、ＣＰＵ１０１は周辺基板２０４がコントローラ基板１０３に接続されていることを認識できる。一方、周辺基板２０５では信号線がプルダウン抵抗によりプルダウンされていてもよい。周辺基板２０５がコントローラ基板１０３に接続されているときは第一ポートＰ１１のレベルがモニタ期間中にわたってずっとロー状態になるため、ＣＰＵ１０１は周辺基板２０５がコントローラ基板１０３に接続されていることを認識できる。

ＣＰＵ１０１が第一ポートＰ１１に入力される出力信号を検知できるように、プルダウン抵抗１５５の抵抗値は第二抵抗１１２の抵抗値と比較して十分に大きく設定されていてもよい。これにより、第一ポートＰ１１をデジタルポートとして実現できる。なお、第一ポートＰ１１をＡ／Ｄ変換ポートとする場合は、プルダウン抵抗２５５の抵抗値と第二抵抗１１２の抵抗値との関係を緩和できる。

＜実施例３＞
実施例２について図７（Ａ）、図７（Ｂ）を用いて説明する。なお、実施例１と同様の構成については同一の参照符号を付与することでできるだけ説明を簡明化する。図７（Ａ）は１００Ｖ用の画像形成装置を示しており、コントローラ基板３０３に束線１０７を介して周辺基板３０４が接続されている。図７（Ｂ）は２００Ｖ用の画像形成装置を示しており、コントローラ基板３０３に束線１０７を介して周辺基板３０５が接続されている。コントローラ基板３０３は商用電源の電圧によらず共通仕様となっている。コントローラ基板３０３に実装されるＣＰＵ１０１の第一ポートＰ１１はＡ／Ｄ変換可能な入力ポートであり、第二ポートＰ１２は出力ポートである。

上述した周辺基板２０４と比較すると、周辺基板３０４に実装されるフォトカプラ２０２の出力部はプルアップされていない点が異なっている。つまり、実施例３は実施例２と比較してプルアップ抵抗を削減できる利点がある。周辺基板３０４においてそれ以外の構成は周辺基板２０４と同様である。周辺基板３０５の構成は周辺基板２０５と同様である。

図８（Ａ）は周辺基板３０４がコントローラ基板３０３に接続されているときのタイミングチャートである。図８（Ｂ）は周辺基板３０５がコントローラ基板３０３に接続されているときのタイミングチャートである。ＣＰＵ１０１はフェーズＩとフェーズＩＩとでいずれも第二ポートＰ１２をＨｉｇｈに設定する。

まず、周辺基板３０４がコントローラ基板３０３に接続されている場合について説明する。フォトカプラ２０２がＯＮになっているときに検知信号のレベルはＬｏｗとなる。一方、フォトカプラ２０２がＯＦＦになっているときに検知信号のレベルはＨｉｇｈとなる。つまり第一ポートＰ１１の論理はＡＣ１００Ｖの周波数に同期して、ＨｉｇｈとＬｏｗを繰り返す。

周辺基板３０５がコントローラ基板３０３に接続されている場合、フォトカプラ２０２がＯＮになると検知信号のレベルはＬｏｗとなる。フォトカプラ２０２がＯＦＦになると検知信号のレベルは、Ｈｉｇｈの電圧をプルダウン抵抗２５５と抵抗１１２で分圧した値Ｖｘになる。プルダウン抵抗２５５の抵抗値Ｒ２５５と、抵抗１１２の抵抗値Ｒ１１２を用いてＶｘを表現できる。Ｖｘ＝Ｈｉｇｈ＊Ｒ２５５／（Ｒ２５５＋Ｒ１１２）。つまり、第一ポートＰ１１の論理はＡＣ２００Ｖの周波数に同期してＶｘとＬｏｗを繰り返す。

Ｖｘは交流電源の電圧や抵抗値Ｒ２５５、Ｒ１１２に依存してばらつく。そのため、このばらつきを考慮したＶｘの上限値をＶｘｕとし、下限値をＶｘｄとする。ＣＰＵ１０１は実施例２と同様にモニタ期間にわたって第一ポートＰ１１をモニタする。第一ポートＰ１１のレベルが一度でもＶｘｕ以上になったことを検知すると、ＣＰＵ１０１は、１００Ｖ用の周辺基板３０４が接続されていると判定する。一方で、モニタ期間中において一度もＶｘｕ以上のレベルを検知できず、かつ、Ｖｘｄ以上Ｖｘｕ未満の電圧範囲にあるレベルを一度でも検知すると、ＣＰＵ１０１は２００Ｖ用の周辺基板３０５が接続されていると判定する。ＣＰＵ１０１は、モニタ期間中にわたって常に電圧範囲がＶｘｕ未満であることを検知すると、エラーが発生していると判定する。

図９を用いて、ＣＰＵ１０１が実行する周辺基板の種類判別工程および周辺基板の検知信号の取得工程について説明する。Ｓ３１でＣＰＵ１０１は周辺基板の種類を検知するために第二ポートＰ１２をＨｉｇｈに設定する。Ｓ３２でＣＰＵ１０１は第一ポートＰ１１をＡ／Ｄ変換ポートに設定する。Ｓ３３ＡでＣＰＵ１０１はモニタ期間中に第一ポートＰ１１のレベルが一度でもＶｘｕ以上になったかどうかを判定する。第一ポートＰ１１のレベルが一度でもＶｘｕ以上になったことを検知すると、Ｓ３４Ａに進む。Ｓ３４ＡでＣＰＵ１０１は、コントローラ基板３０３に第一の種類の周辺基板３０４が接続されていると判定する。一方で、第一ポートＰ１１のレベルが一度でもＶｘｕ以上になったことを検知できなければ、Ｓ３３Ｂに進む。Ｓ３３ＢでＣＰＵ１０１はモニタ期間中に第一ポートＰ１１のレベルが一度でもＶｘｄ以上かつＶｘｕ未満になったかどうかを判定する。第一ポートＰ１１のレベルが一度でもＶｘｄ以上かつＶｘｕ未満になったことを検知すると、Ｓ３４Ｂに進む。Ｓ３４ＢでＣＰＵ１０１は、コントローラ基板３０３に第二の種類の周辺基板３０５が接続されていると判定する。その後、Ｓ３６に進み、ＣＰＵ１０１は第一ポートＰ１１をデジタル入力ポートに設定する。一方で、Ｓ３３Ｂで第一ポートＰ１１のレベルが一度でもＶｘｄ以上かつＶｘｕ未満になったことを検知できなければ、Ｓ３５Ｂに進む。Ｓ３５ＢでＣＰＵ１０１はエラーが発生したと認識し、エラー処理を実行する。

このように実施例３では第一ポートＰ１１はＡ／Ｄ変換ポートとデジタルポートとを切り替え可能な入力ポートであり、第二ポートＰ１２は出力ポートである。ＣＰＵ１０１は、周辺基板の種類を判別するときは第一ポートＰ１１をＡ／Ｄ変換ポートに切り替える。ＣＰＵ１０１はＡ／Ｄ変換ポートに入力される電圧レベルをモニタすることで、基板の種類を判別できるようになる。とりわけ、ＣＰＵ１０１は、第二ポートＰ１２をハイ状態に設定しているときに第一ポートＰ１１に入力された出力信号の電圧に基づき周辺基板の種類を判別する。これにより実施例１、２で説明した効果を実施例３でも達成できる。なお、ＣＰＵ１０１は周辺基板３０４、３０５に設けられているフォトカプラ２０２の検知結果を取得するときは第一ポートＰ１１をデジタルポートに切り替えてもよい。

第一回路基板であるコントローラ基板３０３において、第一ポートＰ１１は第一抵抗１１１を介して信号線に接続されており、第二ポートＰ１２は第二抵抗１１２を介して信号線に接続されている。第二の種類の周辺基板３０５は、信号線がプルダウン抵抗２５５によりプルダウンされていてもよい。なお、ＣＰＵ１０１が第一ポートＰ１１に入力される出力信号を検知できるように、プルダウン抵抗２５５の抵抗値Ｒ２５５は第二抵抗１１２の抵抗値Ｒ１１２と比較して十分に大きく設定されていてもよい。フォトカプラ２０２がＯＦＦのときの第一ポートＰ１１の入力レベルは、第二ポートＰ１２のＨｉｇｈの分圧値となるからである。このような抵抗値とすることで、周辺基板の種類判別工程では第一ポートＰ１１をＡ／Ｄ変換ポートに設定でき、検知結果の取得工程では第一ポートＰ１１をデジタルポートに切り替えることが可能となる。

第一の種類の周辺基板３０４において、フォトカプラ２０２は、発光素子と、発光素子からの光を受光する受光素子とを有し、発光素子は第一電源である交流電源に接続されている。受光素子は第二ポートＰ１２がハイ状態に切り替えられることで第二ポートＰ１２から供給される動作電圧により動作する。このように第二ポートＰ１２は周辺基板の種類判別工程とフォトカプラ２０２の検知結果の取得工程とのいずれにおいてもハイ状態に設定されてもよい。これにより、どちらの工程においてもフォトカプラ２０２の検知結果を取得可能となる。

フォトカプラ２０２の検知結果を取得する必要がないときは、ＣＰＵ１０１が第二ポートＰ１２の出力をＬｏｗに設定することで、プルダウン抵抗２５５およびフォトカプラ２０２の受光素子に流れる電流を減少させ、消費電力を削減できる。実施例３では第二ポートＰ１２からフォトカプラ２０２へ動作電圧を供給した。しかし、消費電力が増加しても問題ない場合、第二ポートＰ１２を用いずに、抵抗１１２を電源３．３ＶＡでプルアップすることで、フォトカプラ２０２へ動作電圧を供給してもよい。

１０１・・・コントローラ基板、１０７・・・束線１０７、１０４、１０５・・・周辺基板、・・・フォトインタラプタ１０２、１０１・・・ＣＰＵ１０１、Ｐ１１・・・第一ポート、Ｐ１２・・・第二ポート

Claims (13)

1. 第一ポートと第二ポートを有する論理演算手段が実装された第一回路基板と、
   検知結果に応じて出力信号の電圧が変化する検知手段を有する第一の種類または第二の種類の第二回路基板と、
   前記検知手段からの出力信号を前記論理演算手段の前記第一ポートおよび前記第二ポートに対して伝送する信号線と、
   を備え、
   前記論理演算手段は、前記第二ポートをハイインピーダンス状態またはハイ状態に設定しているときに前記第一ポートに入力された前記出力信号に基づき前記第二回路基板の種類を判別することを特徴とする電子機器。
2. 前記第二ポートは入出力ポートであり、
   前記論理演算手段は、前記第二回路基板の種類を判別するときは前記第二ポートを入力ポートに切り替えることで前記第二ポートをハイインピーダンス状態に切り替え、前記第二回路基板に設けられている前記検知手段の検知結果を取得するときは前記第二ポートを出力ポートに切り替えることで前記第二ポートをハイ状態に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記第一回路基板において、前記第一ポートは第一抵抗を介して前記信号線に接続されており、前記第二ポートは第二抵抗を介して前記信号線に接続されており、
   前記第一の種類の第二回路基板は、前記信号線がプルアップ抵抗によりプルアップされており、前記第二の種類の第二回路基板は、前記信号線がプルダウン抵抗によりプルダウンされていることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
4. 前記第一の種類の第二回路基板において、前記検知手段は、発光素子と、前記発光素子からの光を受光する受光素子とを有し、前記発光素子は第一電源に接続されており、前記受光素子は第二電源に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
5. 前記受光素子は、前記第二電源として機能する前記第二ポートがハイ状態に切り替えられることで前記第二ポートから供給される動作電圧により動作することを特徴とする請求項４に記載の電子機器。
6. 前記論理演算手段が前記第一ポートに入力される出力信号を検知できるように、前記プルダウン抵抗の抵抗値は前記第二抵抗の抵抗値と比較して十分に大きく設定されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載の電子機器。
7. 前記論理演算手段は、前記検知手段に動作電圧の供給と遮断とを切り替えるための切り替え信号を出力する第三ポートをさらに有し、
   前記論理演算手段は、前記第二回路基板の種類を判別するときは前記第三ポートをハイ状態に切り替え、前記第二回路基板に設けられている前記検知手段の検知結果を取得するときは前記第三ポートをロー状態に切り替えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電子機器。
8. 前記検知手段は、前記第一電源として機能する交流電源から供給される交流電圧の周波数を検知する手段であることを特徴とする請求項４または５に記載の電子機器。
9. 前記第一ポートはＡ／Ｄ変換ポートとデジタルポートとを切り替え可能な入力ポートであり、
   前記第二ポートは出力ポートであり、
   前記論理演算手段は、前記第二回路基板の種類を判別するときは前記第一ポートをＡ／Ｄ変換ポートに切り替え、前記第二回路基板に設けられている前記検知手段の検知結果を取得するときは前記第一ポートをデジタルポートに切り替えることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
10. 前記第一回路基板において、前記第一ポートは第一抵抗を介して前記信号線に接続されており、前記第二ポートは第二抵抗を介して前記信号線に接続されており、
    前記第二の種類の第二回路基板は、前記信号線がプルダウン抵抗によりプルダウンされていることを特徴とする請求項９に記載の電子機器。
11. 前記論理演算手段が前記第一ポートに入力される出力信号を検知できるように、前記プルダウン抵抗の抵抗値は前記第二抵抗の抵抗値と比較して十分に大きく設定されていることを特徴とする請求項１０に記載の電子機器。
12. 前記第一の種類の第二回路基板において、前記検知手段は、発光素子と、前記発光素子からの光を受光する受光素子とを有し、前記発光素子は第一電源に接続されており、前記受光素子は前記第二ポートから供給される動作電圧により動作することを特徴とする請求項１０または１１に記載の電子機器。
13. 請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の電子機器を含むことを特徴とする画像形成装置。

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