JP4750297B2 - 通信装置、方法、それを用いた画像形成装置、画像形成装置に接続されるユニット及び画像形成システム - Google Patents
通信装置、方法、それを用いた画像形成装置、画像形成装置に接続されるユニット及び画像形成システム Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信装置、方法、それを用いた画像形成装置、画像形成装置に接続されるユニット及び画像形成システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、ディジタル入力のディジタルノイズフィルタを用いたノイズ除去装置の従来技術について簡単に説明する。ディジタルノイズフィルタを用いたノイズ除去装置は、例えば特開昭５８−２０５３２７に開示されているように、所定の時間間隔で複数回入力信号の状態を監視し、信号の状態が変化して後、変化した後の状態が所定時間持続した時のみ信号の状態を取り込む方式のノイズ除去装置が知られている。また、信号の状態が変化した後の状態の持続監視時間を任意に設定できる可変型ディジタルノイズフィルタを用いたノイズ除去装置は、例えば特開昭５３−１４２１５７に開示されている。可変型ディジタルノイズフィルタの利点は、除去しようとするノイズの大きさ・時間に応じて、ノイズを感知しない時間を任意に設定できることにある。ノイズ除去装置を設置する場所のノイズの状況が明確になっていない場合、或いはノイズの状況が時々刻々変動する場合等に威力を発揮する。
【０００３】
図１０に、可変型ディジタルノイズフィルタ方式のノイズ除去装置の一例のブロック図を示す。ノイズ除去部１１４は、入力される基準クロックのタイミングで入力信号をサンプリングするサンプリング部１０８と、変化点、例えば、観測時点以前の論理レベルがＨＩＧＨだったとするとＬＯＷに変化した時点や、観測時点以前の論理レベルがＬＯＷだったとするとＨＩＧＨに変化した時点を検出する変化点検出部１０９と、変化点検出部１０９において変化点を検出してから変化後の論理レベルが所定時間持続したかを監視する同一レベル持続監視部１１０とを備えている。同一レベル持続監視部１１０は、論理レベルがＨＩＧＨからＬＯＷに変化した場合には、論理レベルのＬＯＷへの変化後、所定時間ＬＯＷを持続していたかを監視し、逆に、論理レベルがＬＯＷからＨＩＧＨに変化した場合には、論理レベルのＨＩＧＨへの変化後、所定時間ＨＩＧＨを持続していたかを監視する。これにより、前記論理レベルが変化したことが、実際の信号として変化したのか、ノイズにより変化したのかを切り分けることができる。ノイズの場合には、激しくＨＩＧＨ／ＬＯＷを繰り返すので、論理レベルが変化した後、変化後の論理レベルを所定時間持続することはないからである。
【０００４】
また、ノイズ除去部１１４は、同一レベル持続監視部１１０を監視する所定時間の変更、設定を行う同一レベル持続監視時間設定部１１１を備えている。これにより、基準クロックの違う他のシステム又はノイズ環境の違う他のシステムにおいて、適切な所定時間を設定することにより、より効果的にノイズを除去することが可能となる。ノイズ除去部１１４は、さらに、同一レベル持続監視部１１０の結果を受けて、入力信号の取得タイミングを決定するデータ取得タイミング作成部１１２と、データ取得タイミング作成部１２の結果を受けて実際のサンプリングされた入力信号をラッチ又はホールドするラッチ・ホールド部１１３とを備えている。このラッチ・ホールド部１１３は、入力信号が変化し、所定時間同一論理レベルとして持続していた場合には、所定時間経過後、サンプリングデータを有効としてラッチする。それ以外は、自分自身のデータをフィードバックしてホールドする。このことにより、ノイズが回路の内部に容易に進入することを防ぐことができる。
【０００５】
続いて、両面印字可能な画像形成装置の一例を図１１に示す。両面ユニット１６８を装着することにより両面印字可能な画像形成装置２００は、スキャナユニット１６１と、該スキャナユニット１６１から出射されたレーザ光により露光される感光体１６２と、該感光体１６２上に露光された潜像を現像する現像ユニット１６３と、記録紙１６４に画像を転写する転写ベルト１６５と、転写された画像を記録紙１６４に定着させる定着器１６６と、記録紙１６４を搭載するカセット１６７と、これらの各構成部を制御するエンジン制御ユニット１０１（後述）等を有している。また、記録紙１６４への両面印字を可能にする両面ユニット１６８は、当該両面ユニット１６８の制御を行う両面ユニット制御ユニット１６９（後述）を備えている。
【０００６】
図１２は、エンジン制御ユニット１０１と両面ユニット制御ユニット１６９との間の双方向クロック同期シリアル通信による接続を示すブロック図である。エンジン制御ユニット１０１と両面ユニット制御ユニット１６９には、それぞれ不図示の数多くの信号が入出力されており、その入力信号の状態を監視してエンジン制御、及び両面ユニット制御が行われる。（図１２には、通信同期クロックＣＬＫ、送信データＴｘＤ、受信データＲｘＤのみを示した。）また、両面印字の指示があった場合には、エンジン制御ユニット１０１と両面ユニット制御ユニット１６９とはシリアル通信で交信を行い、制御を分担し、両面ユニット１６８の制御は両面ユニット制御ユニット１６９が行い、他の構成部の制御はエンジン制御ユニット１０１が行う。エンジン制御ユニット１０１は両面ユニット制御ユニット１６９とクロック同期通信を行うシリアル通信部１０３を搭載したマスタＣＰＵ１０２を備えており、両面ユニット制御ユニット１６９はエンジン制御ユニット１０１とクロック同期通信を行うシリアル通信部１０６を搭載したスレーブＣＰＵ１０５を備えている。
【０００７】
次に、マスタＣＰＵ１０２が搭載するシリアル通信部１０３及びスレーブＣＰＵ１０５が搭載するシリアル通信部１０６を用いて、実際にコマンド／ステータスのやり取りを行い通信を行う方法を図１３を用いて詳細に説明する。
【０００８】
図１３（ａ）は、双方向クロック同期シリアル通信のクロックとデータとの関係を示す図である。マスタＣＰＵ１０２が送出するクロックの立ち下がりに同期して、データ送出側はＬＳＢ（Least Significant Bit）から、順次ＭＳＢ（Most Significant Bit）までの８ビット分のデータを送出する。受信側は、逆にマスタＣＰＵ１０２が送出するクロックの立ち上がりに同期して、ＬＳＢ（Least Significant Bit）から、順次ＭＳＢ（Most Significant Bit）までの８ビット分のデータを受信する。
【０００９】
図１３（ｂ）は、マスタＣＰＵ１０２とスレーブＣＰＵ１０５との通信状態を示すタイミング図である。図１３（ｂ）において、ＣＬＫ、ＴｘＤ、ＲｘＤはマスタＣＰＵ１０２から見た名前で、それぞれ通信同期クロック、送信データ、受信データを意味する。まず、マスタＣＰＵ１０２は、通信同期クロックＣＬＫの立ち下がりに同期して、送信データＴｘＤを送出する。スレーブＣＰＵ１０５は、マスタＣＰＵ１０２から送出されたＣＬＫとＴｘＤ信号から、通信同期クロックの立ち上がりに同期して８ビットの受信データを受け取る。続いて、スレーブＣＰＵ１０５は通信同期クロックの立ち下がりに同期して８ビットの送信データを送出する。スレーブＣＰＵ１０５から送出された送信データはマスタＣＰＵ１０２から見ると受信データＲｘＤであり、マスタＣＰＵ１０５は通信同期クロックの立ち上がりに同期して８ビットの受信データを受信する。このように、マスタＣＰＵ１０２の送出する通信同期クロックに同期させて、送信データＴｘＤと、受信データＲｘＤを送受信する。エンジン制御ユニット１０１と両面ユニット制御ユニット１６９には、それぞれ不図示の複数の入力信号の入力部が備えられており、斯かる入力部には、誤ったディジタルデータを取り込まないように、上述したようなノイズ除去装置が必要となる。特に、双方向クロック同期シリアル通信において、特に通信同期クロックにノイズが乗ると、通信同期クロックに同期してデータを受信するスレーブ側では、誤ったところでデータの取り込みが行われ、誤受信を多発するし、受信デ―タにおいても、通信同期クロックの立ち上がり時にノイズが発生すると誤受信が発生するので注意を要する。同様に、マスタ側でも、受信デ―タにおいても、通信同期クロックの立ち上がり時にノイズが発生すると誤受信が発生するので注意を要する。
【００１０】
このようなクロック同期シリアル通信において、通信同期クロック又は送受信データにノイズが乗るとデータの誤送信、誤受信が発生する。特に通信同期クロックにノイズが乗ると、通信同期クロックに同期してデータを受信するスレーブ側では、誤ったところでデータの取り込みが行われ、誤受信を多発する。受信データにおいても、通信同期クロックの立ち上がり時にノイズが発生すると誤受信が発生する。
【００１１】
このように、クロック同期シリアル通信においては、受信側でノイズを受けて誤データを認識してしまうことが多いので、図１１に示すような対策が施されてきた。即ち、この対策は、エンジン制御ユニット１０１と両面ユニット制御ユニット１６９との間の各接続線に、抵抗５１及びコンデンサ５２から成るアナログのローパスフィルタを設けるものである。このローパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃは、ｆｃ＝１／（２＊π＊Ｒ＊Ｃ）であり、これより高い周波数のノイズは減衰して除去すること可能である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
複数のディジタル入力のそれぞれの入力部に可変型ディジタルノイズフィルタ方式のノイズ除去装置を適用した場合、図１４に示すように、それぞれの入力部に、所定の時間間隔で複数回入力信号の状態を監視し信号の状態が変化した後、変化した後の状態が所定時間持続した時のみ信号の状態を取り込むための可変型タイミング発生器が入力部の数だけ必要となり回路が大型化するという問題点があった。
【００１３】
また、双方向クロック同期シリアル通信等、マスタ側から出力されるクロック信号に同期してスレーブ側からデータ信号が送信される場合等は、往き（クロック信号）と還り（データ信号）で通信の時間的な遅れが加算され、マスタ側のデータ信号の受信タイミングに支障をきたす虞がある。したがって、通信に遅れを生じる可能性のある場合には、可変型ディジタルノイズフィルタ方式のノイズ除去装置を設置することができず、ノイズ除去効果の高いディジタルノイズフィルタを適用することは困難である。つまり、図１０に示した従来可変型ディジタルノイズフィルタ方式のノイズ除去装置を設置する場合、ノイズ除去に応じて前記所定時間持続を設定することが可能であり汎用性があるが、逆に前記所定時間持続を任意に設定できるために、前記所定時間持続を大きく設定しすぎるとマスタ側のデータ信号の受信タイミングに支障をきたすという問題があった。そのため、実際には、可変型ディジタルノイズフィルタは使用されることは無く、図１５に示すようにあらかじめ設定されたカットオフ周波数ｆｃのアナログフィルタを形成してノイズを除去していた。カットオフ周波数は、あらかじめ設置された抵抗値Rとあらかじめ設置されたコンデンサCの値により決定され、ｆｃ＝１／（２＊π＊Ｒ＊Ｃ）となり、これより高い周波数のノイズを減衰させて除去していた。
【００１４】
本発明は、上記点に着目してなされたものであり、回路を大型化することなく、またディジタル信号のノイズ除去を確実に行える通信装置、方法、それを用いた画像形成装置、画像形成装置に接続されるユニット及び画像形成システムを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の通信装置は、外部ユニットから送信されるクロック信号に同期してデータの送受信を行う通信装置において、前記外部ユニットから送信された前記クロック信号を入力する第１信号入力ユニットと、前記クロック信号に同期して前記外部ユニットから送信されたデータ信号を入力する第２信号入力ユニットと、前記クロック信号のレベルが、前記クロック信号の周期に応じて設定された所定時間維持されることを監視し、前記クロック信号のレベルが前記所定時間維持された場合に、タイミング信号を出力する監視ユニットと、前記タイミング信号に応じて前記クロック信号をキャプチャする第１信号キャプチャユニットと、前記タイミング信号に応じて前記外部ユニットからの前記データ信号をキャプチャする第２キャプチャユニットと、前記第１キャプチャユニットによりキャプチャされた前記クロック信号に応じて、前記外部ユニットにデータ信号を送信するデータ信号送信ユニットとを有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の通信方法は、外部ユニットから送信されたクロック信号を受信するステップと、前記クロック信号に同期して前記外部ユニットから送られたデータ信号を受信するステップと、前記クロック信号のレベルが、前記クロック信号の周期に応じて設定された所定時間維持されることを監視し、前記クロック信号のレベルが前記所定時間維持されたら、タイミング信号を出力するステップと、前記タイミング信号に応じて前記クロック信号をキャプチャするステップと、前記タイミング信号に応じて前記外部ユニットからのデータ信号をキャプチャするステップと、前記キャプチャされたクロック信号に応じて前記外部ユニットにデータ信号を送信するステップとを備えたことを特徴とする通信方法。
【００１７】
また、本発明のオプションユニットは、画像形成装置に接続されるオプションユニットであって、前記画像形成装置から送信される信号に基づき前記オプションユニットの動作を制御するコントローラと、前記信号からノイズを除去するノイズ除去ユニットと、を備え、前記ノイズ除去ユニットは、前記画像形成装置から送信された前記クロック信号を入力する第１信号入力ユニットと、前記クロック信号に同期して前記外部ユニットから送信されたデータ信号を入力する第２信号入力ユニットと、前記クロック信号のレベルが、前記クロック信号の周期に応じて設定された所定時間維持されることを監視し、前記クロック信号のレベルが前記所定時間維持された場合に、タイミング信号を出力する監視ユニットと、前記タイミング信号に応じて前記クロック信号をキャプチャする第１信号キャプチャユニットと、前記タイミング信号に応じて前記外部ユニットからの前記データ信号をキャプチャする第２キャプチャユニットと、前記第１キャプチャユニットによりキャプチャされた前記クロック信号に応じて、前記画像形成装置にデータ信号を送信するデータ信号送信ユニットとを備えたことを特徴とするオプションユニット。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を添付の図面を参照して説明する。
【００２６】
［実施形態１］
図１は、複数の入力部を有する通信装置に本発明を適用した場合の構成例を示す。
【００２７】
本実施形態においては、ＣＰＵ２に入力される入力信号が、入力１（ＩＮ１）、入力２（ＩＮ２）、入力３（ＩＮ３）の３本の場合を説明する。これらの入力信号は、それぞれラッチ・ホールド回路５３−ａ、５３−ｂ、５３−ｃを通過してノイズ除去された後、ＣＰＵ２に入力される。可変型タイミング発生器５４は、ＩＮ１のディジタルデータの状態が変化した後、所定時間その状態を持続したかを検知し所定時間経過後に、タイミング信号を発生するものである。可変型タイミング発生器５４は、所定持続監視時間の値をＣＰＵ２から任意に設定することができる。可変型タイミング発生器５４の出力は、ＩＮ１、ＩＮ２、ＩＮ３のラッチ・ホールド回路５３−ａ、５３−ｂ、５３−ｃの制御信号として使用される。
【００２８】
これらの入力信号の入力周波数は、図２に示すように、ＩＮ３＜ＩＮ２＜ＩＮ１の順でＩＮ１が最も高い。更に、ＩＮ２及びＩＮ３のディジタルデータの切り替わり点は、ＩＮ１の切り替え点に含まれている。本発明によると、このような場合は、可変型タイミング発生器５４から出力されるラッチ・ホールド１制御信号（ＬＡＴＣＨ＊／ＨＯＬＤ１）はＩＮ１によって作成された制御信号であり、入力２用のラッチ・ホールド制御信号として、また入力３用のラッチ・ホールド制御信号として兼用するものである。
【００２９】
図２を用いて本発明のノイズ除去の働きを詳細に説明する。図２において、ノイズＦ、及びノイズＧが混入した場合を説明する。ノイズＦ、及びノイズＧは、ＩＮ１、ＩＮ２、ＩＮ３の入力経路が同一だと仮定すると、同様にノイズが乗る。さて、ＩＮ１に図２のようなノイズが乗った場合の可変型タイミング発生器５４の制御信号の状況は、図２のＬＡＴＣＨ＊／ＨＯＬＤ１のようになる。つまり、ノイズＦ、及びノイズＧが無い時のＩＮ１のディジタル信号の変化点の後では、所定時間持続経過後にデータを取り込むためＬＡＴＣＨ＊／ＨＯＬＤ１信号はＬｏｗとなる。また、ノイズＦがある場合には、ノイズＦが収まって後、所定時間持続経過後にデータを取り込むためＬＡＴＣＨ＊／ＨＯＬＤ１信号はＬｏｗとなる。更に、ノイズＧがある場合には、ＩＮ１のディジタル信号の変化した後所定時間同一の状態が持続されないので無視される。このようにＩＮ１により作成されたＬＡＴＣＨ＊／ＨＯＬＤ１信号を用いて、ノイズ除去された入力信号ＮＩＮ１（Ｎｅｗ ＩＮ１）が得られ、ＣＰＵ２に入力される。
【００３０】
ＬＡＴＣＨ＊／ＨＯＬＤ１信号は、ＩＮ２、ＩＮ３のノイズ除去用制御信号としても用いられる。ＩＮ２、及びＩＮ３はＩＮ１の信号の周波数より低く、ＩＮ２及びＩＮ３のディジタルデータの切り替わり点は、ＩＮ１の切り替え点に含まれている。よって、ＬＡＴＣＨ＊／ＨＯＬＤ１信号を用いてノイズ除去を行えば、ＩＮ２及びＩＮ３のディジタルデータの変化点を見逃すことなく、ディジタルデータのラッチが可能であり、ノイズ除去が可能となる。本発明によれば、複数のディジタル入力信号の各々の入力部に可変型タイミング発生器５４を設置する必要がなく、回路の小型化が可能となる。
【００３１】
［実施形態２］
図３は、例えばクロック同期シリアル通信装置のスレーブ側に適用される実施形態２の構成例を示すブロック図を示す。
【００３２】
ノイズ除去部７は、入力される基準クロックのタイミングで入力信号ＤＡＴＡ１をサンプリングするサンプリング部８と、サンプリング部８によってサンプリングされた信号の変化点、例えば、観測時点以前の論理レベルがＨＩＧＨだったとするとＬＯＷに変化した時点や、観測点以前の論理レベルがＬＯＷだったとするとＨＩＧＨに変化した時点を検出する変化点検出部９と、変化点検出部９において変化点を検出してから変化後の論理レベルが所定時間持続したかを監視する同一レベル持続監視部１０とを備えている。同一レベル持続監視部１０は、論理レベルがＨＩＧＨからＬＯＷに変化した場合には、論理レベルのＬＯＷへの変化後、所定時間ＬＯＷを持続していたかを監視し、逆に、論理レベルがＬＯＷからＨＩＧＨに変化した場合には、論理レベルのＨＩＧＨへの変化後、所定時間ＨＩＧＨを持続していたかを監視する。これにより、前記論理レベルが変化したことが、実際の信号として変化したのか、ノイズにより変化したのかを切り分けることができる。ノイズの場合には、激しくＨＩＧＨ／ＬＯＷを繰り返すので、論理レベルが変化した後、変化後の論理レベルを所定時間持続することはないからである。
【００３３】
また、ノイズ除去部７は、同一レベル持続監視部１０を監視する所定時間の変更、設定を行う同一レベル持続監視時間設定部１１を備えている。これにより、基準クロックの違う他のシステム又はノイズ環境の違う他のシステムにおいて、適切な所定時間を設定することができ、より効果的にノイズを除去することが可能となる。さらに、ノイズ除去部７は、同一レベル持続監視部１０の結果を受けて、入力信号ＤＡＴＡ１の取得タイミングを決定するデータ取得タイミング作成部１２と、データ取得タイミング作成部１２の結果を受けて実際のサンプリングされた入力信号ＤＡＴＡ１をラッチ又はホールドするラッチ・ホールド部１３とを備えている。このラッチ・ホールド部１３は、入力信号ＤＡＴＡ１が変化し、所定時間同一論理レベルとして持続していた場合には、所定時間経過後、サンプリングデータを有効としてラッチする。それ以外は、自分自身のデータをフィードバックしてホールドする。これにより、ノイズが回路の内部に容易に進入することを防ぐことができる。
【００３４】
本実施形態では、変化点検出部９、同一レベル持続監視部１０及びデータ取得タイミング作成部１２を入力信号ＤＡＴＡ１及び入力信号ＤＡＴＡ２で共通に使用し、入力信号ＤＡＴＡ２用にはこれらを新たに設置しない構成とした。
【００３５】
本実施形態では、入力信号ＤＡＴＡ１が通信同期クロックであり、入力信号ＤＡＴＡ２とが前記通信同期クロックに同期して送信されてくる受信データである場合を説明する。本実施形態の場合、受信データ（入力信号ＤＡＴＡ２）の周波数は通信同期クロック（入力信号ＤＡＴＡ１）に比べて低い周波数であり、かつ受信データ（入力信号ＤＡＴＡ２）の論理レベルの変化点は必ず通信同期クロック（入力信号ＤＡＴＡ１）の立ち下がりで行われる。したがって、通信同期クロック（入力信号ＤＡＴＡ１）に関して論理レベルの変化点をチェックしておき受信データ（入力信号ＤＡＴＡ２）の取得タイミングを決定すれば、決定された取得タイミングで受信データ（入力信号ＤＡＴＡ２）を取得しても、受信データ（入力信号ＤＡＴＡ２）を誤取得することはない。
【００３６】
また、ノイズの発生に対しても、ノイズ環境は同期クロック（入力信号ＤＡＴＡ１）と受信データ（入力信号ＤＡＴＡ２）とは共に同じで、一方の信号にノイズが乗れば、他方にもノイズが乗る。すなわち、両信号には、同一時点で同様にノイズが発生すると考えられる。したがって、少なくとも通信同期クロック（入力信号ＤＡＴＡ１）に乗ったノイズを除去するためのシーケンスで、受信データ（入力信号ＤＡＴＡ２）の取得タイミングを決定すればノイズが除去された受信データを取得することができる。なお、受信データは、1つの場合を説明したが、複数であっても良い。
【００３７】
図４は、図３のノイズ除去部７の回路例を示す回路図である。本回路例は、ＬＳＩ化しやすいように同期化回路で形成している。なお、本回路例は、実施形態２の場合について説明するが、実施形態１の場合にも全く同様の回路を用いることができる。
【００３８】
同図において、Ｄラッチ２１及び２２，Ｄラッチ３７及び３８は、それぞれ入力信号ＤＡＴＡ１及びＤＡＴＡ２を図４に示す回路全体の同期クロックであるＣＬＫで同期化（サンプリング）するものである。
【００３９】
排他的ＯＲ２３、インバータ２４は、Ｄラッチ２１，２２の結果により、論理レベルの変化点を検出するための演算素子として使われる。つまり、排他的ＯＲ２３の出力は、前の状態と変化のあったときはＨＩＧＨに、変化のないときはＬＯＷになる。インバータ２４の出力は排他的ＯＲ２３の出力の逆で、前の状態と変化のあったときはＬＯＷに、変化のないときはＨＩＧＨになる。これらの信号は、後述するシーケンサ及びカウンタの制御信号として使用される。
【００４０】
ＡＮＤ２５，２６、ＪＫラッチ２７は、この３素子でこの回路の核となるシーケンサを構成する。４ビットバイナリーカウンタ２８，２９は、Ｄ０〜Ｄ７に８ビットでデータを設定することにより、最大２５５カウントまでカウントすることが可能である。リップルキャリー検出用ＡＮＤ３０は、カウンタオーバーフロ―によりリップルキャリーが発生したことを検出する素子として使われる。
【００４１】
インバータ３１、ＡＮＤ３２，３３、ＯＲ３４、及びＤラッチ３５は、ラッチ及びホールドを選択するセレクタとして働き、Ｄラッチ３５は、リップルキャリー検出用ＡＮＤ３０の結果を受けて、ＬＯＷのときにはＤラッチ２２の出力を取得し、ＨＩＧＨのときには前の値をホールドするためにＤラッチ３５の出力をフィードバックして取得する。このＤラッチ３５の出力がノイズを除去した新たな信号ＮＤＡＴＡ１（Ｎｅｗ ＤＡＴＡ１）となる。すなわち、Ｄラッチ３５の出力は、入力信号ＤＡＴＡ１の論理レベルが変化した後、所定時間同じ論理レベルを続けたタイミングで前記変化後の入力信号ＤＡＴＡ１の論理レベルになり、それ以外のタイミングでは以前からの論理レベルを維持する。したがって、ノイズが発生していないタイミングでのみ論理レベルが変化するので、ノイズが後段の回路の内部に進入することを防ぐことが可能となる。
【００４２】
ラッチ３７，３８による入力信号ＤＡＴＡ２の同期化回路、及びインバータ３９、ＡＮＤ４０，４１、ＯＲ４２、Ｄラッチ４３からなるラッチ及びホールドを選択するセレクタ回路は、入力信号ＤＡＴＡ２の取得用に設けられ、そのラッチタイミングは、入力信号ＤＡＴＡ１のラッチタイミングと同じタイミングである。つまり、リップルキャリー出力用ＡＮＤ３０の出力がＬＯＷのときは入力信号ＤＡＴＡ２の同期化された信号を取得し、ＨＩＧＨのときは前の値をホールドする。このＤラッチ４３の出力がノイズを除去した新たな信号ＮＤＡＴＡ２（Ｎｅｗ ＤＡＴＡ２）となる。
【００４３】
排他的ＯＲ３６は、論理レベルが変化した後、カウンタ２８，２９で同一論理レベルが所定時間持続したかをカウントさせるため、排他的ＯＲ３６の出力信号はカウンタ２８，２９のＥＮＰ入力端子に入力される。この信号は、最終的に出力される信号ＮＤＡＴＡ１と、入力信号ＤＡＴＡ１の同期化された信号の排他ＯＲで構成される。つまり、排他的ＯＲ３６は、現在出力されている信号ＮＤＡＴＡ１と入力信号ＤＡＴＡ１が異なるレベル、すなわち入力信号ＤＡＴＡ１に変化があり、その値を保持し続けているときにＨＩＧＨとなり、カウンタ２８，２９のカウントアップの許可信号を与える。
【００４４】
次に、シーケンサを構成するＡＮＤ２５，２６、及びＪＫラッチ２７を中心に全体の制御の流れを説明する。
【００４５】
まず、信号ＣＬＲが一瞬ＬＯＷに下がり、各ラッチのリセットが行われる。その時、ＡＮＤ２５の一方の入力（排他的ＯＲ２３の出力側）がＬＯＷであるので、ラッチ２７のＱ出力はＬＯＷである。よって、ＪＫラッチ２７のＱ出力はＬＯＷに固定され、排他的ＯＲ２３がＨＩＧＨになるのを待ち続ける。
【００４６】
入力信号ＤＡＴＡ１の論理レベルが、ＣＬＫ一つ分前のデータと異なるときを変化点と認識し、排他的ＯＲ２３はＨＩＧＨを、インバータ２４はＬＯＷを出力する。それを受けて、シーケンサは次のステップに進み、ＪＫラッチ２７のＱ出力はＨＩＧＨになる。カウンタ２８，２９はＤ０〜Ｄ７の値がロードされ、ロードされた値からカウントアップが始まる。カウントアップの許可信号は排他的ＯＲ３６の出力で制御されるが、入力信号ＤＡＴＡ１の論理レベルが変化したときは、排他的ＯＲ３６の出力はＨＩＧＨとなり許可を与える。
【００４７】
この後は、ＡＮＤ２６の片方の入力であるリップルキャリー出力用ＡＮＤ３０の出力側がＨＩＧＨになるのを待つ。つまり、所定のカウントが終了するまで、常に同じ値を保持していたかを検出し続ける。この時、仮にノイズによりカウントアップ動作が一時的に中断すると、排他的ＯＲ２３の出力がＨＩＧＨに、インバータ２４の出力がＬＯＷになり、カウンタはＤ０〜Ｄ７を設定し直す。つまり、排他的ＯＲ２３の出力を受けたインバータ２４がＬＯＷになることにより、カウンタの動作のリロードを行い、所定の値の最初からカウントをし直す。これにより、所定の間持続して保持しつづけたか否かが監視される。
【００４８】
所定の値をカウントアップすると、リップルキャリー出力用ＡＮＤ３０がＨＩＧＨとなり、シーケンサは次のステップに進む。
【００４９】
また、このリップルキャリー出力用ＡＮＤ３０がＨＩＧＨになった瞬間がＡＮＤ３３，４１の許可信号となり、Ｄラッチ２２，３８の出力は、Dラッチ３５，４３にそれぞれ取り込まれる（信号ＮＤＡＴＡ１，ＮＤＡＴＡ２のレベルが変化する）。なお、それ以外のタイミングでは、リップルキャリー出力用ＡＮＤ３０はＬＯＷであるので、信号ＮＤＡＴＡ１，ＮＤＡＴＡ２の論理レベルは保持されている。これにより、シーケンサは、元の状態（ＪＫラッチ２７のＱ出力のＬＯＷ状態）に戻り、次の変化点が発生するのを再び待つ。以上説明したように、図４に示す回路によりノイズ除去部７（図３）の動作を実現することができる。
【００５０】
上述したように、本発明の実施形態によれば、ノイズ除去部７は入力信号が変化してから、その変化した値を所定時間保持しつづけたときに初めてその入力信号を有効とするので、通信クロックの周波数を大幅に落とすことなく、確実にノイズを除去することができ、しかも複数の入力信号に対して別個にノイズ除去用の回路を必要としないので、回路の小型化が可能となる。なお、上記実施形態１，２の通信装置は、図１１，１２で説明したような画像形成装置と両面ユニット（又は、ＭＰＴ(Multi purpose Tray)、封筒フィーダ等の他のオプションユニット）との間の通信に好適に適用可能である。その場合、上記のノイズ除去部７は画像形成装置又はオプションユニットの少なくとも一方に備えられることになる。
【００５１】
［実施形態３］
図５は、本実施形態３を適用可能なシリアル通信用ノイズ除去装置を備えた画像形成装置の構成例を示す図である。この画像形成装置は、例えばレーザビームプリンタやレーザファックス等である。
【００５２】
図５において、本画像形成装置１００は、光源ユニット、シリンドリカルレンズ、回転多面鏡を有するスキャナモータ、結像レンズ、及びＢＤ検出器等を有するスキャナユニット６１と、該スキャナユニット６１から出射されたレーザ光により露光される感光体６２と、該感光体６２上に露光された潜像を現像する現像ユニット６３と、記録紙６４に画像を転写する転写ベルト６５と、転写された画像を記録紙６４に定着させる定着器６６と、記録紙６４を搭載するカセット６７と、各構成部を制御するエンジン制御ユニット１とを備えている。スキャナユニット６１から発射されたレーザ光は、回転ドラム上の感光体６２に結像される。レーザ光によって感光体６２上に露光された潜像は、現像剤の充填された現像ユニット６３により顕像化され、転写ベルト６５の位置でカセット６７より供給された記録紙６４に転写され、続いて定着器６６で記録紙に定着される。画像の定着された記録紙は最後に不図示の排出器に排出される。
【００５３】
上記画像形成装置１００には、記録紙６４の両面印字を可能にする両面ユニット６８が装着可能になっており、この両面ユニットには、当該両面ユニット６８の制御を行う両面ユニット制御ユニット６９が備えられている。両面印字の指示があった場合には、記録紙６４の表面が印字された後に、記録紙６４が両面ユニット６８に導かれ、該両面ユニット６８内で記録紙６４の表裏が反転され、再度給紙され、記録紙６４の裏面に印字される。
【００５４】
このとき、エンジン制御ユニット１と両面ユニット制御ユニット６９とはシリアル通信で交信を行い、制御を分担しており、両面ユニット６８の制御は両面ユニット制御ユニット６９が行い、他の構成部の制御はエンジン制御ユニット１が行う。
【００５５】
図６はエンジン制御ユニット１と両面ユニット制御ユニット６９との間のシリアル通信による接続を示すブロック図である。エンジン制御ユニット１は両面ユニット制御ユニット６９とクロック同期通信を行うシリアル通信部３を搭載したマスタＣＰＵ２と、ディジタルノイズフィルタにより構成されるノイズ除去部４とを備えており、両面ユニット制御ユニット６９はエンジン制御ユニット１とクロック同期通信を行うシリアル通信部６を搭載したスレーブＣＰＵ５と、ディジタルノイズフィルタにより構成されるノイズ除去部７とを備えている。ノイズ除去部７はディジタルノイズフィルタで構成されており、その各構成は、前述図３のノイズ除去部７と同様であり、同じ参照符号を付すとともに、詳細な説明は省略する。また、ノイズ除去部４は、ノイズ除去部７と部分的に同様の構成を有しており、対応する部分については同一の参照符号を付すとともに、詳細な説明は省略する。
【００５６】
図７は、クロック同期シリアル通信のクロックとデータの関係を示す図である。
【００５７】
以下、図７をあわせて参照して、図６の構成の動作を説明する。図７において、ｓＣＬＫは通信同期クロックであり、この通信同期クロックｓＣＬＫをノイズ除去部７によりノイズ除去することにより通信同期クロックＮｓＣＬＫが得られる。ｓＲｘＤは受信データであり、ＮｓＲｘＤはノイズ除去部７によりノイズ除去された受信データである。ＬＡＴＣＨ＊／ＨＯＬＤは、データ取得タイミング作成部１２で得られる新しくサンプリングされた入力信号をラッチ・ホールド部１３，１５にてラッチするか、前の状態をフィードバックして保持するかを選択するための信号である。ラッチ・ホールド部１３，１５はこの信号のＬＯＷのタイミングで新しくサンプリングされた入力信号をラッチし、ＨＩＧＨで前の状態をフィードバックして保持する。
【００５８】
図７（ａ）に示すように、通信同期クロックｓＣＬＫの発していない区間にノイズＡ及びノイズＢが乗った場合には、実施形態１，２で説明した場合と同様に、ノイズＡ及びノイズＢが論理レベルの変化点と認識した後、所定時間同一レベルで持続していないので、ノイズ除去部７により除去されている（通信同期クロックＮｓＣＬＫ、及び受信データＮｓＲｘＤ）。
【００５９】
また、図７（ｂ）に示すように、ノイズＣ及びノイズＤが乗った場合を説明する。ノイズＣは、通信同期クロックＮｓＣＬＫが反転した直後のノイズである。前述の図７（ａ）のノイズＡ及びノイズＢのときと同様に、ノイズＣにより論理レベルの変化点と認識した後、所定時間同一レベルで持続していないので、ノイズ除去部７により除去される（通信同期クロックＮｓＣＬＫ、及び受信データＮｓＲｘＤ）。
【００６０】
ノイズＤは、通信同期クロックｓＣＬＫの論理レベルが反転した直後のノイズである。すなわちノイズＤが乗る前に通信同期クロックｓＣＬＫが反転したにもかかわらず、所定時間監視しつづけている間にノイズＤが乗った場合、論理レベルの変化点から所定時間同一レベルが持続しないため、ノイズＤが発生している間は、ノイズ除去部７は通信同期クロックＮｓＣＬＫの論理レベルを反転させない。ノイズＤがなくなった時点で、改めて、通信同期クロックｓＣＬＫの論理レベルの変化点を認識し、所定時間同一レベルが持続したかを監視し続け、その結果、所定時間経過後に、ラッチ・ホールド部１３，１５はサンプリングデータ（変化後の通信同期クロックｓＣＬＫ）をラッチする（通信同期クロックＮｓＣＬＫ、及び受信データＮｓＲｘＤ）。
【００６１】
監視する所定時間が通信同期クロックの半周期に比べて短いので、多少の時間の遅れはあるものの、ノイズを除去して、確実に入力信号の取り込みを行うことが可能である。しかしながら、ノイズの連続発生時間が長く、逆に同期クロックの周期が高くなってくると、前記時間の遅れは無視できなくなる。
【００６２】
以上は、スレーブ側がデータを受信する場合の動作であるが、次にスレーブ側がデータを送信する場合の動作を説明する。
【００６３】
図８において、マスタ側からは通信同期クロックＣＬＫと、その通信同期クロックＣＬＫに同期して送信データＴｘＤが送出される。これらの信号は、スレーブ側では、ｓＣＬＫ、ｓＲｘＤとして受信される。スレーブ側のｓＣＬＫ信号、ｓＲｘＤ信号が、ノイズ除去部７を通過した後の信号はＮｓＣＬＫ信号、ＮｓＲｘＤ信号であり太線で示した。続いて、スレーブ側からはｓＴｘＤ信号が送信される。このｓＴｘＤ信号は、通信同期クロックＣＬＫではなく、ノイズ除去された通信同期クロックＮｓＣＬＫに同期して送信される。したがって、ノイズによって誤タイミングでｓＴｘＤ信号を送信することを防止することができる。マスタ側は、このｓＴｘＤ信号をＲｘＤとして受信する。マスタ側のＲｘＤ信号が、ノイズ除去部４を通過した後の信号はＮＲｘＤであり太線で示した。このように、本実施形態において、本来、受信した通信同期クロックｓＣＬＫに同期して送信すべきデータｓＴｘＤ信号は、必ずしも通信同期クロックｓＣＬＫとは同期していない通信同期クロックＮｓＣＬＫに同期して送信される。
【００６４】
図８において、スレーブ側の受信部での持続監視時間の所定値をｔ１、マスタ側の受信部での持続監視時間の所定値をｔ２とすれば、マスタ側からの通信同期クロックｓＣＬＫを受信してノイズ除去された通信同期クロックＮｓＣＬＫを得る際に、ノイズ除去部７で少なくともｔ１だけ遅れる。またスレーブＣＰＵ５は、ｔ１遅れた通信同期クロックＮｓＣＬＫに同期して送信データｓＴｘＤを送信する。マスタＣＰＵ２がこのデータｓＴｘＤ（＝ＲｘＤ）を受信する際に、ノイズ除去部４で少なくともｔ２だけ遅れる。したがって、通信同期クロックＣＬＫ（＝ｓＣＬＫ）に対する受信データＲｘＤの遅れは、少なくともｔ１＋ｔ２になる。
【００６５】
本実施形態においては、マスタＣＰＵ２は送信時に通信同期クロックＣＬＫの立ち下がりでデータを送信して、受信時に通信同期クロックＣＬＫの立ち上がりでデータを受信する。場合、通信同期クロックＣＬＫの周期の半分の時間の間に、少なくとも前述ｔ１+ｔ２の遅れを許容できなければならない。すなわち、通信同期クロックの周期をTとすると、ｔ１＋ｔ２≦Ｔ／２を満たさなければならない。
【００６６】
ノイズに対する耐性が大きくするために、スレーブ側とマスタ側での持続監視時間ｔ１，ｔ２を等しくした場合（ｔ＝ｔ１＝ｔ２）、２×ｔ≦Ｔ／２
∴ｔ≦Ｔ／４
よって、上記監視する所定時間は、通信同期クロックの周期の１／４以下にする必要がある。
【００６７】
また、上記図７（ｂ）におけるノイズＤの場合等、遅延時間は上記の時間ｔ１，ｔ２以上となる場合、信号の伝送の遅延等を考慮すると、好適には、通信同期クロックの周期の１／８程度が望ましい。さらに、マスタＣＰＵ２は、少なくとも、ノイズ除去部４における所定時間ｔ２を認識しているので、ノイズ除去された受信データＮＲｘＤを、通信同期クロックＣＬＫに同期して取り込むのではなく、通信同期クロックＣＬＫを少なくとも前記所定時間ｔ２遅延したタイミングで取り込むようにしても良い。
【００６８】
なお、図７（ｃ）に示すように、通信同期クロックの論理レベルが変化して同一レベルを持続している区間に、連続的にノイズＥが乗った場合には、ノイズの変化点を認識した後、所定時間同一レベルを持続するという状態を認識できず、正常なデータを受信することはできない。このようなエラーが起きた場合、データ自体にエラー訂正用のデータを含ませ、これに基づいてＣＰＵ２，５がエラー訂正するように構成することも可能である。また、パリティーチェック等により、エラーを認識し、自動的に通信同期クロックの周波数を決定するようにしてもよい。
【００６９】
［実施形態４］
図９は、エンジン制御ユニット１及び両面ユニット制御ユニット６９の変形例であり、図中、１６はシリアル通信部３及びノイズ除去部４を内部に備えられるマスタＣＰＵであり、１７はシリアル通信部６及びノイズ除去部７を内部に備えるスレーブＣＰＵである。図６のエンジン制御ユニット１及び両面ユニット制御ユニット６９では、ディジタル的なノイズ除去部をＣＰＵとは別構成としたが、本変形例ではこれにとらわれることなく、ＣＰＵ内にノイズ除去部４又はノイズ除去部７を挿入することにより、更にコストダウンが望める。
【００７０】
さらに、同一レベル持続監視時間設定部１１が設定、変更する所定時間をマスタＣＰＵ１６及びスレーブＣＰＵ１７内のレジスタに割り当てておき、特定のアドレスにアクセスすれば、所定時間を書き換えられる構成にしておけば、時間設定用のピンをマスタＣＰＵ１６及びスレーブＣＰＵ１７外に設ける必要もなくなり、よりコストダウンを図ることができる。
【００７１】
上記実施形態３，４においては、マスター側から出力される通信同期クロックに同期して双方向のデータが通信される場合を説明したが、両面ユニット側から通信同期クロックを送信する場合にも適用可能である。また、本実施形態では、エンジン制御ユニット１と両面ユニット６９との機内通信を例にとって説明したが、本発明はこれにとらわれることなく、他のオプションユニットであるところのＭＰＴ(Multi purpose Tray)、及び封筒フィーダ等のさまざまなシステムのシリアル通信に適用できる。
【００７２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１のノイズ除去装置及び請求項２のクロック同期シリアル通信装置によれば、複数のディジタル入力のそれぞれの入力部に可変型ディジタルノイズフィルタを適用し、かつ、特に第一のディジタル入力信号が、第二のディジタル入力信号より周波数が高く、かつ、第二のディジタル入力信号の状態の変化点が、第一のディジタル入力信号の変化点と同じタイミングである場合に、第一のディジタル入力信号の状態を取り込むタイミングにより第二のディジタル入力信号を取り込むことことにより、信号の状態を取り込むタイミングを作成する回路を一つにすることが可能となり、回路を小型化することができる。
【００７３】
本発明によれば、所定の時間間隔で複数回入力信号の状態を監視し、信号の状態が変化して後、変化した後の状態が所定時間持続した時のみ信号の状態を取り込む方式の除去装置における前記所定時間が通信同期クロックの周期の１／４以下に設定されるので、ディジタルノイズフィルタ固有の時間的な遅れを考慮する必要がなくなり、シリアル通信用ノイズ除去装置としてディジタルノイズフィルタを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る可変型ディジタルノイズフィルタの構成例を示す図である。
【図２】ノイズF及びノイズGが乗った場合の複数の入力信号と複数の入力信号のノイズ除去後の信号の関係を示す図である。
【図３】ノイズ除去部７の構成を示すブロック図である。
【図４】ノイズ除去部７の回路図である。
【図５】本発明の実施形態に係るシリアル通信用ノイズ除去装置を備えた画像形成装置の構成を示す図である。
【図６】エンジン制御ユニット１と両面ユニット制御ユニット６９との間のシリアル通信による接続を示すブロック図である。
【図７】通信同期クロックの発していない区間にノイズＡ及びノイズＢが乗った場合のクロック同期シリアル通信のクロックとデータの関係（ａ）、通信同期クロックの発している区間にノイズＣ及びノイズＤが乗った場合のクロック同期シリアル通信のクロックとデータの関係（ｂ）、及び通信同期クロックの論理レベルが変化して同一レベルを持続している区間に、連続的にノイズＥが乗った場合のクロック同期シリアル通信のクロックとデータの関係（ｃ）を示す図である。
【図８】双方向クロック同期シリアル通信において、マスタＣＰＵ２とスレーブＣＰＵ５との通信状態を示すタイミング図である。
【図９】エンジン制御ユニット１０１と両面ユニット制御ユニット１６９との間のシリアル通信による接続を示すブロック図である。
【図１０】ノイズ除去部１１４の構成を示すブロック図である。
【図１１】画像形成装置の構成を示す図である。
【図１２】エンジン制御ユニット１０１と両面ユニット制御ユニット１６９との間のシリアル通信による接続を示すブロック図である。
【図１３】クロック同期シリアル通信のクロックとデータとの関係（ａ）、及びマスタＣＰＵ１０２とスレーブＣＰＵ１０５との通信状態（ｂ）を示すタイミング図である。
【図１４】従来可変型ディジタルノイズフィルタを複数設置した構成を示す図である。
【図１５】エンジン制御ユニット１０１と両面ユニット制御ユニット１６９との間のシリアル通信による接続を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ エンジン制御ユニット
２ マスタＣＰＵ
３，６ シリアル通信部
４，７ ノイズ除去部
５ スレーブＣＰＵ
８ サンプリング部
９ 変化点検出部
１０ 同一レベル持続監視部
１１ 同一レベル持続監視時間設定部
１２ データ取得タイミング作成部
１３ ラッチ・ホールド部
６９ 両面ユニット制御ユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信装置、方法、それを用いた画像形成装置、画像形成装置に接続されるユニット及び画像形成システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、ディジタル入力のディジタルノイズフィルタを用いたノイズ除去装置の従来技術について簡単に説明する。ディジタルノイズフィルタを用いたノイズ除去装置は、例えば特開昭５８−２０５３２７に開示されているように、所定の時間間隔で複数回入力信号の状態を監視し、信号の状態が変化して後、変化した後の状態が所定時間持続した時のみ信号の状態を取り込む方式のノイズ除去装置が知られている。また、信号の状態が変化した後の状態の持続監視時間を任意に設定できる可変型ディジタルノイズフィルタを用いたノイズ除去装置は、例えば特開昭５３−１４２１５７に開示されている。可変型ディジタルノイズフィルタの利点は、除去しようとするノイズの大きさ・時間に応じて、ノイズを感知しない時間を任意に設定できることにある。ノイズ除去装置を設置する場所のノイズの状況が明確になっていない場合、或いはノイズの状況が時々刻々変動する場合等に威力を発揮する。
【０００３】
図１０に、可変型ディジタルノイズフィルタ方式のノイズ除去装置の一例のブロック図を示す。ノイズ除去部１１４は、入力される基準クロックのタイミングで入力信号をサンプリングするサンプリング部１０８と、変化点、例えば、観測時点以前の論理レベルがＨＩＧＨだったとするとＬＯＷに変化した時点や、観測時点以前の論理レベルがＬＯＷだったとするとＨＩＧＨに変化した時点を検出する変化点検出部１０９と、変化点検出部１０９において変化点を検出してから変化後の論理レベルが所定時間持続したかを監視する同一レベル持続監視部１１０とを備えている。同一レベル持続監視部１１０は、論理レベルがＨＩＧＨからＬＯＷに変化した場合には、論理レベルのＬＯＷへの変化後、所定時間ＬＯＷを持続していたかを監視し、逆に、論理レベルがＬＯＷからＨＩＧＨに変化した場合には、論理レベルのＨＩＧＨへの変化後、所定時間ＨＩＧＨを持続していたかを監視する。これにより、前記論理レベルが変化したことが、実際の信号として変化したのか、ノイズにより変化したのかを切り分けることができる。ノイズの場合には、激しくＨＩＧＨ／ＬＯＷを繰り返すので、論理レベルが変化した後、変化後の論理レベルを所定時間持続することはないからである。
【０００４】
また、ノイズ除去部１１４は、同一レベル持続監視部１１０を監視する所定時間の変更、設定を行う同一レベル持続監視時間設定部１１１を備えている。これにより、基準クロックの違う他のシステム又はノイズ環境の違う他のシステムにおいて、適切な所定時間を設定することにより、より効果的にノイズを除去することが可能となる。ノイズ除去部１１４は、さらに、同一レベル持続監視部１１０の結果を受けて、入力信号の取得タイミングを決定するデータ取得タイミング作成部１１２と、データ取得タイミング作成部１２の結果を受けて実際のサンプリングされた入力信号をラッチ又はホールドするラッチ・ホールド部１１３とを備えている。このラッチ・ホールド部１１３は、入力信号が変化し、所定時間同一論理レベルとして持続していた場合には、所定時間経過後、サンプリングデータを有効としてラッチする。それ以外は、自分自身のデータをフィードバックしてホールドする。このことにより、ノイズが回路の内部に容易に進入することを防ぐことができる。
【０００５】
続いて、両面印字可能な画像形成装置の一例を図１１に示す。両面ユニット１６８を装着することにより両面印字可能な画像形成装置２００は、スキャナユニット１６１と、該スキャナユニット１６１から出射されたレーザ光により露光される感光体１６２と、該感光体１６２上に露光された潜像を現像する現像ユニット１６３と、記録紙１６４に画像を転写する転写ベルト１６５と、転写された画像を記録紙１６４に定着させる定着器１６６と、記録紙１６４を搭載するカセット１６７と、これらの各構成部を制御するエンジン制御ユニット１０１（後述）等を有している。また、記録紙１６４への両面印字を可能にする両面ユニット１６８は、当該両面ユニット１６８の制御を行う両面ユニット制御ユニット１６９（後述）を備えている。
【０００６】
図１２は、エンジン制御ユニット１０１と両面ユニット制御ユニット１６９との間の双方向クロック同期シリアル通信による接続を示すブロック図である。エンジン制御ユニット１０１と両面ユニット制御ユニット１６９には、それぞれ不図示の数多くの信号が入出力されており、その入力信号の状態を監視してエンジン制御、及び両面ユニット制御が行われる。（図１２には、通信同期クロックＣＬＫ、送信データＴｘＤ、受信データＲｘＤのみを示した。）また、両面印字の指示があった場合には、エンジン制御ユニット１０１と両面ユニット制御ユニット１６９とはシリアル通信で交信を行い、制御を分担し、両面ユニット１６８の制御は両面ユニット制御ユニット１６９が行い、他の構成部の制御はエンジン制御ユニット１０１が行う。エンジン制御ユニット１０１は両面ユニット制御ユニット１６９とクロック同期通信を行うシリアル通信部１０３を搭載したマスタＣＰＵ１０２を備えており、両面ユニット制御ユニット１６９はエンジン制御ユニット１０１とクロック同期通信を行うシリアル通信部１０６を搭載したスレーブＣＰＵ１０５を備えている。
【０００７】
次に、マスタＣＰＵ１０２が搭載するシリアル通信部１０３及びスレーブＣＰＵ１０５が搭載するシリアル通信部１０６を用いて、実際にコマンド／ステータスのやり取りを行い通信を行う方法を図１３を用いて詳細に説明する。
【０００８】
図１３（ａ）は、双方向クロック同期シリアル通信のクロックとデータとの関係を示す図である。マスタＣＰＵ１０２が送出するクロックの立ち下がりに同期して、データ送出側はＬＳＢ（Least Significant Bit）から、順次ＭＳＢ（Most Significant Bit）までの８ビット分のデータを送出する。受信側は、逆にマスタＣＰＵ１０２が送出するクロックの立ち上がりに同期して、ＬＳＢ（Least Significant Bit）から、順次ＭＳＢ（Most Significant Bit）までの８ビット分のデータを受信する。
【０００９】
図１３（ｂ）は、マスタＣＰＵ１０２とスレーブＣＰＵ１０５との通信状態を示すタイミング図である。図１３（ｂ）において、ＣＬＫ、ＴｘＤ、ＲｘＤはマスタＣＰＵ１０２から見た名前で、それぞれ通信同期クロック、送信データ、受信データを意味する。まず、マスタＣＰＵ１０２は、通信同期クロックＣＬＫの立ち下がりに同期して、送信データＴｘＤを送出する。スレーブＣＰＵ１０５は、マスタＣＰＵ１０２から送出されたＣＬＫとＴｘＤ信号から、通信同期クロックの立ち上がりに同期して８ビットの受信データを受け取る。続いて、スレーブＣＰＵ１０５は通信同期クロックの立ち下がりに同期して８ビットの送信データを送出する。スレーブＣＰＵ１０５から送出された送信データはマスタＣＰＵ１０２から見ると受信データＲｘＤであり、マスタＣＰＵ１０５は通信同期クロックの立ち上がりに同期して８ビットの受信データを受信する。このように、マスタＣＰＵ１０２の送出する通信同期クロックに同期させて、送信データＴｘＤと、受信データＲｘＤを送受信する。エンジン制御ユニット１０１と両面ユニット制御ユニット１６９には、それぞれ不図示の複数の入力信号の入力部が備えられており、斯かる入力部には、誤ったディジタルデータを取り込まないように、上述したようなノイズ除去装置が必要となる。特に、双方向クロック同期シリアル通信において、特に通信同期クロックにノイズが乗ると、通信同期クロックに同期してデータを受信するスレーブ側では、誤ったところでデータの取り込みが行われ、誤受信を多発するし、受信デ―タにおいても、通信同期クロックの立ち上がり時にノイズが発生すると誤受信が発生するので注意を要する。同様に、マスタ側でも、受信デ―タにおいても、通信同期クロックの立ち上がり時にノイズが発生すると誤受信が発生するので注意を要する。
【００１０】
このようなクロック同期シリアル通信において、通信同期クロック又は送受信データにノイズが乗るとデータの誤送信、誤受信が発生する。特に通信同期クロックにノイズが乗ると、通信同期クロックに同期してデータを受信するスレーブ側では、誤ったところでデータの取り込みが行われ、誤受信を多発する。受信データにおいても、通信同期クロックの立ち上がり時にノイズが発生すると誤受信が発生する。
【００１１】
このように、クロック同期シリアル通信においては、受信側でノイズを受けて誤データを認識してしまうことが多いので、図１１に示すような対策が施されてきた。即ち、この対策は、エンジン制御ユニット１０１と両面ユニット制御ユニット１６９との間の各接続線に、抵抗５１及びコンデンサ５２から成るアナログのローパスフィルタを設けるものである。このローパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃは、ｆｃ＝１／（２＊π＊Ｒ＊Ｃ）であり、これより高い周波数のノイズは減衰して除去すること可能である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
複数のディジタル入力のそれぞれの入力部に可変型ディジタルノイズフィルタ方式のノイズ除去装置を適用した場合、図１４に示すように、それぞれの入力部に、所定の時間間隔で複数回入力信号の状態を監視し信号の状態が変化した後、変化した後の状態が所定時間持続した時のみ信号の状態を取り込むための可変型タイミング発生器が入力部の数だけ必要となり回路が大型化するという問題点があった。
【００１３】
また、双方向クロック同期シリアル通信等、マスタ側から出力されるクロック信号に同期してスレーブ側からデータ信号が送信される場合等は、往き（クロック信号）と還り（データ信号）で通信の時間的な遅れが加算され、マスタ側のデータ信号の受信タイミングに支障をきたす虞がある。したがって、通信に遅れを生じる可能性のある場合には、可変型ディジタルノイズフィルタ方式のノイズ除去装置を設置することができず、ノイズ除去効果の高いディジタルノイズフィルタを適用することは困難である。つまり、図１０に示した従来可変型ディジタルノイズフィルタ方式のノイズ除去装置を設置する場合、ノイズ除去に応じて前記所定時間持続を設定することが可能であり汎用性があるが、逆に前記所定時間持続を任意に設定できるために、前記所定時間持続を大きく設定しすぎるとマスタ側のデータ信号の受信タイミングに支障をきたすという問題があった。そのため、実際には、可変型ディジタルノイズフィルタは使用されることは無く、図１５に示すようにあらかじめ設定されたカットオフ周波数ｆｃのアナログフィルタを形成してノイズを除去していた。カットオフ周波数は、あらかじめ設置された抵抗値Rとあらかじめ設置されたコンデンサCの値により決定され、ｆｃ＝１／（２＊π＊Ｒ＊Ｃ）となり、これより高い周波数のノイズを減衰させて除去していた。
【００１４】
本発明は、上記点に着目してなされたものであり、回路を大型化することなく、またディジタル信号のノイズ除去を確実に行える通信装置、方法、それを用いた画像形成装置、画像形成装置に接続されるユニット及び画像形成システムを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の通信装置は、外部ユニットから送信されるクロック信号に同期してデータの送受信を行う通信装置において、前記外部ユニットから送信された前記クロック信号を入力する第１信号入力ユニットと、前記クロック信号に同期して前記外部ユニットから送信されたデータ信号を入力する第２信号入力ユニットと、前記クロック信号のレベルが、前記クロック信号の周期に応じて設定された所定時間維持されることを監視し、前記クロック信号のレベルが前記所定時間維持された場合に、タイミング信号を出力する監視ユニットと、前記タイミング信号に応じて前記クロック信号をキャプチャする第１信号キャプチャユニットと、前記タイミング信号に応じて前記外部ユニットからの前記データ信号をキャプチャする第２キャプチャユニットと、前記第１キャプチャユニットによりキャプチャされた前記クロック信号に応じて、前記外部ユニットにデータ信号を送信するデータ信号送信ユニットとを有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の通信方法は、外部ユニットから送信されたクロック信号を受信するステップと、前記クロック信号に同期して前記外部ユニットから送られたデータ信号を受信するステップと、前記クロック信号のレベルが、前記クロック信号の周期に応じて設定された所定時間維持されることを監視し、前記クロック信号のレベルが前記所定時間維持されたら、タイミング信号を出力するステップと、前記タイミング信号に応じて前記クロック信号をキャプチャするステップと、前記タイミング信号に応じて前記外部ユニットからのデータ信号をキャプチャするステップと、前記キャプチャされたクロック信号に応じて前記外部ユニットにデータ信号を送信するステップとを備えたことを特徴とする通信方法。
【００１７】
また、本発明のオプションユニットは、画像形成装置に接続されるオプションユニットであって、前記画像形成装置から送信される信号に基づき前記オプションユニットの動作を制御するコントローラと、前記信号からノイズを除去するノイズ除去ユニットと、を備え、前記ノイズ除去ユニットは、前記画像形成装置から送信された前記クロック信号を入力する第１信号入力ユニットと、前記クロック信号に同期して前記外部ユニットから送信されたデータ信号を入力する第２信号入力ユニットと、前記クロック信号のレベルが、前記クロック信号の周期に応じて設定された所定時間維持されることを監視し、前記クロック信号のレベルが前記所定時間維持された場合に、タイミング信号を出力する監視ユニットと、前記タイミング信号に応じて前記クロック信号をキャプチャする第１信号キャプチャユニットと、前記タイミング信号に応じて前記外部ユニットからの前記データ信号をキャプチャする第２キャプチャユニットと、前記第１キャプチャユニットによりキャプチャされた前記クロック信号に応じて、前記画像形成装置にデータ信号を送信するデータ信号送信ユニットとを備えたことを特徴とするオプションユニット。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を添付の図面を参照して説明する。
【００２６】
［実施形態１］
図１は、複数の入力部を有する通信装置に本発明を適用した場合の構成例を示す。
【００２７】
本実施形態においては、ＣＰＵ２に入力される入力信号が、入力１（ＩＮ１）、入力２（ＩＮ２）、入力３（ＩＮ３）の３本の場合を説明する。これらの入力信号は、それぞれラッチ・ホールド回路５３−ａ、５３−ｂ、５３−ｃを通過してノイズ除去された後、ＣＰＵ２に入力される。可変型タイミング発生器５４は、ＩＮ１のディジタルデータの状態が変化した後、所定時間その状態を持続したかを検知し所定時間経過後に、タイミング信号を発生するものである。可変型タイミング発生器５４は、所定持続監視時間の値をＣＰＵ２から任意に設定することができる。可変型タイミング発生器５４の出力は、ＩＮ１、ＩＮ２、ＩＮ３のラッチ・ホールド回路５３−ａ、５３−ｂ、５３−ｃの制御信号として使用される。
【００２８】
これらの入力信号の入力周波数は、図２に示すように、ＩＮ３＜ＩＮ２＜ＩＮ１の順でＩＮ１が最も高い。更に、ＩＮ２及びＩＮ３のディジタルデータの切り替わり点は、ＩＮ１の切り替え点に含まれている。本発明によると、このような場合は、可変型タイミング発生器５４から出力されるラッチ・ホールド１制御信号（ＬＡＴＣＨ＊／ＨＯＬＤ１）はＩＮ１によって作成された制御信号であり、入力２用のラッチ・ホールド制御信号として、また入力３用のラッチ・ホールド制御信号として兼用するものである。
【００２９】
図２を用いて本発明のノイズ除去の働きを詳細に説明する。図２において、ノイズＦ、及びノイズＧが混入した場合を説明する。ノイズＦ、及びノイズＧは、ＩＮ１、ＩＮ２、ＩＮ３の入力経路が同一だと仮定すると、同様にノイズが乗る。さて、ＩＮ１に図２のようなノイズが乗った場合の可変型タイミング発生器５４の制御信号の状況は、図２のＬＡＴＣＨ＊／ＨＯＬＤ１のようになる。つまり、ノイズＦ、及びノイズＧが無い時のＩＮ１のディジタル信号の変化点の後では、所定時間持続経過後にデータを取り込むためＬＡＴＣＨ＊／ＨＯＬＤ１信号はＬｏｗとなる。また、ノイズＦがある場合には、ノイズＦが収まって後、所定時間持続経過後にデータを取り込むためＬＡＴＣＨ＊／ＨＯＬＤ１信号はＬｏｗとなる。更に、ノイズＧがある場合には、ＩＮ１のディジタル信号の変化した後所定時間同一の状態が持続されないので無視される。このようにＩＮ１により作成されたＬＡＴＣＨ＊／ＨＯＬＤ１信号を用いて、ノイズ除去された入力信号ＮＩＮ１（Ｎｅｗ ＩＮ１）が得られ、ＣＰＵ２に入力される。
【００３０】
ＬＡＴＣＨ＊／ＨＯＬＤ１信号は、ＩＮ２、ＩＮ３のノイズ除去用制御信号としても用いられる。ＩＮ２、及びＩＮ３はＩＮ１の信号の周波数より低く、ＩＮ２及びＩＮ３のディジタルデータの切り替わり点は、ＩＮ１の切り替え点に含まれている。よって、ＬＡＴＣＨ＊／ＨＯＬＤ１信号を用いてノイズ除去を行えば、ＩＮ２及びＩＮ３のディジタルデータの変化点を見逃すことなく、ディジタルデータのラッチが可能であり、ノイズ除去が可能となる。本発明によれば、複数のディジタル入力信号の各々の入力部に可変型タイミング発生器５４を設置する必要がなく、回路の小型化が可能となる。
【００３１】
［実施形態２］
図３は、例えばクロック同期シリアル通信装置のスレーブ側に適用される実施形態２の構成例を示すブロック図を示す。
【００３２】
ノイズ除去部７は、入力される基準クロックのタイミングで入力信号ＤＡＴＡ１をサンプリングするサンプリング部８と、サンプリング部８によってサンプリングされた信号の変化点、例えば、観測時点以前の論理レベルがＨＩＧＨだったとするとＬＯＷに変化した時点や、観測点以前の論理レベルがＬＯＷだったとするとＨＩＧＨに変化した時点を検出する変化点検出部９と、変化点検出部９において変化点を検出してから変化後の論理レベルが所定時間持続したかを監視する同一レベル持続監視部１０とを備えている。同一レベル持続監視部１０は、論理レベルがＨＩＧＨからＬＯＷに変化した場合には、論理レベルのＬＯＷへの変化後、所定時間ＬＯＷを持続していたかを監視し、逆に、論理レベルがＬＯＷからＨＩＧＨに変化した場合には、論理レベルのＨＩＧＨへの変化後、所定時間ＨＩＧＨを持続していたかを監視する。これにより、前記論理レベルが変化したことが、実際の信号として変化したのか、ノイズにより変化したのかを切り分けることができる。ノイズの場合には、激しくＨＩＧＨ／ＬＯＷを繰り返すので、論理レベルが変化した後、変化後の論理レベルを所定時間持続することはないからである。
【００３３】
また、ノイズ除去部７は、同一レベル持続監視部１０を監視する所定時間の変更、設定を行う同一レベル持続監視時間設定部１１を備えている。これにより、基準クロックの違う他のシステム又はノイズ環境の違う他のシステムにおいて、適切な所定時間を設定することができ、より効果的にノイズを除去することが可能となる。さらに、ノイズ除去部７は、同一レベル持続監視部１０の結果を受けて、入力信号ＤＡＴＡ１の取得タイミングを決定するデータ取得タイミング作成部１２と、データ取得タイミング作成部１２の結果を受けて実際のサンプリングされた入力信号ＤＡＴＡ１をラッチ又はホールドするラッチ・ホールド部１３とを備えている。このラッチ・ホールド部１３は、入力信号ＤＡＴＡ１が変化し、所定時間同一論理レベルとして持続していた場合には、所定時間経過後、サンプリングデータを有効としてラッチする。それ以外は、自分自身のデータをフィードバックしてホールドする。これにより、ノイズが回路の内部に容易に進入することを防ぐことができる。
【００３４】
本実施形態では、変化点検出部９、同一レベル持続監視部１０及びデータ取得タイミング作成部１２を入力信号ＤＡＴＡ１及び入力信号ＤＡＴＡ２で共通に使用し、入力信号ＤＡＴＡ２用にはこれらを新たに設置しない構成とした。
【００３５】
本実施形態では、入力信号ＤＡＴＡ１が通信同期クロックであり、入力信号ＤＡＴＡ２とが前記通信同期クロックに同期して送信されてくる受信データである場合を説明する。本実施形態の場合、受信データ（入力信号ＤＡＴＡ２）の周波数は通信同期クロック（入力信号ＤＡＴＡ１）に比べて低い周波数であり、かつ受信データ（入力信号ＤＡＴＡ２）の論理レベルの変化点は必ず通信同期クロック（入力信号ＤＡＴＡ１）の立ち下がりで行われる。したがって、通信同期クロック（入力信号ＤＡＴＡ１）に関して論理レベルの変化点をチェックしておき受信データ（入力信号ＤＡＴＡ２）の取得タイミングを決定すれば、決定された取得タイミングで受信データ（入力信号ＤＡＴＡ２）を取得しても、受信データ（入力信号ＤＡＴＡ２）を誤取得することはない。
【００３６】
また、ノイズの発生に対しても、ノイズ環境は同期クロック（入力信号ＤＡＴＡ１）と受信データ（入力信号ＤＡＴＡ２）とは共に同じで、一方の信号にノイズが乗れば、他方にもノイズが乗る。すなわち、両信号には、同一時点で同様にノイズが発生すると考えられる。したがって、少なくとも通信同期クロック（入力信号ＤＡＴＡ１）に乗ったノイズを除去するためのシーケンスで、受信データ（入力信号ＤＡＴＡ２）の取得タイミングを決定すればノイズが除去された受信データを取得することができる。なお、受信データは、1つの場合を説明したが、複数であっても良い。
【００３７】
図４は、図３のノイズ除去部７の回路例を示す回路図である。本回路例は、ＬＳＩ化しやすいように同期化回路で形成している。なお、本回路例は、実施形態２の場合について説明するが、実施形態１の場合にも全く同様の回路を用いることができる。
【００３８】
同図において、Ｄラッチ２１及び２２，Ｄラッチ３７及び３８は、それぞれ入力信号ＤＡＴＡ１及びＤＡＴＡ２を図４に示す回路全体の同期クロックであるＣＬＫで同期化（サンプリング）するものである。
【００３９】
排他的ＯＲ２３、インバータ２４は、Ｄラッチ２１，２２の結果により、論理レベルの変化点を検出するための演算素子として使われる。つまり、排他的ＯＲ２３の出力は、前の状態と変化のあったときはＨＩＧＨに、変化のないときはＬＯＷになる。インバータ２４の出力は排他的ＯＲ２３の出力の逆で、前の状態と変化のあったときはＬＯＷに、変化のないときはＨＩＧＨになる。これらの信号は、後述するシーケンサ及びカウンタの制御信号として使用される。
【００４０】
ＡＮＤ２５，２６、ＪＫラッチ２７は、この３素子でこの回路の核となるシーケンサを構成する。４ビットバイナリーカウンタ２８，２９は、Ｄ０〜Ｄ７に８ビットでデータを設定することにより、最大２５５カウントまでカウントすることが可能である。リップルキャリー検出用ＡＮＤ３０は、カウンタオーバーフロ―によりリップルキャリーが発生したことを検出する素子として使われる。
【００４１】
インバータ３１、ＡＮＤ３２，３３、ＯＲ３４、及びＤラッチ３５は、ラッチ及びホールドを選択するセレクタとして働き、Ｄラッチ３５は、リップルキャリー検出用ＡＮＤ３０の結果を受けて、ＬＯＷのときにはＤラッチ２２の出力を取得し、ＨＩＧＨのときには前の値をホールドするためにＤラッチ３５の出力をフィードバックして取得する。このＤラッチ３５の出力がノイズを除去した新たな信号ＮＤＡＴＡ１（Ｎｅｗ ＤＡＴＡ１）となる。すなわち、Ｄラッチ３５の出力は、入力信号ＤＡＴＡ１の論理レベルが変化した後、所定時間同じ論理レベルを続けたタイミングで前記変化後の入力信号ＤＡＴＡ１の論理レベルになり、それ以外のタイミングでは以前からの論理レベルを維持する。したがって、ノイズが発生していないタイミングでのみ論理レベルが変化するので、ノイズが後段の回路の内部に進入することを防ぐことが可能となる。
【００４２】
ラッチ３７，３８による入力信号ＤＡＴＡ２の同期化回路、及びインバータ３９、ＡＮＤ４０，４１、ＯＲ４２、Ｄラッチ４３からなるラッチ及びホールドを選択するセレクタ回路は、入力信号ＤＡＴＡ２の取得用に設けられ、そのラッチタイミングは、入力信号ＤＡＴＡ１のラッチタイミングと同じタイミングである。つまり、リップルキャリー出力用ＡＮＤ３０の出力がＬＯＷのときは入力信号ＤＡＴＡ２の同期化された信号を取得し、ＨＩＧＨのときは前の値をホールドする。このＤラッチ４３の出力がノイズを除去した新たな信号ＮＤＡＴＡ２（Ｎｅｗ ＤＡＴＡ２）となる。
【００４３】
排他的ＯＲ３６は、論理レベルが変化した後、カウンタ２８，２９で同一論理レベルが所定時間持続したかをカウントさせるため、排他的ＯＲ３６の出力信号はカウンタ２８，２９のＥＮＰ入力端子に入力される。この信号は、最終的に出力される信号ＮＤＡＴＡ１と、入力信号ＤＡＴＡ１の同期化された信号の排他ＯＲで構成される。つまり、排他的ＯＲ３６は、現在出力されている信号ＮＤＡＴＡ１と入力信号ＤＡＴＡ１が異なるレベル、すなわち入力信号ＤＡＴＡ１に変化があり、その値を保持し続けているときにＨＩＧＨとなり、カウンタ２８，２９のカウントアップの許可信号を与える。
【００４４】
次に、シーケンサを構成するＡＮＤ２５，２６、及びＪＫラッチ２７を中心に全体の制御の流れを説明する。
【００４５】
まず、信号ＣＬＲが一瞬ＬＯＷに下がり、各ラッチのリセットが行われる。その時、ＡＮＤ２５の一方の入力（排他的ＯＲ２３の出力側）がＬＯＷであるので、ラッチ２７のＱ出力はＬＯＷである。よって、ＪＫラッチ２７のＱ出力はＬＯＷに固定され、排他的ＯＲ２３がＨＩＧＨになるのを待ち続ける。
【００４６】
入力信号ＤＡＴＡ１の論理レベルが、ＣＬＫ一つ分前のデータと異なるときを変化点と認識し、排他的ＯＲ２３はＨＩＧＨを、インバータ２４はＬＯＷを出力する。それを受けて、シーケンサは次のステップに進み、ＪＫラッチ２７のＱ出力はＨＩＧＨになる。カウンタ２８，２９はＤ０〜Ｄ７の値がロードされ、ロードされた値からカウントアップが始まる。カウントアップの許可信号は排他的ＯＲ３６の出力で制御されるが、入力信号ＤＡＴＡ１の論理レベルが変化したときは、排他的ＯＲ３６の出力はＨＩＧＨとなり許可を与える。
【００４７】
この後は、ＡＮＤ２６の片方の入力であるリップルキャリー出力用ＡＮＤ３０の出力側がＨＩＧＨになるのを待つ。つまり、所定のカウントが終了するまで、常に同じ値を保持していたかを検出し続ける。この時、仮にノイズによりカウントアップ動作が一時的に中断すると、排他的ＯＲ２３の出力がＨＩＧＨに、インバータ２４の出力がＬＯＷになり、カウンタはＤ０〜Ｄ７を設定し直す。つまり、排他的ＯＲ２３の出力を受けたインバータ２４がＬＯＷになることにより、カウンタの動作のリロードを行い、所定の値の最初からカウントをし直す。これにより、所定の間持続して保持しつづけたか否かが監視される。
【００４８】
所定の値をカウントアップすると、リップルキャリー出力用ＡＮＤ３０がＨＩＧＨとなり、シーケンサは次のステップに進む。
【００４９】
また、このリップルキャリー出力用ＡＮＤ３０がＨＩＧＨになった瞬間がＡＮＤ３３，４１の許可信号となり、Ｄラッチ２２，３８の出力は、Dラッチ３５，４３にそれぞれ取り込まれる（信号ＮＤＡＴＡ１，ＮＤＡＴＡ２のレベルが変化する）。なお、それ以外のタイミングでは、リップルキャリー出力用ＡＮＤ３０はＬＯＷであるので、信号ＮＤＡＴＡ１，ＮＤＡＴＡ２の論理レベルは保持されている。これにより、シーケンサは、元の状態（ＪＫラッチ２７のＱ出力のＬＯＷ状態）に戻り、次の変化点が発生するのを再び待つ。以上説明したように、図４に示す回路によりノイズ除去部７（図３）の動作を実現することができる。
【００５０】
上述したように、本発明の実施形態によれば、ノイズ除去部７は入力信号が変化してから、その変化した値を所定時間保持しつづけたときに初めてその入力信号を有効とするので、通信クロックの周波数を大幅に落とすことなく、確実にノイズを除去することができ、しかも複数の入力信号に対して別個にノイズ除去用の回路を必要としないので、回路の小型化が可能となる。なお、上記実施形態１，２の通信装置は、図１１，１２で説明したような画像形成装置と両面ユニット（又は、ＭＰＴ(Multi purpose Tray)、封筒フィーダ等の他のオプションユニット）との間の通信に好適に適用可能である。その場合、上記のノイズ除去部７は画像形成装置又はオプションユニットの少なくとも一方に備えられることになる。
【００５１】
［実施形態３］
図５は、本実施形態３を適用可能なシリアル通信用ノイズ除去装置を備えた画像形成装置の構成例を示す図である。この画像形成装置は、例えばレーザビームプリンタやレーザファックス等である。
【００５２】
図５において、本画像形成装置１００は、光源ユニット、シリンドリカルレンズ、回転多面鏡を有するスキャナモータ、結像レンズ、及びＢＤ検出器等を有するスキャナユニット６１と、該スキャナユニット６１から出射されたレーザ光により露光される感光体６２と、該感光体６２上に露光された潜像を現像する現像ユニット６３と、記録紙６４に画像を転写する転写ベルト６５と、転写された画像を記録紙６４に定着させる定着器６６と、記録紙６４を搭載するカセット６７と、各構成部を制御するエンジン制御ユニット１とを備えている。スキャナユニット６１から発射されたレーザ光は、回転ドラム上の感光体６２に結像される。レーザ光によって感光体６２上に露光された潜像は、現像剤の充填された現像ユニット６３により顕像化され、転写ベルト６５の位置でカセット６７より供給された記録紙６４に転写され、続いて定着器６６で記録紙に定着される。画像の定着された記録紙は最後に不図示の排出器に排出される。
【００５３】
上記画像形成装置１００には、記録紙６４の両面印字を可能にする両面ユニット６８が装着可能になっており、この両面ユニットには、当該両面ユニット６８の制御を行う両面ユニット制御ユニット６９が備えられている。両面印字の指示があった場合には、記録紙６４の表面が印字された後に、記録紙６４が両面ユニット６８に導かれ、該両面ユニット６８内で記録紙６４の表裏が反転され、再度給紙され、記録紙６４の裏面に印字される。
【００５４】
このとき、エンジン制御ユニット１と両面ユニット制御ユニット６９とはシリアル通信で交信を行い、制御を分担しており、両面ユニット６８の制御は両面ユニット制御ユニット６９が行い、他の構成部の制御はエンジン制御ユニット１が行う。
【００５５】
図６はエンジン制御ユニット１と両面ユニット制御ユニット６９との間のシリアル通信による接続を示すブロック図である。エンジン制御ユニット１は両面ユニット制御ユニット６９とクロック同期通信を行うシリアル通信部３を搭載したマスタＣＰＵ２と、ディジタルノイズフィルタにより構成されるノイズ除去部４とを備えており、両面ユニット制御ユニット６９はエンジン制御ユニット１とクロック同期通信を行うシリアル通信部６を搭載したスレーブＣＰＵ５と、ディジタルノイズフィルタにより構成されるノイズ除去部７とを備えている。ノイズ除去部７はディジタルノイズフィルタで構成されており、その各構成は、前述図３のノイズ除去部７と同様であり、同じ参照符号を付すとともに、詳細な説明は省略する。また、ノイズ除去部４は、ノイズ除去部７と部分的に同様の構成を有しており、対応する部分については同一の参照符号を付すとともに、詳細な説明は省略する。
【００５６】
図７は、クロック同期シリアル通信のクロックとデータの関係を示す図である。
【００５７】
以下、図７をあわせて参照して、図６の構成の動作を説明する。図７において、ｓＣＬＫは通信同期クロックであり、この通信同期クロックｓＣＬＫをノイズ除去部７によりノイズ除去することにより通信同期クロックＮｓＣＬＫが得られる。ｓＲｘＤは受信データであり、ＮｓＲｘＤはノイズ除去部７によりノイズ除去された受信データである。ＬＡＴＣＨ＊／ＨＯＬＤは、データ取得タイミング作成部１２で得られる新しくサンプリングされた入力信号をラッチ・ホールド部１３，１５にてラッチするか、前の状態をフィードバックして保持するかを選択するための信号である。ラッチ・ホールド部１３，１５はこの信号のＬＯＷのタイミングで新しくサンプリングされた入力信号をラッチし、ＨＩＧＨで前の状態をフィードバックして保持する。
【００５８】
図７（ａ）に示すように、通信同期クロックｓＣＬＫの発していない区間にノイズＡ及びノイズＢが乗った場合には、実施形態１，２で説明した場合と同様に、ノイズＡ及びノイズＢが論理レベルの変化点と認識した後、所定時間同一レベルで持続していないので、ノイズ除去部７により除去されている（通信同期クロックＮｓＣＬＫ、及び受信データＮｓＲｘＤ）。
【００５９】
また、図７（ｂ）に示すように、ノイズＣ及びノイズＤが乗った場合を説明する。ノイズＣは、通信同期クロックＮｓＣＬＫが反転した直後のノイズである。前述の図７（ａ）のノイズＡ及びノイズＢのときと同様に、ノイズＣにより論理レベルの変化点と認識した後、所定時間同一レベルで持続していないので、ノイズ除去部７により除去される（通信同期クロックＮｓＣＬＫ、及び受信データＮｓＲｘＤ）。
【００６０】
ノイズＤは、通信同期クロックｓＣＬＫの論理レベルが反転した直後のノイズである。すなわちノイズＤが乗る前に通信同期クロックｓＣＬＫが反転したにもかかわらず、所定時間監視しつづけている間にノイズＤが乗った場合、論理レベルの変化点から所定時間同一レベルが持続しないため、ノイズＤが発生している間は、ノイズ除去部７は通信同期クロックＮｓＣＬＫの論理レベルを反転させない。ノイズＤがなくなった時点で、改めて、通信同期クロックｓＣＬＫの論理レベルの変化点を認識し、所定時間同一レベルが持続したかを監視し続け、その結果、所定時間経過後に、ラッチ・ホールド部１３，１５はサンプリングデータ（変化後の通信同期クロックｓＣＬＫ）をラッチする（通信同期クロックＮｓＣＬＫ、及び受信データＮｓＲｘＤ）。
【００６１】
監視する所定時間が通信同期クロックの半周期に比べて短いので、多少の時間の遅れはあるものの、ノイズを除去して、確実に入力信号の取り込みを行うことが可能である。しかしながら、ノイズの連続発生時間が長く、逆に同期クロックの周期が高くなってくると、前記時間の遅れは無視できなくなる。
【００６２】
以上は、スレーブ側がデータを受信する場合の動作であるが、次にスレーブ側がデータを送信する場合の動作を説明する。
【００６３】
図８において、マスタ側からは通信同期クロックＣＬＫと、その通信同期クロックＣＬＫに同期して送信データＴｘＤが送出される。これらの信号は、スレーブ側では、ｓＣＬＫ、ｓＲｘＤとして受信される。スレーブ側のｓＣＬＫ信号、ｓＲｘＤ信号が、ノイズ除去部７を通過した後の信号はＮｓＣＬＫ信号、ＮｓＲｘＤ信号であり太線で示した。続いて、スレーブ側からはｓＴｘＤ信号が送信される。このｓＴｘＤ信号は、通信同期クロックＣＬＫではなく、ノイズ除去された通信同期クロックＮｓＣＬＫに同期して送信される。したがって、ノイズによって誤タイミングでｓＴｘＤ信号を送信することを防止することができる。マスタ側は、このｓＴｘＤ信号をＲｘＤとして受信する。マスタ側のＲｘＤ信号が、ノイズ除去部４を通過した後の信号はＮＲｘＤであり太線で示した。このように、本実施形態において、本来、受信した通信同期クロックｓＣＬＫに同期して送信すべきデータｓＴｘＤ信号は、必ずしも通信同期クロックｓＣＬＫとは同期していない通信同期クロックＮｓＣＬＫに同期して送信される。
【００６４】
図８において、スレーブ側の受信部での持続監視時間の所定値をｔ１、マスタ側の受信部での持続監視時間の所定値をｔ２とすれば、マスタ側からの通信同期クロックｓＣＬＫを受信してノイズ除去された通信同期クロックＮｓＣＬＫを得る際に、ノイズ除去部７で少なくともｔ１だけ遅れる。またスレーブＣＰＵ５は、ｔ１遅れた通信同期クロックＮｓＣＬＫに同期して送信データｓＴｘＤを送信する。マスタＣＰＵ２がこのデータｓＴｘＤ（＝ＲｘＤ）を受信する際に、ノイズ除去部４で少なくともｔ２だけ遅れる。したがって、通信同期クロックＣＬＫ（＝ｓＣＬＫ）に対する受信データＲｘＤの遅れは、少なくともｔ１＋ｔ２になる。
【００６５】
本実施形態においては、マスタＣＰＵ２は送信時に通信同期クロックＣＬＫの立ち下がりでデータを送信して、受信時に通信同期クロックＣＬＫの立ち上がりでデータを受信する。場合、通信同期クロックＣＬＫの周期の半分の時間の間に、少なくとも前述ｔ１+ｔ２の遅れを許容できなければならない。すなわち、通信同期クロックの周期をTとすると、ｔ１＋ｔ２≦Ｔ／２を満たさなければならない。
【００６６】
ノイズに対する耐性が大きくするために、スレーブ側とマスタ側での持続監視時間ｔ１，ｔ２を等しくした場合（ｔ＝ｔ１＝ｔ２）、２×ｔ≦Ｔ／２
∴ｔ≦Ｔ／４
よって、上記監視する所定時間は、通信同期クロックの周期の１／４以下にする必要がある。
【００６７】
また、上記図７（ｂ）におけるノイズＤの場合等、遅延時間は上記の時間ｔ１，ｔ２以上となる場合、信号の伝送の遅延等を考慮すると、好適には、通信同期クロックの周期の１／８程度が望ましい。さらに、マスタＣＰＵ２は、少なくとも、ノイズ除去部４における所定時間ｔ２を認識しているので、ノイズ除去された受信データＮＲｘＤを、通信同期クロックＣＬＫに同期して取り込むのではなく、通信同期クロックＣＬＫを少なくとも前記所定時間ｔ２遅延したタイミングで取り込むようにしても良い。
【００６８】
なお、図７（ｃ）に示すように、通信同期クロックの論理レベルが変化して同一レベルを持続している区間に、連続的にノイズＥが乗った場合には、ノイズの変化点を認識した後、所定時間同一レベルを持続するという状態を認識できず、正常なデータを受信することはできない。このようなエラーが起きた場合、データ自体にエラー訂正用のデータを含ませ、これに基づいてＣＰＵ２，５がエラー訂正するように構成することも可能である。また、パリティーチェック等により、エラーを認識し、自動的に通信同期クロックの周波数を決定するようにしてもよい。
【００６９】
［実施形態４］
図９は、エンジン制御ユニット１及び両面ユニット制御ユニット６９の変形例であり、図中、１６はシリアル通信部３及びノイズ除去部４を内部に備えられるマスタＣＰＵであり、１７はシリアル通信部６及びノイズ除去部７を内部に備えるスレーブＣＰＵである。図６のエンジン制御ユニット１及び両面ユニット制御ユニット６９では、ディジタル的なノイズ除去部をＣＰＵとは別構成としたが、本変形例ではこれにとらわれることなく、ＣＰＵ内にノイズ除去部４又はノイズ除去部７を挿入することにより、更にコストダウンが望める。
【００７０】
さらに、同一レベル持続監視時間設定部１１が設定、変更する所定時間をマスタＣＰＵ１６及びスレーブＣＰＵ１７内のレジスタに割り当てておき、特定のアドレスにアクセスすれば、所定時間を書き換えられる構成にしておけば、時間設定用のピンをマスタＣＰＵ１６及びスレーブＣＰＵ１７外に設ける必要もなくなり、よりコストダウンを図ることができる。
【００７１】
上記実施形態３，４においては、マスター側から出力される通信同期クロックに同期して双方向のデータが通信される場合を説明したが、両面ユニット側から通信同期クロックを送信する場合にも適用可能である。また、本実施形態では、エンジン制御ユニット１と両面ユニット６９との機内通信を例にとって説明したが、本発明はこれにとらわれることなく、他のオプションユニットであるところのＭＰＴ(Multi purpose Tray)、及び封筒フィーダ等のさまざまなシステムのシリアル通信に適用できる。
【００７２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１のノイズ除去装置及び請求項２のクロック同期シリアル通信装置によれば、複数のディジタル入力のそれぞれの入力部に可変型ディジタルノイズフィルタを適用し、かつ、特に第一のディジタル入力信号が、第二のディジタル入力信号より周波数が高く、かつ、第二のディジタル入力信号の状態の変化点が、第一のディジタル入力信号の変化点と同じタイミングである場合に、第一のディジタル入力信号の状態を取り込むタイミングにより第二のディジタル入力信号を取り込むことことにより、信号の状態を取り込むタイミングを作成する回路を一つにすることが可能となり、回路を小型化することができる。
【００７３】
本発明によれば、所定の時間間隔で複数回入力信号の状態を監視し、信号の状態が変化して後、変化した後の状態が所定時間持続した時のみ信号の状態を取り込む方式の除去装置における前記所定時間が通信同期クロックの周期の１／４以下に設定されるので、ディジタルノイズフィルタ固有の時間的な遅れを考慮する必要がなくなり、シリアル通信用ノイズ除去装置としてディジタルノイズフィルタを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る可変型ディジタルノイズフィルタの構成例を示す図である。
【図２】ノイズF及びノイズGが乗った場合の複数の入力信号と複数の入力信号のノイズ除去後の信号の関係を示す図である。
【図３】ノイズ除去部７の構成を示すブロック図である。
【図４】ノイズ除去部７の回路図である。
【図５】本発明の実施形態に係るシリアル通信用ノイズ除去装置を備えた画像形成装置の構成を示す図である。
【図６】エンジン制御ユニット１と両面ユニット制御ユニット６９との間のシリアル通信による接続を示すブロック図である。
【図７】通信同期クロックの発していない区間にノイズＡ及びノイズＢが乗った場合のクロック同期シリアル通信のクロックとデータの関係（ａ）、通信同期クロックの発している区間にノイズＣ及びノイズＤが乗った場合のクロック同期シリアル通信のクロックとデータの関係（ｂ）、及び通信同期クロックの論理レベルが変化して同一レベルを持続している区間に、連続的にノイズＥが乗った場合のクロック同期シリアル通信のクロックとデータの関係（ｃ）を示す図である。
【図８】双方向クロック同期シリアル通信において、マスタＣＰＵ２とスレーブＣＰＵ５との通信状態を示すタイミング図である。
【図９】エンジン制御ユニット１０１と両面ユニット制御ユニット１６９との間のシリアル通信による接続を示すブロック図である。
【図１０】ノイズ除去部１１４の構成を示すブロック図である。
【図１１】画像形成装置の構成を示す図である。
【図１２】エンジン制御ユニット１０１と両面ユニット制御ユニット１６９との間のシリアル通信による接続を示すブロック図である。
【図１３】クロック同期シリアル通信のクロックとデータとの関係（ａ）、及びマスタＣＰＵ１０２とスレーブＣＰＵ１０５との通信状態（ｂ）を示すタイミング図である。
【図１４】従来可変型ディジタルノイズフィルタを複数設置した構成を示す図である。
【図１５】エンジン制御ユニット１０１と両面ユニット制御ユニット１６９との間のシリアル通信による接続を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ エンジン制御ユニット
２ マスタＣＰＵ
３，６ シリアル通信部
４，７ ノイズ除去部
５ スレーブＣＰＵ
８ サンプリング部
９ 変化点検出部
１０ 同一レベル持続監視部
１１ 同一レベル持続監視時間設定部
１２ データ取得タイミング作成部
１３ ラッチ・ホールド部
６９ 両面ユニット制御ユニット
Claims (9)
- 外部ユニットから送信されるクロック信号に同期してデータの送受信を行う通信装置において、
前記外部ユニットから送信された前記クロック信号を入力する第１信号入力ユニットと、
前記クロック信号に同期して前記外部ユニットから送信されたデータ信号を入力する第２信号入力ユニットと、
前記クロック信号のレベルが、前記クロック信号の周期に応じて設定された所定時間維持されることを監視し、前記クロック信号のレベルが前記所定時間維持された場合に、タイミング信号を出力する監視ユニットと、
前記タイミング信号に応じて前記クロック信号をキャプチャする第１信号キャプチャユニットと、
前記タイミング信号に応じて前記外部ユニットからの前記データ信号をキャプチャする第２キャプチャユニットと、
前記第１キャプチャユニットによりキャプチャされた前記クロック信号に応じて、前記外部ユニットにデータ信号を送信するデータ信号送信ユニットと
を有することを特徴とする通信装置。 - 前記所定時間は、前記クロック信号の１周期の１／４以下に設定されることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
- 前記所定時間は、可変に設定することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
- 外部ユニットから送信されたクロック信号を受信するステップと、
前記クロック信号に同期して前記外部ユニットから送られたデータ信号を受信するステップと、
前記クロック信号のレベルが、前記クロック信号の周期に応じて設定された所定時間維持されることを監視し、前記クロック信号のレベルが前記所定時間維持されたら、タイミング信号を出力するステップと、
前記タイミング信号に応じて前記クロック信号をキャプチャするステップと、
前記タイミング信号に応じて前記外部ユニットからのデータ信号をキャプチャするステップと、
前記キャプチャされたクロック信号に応じて前記外部ユニットにデータ信号を送信するステップと
を備えたことを特徴とする通信方法。 - 前記所定時間を可変設定するステップを有することを特徴とする請求項４に記載の通信方法。
- 画像形成装置に接続されるオプションユニットであって、
前記画像形成装置から送信される信号に基づき前記オプションユニットの動作を制御するコントローラと、
前記信号からノイズを除去するノイズ除去ユニットと、を備え、
前記ノイズ除去ユニットは、
前記画像形成装置から送信された前記クロック信号を入力する第１信号入力ユニットと、
前記クロック信号に同期して前記外部ユニットから送信されたデータ信号を入力する第２信号入力ユニットと、
前記クロック信号のレベルが、前記クロック信号の周期に応じて設定された所定時間維持されることを監視し、前記クロック信号のレベルが前記所定時間維持された場合に、タイミング信号を出力する監視ユニットと、
前記タイミング信号に応じて前記クロック信号をキャプチャする第１信号キャプチャユニットと、
前記タイミング信号に応じて前記外部ユニットからの前記データ信号をキャプチャする第２キャプチャユニットと、
前記第１キャプチャユニットによりキャプチャされた前記クロック信号に応じて、前記画像形成装置にデータ信号を送信するデータ信号送信ユニットと
を備えたことを特徴とするオプションユニット。 - 前記所定時間は、前記クロック信号の１周期の１／４以下に設定されることを特徴とする請求項６に記載のオプションユニット。
- 前記所定時間は、前記クロック信号の前記周期に応じて可変設定されることを特徴とする請求項６に記載のオプションユニット。
- 前記オプションユニットは、前記画像形成装置接続される、両面ユニットまたは、給紙トレイ、または、封筒フィーダを含むことを特徴とする請求項６乃至８のいずれかの項に記載のオプションユニット。
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