JP2019046343A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源を備えていない拡張基板が本体に設けられても、拡張基板のＵＳＢホストコネクタとＵＳＢケーブルを介して接続されるメイン基板のＵＳＢファンクションコレクタに端子電圧を加えることができる、画像形成装置を提供する。【解決手段】メイン基板２３には、ＵＳＢファンクションコネクタ３２、ＵＳＢファンクションコントローラ４１および第１電圧入力回路３３が設けられている。第１電圧入力回路３３は、ＵＳＢファンクションコントローラ４１とＵＳＢファンクションコネクタ３２のＶＢＵＳ端子４６との間を電気的に接続するＶＢＵＳライン５１に、ＵＳＢ規格で定められた端子電圧と同じ値の電圧を入力する。【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

ＵＳＢ（Universal Serial Bus）インタフェースを搭載した機器には、ＵＳＢホストコントローラを備えるホスト機器と、ＵＳＢファンクションコントローラを備えるファンクション機器とがある。ホスト機器には、タイプＡのＵＳＢコネクタが設けられ、ファンクション機器には、タイプＢのＵＳＢコネクタが設けられ、コネクタ形状が互いに異なる。ホスト機器のＵＳＢコネクタとファンクション機器のＵＳＢコネクタとがＵＳＢケーブルで物理的に接続されることにより、ホスト機器とファンクション機器との間で信号の送受を行うことができる。

ＵＳＢケーブルには、通信ライン（Ｄ＋，Ｄ−）、電源ライン（ＶＢＵＳ）およびグランドライン（ＧＮＤ）が備えられている。ホスト機器のＵＳＢコネクタとファンクション機器のＵＳＢコネクタとの間がＵＳＢケーブルで物理的に接続された（導通）段階で、電源ラインを通してファンクション機器のＵＳＢファンクションコントローラに端子電圧が加えられる。ＵＳＢファンクションコントローラは、その端子電圧を検出し、ホスト機器のＵＳＢホストコントローラへ通信ラインを介して信号を送信する。これにより、ＵＳＢホストコントローラおよびＵＳＢファンクションコントローラは、ホスト機器とファンクション機器とが互いにＵＳＢケーブルを介して接続されていることを認識できる。

特開２００９−２０５５６１号公報

ところで、ＵＳＢファンクションコントローラおよびタイプＢのＵＳＢコネクタを備えるプリンタ本体に、ＵＳＢホストコントローラおよびタイプＡのＵＳＢコネクタを備える拡張基板が備え付けられる場合がある。拡張基板が備え付けられる構成では、たとえば、プリンタ本体のＵＳＢコネクタと拡張基板のＵＳＢコネクタとをＵＳＢケーブルで物理的に接続して、拡張基板で処理された画像データをＵＳＢケーブルの通信ラインを介してプリンタ本体が受信し、処理された画像データに係る画像を印刷することが考えられる。

しかしながら、拡張基板は、ＰＣ（Personal Computer）などのホスト機器と異なり、セルフパワーで駆動する電源を備えていない。したがって、プリンタ本体のＵＳＢファンクションコントローラに接続されるＵＳＢコネクタと拡張基板のＵＳＢホストコントローラに接続されるＵＳＢコネクタとがＵＳＢケーブルで物理的に接続されても、拡張基板は、プリンタ本体のＵＳＢファンクションコントローラに端子電圧を加えることができない。そのため、ＵＳＢファンクションコントローラは、ＵＳＢコネクタにＵＳＢケーブルが接続されていることを認識できず、拡張基板のＵＳＢホストコントローラもまた同様にＵＳＢケーブルが接続されていることを認識できない。

本発明の目的は、電源を備えていない拡張基板が本体に設けられても、拡張基板のＵＳＢホストコネクタとＵＳＢケーブルを介して接続されるメイン基板のＵＳＢファンクションコレクタに端子電圧を加えることができる、画像形成装置を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明の一の局面に係る画像形成装置は、本体と、前記本体に取り外し可能に設けられる拡張基板と、を含み、前記本体は、電源部と、前記電源部から電力が供給され、画像データに係る画像をシートに形成する画像形成部と、前記電源部から電力が供給されるメイン基板と、を備え、前記メイン基板は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ファンクションコントローラと、前記ＵＳＢファンクションコントローラと電気的に接続される第１ＶＢＵＳ端子および第１通信端子、ならびに接地される第１接地端子を有し、ＵＳＢケーブルの一端側のコネクタが接続可能なＵＳＢファンクションコネクタと、前記ＵＳＢファンクションコントローラと前記第１ＶＢＵＳ端子との間を電気的に接続する第１ＶＢＵＳラインに、ＵＳＢ規格で定められた端子電圧と同じ値の電圧を入力する第１電圧入力回路と、を備え、前記拡張基板は、電源端子と、ＵＳＢホストコントローラと、前記電源端子と電気的に接続される第２ＶＢＵＳ端子、前記ＵＳＢホストコントローラと電気的に接続される第２通信端子、および接地される第２接地端子を有し、前記ＵＳＢケーブルの他端側のコネクタが接続可能なＵＳＢホストコネクタと、を備える。

この構成によれば、メイン基板には、ＵＳＢファンクションコントローラおよびＵＳＢファンクションコネクタが設けられている。ＵＳＢファンクションコネクタは、第１ＶＢＵＳ端子、第１通信端子および第１接地端子を有している。第１ＶＢＵＳ端子および第１通信端子は、ＵＳＢファンクションコントローラと電気的に接続されている。

拡張基板には、電源端子、ＵＳＢホストコントローラおよびＵＳＢホストコネクタが設けられている。ＵＳＢホストコネクタは、第２ＶＢＵＳ端子、第２通信端子および第２接地端子を有している。第２ＶＢＵＳ端子は、電源端子と電気的に接続されている。第２通信端子は、ＵＳＢホストコントローラと電気的に接続されている。

そして、メイン基板には、第１電圧入力回路が設けられている。第１電圧入力回路は、ＵＳＢファンクションコントローラと第１ＶＢＵＳ端子との間を電気的に接続する第１ＶＢＵＳラインに、ＵＳＢ規格で定められた端子電圧と同じ値の電圧を入力する。そのため、電源を備えていない拡張基板が本体に設けられても、メイン基板のＵＳＢファンクションコネクタと拡張基板のＵＳＢホストコネクタとがＵＳＢケーブルを介して接続された状態では、第１ＶＢＵＳラインに入力される電圧、つまり端子電圧を第１ＶＢＵＳ端子およびＵＳＢケーブルを介して第２ＶＢＵＳ端子に加えることができる。さらに、その端子電圧を第２ＶＢＵＳ端子から電源端子に加えることができる。

また、本発明の他の局面に係る画像形成装置は、本体と、前記本体に取り外し可能に設けられる拡張基板と、を含み、前記本体は、電源部と、前記電源部から電力が供給され、画像データに係る画像をシートに形成する画像形成部と、前記電源部から電力が供給されるメイン基板と、を備え、前記メイン基板は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ファンクションコントローラと、前記ＵＳＢファンクションコントローラと電気的に接続される第１ＶＢＵＳ端子および第１通信端子、ならびに接地される第１接地端子を有し、ＵＳＢケーブルの一端側のコネクタが接続可能なＵＳＢファンクションコネクタと、を備え、前記拡張基板は、電源端子と、ＵＳＢホストコントローラと、前記電源端子と電気的に接続される第２ＶＢＵＳ端子、前記ＵＳＢホストコントローラと電気的に接続される第２通信端子、および接地される第２接地端子を有し、前記ＵＳＢケーブルの他端側のコネクタが接続可能なＵＳＢホストコネクタと、を備え、前記電源部に一端が接続され、前記電源端子に他端が接続されて、前記電源部から前記電源端子に電力を供給する電力供給ラインをさらに含む。

この構成によれば、メイン基板には、ＵＳＢファンクションコントローラおよびＵＳＢファンクションコネクタが設けられている。ＵＳＢファンクションコネクタは、第１ＶＢＵＳ端子、第１通信端子および第１接地端子を有している。第１ＶＢＵＳ端子および第１通信端子は、ＵＳＢファンクションコントローラと電気的に接続されている。

拡張基板には、電源端子、ＵＳＢホストコントローラおよびＵＳＢホストコネクタが設けられている。ＵＳＢホストコネクタは、第２ＶＢＵＳ端子、第２通信端子および第２接地端子を有している。第２ＶＢＵＳ端子は、電源端子と電気的に接続されている。第２通信端子は、ＵＳＢホストコントローラと電気的に接続されている。

そして、本体の電源部には、電源供給ラインの一端が接続され、電源供給ラインの他端は、拡張基板の電源端子に接続されている。そのため、電源を備えていない拡張基板が本体に設けられても、拡張基板のＵＳＢホストコネクタとＵＳＢケーブルを介して接続されるメイン基板のＵＳＢファンクションコネクタに端子電圧を加えることができる。

本発明によれば、電源を備えていない拡張基板が本体に設けられても、メイン基板のＵＳＢファンクションコレクタに端子電圧を加えることができる。

本発明の一実施形態に係るプリンタの電気的構成を示す図であり、プリンタに拡張基板を介してＰＣが接続された状態を示す。 プリンタの電気的構成を示す図であり、プリンタにＰＣが直接接続された状態を示す。 プリンタの電気的構成を示す図であり、プリンタにＰＣが接続されていない状態を示す。 プリンタの詳細な電気的構成を示す図である。 接続判別処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係るプリンタの電気的構成を示す図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜プリンタの電気的構成＞
図１は、プリンタ１に拡張基板１２を介してＰＣ２がＵＳＢ接続される場合、図２は、プリンタ１に拡張基板１２を介さず、ＰＣ２がプリンタ１にＵＳＢ接続される場合、図３は、プリンタ１にＰＣ２が接続されない場合、をそれぞれ示している。

図１に示されるプリンタ１（画像形成装置の一例）は、本体１１と、拡張基板支持部１３と、を備えている。また、プリンタ１には、拡張基板支持部１３に拡張基板１２が支持されることによって、プリンタ１に拡張基板１２が取り付け可能である。

本体１１は、プリンタ１の外殻をなしている。本体１１には、電源部２１、画像形成部２２およびメイン基板２３が設けられている。

電源部２１は、商用交流電源に接続される。電源部２１は、商用交流電源から交流電力の供給を受けて、その交流電力を所定の電圧値の直流電力に変換する。電源部２１は、画像形成部２２とメイン基板２３とに、それぞれ変換された直流電力を供給する。

画像形成部２２は、本体１１内の搬送路を１枚ずつ搬送されるプリント用紙などのシートに対して画像データに係るカラー画像またはモノクロ画像を印刷する機構である。印刷の方式は、電子写真方式であってもよいし、インクジェット方式であってもよい。

メイン基板２３は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）３１（制御回路の一例）、ＵＳＢファンクションコネクタ３２、ＲＯＭ（不図示）、ＲＡＭ（不図示）、後述する第１電圧入力回路３３、第２電圧入力回路３４および比較回路３５（図４参照）を備えている。

ＡＳＩＣ３１は、ＣＰＵを内蔵しており、ＣＰＵは、ＡＳＩＣ３１に入力される情報に基づいて、ＲＯＭに格納されているプログラムを実行することにより、適宜、ＲＡＭを用いて各種の処理を実行し、画像形成部２２の動作を制御する。

また、ＡＳＩＣ３１には、ＵＳＢファンクションコネクタ３２を介したデータ通信を制御するためのＵＳＢファンクションコントローラ４１が組み込まれている。

ＵＳＢファンクションコネクタ３２は、タイプＢのＵＳＢコネクタであり、本体１１から外部に露出するように配置されている。ＵＳＢファンクションコネクタ３２は、ＵＳＢファンクションコントローラ４１やメイン基板２３のグランドラインに電気的に接続されている。

拡張基板１２は、ＵＳＢホストコネクタ７２と、ＵＳＢホストコントローラ７３と、ＵＳＢファンクションコネクタ７４と、ＵＳＢファンクションコントローラ７５とを備えている。

ＵＳＢホストコネクタ７２は、タイプＡのＵＳＢコネクタであり、拡張基板１２上に設けられる。ＵＳＢホストコネクタ７２は、後述する電源端子７１やＵＳＢホストコントローラ７３に電気的に接続されている。

ＵＳＢケーブル１１１は、一端がタイプＢに対応した形状を有し、他端がタイプＡに対応した形状を有するケーブルである。

本体１１のＵＳＢファンクションコネクタ３２には、ＵＳＢケーブル１１１の一端が接続され、拡張基板１２のＵＳＢホストコネクタ７２には、ＵＳＢケーブル１１１の他端が接続される。

また、ＵＳＢケーブル１１１は、一端がタイプＢに対応した形状を有し、他端がタイプＡに対応した形状を有するケーブルである。

拡張基板１２のＵＳＢファンクションコネクタ７４には、ＵＳＢケーブル１１６の一端が接続され、ＰＣ２のＵＳＢホストコネクタ２０２には、ＵＳＢケーブル１１６の他端が接続される。

ＰＣ２は、ＰＣ２のＵＳＢホストコントローラ２０１、ＵＳＢホストコネクタ２０２からＵＳＢケーブル１１６、ＵＳＢファンクションコネクタ７４を経由して、画像データを拡張基板１２に送信する。

拡張基板１２は、拡張基板１２が有する画像処理部（不図示）にて、拡張基板１２に応じた画像処理を画像データに対して実行する。なお、拡張基板１２に応じた画像処理とは、例えば、ユーザ毎にカスタマイズされた画像処理のことを意味する。

拡張基板１２は、ＵＳＢホストコントローラ７３、ＵＳＢホストコネクタ７２、ＵＳＢケーブル１１１を経由して、ＵＳＢファンクションコネクタ３２に画像処理された画像データを送信する。

ＡＳＩＣ３１のＣＰＵは、ＵＳＢファンクションコネクタ３２からの画像データを、ＵＳＢファンクションコントローラ４１を経由して、メイン基板２３上のＲＡＭに記憶させる。そして、ＡＳＩＣ３１のＣＰＵは、メイン基板２３上のＲＡＭに記憶された画像データを、画像形成部２２を用いてプリント用紙に画像形成する。

図２のように、プリンタ１に拡張基板１２を介さず、ＰＣ２がプリンタ１にＵＳＢ接続される場合、ＰＣ２のＵＳＢホストコネクタ２０２とプリンタ１のＵＳＢファンクションコネクタ３２との間を、ＵＳＢケーブル１１７を経由して接続される。

この場合、ＰＣ２は、ＰＣ２のＵＳＢホストコネクタ２０２からＵＳＢケーブル１１７を経由して、直接、画像データをＵＳＢファンクションコネクタ３２に送信する。

ＵＳＢ接続の場合、基本的に、ＵＳＢホスト側からＵＳＢファンクション側へ向けて端子電圧を入力する必要がある。図２の場合、ＰＣ２は、商用電源に接続されており、ＰＣ２のＵＳＢホストコネクタ２０２から端子電圧をＵＳＢファンクションコネクタ３２を介して、ＵＳＢファンクションコントローラ４１に加えることができる。すると、ＡＳＩＣ３１のＵＳＢファンクションコントローラ４１は、ＰＣ２がＵＳＢ接続されていることを認識することができる。

図１の場合、拡張基板１２を駆動するための電力が必要であり、プリンタ１から別途電力供給を受ける必要がある。また、ＵＳＢホストコントローラ７３とＵＳＢファンクションコントローラ４１とをＵＳＢケーブル１１１を介してＵＳＢ接続する際、ＵＳＢファンクションコントローラ４１がＵＳＢ接続されたことを認識するためには、最初にＵＳＢホストコントローラ７３側から後述するＶＢＵＳ端子４６を介して端子電圧を入力する必要がある。端子電圧が入力されなければ、ＡＳＩＣ３１のＵＳＢファンクションコントローラ４１は、拡張基板１２が接続されているのかいないのか認識することができない。

そこで、メイン基板２３には、後述する第１電圧入力回路３３、第２電圧入力回路３４および比較回路３５が備えられている。ＡＳＩＣ３１のＣＰＵは、第２電圧入力回路３４および比較回路３５を用いて、図１の場合、図２の場合、図３の場合であるのかを識別する。第１の場合であれば、第１電圧入力回路３３は、ＵＳＢ規格で定められた端子電圧と同じ値の電圧を、ＵＳＢファンクションコントローラ４１と拡張基板１２と、にそれぞれ入力することで、ＵＳＢファンクションコントローラ４１はＵＳＢ接続されたと認識することができ、かつ、拡張基板１２は入力された電圧によって駆動することができる。

次に、メイン基板２３と拡張基板１２との電気的構成、第１電圧入力回路３３、第２電圧入力回路３４および比較回路３５について説明する。
＜メイン基板と拡張基板との電気的構成＞

図４に示されるプリンタ１（画像形成装置の一例）は、本体１１と、拡張基板１２とを取り付けられている際の電気的構成を示す図である。

ＵＳＢファンクションコネクタ３２は、ＶＢＵＳ端子４６（第１ＶＢＵＳ端子の一例）、Ｄ＋通信端子４７（第１通信端子の一例）、Ｄ−通信端子４８（第１通信端子の一例）および接地端子４９（第１接地端子の一例）を備えている。ＶＢＵＳ端子４６は、ＶＢＵＳライン５１（第１ＶＢＵＳラインの一例）を介して、ＵＳＢファンクションコントローラ４１のＶＢＵＳ端子４２と接続されている。Ｄ＋通信端子４７は、Ｄ＋通信ライン５２を介して、ＵＳＢファンクションコントローラ４１のＤ＋通信端子４３と接続されている。Ｄ−通信端子４８は、Ｄ−通信ライン５３を介して、ＵＳＢファンクションコントローラ４１のＤ−通信端子４４と接続されている。接地端子４９は、メイン基板２３のグランドラインに接続されている。

第１電圧入力回路３３は、ＰＮＰ型トランジスタ５６（スイッチング素子の一例）を備えている。ＰＮＰ型トランジスタ５６のエミッタには、電源部２１からメイン基板２３に供給される電源電圧（ＶＣＣ）が入力される。電源電圧は、ＵＳＢ規格で定められた端子電圧と同じ値の電圧、つまり５Ｖである。ＰＮＰ型トランジスタ５６のベース−エミッタ間には、抵抗５７が介在されている。ＰＮＰ型トランジスタ５６のベースは、抵抗５８を介して、ＡＳＩＣ３１に接続されている。ＰＮＰ型トランジスタ５６のコレクタは、ＶＢＵＳライン５１に接続されている。ＡＳＩＣ３１からＰＮＰ型トランジスタ５６にベース電流を流して、ＰＮＰ型トランジスタ５６がオンすると、ＰＮＰ型トランジスタ５６のコレクタに電流が流れて、ＶＢＵＳライン５１にＵＳＢ規格で定められた端子電圧と同じ値の電圧が入力される。

ＡＳＩＣ３１がＰＮＰ型トランジスタ５６のベースに電圧を印加するか否かは、後述するＡＳＩＣ３１のＣＰＵが実行する接続判別処理の結果に基づいて実行される。

なお、「端子電圧と同じ値の電圧」は、端子電圧と完全に一致する電圧に限らず、端子電圧よりもＰＮＰ型トランジスタ５６のコレクタ−エミッタ間飽和電圧分降下した電圧も含まれる。

第２電圧入力回路３４は、ダイオード６１と抵抗６２との直列回路からなる。ダイオード６１のアノードには、電源部２１からメイン基板２３に供給される電源電圧（ＶＣＣ）が入力される。ダイオード６１のカソードには、抵抗６２の一端が接続され、抵抗６２の他端は、ＶＢＵＳライン５１に接続されている。また、ＶＢＵＳライン５１は、抵抗６９を介して、グランドラインに接続されている。これにより、第２電圧入力回路３４からＶＢＵＳライン５１に、ＵＳＢ規格で定められた端子電圧が抵抗６２、抵抗６９によって分圧された電圧、例えば、０．６７Ｖが入力される。なお、ＶＢＵＳライン５１に０．６７Ｖが入力されるのは、ＵＳＢファンクションコネクタ３２にＵＳＢケーブル１１１を介して拡張基板１２が接続されていない場合である。

比較回路３５は、プラス入力端子６６、マイナス入力端子６７および出力端子６８を有している。プラス入力端子６６には、ＵＳＢ規格で定められた端子電圧よりも低い値の基準電圧（Ｖｒｅｆ）が入力される。基準電圧は、たとえば、０．４２Ｖである。マイナス入力端子６７は、ＶＢＵＳライン５１に接続されている。出力端子６８は、ＡＳＩＣ３１に接続されている。これにより、ＶＢＵＳライン５１の電圧が基準電圧よりも高いときには、比較回路３５の出力端子６８からＡＳＩＣ３１にローレベル信号が入力される。一方、ＶＢＵＳライン５１の電圧が基準電圧よりも低いときには、比較回路３５の出力端子６８からＡＳＩＣ３１にハイレベル信号が入力される。

拡張基板１２は、電源端子７１と、ＵＳＢホストコネクタ７２と、ＵＳＢホストコントローラ７３と、ＵＳＢファンクションコネクタ７４と、ＵＳＢファンクションコントローラ７５とを備えている。

電源端子７１は、拡張基板１２の各部（ＵＳＢホストコネクタ７２と、ＵＳＢホストコントローラ７３、画像処理部（不図示））に電力を供給する電源として機能する端子である。

ＵＳＢホストコネクタ７２は、タイプＡのＵＳＢコネクタである。ＶＢＵＳ端子７６（第２ＶＢＵＳ端子の一例）、Ｄ＋通信端子７７（第２通信端子の一例）、Ｄ−通信端子７８（第２通信端子の一例）および接地端子７９（第２接地端子の一例）を有している。ＶＢＵＳ端子７６は、ＶＢＵＳライン８１（第２ＶＢＵＳラインの一例）を介して、電源端子７１と接続されている。接地端子７９は、拡張基板１２のグランドラインに接続されている。

ＵＳＢホストコントローラ７３は、Ｄ＋通信端子８２、Ｄ−通信端子８３および接地端子８４を有している。Ｄ＋通信端子８２は、Ｄ＋通信ライン８５を介して、ＵＳＢホストコネクタ７２のＤ＋通信端子７７と接続されている。Ｄ−通信端子８３は、Ｄ−通信ライン８６を介して、ＵＳＢホストコネクタ７２のＤ−通信端子７８と接続されている。接地端子８４は、拡張基板１２のグランドラインに接続されている。

ＵＳＢファンクションコネクタ７４は、ＶＢＵＳ端子９１、Ｄ＋通信端子９２、Ｄ−通信端子９３および接地端子９４を有している。接地端子９４は、拡張基板１２のグランドラインに接続されている。

ＵＳＢファンクションコントローラ７５は、ＶＢＵＳ端子９５、Ｄ＋通信端子９６、Ｄ−通信端子９７および接地端子９８を有している。ＶＢＵＳ端子９５は、ＶＢＵＳライン１０１を介して、ＵＳＢファンクションコネクタ７４のＶＢＵＳ端子９１と接続されている。Ｄ＋通信端子９６は、Ｄ＋通信ライン１０２を介して、ＵＳＢファンクションコネクタ７４のＤ＋通信端子９２と接続されている。Ｄ−通信端子９７は、Ｄ−通信ライン１０３を介して、ＵＳＢファンクションコネクタ７４のＤ−通信端子９３と接続されている。接地端子９８は、拡張基板１２のグランドラインに接続されている。

また、拡張基板１２は、電圧降下回路１０６を備えている。電圧降下回路１０６には、抵抗１０７が含まれており、一端がＶＢＵＳライン８１に接続され、抵抗１０７を介して他端が拡張基板１２のグランドラインに接続されている。

ＵＳＢケーブル１１１のタイプＡのＵＳＢコネクタがＰＣ２に接続される場合、ＰＣ２は、プリンタ１に対して能動的に動作するホスト機器となり、プリンタ１は、外部機器に対して受動的に動作するファンクション機器となる。ホスト機器となる外部機器２には、電源が搭載されている。

また、ＵＳＢケーブル１１１のタイプＡのＵＳＢコネクタは、拡張基板１２のＵＳＢホストコネクタ７２に接続することができる。図４には、その接続状態が示されている。この場合、ＵＳＢケーブル１１１に含まれるＶＢＵＳライン１１２を介して、ＵＳＢファンクションコネクタ３２のＶＢＵＳ端子４６とＵＳＢホストコネクタ７２のＶＢＵＳ端子７６とが接続される。また、ＵＳＢケーブル１１１に含まれるＤ＋通信ライン１１３を介して、ＵＳＢファンクションコネクタ３２のＤ＋通信端子４７とＵＳＢホストコネクタ７２のＤ＋通信端子７７とが接続される。さらに、ＵＳＢケーブル１１１に含まれるＤ−通信ライン１１４を介して、ＵＳＢファンクションコネクタ３２のＤ−通信端子４８とＵＳＢホストコネクタ７２のＤ−通信端子７８とが接続される。ＵＳＢファンクションコネクタ３２の接地端子４９とＵＳＢホストコネクタ７２の接地端子７９とは、ＵＳＢケーブル１１１に含まれるグランドライン１１５を介して相互に接続される。

＜接続判別処理＞
このように、メイン基板２３のＵＳＢファンクションコネクタ３２には、ＵＳＢケーブル１１１を介して、外部機器２を接続することができ、また、拡張基板１２を接続することができる。そのため、メイン基板２３のＡＳＩＣ３１に含まれるＣＰＵは、ＵＳＢファンクションコネクタ３２に拡張基板１２が接続されているか、ＰＣ２が接続されているか、拡張基板１２が接続されているか、または、何も接続されていないかを判別するため、プリンタ１の電源がオンされている間、図５に示される接続判別処理を実行する。

接続判別処理では、ＣＰＵは、メイン基板２３のＵＳＢファンクションコントローラ４１のＶＢＵＳ端子４２にＵＳＢ規格で定められた端子電圧と同じ値の電圧、つまり５Ｖが入力されているか否かを判別する（Ｓ１）。

ＵＳＢファンクションコネクタ３２にＵＳＢケーブル１１７を介してＰＣ２が直接接続されている場合（図２の場合）、ＵＳＢケーブル１１７、ＵＳＢファンクションコネクタ３２を経由して、ＰＣ２によってＵＳＢファンクションコントローラ４１のＶＢＵＳ端子４２に端子電圧である５Ｖが加えられる（Ｓ１：ＹＥＳ）。ＵＳＢファンクションコントローラ４１は、その端子電圧を検出すると、ホスト機器となるＰＣ２との接続のためのネゴシエーションを開始する（Ｓ２）。

ネゴシエーションでは、ＵＳＢファンクションコントローラ４１からＰＣ２のＵＳＢホストコントローラ２０１に向けて、Ｄ＋通信ライン５２およびＤ−通信ライン５３を介して信号を送信する。この信号は、ＵＳＢケーブル１１１のＤ＋通信ライン１１３およびＤ−通信ライン１１４を介して、ＰＣ２のＵＳＢホストコントローラ２０１に入力される。これにより、ＰＣ２のＵＳＢホストコントローラ２０１およびＵＳＢファンクションコントローラ４１が相互に接続されていることを認識し、ネゴシエーションによる相互接続が完了する（Ｓ３）。ネゴシエーションによる相互接続が完了すると、ＣＰＵは、接続判別処理を終了する

ＵＳＢファンクションコントローラ４１のＶＢＵＳ端子４２に端子電圧と同じ値の電圧、つまり５Ｖが入力されていない場合（Ｓ１：ＮＯ）、ＣＰＵは、比較回路３５からＡＳＩＣ３１に入力される信号を確認する（Ｓ４）。

比較回路３５からＡＳＩＣ３１にハイレベル信号が入力されていない場合（Ｓ４：ＮＯ）、つまり比較回路３５からＡＳＩＣ３１にローレベル信号が入力されている場合、メイン基板２３のＶＢＵＳライン５１の電圧が基準電圧よりも高い。この場合、ＣＰＵは、ＵＳＢファンクションコネクタ３２には何も接続されていないと認識し、ＵＳＢファンクションコントローラ４１のＶＢＵＳ端子４２に５Ｖが入力されているか否かを再び判別する（Ｓ１）。

ＵＳＢファンクションコネクタ３２にＵＳＢケーブル１１１を介して拡張基板１２が接続される場合（図１、図４）、メイン基板２３のＶＢＵＳライン５１と拡張基板１２のＶＢＵＳライン８１とがＵＳＢケーブル１１１のＶＢＵＳライン１１２を介して接続される。そのため、メイン基板２３の第２電圧入力回路３４からＶＢＵＳライン５１に入力されている電圧、たとえば、０．６７Ｖによる電流が拡張基板１２の電圧降下回路１０６を流れ、ＶＢＵＳライン５１，８１，１１２の電圧が０．６７Ｖから基準電圧よりも低い値の電圧、たとえば、０．２Ｖに低下する。そのため、比較回路３５のマイナス入力端子６７に入力される電圧がプラス入力端子６６に入力されている基準電圧よりも低くなり、比較回路３５の出力端子６８からＡＳＩＣ３１にハイレベル信号が入力される。

ＵＳＢファンクションコネクタ３２にＵＳＢケーブル１１１を介して拡張基板１２が接続されていない場合（図３）、メイン基板２３の第２電圧入力回路３４からＶＢＵＳライン５１に入力されている電圧である０．６７Ｖが比較回路３５のマイナス入力端子６７に入力される。すると、比較回路３５のマイナス入力端子６７に入力される電圧がプラス入力端子６６に入力されている基準電圧よりも高くなり、比較回路３５の出力端子６８からＡＳＩＣ３１にローレベル信号が入力される。

比較回路３５からＡＳＩＣ３１にローレベル信号が入力されている場合（Ｓ４：ＮＯ）、Ｓ１の処理に戻る。

比較回路３５からＡＳＩＣ３１にハイレベル信号が入力されている場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、第１電圧入力回路３３のＰＮＰ型トランジスタ５６のベースに電圧を入力して、ＰＮＰ型トランジスタ５６をオンさせる（Ｓ５）。ＰＮＰ型トランジスタ５６がオンすると、ＰＮＰ型トランジスタ５６のコレクタに電流が流れて、ＶＢＵＳライン５１にＵＳＢ規格で定められた端子電圧と同じ値の電圧、つまり５Ｖが入力される。

ＶＢＵＳライン５１と拡張基板１２のＶＢＵＳライン８１とがＵＳＢケーブル１１１のＶＢＵＳライン１１２を介して接続されているので、ＶＢＵＳライン５１に５Ｖが入力されると、ＶＢＵＳライン８１，１１２を介して、拡張基板１２の電源端子７１に５Ｖが印加される。これにより、電源端子７１から拡張基板１２のＵＳＢホストコントローラ７３に駆動電力が供給され、ＵＳＢホストコントローラ７３が起動する。

また、ＶＢＵＳライン５１に５Ｖが入力されると、ＵＳＢファンクションコントローラ４１のＶＢＵＳ端子４２に端子電圧である５Ｖが加えられる。ＵＳＢファンクションコントローラ４１は、その端子電圧を検出すると（Ｓ６：ＹＥＳ）、メイン基板２３と拡張基板１２との接続のため、拡張基板１２のＵＳＢホストコントローラ７３とのネゴシエーションを開始する（Ｓ２）。そして、ネゴシエーションによる相互接続が完了すると（Ｓ３）、ＣＰＵは、接続判別処理を終了する。

＜作用効果＞
以上のように、メイン基板２３には、ＵＳＢファンクションコントローラ４１およびＵＳＢファンクションコネクタ３２が設けられている。ＵＳＢファンクションコネクタ３２は、ＶＢＵＳ端子４６、Ｄ＋通信端子４７、Ｄ−通信端子４８および接地端子４９を有している。ＶＢＵＳ端子４６およびＤ＋通信端子４７、Ｄ−通信端子４８は、ＵＳＢファンクションコントローラ４１と電気的に接続されている。

拡張基板１２には、電源端子７１、ＵＳＢホストコネクタ７２およびＵＳＢホストコントローラ７３が設けられている。ＵＳＢホストコネクタ７２は、ＶＢＵＳ端子７６、Ｄ＋通信端子７７、Ｄ−通信端子７８および接地端子７９を有している。ＶＢＵＳ端子７６は、電源端子７１と電気的に接続されている。Ｄ＋通信端子７７、Ｄ−通信端子７８は、ＵＳＢホストコントローラ７３と電気的に接続されている。

そして、メイン基板２３には、第１電圧入力回路３３が設けられている。第１電圧入力回路３３は、ＵＳＢファンクションコントローラ４１とＶＢＵＳ端子４６との間を電気的に接続するＶＢＵＳライン５１に、ＵＳＢ規格で定められた端子電圧と同じ値の電圧を入力する。そのため、電源を備えていない拡張基板１２が本体１１に設けられても、メイン基板２３のＵＳＢファンクションコネクタ３２と拡張基板１２のＵＳＢホストコネクタ７２とがＵＳＢケーブル１１１を介して接続された状態では、ＶＢＵＳライン５１に入力される電圧、つまり端子電圧と同じ値の電圧をＶＢＵＳ端子４６およびＵＳＢケーブル１１１を介して拡張基板１２のＶＢＵＳ端子７６に加えることができる。さらに、その端子電圧と同じ値の電圧をＶＢＵＳ端子７６から電源端子７１に加えることができる。そして、拡張基板１２のＵＳＢホストコントローラ７３は、電源端子７１に加えられる電圧を使用して動作することができる。

本実施形態の場合、プリンタ１の電源部２１からの電力を拡張基板１２へ供給する場合、ＵＳＢケーブル１１１を介して拡張基板１２へ電力を供給することができるため、別途、電力ラインを設ける必要が無い。

また、メイン基板２３は、ＡＳＩＣ３１、第２電圧入力回路３４および比較回路３５を備えている。第２電圧入力回路３４は、ＵＳＢ規格で定められた端子電圧よりも低い電圧、たとえば、０．６７ＶをＶＢＵＳライン５１に入力する。一方、拡張基板１２は、電圧降下回路１０６を備えている。電圧降下回路１０６は、一端が電源端子７１とＶＢＵＳ端子７６とを電気的に接続するＶＢＵＳライン８１に接続され、他端が抵抗１０７を介して接地されている。そのため、ＵＳＢファンクションコネクタ３２にＵＳＢケーブル１１１を介して拡張基板１２が接続されると、第２電圧入力回路３４からＶＢＵＳライン５１に入力されている電圧による電流が電圧降下回路１０６を流れ、ＶＢＵＳライン５１，８１，１１２の電圧が基準電圧よりも低い値の電圧に低下する。そのため、比較回路３５のマイナス入力端子６７に入力される電圧がプラス入力端子６６に入力されている基準電圧よりも低くなり、比較回路３５の出力端子６８からＡＳＩＣ３１にハイレベル信号が入力される。 したがって、ＡＳＩＣ３１に内蔵されているＣＰＵは、ＶＢＵＳライン５１に、ＵＳＢ規格で定められた端子電圧と同じ値の電圧が入力されていない状態で、比較回路３５からＡＳＩＣ３１にハイレベル信号が入力されたことを以て、ＵＳＢファンクションコネクタ３２に拡張基板１２などの電源を有していないデバイス（ホスト機器）が接続されていると認識できる。

また、ＡＳＩＣ３１のＣＰＵは、ハイレベル信号の入力を受けて、第１電圧入力回路３３のＰＮＰ型トランジスタ５６をオンにする。ＰＮＰ型トランジスタ５６のオンにより、ＶＢＵＳライン５１に、ＵＳＢ規格で定められた端子電圧と同じ値の電圧を入力することができる。

ＵＳＢファンクションコネクタ３２にＵＳＢケーブル１１１を介して外部機器２が接続されている場合（図２の場合）、ＵＳＢファンクションコントローラ４１のＶＢＵＳ端子４２に端子電圧である５Ｖが加えられる。そのため、ＰＮＰ型トランジスタ５６がオフの状態において、ＶＢＵＳ端子４６に５Ｖが入力される。そのため、ＡＳＩＣ３１のＣＰＵは、電源を有するホスト機器である外部機器２がＵＳＢケーブル１１１を介してＵＳＢファンクションコネクタ３２に接続されていると認識できる。なお、当該の場合、第１電圧入力回路３３のＰＮＰ型トランジスタ５６をオフのままである。

また、第２電圧入力回路３４からＶＢＵＳライン５１に入力される電圧が基準電圧よりも高いので、ＵＳＢファンクションコネクタ３２に何も接続されていない状態では、メイン基板２３のＶＢＵＳライン５１の電圧が基準電圧よりも高く、比較回路３５からＡＳＩＣ３１にローレベル信号が入力される。ＡＳＩＣ３１のＣＰＵは、比較回路３５からＡＳＩＣ３１にローレベル信号が入力されていることを以て、ＵＳＢファンクションコネクタ３２には何も接続されていないと認識できる。なお、当該の場合でも、第１電圧入力回路３３のＰＮＰ型トランジスタ５６をオフのままである。

＜他の実施形態＞
図６は、本発明の他の実施形態に係るプリンタ１の電気的構成を示す図である。図６において、図４に示される各部に相当する部分には、それらの各部と同一の参照符号が付されている。また、以下では、その同一の参照符号が付された部分の説明を省略し、図６に示される構成について、図４に示される構成との相違点のみを説明する。

図６に示される構成のプリンタ１では、図４に示される第１電圧入力回路３３、第２電圧入力回路３４および比較回路３５がメイン基板２３から省略され、図１に示される電圧降下回路１０６が拡張基板１２から省略されている。そして、本体１１の電源部２１には、電源供給ライン１２１の一端が接続されている。電源供給ライン１２１の他端は、中継基板１２２に接続されている。中継基板１２２には、電源供給ライン１２３の一端が接続され、電源供給ライン１２３の他端は、拡張基板１２の電源端子７１に接続されている。 図３に示される構成では、電源部２１から電源供給ライン１２１、中継基板１２２および電源供給ライン１２３を介して拡張基板１２の電源端子７１に、ＵＳＢ規格で定められた端子電圧と同じ値の電圧を供給することができる。そして、その電圧を電源端子７１からＶＢＵＳライン８１を介して拡張基板１２のＵＳＢホストコネクタ７２のＶＢＵＳ端子７６に入力することができる。よって、拡張基板１２のＵＳＢホストコネクタ７２とＵＳＢケーブル１１１を介して接続されるメイン基板２３のＵＳＢファンクションコネクタ３２に端子電圧と同じ値の電圧を入力することができる。

電源を備えていない拡張基板１２が拡張基板支持部１３を介して本体１１に設けられても、拡張基板１２のＵＳＢホストコネクタ７２とＵＳＢケーブル１１１を介して接続されるＵＳＢファンクションコネクタ３２を経由してメイン基板２３のＵＳＢファンクションコントローラ４１に端子電圧を加えることができる。

そして、本構成によって、メイン基板２３のＵＳＢファンクションコントローラ４１は、電源供給ライン１２３を経由して拡張基板１２の電源端子７１から供給される電圧によって、拡張基板１２がメイン基板２３にＵＳＢ接続されていることを認識することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の２つの実施形態について説明したが、本発明は、さらに他の形態で実施することもできる。

たとえば、前述の実施形態では、画像形成装置の一例として、プリンタ１を取り上げたが、本発明は、プリンタ１に限らず、プリント用紙などのシートに画像を形成する画像形成機能に加えて、原稿の画像を読み取る画像読取機能などの機能を併せて有する複合機に適用されてもよい。

ＡＳＩＣ３１にＵＳＢファンクションコントローラを有する回路を例示しているが、ＵＳＢファンクションコントローラは、ＡＳＩＣ３１の外部にあってもよい。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１：プリンタ
１１：本体
１２：拡張基板
２１：電源部
２２：画像形成部
２３：メイン基板
３１：ＡＳＩＣ
３２：ＵＳＢファンクションコネクタ
３３：第１電圧入力回路
３４：第２電圧入力回路
３５：比較回路
４１：ＵＳＢファンクションコントローラ
４６，７６：ＶＢＵＳ端子
４７，７７：Ｄ＋通信端子
４８，７８：Ｄ−通信端子
４９，７９：接地端子
５１，８１：ＶＢＵＳライン
５６：ＰＮＰ型トランジスタ
７１：電源端子
７２：ＵＳＢホストコネクタ
７３：ＵＳＢホストコントローラ
１０６：電圧降下回路
１１１：ＵＳＢケーブル
１２１，１２３：電源供給ライン

Claims (8)

1. 本体と、
   前記本体に取り外し可能に設けられる拡張基板と、
   を含み、
   前記本体は、
   電源部と、
   前記電源部から電力が供給され、画像データに係る画像をシートに形成する画像形成部と、
   前記電源部から電力が供給されるメイン基板と、
   を備え、
   前記メイン基板は、
   ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ファンクションコントローラと、
   前記ＵＳＢファンクションコントローラと電気的に接続される第１ＶＢＵＳ端子および第１通信端子、ならびに接地される第１接地端子を有し、ＵＳＢケーブルの一端側のコネクタが接続可能なＵＳＢファンクションコネクタと、
   前記ＵＳＢファンクションコントローラと前記第１ＶＢＵＳ端子との間を電気的に接続する第１ＶＢＵＳラインに、ＵＳＢ規格で定められた端子電圧と同じ値の電圧を入力する第１電圧入力回路と、
   を備え、
   前記拡張基板は、
   電源端子と、
   ＵＳＢホストコントローラと、
   前記電源端子と電気的に接続される第２ＶＢＵＳ端子、前記ＵＳＢホストコントローラと電気的に接続される第２通信端子、および接地される第２接地端子を有し、前記ＵＳＢケーブルの他端側のコネクタが接続可能なＵＳＢホストコネクタと、
   を備える、
   画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   前記メイン基板は、
   前記ＵＳＢファンクションコントローラが組み込まれる集積回路である制御回路と、
   前記第１ＶＢＵＳラインに、前記端子電圧未満の所定電圧を入力する第２電圧入力回路と、
   前記第１ＶＢＵＳラインの電圧と基準電圧とを比較して、その比較結果を表す信号を前記制御回路に出力する比較回路と、
   を備え、
   前記拡張基板は、
   前記電源端子と前記第２ＶＢＵＳ端子とを電気的に接続する第２ＶＢＵＳラインに一端が接続され、抵抗を介して他端が接地されている電圧降下回路
   を備え、
   前記第１電圧入力回路は、
   前記第１ＶＢＵＳラインへの前記端子電圧の入力およびその停止を切り替えるために前記制御回路からの指示によりオンおよびオフされるスイッチング素子を含む、
   画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置であって、
   前記制御回路は、前記スイッチング素子がオフの状態において、前記第１ＶＢＵＳ端子の電圧が前記端子電圧と同じ値の電圧である場合、電源を有するホスト機器が前記ＵＳＢケーブルを介して前記ＵＳＢファンクションコネクタに接続されていると決定する、
   画像形成装置。
4. 請求項３に記載の画像形成装置であって、
   前記基準電圧は、前記所定電圧よりも小さく、ゼロ以上の電圧に設定され、
   前記制御回路は、前記スイッチング素子がオフの状態において、前記第１ＶＢＵＳラインの電圧が前記基準電圧よりも大きいことを表す信号が前記比較回路から出力される場合、前記ＵＳＢファンクションコネクタに前記ＵＳＢケーブルが接続されていないと決定する、
   画像形成装置。
5. 請求項４に記載の画像形成装置であって、
   前記制御回路は、前記スイッチング素子がオフの状態において、前記第１ＶＢＵＳラインの電圧が前記基準電圧よりも小さいことを表す信号が前記比較回路から出力される場合、電源を有していないホスト機器が前記ＵＳＢケーブルを介して前記ＵＳＢファンクションコネクタに接続されていると決定する、
   画像形成装置。
6. 請求項５に記載の画像形成装置であって、
   前記制御回路は、電源を有していないホスト機器が前記ＵＳＢケーブルを介して前記ＵＳＢファンクションコネクタに接続されていると前記ＵＳＢファンクションコントローラが決定した場合、前記スイッチング素子をオフからオンに切り替え、
   前記ＵＳＢホストコントローラは、前記電源端子に入力される電力を使用して動作する、
   画像形成装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
   前記ＵＳＢファンクションコネクタは、前記本体の外部に露出するように配置されている、
   画像形成装置。
8. 本体と、
   前記本体に取り外し可能に設けられる拡張基板と、
   を含み、
   前記本体は、
   電源部と、
   前記電源部から電力が供給され、画像データに係る画像をシートに形成する画像形成部と、
   前記電源部から電力が供給されるメイン基板と、
   を備え、
   前記メイン基板は、
   ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ファンクションコントローラと、
   前記ＵＳＢファンクションコントローラと電気的に接続される第１ＶＢＵＳ端子および第１通信端子、ならびに接地される第１接地端子を有し、ＵＳＢケーブルの一端側のコネクタが接続可能なＵＳＢファンクションコネクタと、
   を備え、
   前記拡張基板は、
   電源端子と、
   ＵＳＢホストコントローラと、
   前記電源端子と電気的に接続される第２ＶＢＵＳ端子、前記ＵＳＢホストコントローラと電気的に接続される第２通信端子、および接地される第２接地端子を有し、前記ＵＳＢケーブルの他端側のコネクタが接続可能なＵＳＢホストコネクタと、
   を備え、
   前記電源部に一端が接続され、前記電源端子に他端が接続されて、前記電源部から前記電源端子に電力を供給する電力供給ラインをさらに含む、
   画像形成装置。

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