JP2020116825A - Sensor control device and image formation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に、画像形成装置内に設けられるセンサの制御技術に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, and more particularly to a control technology of a sensor provided in the image forming apparatus.
画像形成装置や自動原稿搬送装置(ADF:Auto Document Feeder)は、内部機器の制御のために多数のセンサを備える。例えば、画像形成装置は、シートの有無検知に用いられるセンサ、シートの搬送位置検知に用いられるセンサ、装置の外装カバーの開閉検知に用いられるセンサ等の多種多様なセンサを搭載する。画像形成装置は、センサの検知結果に基づいて内部機器を動作させることでシートの搬送制御等を行う。そのために、装置内の様々な位置に配置された多数のセンサと、センサの検知結果を取得してシートの搬送制御等を行うコントローラとが、多数のケーブルを介して接続される。 An image forming apparatus and an automatic document feeder (ADF: Auto Document Feeder) have a large number of sensors for controlling internal devices. For example, the image forming apparatus is equipped with various sensors such as a sensor used to detect the presence or absence of a sheet, a sensor used to detect the sheet conveyance position, and a sensor used to detect the opening/closing of the exterior cover of the apparatus. The image forming apparatus controls the sheet conveyance by operating an internal device based on the detection result of the sensor. Therefore, a large number of sensors arranged at various positions in the apparatus and a controller that obtains the detection result of the sensor and controls the conveyance of the sheet are connected via a large number of cables.
ケーブル数やコネクタ数の増加は、装置全体の小型化を妨害し、コストアップの原因となる。そのために、コントローラに対して複数のセンサを直列に接続することで、ケーブル数やコネクタ数を削減する技術が提案されている(特許文献1)。特許文献1は、センサを複数個直列に接続する構成を提案する。各センサは、発光部と受光部とを備え、発光部と受光部との間に遮蔽物があるか否かによりシートの有無やカバーの開閉を検知する。各センサは、異なる抵抗値の抵抗器を備えており、例えばシート検知時の検知結果が、抵抗値に応じてセンサ毎に異なる電圧値で表される。そのためにコントローラは、検知結果がどのセンサから出力されたかを判別可能である。
An increase in the number of cables and connectors hinders the miniaturization of the entire device and causes an increase in cost. For this reason, a technique has been proposed in which a plurality of sensors are connected in series to a controller to reduce the number of cables and the number of connectors (Patent Document 1).
複数のセンサを直列接続して個々に動作させる構成では、コントローラから直列接続される最上流のセンサに電源電圧が印加される。コントローラは、例えば最上流のセンサに印加する電源電圧の電圧値を切り替えることで、最上流のセンサから下流側へ、順に時分割で各センサを動作させる。各センサは、動作時に、上流側から供給される電源電圧により動作し、動作後に下流側に接続されるセンサへ電源電圧を供給する。そのために各センサは、電源電圧により動作して、検知動作制御と下流側のセンサへの電源電圧の供給動作制御とを行う制御部を備える。この制御部は、電源電圧により動作するために、電源電圧にノイズが発生すると、正常な動作制御が行えなくなる可能性がある。 In a configuration in which a plurality of sensors are connected in series and individually operated, the power supply voltage is applied from the controller to the most upstream sensor connected in series. The controller, for example, switches the voltage value of the power supply voltage applied to the most upstream sensor to sequentially operate each sensor in time division from the most upstream sensor to the downstream side. During operation, each sensor operates with the power supply voltage supplied from the upstream side, and supplies the power supply voltage to the sensor connected to the downstream side after the operation. To this end, each sensor is provided with a control unit that operates with the power supply voltage and performs detection operation control and supply power voltage supply operation control to the downstream sensor. Since this control unit operates by the power supply voltage, if noise occurs in the power supply voltage, normal operation control may not be performed.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、複数のセンサを直列接続した構成で電源電圧にノイズが発生した場合であっても、ノイズによる影響を抑制することができるセンサ制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a sensor control device capable of suppressing the influence of noise even when noise occurs in a power supply voltage in a configuration in which a plurality of sensors are connected in series. The purpose is to provide.
本発明のセンサ制御装置は、制御手段と、前記制御手段に対して直列接続される複数のセンサと、前記制御手段の側を上流として前記複数のセンサの最下流のセンサの後段に接続される終端手段と、を備えており、前記複数のセンサの各々は、前記制御手段から第1電圧が印加された場合に検知動作を行い、前記制御手段から前記第1電圧が印加された後に前記第1電圧とは異なる第2電圧が印加された場合に後段に接続されたセンサ又は前記終端手段に前記制御手段から印加される電圧を供給し、前記終端手段は、前記複数のセンサの検知結果とは異なる電圧値である終端レベルを生成し、前記制御手段は、前記第1電圧及び前記第2電圧を繰り返し印加することで、上流側のセンサから順に前記検知動作を行わせて各センサの検知結果を順に取得し、前記終端レベルの検知状況に基づいて、センサの誤動作を判断することを特徴とする。 The sensor control device of the present invention is connected to a control means, a plurality of sensors connected in series to the control means, and a downstream side of the plurality of sensors with the control means side as an upstream side. Terminating means, and each of the plurality of sensors performs a detection operation when a first voltage is applied from the control means, and the first sensor is applied after the first voltage is applied from the control means. When a second voltage different from the one voltage is applied, the voltage applied from the control means is supplied to the sensor or the terminating means connected in the subsequent stage, and the terminating means detects the detection results of the plurality of sensors. Generates a termination level that is a different voltage value, and the control unit repeatedly applies the first voltage and the second voltage to sequentially perform the detection operation from the sensor on the upstream side to detect each sensor. It is characterized in that the results are sequentially acquired, and the malfunction of the sensor is judged based on the detection status of the terminal level.
本発明によれば、複数のセンサを直列接続した構成で、制御手段から供給される電圧(電源電圧)にノイズが発生した場合であっても、ノイズによる影響を抑制することができる。 According to the present invention, a configuration in which a plurality of sensors are connected in series can suppress the influence of noise even when noise occurs in the voltage (power supply voltage) supplied from the control unit.
以下、図面を参照して、実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本実施形態のセンサ制御装置を含む画像形成装置の構成図である。この画像形成装置100は、電子写真方式である。画像形成装置100は、画像形成のために、感光体101、帯電器102、電位センサ103、露光器104、現像器105、転写部106、クリーナ107、及び定着器108を備える。画像形成装置100は、シート110の給送のために、シート110を収納する給紙カセット120、給紙ローラ122、及び搬送ローラ124、126を備える。画像形成装置100は、不図示のコントローラにより動作が制御される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of an image forming apparatus including the sensor control device of the present embodiment. The
給紙カセット120は、収納されるシート110を検知するセンサ131を備える。シート110が給送される搬送経路には、複数のセンサ132、133が所定の間隔で設けられる。画像形成装置100は、給紙ローラ122を駆動するためにステッピングモータ121を備える。画像形成装置100は、搬送ローラ124を駆動するためにステッピングモータ123を備える。画像形成装置100は、搬送ローラ126を駆動するためにステッピングモータ125を備える。
The
感光体101は、図中時計回り方向に回転される。帯電器102は、回転する感光体101の表面を一様に帯電する。露光器104は、画像信号に応じて表面が一様に帯電された感光体101を露光することで、感光体101の表面に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像器105は、静電潜像を現像して感光体101の表面にトナー像を形成する。電位センサ103は、静電潜像の電位を測定するために、露光器104と現像器105との間に設けられている。感光体101の表面に形成されたトナー像は、転写部106によってシート110に転写される。転写後に感光体101に残留する転写残トナーは、クリーナ107により回収される。トナー像が転写されたシート110は、定着器108によりトナー像が定着されて画像形成装置100から排出される。このようにして、画像が形成された成果物が得られる。
The
シート110の給送動作について説明する。コントローラは、給送動作を開始する際に、給紙カセット120のシート110の有無をセンサ131により検知する。コントローラは、給紙カセット120にシート110が有る場合、給紙動作の指示に応じて、給紙ローラ122により給紙カセット120に収納されるシート110の給送を開始する。コントローラは、ステッピングモータ121により給紙ローラ122を駆動する。給紙ローラ122は、シート110を1枚ずつ給紙カセット120から搬送ローラ124へ搬送する。センサ132は、給紙ローラ122と搬送ローラ124との間の搬送経路に設けられる。センサ132は、給紙ローラ122から搬送ローラ124までの搬送経路にある検知位置を、シート110が通過したか否かを検知する。コントローラは、センサ132の検知結果に応じて、シート110が所定タイミング以内に該検知位置を通過したか否かを検知する。このとき、所定タイミング以内にシート110の検知位置の通過を検知できなければ、コントローラは、ステッピングモータ121の回転を停止して、給送動作を一旦停止する。
The feeding operation of the
コントローラは、センサ132がシート110を検知すると、ステッピングモータ123により搬送ローラ124を回転駆動する。搬送ローラ124は、回転することで給紙ローラ122から搬送されたシート110を搬送ローラ126へ搬送する。センサ133は、搬送ローラ124と搬送ローラ126との間の搬送経路に設けられる。センサ133は、搬送ローラ124から搬送ローラ126までの搬送経路にある検知位置を、シート110が通過したか否かを検知する。コントローラは、センサ133の検知結果に応じて、シート110が所定タイミング以内に該検知位置を通過したか否かを検知する。このとき、所定タイミング以内にシート110の検知位置の通過を検知できなければ、コントローラは、ステッピングモータ123の回転を停止して、給送動作を一旦停止する。
When the
コントローラは、センサ133がシート110を検知すると、ステッピングモータ125により搬送ローラ126を回転駆動する。搬送ローラ126は、回転することで搬送ローラ124から搬送されたシート110を転写部106へ搬送する。搬送ローラ124がシート110を転写部106へ搬送するタイミングは、感光体101に形成されたトナー像が転写部106に搬送されるタイミングに応じて調整される。これによりシート110と感光体101に形成されたトナー像とが転写部106を重なって通過し、シート110の所定の位置へのトナー像の転写が行われる。なお、コントローラは、感光体101上のトナー像がシート110に重なって転写部106を通過するように、搬送ローラ126によるシート110の搬送速度を制御してもよい。
When the
コントローラは、以上のように、センサ131〜133の検知結果に基づいて、ステッピングモータ121、123、125の駆動制御を個々に行うことで、各ローラの回転駆動を制御してシート110を搬送する。コントローラ、センサ131〜133、ステッピングモータ121、123、125、給紙ローラ122、及び搬送ローラ124、126により、シート搬送装置が構成される。
As described above, the controller individually controls the drive of the stepping
本実施形態のセンサ131〜133は、例えばフォトインタラプタにより構成される。この場合、センサ131〜133は、それぞれ、発光部(例えばLED:Light Emitting Diode)及び発光部から放出された光を受光する受光部(例えばフォトトランジスタ)を備える。搬送経路に設けられるセンサ132、133は、例えば、シート110が搬送経路の検知位置に設けられる遮蔽物を押してLEDとフォトトランジスタとの間の光路を遮蔽物により遮蔽することで、シート110の有無を検知することができる。また、センサ132、133は、例えば、搬送経路を挟んでLEDとフォトトランジスタとが対向して配置され、シート110が搬送経路を通過する際に光路を遮蔽することでシート110の有無を検知する構成であってもよい。また、LEDの光を搬送経路のシート110が反射することでフォトトランジスタへの光路を形成する構成であってもよい。
The
給紙カセット120に設けられるセンサ131は、例えば、LEDの光をシート110が反射することでフォトトランジスタへの光路を形成して、シート110を検知することができる。また、センサ131は、LEDとフォトトランジスタとがシート110の載置位置を挟んで対向して配置され、シート110が有るときに光路が遮蔽されることでシート110の有無を検知する構成であってもよい。
The
(コントローラ)
図2は、コントローラに含まれるメイン基板200、及びセンサにより構成されるセンサ制御装置の構成図である。以下の説明において、センサ131を第1センサ131と記載する。センサ132を第2センサ132と記載する。センサ133を第3センサ133と記載する。メイン基板200は、第1センサ131〜第3センサ133の検知動作を制御し、これらの検知結果を取得する。
(controller)
FIG. 2 is a configuration diagram of a sensor control device including a
第1センサ131〜第3センサ133は、メイン基板200に対して直列接続される。メイン基板200の側を上流として、第1センサ131〜第3センサ133は、上流側から第1センサ131、第2センサ132、第3センサ133の順に接続される。第1センサ131〜第3センサ133は、各々の内部構成が同じである。最下流に設けられる第3センサ133の後段には、終端ユニット134が接続される。終端ユニット134は、各センサ131、132、133の誤動作を検知するために設けられる。
The
メイン基板200と第1センサ131、第1センサ131と第2センサ132、第2センサ132と第3センサ133、第3センサ133と終端ユニット134は、それぞれ異なる電源ライン及び信号ラインで接続される。電源ラインにより電源電圧がメイン基板200から第1センサ131〜第3センサ133及び終端ユニット134に印加される。信号ラインにより第1センサ131〜第3センサ133の各検知結果及び終端ユニット134により生成される電圧がメイン基板200に入力される。メイン基板200、第1センサ131、第2センサ132、第3センサ133、及び終端ユニット134は、接地が共通になっている。
The
メイン基板200は、CPU(Central Processing Unit)201と、電源切替部202とを備える。CPU201は、少なくとも第1センサ131〜第3センサ133の動作を制御する。電源切替部202は、第1センサ131〜第3センサ133及び終端ユニット134に印加する電源電圧の切替を行う。電源切替部202は、第1センサ131〜第3センサ133及び終端ユニット134に3種類の異なる電圧値の電源電圧を印加する。本実施形態では、電源切替部202は、第1センサ131〜第3センサ133及び終端ユニット134に印加する電源電圧を0[V]、3.3[V]、5[V]の3種類で切り替える。メイン基板200は、第1センサ131〜第3センサ133の検知結果及び終端ユニット134により生成される電圧を取得するために、プルアップ抵抗204を備える。プルアップ抵抗204は、一端に所定の電圧(ここでは3.3[V])が印加される。メイン基板200は、第1センサ131に電源ライン及び信号ラインを介して接続されるためのコネクタ203を備える。
The
第1センサ131は、コネクタ210a、電圧検知部211a、電源遮断部212a、LED213a、フォトトランジスタ214a、及びLED制御部215aを備える。コネクタ210aは、メイン基板200に電源ライン及び信号ラインを介して接続される他に、下流側に設けられる第2センサ132に他の電源ライン及び他の信号ラインを介して接続される。
The
電圧検知部211aは、メイン基板200から印加される電源電圧を検知し、該電圧値に応じて電源遮断部212a及びLED制御部215aの導通制御を行うための制御信号を出力する。つまり電圧検知部211aは、電源電圧の電圧値に応じて第1センサ131の動作を制御する制御部として機能する。電圧検知部211aの動作の詳細は後述する。
The voltage detection unit 211a detects a power supply voltage applied from the
電源遮断部212aは、後段のセンサ(第2センサ132)へ電源電圧を供給する供給経路にスイッチ素子を有する。電源遮断部212aは、電圧検知部211aから取得する制御信号に応じてスイッチ素子が切り替わることで、メイン基板200から印加される電源電圧の、後段の第2センサ132への供給状態を切り替える。スイッチ素子は、例えばMOS(Metal Oxide Semiconductor)型FET(Field Effect Transistor)である。電圧検知部211aからの制御信号(電圧値)がメイン基板200から印加される電源電圧に対してゲート閾値電圧(例えば1[V])分低くなると、FETが遮断状態になり、電源遮断部212aは、後段の第2センサ132に電源電圧を供給しない。
The power cutoff unit 212a has a switch element in a supply path that supplies a power supply voltage to a sensor (second sensor 132) in the subsequent stage. The power cutoff unit 212a switches the supply state of the power supply voltage applied from the
LED213aは、メイン基板200から印加された電源電圧に応じて流れる電流により発光する発光部である。フォトトランジスタ214aは、LED213aから出射された光を受光して動作する受光部である。本実施形態では、フォトトランジスタ214aは、光を受光することで導通状態になる。フォトトランジスタ214aのコレクタ端子は、信号ラインによりメイン基板200のプルアップ抵抗204及びCPU201に接続される。フォトトランジスタ214aが導通状態であれば、CPU201には、第1センサ131の検知結果として接地電圧(0[V])が入力される。フォトトランジスタ214aが遮断状態であれば、CPU201には、第1センサ131の検知結果としてプルアップ抵抗204に印加される電圧(3.3[V])が入力される。フォトトランジスタ214a自体は、遮断状態のときにハイインピーダンスになる。このようにCPU201は、フォトトランジスタ214aの導通、遮断(オープン状態)を検知することができる。フォトトランジスタ214aは、例えばシート110によりLED213aからの光が遮断されることで遮断状態になる。CPU201は、この遮断状態を検知することで、シート110を検知することができる。
The LED 213a is a light emitting unit that emits light by a current flowing according to a power supply voltage applied from the
LED制御部215aは、LED213aへの電源電圧の印加経路にスイッチ素子を有する。LED制御部215aは、電圧検知部211aから取得する制御信号に応じてスイッチ素子が切り替わることで、メイン基板200から印加される電源電圧のLED213aへの印加状態を切り替える。スイッチ素子は、例えばMOS型FETである。電圧検知部211aからの制御信号の電圧がメイン基板200から印加される電源電圧に対してゲート閾値電圧(例えば1[V])分低くなると、FETが遮断状態になり、LED制御部215aは、LED213aに電源電圧を印加しない。LED213aは、電源電圧が印加されない場合に電流が流れなくなるために発光しない。
The
電圧検知部211aの動作について説明する。電圧検知部211aは、例えば閾値を4[V]として、メイン基板200から印加される電源電圧の立ち上がり及び立ち下がりを検知する。ただし、電圧検知部211aは、電源投入時の0[V]から4[V]以上への電圧変位時は立ち上がりを検知しない。電圧検知部211aは、電源電圧が投入された後に「第1状態」となる。電圧検知部211aは、印加される電源電圧が一旦4[V]以上(例えば5[V])になった後に4[V]をまたぐ立ち下がりを検知するまで第1状態を維持する。印加される電源電圧が5[V]から3.3[V]に低下すると、電圧検知部211aは、4[V]をまたいだ立ち下がりを検知する。この場合、電圧検知部211aは、「第2状態」となる。第2状態になった電圧検知部211aは、メイン基板200から印加される電源電圧が0[V]になるまで、電源電圧にかかわらず第2状態を維持する。なお、メイン基板200から印加される電源電圧が0[V]になることを「初期化」という。初期化された電圧検知部211aは、第1状態になる。
The operation of the voltage detection unit 211a will be described. The voltage detection unit 211a detects the rise and fall of the power supply voltage applied from the
第1状態である場合、電圧検知部211aは、電源遮断部212aを下流の第2センサ132へ電源電圧を供給しない遮断状態になるように制御する。第2状態である場合、電圧検知部211aは、電源遮断部212aを下流の第2センサ132へ電源電圧を供給する導通状態になるように制御する。つまり電圧検知部211aは、電源電圧が5[V]から3.3[V]に立ち下がったことに応じて、電源遮断部212aを導通状態に制御する。なお、電圧検知部211aは、電源電圧が0[V]になるまで電源遮断部212aを導通状態に維持する。
In the case of the first state, the voltage detection unit 211a controls the power cutoff unit 212a to be in the cutoff state in which the power supply voltage is not supplied to the downstream
第1状態である場合、電圧検知部211aは、LED制御部215aを、LED213aに電流を流して発光させる導通状態になるように制御する。導通状態において、LED213aは電源電圧に基づき発光する。第2状態である場合、電圧検知部211aは、LED制御部215aを、LED213aへの電流を遮断して消灯させる遮断状態になるように制御する。つまり電圧検知部211aは、電源電圧が5[V]から3.3[V]へ立ち下がったことに応じて、LED213aを消灯させるようにLED制御部215aを制御する。なお、電源電圧が3.3[V]から5[V]へ立ち上がったとしても、LED制御部215aは遮断状態を維持する。そのため、LED213aは消灯したままである。
In the case of the first state, the voltage detection unit 211a controls the
第2センサ132のコネクタ210bは、上流側の第1センサ131に電源ライン及び信号ラインを介して接続される他に、下流側に設けられる第3センサ133に他の電源ライン及び他の信号ラインを介して接続される。第2センサ132は、電圧検知部211b、電源遮断部212b、LED213b、フォトトランジスタ214b、及びLED制御部215bを備える。各部の動作は、第1センサ131の対応する各部の動作と同じであるので説明を省略する。
The
第2センサ132のフォトトランジスタ214bのコレクタ端子は、第1センサ131内の接点aにて、フォトトランジスタ214aのコレクタ端子とコネクタ210aとを接続する信号ラインに接続されている。そのために、第1センサ131とメイン基板200とを接続する信号ラインの出力値は、フォトトランジスタ214bの出力値に基づいて変化可能である。
The collector terminal of the phototransistor 214b of the
第3センサ133のコネクタ210cは、上流側の第2センサ132に電源ライン及び信号ラインを介して接続される他に、下流側に設けられる終端ユニット134に他の電源ライン及び他の信号ラインを介して接続される。第3センサ133は、電圧検知部211c、電源遮断部212c、LED213c、フォトトランジスタ214c、及びLED制御部215cを備える。各部の動作は、第1センサ131の対応する各部の動作と同じであるので説明を省略する。
The
第3センサ133のフォトトランジスタ214cのコレクタ端子は、第2センサ132内の接点bにて、第2センサ132のフォトトランジスタ214bのコレクタ端子とコネクタ210bとを接続する信号ラインに接続されている。フォトトランジスタ214bのコレクタ端子とコネクタ210bとを接続する信号ラインは、上記の通り、フォトトランジスタ214aのコレクタ端子とコネクタ210aとを接続する信号ラインに接続されている。そのために、第1センサ131とメイン基板200とを接続する信号ラインの出力値は、フォトトランジスタ214cの出力値に基づいて変化可能である
The collector terminal of the phototransistor 214c of the
終端ユニット134は、第1センサ131〜第3センサ133の構成とは異なり、第3センサ133の電源遮断部212cから供給される電源電圧を抵抗分圧するための抵抗素子を備える。本実施形態の終端ユニット134は、このような抵抗素子として終端抵抗216及び終端抵抗217を備える。終端ユニット134は、メイン基板200のプルアップ抵抗204と終端抵抗216及び終端抵抗217とにより、電源電圧を抵抗分圧した電圧を生成する。具体的には、終端ユニット134は、電源電圧をプルアップ抵抗204と終端抵抗216との合成抵抗と、終端抵抗217とで抵抗分圧する。抵抗分圧された電源電圧の電圧値は、第3センサ133の接点cにて、第3センサ133のフォトトランジスタ214cのコレクタ端子とコネクタ210cとを接続する信号ラインに供給される。そのために、第1センサ131とメイン基板200とを接続する信号ラインの出力値は、抵抗分圧された電圧値となる可能性がある。また、プルアップ抵抗204と終端抵抗216、217により抵抗分圧されて生成される電圧値は、第1センサ131〜第3センサ133の各フォトトランジスタ214a〜214cの駆動状態により決定される電圧値(検知結果)とは異なる値となる。終端抵抗216、217の抵抗値は、そのような電圧値の電圧を生成するように設定される。そのためにCPU201は、信号ラインを介して取得する電圧値が、第1センサ131〜第3センサ133による検知結果であるか、或いは終端ユニット134により生成された電圧の電圧値であるかを識別可能となっている。
Unlike the configuration of the
各センサは、メイン基板200もしくは他のセンサと接続するインターフェースを、直列接続における接続箇所(最上流、最下流、途中)によらず同一にできる。よって、全てのセンサは同一(同一外形、同一内部回路)のものを使用可能である。各センサは、接続箇所とセンサの対応管理やセンサ毎の外形の変更は必要なく、パケット通信のような複雑な制御回路を必要としない安価な構成となる。本実施形態では直列接続するセンサは3個であったが同一の制御でセンサの個数を更に増やすことも可能である。
Each sensor can have the same interface for connecting to the
このように電源ライン及び信号ラインを接続することによって、メイン基板200と複数のセンサ(第1センサ131〜第3センサ133)とを接続する電源ライン及び信号ラインの数を抑制することができる。そのために、ケーブルの数及びコネクタの数を削減し、且つコストや部品管理費を抑制することが可能となる。また、メイン基板200のコネクタ203のピン数及び専有面積を削減して、コストを削減することができる。
By connecting the power supply lines and the signal lines in this way, it is possible to reduce the number of power supply lines and signal lines that connect the
(シート搬送制御)
図3は、メイン基板200がシート110の搬送制御を行うための機能ブロック図である。メイン基板200は、電源切替制御部301、センサレベル検知部302、記録部303、及びシート搬送制御部304として機能する。各機能は、例えばCPU201が所定の制御プログラムを実行することで実現される。
(Sheet conveyance control)
FIG. 3 is a functional block diagram for the
電源切替制御部301は、電源切替部202に対して、出力する電源電圧の電圧値を切り替えるための切替信号を送信する。センサレベル検知部302は、第1センサ131〜第3センサ133の検知結果及び終端ユニット134で生成される電圧を検知する。センサレベル検知部302で検知された第1センサ131〜第3センサ133の検知結果は、記録部303に記録される。記録部303は、レジスタ等に一時的に第1センサ131〜第3センサ133の検知結果を記録する。シート搬送制御部304は、記録部303に記録された第1センサ131〜第3センサ133の検知結果に基づいて各ステッピングモータ121、123、125の駆動制御を行うことで、シート110の搬送制御を行う。
The power supply
電源電圧は、電源切替制御部301による電源電圧の切替制御とは関係なく、外的要因で電圧値が変動することがある。そのためにセンサレベル検知部302は、第1センサ131〜第3センサ133が電源電圧の意図しない変動により誤動作していないかを判断する。センサレベル検知部302は、終端ユニット134により生成される電圧(以下、「終端レベル」と呼ぶ。)の検知状況に応じて、第1センサ131〜第3センサ133のいずれかの誤動作を判断する。例えばセンサレベル検知部302は、第1センサ131〜第3センサ133が正常に動作する場合には、終端レベルを検知せずに第1センサ131〜第3センサ133に繰り返し検知動作を行わせる。終端レベルを検知した場合にセンサレベル検知部302は、第1センサ131〜第3センサ133のいずれかが誤動作していると判断する。
The power supply voltage may change due to external factors regardless of the power supply voltage switching control by the power supply
他に例えば、センサレベル検知部302は、電源切替制御部301による電源電圧の切替回数と直列接続されたセンサの個数とを照合し、照合結果から誤動作が生じたか否かを判断する。電源電圧の切替回数は、各センサが初期化されてから終端レベルが検知されるまでの期間に、電源電圧が5[V]に切り替えられた回数である。センサレベル検知部302は、例えば電源切替制御部301から出力される切替信号に基づいて切替回数をカウントすることができる。第1センサ131〜第3センサ133が正常に動作する場合、直列接続されたセンサの個数と、電源電圧の切替回数とが所定の関係にある。第1センサ131〜第3センサ133のいずれかが誤動作する場合、直列接続されたセンサの個数と、電源電圧の切替回数とが所定の関係にない。センサレベル検知部302は、このような原理を利用して第1センサ131〜第3センサ133の誤動作を判断することもできる。
In addition, for example, the sensor
なお、電源電圧が意図せずに変動する外的要因には、静電気等がメイン基板200と第1センサ131〜第3センサ133とを接続する配線上に直接的に印加される、或いは間接的に電気的に誘導されることが挙げられる。このような外的要因が電圧検知部211a〜211cの閾値電圧(例えば4[V])をまたぐほどの影響を電源電圧に与えることで、意図しない電源電圧の切り替えが行われて、センサの誤動作が発生する。
In addition, as an external factor in which the power supply voltage changes unintentionally, static electricity or the like is directly applied to the wiring connecting the
記録部303は、図示しないレジスタ等に各センサの検知結果を記録する。センサレベル検知部302が誤動作が発生したと判断する場合、記録部303に記録された検知結果が削除される。これは、センサに誤動作が生じた場合に、誤動作による不適当なセンサの検知結果に基づくシートの搬送制御を防止するためである。不適当なセンサの検知結果に基づくシートの搬送制御を防止することで、シート110の搬送ジャム等の搬送エラーが防止される。
The
(センサの動作制御)
図4は、メイン基板200によるセンサの検知動作を制御する動作制御処理を表すフローチャートである。この処理では、CPU201が、終端レベルを検知した場合に第1センサ131〜第3センサ133のいずれかが誤動作していると判断する。図5、図6は、動作制御処理時のタイミングチャートである。図5のタイミングチャートは、各センサが正常に動作する場合を表す。図6のタイミングチャートは、いずれかのセンサに誤動作が発生した場合を表す。
(Sensor operation control)
FIG. 4 is a flowchart showing an operation control process for controlling the sensor detection operation by the
まず、各センサが正常に動作する場合の動作制御処理について説明する。
CPU201は、センサの検知動作を開始すると、電源切替部202が出力する電源電圧を0[V]に設定し、電源切替部202が電源電圧を切り替えた切替回数nを「0」に初期化する(S301)。本実施形態の切替回数nは、電源電圧が5[V]に切り替えられた回数である。CPU201は、切替回数nをカウントしており、電源電圧が5[V]に設定されると切替回数nに1加算する。CPU201は、電源電圧を0[V]に設定したまま所定時間(本実施形態では100マイクロ秒)待機する(S302)。所定時間は、電源遮断部212a、212b、212cを、遮断状態(第2センサ132以降の構成に電源電圧が供給されない状態)に制御するために十分な時間に設定されている。
First, an operation control process when each sensor operates normally will be described.
When the detection operation of the sensor is started, the
電源電圧を0[V]に設定して所定時間経過すると、CPU201は、電源切替部202が出力する電源電圧を5[V]に設定する(S303)。また、CPU201は、電源電圧の切替動作に伴い切替回数nを1インクリメントする(S304)。このとき、電圧検知部211aは第1状態であり、LED制御部215aがLED213aを発光させる。電源遮断部212aが遮断状態であるために、第2センサ132及び第3センサ133には電源電圧が供給されない。切替回数nは「1」になる。CPU201は、電源電圧を5[V]に設定したまま所定時間(本実施形態では100マイクロ秒)待機する(S305)。所定時間は、第1センサ131に電源電圧が印加されてから第1センサ131による検知結果がCPU201に入力されるまでの時間よりも長い時間に設定されている。
When the power supply voltage is set to 0 [V] and a predetermined time elapses, the
電源電圧が5[V]で所定時間経過すると、CPU201は、信号ラインの電圧値を取得して、第1センサ131の検知結果を確認する(S306)。S306の処理では、CPU201は、第1センサ131のフォトトランジスタ214aが受光した導通状態であるか、受光しない遮断状態であるかを、電圧値に基づいて検知する。フォトトランジスタ214aとCPU201とを接続する信号ラインには、第2センサ132のフォトトランジスタ214b及び第3センサ133のフォトトランジスタ214cも接続されている。しかし、第1センサ131の電源遮断部212aが遮断状態であるために、第2センサ132及び第3センサ133には電源電圧が供給されていない。これにより、CPU201がフォトトランジスタ214aの検知結果を取得している間、信号ラインの出力値はフォトトランジスタ214aの検知結果のみに基づいて変化する。
When the power supply voltage is 5 [V] and a predetermined time has elapsed, the
信号ラインの出力値が0[V]である場合、CPU201は第1センサ131のフォトトランジスタ214aが導通状態であると判定する。つまり、信号ラインの出力値が0[V]である場合、第1センサ131はシート110を検知していない。信号ラインの出力値が3.3[V]である場合、CPU201は第1センサ131のフォトトランジスタ214aが遮断状態であると判定する。つまり、信号ラインの出力値が3.3[V]である場合、第1センサ131はシート110を検知している。このようにCPU201は、S306の処理において信号ラインの出力値を取得することで、第1センサ131の検知状態を判定することができる。
S303〜S306の処理は、図5の時刻t11〜時刻t12の間の処理である。図5の例では、LED213aの光をフォトトランジスタ214aが受光する場合の波形を示している。LED213aとフォトトランジスタ214aと間に遮蔽物がある場合、フォトトランジスタ214aは遮断状態になり3.3[V]の出力値が検出される。
When the output value of the signal line is 0 [V], the
The processing of S303 to S306 is processing from time t11 to time t12 in FIG. In the example of FIG. 5, a waveform when the light of the LED 213a is received by the
検知結果の取得後にCPU201は、センサレベル検知部302が終端レベルを検知したか否かを判定する(S307)。終端レベルは、各センサのフォトトランジスタ214a〜214cの駆動状態による0[V]及び3.3[V]とは異なる電圧値である。終端レベルは、5[V]の電源電圧が終端ユニット134の終端抵抗216、217で分圧された電圧値であり、例えば2.5[V]である。
After obtaining the detection result, the
終端レベルを検知しない場合(S307:N)、CPU201は、記録部303に検知結果を一時記録する(S308)。CPU201は、検知結果を取得したセンサが、直列接続の最下流に接続されているか否かを判定する(S309)。CPU201は、例えば予め直列接続されたセンサの構成(個数など)が登録されており、構成と取得した切替回数nとから、検知結果を取得したセンサが最下流に接続されているか否かを判定する。
When the termination level is not detected (S307:N), the
検知結果を取得したセンサが最下流のセンサではない場合(S309:N)、CPU201は、電源切替部202を制御して電源電圧を5[V]から3.3[V]に切り替える(S310)。このとき電圧検知部211aは、電源電圧の立ち下がりが検知されたので、第1状態から第2状態に変化する。電圧検知部211aは、これ以降、電源電圧が0[V]になるまで第2状態を維持する。電圧検知部211aが第2状態になることで、電源遮断部212aは導通状態になり、下流に設けられる第2センサ132へ電源電圧を供給可能に制御される。第1センサ131のLED制御部215aは遮断状態になりLED213aへの電流供給を遮断する。そのために第1センサ131のLED213aは消灯する。つまり、フォトトランジスタ214aは遮断状態になる。
When the sensor that has acquired the detection result is not the most downstream sensor (S309: N), the
CPU201は、電源電圧を3.3[V]に設定したまま所定時間(本実施形態では75マイクロ秒)待機する(S311)。所定時間は、第1センサ131の電圧検知部211aの状態が第2状態に変化するのに要する時間であればよい。S308〜S311の処理は、図5の時刻t12〜時刻t13の間の処理である。第1センサ131の電源遮断部212aが導通状態になることで、第2センサ132へ電源電圧が供給可能になる。電源電圧の供給が開始されると、第2センサ132の電圧検知部211bは、第1状態に制御される。第2センサ132の電源遮断部212bは遮断状態に制御される。第2センサ132のLED制御部215bは導通状態になる。LED213bは電流が流れるために発光する。
The
所定時間経過後にCPU201は、S303〜S306の処理を再度行う。これによって、CPU201は第2センサ132の検知結果を取得する。S304の処理では、切替回数nが「2」になる。S307の処理では、第1センサ131のフォトトランジスタ214a及び第3センサ133のフォトトランジスタ214cは、非動作状態に制御されている。そのために、信号ラインの出力値は第2センサ132のフォトトランジスタ214bの検知結果のみに基づいて変化する。このS303〜S305の処理は、図5の時刻t13〜時刻t14の間の処理である。
After the elapse of the predetermined time, the
第2センサ132の検知結果の取得後にCPU201は、終端レベルを検知していないために(S307:N)、取得した第2センサ132の検知結果を記録部303に記録する(S308)。CPU201は、第2センサ132が最下流のセンサではないので(S309:N)、電源電圧を3.3[V]に切り替えて所定時間待機する(S310、S311)。これにより第3センサ133の電圧検知部211bが第1状態に制御されて、LED213cが発光する。
After acquiring the detection result of the
所定時間経過後にCPU201は、S303〜S306の処理を再度行う。これによって、CPU201は第3センサ133の検知結果を取得する。S304の処理では、切替回数nが「3」になる。S307の処理では、第1センサ131のフォトトランジスタ214a及び第2センサ132のフォトトランジスタ214bは、非動作状態に制御されている。そのために、信号ラインの出力値は第3センサ133のフォトトランジスタ214cの検知結果のみに基づいて変化する。このS303〜S305の処理は、図5の時刻t15〜時刻t16の間の処理である。以上のようにCPU201は、電源電圧を5[V]から3.3[V]へ変更する前のタイミングでセンサの検知結果を取得することで、安定した検知結果を取得することができる。
After the elapse of the predetermined time, the
第3センサ133の検知結果の取得後にCPU201は、終端レベルを検知していないので(S307:N)、取得した第3センサ133の検知結果を記録部303に記録する(S308)。CPU201は、切替回数nが「3」なので第3センサ133が最下流のセンサであると判定し(S309:Y)、シート搬送制御部304にセンサの個数分の検知結果の記録が完了したことを通知する(S313)。シート搬送制御部304は、この通知に基づいて記録部303に一時記録された検知結果を読み出し、シート110が所定タイミング以内に検知位置で検知されたか否かを判断してシート110の搬送制御を行う。シート搬送制御部304は、読み出した検知結果を記録部303から削除する。
Since the
シート搬送制御部304に検知結果の記録が完了したことを通知したCPU201は、処理を終了するか否かを判定する(S316)。CPU201は、シート搬送制御部304からの指示に基づいて、機内のシート搬送制御が継続して行われているか否かにより処理の終了を判定する。処理を終了しない場合(S316:N)、CPU201は、S301の処理に戻り、電源電圧を0[V]に設定し、且つ切替回数nを「0」にリセットする。このまま所定時間が経過することで(S302)、第1センサ131〜第3センサ133の電圧検知部211a、211b、211cが第1状態となる。そのために電源遮断部212a、212b、212cは、遮断状態(第2センサ132及び第3センサ133に電源電圧が供給されない状態)に移行する。
The
CPU201は、第1センサ131〜第3センサ133が正常に動作する間、S301〜S311、S313、S316の処理を繰り返し行い、第1センサ131〜第3センサ133の検知結果を順次取得する。
以上のような処理では、第1センサ131〜第3センサ133は、入力される信号(電源電圧)に対し同じ動作を行っている。しかし各センサへの電源電圧の供給タイミングをずらすことで、CPU201は、すべてのセンサの状態を独立して検知することが可能となる。
The
In the above processing, the
次に、いずれかのセンサが誤動作する場合の動作制御処理について図6を用いて説明する。正常時の動作と同様に、CPU201は、第1センサ131〜第3センサ133を初期化して第1センサ131の検知結果を取得する(S301〜S306)。CPU201は、第1センサ131の検知結果を記録部303に記録(S308)した後に、第2センサ132の検知結果を取得するように動作する(S310、S311、S303〜S305)。
Next, the operation control process when any of the sensors malfunctions will be described with reference to FIG. Similar to the normal operation, the
このとき、図6では、時刻t13〜時刻t14の間に第2センサ132に印加される5[V]の電源電圧に、センサが誤動作する程度のノイズが生じている。第2センサ132の電圧検知部211bは、電源電圧がノイズにより閾値電圧をまたいで変動することで第2状態となる。その結果、電源遮断部212bは導通状態となり、第3センサ133へ電源電圧が供給される状態となる。つまり、ノイズにより、電源切替部202による電源電圧の切替制御によらず、電源電圧の供給先が第2センサ132から第3センサ133へ切り替えられる。CPU201は、第2センサ132の検知結果の取得前に切り替えが行われたので、第1センサ131の検知結果の取得後に、S306の処理で第3センサ133の検知結果を取得することになる。これにより、取得する検知結果の数が直列接続されたセンサ数よりも少なくなり、検知結果の取得順の不整合が生じる。
At this time, in FIG. 6, the power supply voltage of 5 [V] applied to the
本実施形態の構成では、このように検知結果の取得前に電源電圧の供給先の切り替えが生じた場合に、処理を継続することで終端ユニット134に電源電圧が供給されることになる。図6の例では、CPU201は、第3センサ133の検知結果を取得した後にS308〜S311、S303〜S306の処理を行うことで、時刻t15から5[V]の電源電圧を終端ユニット134に印加することになる。そのためにCPU201は、終端ユニット134で抵抗分圧により生成された電圧(終端レベル)を取得する。
In the configuration of this embodiment, when the supply destination of the power supply voltage is switched before the detection result is acquired in this way, the power supply voltage is supplied to the
図5に示す正常動作時には、取得する検知結果の数が直列接続されたセンサ数よりも多くなることはなく、検知結果の取得順が整合している。そのためにCPU201は終端ユニット134で生成された終端レベルを取得することがなく、図4のS307の処理で終端ユニット134の検知結果を取得していないと判定する。しかしセンサの誤動作が発生して検知結果の取得順に不整合が生じる場合、CPU201はS307の処理で終端ユニット134で生成された終端レベルを取得したと判定する。このようにCPU201は、終端ユニット134で生成された終端レベルを取得することで、いずれかのセンサが誤動作したことを判断することができる。
During normal operation shown in FIG. 5, the number of detection results to be acquired does not exceed the number of sensors connected in series, and the acquisition order of detection results is consistent. Therefore, the
以上のことから、CPU201は、いずれかのセンサが誤動作する場合に終端ユニット134で生成された終端レベルを取得して(S306)、センサレベル検知部302が終端レベルを検知したと判定する(S307:Y)。この場合、CPU201は、記録部303に記録した検知結果をすべて削除(クリア)する(S312)。検知結果をすべてクリアすることで、センサが誤動作した結果得られる検知結果に基づいて、シート搬送制御部304がシート110の搬送制御を行うことが防止される。
From the above, the
CPU201は、終端レベルを連続して取得した回数が所定回数(M回)であるか否かを確認する(S314)。M回は、シート搬送制御部304がシート110の搬送制御時に各センサの検知結果を必要とする最小時間間隔から設定される回数である。CPU201は、終端レベルを連続して取得した回数が一定回数以上(M回以上)になると、シートの搬送制御に必要なセンサの検知結果が得られず、シート搬送が正常に行えないと判断する。そのためにCPU201は、終端レベルを連続して取得した回数がM回になると(S314:Y)、シート搬送制御部304にシート搬送の中止を指示し、図示しない通知部によりユーザへエラーを通知する(S315)。通知部は、例えばエラーメッセージの表示部への表示や、警告音によりエラーの通知を行う。
The
なお、CPU201は、終端レベルを連続して取得した回数がM回に満たなければ(S314:N)、処理の終了を判定する(S316)。終了しない場合(S316:N)、CPU201は、S301以降の処理を繰り返し行う。終了する場合(S316:Y)、CPU201は、動作制御処理を終了する。
It should be noted that the
以上のような構成では、CPU201が直列接続された複数のセンサの最上流のセンサ(第1センサ131)に対して2種類の電源電圧(5[V]、3.3[V])を交互に印加する。各センサは、一方の電源電圧が印加されることで検知動作を行い、他方の電源電圧が印加されることで後段のセンサへの電源電圧の供給動作を行う。各センサは、他方の電源電圧が印加されて後段のセンサへの電源電圧の供給動作を行うと、0[V]の電源電圧が印加されて初期化されるまで、供給動作の状態を維持する。そのためにCPU201が2種類の電源電圧を交互に印加することで、直列接続された複数のセンサは、最上流のセンサから順に時分割で検知動作を行うことができる。
In the configuration described above, the
直列接続された複数のセンサの最下流のセンサの後段には、終端ユニット134が接続される。各センサが正常に動作する場合は、CPU201は、最上流のセンサから順に検知結果を取得することができる。この場合、直列接続された複数のセンサの最下流のセンサに電源電圧が印加された後に各センサが初期化され、再度、最上流のセンサから順に電源電圧が印加されることになる。そのために終端ユニット134に電源電圧は印加されない。
A terminating
しかし、いずれかのセンサが誤動作する場合、直列接続された複数のセンサの最下流のセンサに電源電圧が印加された後に各センサが初期化されず、終端ユニット134に電源電圧が印加される。終端ユニット134に電源電圧が印加される場合、CPU201は、センサの検知結果として取得する電圧値とは異なる電圧値(終端レベル)を取得する。CPU201は、この異なる電圧値を取得することで、終端ユニット134から終端レベルを取得したことを確認し、いずれかのセンサが誤動作していると判断することができる。CPU201は、センサの誤動作を判断すると、それまでに取得したセンサの検知結果を破棄する。そのためにセンサの検知結果に応じた制御、例えばシート搬送制御への誤動作の影響が防止される。このように電源電圧に生じたノイズの影響が抑制される。
However, when any of the sensors malfunctions, each sensor is not initialized after the power supply voltage is applied to the most downstream sensor of the plurality of sensors connected in series, and the power supply voltage is applied to the
(変形例)
図7は、メイン基板200によるセンサの検知動作を制御する別の動作制御処理を表すフローチャートである。この処理では、CPU201が、電源切替制御部301による電源電圧の切替回数と直列接続されたセンサ数とを照合し、照合結果から誤動作が生じたか否かを判断する。図8、図9は、動作制御処理時のタイミングチャートである。図8のタイミングチャートは、各センサが正常に動作する場合を表す。図9のタイミングチャートは、いずれかのセンサに誤動作が発生した場合を表す。
(Modification)
FIG. 7 is a flowchart showing another operation control process for controlling the detection operation of the sensor by the
CPU201は、図4のS301〜S311の処理と同様の処理を繰り返すことで、第1センサ131〜第3センサ133の検知結果を取得して記録部303に記録する(S401〜S411)。その後、CPU201は、第3センサ133が最下流のセンサであるために、図4のS313の処理と同様に、シート搬送制御部304にセンサの個数分の検知結果の記録が完了したことを通知する(S413)。シート搬送制御部304は、この通知に基づいて記録部303に一時記録された検知結果を読み出し、シート110が所定タイミング以内に検知位置で検知されたか否かを判断してシート110の搬送制御を行う。シート搬送制御部304は、読み出した検知結果を記録部303から削除する。
The
検知結果を通知したCPU201は、電源切替部202を制御して電源電圧を5[V]から3.3[V]に切り替える(S410)。このとき電圧検知部211cは、電源電圧の立ち下がりを検知するために、第1状態から第2状態に変化する。電圧検知部211cは、これ以降、電源電圧が0[V]になるまで第2状態を維持する。電圧検知部211cが第2状態になることで、電源遮断部212cは導通状態になり、後段に設けられる終端ユニット134へ電源電圧を供給可能に制御される。第3センサ133のLED制御部215cは遮断状態になりLED213cへの電流供給を遮断する。そのために第3センサ133のLED213cは消灯する。つまり、フォトトランジスタ214cは遮断状態になる。
The
CPU201は、電源電圧を3.3[V]に設定したまま所定時間待機する(S411)。所定時間は、第3センサ133の電圧検知部211cの状態が第2状態に変化するのに要する時間であればよい。このS308〜S311の処理は、図8の時刻t16〜時刻t17の間の処理である。第3センサ133の電源遮断部212cが導通状態になることで、終端ユニット134へ電源電圧が供給可能になる。電源電圧の供給が開始されると、終端ユニット134は電源電圧を抵抗分圧した電圧値(終端レベル)を生成する。
The
所定時間経過後にCPU201は、S403〜S406の処理を再度行う。これによって、CPU201は終端レベルを取得する。S404の処理では、切替回数nが「4」になる。S407の処理では、第1センサ131〜第3センサ133のフォトトランジスタ214a、214b、214cは、非動作状態に制御されている。そのために、信号ラインの出力値は終端レベルのみに基づいて変化する。このS403〜S405の処理は、図8の時刻t17〜時刻t18の間の処理である。
After the elapse of the predetermined time, the
終端レベルを検知したCPU201は(S407:Y)、記録部303に記録した検知結果をすべてクリアする(S412)。CPU201は、切替回数nが直列接続されたセンサの個数Nよりも1多いか否かを判定することでセンサの誤動作を検知する(S414)。センサが正常に動作する場合、電源電圧は、センサの個数よりも1回多く5[V]に設定される。そのために切替回数nとセンサの個数Nとを比較することで、センサの誤動作を検知することができる。
The
しかしセンサが誤動作することで、切替回数nがセンサの個数N以下になる。図9では、時刻t13〜時刻t14の間に電源電圧が変動することで、切替回数nがインクリメントされないまま、検知動作を行うセンサが下流のセンサに切り替えられている。つまり、CPU201が第2センサ132の検知結果を取得する前に、第3センサ133が検知動作を行っている。その結果、各センサがS401の処理でリセットされてから終端レベルがCPU201に取得されるまでの間に、切替回数nは、センサの個数Nと同数になる。このようにCPU201は、終端レベルを取得したときの切替回数がセンサの個数以下になることで、いずれかのセンサが誤動作したことを判定することができる。
However, the number of switching times n becomes equal to or less than the number N of sensors due to the malfunction of the sensor. In FIG. 9, the power supply voltage fluctuates between time t13 and time t14, so that the sensor that performs the detection operation is switched to the downstream sensor without the switching number n being incremented. That is, the
CPU201は、センサが誤動作する場合(S414:Y)、シート搬送制御部304にシート搬送の中止を指示し、図示しない通知部によりユーザへエラーを通知する(S415)。通知部は、例えばエラーメッセージの表示部への表示や、警告音によりエラーの通知を行う。CPU201は、センサが誤動作していない場合(S414:N)、図4のS316の処理と同様に、処理の終了を判定する(S416)。終了しない場合(S416:N)、CPU201は、S301以降の処理を繰り返し行う。終了する場合(S416:Y)、CPU201は、動作制御処理を終了する。
When the sensor malfunctions (S414: Y), the
このようにCPU201は、センサの誤動作を判断すると、それまでに取得したセンサの検知結果を破棄する。そのためにセンサの検知結果に応じた制御、例えばシート搬送制御への誤動作の影響が防止される。このように電源電圧に生じたノイズの影響が抑制される。
In this way, when the
(第2実施形態)
第2実施形態は、メイン基板及びセンサの構成(センサ制御装置の構成)が第1実施形態とは異なるが、画像形成装置の構成は同じである。画像形成装置の構成については説明を省略する。図10は、本実施形態のコントローラに含まれるメイン基板、及びセンサにより構成されるセンサ制御装置の構成図である。メイン基板600は、第1センサ701〜第3センサ703の動作を制御し、これらの検知結果を取得するセンサ制御装置である。図1の画像形成装置100との関係では、センサ131が第1センサ701、センサ132が第2センサ702、センサ133が第3センサ703に相当する。また、終端ユニット134が終端ユニット704に相当する。
(Second embodiment)
The second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the main board and the sensor (configuration of the sensor control device), but the configuration of the image forming apparatus is the same. Description of the configuration of the image forming apparatus is omitted. FIG. 10 is a configuration diagram of a sensor control device including a main board and a sensor included in the controller of the present embodiment. The
第1センサ701〜第3センサ703は、メイン基板600に対して直列接続される。メイン基板600の側を上流として、第1センサ701〜第3センサ703は、上流側から第1センサ701、第2センサ702、第3センサ703の順に接続される。第1センサ701〜第3センサ703は、各々の内部構成が同じである。最下流に設けられる第3センサ703の後段には、終端ユニット704が接続される。
The
メイン基板600と第1センサ701、第1センサ701と第2センサ702、第2センサ702と第3センサ703、第3センサ703と終端ユニット704は、それぞれ異なる電源ラインで接続される。電源ラインにより電源電圧がメイン基板600から第1センサ701〜第3センサ703及び終端ユニット704に印加される。電源ラインにより第1センサ701〜第3センサ703の各検知結果及び終端ユニット704により生成される電圧(終端レベル)がメイン基板600に入力される。メイン基板600、第1センサ701、第2センサ702、第3センサ703、及び終端ユニット704は、接地が共通になっている。
The
メイン基板600は、少なくとも第1センサ701〜第3センサ703の動作を制御するCPU601と、第1センサ701〜第3センサ703及び終端ユニット704に印加する電源電圧の切替を行う電源切替部602とを備える。電源切替部602は、第1センサ701〜第3センサ703及び終端ユニット704に3種類の異なる電圧値の電源電圧を印加する。本実施形態では、電源切替部602は、第1センサ701〜第3センサ703及び終端ユニット704に印加する電源電圧を0[V]、3.3[V]、5[V]の3種類で切り替える。電源切替部602は、2つのスイッチ部604、605を備える。スイッチ部604が導通状態且つスイッチ部605が遮断状態のときに、電源電圧が5[V]になる。スイッチ部604が遮断状態且つスイッチ部605が導通状態のときに、電源電圧が3.3[V]になる。スイッチ部604、605がいずれも遮断状態のときに、電源電圧が0[V]になる。メイン基板600は、第1センサ701〜第3センサ703の検知結果及び終端ユニット704で生成される電圧を取得するためのプルアップ抵抗606を電源切替部602に備える。プルアップ抵抗606は、スイッチ部605を介して一端に所定の電圧(ここでは3.3[V])が印加される。メイン基板600は、第1センサ701に電源ラインを介して接続されるためのコネクタ603を備える。CPU601は、図3に示す機能を実現する。
The
第1センサ701は、コネクタ610a、電圧検知部611a、電源遮断部612a、LED613a、フォトトランジスタ614a、LED制御部615a、及びセンサラッチ部616aを備える。この第1センサ701は、図2の第1センサ131にセンサラッチ部616aを追加した構成である。第2センサ702及び第3センサ703も同様である。各部の図2の構成との相違点について説明する。
The
センサラッチ部616aにはフォトトランジスタ614aのコレクタ端子が接続される。フォトトランジスタ614aが導通状態であれば、センサラッチ部616aには、第1センサ701の検知結果として、接地電圧(0[V])が入力される。フォトトランジスタ614aが遮断状態であれば、センサラッチ部616aには、第1センサ701の検知結果として、電源電圧が入力される。センサラッチ部616aは、フォトトランジスタ614aの導通状態、遮断状態(オープン状態)をラッチすることができる。
The collector terminal of the
そのためにセンサラッチ部616aは、スイッチ素子として機能するトランジスタ617a及び抵抗618aを備える。センサラッチ部616aは、電圧検知部611aの状態及びフォトトランジスタ614aの動作に応じてトランジスタ617aが導通状態又は遮断状態(オープン状態)に変化する。トランジスタ617aのコレクタ端子は、抵抗618aを介して接点aで第1センサ701の電源ラインに接続される。接点aが接続される電源ラインは、CPU601のA/Dポートに接続される。このような構成によりCPU601は、トランジスタ617aの導通状態、遮断状態(オープン状態)を検知可能になっている。
Therefore, the sensor latch unit 616a includes a
コネクタ610aは、メイン基板600に電源ラインを介して接続される他に、下流側に設けられる第2センサ702に他の電源ラインを介して接続される。第1実施形態と異なり、コネクタ610aには信号ラインが接続されない。
The
電圧検知部611aは、例えば閾値を4[V」として、メイン基板600から印加される電源電圧の立ち上がり及び立ち下がりを検知する。ただし、電圧検知部611aは、電源投入時の0[V]から4[V]以上への電圧変位時は立ち上がりを検知しない。電圧検知部611aは、電源電圧が投入された後に「第1状態」となる。電圧検知部611aは、印加される電源電圧が一旦4[V]以上(例えば5[V])になった後に4[V]をまたぐ立ち下がりを検知するまで第1状態を維持する。印加される電源電圧の4[V]をまたぐ立ち下りを検知した場合、電圧検知部611aは、「第2状態」となる。その後、印加される電源電圧の4[V]をまたぐ立ち上がりを検知した場合、電圧検知部611aは、「第3状態」となる。第3状態となった電圧検知部611aは、電源電圧が0[V]になるまで第3状態を維持する。電源電圧が0[V]に変化することを「初期化」という。
The
電源遮断部612aは、電圧検知部611aが第1状態である場合、遮断状態になって下流の第2センサ702へ電源電圧を供給しない状態になる。電源遮断部612aは、電圧検知部611aが第2状態である場合も遮断状態である。電源遮断部612aは、電圧検知部611aが第3状態になった場合に、下流の第2センサ702へ電源電圧を供給する導通状態になる。
When the
LED制御部615aは、電圧検知部611aが第1状態である場合、導通状態になってLED613aに電流を流して発光させる。LED制御部615aは、電圧検知部611aが第2状態になった場合、遮断状態になってLED613aへの電流を遮断して消灯させる。LED制御部615aは、その後、電圧検知部611aが第3状態になっても電源電圧が0[V]に変化する(初期化される)まで遮断状態を維持する。
When the
センサラッチ部616aは、電圧検知部611aが第1状態である場合、トランジスタ617aが遮断状態になる。センサラッチ部616aは、電圧検知部611aが第1状態から第2状態に切り替わった場合、フォトトランジスタ614aからの状態信号(検知結果)をラッチし、ラッチした結果に応じてトランジスタ617aを動作させる。
センサラッチ部616aは、電圧検知部611aが第1状態から第2状態に切り替わった際にフォトトランジスタ614aが導通状態(入力が0[V])であれば、トランジスタ617aを導通状態で保持する。フォトトランジスタ614aが遮断状態(入力が電源電圧レベル)であれば、センサラッチ部616aは、トランジスタ617aを遮断状態で保持させる。センサラッチ部616aは、その後、電圧検知部611aが第3状態に切り替わると、トランジスタ617aを遮断状態にする。センサラッチ部616aは、電源電圧が0[V]に変化する(初期化される)までこの状態を維持する。このようにセンサラッチ部616aは、フォトトランジスタ614aの受光状態を保持することができる。CPU601は、トランジスタ617aの導通状態、遮断状態を検知することで、第1センサ701の検知結果を取得することができる。
The sensor latch unit 616a turns off the
The sensor latch unit 616a holds the
第2センサ702のコネクタ610bは、上流側の第1センサ701に電源ラインを介して接続される他に、下流側に設けられる第3センサ703に他の電源ラインを介して接続される。コネクタ610bには、第1実施形態のような信号ラインは接続されない。第2センサ702は、電圧検知部611b、電源遮断部612b、LED613b、フォトトランジスタ614b、LED制御部615b、及びセンサラッチ部616bを備える。各部の動作は、対応する第1センサ701の各部の動作と同じであるので説明を省略する。
The
センサラッチ部616b内のトランジスタ617bのコレクタ端子は、抵抗618bを介して第2センサ702の電源ラインの接点bに接続されている。接点bは、第1センサ701を経由してメイン基板600のCPU601のA/Dポートに接続される。このような構成によりCPU601は、第2センサ702の検知結果として、トランジスタ617bの導通状態、遮断状態を検知することができる。
The collector terminal of the transistor 617b in the
第3センサ703のコネクタ610cは、上流側の第2センサ702に電源ラインを介して接続される他に、下流側に設けられる終端ユニット704に他の電源ラインを介して接続される。コネクタ610cには、第1実施形態のような信号ラインは接続されない。第3センサ703は、電圧検知部611c、電源遮断部612c、LED613c、フォトトランジスタ614c、LED制御部615c、及びセンサラッチ部616cを備える。各部の動作は、対応する第1センサ701の各部の動作と同じであるので説明を省略する。
The connector 610c of the
センサラッチ部616c内のトランジスタ617cのコレクタ端子は、抵抗618cを介して第3センサ703の電源ラインの接点cに接続されている。接点cは、第1センサ701及び第2センサ702を経由してメイン基板600のCPU601のA/Dポートに接続される。このような構成によりCPU601は、第3センサ703の検知結果として、トランジスタ617cの導通状態、遮断状態を検知することができる。
The collector terminal of the
終端ユニット704は、第1センサ701〜第3センサ703の構成とは異なり、第3センサ703の電源遮断部612cから供給される電源電圧を抵抗分圧するための抵抗素子を備える。本実施形態の終端ユニット704は、このような抵抗素子として終端抵抗620を備える。終端ユニット704は、メイン基板600のプルアップ抵抗606と終端抵抗620とにより、電源電圧を抵抗分圧した電圧を生成(終端レベル)する。抵抗分圧された電源電圧の電圧値は、第3センサ703の接点cにて、第3センサ703の電源ラインに接続されている。そのために、第1センサ701とメイン基板600とを接続する電源ラインの出力値は、抵抗分圧された電圧値となる可能性がある。また、プルアップ抵抗606と終端抵抗620とにより抵抗分圧されて生成される電圧値が第1センサ701〜第3センサ703の検知結果の電圧値とは異なる値となるように、終端抵抗620の抵抗値が設定されている。そのためにCPU601は、電源ラインを介して取得する電圧値が、第1センサ701〜第3センサ703による検知結果であるか、或いは終端ユニット704により生成された電圧の電圧値であるかを識別可能となっている。
Unlike the configuration of the
以上のような構成では、第1センサ701〜第3センサ703は、入力される信号(電源電圧)に対して同じ動作を行う。メイン基板600は、複数のセンサに対して2種類の電源電圧(5[V]、3.3[V])を交互に印加することで、各センサに順次検知動作を行わせることができる。メイン基板600は、例えばシート110の搬送タイミングとは無関係に各電圧値の電源電圧を順次切り替えて印加する。
With the above configuration, the
メイン基板600は、他の電源電圧(0[V])を印加することで、各センサの状態をリセットして、初段のセンサ(第1センサ701)から、再度、順次検知動作を行わせる。各センサは、メイン基板600もしくは他のセンサと接続するインターフェースを、直列接続における接続箇所(最上流、最下流、途中)によらず同一にできる。よって、全てのセンサは同一(同一外形、同一内部回路)のものを使用可能である。各センサは、接続箇所とセンサの対応管理やセンサ毎の外形の変更は必要なく、パケット通信のような複雑な制御回路を必要としない安価な構成となる。本実施形態では直列接続するセンサは3個であったが同一の制御でセンサの個数を更に増やすことも可能である。
The
このように電源ラインを接続することによって、メイン基板600と複数のセンサ(第1センサ701〜第3センサ703)とを接続する電源ラインの数を抑制することができる。そのために、ケーブルの数及びコネクタの数を削減し、且つコストや部品管理費を抑制することが可能となる。また、メイン基板600のコネクタ603のピン数及び専有面積を削減して、コストを削減することができる。
By connecting the power supply lines in this manner, the number of power supply lines connecting the
(センサの動作制御)
図11は、メイン基板600によるセンサの検知動作を制御する動作制御処理を表すフローチャートである。この処理では、CPU601が、終端レベルを検知した場合に第1センサ131〜第3センサ133のいずれかが誤動作していると判断する。図12、図14は、メイン基板600と第1センサ701との動作制御処理時のタイミングチャートである。図13、図15は、動作制御処理時のタイミングチャートである。図12、図13のタイミングチャートは、各センサが正常に動作する場合を表す。図14、図15のタイミングチャートは、いずれかのセンサに誤動作が発生した場合を表す。
(Sensor operation control)
FIG. 11 is a flowchart showing an operation control process for controlling the sensor detection operation by the
まず、各センサが正常に動作する場合の動作制御処理について説明する。
S701〜S703の処理は、図4のS301〜S303の処理と同じである。これにより各センサは初期化され、切替回数nが「0」に初期化され、電源電圧が5[V]に設定される。CPU601は、切替回数nをカウントしており、電源電圧が5[V]に設定されると切替回数nに1加算する。電圧検知部611aは第1状態であり、LED制御部615aがLED613aを発光させる。電源遮断部612aが遮断状態であるために、第2センサ702及び第3センサ703には電源電圧が供給されない。CPU601は、S703の処理で設定した電源電圧(5[V])を所定時間保持して待機する(S704)。所定時間は、LED613aが発光し、フォトトランジスタ614aの受光動作が確実に行われる時間である。
First, an operation control process when each sensor operates normally will be described.
The processing of S701 to S703 is the same as the processing of S301 to S303 in FIG. As a result, each sensor is initialized, the switching number n is initialized to "0", and the power supply voltage is set to 5 [V]. The CPU 601 counts the number of switching times n, and adds 1 to the number of switching times n when the power supply voltage is set to 5 [V]. The
所定時間経過後にCPU601は、電源切替部602により電源電圧をプルアップ抵抗606でプルアップされた3.3[V]に設定する(S705)。これにより電圧検知部611aは、電源電圧の立ち下りを検知して第2状態になる。電圧検知部611aが第2状態になることで、センサラッチ部616aは、フォトトランジスタ614aの状態(検知結果)をラッチして、トランジスタ617aの動作状態を切り替える。センサラッチ部616aは、フォトトランジスタ614aが導通状態であればトランジスタ617aを導通状態にし、フォトトランジスタ614aが遮断状態であればトランジスタ617aを遮断状態にする。
After the elapse of a predetermined time, the CPU 601 sets the power supply voltage by the power
電圧検知部611aが第2状態になることで、LED制御部615aは遮断状態になりLED613aが消灯する。LED613aが消灯するためにフォトトランジスタ614aは遮断状態になる。このとき、センサラッチ部616aのラッチ動作に対してLED613aの消灯動作が早く完了してしまうと、センサラッチ部616aが、本来取得すべきLED613a点灯時のフォトトランジスタ614aの状態をラッチできない可能性がある。そのために電圧検知部611aは、センサラッチ部616aへの切り替え信号の伝達に比べ、LED制御部615aへの制御信号の伝達を遅くする。S703〜S705の処理は、図12、図13の時刻t21〜時刻t22の間の処理である。
When the
CPU601は、電源電圧を3.3[V]に設定したまま所定時間(本実施形態では75マイクロ秒)待機する(S706)。所定時間は、電圧検知部611a及びセンサラッチ部616aの状態切替時間よりも長い時間である。電源電圧が3.3[V]で所定時間経過すると、CPU601は、第1センサ701内の接点aが接続される電源ラインの電圧値を取得して、第1センサ701の検知結果を確認する(S707)。これによりCPU601は、トランジスタ617aが動作状態か非動作状態(オープン)であるかを検知する。S706、S707の処理は、図12、図13の時刻t22〜時刻t23の間の処理である。
The CPU 601 waits for a predetermined time (75 microseconds in the present embodiment) while keeping the power supply voltage at 3.3 [V] (S706). The predetermined time is longer than the state switching time of the
第1センサ701内の接点aとCPU601とを接続する電源ラインには、第2センサ702、第3センサ703、及び終端ユニット704からの電源ラインも結線されている。しかし、第1センサ701の電源遮断部612aが遮断状態であるために、第2センサ702より下流側の装置には電源電圧が供給されていない。また、第1センサ701内でも接点aには電圧検知部611aやLED制御部615aが接続されているが、電圧検知部611aやLED613aの点灯制御で消費する電流は小さく、LED613aにも電流が流れていないために消費電流は微小である。そのためにS707の処理の時点で、電源ラインは、動作した場合のトランジスタ617aが支配的である。よって、CPU601のA/Dポートに接続される接点a(電源ライン)の電圧値は、トランジスタ617aの状態でほぼ決定される。
The power supply line connecting the contact a in the
トランジスタ617aが導通状態である場合、プルアップ抵抗606と抵抗618aとの分圧比によりCPU601が取得する電圧値が決定する。本実施形態では、プルアップ抵抗606を1.1[kΩ]、抵抗618aを2.2[kΩ]として、CPU601は、およそ2.2[V]を検知する(図12、図13の第1センサ検知)。トランジスタ617aが遮断状態の場合、トランジスタ617aにも電流が流れず、電源ラインにほとんど電流が流れないため、CPU601は、およそ3.3[V]を検知する(図13の第2センサ検知)。
When the
CPU601は、A/Dポートで取得した電圧値のA/D変換結果を所定の閾値と比較して、トランジスタ617aが導通状態であるか否かを判定する。本実施形態では、閾値を2.75[V]とする。CPU601は、A/D変換結果が2.75[V]未満であればトランジスタ617aが導通状態であり、第1センサ701がシート110を検知していないと判断する。CPU601は、A/D変換結果が2.75[V]以上であればトランジスタ617aが遮断状態であり、第1センサ701がシート110を検知していると判断する。
The CPU 601 compares the A/D conversion result of the voltage value acquired at the A/D port with a predetermined threshold value and determines whether the
図12、図13は、説明のために、LED613aの光をフォトトランジスタ614aが受光している場合の波形を示している。LED613aとフォトトランジスタ614aとの間に遮蔽物が無いために、フォトトランジスタ614aは受光して導通状態になる。フォトトランジスタ614aが導通状態になることで、センサラッチ部616a内のトランジスタ617aも導通状態になる。この場合、CPU601が取得する電圧値は2.2[V]となる。LED613aとフォトトランジスタ614aとの間に遮蔽物がある場合、フォトトランジスタ614aは受光せずに遮断状態(ハイインピーダンス)になる。フォトトランジスタ614aが遮断状態になることで、センサラッチ部616a内のトランジスタ617aも遮断状態(ハイインピーダンス)になる。この場合、CPU601が取得する電圧値は3.3[V]となる。
12 and 13 show waveforms when the light of the
検知結果を確認したCPU601は、切替回数nを1インクリメントする(S708)。切替回数nは、この時点で「1」になる。CPU601は、センサレベル検知部302が終端レベルを検知したか否かを判定する(S709)。終端レベルは、各センサのトランジスタ617a〜617cの検知結果である3.3[V]及び2.2[V]とは異なる電圧値である。終端レベルは、電源電圧が終端抵抗620とプルアップ抵抗606とで抵抗分圧された電圧値である。本実施形態では、終端レベルは、終端抵抗620を1.1[kΩ]として、1.65[V]の電圧値となる。終端レベルを検知するための判定閾値は、例えば2.0[V]である。CPU601は、取得した検知結果が判定閾値以下(2.0[V]以下)であれば、該検知結果が終端レベルであると判断する。
The CPU 601 which has confirmed the detection result increments the switching number n by 1 (S708). The number of switching times n becomes “1” at this point. The CPU 601 determines whether or not the sensor
終端レベルを検知しない場合(S709:N)、CPU601は、記録部303に検知結果を一時記録する(S711)。CPU601は、検知結果を取得したセンサが、直列接続の最下流に接続されているか否かを判定する(S712)。CPU601は、例えば予め直列接続されたセンサの構成(個数など)が登録されており、構成と取得した切替回数nとから、検知結果を取得したセンサが最下流に接続されているか否かを判定する。 When the termination level is not detected (S709:N), the CPU 601 temporarily records the detection result in the recording unit 303 (S711). The CPU 601 determines whether the sensor that has acquired the detection result is connected to the most downstream side of the series connection (S712). The CPU 601 registers, for example, the configuration (number, etc.) of sensors connected in series in advance, and determines from the configuration and the acquired number of switching times n whether the sensor that has obtained the detection result is connected to the most downstream side. To do.
検知結果を取得したセンサが最下流のセンサではない場合(S712:N)、CPU601は、S703の処理に戻り、電源切替部602を制御して電源電圧を5[V]に切り替える。このとき、第1センサ701の電圧検知部611aは第3状態に変化する。そのためにセンサラッチ部616aはトランジスタ617aを遮断状態にする。電源遮断部612aは導通状態になり、下流の第2センサ702へ電源電圧が供給される。
When the sensor that has acquired the detection result is not the most downstream sensor (S712: N), the CPU 601 returns to the processing of S703 and controls the power
第1センサ701の場合と同様に、CPU601は、第2センサ502の検知結果を取得する(S704〜S707)。S707の処理では、第1センサ501のトランジスタ617aが遮断状態であり、且つ第3センサ503は動作していない。そのためにCPU601のA/Dポートへの入力信号は、第2センサ502のトランジスタ617bの状態のみに基づいて変化する。第2センサ702の検知結果の取得後にCPU601は、切替回数nを1インクリメントする(S708)。切替回数nは、この時点で「2」になる。S703〜S708の処理は、図12、図13の時刻t23〜時刻t25の間の処理である。図12、図13では、第2センサ702のLED613bとフォトトランジスタ614bとの間に遮蔽物があり、フォトトランジスタ614bは受光せずに遮断状態(ハイインピーダンス)になる。この場合、CPU601が取得する電圧値は3.3[V]となる。
Similar to the case of the
CPU601は、センサレベル検知部302が終端レベルを検知したか否かを判定する(S709)。終端レベルを検知していないために(S709:N)、CPU601は、取得した第2センサ702の検知結果を記録部303に記録する(S711)。CPU601は、第2センサ702が最下流のセンサではないために(S712:N)、S703以降の処理を再度繰り返す。S703以降の処理を再度繰り返す場合、CPU601は、電源切替部602が出力する電源電圧を5[V]に設定する(S703)。このとき、第2センサ702の電圧検知部611bは第3状態に変化する。そのためにセンサラッチ部616bはトランジスタ617bを遮断状態にする。電源遮断部612bは導通状態になり、下流の第3センサ703へ電源電圧が供給される。
The CPU 601 determines whether or not the sensor
第1センサ701及び第2センサ702の場合と同様に、CPU601は、第3センサ703の検知結果を取得する(S704〜S707)。S707の処理では、第1センサ701のトランジスタ617a及び第2センサ702のトランジスタ617bが遮断状態である。そのためにCPU601のA/Dポートへの入力信号は、第3センサ703のトランジスタ617cの状態のみに基づいて変化する。第3センサ703の検知結果の取得後にCPU601は、切替回数nを1インクリメントする(S708)。切替回数nは、この時点で「3」になる。S703〜S708の処理は、図12、図13の時刻t25〜時刻t27の間の処理である。図12、図13では、第3センサ703のLED613cとフォトトランジスタ614cとの間に遮蔽物がなく、フォトトランジスタ614cは受光して導通状態になる。この場合、CPU601が取得する電圧値は2.2[V]となる。
Similar to the case of the
第3センサ703の検知結果の取得後にCPU601は、終端レベルを検知していないために(S709:N)、取得した第3センサ703の検知結果を記録部303に記録する(S711)。CPU601は、切替回数nが「3」であるために第3センサ133が最下流のセンサあると判定し(S712:Y)、シート搬送制御部304にセンサの個数分の検知結果の記録が完了したことを通知する(S713)。シート搬送制御部304は、この通知に基づいて記録部303に一時記録された検知結果を読み出し、シート110が所定タイミング以内に検知位置で検知されたか否かを判断してシート110の搬送制御を行う。シート搬送制御部304は、読み出した検知結果を記録部303から削除する。シート搬送制御部304に検知結果の記録が完了したことを通知したCPU601は、図4のS316の処理と同様にして、処理を終了するか否かを判定する(S715)。
After acquiring the detection result of the
CPU601は、第1センサ701〜第3センサ703が正常に動作する間、S701〜S709、S711〜713、S715の処理を繰り返し行い、第1センサ701〜第3センサ703の検知結果を順次取得する。
以上のような処理では、第1センサ701〜第3センサ703は、入力される信号(電源電圧)に対し同じ動作を行っている。しかし各センサへの電源電圧の供給タイミングをずらすことで、CPU601は、すべてのセンサの状態を独立して検知することが可能となる。
The CPU 601 repeatedly performs the processing of S701 to S709, S711 to 713, and S715 while the
In the above processing, the
次に、いずれかのセンサが誤動作する場合の動作制御処理について図14、図15を用いて説明する。正常時の動作と同様に、CPU601は、第1センサ701〜第3センサ703を初期化して第1センサ701の検知結果を取得する(S701〜S707)。
Next, an operation control process when any one of the sensors malfunctions will be described with reference to FIGS. 14 and 15. Similar to the normal operation, the CPU 601 initializes the
このとき、図14、図15では、時刻t21〜時刻t22の間に第1センサ701に印加される5[V]の電源電圧にノイズが生じている。この場合、第1センサ701の電圧検知部211aは、電源電圧がノイズにより閾値電圧をまたいで変動することで第1状態から、第2状態、第3状態へと変化する。その結果、LED制御部615aは遮断状態となり、LED613aが消灯する。センサラッチ部616aは、フォトトランジスタ614aからの検知結果をラッチし、ラッチした結果に応じてトランジスタ617aを動作させる。
At this time, in FIGS. 14 and 15, noise is generated in the power supply voltage of 5 [V] applied to the
また、電圧検知部211aが第3状態になることで、電源遮断部212aは導通状態となり、第2センサ702へ電源電圧を供給する状態となる。つまり、ノイズにより、電源切替部602による電源電圧の切替制御によらず、電源電圧の供給先が第1センサ701から第2センサ702へ切り替えられる。CPU601は、第1センサ701の検知結果の取得前に切り替えが行われるために、第1センサ701の検知結果を取得せずに、S707の処理で時刻t23の前に第2センサ702の検知結果を取得することになる。これにより、取得する検知結果の数が直列接続されたセンサ数よりも少なくなり、検知結果の取得順の不整合が生じる。
Further, when the voltage detection unit 211a is in the third state, the power cutoff unit 212a is in the conductive state and the power supply voltage is supplied to the
本実施形態の構成では、このように検知結果の取得前に電源電圧の供給先の切り替えが生じた場合、処理を継続することで終端ユニット704に電源電圧が供給されることになる。図14、図15の例では、CPU601は、第3センサ703の検知結果を取得した後にS703〜S708の処理を行うことで、時刻t25から5[V]の電源電圧を終端ユニット704に印加することになる。そのためにCPU601は、終端ユニット704で抵抗分圧により生成された電圧値(終端レベル)を取得する。
In the configuration of this embodiment, when the supply destination of the power supply voltage is switched before the detection result is acquired in this way, the power supply voltage is supplied to the
図12、図13に示すような正常動作時には、取得する検知結果の数が直列接続されたセンサ数よりも多くなることはなく、検知結果の取得順が整合している。そのためにCPU601は終端ユニット704で生成された終端レベルを取得することがなく、図11のS709の処理で終端ユニット704の検知結果を取得していないと判定する。しかしセンサの誤動作が発生して検知結果の取得順に不整合が生じる場合、CPU601はS709の処理で終端ユニット704で生成された終端レベルを取得したと判定する。このようにCPU601は、終端ユニット704で生成された終端レベルを取得することで、いずれかのセンサが誤動作したことを判断することができる。
During normal operation as shown in FIGS. 12 and 13, the number of detection results to be acquired does not exceed the number of sensors connected in series, and the detection results are acquired in the same order. Therefore, the CPU 601 does not acquire the termination level generated by the
以上のことから、CPU601は、センサが誤動作する場合に終端ユニット704で生成された終端レベルを取得して(S707)、センサレベル検知部302が終端レベルを検知したと判定する(S709:Y)。以降、CPU601は、図4のS312、S314、S315の処理と同様に、記録部303に記録した検知結果をすべてクリアし、終端レベルの検知回数がM回であればエラーを通知する(S710、S714、S716)。終端レベルの検知回数がM回でなければ、CPU601は、S715以降の処理を行う。
From the above, the CPU 601 acquires the termination level generated by the
以上のような構成では、CPU601が直列接続された複数のセンサの最上流のセンサ(第1センサ701)に対して2種類の電源電圧(5[V]、3.3[V])を交互に印加する。各センサは、印加される電源電圧の電圧値に応じて検知動作、ラッチ動作、後段のセンサへの電源電圧の供給動作を行う。各センサは、後段のセンサへの電源電圧の供給動作を行うと、0[V]の電源電圧が印加された初期状態になるまで、供給動作の状態を維持する。そのためにCPU601が2種類の電源電圧を交互に印加することで、直列接続された複数のセンサは、最上流のセンサから順に時分割で検知動作を行うことができる。 In the above configuration, the CPU 601 alternately supplies two kinds of power supply voltage (5 [V], 3.3 [V]) to the most upstream sensor (first sensor 701) of the plurality of sensors connected in series. Apply to. Each sensor performs a detection operation, a latch operation, and an operation of supplying the power supply voltage to the sensor in the subsequent stage according to the voltage value of the applied power supply voltage. When each sensor performs the operation of supplying the power supply voltage to the sensor in the subsequent stage, the sensor maintains the supply operation state until the initial state in which the power supply voltage of 0 [V] is applied. Therefore, the CPU 601 alternately applies two types of power supply voltages, so that the plurality of sensors connected in series can perform the detection operation in time division order from the most upstream sensor.
直列接続された複数のセンサの最下流のセンサの後段には、終端ユニット704が接続される。各センサが正常に動作する場合は、CPU601は、最上流のセンサから順に検知結果を取得することができる。この場合、直列接続された複数のセンサの最下流のセンサに電源電圧が印加された後に各センサが初期化され、再度、最上流のセンサから順に電源電圧が印加されることになる。そのために終端ユニット704に電源電圧は印加されない。
The
しかし、いずれかのセンサが誤動作する場合、直列接続された複数のセンサの最下流のセンサに電源電圧が印加された後に各センサが初期化されず、終端ユニット704に電源電圧が印加される。終端ユニット704に電源電圧が印加される場合、CPU601は、センサの検知結果として取得する電圧値とは異なる電圧値(終端レベル)を取得する。CPU601は、この異なる電圧値を取得することで、終端ユニット704から電圧値を取得したことを確認し、いずれかのセンサが誤動作していると判断することができる。CPU601は、センサの誤動作を判断すると、それまでに取得したセンサの検知結果を破棄する。そのためにセンサの検知結果に応じた制御、例えばシート搬送制御への誤動作の影響が防止される。このように電源電圧に生じたノイズの影響が抑制される。
However, if any of the sensors malfunctions, each sensor is not initialized after the power supply voltage is applied to the most downstream sensor of the plurality of sensors connected in series, and the power supply voltage is applied to the
(変形例)
図16は、メイン基板600によるセンサの検知動作を制御する別の動作制御処理を表すフローチャートである。この処理では、CPU601が、電源切替部602による電源電圧の切替回数と直列接続されたセンサ数とを照合し、照合結果から誤動作が生じたか否かを判断する。図17、図18は、動作制御処理時のタイミングチャートである。図17のタイミングチャートは、各センサが正常に動作する場合を表す。図18のタイミングチャートは、いずれかのセンサに誤動作が発生した場合を表す。
(Modification)
FIG. 16 is a flowchart showing another operation control process for controlling the sensor detection operation by the
CPU601は、図11のS701〜S709、S711、S712の処理と同様の処理を繰り返すことで、第1センサ701〜第3センサ703の検知結果を取得して記録部303に記録する(S801〜S809、S811、S812)。その後、CPU601は、第3センサ703が最下流のセンサであるために、図11のS713の処理と同様に、シート搬送制御部304にセンサの個数分の検知結果の記録が完了したことを通知する(S813)。シート搬送制御部304は、この通知に基づいて記録部303に一時記録された検知結果を読み出し、シート110が所定タイミング以内に検知位置で検知されたか否かを判断してシート110の搬送制御を行う。シート搬送制御部304は、読み出した検知結果を記録部303から削除する。
The CPU 601 acquires the detection results of the
検知結果を通知したCPU601は、再度、S803〜S807の処理を行う。このS803〜S807の処理は、図17の時刻t28〜時刻t29の間の処理である。第3センサ703の電源遮断部612cが導通状態になることで、終端ユニット704へ電源電圧が供給可能になる。電源電圧の供給が開始されると、終端ユニット704は電源電圧を抵抗分圧した電圧値(終端レベル)を生成する。S807の処理では、CPU601は、終端レベルを取得する。CPU601は、切替回数nを1インクリメントする(S808)。これにより切替回数nが「4」になる。
The CPU 601 that has notified the detection result performs the processing of S803 to S807 again. The processing of S803 to S807 is processing from time t28 to time t29 in FIG. When the
終端レベルを検知したCPU601は(S809:Y)、記録部303に記録した検知結果をすべてクリアする(S810)。CPU201は、切替回数nが直列接続されたセンサの個数Nよりも1多いか否かを判定することでセンサの誤動作を検知する(S814)。センサが正常に動作する場合、電源電圧は、センサの個数よりも1回多く5[V]に設定される。そのために切替回数nとセンサの個数Nとを比較することで、センサの誤動作を検知することができる。
The CPU 601 that has detected the terminal level (S809:Y) clears all the detection results recorded in the recording unit 303 (S810). The
しかしセンサが誤動作することで、切替回数nがセンサの個数N以下になる。図18では、時刻t21〜時刻t22の間に電源電圧が変動することで、切替回数nがインクリメントされないまま、検知動作を行うセンサが下流のセンサに切り替えられている。つまり、CPU601が第1センサ701の検知結果を取得する前に、第2センサ702が検知動作を行っている。その結果、各センサがS801の処理でリセットされてから終端レベルがCPU601に取得されるまでの間に、切替回数nは、センサの個数Nと同数になる。このようにCPU201は、終端レベルを取得したときの切替回数がセンサの個数以下になることで、いずれかのセンサが誤動作したことを判定することができる。
However, the number of switching times n becomes equal to or less than the number N of sensors due to the malfunction of the sensor. In FIG. 18, the power supply voltage fluctuates between time t21 and time t22, so that the sensor that performs the detection operation is switched to the downstream sensor without the switching number n being incremented. That is, the
CPU601は、センサが誤動作する場合(S814:Y)、シート搬送制御部304にシート搬送の中止を指示し、図示しない通知部によりユーザへエラーを通知する(S816)。通知部は、例えばエラーメッセージの表示部への表示や、警告音によりエラーの通知を行う。CPU601は、センサが誤動作していない場合(S814:N)、図11のS715の処理と同様に、処理の終了を判定する(S815)。終了しない場合(S815:N)、CPU601は、S801以降の処理を繰り返し行う。終了する場合(S815:Y)、CPU601は、動作制御処理を終了する。
When the sensor malfunctions (S814: Y), the CPU 601 instructs the sheet
このようにCPU601は、センサの誤動作を判断すると、それまでに取得したセンサの検知結果を破棄する。そのためにセンサの検知結果に応じた制御、例えばシート搬送制御への誤動作の影響が防止される。このように電源電圧に生じたノイズの影響が抑制される。 In this way, when the CPU 601 determines that the sensor has malfunctioned, it discards the sensor detection results acquired up to that point. Therefore, the influence of the malfunction on the control according to the detection result of the sensor, for example, the sheet conveyance control is prevented. In this way, the influence of noise generated on the power supply voltage is suppressed.
以上のように各実施形態の画像形成装置100は、複数のセンサと制御基板(メイン基板200)とを直列に接続した構成を有するセンサ制御装置を備える。センサ制御装置は、最下流のセンサの後段に終端ユニットを備える。各センサは、制御基板から供給される2種類の電源電圧の電圧値に応じて、検知動作と後段への電源電圧の供給動作とを行う。制御基板は、電源電圧を切り替えながらセンサへ供給することで、上流のセンサから順に、検知動作を行わせてその検知結果を取得する。制御基板は、終端ユニットにより生成される電圧値(終端レベル)を取得することで、電源電圧にノイズが発生したことによるセンサの誤動作の判断可能である。センサが誤動作した場合、制御基板はセンサの検知結果を破棄することで、検知結果を用いた制御処理の誤動作を防止することができる。
As described above, the
Claims (16)
前記複数のセンサの各々は、前記制御手段から第1電圧が印加された場合に検知動作を行い、前記制御手段から前記第1電圧が印加された後に前記第1電圧とは異なる第2電圧が印加された場合に後段に接続されたセンサ又は前記終端手段に前記制御手段から印加される電圧を供給し、
前記終端手段は、前記複数のセンサの検知結果とは異なる電圧値である終端レベルを生成し、
前記制御手段は、前記第1電圧及び前記第2電圧を繰り返し印加することで、上流側のセンサから順に前記検知動作を行わせて各センサの検知結果を順に取得し、前記終端レベルの検知状況に基づいて、センサの誤動作を判断することを特徴とする、
センサ制御装置。 The control means includes a plurality of sensors connected in series to the control means, and a terminating means connected upstream of the control means and downstream of the most downstream sensor of the plurality of sensors. ,
Each of the plurality of sensors performs a detection operation when a first voltage is applied from the control unit, and a second voltage different from the first voltage is applied after the first voltage is applied from the control unit. When applied, the voltage applied from the control means is supplied to the sensor or the terminating means connected to the subsequent stage,
The termination means generates a termination level that is a voltage value different from the detection results of the plurality of sensors,
By repeatedly applying the first voltage and the second voltage, the control unit sequentially performs the detection operation from the upstream sensor and sequentially acquires the detection result of each sensor, and detects the termination level of the termination level. Based on, it is characterized by determining the malfunction of the sensor,
Sensor control device.
請求項1記載のセンサ制御装置。 The control unit determines that the plurality of sensors are operating normally when acquiring the detection results of each sensor in order, and one of the sensors malfunctions when acquiring the terminal level. It is characterized by determining that,
The sensor control device according to claim 1.
請求項1又は2記載のセンサ制御装置。 The control means has a recording means for recording the detection results of the plurality of sensors, and when the terminal level is detected, the detection result recorded in the recording means is deleted.
The sensor control device according to claim 1.
請求項1〜3のいずれか1項記載のセンサ制御装置。 The control means may notify an error by a predetermined notification means when the number of times the terminal level is continuously acquired is a predetermined number.
The sensor control device according to claim 1.
前記制御手段は、前記第3電圧を印加した後に前記第1電圧及び前記第2電圧を繰り返し印加することで、上流側のセンサから順に前記検知動作を行わせて各センサの検知結果を順に取得し、前記最下流のセンサの検知結果を取得した後に前記終端レベルを取得して、前記第1電圧への切替回数と前記複数のセンサの個数とに基づいてセンサの誤動作を判断することを特徴とする、
請求項1記載のセンサ制御装置。 Each of the plurality of sensors is initialized when a third voltage different from the first voltage and the second voltage is applied from the control means to a sensor connected to a subsequent stage or the termination means. Shutting off the supply of voltage applied from the control means,
The control means repeatedly applies the first voltage and the second voltage after applying the third voltage, thereby sequentially performing the detection operation from the sensor on the upstream side and sequentially obtaining the detection result of each sensor. Then, the termination level is obtained after obtaining the detection result of the most downstream sensor, and the malfunction of the sensor is determined based on the number of times of switching to the first voltage and the number of the plurality of sensors. And
The sensor control device according to claim 1.
請求項5記載のセンサ制御装置。 The control unit determines that the sensor is not malfunctioning if the number of times of switching is one more than the number of the plurality of sensors, and if the number of switching is less than or equal to the number of the plurality of sensors, any one Is determined to be malfunctioning,
The sensor control device according to claim 5.
請求項5又は6記載のセンサ制御装置。 The control means counts the number of times of switching, and when initializing each of the plurality of sensors, the number of times of switching is also initialized.
The sensor control device according to claim 5 or 6.
請求項5〜7のいずれか1項記載のセンサ制御装置。 The control means has a recording means for recording the detection results of the plurality of sensors, and when the terminal level is detected, the detection result recorded in the recording means is deleted.
The sensor control device according to claim 5.
請求項5〜8のいずれか1項記載のセンサ制御装置。 The control means, when determining that one of the sensors is malfunctioning, notifies the error by a predetermined notification means,
The sensor control device according to claim 5.
請求項1〜9のいずれか1項記載のセンサ制御装置。 The terminating means comprises a terminating resistor for resistively dividing the voltage supplied from the control means to generate a terminating level.
The sensor control device according to claim 1.
前記第1電圧に応じて検知動作を行う検知手段と、
前記制御手段から前記検知手段への電圧の印加経路に設けられる第1スイッチ手段と、
前記制御手段から印加される電圧を後段に接続されたセンサ又は前記終端手段に供給する供給経路に設けられる第2スイッチ手段と、
前記印加経路の電圧が前記第1電圧のときに前記第1スイッチ手段を導通し且つ前記第2スイッチ手段を遮断し、前記印加経路の電圧が前記第2電圧のときに前記第1スイッチ手段を遮断し且つ前記第2スイッチ手段を導通にする導通制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第1電圧を印加し、その後、前記第2電圧を印加した後に第1電圧を印加することで、前記複数のセンサの検知動作を上流側から順に行わせることを特徴とする、
請求項1〜10のいずれか1項記載のセンサ制御装置。 Each of the plurality of sensors is
A detection unit that performs a detection operation according to the first voltage;
First switch means provided in a voltage application path from the control means to the detection means,
Second switch means provided in a supply path for supplying the voltage applied from the control means to the sensor connected to the subsequent stage or the terminal means,
When the voltage of the applied path is the first voltage, the first switch means is turned on and the second switch means is turned off, and when the voltage of the applied path is the second voltage, the first switch means is turned on. And a conduction control unit that cuts off and makes the second switch unit conductive.
The control means applies the first voltage, then applies the first voltage, and then applies the first voltage, thereby sequentially performing the detection operation of the plurality of sensors from the upstream side. To do
The sensor control device according to claim 1.
前記制御手段は、前記第2電圧を印加して前記導通制御手段に前記第1スイッチ手段を遮断させて、前記保持手段から前記印加経路を介して前記検知結果を取得することを特徴とする、
請求項11記載のセンサ制御装置。 Each of the plurality of first sensors further includes holding means for holding a detection result,
The control means may apply the second voltage to cause the conduction control means to shut off the first switch means, and obtain the detection result from the holding means via the application path.
The sensor control device according to claim 11.
前記保持手段は、前記受光手段の導通状態に応じて変化する第3スイッチ手段を備えており、
前記制御手段は、前記第3スイッチ手段に接続されて、前記第3スイッチ手段の導通状態に応じて前記検知結果を取得することを特徴とする、
請求項12記載のセンサ制御装置。 The detection unit includes a light emitting unit that emits light when the first voltage is applied and a light receiving unit that conducts by receiving light emitted from the light emitting unit,
The holding means includes a third switch means that changes according to the conduction state of the light receiving means,
The control means is connected to the third switch means, and acquires the detection result according to a conduction state of the third switch means.
The sensor control device according to claim 12.
シートを収納する収納手段と、
前記シートに画像を形成する画像形成手段と、
前記シートを前記収納手段から前記画像形成手段まで搬送経路を介して搬送する搬送制御手段と、を備え、
前記センサ制御装置は、
制御手段と、前記制御手段に対して直列接続される複数のセンサと、前記制御手段の側を上流として前記複数のセンサの最下流のセンサの後段に接続される終端手段と、を備えており、
前記複数のセンサの各々は、前記制御手段から第1電圧が印加された場合に検知動作を行い、前記制御手段から前記第1電圧が印加された後に前記第1電圧とは異なる第2電圧が印加された場合に後段に接続されたセンサ又は前記終端手段に前記制御手段から印加される電圧を供給し、
前記終端手段は、前記複数のセンサの検知結果とは異なる電圧値である終端レベルを生成し、
前記制御手段は、前記第1電圧及び前記第2電圧を繰り返し印加することで、上流側のセンサから順に前記検知動作を行わせて各センサの検知結果を順に取得し、前記終端レベルの検知状況に基づいて、センサの誤動作を判断することを特徴とする、
画像形成装置。 A sensor control device,
Storage means for storing the seat,
Image forming means for forming an image on the sheet,
Transport control means for transporting the sheet from the storage means to the image forming means via a transport path,
The sensor control device,
The control means includes a plurality of sensors connected in series to the control means, and a terminating means connected upstream of the control means and downstream of the most downstream sensor of the plurality of sensors. ,
Each of the plurality of sensors performs a detection operation when a first voltage is applied from the control unit, and a second voltage different from the first voltage is applied after the first voltage is applied from the control unit. When applied, the voltage applied from the control means is supplied to the sensor or the terminating means connected to the subsequent stage,
The termination means generates a termination level that is a voltage value different from the detection results of the plurality of sensors,
By repeatedly applying the first voltage and the second voltage, the control unit sequentially performs the detection operation from the upstream sensor and sequentially acquires the detection result of each sensor, and detects the termination level of the termination level. Based on, it is characterized by determining the malfunction of the sensor,
Image forming apparatus.
前記搬送制御手段は、前記通知に基づいて前記記録手段に記録された検知結果を読み出して、前記シートの搬送を制御することを特徴とする、
請求項14記載の画像形成装置。 The control means has a recording means for recording the detection results of the plurality of sensors. When the detection result of the most downstream sensor is recorded in the recording means, the conveyance control means detects the number of sensors. Notify that the result recording is completed,
The conveyance control means controls the conveyance of the sheet by reading the detection result recorded in the recording means based on the notification.
The image forming apparatus according to claim 14.
請求項15記載の画像形成装置。 The transport control means deletes the read detection result from the recording means,
The image forming apparatus according to claim 15.
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