JP2017103305A - グランド制御回路、電子機器及びグランド制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】通信ケーブルの非接続時のコネクターにユーザーが触れた際の静電気に起因するノイズ、及び接続時における通信ケーブルからの放射ノイズを低減できるグランド制御回路、電子機器及びグランド制御方法を提供する。
【解決手段】グランド制御回路60は、シグナルグランド71とフレームグランド72とを有すると共に、両グランド71,72間に介在するスイッチ素子58を有する基板51と、コネクター20,30へのシールドタイプの通信ケーブルの接続の有無を検出すると共にスイッチ素子58のオンとオフの切り換えを制御する制御回路52とを備える。制御回路52は、通信ケーブルがコネクター20,30に接続されていない場合、スイッチ素子58をオフにして両グランド71,72を切り離した状態にし、通信ケーブルがコネクター20,30に接続されている場合、スイッチ素子58をオンにして両グランド71,72を接続した状態を維持する。
【選択図】図4
【解決手段】グランド制御回路60は、シグナルグランド71とフレームグランド72とを有すると共に、両グランド71,72間に介在するスイッチ素子58を有する基板51と、コネクター20,30へのシールドタイプの通信ケーブルの接続の有無を検出すると共にスイッチ素子58のオンとオフの切り換えを制御する制御回路52とを備える。制御回路52は、通信ケーブルがコネクター20,30に接続されていない場合、スイッチ素子58をオフにして両グランド71,72を切り離した状態にし、通信ケーブルがコネクター20,30に接続されている場合、スイッチ素子58をオンにして両グランド71,72を接続した状態を維持する。
【選択図】図4
Description
本発明は、シールドタイプの通信ケーブルが有するコネクターと接続可能なコネクターを有する電子機器に用いられ、シグナルグランドとフレームグランドとの接続を制御するグランド制御回路、電子機器及びグランド制御方法に関する。
近年、多くの電子機器において、他の電子機器と通信を行うためにUSBケーブル等のシールドタイプの通信ケーブルが使用されている。シールドタイプの通信ケーブルは、一対の電源線と、一対の信号線(データ線)と、シールド線とを備える。一対の電源線は、所定電位が印加される電源線(V+)と、シグナルグランド線(GND線)とからなる。また、シールドタイプの通信ケーブルでは、一対の信号線と電源線とシグナルグランド線とを芯線とし、それらがシールド線(フレームグランド線)で被覆されている。
そのため、電子機器のコネクターは、一対の信号端子(例えばD+端子、D−端子)と、電源電位端子(Vbus端子)とシグナルグランド端子(SG端子)とフレームグランド端子(FG端子)とを備える。コネクターは電子機器内の制御基板に実装された制御回路と電気的に接続される。そして、シグナルグランド端子は制御基板に形成されたグランド(グランドパターン)と電気的に接続され、フレームグランド端子は制御基板のグランド(グランドパターン)と電気的に接続される。
例えば特許文献1には、制御基板の一例であるプリント基板上に分離して設けられたシグナルグランドとフレームグランドとの間をスイッチング素子で接続するグランド接続方式が開示されている。このグランド接続方式は、シグナルグランドの電位と予め設定した所定の第1の設定電圧とを比較する比較手段と、比較手段の出力によりオン/オフされるスイッチング素子と、一端がシグナルグランドに接続されたスイッチング素子の他端とフレームグランドとの間に接続されたクリップ回路とを備える。スイッチング素子は、比較手段によりシグナルグランドの電位が第1の設定電圧以上であるとの比較結果が得られたときに比較手段の出力によりオンとされ、シグナルグランドの電位が第1の設定電圧より小であるとの比較結果が得られたときに比較手段の出力によりオフとされる。クリップ回路は、所定の第2の設定電圧以上の入力信号を第2の設定電圧にクリップする。スイッチング素子がオンの期間はスイッチング素子及びクリップ回路を介して、シグナルグランドとフレームグランドとが接続され、両グランド間の電位差は、第2の設定電圧以下に抑えられる。よって、第2の設定電圧を超える部分に起因する放射ノイズを低減できる。
ところで、特許文献1の技術では、通信ケーブルの非接続状態の下で、例えばユーザーの手が電子機器のコネクターに触れると、そのときの静電気に起因する比較的高い電圧がシグナルグランドに印加されるため、スイッチング素子がオンし、シグナルグランドとフレームグランド間を電流が一瞬流れ、これにより電磁ノイズが発生する。この電磁ノイズが制御回路の誤動作の原因となる場合がある。例えば、電子機器が印刷装置であれば、この種のノイズが原因で印刷画質の低下をもたらし、電子機器が画像読取装置(スキャナー)であれば、この種のノイズが原因で読取データの画質の低下をもたらす場合がある。
なお、印刷装置及び画像読取装置以外の電子機器であっても、通信ケーブルの非接続時におけるコネクターへの静電気に起因するノイズ及び通信ケーブルの放射ノイズを共に低減したいという概ね同様の課題がある。
本発明の目的は、通信ケーブルの非接続時のコネクターにユーザーが触れた際の静電気に起因するノイズ、及び接続時における通信ケーブルからの放射ノイズを低減できるグランド制御回路、電子機器及びグランド制御方法を提供することにある。
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するグランド制御回路は、シグナルグランドとフレームグランドとを有すると共に、前記シグナルグランドと前記フレームグランドとの間に介在するスイッチ素子とを有する基板と、前記シグナルグランドと前記フレームグランドとが接続されたコネクターへのシールドタイプの通信ケーブルの接続の有無を検出すると共に前記スイッチ素子のオンとオフの切り換えを制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記通信ケーブルが前記コネクターに接続されていない場合、前記スイッチ素子をオフにして前記シグナルグランドと前記フレームグランドとを切り離した状態にし、前記通信ケーブルが前記コネクターに接続されている場合、前記スイッチ素子をオンにして前記シグナルグランドと前記フレームグランドとを接続した状態を維持する。
上記課題を解決するグランド制御回路は、シグナルグランドとフレームグランドとを有すると共に、前記シグナルグランドと前記フレームグランドとの間に介在するスイッチ素子とを有する基板と、前記シグナルグランドと前記フレームグランドとが接続されたコネクターへのシールドタイプの通信ケーブルの接続の有無を検出すると共に前記スイッチ素子のオンとオフの切り換えを制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記通信ケーブルが前記コネクターに接続されていない場合、前記スイッチ素子をオフにして前記シグナルグランドと前記フレームグランドとを切り離した状態にし、前記通信ケーブルが前記コネクターに接続されている場合、前記スイッチ素子をオンにして前記シグナルグランドと前記フレームグランドとを接続した状態を維持する。
この構成によれば、シールドタイプの通信ケーブルがコネクターに接続されていない場合、スイッチ素子がオフ状態にあってシグナルグランドとフレームグランドとが電気的に切り離された状態とされる。そのため、ユーザーがコネクターに触れても、静電気に起因する電流が、シグナルグランドとフレームグランド間を流れないので、この種の静電気に起因するノイズを低減できる。例えばこの種のノイズに起因する制御回路の誤動作などを低減できる。また、通信ケーブルがコネクターに接続されている場合、スイッチ素子がオン状態にあってシグナルグランドとフレームグランドとが電気的に接続された状態に維持されるので、コネクターに接続された通信ケーブルからの放射ノイズを低減できる。よって、通信ケーブルの非接続時のコネクターにユーザーが触れた際の静電気に起因するノイズ、及び接続時における通信ケーブルからの放射ノイズを低減できる。
また、上記グランド制御回路において、前記制御回路は、前記通信ケーブルを介して他の電子機器と接続されたことを検知すると、前記スイッチ素子をオンさせて前記シグナルグランドと前記フレームグランドとを接続する状態にし、前記通信ケーブルを介した他の電子機器との接続が解消されたことを検知すると、前記スイッチ素子をオフさせて前記シグナルグランドと前記フレームグランドとを切り離した状態にすることが好ましい。
この構成によれば、制御回路は、通信ケーブルを介して他の電子機器と接続されたことを検知すると、スイッチ素子をオンさせてシグナルグランドとフレームグランドとが接続状態にする。また、制御回路は、通信ケーブルを介した他の電子機器との接続が解消されたことを検知すると、スイッチ素子をオフさせてシグナルグランドとフレームグランドとが切り離した状態にする。よって、電子機器が通信ケーブルを介して他の電子機器と接続されたことを検知すると、シグナルグランドとフレームグランドとが接続状態とされるので、通信ケーブルからの放射ノイズを低減できる。また、電子機器が通信ケーブルを介して他の電子機器との接続が解消されたことを検知すると、シグナルグランドとフレームグランドとが切り離した状態とされるので、ユーザーがコネクターに手を触れても、そのときの静電気によって電流が流れることを回避できる。その結果、この種の電流に起因する電磁ノイズによって電子機器が誤動作することを回避できる。
上記グランド制御回路において、前記シールドタイプの通信ケーブルは、USBケーブルを含むことが好ましい。
この構成によれば、USBケーブルが接続されていないコネクターにユーザーが触れたときの静電気に起因する通電によるノイズを防止できるうえ、USBケーブルをコネクターに接続した状態における放射ノイズを低減できる。
この構成によれば、USBケーブルが接続されていないコネクターにユーザーが触れたときの静電気に起因する通電によるノイズを防止できるうえ、USBケーブルをコネクターに接続した状態における放射ノイズを低減できる。
上記グランド制御回路において、前記スイッチ素子は、トランジスターであることが好ましい。
この構成によれば、スイッチ素子は、トランジスターであるので、制御回路はトランジスターに信号を出力することで簡単にオン/オフを切り換えることができる。
この構成によれば、スイッチ素子は、トランジスターであるので、制御回路はトランジスターに信号を出力することで簡単にオン/オフを切り換えることができる。
上記グランド制御回路において、前記トランジスターは、電界効果型トランジスターであることが好ましい。
この構成によれば、例えばトランジスターがバイポーラートランジスターである場合、スイッチ切り換え時にコレクター−エミッター間の飽和電圧が発生し、ノイズの原因になる。これに対してトランジスターが電界効果型トランジスターなので、スイッチング時にノイズの原因となる電圧がほとんど発生しない。よって、放射ノイズをより低減できる。
この構成によれば、例えばトランジスターがバイポーラートランジスターである場合、スイッチ切り換え時にコレクター−エミッター間の飽和電圧が発生し、ノイズの原因になる。これに対してトランジスターが電界効果型トランジスターなので、スイッチング時にノイズの原因となる電圧がほとんど発生しない。よって、放射ノイズをより低減できる。
上記グランド制御回路において、前記シグナルグランドと前記フレームグランドとの間に、抵抗及びコンデンサーを含む保護回路が前記スイッチ素子と並列に接続されていることが好ましい。
この構成によれば、シグナルグランドとフレームグランドとの間に、抵抗及びコンデンサーを含む保護回路がスイッチ素子と並列に接続されているので、スイッチ素子を保護できる。
上記課題を解決する電子機器は、前記グランド制御回路を備えている。
この構成によれば、電子機器はグランド制御回路を備えるので、グランド制御回路と同様の作用効果を得ることができる。
この構成によれば、電子機器はグランド制御回路を備えるので、グランド制御回路と同様の作用効果を得ることができる。
上記課題を解決するグランド制御方法は、シールドタイプの通信ケーブルがコネクターに接続されていないことを検知している場合、基板に設けられたシグナルグランドとフレームグランドとを電気的に切り離した状態にする切離しステップと、前記通信ケーブルがコネクターに接続されていることを検知している場合、前記シグナルグランドと前記フレームグランドとを電気的に接続した状態に維持する接続ステップとを備えている。
この方法によれば、シールドタイプの通信ケーブルがコネクターに接続されていない場合、シグナルグランドとフレームグランドとが電気的に切り離された状態とされる。そのため、コネクターに静電気が帯電しても、シグナルグランドとフレームグランド間を電流が流れないので、この種の通電により発生する電磁ノイズを低減できる。例えば、この種の電磁ノイズに起因する制御回路の誤動作などを低減できる。また、通信ケーブルがコネクターに接続されている場合、シグナルグランドとフレームグランドとが電気的に接続された状態に維持されるので、コネクターに接続された通信ケーブルからの放射ノイズを低減できる。
(第1実施形態)
以下、グランド制御回路及びこのグランド制御回路を備えた電子機器の第1実施形態を、図面を参照して説明する。
以下、グランド制御回路及びこのグランド制御回路を備えた電子機器の第1実施形態を、図面を参照して説明する。
図1及び図2に示すように、電子機器11は、略直方体形状をなす本体12を有する。本体12は、ユーザーが電子機器11に対して各種の入力をするときに操作される操作パネル13を備える。操作パネル13には、表示部14及び操作部15が設けられている。表示部14は、例えば液晶表示装置(Liquid Crystal Display)からなる。操作部15には、電源操作部15a、表示部14に表示されたメニュー中の項目を選択するための選択操作部15b、及び電子機器11に処理の開始を指示する指示操作部15c等からなる。本実施形態における電子機器11は、例えば印刷装置(プリンター)又は画像読取装置(スキャナー)である。そのため、本体12の後部には、本体12内へ給送するべき媒体Pを載置可能なサポート部16が設けられている。サポート部16に載置された複数枚の媒体Pは、電子機器11の動作時に1枚ずつ本体12内へ給送される。
図1に示すように、電子機器11の本体12は、シールドタイプの通信ケーブル40が接続されるコネクター20を備える。電子機器11は、コネクター20に接続された通信ケーブル40を通じて他の電子機器100と通信可能な状態で接続される。通信ケーブル40は、その一端部に他の電子機器11と接続される第1コネクター41と、その他端部にと電子機器11側のコネクター20に接続される第2コネクター42とを有している。通信ケーブル40の第1コネクター41が他の電子機器100のコネクター105(図3参照)に接続されると共に、その第2コネクター42が電子機器11側のコネクター20に接続されることで、電子機器11と他の電子機器100は通信ケーブル40を通じて通信可能となる。
図1に示す他の電子機器100は、電子機器11に処理の実行を指示するホスト装置101である。ホスト装置101は、図1の例では、パーソナルコンピューターからなる。ホスト装置101は、本体102と表示部103と入力部104とを備える。入力部104は、例えばキーボード104k及びマウス104mからなる。
また、図2に示すように、電子機器11の本体12には、コネクター20とは別に、通信ケーブル40を接続可能な通信用のコネクター30を備える。コネクター30は、通信ケーブル40の第1コネクター41と接続可能な雌コネクターであり、本体12の例えば前面部に設けられている。
通信ケーブル40の第1コネクター41が電子機器11側のコネクター30に接続されると共に、その第2コネクター42が他の電子機器200側のコネクター205(図3参照)に接続されることで、電子機器11と他の電子機器200は通信ケーブル40を通じて通信可能となる。他の電子機器200は、例えばPDA(Personal Digital Assistant)、スマートフォンや携帯電話等の携帯端末からなる。
本実施形態の通信ケーブル40は、一例としてUSB(Universal Serial Bus)ケーブルからなる。USBケーブルでは、通信ケーブル40の第1コネクター41はホスト用の雄コネクターであり、第2コネクター42はデバイス用の雄コネクターである。第1コネクター41はホスト装置101のコネクター105(雌コネクター)(図3参照)及び電子機器11のコネクター30(雌コネクター)と接続可能である。また、第2コネクター42はデバイス装置201のコネクター205(雌コネクター)(図3参照)及び電子機器11のコネクター20(雌コネクター)と接続可能である。
コネクター20は、ホスト装置101との接続に使用されるもので、通信ケーブル40がコネクター20に接続された状態では電子機器11は通信プロトコル上、デバイスとして機能する。また、コネクター30は、他の電子機器200としてのデバイス装置201との接続に使用されるもので、通信ケーブル40がコネクター30に接続された状態では電子機器11が通信プロトコル上、ホストとして機能する。
USB通信規格では、バスパワー方式として上位側のUSBホスト(例えばホスト装置101)から通信ケーブル40を通じて下位側のUSBデバイスへの電源電圧供給を可能としたうえで、プラグアンドプレイにも標準で対応している。さらに通信ケーブル40の活線挿抜が可能なホットプラグインにも対応している。そのため、ホストとして機能する他の電子機器100及び電子機器11は、通信ケーブル40を通じてデバイス側の装置に電力を供給する給電機能を有する。電子機器11と接続されたデバイス装置201は、電子機器11から電力の供給を受けてその本体に内蔵する不図示の二次電池を充電することが可能である。電子機器11が印刷装置である場合、他の電子機器100,200は、印刷対象の文書又は画像のデータを電子機器11に送信する機能を有する。また、電子機器11が画像読取装置である場合、電子機器11は、読取対象の媒体Pである原稿を読み取った画像データを他の電子機器100,200へ送信する機能を有する。
よって、図1の例では、ホスト装置101と電子機器11との間で通信ケーブル40を介したデータの送受信が可能になるうえ、ホスト装置101から電子機器11への通信ケーブル40を介した給電が可能となる。また、図2の例では、デバイス装置201と電子機器11との間で通信ケーブル40を介したデータの送受信が可能になるうえ、電子機器11からデバイス装置201への通信ケーブル40を介した給電が可能となる。
なお、他の電子機器100,200は、画像データをメモリーに記憶する例えばデジタルカメラでもよい。また、デバイスとして機能する他の電子機器200は、電子機器11から通信ケーブル40を介して供給される電力で充電することを目的として、電子機器11と接続可能な各種の電子機器でもよい。この種の充電機能を備えた他の電子機器200の例としては、上記のスマートフォン、携帯電話、デジタルカメラ等の他、オーディオ装置や携帯用ゲーム機等が挙げられる。さらに他の電子機器200は、USBメモリー等の携帯型メモリーでもよい。このように他の電子機器100,200は、電子機器11側のコネクター20,30の通信規格(例えばUSB通信規格)に準拠する同じ通信規格のコネクターを有するものであれば足りる。
図2に示すように、電子機器11の本体12内には、制御基板50が配置されている。制御基板50は、コネクター20,30と電気的に接続されている。制御基板50は、基板51と、基板51に実装された制御回路52とを備える。制御回路52は、コネクター20に通信ケーブル40が接続されているときにホスト装置101と通信し、コネクター30に通信ケーブル40が接続されているときにデバイス装置201と通信する。また、制御基板50は、印刷処理又は画像読取処理などの所定の処理を行うべく電子機器11に内蔵されたエンジン55(図3を参照)を駆動制御する。なお、基板51には、制御回路52以外にも電子機器11で必要な各種の回路が実装されている。
次に、電子機器11の電気的構成について図3を参照して説明する。
図3に示すように、電子機器11と通信ケーブル40を通じて接続される他の電子機器100,200には、コネクター105,205が設けられている。コネクター105に通信ケーブル40の第1コネクター41が接続され、コネクター205に通信ケーブル40の第2コネクター42が接続される。通信ケーブル40は、第1コネクター41がコネクター105に接続され、第2コネクター42がコネクター20に接続されることで、電子機器11と他の電子機器100(ホスト装置101)とを通信可能な状態に接続する。また、通信ケーブル40は、第1コネクター41がコネクター30に接続され、第2コネクター42がコネクター205に接続されることで、電子機器11と他の電子機器200(デバイス装置201)とを通信可能な状態に接続する。
図3に示すように、電子機器11と通信ケーブル40を通じて接続される他の電子機器100,200には、コネクター105,205が設けられている。コネクター105に通信ケーブル40の第1コネクター41が接続され、コネクター205に通信ケーブル40の第2コネクター42が接続される。通信ケーブル40は、第1コネクター41がコネクター105に接続され、第2コネクター42がコネクター20に接続されることで、電子機器11と他の電子機器100(ホスト装置101)とを通信可能な状態に接続する。また、通信ケーブル40は、第1コネクター41がコネクター30に接続され、第2コネクター42がコネクター205に接続されることで、電子機器11と他の電子機器200(デバイス装置201)とを通信可能な状態に接続する。
図3に示すように、電子機器11は、制御基板50及びエンジン55を備える。制御基板50を構成する制御回路52は、所定の制御プログラムを実行して電子機器11の各種動作を統括的に制御する。制御回路52による制御の下、エンジン55は電子機器11の各種動作を行う。電子機器11は、例えば印刷装置又は画像読取装置である場合、画像処理動作(印刷動作又はスキャン動作)をはじめとする各種動作を行う。
図3に示すように、シールドタイプの通信ケーブル40がUSBケーブルからなる場合、通信ケーブル40は、電源線Vbus、シグナルグランド線SG(グランド線GND)と、一対の信号線(データ線)D+,D−と、フレームグランド線FGとからなる配線43を備える。フレームグランド線FGは例えばシールド線からなり、通信ケーブル40は、一対の信号線D+,D−と電源線Vbusとシグナルグランド線SGとが、シールド線(フレームグランド線FG)で被覆されることで、シールドされている。
電子機器11のコネクター20,30は、複数の配線56を介して電子機器11内の制御基板50と電気的に接続されている。配線56には、図3に示すように、通信ケーブル40を構成する配線43と対応し、シグナルグランド線SG、フレームグランド線FG、電源線Vbus、一対の信号線D+,D−がある。また、コネクター20,30と制御回路52との間における配線56上には電気回路57が介在している。
図3に示すように、制御回路52は、その複数の機能を果たす部分として、制御部61、検出部62、通信制御部63及び処理部64を備える。制御部61は、制御回路52内の各部62〜64を統括的に制御すると共に、基板51に実装又は形成された電気回路57を制御する。電気回路57は、コネクター20,30に接続されたシグナルグランド線SGとフレームグランド線FGとの電気的な接続と切離し(非接続)とを切り換える回路を有する。また、電子機器11がバッテリー式の場合、電気回路57は、コネクター20に接続された配線56のうち電源線Vbusとシグナルグランド線SG(GND)間の電源電圧を基にエンジン55の駆動やバッテリー(図示せず)の充電に必要な各電圧を生成する電源回路を有する。さらに電気回路57は、コネクター30に接続された配線56のうち電源線Vbusとシグナルグランド線SG間に、他の電子機器200へ供給すべき電源電圧を生成する電源回路も有する。また、制御部61は、電子機器11と通信ケーブル40を介して接続された他の電子機器200がその本体に内蔵する不図示の二次電池を充電するための電力を他の電子機器200に供給する給電制御も司る。なお、電子機器11が、商用交流電源から不図示のアダプター(AC/DC変換器)を介して電力の供給を受け、ホスト装置101からの給電が不要な構成である場合は、電気回路57内の電源回路のうちコネクター20に対応する一方は廃止してもよい。
また、図3に示す検出部62は、信号線D+,D−から入力した各信号(データ)の差分値に基づいて、通信ケーブル40のコネクター41又は42の電子機器11のコネクター20又は30に対する接続/非接続を検出する。すなわち、電子機器11と他の電子機器100(200)との通信ケーブル40を介した接続と非接続とを検出する。ここで、電子機器11と他の電子機器100(200)との通信ケーブル40を介した接続には、次の場合が挙げられる。1つは、電子機器11と他の電子機器100(200)との通信ケーブル40を介した接続状態において、一方の電源が投入された結果、両者が共に電源オン状態となった場合である。また、他の1つとして、電子機器11と他の電子機器100(200)とが共に電源オン状態のときに、両者のうち一方のコネククターに通信ケーブル40の一方のコネクターが接続された結果、両者が通信ケーブル40を通じて接続された場合である。
また、通信制御部63は、電子機器11と他の電子機器100,200との通信を司り、所定の通信プロトコル(例えばUSB通信プロトコル)に従って、他の電子機器100,200と通信する。通信制御部63は、一対の信号線D+,D−を介して、他の電子機器100,200からデータを受信したり、他の電子機器100,200へデータを送信したりする。
図3に示す他の電子機器100,200は、ドライバー110を備える。電子機器11が印刷装置である場合、ドライバー110は、ユーザーにより印刷対象として指定された文書又は画像のデータに基づいて印刷データを生成して電子機器11に送信する印刷ドライバーからなる。また、電子機器11が画像読取装置である場合、ドライバー110は、ユーザーが指定した原稿の読取条件データを電子機器11に送信すると共に電子機器11に読取条件データに基づく読取動作を指示する読取ドライバーからなる。
図3に示す処理部64は、エンジン55を制御して電子機器11に所定の処理を行わせる。電子機器11が印刷装置であれば、処理部64は、他の電子機器100,200から受信した印刷データに基づいてエンジン55を制御し、サポート部16からの媒体P(例えば用紙)の給送及び搬送と、その搬送された媒体Pへの印刷データに基づく印刷動作とをエンジン55に行わせる。また、電子機器11が画像読取装置であれば、処理部64は、エンジン55を制御し、サポート部16からの媒体P(例えば原稿)の給送及び搬送と、その搬送された媒体Pの画像を読み取って読取データを取得する読取動作とをエンジン55に行わせる。そして、処理部64は、取得した読取データを配線56(特に信号線D+,D−)及び通信ケーブル40を通じて他の電子機器100,200へ送信する。
図4に示すように、電子機器11に備えられたグランド制御回路60において、基板51には、シグナルグランド71とフレームグランド72とが分離された状態でパターン形成されている。図4の例では、シグナルグランド71とフレームグランド72は基板51の同一層に形成されているが、基板51が多層基板である場合、互いに異なる層に形成されてもよい。また、シグナルグランド71とフレームグランド72とのパターン形状は適宜変更でき、例えば特許文献1に記載の環状パターンとその環の内側に分離された島状パターンとからなる構成でもよい。また、フレームグランド72は、パッド(又はランド)でもよい。例えばパッドが、本体12を構成する金属製の筐体などGND電位となる部分に電気的に接続される構成でもよい。
図4に示すように、コネクター20,30から延びる配線56のうちシグナルグランド線SGはシグナルグランド71と電気的に接続され、フレームグランド線FGはフレームグランド72と電気的に接続されている。シグナルグランド71とフレームグランド72は、スイッチ素子58(スイッチング素子)を介して接続されている。スイッチ素子58は基板51上の電気回路57内に設けられており、制御回路52からの制御信号SIGによりオン/オフが切り換えられる。制御回路52は、信号線D+,D−の各信号の差動値に基づいて通信ケーブル40を通じた他の電子機器100,200との接続を検知すると、スイッチ素子58をオンし、一方、通信ケーブル40を通じた他の電子機器100,200との接続を検知しなくなると(非接続を検知すると)、スイッチ素子58をオフする。
制御回路52には、図5に示す構成と図6に示す構成との2通りある。図5に示す例では、制御回路52は、CPU65(中央処理装置)、不図示のROM(Read-Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を有するコンピューターを内蔵する半導体チップからなる。RAMには、入力されたデータ、および所定の処理によって生成されたデータなどが一時的に格納されたり、処理に必要なプログラムが一時的に展開されたりする。CPU65には、一対の信号線D+,D−とスイッチ素子58とが電気的に接続されている。スイッチ素子58は、プログラムを実行するCPU65によりオン/オフ制御される。なお、制御回路52は、ROM及びRAMを含んだMCU(Micro Controller Unit)など1チップの構成に限定されず、CPU65、ROM及びRAMがそれぞれ個別のチップで構成されてもよい。
図5に示す例では、制御回路52内のROMには、図9にフローチャートで示されるプログラムが記憶され、CPU65はプログラムを実行することによりスイッチ素子58の切り換え制御を行う。この場合、図3に示す制御回路52内の各部61〜64は、制御プログラムを実行するCPU65によりソフトウェアで構成される。
また、図6に示す例では、制御回路52は、CPU65、IC66(Integrated Circuit)、不図示のROM及びRAMを有する半導体チップからなる。IC66には、一対の信号線D+,D−とスイッチ素子58とが電気的に接続されている。スイッチ素子58は、IC66によりオン/オフ制御される。CPU65は、信号線D+,D−からのデータを、IC66を介して取得する。また、CPU65は、制御プログラムを実行することにより、エンジン55を制御し、印刷動作や読取動作などの各種の動作を行う。
また、図6に示す例では、制御回路52内のIC66が、図9にフローチャートで示される信号処理を行うことで、スイッチ素子58の切り換え制御を行う。この場合、図3に示す制御回路52内の各部61〜64のうち、スイッチ素子58を制御する制御部61、検出部62及び通信制御部63は、IC66内の各種回路により構成され、処理部64はプログラムを実行するCPU65によりソフトウェアで構成される。
また、図7に示すように、電子機器11側のコネクター20,30には、シグナルグランド端子81、フレームグランド端子82、信号端子83,84及び電源端子85が設けられている。また、他の電子機器側のコネクター105,205には、シグナルグランド端子91、フレームグランド端子92、信号端子93,94及び電源端子95が設けられている。また、スイッチ素子58は、例えばトランジスターにより構成されている。本例ではバイポーラートランジスターからなる。スイッチ素子58(バイポーラートランジスター)のベース端子には、制御回路52からの制御信号線52Aが接続されている。また、スイッチ素子58のコレクター端子はシグナルグランド端子81と電気的に接続され、そのエミッター端子はフレームグランド端子82と電気的に接続されている。
図7に示すように、電子機器11側のコネクター20,30に通信ケーブル40のコネクター41,42が接続されていない非接続状態の下では、信号線D+,D−が同電位となるので、制御回路52は同電位であることを基に、コネクター20,30への通信ケーブル40が非接続状態にあることを検知する。制御回路52は、通信ケーブル40の非接続を検知すると、オフの旨の制御信号SIGを出力してスイッチ素子58をオフにする。
また、図8に示すように、電子機器11側のコネクター20,30に通信ケーブル40のコネクター41,42が接続されている接続状態の下では、信号線D+,D−が異なる電位となるので、制御回路52はコネクター20,30への通信ケーブル40が接続状態にあることを検知する。制御回路52は、通信ケーブル40の接続を検知すると、オンの旨の制御信号SIGを出力してスイッチ素子58をオンにする。
次に電子機器11の作用を説明する。ユーザーが操作部15の操作又は他の電子機器100又は200の入力部104等の操作で、電子機器11に処理を指示する。制御回路52は、他の電子機器100又は200内のドライバー110が生成したジョブを受信するか、ユーザーが操作部15を操作して行った指示に基づきジョブを生成することで、ジョブを取得する。制御回路52は、ジョブを取得すると、ジョブに従ってエンジン55を制御する。例えば電子機器11が印刷装置である場合、サポート部16から用紙等の媒体Pが本体12内へ給送及び搬送され、その搬送途中の媒体Pに対してエンジン55を構成する不図示の印刷ヘッドにより印刷が施され、印刷後の媒体Pは本体12から排出される。また、電子機器11が画像読取装置(スキャナー)である場合、サポート部16から原稿等の媒体Pが本体12内へ給送及び搬送され、その搬送途中の媒体P(原稿)の画像がエンジン55を構成する不図示のイメージセンサーにより読み取られ、その原稿の読取データが通信ケーブル40を介して他の電子機器100又は200に送信される。
ここで、他の電子機器100又は200から電子機器11に処理を指示する場合、電子機器11と他の電子機器100又は200とを通信ケーブル40を通じて接続する。このとき、例えば他の電子機器100又は200に接続された通信ケーブル40を電子機器11のコネクター20又は30に接続する。一方、他の電子機器100又は200を使用せず操作部15の操作で電子機器11に処理を指示する場合、電子機器11のコネクター20,30から通信ケーブル40が抜かれる場合がある。この場合、通信ケーブル40が非接続の状態で、電子機器11が動作される。また、電子機器11は、通信ケーブル40の非接続時において処理以外の動作を行う場合もある。処理以外の動作としては、ユーザーの操作に応じて表示部14の表示内容を切り換える表示動作等が挙げられる。このように電子機器11は、動作中であっても、通信ケーブル40が接続状態にあるときと、通信ケーブル40が非接続状態にあるときとがある。
電子機器11の制御回路52は、図9にフローチャートで示す処理を実行する。以下、図9を参照して、制御回路52が実行するグランド接続制御処理について説明する。電子機器11の電源オン中は、通信ケーブル40のコネクター41,42が電子機器11のコネクター20,30に接続されたり、通信ケーブル40のコネクター41,42が電子機器11のコネクター20,30から抜かれたりしたことを検出部62により検知している。例えば検出部62の検知結果を受けて、制御回路52は、割込処理で図9に示すグランド接続制御処理を実行する。なお、制御回路52の構成が図5に示す例では、CPU65が図9に示す処理をプログラムとして実行する。また、制御回路52の構成が図6に示す例では、IC66が図9に示す処理を回路の信号処理として行う。
まずステップS11では、通信ケーブルが接続されたか否かを判断する。通信ケーブル40が接続されればステップS12に進み、通信ケーブル40が接続されていなければステップS13に進む。制御回路52は検出部62から取得した検知結果に基づいて通信ケーブル40が接続されたか否かを判断する。ここで、検出部62は、一対の信号線D+,D−からの各信号の差分値に基づき通信ケーブル40の挿抜を判断する。例えば一対の信号線D+,D−が同電位であって差分が所定値未満の値(例えば「0」(零))であれば、通信ケーブル40が非接続であると判断し、一対の信号線D+,D−からの各信号の差分値が所定値以上の値であるときは、通信ケーブル40が接続されていると判断する。なお、この実施形態において、通信ケーブル40がコネクター20又は30に接続されているとは、通信ケーブル40を通じて他の電子機器100又は200に接続されていると同義である。
ステップS12では、スイッチ素子をオンする。すなわち、制御回路52は、オンを指示する制御信号SIG(オン信号)をスイッチ素子58の制御端子(例えばベース端子)に出力する。この結果、スイッチ素子58はオンする。このため、電子機器11が他の電子機器100又は200と接続状態にあるときは、シグナルグランド71とフレームグランド72とが電気的に接続された状態に維持される。なお、本実施形態では、ステップS11,S12の処理が、接続ステップの一例に相当する。
ステップS13では、通信ケーブルが抜かれた(接続されなくなった)か否かを判断する。通信ケーブル40が抜かれれば(接続されていなければ)ステップS14に進み、通信ケーブル40が抜かれていなければ(接続されていれば)当該ルーチンを終了する。制御回路52は検出部62から取得した検知結果に基づいて通信ケーブル40が抜かれたか否かを判断する。
ステップS14では、スイッチ素子をオフする。すなわち、制御回路52は、オフの旨の制御信号SIG(オフ信号)をスイッチ素子58の制御端子に出力する。この結果、スイッチ素子58はオフする。このため、電子機器11が他の電子機器100,200と接続状態にないとき(非接続状態にあるとき)は、シグナルグランド71とフレームグランド72とが電気的に切り離された状態に維持される。なお、本実施形態では、ステップS13,S14の処理が、切離しステップの一例に相当する。
こうして通信ケーブル40が非接続状態にあるときは、スイッチ素子58がオフ状態にあって、シグナルグランド71とフレームグランド72とが切り離された状態にある。例えばユーザーがコネクター20,30のシェルに触れても、ユーザーからの静電気はコネクター20,30に帯電した状態のまま保持され、静電気による電流がシグナルグランド71とフレームグランド72間を流れることが阻止される。例えば静電気による電流が両グランド71,72間を流れることに起因する電磁ノイズの発生を阻止できる。よって、この種の電磁ノイズが原因で起こる電子機器11の誤動作などを低減できる。
制御回路52は、電子機器11の駆動系及び処理系の制御を司るので、電子機器11の駆動及び処理が適正かつ精度よく行われる。例えば電子機器11が印刷装置である場合、制御回路52がこの種の電磁ノイズの影響を受けにくくなるので、媒体Pの搬送精度や媒体Pへの印刷精度の低下が回避される。その結果、高品質の印刷物を提供できる。一方、電子機器11が画像読取装置である場合、制御回路52がこの種の電磁ノイズの影響を受けにくくなるので、媒体P(原稿)の搬送位置精度や媒体Pからの画像の読取精度の低下が回避される。その結果、高品質の原稿読取データ(画像データ)を取得できる。
一方、通信ケーブル40が接続状態にあるときは、スイッチ素子58がオン状態にあって、シグナルグランド71とフレームグランド72とが電気的に接続された状態にある。このため、電子機器11と他の電子機器100又は200との間で通信ケーブル40を通じてデータの転送などの通信が行われるとき、通信ケーブル40からの放射ノイズが低減される。
以上詳述した第1実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(1)電子機器11が備えるグランド制御回路60は、シグナルグランド71とフレームグランド72とを有すると共に、シグナルグランド71とフレームグランド72との間に介在するスイッチ素子58とを有する基板51を備える。さらにグランド制御回路60は、シグナルグランド71とフレームグランド72とが接続されたコネクター20,30へのシールドタイプの通信ケーブル40の接続の有無を検出すると共にスイッチ素子58のオンとオフの切り換えを制御する制御回路52を備える。制御回路52は、通信ケーブル40がコネクター20,30に接続されていない場合、スイッチ素子58をオフにしてシグナルグランド71とフレームグランド72とを切り離した状態にする。一方、通信ケーブル40がコネクター20,30に接続されている場合、スイッチ素子58をオンにしてシグナルグランド71とフレームグランド72とを接続した状態を維持する。よって、通信ケーブル40がコネクター20,30に接続されていないときに、ユーザーの手がコネクター20,30に触れても、そのときの静電気によってシグナルグランド71とフレームグランド72間を電流が流れないので、静電気に起因する電磁ノイズが発生しない。例えば静電気に起因する電磁ノイズによる制御回路52の誤動作などを低減できる。また、通信ケーブル40がコネクター20,30に接続されているときに、シグナルグランド71とフレームグランド72とが電気的に接続された状態に維持されるので、コネクター20,30に接続された通信ケーブル40からの放射ノイズを低減できる。
(1)電子機器11が備えるグランド制御回路60は、シグナルグランド71とフレームグランド72とを有すると共に、シグナルグランド71とフレームグランド72との間に介在するスイッチ素子58とを有する基板51を備える。さらにグランド制御回路60は、シグナルグランド71とフレームグランド72とが接続されたコネクター20,30へのシールドタイプの通信ケーブル40の接続の有無を検出すると共にスイッチ素子58のオンとオフの切り換えを制御する制御回路52を備える。制御回路52は、通信ケーブル40がコネクター20,30に接続されていない場合、スイッチ素子58をオフにしてシグナルグランド71とフレームグランド72とを切り離した状態にする。一方、通信ケーブル40がコネクター20,30に接続されている場合、スイッチ素子58をオンにしてシグナルグランド71とフレームグランド72とを接続した状態を維持する。よって、通信ケーブル40がコネクター20,30に接続されていないときに、ユーザーの手がコネクター20,30に触れても、そのときの静電気によってシグナルグランド71とフレームグランド72間を電流が流れないので、静電気に起因する電磁ノイズが発生しない。例えば静電気に起因する電磁ノイズによる制御回路52の誤動作などを低減できる。また、通信ケーブル40がコネクター20,30に接続されているときに、シグナルグランド71とフレームグランド72とが電気的に接続された状態に維持されるので、コネクター20,30に接続された通信ケーブル40からの放射ノイズを低減できる。
(2)制御回路52は、通信ケーブル40を介して他の電子機器100,200と接続されたことを検知すると、スイッチ素子58をオンさせてシグナルグランド71とフレームグランド72とを接続状態とする。一方、制御回路52は、通信ケーブル40を介した他の電子機器100,200との接続が解消されたことを検知すると、スイッチ素子58をオフさせてシグナルグランド71とフレームグランド72とを切り離した状態にする。よって、電子機器11が通信ケーブル40を介して他の電子機器100,200と接続されているときに、通信ケーブル40からの放射ノイズを低減できる。また、電子機器11と他の電子機器100,200との通信ケーブル40を介した接続が解消されているときに、ユーザーの手がコネクター20,30に触れても、そのときの静電気に起因する電磁ノイズの発生を抑え、この種のノイズに起因する電子機器11の誤動作などを回避できる。
(3)通信ケーブル40は、USBケーブルを含む。よって、ユーザーがコネクター20,30に触れたときの静電気に起因するノイズを防止できるうえ、電子機器11と他の電子機器100,200とを接続するUSBケーブルからの放射ノイズを低減できる。
(4)スイッチ素子58は、トランジスターである。よって、制御回路52はスイッチ素子58に制御信号SIGを出力することで、シグナルグランド71とフレームグランド72との電気的な接続と非接続とを簡単に切り換えることができる。
(5)グランド制御回路60を電子機器11に設けたので、電子機器11はグランド制御回路60の作用効果を同様に得ることができる。
(6)シールドタイプの通信ケーブル40がコネクター20,30に接続されていないことを検知している場合、基板51のシグナルグランド71とフレームグランド72とを電気的に切り離した状態にする切離しステップ(S13,S14)を備える。さらに通信ケーブル40がコネクター20又は30に接続されていることを検知している場合、シグナルグランド71とフレームグランド72とを電気的に接続した状態に維持する接続ステップ(S11,S12)を備える。ユーザーがコネクター20又は30に触れても、シグナルグランド71とフレームグランド72間を静電気に起因する電流が流れないので、制御回路52の誤動作などを低減できる。また、通信ケーブル40がコネクター20又は30に接続されているときに、シグナルグランド71とフレームグランド72とが電気的に接続された状態に維持されるので、通信ケーブル40からの放射ノイズを低減できる。
(6)シールドタイプの通信ケーブル40がコネクター20,30に接続されていないことを検知している場合、基板51のシグナルグランド71とフレームグランド72とを電気的に切り離した状態にする切離しステップ(S13,S14)を備える。さらに通信ケーブル40がコネクター20又は30に接続されていることを検知している場合、シグナルグランド71とフレームグランド72とを電気的に接続した状態に維持する接続ステップ(S11,S12)を備える。ユーザーがコネクター20又は30に触れても、シグナルグランド71とフレームグランド72間を静電気に起因する電流が流れないので、制御回路52の誤動作などを低減できる。また、通信ケーブル40がコネクター20又は30に接続されているときに、シグナルグランド71とフレームグランド72とが電気的に接続された状態に維持されるので、通信ケーブル40からの放射ノイズを低減できる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態における電子機器のグランド制御回路について図面を参照して説明する。この第2実施形態では、グランド制御回路の構成が、第1実施形態と異なる。なお、電子機器において第1実施形態と同様の構成は説明を省略し、特にグランド制御回路の構成を詳細に説明する。
次に、第2実施形態における電子機器のグランド制御回路について図面を参照して説明する。この第2実施形態では、グランド制御回路の構成が、第1実施形態と異なる。なお、電子機器において第1実施形態と同様の構成は説明を省略し、特にグランド制御回路の構成を詳細に説明する。
図10に示すグランド制御回路120でも、第1実施形態における図4と同様に、スイッチ素子58は、シグナルグランド71とフレームグランド72との間に介在している。図10に示すスイッチ素子58は、第1実施形態と同様に、例えばトランジスターからなる。図10の例では、トランジスターは、バイポーラートランジスターである。スイッチ素子58がオンしているときは、シグナルグランド線SGとフレームグランド線FGとが電気的に接続された状態にある。一方、スイッチ素子58がオフしているときは、シグナルグランド線SGとフレームグランド線FGとが電気的に非接続状態(切離し状態)にある。
図10に示すように、シグナルグランド線SGとフレームグランド線FGとの間には、保護回路88が、スイッチ素子58と並列に設けられている。保護回路88は、抵抗R1とコンデンサーC1とが直列に接続されて構成されている。なお、保護回路88は、スイッチ素子58を過電圧(過電流)から保護する機能を有する限りにおいて、公知の他の回路構成に置き替えることができる。
制御回路52は、制御信号線52Aを介してスイッチ素子58の制御端子(例えばベース端子)に接続されている。制御回路52は、信号線D+,D−の各信号の差動値に基づき、電子機器11のコネクター20又は30に接続された通信ケーブル40を介した他の電子機器100又は200との接続を検知すると、スイッチ素子58の制御端子にオンの旨の制御信号SIGを出力する。その結果、スイッチ素子58はオンし、シグナルグランド71とフレームグランド72(図4参照)とが電気的に接続される。その後、制御回路52は他の電子機器100,200の制御回路(図示せず)と通信ケーブル40を介して通信の接続を確立する。このとき、通信ケーブル40を介してデータの送受信が行われるが、シグナルグランド71とフレームグランド72とが電気的に接続された状態にあるので、通信ケーブル40からの放射ノイズは低減される。
一方、制御回路52は、信号線D+,D−の各信号の差動値に基づき、電子機器11のコネクター20(30)から通信ケーブル40のコネクター41(42)が抜かれる(非接続とされる)などして他の電子機器100,200との非接続を検知すると、スイッチ素子58の制御端子にオフの旨の制御信号SIGを出力する。その結果、スイッチ素子58はオフし、シグナルグランド71とフレームグランド72(図4参照)とが電気的に切り離される。このため、ユーザーの手がコネクター20,30に触れても、静電気に起因する電磁ノイズは発生しないので、この種のノイズに起因する制御回路52の誤動作などが回避される。
以上詳述した第2実施形態によれば、第1実施形態で述べた前記(1)〜(6)と同種の効果が得られる。その他に、以下に示す効果を得ることができる。
(7)シグナルグランド線SG(シグナルグランド71)とフレームグランド線FG(フレームグランド72)との間に、スイッチ素子58と並列に抵抗R1とコンデンサーC1とからなる保護回路88を設けている。そのため、静電気に起因する過度な電圧が制御基板50に印加されても、保護回路88によりスイッチ素子58を保護できる。
(7)シグナルグランド線SG(シグナルグランド71)とフレームグランド線FG(フレームグランド72)との間に、スイッチ素子58と並列に抵抗R1とコンデンサーC1とからなる保護回路88を設けている。そのため、静電気に起因する過度な電圧が制御基板50に印加されても、保護回路88によりスイッチ素子58を保護できる。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態における電子機器のグランド制御回路について図面を参照して説明する。この第3実施形態では、グランド制御回路の構成が第1実施形態と異なる。なお、第3実施形態において第1実施形態と同様の構成は説明を省略し、特にグランド制御回路の構成を詳細に説明する。
次に、第3実施形態における電子機器のグランド制御回路について図面を参照して説明する。この第3実施形態では、グランド制御回路の構成が第1実施形態と異なる。なお、第3実施形態において第1実施形態と同様の構成は説明を省略し、特にグランド制御回路の構成を詳細に説明する。
図11に示すグランド制御回路130でも、第1実施形態における図4と同様に、スイッチ素子58は、シグナルグランド71とフレームグランド72との間に介在している図11に示すスイッチ素子58は、第1実施形態と同様にトランジスターからなる。図11の例では、トランジスターは、例えば電界効果型トランジスターからなる。スイッチ素子58がオンしているときは、シグナルグランド線SGとフレームグランド線FGとが電気的に接続された状態にある。一方、スイッチ素子58がオフしているときは、シグナルグランド線SGとフレームグランド線FGとが電気的に非接続状態(切離し状態)にある。
図11に示すように、シグナルグランド線SGとフレームグランド線FGとの間には、第2実施形態と同様の保護回路88がスイッチ素子58と並列に設けられている。保護回路88は、抵抗R1とコンデンサーC1とが直列に接続されて構成されている。なお、保護回路は、スイッチ素子を過電圧(過電流)から保護する機能を有する限りにおいて、公知の他の回路構成に置き替えることができる。
制御回路52は、制御信号線52Aを介してスイッチ素子58の制御端子(例えばゲート端子)に接続されている。制御回路52は、信号線D+,D−の各信号の差動値に基づき、電子機器11のコネクター20又は30に接続された通信ケーブル40を介した他の電子機器100又は200との接続を検知すると、スイッチ素子58の制御端子にオンの旨の制御信号SIGを出力する。その結果、スイッチ素子58はオンし、シグナルグランド71とフレームグランド72(図4参照)とが電気的に接続される。その後、制御回路52は他の電子機器100,200の制御回路(図示せず)と通信ケーブル40を介して通信の接続を確立する。このとき、通信ケーブル40を介してデータの送受信が行われるが、シグナルグランド71とフレームグランド72とが電気的に接続された状態にあるので、通信ケーブル40からの放射ノイズは低減される。
一方、制御回路52は、信号線D+,D−の各信号の差動値に基づき、電子機器11のコネクター20(30)から通信ケーブル40のコネクター41(42)が抜かれる(非接続とされる)などして他の電子機器100,200との非接続を検知すると、スイッチ素子58の制御端子にオフの旨の制御信号SIGを出力する。その結果、スイッチ素子58はオフし、シグナルグランド71とフレームグランド72(図4参照)とが電気的に切り離される。このため、ユーザーの手がコネクター20,30に触れても、静電気に起因する電磁ノイズが発生しないので、この種のノイズに起因する制御回路52の誤動作などが回避される。
以上詳述した第3実施形態によれば、第1実施形態で述べた前記(1)〜(6)及び第2実施形態で述べた前記(7)と同種の効果が得られる。その他に、以下に示す効果を得ることができる。
(8)スイッチ素子58としてトランジスターの1種である電界効果型トランジスターを用いているので、バイポーラートランジスターに比べ、スイッチ素子58がオンした際の抵抗成分が少なく済む。また、電界効果型トランジスターは、電流が流れなければ、端子間は同電位になる特性がある。フレームグランド線FG(シールド線)がGND電位であれば、信号線の信号によりシールド線に誘起するノイズが消滅しやすい。一方、バイポーラートランジスターでは、オン時にコレクター−エミッター間飽和電圧Vcsatが発生するため、シグナルグランドとフレームグランドとが同電位とはならず、電位差が発生する。そのため、放射ノイズの低減効果が幾分低下する。これに対して、スイッチ素子58として電界効果型トランジスターを用いたので、放射ノイズをより効果的に低減できる。
なお、上記各実施形態は以下のような形態に変更することもできる。
・第3実施形態(図11)において、保護回路88を無くしてもよい。この構成によっても、スイッチ素子58として電界効果型トランジスターを用いることで、バイポーラートランジスターに比べ、通信ケーブル40からの放射ノイズをより効果的に低減できる。
・第3実施形態(図11)において、保護回路88を無くしてもよい。この構成によっても、スイッチ素子58として電界効果型トランジスターを用いることで、バイポーラートランジスターに比べ、通信ケーブル40からの放射ノイズをより効果的に低減できる。
・スイッチ素子58はトランジスターに限らず、サイリスター又はリレーでもよい。
・シグナルグランド71とフレームグランド72は分離されていれば、例えば異なる基板に形成されていてもよい。この場合、シグナルグランド71とフレームグランド72は一方の基板に設けられたスイッチ素子58を介して電気的に接続されていれば足りる。
・シグナルグランド71とフレームグランド72は分離されていれば、例えば異なる基板に形成されていてもよい。この場合、シグナルグランド71とフレームグランド72は一方の基板に設けられたスイッチ素子58を介して電気的に接続されていれば足りる。
・シグナルグランド71とフレームグランド72とのうち一方又は両方が、基板51に形成された配線であってもよい。
・電子機器11が複数のコネクター20,30を有する場合、コネクターごとに個別のスイッチ素子58を共通の基板51に設けたが、コネクターごとに個別のスイッチ素子58を個別の基板51にそれぞれ設けてもよい。
・電子機器11が複数のコネクター20,30を有する場合、コネクターごとに個別のスイッチ素子58を共通の基板51に設けたが、コネクターごとに個別のスイッチ素子58を個別の基板51にそれぞれ設けてもよい。
・電子機器のコネクターは、デバイス用のコネクター20とホスト用のコネクター30とのうち一方のみでもよい。この場合、電子機器11にはその一方のコネクター20又は30が複数設けられていてもよい。
・シールドタイプの通信ケーブルであれば、USBケーブルに限定されない。例えばHDMI(登録商標)(High-Definition Multimedia Interface)ケーブルでもよい。すなわち、グランド制御回路は、HDMIケーブルを接続可能なコネクターを有する電子機器に用いてもよい。
・電子機器は、印刷装置及び画像読取装置に限定されず、シールドタイプの通信ケーブルを接続可能なコネクターを有する電子機器であればよい。電子機器として、例えばプロジェクター、オーディオ装置、デジタルカメラ等でもよい。また、ホスト装置101やデバイス装置201として使用される電子機器でもよく、例えばスマートフォン、携帯電話及びPDA等の携帯端末でもよいし、パーソナルコンピューターでもよい。さらに電子機器は携帯型ハードディスク装置等の記憶装置でもよい。
11…電子機器、12…本体、13…操作パネル、14…表示部、15…操作部、16…サポート部、20…コネクター、30…コネクター、40…通信ケーブル、41…第1コネクター、42…第2コネクター、43…配線、50…制御基板、51…基板、52…制御回路、52A…制御信号線、55…エンジン、56…配線、57…電気回路、58…スイッチ素子、60…グランド制御回路、61…制御部、62…検出部、63…通信制御部、64…処理部、65…CPU、66…IC、71…シグナルグランド、72…フレームグランド、81…シグナルグランド端子、82…フレームグランド端子、83,84…信号端子、85…電源端子、88…保護回路、91…シグナルグランド端子、92…フレームグランド端子、93,94…信号端子、95…電源端子、100…他の電子機器、101…ホスト装置、105…コネクター、120,130…グランド制御回路、200…他の電子機器、201…デバイス装置、205…コネクター、P…媒体、SG…シグナルグランド線、FG…フレームグランド線、Vbus…電源線、D+,D−…信号線、R1…抵抗、C1…コンデンサー、SIG…制御信号。
Claims (8)
- シグナルグランドとフレームグランドとを有すると共に、前記シグナルグランドと前記フレームグランドとの間に介在するスイッチ素子とを有する基板と、
前記シグナルグランドと前記フレームグランドとが接続されたコネクターへのシールドタイプの通信ケーブルの接続の有無を検出すると共に前記スイッチ素子のオンとオフの切り換えを制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記通信ケーブルが前記コネクターに接続されていない場合、前記スイッチ素子をオフにして前記シグナルグランドと前記フレームグランドとを切り離した状態にし、前記通信ケーブルが前記コネクターに接続されている場合、前記スイッチ素子をオンにして前記シグナルグランドと前記フレームグランドとを接続した状態を維持することを特徴とするグランド制御回路。 - 前記制御回路は、前記通信ケーブルを介して他の電子機器と接続されたことを検知すると、前記スイッチ素子をオンさせて前記シグナルグランドと前記フレームグランドとを接続する状態にし、前記通信ケーブルを介した他の電子機器との接続が解消されたことを検知すると、前記スイッチ素子をオフさせて前記シグナルグランドと前記フレームグランドとを切り離した状態にすることを特徴とする請求項1に記載のグランド制御回路。
- 前記シールドタイプの通信ケーブルは、USBケーブルを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のグランド制御回路。
- 前記スイッチ素子は、トランジスターであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のグランド制御回路。
- 前記トランジスターは、電界効果型トランジスターであることを特徴とする請求項4に記載のグランド制御回路。
- 前記シグナルグランドと前記フレームグランドとの間に、抵抗及びコンデンサーを含む保護回路が前記スイッチ素子と並列に接続されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のグランド制御回路。
- 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の前記グランド制御回路を備えたことを特徴とする電子機器。
- シールドタイプの通信ケーブルがコネクターに接続されていないことを検知している場合、基板に設けられたシグナルグランドとフレームグランドとを電気的に切り離した状態にする切離しステップと、
前記通信ケーブルがコネクターに接続されていることを検知している場合、前記シグナルグランドと前記フレームグランドとを電気的に接続した状態に維持する接続ステップと
を備えたことを特徴とする電子機器におけるグランド制御方法。
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2015
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