JP4649271B2 - 制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、制御装置に関し、特に、電子写真技術を用いたＬＢＰ（レーザビームプリンタ）や複写機、複写機に接続されるペーパーデッキ、フィニッシャー、スタッカー等のシート搬送装置に関する。

例えば、電子写真技術を用いたＬＢＰ（レーザビームプリンタ）や複写機、該複写機に連結されるシート搬送装置などに含まれる制御装置においては、従来、メイン制御部が設けられ、該メイン制御部にＣＰＵが搭載されている。メイン制御部には全ての制御が集約され、メイン制御部が、被制御装置内に点在する各ユニットに対して、直接駆動するようになっている。例えば、モータ駆動ユニットがメイン制御部から離れた位置にある場合、メイン制御部が、モータを駆動する駆動信号を生成し、その駆動信号を、配線を通じてモータ駆動ユニットに伝送し、モータ駆動ユニットはその駆動信号により駆動されている。

また従来、複数ＣＰＵを搭載した制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、被制御装置を機能別に分類し、それぞれ１つの制御単位として複数ユニットを構成する。各ユニット内には、ユニットを制御するためのＣＰＵが設けられる。ユニット間では多重通信を行い、各ユニットではユニット間の制御の整合性を取りながら自ユニットを制御する。これにより、多重通信に必要な接続線を除いた他の接続線の設置数を低減することができる。また、全体を制御するためのメイン制御部の設置が不要になる。
特開平８−２９７４３６号公報

しかしながら、上記従来の制御装置を新規に設計しようとした場合に、一般に制御対象（負荷）や制御仕様が旧制御装置とは変るので、旧制御装置の構成を流用して新制御装置を開発することが難しい。そのため、新制御装置の設計の都度、制御対象装置の構成に最適な電気回路基板の開発を行わなければならなかった。

また、たとえ旧制御装置の構成を流用できたとしても、旧制御装置の電気回路基板を構成する複数の回路ブロックのうちの僅かなブロック程度であった。

そのため、新制御装置ごとに個別の開発費用や開発期間が必要となるので、各新制御装置のコストが高くなるほか、開発期間短縮の妨げとなっていた。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、新制御装置のコストを低減するとともに、開発期間を短縮することを図った制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明によれば、互いに異なる機能を備えるとともに、内部を通過する信号に対する互いに異なる信号処理手段を備える複数のドライバユニットと、前記複数のドライバユニットと通信を行う特定ユニットと、前記複数のドライバユニットにそれぞれ設けられ、外部と通信を行うための通信手段と、前記複数のドライバユニット及び前記特定ユニットに接続され、前記複数のドライバユニットと前記特定ユニットとの通信の整合を行う整合手段と、前記整合手段に設けられ、前記特定ユニットから入力されるシリアル信号をパラレル信号に変換するとともに、前記複数のドライバユニットから入力されるパラレル信号をシリアル信号に変換する変換手段と、前記整合手段に設けられ、前記整合手段に接続されている前記複数のドライバユニットのそれぞれを識別し、当該識別結果に応じて前記複数のドライバユニットから前記変換手段までの物理的接続を変更する接続変更手段とを有することを特徴とする制御装置が提供される。

本発明によれば、制御単位である各ドライバユニットに機能を分割し、各ドライバユニットが共通のインターフェースを通じて接続されるので、ドライバユニット毎の開発や、ドライバユニットの流用が容易となる。このため、開発効率の向上が図れるとともに、トータルの開発費用を低減することができる。

具体的には、機能別に分割し構成したユニットに整合手段を備えることで、複数機種間で、共通の整合ユニット（中継ユニット）または特定ユニット（ＣＰＵボード）またはドライバユニット（ドライバ基板）の流用が容易となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。

図２は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す要部断面図である。

本実施の形態の画像形成装置は、電子写真方式を採用しており、画像読取部１Ｒと画像出力部１Ｐとで構成される。画像読取部１Ｒが原稿の画像を読み取り、画像出力部１Ｐが、画像読取部１Ｒからの画像情報に基づき、画像を転写材Ｐに形成する。画像出力部１Ｐは、中間転写方式を採用してカラー画像を出力するものであり、４つの基本色に対応した４つの画像形成部が並列に配されている。まず、画像読取部１Ｒについて、図３および図４を参照して説明する。

図３は、画像読取部１Ｒの概略構成を示す断面図である。

原稿台ガラス１２０３上に置かれた原稿１２０４を原稿照明ランプ１２０１が照明し、原稿１２０４の画像は、第１ミラー１２０５、第２ミラー１２０６、第３ミラー１２０７、レンズ１２０８を介してカラーＣＣＤ１２０９上に結像する。カラーＣＣＤ１２０９は主走査方向に並んだ複数の撮像素子で構成され、原稿１２０４の画像を主走査方向の１ライン分として読み取る。原稿照明ランプ１２０１と第１ミラー１２０５とが搭載された読み取り部１２１０は、矢印Ａ方向（副走査方向）に移動し、これによってカラーＣＣＤ１２０９において各ラインの画像が順次読み取られる。その際、第２ミラー１２０６及び第３ミラー１２０７も矢印Ａ方向に移動し、原稿１２０４面からカラーＣＣＤ１２０９までの距離（光路長）が一定となるように不図示の駆動系によって駆動される。

画像読取部１Ｒで行われる原稿１２０４の画像の読み取りシーケンスについて次に説明する。

オペレータにより、原稿読み取りのコマンドが入力されると（具体的にはコピーボタンを押すなどの操作による）、画像読取部１Ｒは、不図示の駆動系により読み取り部１２１０を、図３の配置位置（以下これを「ホームポジション」という）から矢印Ｂ方向に移動させる。これによって読み取り部１２１０は、シェーディング補正板１２１１の真下に移動する。次に画像読取部１Ｒは、原稿照明ランプ１２０１を点灯させてシェーディング補正板１２１１を照明し、シェーディング補正板１２１１の１ライン分の画像をミラー１２０５、ミラー１２０６、ミラー１２０７、レンズ１２０８を介してカラーＣＣＤ１２０９へ導く。

カラーＣＣＤ１２０９で読み取られたシェーディング補正板１２１１の１ライン分の画素毎（撮像素子毎）の出力信号は不図示の画像処理回路によって、全ての画素の出力レベルが所定のレベルになるようにシェーディング補正値が作成される。この補正値を原稿１２０４の読み取りデータに対して適用することによって、原稿照明ランプ１２０１の照度ムラ、レンズ１２０８の周辺光量落ち、カラーＣＣＤ１２０９の画素毎の感度ムラが補正され、原稿画像の読み取りムラが補正される。シェーディング補正値の作成が終了すると、読み取り部１２１０は、不図示の駆動系によりさらに矢印Ｂ方向に移動され、流し読みウインドウ１２１２の直下に配置される。この流し読みウインドウ１２１２については、後述する。

流し読みウインドウ１２１２の真下は、原稿画像の読み取りスタート位置であり、この位置から不図示の駆動系が、読み取り部１２１０を矢印Ａ方向に加速移動させる。その後、読み取り部１２１０は所定の速度で等速駆動され、圧板１２１３に押さえ込まれて平面性を維持した原稿１２０４の先端部（図３における原稿１２０４の左端）に達するまで等速駆動される。

読み取り部１２１０の読み取り位置が原稿１２０４の先端部に達すると、カラーＣＣＤ１２０９が原稿１２０４を１ラインずつ順次読み取り開始する。

不図示の駆動系は、読み取り部１２１０が原稿１２０４の先端部に達した後も、読み取り部１２１０を矢印Ａ方向に所定の速度で等速駆動する。そして、読み取り部１２１０が原稿１２０４の終端（図３における原稿１２０４の右端）に達すると、不図示の駆動系は、読み取り部１２１０の駆動を停止する。その後、不図示の駆動系は、読み取り部１２１０を矢印Ｂ方向に移動させて、図３に示した配置位置、即ちホームポジションに戻す。これにより、画像読取部１Ｒでは一連の画像読み取り処理が終了して、次回の読み取りに備え待機する。

以上で、画像読取部１Ｒで行われる基本的な画像読み取り動作についての説明を終了する。

ところで、上記の画像読取部１Ｒにオートドキュメントフィーダ（ＡＤＦ）が装着されることもある。ＡＤＦは、大量の原稿を自動的に連続交換する機能を有しており、原稿を人手によって１枚１枚取り替える手間を省くことができ、また複写時間を短縮することができる。ＡＤＦが装着された画像読取部１Ｒについて、図４を参照して以下に説明する。

図４は、ＡＤＦが装着された画像読取部１Ｒの概略構成を示す断面図である。

図４に示す画像読取部１Ｒでは、図３の圧板１２１３に代わってＡＤＦ１３００が装着される。

こうした画像読取部１Ｒにおいて、読み取り部１２１０がホームポジション（図３に示す位置）に位置しているとき、オペレータにより原稿読み取りのコマンドが入力されると、不図示の駆動系及び不図示の画像処理回路が、前述のシェーディング補正値を作成する。その後、図４に示す部材配置になるよう各部材を移動し、読み取り部１２１０の位置を固定する。この位置には流し読みウインドウ１２１２が位置し、流し読みウインドウ１２１２にはＡＤＦ１３００の搬送ローラ１３０５が位置する。

ＡＤＦ１３００の給紙トレイ１３０１には、通常、複数枚数の原稿が載置される。読取りが開始されると、原稿は１枚ずつ給紙トレイ１３０１から給紙ローラ１３０２，１３０３によって給紙され、矢印方向に回転する搬送ローラ１３０５によって、ガイド１３０４、１３０７、１３０６と搬送ローラ１３０５との間のスリットを通り、排紙トレイ１３０８に排出される。

搬送ローラ１３０５の回転スピードは、読取り倍率によって決定される。搬送ローラ１３０５によって搬送される原稿は、流し読みウインドウ１２１２を介して読み取り部１２１０によって読み取られる。

このように、図３または図４に示す構成の画像読取部１Ｒによって原稿が読み取られ、得られた画像データは順次、画像出力部１Ｐに送出される。画像出力部１Ｐは、送られた画像データに基づき画像形成を実行する。

図２に戻って、画像出力部１Ｐは、画像形成部１０、給紙ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０、及び制御部８０（図２では不図示）から構成される。

画像形成部１０には、４つの画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが並設されており、それらの構成は同一である。４つの画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄにおいて、像担持体としての感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄがその中心で軸支され、矢印方向に回転駆動される。感光ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向して、その回転方向に順に、一次帯電器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、光学系の露光部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、折り返しミラー１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、現像装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが配置されている。

一次帯電器１２ａ〜１２ｄは、感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与える。次いで、露光部１３ａ〜１３ｄが、記録画像信号に応じて変調した、例えばレーザービームなどの光線を発光し、該光線が、折り返しミラー１６ａ〜１６ｄを介して感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に照射される。これにより、感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に静電潜像が形成される。

現像装置１４ａ〜１４ｄは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった４色の現像剤（以下、これを「トナー」と称する。）をそれぞれ収納しており、これらの現像装置１４ａ〜１４ｄによって感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上の上記静電潜像が顕像化される。顕像化された可視画像（現像像）は、中間転写ユニット３０の中間転写ベルト３１における画像転写領域Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄに転写される。

感光ドラム１１ａ〜１１ｄの回転方向における、中間転写ベルト３１の画像転写領域Ｔａ〜Ｔｄよりも後の各位置に、クリーニング装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄがそれぞれ設けられる。クリーニング装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは各々、中間転写ベルト３１に転写されずに感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残されたトナーを掻き落としてドラム表面の清掃を行う。

以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が中間転写ベルト３１に順次行われる。

給紙ユニット２０は、カセット２１ａ、２１ｂ、手差しトレイ２７、ピックアップローラ２２ａ、２２ｂ、２６、給紙ローラ対２３ａ〜２３ｅ、給紙ガイド２４ａ〜２４ｃ、およびレジストローラ２５ａ、２５ｂで構成される。カセット２１ａ、２１ｂおよび手差しトレイ２７は、転写材Ｐを収納するものであり、ピックアップローラ２２ａ、２２ｂ、２６はそれぞれ、カセット２１ａ、２１ｂ内もしくは手差しトレイ２７より転写材Ｐを１枚ずつ送り出すためのものである。給紙ローラ対２３ａ〜２３ｅおよび給紙ガイド２４ａ〜２４ｃは、各ピックアップローラ２２ａ、２２ｂ、２６から送り出された転写材Ｐをレジストローラ２５ａ、２５ｂまで搬送するためのものである。レジストローラ２５ａ、２５ｂは、画像形成部１０での画像形成タイミングに合わせて転写材Ｐを二次転写領域Ｔｅへ送り出すためのものである。

ここで中間転写ユニット３０について詳細に説明する。

中間転写ベルト３１は、巻架ローラとして、中間転写ベルト３１を駆動するための駆動ローラ３２と、中間転写ベルト３１の回動に従動する従動ローラ３３と、中間転写ベルト３１を挟んで二次転写領域Ｔｅに対向する二次転写対向ローラ３４とに巻架される。これらのうち駆動ローラ３２と従動ローラ３３との間に一次転写平面Ａが形成される。駆動ローラ３２は、金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタンまたはクロロプレン）がコーティングされた構造になっており、これによって、中間転写ベルト３１との間でのスリップを防いでいる。駆動ローラ３２はパルスモータ（不図示）によって矢印方向へ回転駆動される。

一次転写平面Ａは各画像形成部１０ａ〜１０ｄに対向し、各感光ドラム１１ａ〜１１ｄが、中間転写ベルト３１の一次転写面Ａに対向するように配置されている。よって一次転写面Ａに一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄが位置することになる。各感光ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１とが対向する一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄにおいては、中間転写ベルト３１の裏側に一次転写用帯電器３５ａ〜３５ｄがそれぞれ配置されている。

二次転写対向ローラ３４に対向して二次転写ローラ３６が配置され、中間転写ベルト３１とのニップによって二次転写領域Ｔｅを形成する。二次転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１に対して適度な圧力で加圧されている。また、中間転写ベルト３１上の二次転写領域Ｔｅの下流には、中間転写ベルト３１の画像形成面をクリーニングするためのクリーニングブレード５１、及び廃トナーを収納する廃トナーボックス５２が設けられている。

定着ユニット４０は、定着ローラ４１ａと、ローラ４１ｂと、ガイド４３と、内排紙ローラ４４と、外排紙ローラ４５とから構成される。定着ローラ４１ａは、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備える。ローラ４１ｂは、定着ローラ４１ａに加圧される。ローラ４１ｂにも熱源を備えるようにしてもよい。ガイド４３は、定着ローラ４１ａとローラ４１ｂとからなる定着ローラ対４１のニップ部へ転写材Ｐを導くためのガイドである。内排紙ローラ４４および外排紙ローラ４５は、定着ローラ対４１から排出されてきた転写材Ｐをさらに装置外部に導き出すためのローラである。

中間転写ベルト３１の一次転写面Ａ上で、画像形成部１０ａ〜１０ｄの各々より下流の位置で、駆動ローラ３２より上流の位置に、レジずれを検知するレジセンサ６０が設けられる。このレジセンサ６０は、各感光ドラム１１ａ〜１１ｄ間の機械的取り付け誤差および各感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上で形成される各カラー画像のレジストレーションのずれ、つまり色ずれ（レジずれ）を補正するために用いられる。このレジストレーションずれは、各露光部１３ａ〜１３ｄによって発生するレーザービーム光の光路長誤差、光路変化、ＬＥＤの環境温度による反り等の原因により発生する。

画像出力部１Ｐを構成する制御部８０は、図１を参照して詳述するが、上記の各ユニット内の機構の動作を制御するためのＣＰＵ１０１、ドライバ基板２００などから構成される。この制御部８０より画像形成動作開始信号が発せられると、選択された用紙サイズ等により選択された給紙段から転写材Ｐの給紙が開始される。

すなわち、制御部８０より画像形成動作開始信号が発せられると、まず例えばピックアップローラ２２ａにより、カセット２１ａから転写材Ｐが一枚ずつ送り出される。そして給紙ローラ対２３ｃ、２３ｄによって転写材Ｐが給紙ガイド２４ｂ、２４ｃの間を案内されてレジストローラ２５ａ、２５ｂまで搬送される。その時点では、レジストローラ２５ａ、２５ｂの回転は停止されており、転写材Ｐの先端がニップ部に突き当たる。その後、画像形成部１０ａ〜１０ｄが画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ２５ａ、２５ｂが回転を始める。レジストローラ２５ａ、２５ｂの回転開始タイミングは、転写材Ｐと、画像形成部１０から中間転写ベルト３１上に一次転写されたトナー画像とが、二次転写領域Ｔｅにおいてちょうど一致するように設定されている。

一方、画像形成部１０では、制御部８０から画像形成動作開始信号が発せられると、前述したプロセスにより中間転写ベルト３１の回転方向の一番上流にある感光ドラム１１ｄ上に形成されたトナー像（現像像）が、高電圧が印加された一次転写用帯電器３５ｄによって一次転写領域Ｔｄにおいて中間転写ベルト３１に一次転写される。

中間転写ベルト３１に一次転写されたトナー像は次の一次転写領域Ｔｃまで搬送される。画像形成部１０ｃでは、一次転写領域Ｔｄから一次転写領域Ｔｃまでの間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、一次転写領域Ｔｃでは、一次転写領域Ｔｄで転写されたトナー像の上にレジストレーション（画像位置）を合わせて次のトナー像が転写される。他の色の一次転写領域Ｔｂ、Ｔａについても同様の工程が繰り返され、結局４色のトナー像が中間転写ベルト３１上に一次転写される。

その後、転写材Ｐが二次転写領域Ｔｅに進入して、中間転写ベルト３１に接触すると、転写材Ｐの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ３６に高電圧が印加される。そして、前述したプロセスにより中間転写ベルト３１上に形成された４色のトナー像が転写材Ｐの表面に一括転写される。その後、転写材Ｐは搬送ガイド４３によって、定着ローラ対４１のニップ部まで正確に案内される。そして定着ローラ対４１の熱及びニップの圧力によってトナー画像が転写材Ｐの表面に定着される。その後、内外排紙ローラ４４、４５により搬送され、転写材Ｐは機外に排出される。

図１は、画像出力部１Ｐに設けられた制御部８０の構成を示すブロック図である。

図１には、画像出力部１Ｐ内の各部材を機能別に分類し、各々を被制御単位として構成した場合の各ユニット（ボード）を示す。なお、画像出力部１Ｐだけでなく、図２に示す画像形成装置内の各部材を機能別に分類し、各々を被制御単位として構成するようにしてもよい。

図１中１００は、特定ユニットであるＣＰＵボードであり、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ＡＳＩＣ（特定用途向けＩＣ、Application Specific Integrated Circuit）１０４、通信ＩＣ１０５から構成される。２００は、ＤＣ負荷を駆動するためのドライバボードであり、ＣＰＵボード１００を含むほか、ＡＳＩＣ２０１、ドライバ（ｄｒｖ）２０２から構成される。ドライバ（ｄｒｖ）２０２はモータＭ１を駆動する。ＣＰＵボード１００とドライバボード２００とは、各々のＡＳＩＣ１０４とＡＳＩＣ２０１との間で高速シリアル通信を行うことによって接続されている。なお、本実施の形態ではＡＳＩＣ１０４とＡＳＩＣ２０１との間で高速シリアル通信を行うが、ＣＰＵボード１００上のＣＰＵ１０１とドライバボード２００上のＡＳＩＣ２０１との間でシリアル通信を行うようにしてもよい。

ＣＰＵボード１００のＡＳＩＣ１０４には、中継ボード３００およびドライバ（ｄｒｖ）基板５００−１〜５００−４が接続される。

図５は、中継ボード３００およびドライバ基板（ドライバユニット）５００−１〜５００−４を示すブロック図である。

中継ボード３００は、複数の異なるドライバ基板が接続可能な整合ユニットである。すなわち、ＣＰＵボード（特定ユニット）１００と各ドライバ基板５００−１〜５００−４との間で整合を行い、且つ各ドライバ基板５００−１〜５００−４の持つ特性に応じた細かな制御を行うためのユニットである。また、各ドライバ基板５００−１〜５００−４は、機能別に分類した画像出力部１Ｐ内の各部材の駆動をそれぞれ行うためのユニットである。本実施の形態では４つのユニットに分類しており、ドライバ基板５００−１は給紙部、ドライバ基板５００−２は紙搬送部、ドライバ基板５００−３は両面搬送部、ドライバ基板５００−４は排紙部の機能に係るものである。画像出力部１Ｐまたは画像形成装置には他にも分類すべき機能ユニットが存在するが、説明を簡単にするためにここでは省略する。

まず、中継ボード３００について説明する。

図５においてＩ／Ｆ部３１０は、ＣＰＵボード（特定ユニット）１００と接続するコネクタである。Ｉ／Ｆ部３１０を介して中継ボード３００のＣＰＵ３０１がＣＰＵボード（特定ユニット）１００とシリアル方式で接続する。ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ／ＲＡＭを内蔵した所謂１チップＣＰＵであり、ＣＰＵボード（特定ユニット）１００との間でコマンドのやり取りを行い、コマンドに対応した負荷制御等を行う。

ＣＰＵ３０１にはＣＰＵバスを介してＡＳＩＣ３０２が接続される。ＡＳＩＣ３０２は、各ドライバ基板５００−１〜５００−４へ送信されるべきＩ／Ｆ信号を生成する。ここで生成されたＩ／Ｆ信号はそれぞれ、各ドライバ基板５００−１〜５００−４に接続されている各負荷を駆動するための信号であり、Ｉ／Ｆコネクタ３１１，３１２，３１３，３１４にシリアル方式で出力される。

次に、各ドライバ基板５００−１〜５００−４について、ドライバ基板５００−１を代表として説明する。

図５においてドライバ基板５００−１は、Ｉ／Ｆコネクタ５０１を介して中継ボード３００のＩ／Ｆコネクタ３１１と接続される。Ｉ／Ｆコネクタ５０１にはＡＳＩＣ５０２が接続され、ＡＳＩＣ５０２にはＩ／Ｆコネクタ５００−１１，５００−１２が接続される。ＡＳＩＣ５０２は、中継ボード３００から送られたシリアルＩ／Ｆ信号をパラレルＩ／Ｆ信号に変換して、Ｉ／Ｆコネクタ５００−１１，５００−１２に出力する。またＡＳＩＣ５０２は、Ｉ／Ｆコネクタ５００−１１，５００−１２から送られたパラレル信号をシリアル信号に変換して中継ボード３００へ送信する。

また、ドライバ基板５００−１はＩＤ設定部５０３を備える。ＩＤ設定部５０３には、ドライバ基板５００−１を識別するためのＩＤ（ドライバ基板５００−１では「０１」）が予め設定され、ＩＤ設定部５０３は、このＩＤを、ＡＳＩＣ５０２を介して中継ボード３００へ送信する。ここで、ＩＤ設定部５０３は、４ビットのＤＩＰスイッチ等から構成される。

なお、Ｉ／Ｆコネクタ５０１、ＡＳＩＣ５０２、およびＩＤ設定部５０３は、４つのドライバ基板５００−１〜５００−４の全てにおいて共通の構成である。

Ｉ／Ｆコネクタ５００−１１にはステッピングモータ５００−１３が接続され、Ｉ／Ｆコネクタ５００−１２にはステッピングモータ５００−１３およびセンサ５００−１５が接続されるものとする。

次に、ドライバ基板（ユニット）５００−１での信号の流れについて説明する。

図６は、中継ボード３００とドライバ基板（ユニット）５００−１との間で送受信されるシリアルＩ／Ｆ信号の形態を示す図である。

中継ボード３００からドライバ基板（ユニット）５００−１に送信される信号は１６ビットのシリアル信号であり、これをＴｘ信号とする。また、ドライバ基板（ユニット）５００−１から中継ボード３００に送信される信号は２０ビットのシリアル信号であり、これをＲｘ信号とする。

ドライバ基板（ユニット）５００−１では、受信したＴｘ信号を１６ビットのパラレル信号に変換する。この信号変換を、図７を参照して説明する。

図７は、ドライバ基板（ユニット）５００−１における信号形態の変換の様子を示す図である。

ＡＳＩＣ５０２は、１６ビットのシリアルＴｘ信号をパラレル信号に変換し、該パラレル信号におけるビット１５〜ビット１２の４ビット分をステッピングモータ５００−１３の位相信号に、ビット１１〜ビット８の４ビット分をステッピングモータ５００−１４の位相信号に割り当てる。残りのビット７〜ビット０の８ビット分は予備としている。

一方、２０ビットのパラレル信号に関しては、ビット１９〜ビット１６の４ビット分にＩＤ設定部５０３からのＩＤ信号を、ビット１５の１ビット分にセンサ５００−１５からの出力信号を割り当てる。残りのビット１４〜ビット０の１５ビット分を予備とし、該パラレル信号をシリアル信号に変換してＲｘ信号として中継ボード３００に送信する。

このようにして中継ボード３００とドライバ基板５００−１との間のインターフェースを実現している。なお、ドライバ基板５００−２、５００−３、５００−４については、接続されている負荷の違いとＩＤ設定部５０３でのＩＤの違いとがあるものの、基本的な考え方はドライバ基板５００−１と同一であり、ここでの説明は省略する。

次に、中継ボード３００がＣＰＵボード（特定ユニット）１００からコマンドを受けて、ドライバ基板５００−１を駆動する動作を具体的に説明する。

まず、電源を投入した直後の通信で、ドライバ基板（ユニット）５００−１におけるＩＤ設定部５０３に設定されているＩＤ（０１）をＡＳＩＣ５０２がシリアルＲｘ信号に変換し、中継ボード３００に送信する。これを受信した中継ボード３００では、Ｉ／Ｆコネクタ３１１に接続されているユニットが、給紙部機能のドライバ基板（ユニット）５００−１であることを検知することができる。

他のユニットがＩ／Ｆコネクタ３１１に接続された場合はそれを検出し、ＡＳＩＣ３０２の内部で通信のチャンネルを切り替えることにより、正しいインターフェース制御を行うことが可能である。つまり、中継ボード３００におけるＩ／Ｆコネクタ３１１〜３１４の各々には、どのドライバ基板（ユニット）も接続できるようになっており、中継ボード３００は、接続されたドライバ基板（ユニット）のＩＤを検知することにより、接続されたドライバ基板（ユニット）に応じたインターフェース制御を行うことができる。

次に、中継ボード３００が、ＣＰＵボード（特定ユニット）１００から「給紙動作を行う」というコマンドを受けた場合を例に挙げて中継ボード３００の動作を説明する。

中継ボード３００上のＣＰＵ３０１には、ドライバ基板（ユニット）５００−１に接続されたモータ５００−１３，５００−１４等の動作を制御するためのプログラムが格納されている。このプログラムによって、モータ５００−１３，５００−１４に対して適正な駆動信号が適正なタイミングで与えられるようになっている。この駆動信号は、Ｉ／Ｆコネクタ３１１からシリアル形式で出力され、ドライバ基板（ユニット）５００−１上のＩ／Ｆコネクタ５０１を介してＡＳＩＣ５０２に入力される。このシリアル駆動信号は、ＡＳＩＣ５０２でシリアル／パラレル変換され、Ｉ／Ｆコネクタ５００−１１またはＩ／Ｆコネクタ５００−１２を介してステッピングモータ５００−１３またはステッピングモータ５００−１４を駆動する。

また、給紙動作における紙搬送のタイミングを検出するセンサ５００−１５での検知信号は、Ｉ／Ｆコネクタ５００−１２を介してＡＳＩＣ５０２に入力される。ＡＳＩＣ５０２では、センサ５００−１５からの検知信号をパラレル／シリアル変換し、Ｉ／Ｆコネクタ５０１を介して中継ボード３００に転送する。これにより、給紙動作における紙搬送のタイミングが中継ボード３００に通知される。

ところで、例えばドライバ基板（ユニット）５００−１に接続されたステッピングモータ５００−１３またはステッピングモータ５００−１４を他のモータ、例えばＤＣモータに変更した場合に、該モータの駆動の最適化といった微調整が必要になる。こうした微調整が、本実施の形態では、中継ボード３００におけるＣＰＵ３０１で実行するプログラムを変更し、ドライバ基板（ユニット）５００−１のハードウェアを変更するのみで可能である。例えば、中継ボード３００のハードウェアやＣＰＵボード１００を変更する必要はない。給紙ユニットの構成が変更されてセンサが増加した場合なども同様である。

また、画像出力部１Ｐの構成変更に伴いドライバ基板（ユニット）の数が増加した場合でも、中継ボード３００上のＩ／Ｆコネクタの数を増やし、ＣＰＵ３０１におけるプログラムを変更するのみで対応できる。すなわち、画像出力部１Ｐ全体の制御を司るＣＰＵボード（特定ユニット）１００に対しては、ハードウェア、ソフトウェアともに変更が一切必要ないので、ＣＰＵボード（特定ユニット）１００の汎用性を高めることが可能である。

なお、中継ボード３００において、ＣＰＵボード１００とドライバ基板（ユニット）５００−１〜５００−４との間の信号の接続関係を任意に設定できるようにしてもよい。こうした任意設定を可能にする中継ボード３００Ａを、図８を参照して説明する。

図８は、ＣＰＵボード１００とドライバ基板（ユニット）５００−１〜５００−４との間の信号の接続関係を任意に設定できる中継ボード３００Ａの構成を示すブロック図である。図１および図５に示す構成と同一部分には同一の参照符号を付してその説明を省略する。

中継ボード３００Ａには、ＣＰＵ３０１Ａ、ＡＳＩＣ３０２Ａ、Ｉ／ＦコネクタＪ３０１〜Ｊ３０４が設けられる。ＡＳＩＣ３０２Ａには、ＣＰＵ３０１Ａからの指示に従った信号の接続やその変更を行う接続／変更ブロック３０２−１が設けられる。またＡＳＩＣ３０２Ａには、ＣＰＵボード（特定ユニット）１００から入力されたシリアル信号をパラレル変換し、またドライバ基板５００−１から入力されたパラレル信号をシリアル信号に変換するＰ−Ｓ変換ブロック３０２−２が設けられる。Ｐ−Ｓ変換ブロック３０２−２にはまた、ドライバ基板５００−１〜５００−４から各ＩＤ番号が入力される。

ドライバ基板（ユニット）５００−１を代表として説明すると、ドライバ基板５００−１は、Ｉ／Ｆコネクタ５０１を介して中継ボード３００ＡのＩ／ＦコネクタＪ３０１と接続される。

ドライバ基板５００−１〜５００−４の各ＩＤ信号は、中継ボード３００ＡのＩ／ＦコネクタＪ３０１、Ｊ３０２，Ｊ３０３，Ｊ３０４の各第１番ピンにそれぞれ送られるように構成される。そして各ＩＤ信号は、Ｐ−Ｓ変換ブロック３０２−２の各ＩＤ０端子に送信される。中継ボード３００ＡのＣＰＵ３０１Ａは、これらのＰ−Ｓ変換ブロック３０２−２のＩＤ０端子に送信されたＩＤ信号に基づき、Ｉ／ＦコネクタＪ３０１、Ｊ３０２，Ｊ３０３，Ｊ３０４に接続されたドライバ基板を識別する。そしてＣＰＵ３０１Ａは、該識別結果に基づき接続／変更ブロック３０２−１を制御して、接続／変更ブロック３０２−１に入力した各信号を、接続ドライバ基板に対応した出力先に出力するようにする。

なお例えばドライバ基板５００−４のように、ドライバ基板５００−４から出力されるＩ／Ｆ信号中にアナログ信号が含まれる場合には、ＣＰＵ３０１Ａが接続／変更ブロック３０２−１を制御して、このアナログ信号をＰ−Ｓ変換ブロック３０２−２のアナログ端子ＡＮ０に送信するようにする。これにより、デジタル信号とアナログ信号とが混在する場合でも、接続／変更ブロック３０２−１は、入出力信号をプログラマブルに接続／変更可能である。

次に、図１に示す高圧制御用整合ユニットである中継ボード４００、及び該中継ボード４００に接続される高圧電源機能ユニット（ドライバ基板）６００−１〜６００−４について説明する。

図９は、高圧制御用整合ユニットである中継ボード４００の構成を示すブロック図である。

図９において、４０１は、ＣＰＵボード（特定ユニット）１００との通信を行う通信制御ブロックである。４０２は、ＣＰＵ等で構成される高圧動作制御ブロックであり、通信制御ブロック４０１を介してＣＰＵボード（特定ユニット）１００からの指令を受け取る。そして高圧動作制御ブロック４０２は、高圧制御用整合ユニット（中継ボード）４００に接続される各高圧電源機能ユニット６００−１〜６００−４の動作をシーケンシャルに制御する。４０３は高圧安定化制御ブロックであり、高圧動作制御ブロック４０２からのシーケンシャルな指令に応じて、各高圧電源機能ユニット６００−１〜６００−４の出力信号を安定化制御する。４０４ａ，４０４ｂ，４０４ｃ・・・は接続コネクタであり、それぞれが同じ形式で構成され、機能が同じコネクタである。或いはまた、接続コネクタ４０４ａ，４０４ｂ，４０４ｃ・・・は、異なる高圧電源機能ユニットが一対一で接続されるコネクタである。４０５、４０６は、接続コネクタ４０４ａ，４０４ｂ，４０４ｃ・・・にそれぞれ接続されるマルチプレクサ（ＭＰＸ）であり、各接続コネクタから入力されるアナログ信号から所望の信号を選択して出力する。４０７，４０８は、マルチプレクサ４０５、４０６にそれぞれ接続されるＡ／Ｄ変換器であり、マルチプレクサ４０５、４０６からそれぞれ出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。

こうした構成の高圧制御用整合ユニット（中継ボード）４００の動作を以下に説明する。

先ず、通信制御ブロック４０１が、画像出力部１Ｐ全体の制御を司るＣＰＵボード（特定ユニット）１００から、カラーモードや印刷倍率、印刷用紙サイズなどを含んだモード情報を受け取り、該モード情報を高圧動作制御ブロック４０２に伝達する。高圧動作制御ブロック４０２はモード情報を受け取るとともに、プリント開始信号を受け取ると、高圧安定化制御ブロック４０３に対して逐次指令する。すなわち、高圧安定化制御ブロック４０３に指令を出すことで、受け取ったモード情報に基づいたモード制御を各高圧電源機能ユニットに行わせる。

一方、高圧安定化制御ブロック４０３は、マルチプレクサ４０５，４０６に対して時分割で選択すべき信号を切り替えさせる。そして、Ａ／Ｄ変換手段４０７、４０８を介して、各高圧電源機能ユニット６００−１〜６００−４からのアナログの電圧信号のレベルを表すデジタル値を取得する。高圧安定化制御ブロック４０３は、この電圧信号レベルを表すデジタル値を、上記モード情報に基づいた設定値と比較して、対応の高圧電源機能ユニットに対して出力制御用の駆動情報を送出する。

こうしたマルチプレクサの選択すべき信号の切り替えから、電圧信号レベルを表すデジタル値の取得、駆動情報の送出までの高圧安定化制御ブロック４０３による制御は、各高圧電源機能ユニットに対して所定間隔で繰り返される。これによって、各高圧電源機能ユニット６００−１〜６００−４から画像出力部１Ｐにそれぞれ出力される高圧信号は、所定の出力値に制御される。また、各高圧電源機能ユニット６００−１〜６００−４は、前述のＣＰＵボード（特定ユニット）１００からのモード情報に基づいて、所定の画像形成プロセスに従った出力動作で制御され、これによって、画像出力部１Ｐにおいて所望の画像形成が実行される。

次に、画像形成プロセスに用いられる各高圧電源機能ユニット６００−１〜６００−４のうちの１つについて、図１０を参照して説明する。

図１０は、高圧電源機能ユニット６００−１の構成を示すブロック図である。高圧電源機能ユニット６００−２〜６００−４も、基本的には高圧電源機能ユニット６００−１と同じ構成であり、ここでは高圧電源機能ユニット６００−１だけを説明する。

高圧電源機能ユニット６００−１において６０１は、高圧制御用整合ユニット４００に接続するための高圧ドライバ用コネクタである。６０２は駆動ブロックであり、高圧ドライバ用コネクタ６０１を介して高圧制御用整合ユニット４００から送られてくるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号等の形態の駆動情報に基づいてスイッチング動作を行う。６０３はトランス等で構成される変圧ブロックであり、駆動ブロック６０２で発生された駆動信号（交流電圧）を増幅する。６０４は信号平滑ブロックであり、変圧ブロック６０３で増幅された駆動信号（交流電圧）を所定の極性に平滑し、得られた高圧直流を出力端６０７へ出力する。６０８は、出力端６０７から負荷に出力された高圧直流のリターン経路を構成する接地端である。

６０５は電圧検出ブロックであり、信号平滑ブロック６０４から出力端６０７へ出力された高圧直流の電圧値を検出し、高圧制御用整合ユニット４００へ送る。６０６は電流検出ブロックであり、出力端６０７から負荷へ出力された高圧直流の電流値を検出し、高圧制御用整合ユニット４００へ送る。

以上のように構成される高圧電源機能ユニット６００−１の動作について、以下に説明する。

高圧制御用整合ユニット４００から高圧ドライバ用コネクタ６０１を介してＰＷＭ信号等の形態の駆動情報が駆動ブロック６０２に送信されると、駆動ブロック６０２は、駆動情報に基づいたスイッチング動作を行い、所望の電力を得るための駆動信号を生成する。変圧ブロック６０３は、この駆動信号を受けて高圧の交流電圧を出力する。平滑ブロック６０４は、この高圧の交流電圧を予め定められた所定の極性に整流し、出力端６０７に高圧直流として出力する。

信号平滑ブロック６０４から出力端６０７へ出力された高圧直流の電圧値は、電圧検出ブロック６０５において、高圧制御用整合ユニット４００内のＡ／Ｄ変換器４０７またはＡ／Ｄ変換器４０８でデジタル値に変換可能な電圧レベルとなるように分圧される。そして、高圧ドライバ用コネクタ６０１を介して高圧制御用整合ユニット４００に送られる。また、出力端６０７から負荷へ出力された高圧直流は、接地端６０８に流入し、電流検出ブロック６０６を通過して信号平滑ブロック６０４、更には変圧ブロック６０３に戻される。この時、電流検出ブロック６０６は、この負荷電流の電流値を検出し、高圧ドライバ用コネクタ６０１を介して高圧制御用整合ユニット４００に送信する。

かくして、高圧制御用整合ユニット４００が、高圧電源機能ユニット６００−１の出力電圧値および出力電流値を、それらの検出値に基づき所望の値に制御することができる。

なお、高圧制御用整合ユニット４００が、マルチプレクサ４０５またはマルチプレクサ４０６を動作させることによって、複数の高圧電源機能ユニット６００−１〜６００−４の出力電圧値および電流値をそれぞれ時分割で制御することができる。

次に、図２に示す画像形成装置に複数の付属装置（デッキ）１００１〜１００３を装着した場合におけるこれらの複数の付属装置（デッキ）１００１〜１００３における制御形態の３つの例について、図１１〜図１３を参照して説明する。なお、複数の付属装置（デッキ）１００１〜１００３の各々における制御形態には基本的には差がないので、図１１〜図１３では、付属装置（デッキ）１００１を代表に挙げて説明する。

図１１は、付属装置（デッキ）１００１における第１の制御形態を示すブロック図である。

付属装置（デッキ）１００１は複数の給紙ユニット１００１ｂ、１００１ｃを内蔵し、該給紙ユニット１００１ｂ、１００１ｃはそれぞれ、１つのＣＰＵ、複数のドライバ基板、および各ドライバ基板に接続された負荷装置を有する。さらに、第１の制御形態における付属装置（デッキ）１００１では、画像出力部１ＰのＣＰＵボード１００とのＬＡＮ構成の通信線と複数の給紙ユニット１００１ｂ、１００１ｃとの間に１つＣＰＵ／中継基板１００１ａが接続される。こうした構成により、ＣＰＵボード１００は、複数の給紙ユニット１００１ｂ、１００１ｃ内の複数のＣＰＵではなく、ＣＰＵ／中継基板１００１ａの１つのＣＰＵに対して交信を行えば良いので、ＣＰＵボード１００側の負担が軽減される。なお、この第１の制御形態では、付属装置（デッキ）１００１内に複数のＣＰＵを設ける構成について限定するものであり、これらのＣＰＵ間の通信形態を限定するものではない。

図１２は、付属装置（デッキ）１００１における第２の制御形態を示すブロック図である。

第２の制御形態における付属装置（デッキ）１００１は複数の給紙ユニットを内蔵し、１つの給紙ユニットは、ＣＰＵ／中継基板１００１ｄと、複数のドライバ基板および各ドライバ基板に接続された負荷装置からなるドライバ負荷部１００１ｅとを有する。また、他の１つの給紙ユニットは、ＣＰＵ／中継基板１００１ｆと、複数のドライバ基板および各ドライバ基板に接続された負荷装置からなるドライバ負荷部１００１ｇとを有する。

第２の制御形態における付属装置（デッキ）１００１では、画像出力部１ＰのＣＰＵボード１００とのＬＡＮ構成の通信線と、ＣＰＵ／中継基板１００１ｄおよびＣＰＵ／中継基板１００１ｆとが直接接続される。こうした構成により、第２の制御形態では、付属装置（デッキ）１００１内のＣＰＵ／中継基板１００１ｄおよびＣＰＵ／中継基板１００１ｆの各ＣＰＵが、画像出力部１ＰのＣＰＵボード１００と直接交信することが可能である。したがって、付属装置（デッキ）１００１が画像出力部１ＰのＣＰＵボード１００と高速の交信を実現することができる。

図１３は、付属装置（デッキ）１００１における第３の制御形態を示すブロック図である。

第３の制御形態は、基本的に第２の制御形態と同じであるが、他の１つの給紙ユニットがＣＰＵ／中継基板１００１ｈとドライバ負荷部１００１iとを有し、ＣＰＵ／中継基板１００１ｈが、ＣＰＵ／中継基板１００１ｄと接続される。すなわち、画像出力部１ＰのＣＰＵボード１００とのＬＡＮ構成の通信線にＣＰＵ／中継基板１００１ｄだけが直接接続される。そして、ＣＰＵ／中継基板１００１ｄが、画像出力部１ＰのＣＰＵボード１００から送られた情報をＣＰＵ／中継基板１００１ｈへ伝達する。なお、第１の制御形態のように、ＬＡＮに接続されたＣＰＵが他のＣＰＵを支配する構成ではない。また第３の制御形態は、各ＣＰＵ間での通信方式を限定するものではない。

上記第１乃至第３の制御形態のいずれか１つを固定的に本画像形成装置において実行するようにしても、また、任意の１つを選択して実行し、他のものに変更することも可能にしてもよい。

また、画像出力部１ＰのＣＰＵボード１００とＬＡＮ接続されるＣＰＵまたは各給紙ユニット内のＣＰＵが、各給紙ユニットで発生するエラーに対して、画像出力部１Ｐに通知するか、各給紙ユニット内で解決するかを判断しつつ、上記の第１乃至第３の制御形態のいずれかを適宜選択するように構成してもよい。

また、上記では付属装置（デッキ）１００１が複数の給紙ユニットを内蔵するものとして説明したが、付属装置（デッキ）は、他の機能をもつ複数のユニットを内蔵するようにしてもよい。

なお、図１に示すレーザ・スキャナ・ボード７００およびスキャナユニット９００に対しても、上記と同様に、本発明を適用するが、それらの説明は省略する。またなお、コントローラ８００については、本発明と直接の関係がないため、それらの説明を省略する。

画像出力部に設けられた制御部の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す要部断面図である。 画像読取部の概略構成を示す断面図である。 ＡＤＦが装着された画像読取部の概略構成を示す断面図である。 中継ボードおよびドライバ基板（ドライバユニット）を示すブロック図である。 中継ボードとドライバ基板（ユニット）との間で送受信されるシリアルＩ／Ｆ信号の形態を示す図である。 ドライバ基板（ユニット）における信号形態の変換の様子を示す図である。 ＣＰＵボードとドライバ基板（ユニット）との間の信号の接続関係を任意に設定できる中継ボードの構成を示すブロック図である。 高圧制御用整合ユニットである中継ボードの構成を示すブロック図である。 高圧電源機能ユニットの構成を示すブロック図である。 付属装置（デッキ）における第１の制御形態を示すブロック図である。 付属装置（デッキ）における第２の制御形態を示すブロック図である。 付属装置（デッキ）における第３の制御形態を示すブロック図である。

符号の説明

１００ ＣＰＵボード（特定ユニット）
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ ＡＳＩＣ
１０５ 通信ＩＣ
２００ ドライバボード
３００ 中継ボード
４００ 高圧制御用整合ユニット（中継ボード）
５００−１〜５００−４ ドライバ基板（ドライバユニット）
６００−１〜６００−４ 各高圧電源機能ユニット
１００１〜１００３ 付属装置（デッキ）

Claims (9)

1. 互いに異なる機能を備えるとともに、内部を通過する信号に対する互いに異なる信号処理手段を備える複数のドライバユニットと、
   前記複数のドライバユニットと通信を行う特定ユニットと、
   前記複数のドライバユニットにそれぞれ設けられ、外部と通信を行うための通信手段と、
   前記複数のドライバユニット及び前記特定ユニットに接続され、前記複数のドライバユニットと前記特定ユニットとの通信の整合を行う整合手段と、
   前記整合手段に設けられ、前記特定ユニットから入力されるシリアル信号をパラレル信号に変換するとともに、前記複数のドライバユニットから入力されるパラレル信号をシリアル信号に変換する変換手段と、
   前記整合手段に設けられ、前記整合手段に接続されている前記複数のドライバユニットのそれぞれを識別し、当該識別結果に応じて前記複数のドライバユニットから前記変換手段までの物理的接続を変更する接続変更手段と
   を有することを特徴とする制御装置。
2. 前記複数のドライバユニットに、前記整合手段の動作を制御するための整合制御手段をそれぞれ備えることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
3. 前記整合制御手段はＣＰＵ（Central Processing Unit）であることを特徴とする請求項２記載の制御装置。
4. 前記整合手段はＣＰＵであることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
5. 前記複数のドライバユニットはそれぞれＣＰＵを備えることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
6. 前記整合手段は、前記複数のドライバユニットに関する制御情報を記憶する記憶手段を含むことを特徴とする請求項１記載の制御装置。
7. 前記複数のドライバユニットはそれぞれ、自ユニットを識別するための識別情報を記憶する記憶手段を含むことを特徴とする請求項１記載の制御装置。
8. 前記各通信手段は、シリアル通信手段またはパラレル通信手段またはアナログ通信手段であることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
9. 前記制御装置は、画像形成装置および該画像形成装置に接続される付属装置であることを特徴とする請求項１記載の制御装置。

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