JP7171411B2 - センサ制御装置、画像形成装置 - Google Patents

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。

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が配置される。例えば、画像形成装置は、シートの有無を検知するセンサ、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用のセンサなどの多数のセンサを搭載する。画像形成装置等は、センサの検知結果に基づいて内部機器を制御することでシートの搬送制御等を行うために、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制御を行う制御基板とがケーブルを介して接続される。センサ数が増加すると装置内部で用いられるケーブル数も増加する。ケーブル数の増加により、配線スペース及び制御基板のコネクタスペースが増加する。ケーブル数やコネクタスペースの増加は、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、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）。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、センサ毎に異なる電圧値で表される。そのためにどのセンサの検知結果であるかが判別可能である。

特開２００８－５９１６１号公報

それぞれ異なる抵抗値の抵抗器を有する複数のセンサを直列接続する場合、センサを直列に接続する順序が抵抗値に応じて決められる。センサの接続順を間違えると、各センサの検知結果の取り違えが生じる。センサの抵抗値と接続順の対応に間違いが生じないように、各センサの外形を抵抗値に応じてユニークなものにすることもできる。しかしながらこの場合、センサの種類（抵抗値、外形）が増加し、部品の高コスト化、部品管理の煩雑化による管理費の増加等の問題が生じる。同じ構成の複数のセンサを直列接続した場合、検知結果がどのセンサによるものかの判断が困難であり、例えば、検知結果をパケット通信で送受信するなどのように、さらに高度で高コストの構成が必要となる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、センサに高度な制御を必要とせず、同じ構成の複数のセンサを直列に接続した構成であっても、各センサに独立して検知動作を行わせ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。

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に接続される複数のセンサと、を備えており、前記複数のセンサの各々は、前記制御手段から印加される第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１電圧とは異なる第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、初段のセンサに前記第１電圧を印加することで初段のセンサに検知動作を行わせ、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２段目のセンサに検知動作を行わせることを特徴とする。

本発明によれば、同じ構成の複数のセンサを直列に接続した構成であっても、各センサが独立して検知可能となる。

画像形成装置の構成図。 メイン基板及びセンサの構成図。 動作制御処理を表すフローチャート。 動作制御処理時のタイミングチャート。 メイン基板及びセンサの構成図。 動作制御処理を表すフローチャート。 メイン基板と第１センサとの動作制御処理時のタイミングチャート。 動作制御処理時のタイミングチャート。 センサの端子配列の説明図。 センサの端子配列の説明図。 センサの端子配列の説明図。

以下、図面を参照して、実施の形態を詳細に説明する。

（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、画像形成のための感光体１０１、帯電器１０２、電位センサ１０３、露光器１０４、現像器１０５、転写部１０６、クリーナー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。シート１１０が給送される搬送経路には、複数のセンサ１３１、１３２、１３３が設けられる。シート１１０の搬送方向の上流側から順位、初段のセンサ１３１、２段目のセンサ１３２、３段目のセンサ１３３が所定の間隔で配置される。画像形成装置１００は、ステッピングモータ１２１、１２３、１２５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。

帯電器１０２は、感光体１０１の表面を一様に帯電する。表面が一様に帯電された感光体１０１は、露光器１０４により画像信号に応じて露光されることで、画像信号に応じた静電潜像が形成される。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による露光位置と、現像器１０５による現像位置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によって給紙カセット１２０から給紙されたシート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、クリーナー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。これにより、画像が印字された成果物が得られる。

シート１１０の給紙動作について説明する。コントローラは、給紙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。

搬送ローラ１２４は、ステッピングモータ１２３により回転される。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。

搬送ローラ１２６は、ステッピングモータ１２５により回転される。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１２６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、トナー像の転写が行われる。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。

本実施形態のセンサ１３１、１３２、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、１３２、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。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光路を遮蔽することで、センサ１３１、１３２、１３３は、シート１１０を検知することができる。ただし、搬送経路を搬送されるシート１１０を検知位置で検知できる構成であれば、センサ１３１、１３２、１３３の構成はこれに限らない。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が遮蔽され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。

図２は、コントローラに含まれるメイン基板、及びセンサの構成図である。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。

第１センサ１３１～第３センサ１３３は、メイン基板２００に対して直列に接続される。メイン基板２００側を上流として、メイン基板２００に対して上流側から第１センサ１３１、第２センサ１３２、第３センサ１３３の順に各センサが接続される。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。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、及び第３センサ１３３は、接地が共通になっている。

メイン基板２００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ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１と、第１センサ１３１～第３センサ１３３に印加する電源電圧の切替を行う電源切替部２０２とを備える。電源切替部２０２は、第１センサ１３１～第３センサ１３３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。

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。

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。電圧検知部２１１ａの動作の詳細は後述する。

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の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。

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。

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の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。

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下がりを検知する。電圧検知部２１１ａは、電源投入時の初期状態で「第１状態」となり、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。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。

電源投入時の初期状態（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。
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。

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、対応する第１センサ１３１の各部の動作と同じであるので説明を省略する。

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。

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。第３センサ１３３が直列接続の最下流であるために、コネクタ２１０ｃは、後段に何も接続されない。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、対応する第１センサ１３１の各部の動作と同じであるので説明を省略する。

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、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。

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。仮に、第２センサ１３２及び第３センサ１３３の両方を直接メイン基板２００へ接続する場合、電源ライン及び信号ラインの数が増加して配線が複雑化する。さらに、メイン基板２００のコネクタ２０３のピン数、専有面積が増加して、コストが増大してしまう。

図３は、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。図４は、動作制御処理時のタイミングチャートである。ＣＰＵ２０１は、例えば、シート１１０が搬送される前から動作制御処理を開始する。シート１１０が画像形成装置１００の搬送経路に沿って搬送されている間、ＣＰＵ２０１は動作制御処理を繰り返し実行する。そして、シート１１０が画像形成装置１００から排出された後、ＣＰＵ２０１は動作制御処理を終了する。なお、画像形成装置１００が複数のシート１１０に連続して画像を形成する場合、ＣＰＵ２０１は、複数のシート１１０の中の１枚目のシートが搬送される前から動作制御処理を開始し、複数のシート１１０が全て排出された後に動作制御処理を終了する。

ＣＰＵ２０１は、動作制御処理を開始すると、まず、電源切替部２０２が出力する電源電圧を０［Ｖ］に設定する（Ｓ３０１）。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、初期状態である遮断状態（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）に制御するために十分な時間に設定されている。

電源電圧を０［Ｖ］に設定して所定時間経過した後、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）。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。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（Ｓ３０４）。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。

電源電圧が５［Ｖ］で所定時間経過した後、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（Ｓ３０５）。Ｓ３０５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（電圧値）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。

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。一方、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、Ｓ３０５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～Ｓ３０５の処理は、図４の時刻ｔ１１～時刻ｔ１２の間の処理である。図４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。

検知結果の取得後に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（Ｓ３０６）。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、構成と取得した検知結果の数とから、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。ＣＰＵ２０１は取得した検知結果の数が予め決まった数よりも少なければ、検知結果を取得したセンサが最下流に接続されたセンサではないと判定する。また、ＣＰＵ２０１は、例えば電源電圧を５［Ｖ］から３．３［Ｖ］へ立ち下げた回数が所定回数に達したときに最下流に接続されたセンサであると判定する。なお、所定回数は直列接続されるセンサの数に応じて予め決まっている。ＣＰＵ２０１は、電源電圧を５［Ｖ］から３．３［Ｖ］へ立ち下げた回数が所定回数未満ならば、検知結果を取得したセンサが最下流に接続されたセンサではないと判定する。

検知結果を取得したセンサが最下流に接続されたセンサではない場合（Ｓ３０６：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（Ｓ３０７）。このとき電圧検知部２１１ａ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。

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（Ｓ３０８）。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よりも長い時間であればよい。Ｓ３０６～Ｓ３０８の処理は、図４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、初期状態の第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。ＬＥＤ２１３ａは電流が流れるために発光する。

所定時間経過後にＣＰＵ２０１は、Ｓ３０３～Ｓ３０５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。Ｓ３０５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４の時刻ｔ１３～時刻ｔ１４の間の処理である。

第２センサ１３２の検知結果の取得後にＣＰＵ２０１は、最下流に接続されたセンサから検知結果を取得したか否かを判定する（Ｓ３０６）。ここでは第２センサ１３２から検知結果を取得しているために、ＣＰＵ２０１は、再度Ｓ３０７、Ｓ３０８の処理を行うことになる。これにより第３センサ１３３に電源電圧が供給されることになる。このＳ３０６～Ｓ３０８の処理は、図４の時刻ｔ１４～時刻ｔ１５の間の処理である。

ＣＰＵ２０１は、第３センサ１３３に対してＳ３０３～Ｓ３０５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。Ｓ３０５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オープン状態である。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４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。

第３センサ１３３は最下流に接続されたセンサである。そのためにＣＰＵ２０１は、検知結果を直列接続の最下流に接続されたセンサから取得したと判定する（Ｓ３０６：Y）。つまり、ＣＰＵ２０１は、取得した検知結果の数が予め決まった数と等しいので、最下流に接続されたセンサから検知結果を取得したと判定する。そして、検知動作を終了する場合（Ｓ３０９：Y）、ＣＰＵ２０１は、処理を終了する。例えば、複数のシート１１０に画像が連続して形成される印刷ジョブが実行された場合、当該印刷ジョブにおいて搬送経路を搬送された全てのシートが画像形成装置１００から排出された後にＣＰＵ２０１が検知動作を終了させる。

一方、搬送経路に沿ってシート１１０が搬送されている場合には検知動作は継続される。検知動作を継続する場合（Ｓ３０９：N）、ＣＰＵ２０１は、Ｓ３０１の処理に戻って電源切替部２０２が出力する電源電圧を０［Ｖ］に設定して、所定時間待機する。Ｓ３０１において０［Ｖ］の電源電圧は、検知結果を取得するセンサとして、最上流に接続されたセンサ（第１センサ１３１）を起動させるためのリセット信号に相当する。ＣＰＵ２０１は、第３センサ１３３の検知結果が取得された後に電源電圧を０［Ｖ］に制御することによって、複数のセンサの中の第１センサ１３１からの検知結果を取得可能になる。電源電圧が０［Ｖ］に制御された場合、直列接続されている第１センサ１３１～第３センサ１３３の電圧検知部２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃの状態が初期化されて第１状態になる。電源遮断部２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃは、初期状態である遮断状態になり、下流に接続されたセンサへの電源電圧を遮断する。ＣＰＵ２０１は、Ｓ３０３～Ｓ３０９の処理を繰り返し行うことで、第１センサ１３１～第３センサ１３３の状態を繰り返し検知することができる。このように第１センサ１３１～第３センサ１３３は、最上流に接続されたセンサから下流に接続されたセンサへ、所定の順序で検知動作を行う。

ＣＰＵ２０１は、第１センサ１３１～第３センサ１３３の検知結果を繰り返し取得する。そして、画像形成装置１００は、第１センサ１３１、第２センサ１３２、及び第３センサ１３３の検知結果に基づいて、シート１１０の搬送を制御する。なお、ＣＰＵ２０１が第１センサ１３１の検知結果を取得してから第３センサ１３３の検知結果を取得するまでの時間は、シート１１０が第１センサ１３１の検知位置を通過してから第２センサ１３２の検知位置を通過するまでの時間よりも短い。そのため、シート１１０が給送されてからシート１１０が排出されるまでの間、ＣＰＵ２０１は第１センサ１３１、第２センサ１３２、及び第３センサ１３３の検知結果を複数回取得する。

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供給のタイミングがずれることで、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。
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も、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、同一のものを使用可能であり、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。

（第２実施形態）
第２実施形態は、メイン基板（センサ制御装置）及びセンサの構成が第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５は、本実施形態のコントローラに含まれるメイン基板、及びセンサの構成図である。メイン基板６００は、第１センサ５０１～第３センサ５０３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。

第１センサ５０１～第３センサ５０３は、メイン基板６００に対して直列に接続される。メイン基板６００側を上流として、メイン基板６００に対して上流側から第１センサ５０１、第２センサ５０２、第３センサ５０３の順に各センサが接続される。第１センサ５０１～第３センサ５０３は、各々の内部構成が同じである。メイン基板６００と第１センサ５０１、第１センサ５０１と第２センサ５０２、第２センサ５０２と第３センサ５０３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５０１～第３センサ５０３に印加される。また、電源ラインにより第１センサ５０１～第３センサ５０３の各検知結果がメイン基板６００に入力される。メイン基板６００、第１センサ５０１、第２センサ５０２、及び第３センサ５０３は、接地が共通になっている。

メイン基板６００は、少なくとも第１センサ５０１～第３センサ５０３の動作を制御するＣＰＵ６０１と、第１センサ５０１～第３センサ５０３に印加する電源電圧の切替を行う電源切替部６０２を備える。第１実施形態と同じく、電源切替部６０２は、第１センサ５０１～第３センサ５０３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５０１～第３センサ５０３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（ＳＷ）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５０１～第３センサ５０３の検知結果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５０１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。

第１センサ５０１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。本実施形態の第１センサ５０１は、第１実施形態の第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５０２及び第３センサ５０３も同様である。各部の第１実施形態との相違点について説明する。

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。トランジスタ６１７ａ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５０１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。

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５０２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。

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と立ち下がりとを各々検知する。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、電源投入時の初期状態では「第１状態」となり、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］に変化するまで第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。

電源遮断部６１２ａは、電圧検知部６１１ａが電源投入時の初期状態（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５０２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５０２へ電源電圧を供給する導通状態になる。

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。

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を導通状態で保持させる。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。

第２センサ５０２のコネクタ６１０ｂは、上流側の第１センサ５０１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５０３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５０２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５０１の各部の動作と同じであるので説明を省略する。

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５０２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５０１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、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。

第３センサ５０３のコネクタ６１０ｃは、上流側の第２センサ５０２に電源ラインを介して接続される。第３センサ５０３が直列接続の最下流であるために、コネクタ６１０ｃは、後段に何も接続されない。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５０３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５０１の各部の動作を同じであるので説明を省略する。

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５０３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５０１及び第２センサ５０２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、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。

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５０１～第３センサ５０３）とを接続する電源ラインの数を抑制することができる。また、電源ラインが電源電圧の供給と検知結果の取得との両方に用いられるために、メイン基板６００と各センサ（第１センサ５０１～第３センサ５０３）を接続する直列配線は、接地線を加えて２本に削減できる。

図６は、このようなメイン基板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。図７は、メイン基板６００と第１センサ５０１との動作制御処理時のタイミングチャートである。図８は、動作制御処理時のタイミングチャートである。

Ｓ７０１～Ｓ７０３の処理は、図３のＳ３０１～Ｓ３０３の処理と同じである。ＣＰＵ６０１は、Ｓ７０３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。

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を導通状態で保持し、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を遮断状態で保持する。

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７、図８の時刻ｔ２１～時刻ｔ２２の間の処理である。

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、ＣＰＵ２０１は、第１センサ５０１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５０１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７、図８の時刻ｔ２２～時刻ｔ２３の間の処理である。

第１センサ５０１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５０２及び第３センサ５０３からの電源ラインも結線されている。しかし、第１センサ５０１の電源遮断部６１２ａが遮断状態であるために、第２センサ５０２及び第３センサ５０３には電源電圧が供給されていない。また、第１センサ５０１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。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の導通状態、遮断状態でほぼ決定されるのである。

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との分圧比で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７、図８の第１センサ５０１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。

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５０１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５０１がシート１１０を検知していると判断する。

図７、図８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り、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）になり、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。

センサの検知結果を取得したＣＰＵ６０１は、該センサが最下流に接続されているか否かを判定する（Ｓ７０８）。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、構成と取得した検知結果の数とから、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。ここでは、ＣＰＵ６０１は第１センサ５０１の検知結果を取得している。そのためにＣＰＵ６０１は、検知結果を取得したセンサが最下流ではないと判定して（Ｓ７０８：N）、Ｓ７０３以降の処理を再度繰り返す。

ＣＰＵ２０１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１センサ５０１の電圧検知部２１１ａ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５０２へ電源電圧が供給される。第１センサ５０１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、Ｓ７０５、Ｓ７０６、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。Ｓ７０３～Ｓ７０７の処理は、図８の時刻ｔ２３～時刻ｔ２５の間の処理である。図８では、第２センサ５０２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。

第２センサ５０２の検知結果を取得したＣＰＵ６０１は、該センサが最下流に接続されていないために（Ｓ７０８：N）、Ｓ７０３以降の処理を再度繰り返す。
ＣＰＵ２０１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５０２の電圧検知部２１１ｂ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５０３へ電源電圧が供給される。第１センサ５０１及び第２センサ５０２の場合と同様に、ＣＰＵ２０１は、第３センサ５０３の検知結果を取得する（Ｓ７０４、Ｓ７０５、Ｓ７０６、Ｓ７０７）。Ｓ７０７の処理では、第１センサ５０１のトランジスタ６１７ａ及び第２センサ５０２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５０３のトランジスタ６１７ｃの状態のみに基づいて変化する。Ｓ７０３～Ｓ７０７の処理は、図８の時刻ｔ２５～時刻ｔ２７の間の処理である。図８では、第２センサ５０２のＬＥＤ６１３ｂとフォトトランジスタ６１４ｂとの間に遮蔽物がなく、フォトトランジスタ６１４ｂ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。

第３センサ５０３の検知結果を取得したＣＰＵ６０１は、該センサが最下流に接続されているか否かを判定する（Ｓ７０８）。ＣＰＵ６０１は、第３センサ５０３の検知結果を取得しているために、検知結果を取得したセンサが最下流であると判定する（Ｓ７０８：Y）。検知動作を終了する場合（Ｓ７０９：Y）、ＣＰＵ２０１は、処理を終了する。
検知動作を継続する場合（Ｓ７０９：N）、ＣＰＵ２０１は、Ｓ７０１の処理に戻って電源切替部２０２が出力する電源電圧を０［Ｖ］に設定して、所定時間待機する。この処理により、直列接続されている第１センサ５０１～第３センサ５０３の電圧検知部６１１ａ、６１１ｂ、６１１ｃの状態が初期化されて第１状態になる。電源遮断部６１２ａ、６１２ｂ、６１２ｃは、初期状態である遮断状態になり、下流に接続されたセンサへの電源電圧を遮断する。ＣＰＵ２０１は、Ｓ７０３～Ｓ７０９の処理を繰り返し行うことで、第１センサ５０１～第３センサ５０３の状態を常時検知することができる。このように第１センサ５０１～第３センサ５０３は、順に検知動作を行う。

以上のような処理では、第１センサ５０１～第３センサ５０３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供給のタイミングがずれることで、ＣＰＵ６０１は、すべてのセンサの状態を独立して検知が可能となる。
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も、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のものを使用可能であり、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い。また、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。

次に、第２実施形態の各センサのコネクタ６１０ａ～６１０ｃの端子配列について説明する。図９はセンサのコネクタの端子配列の説明図である。コネクタの端子は、少なくとも４端子が必要である。即ち、メイン基板及び上流側のセンサから電源電圧を取得するための端子、下流側のセンサに電源電圧を供給するための端子、メイン基板及び上流側のセンサと接地を共通にするための端子、及び下流側のセンサと接地を共通にするための端子である。図９のコネクタの端子配列は、第１端子及び第３端子が電源ラインに接続され、第２端子及び第４端子が接地されている。この場合、センサ基板５００内のパターン配線により、第１端子と第３端子を接続し、第２端子と第４端子とを接続するために、第１パターンや第２パターンの迂回パターンのパターン配線が必要になる。このような迂回パターンは、センサ基板５００の面積が増大する要因になる。

図１０は第２センサ５０２のコネクタ６１０ｂの端子配列の説明図である。第２センサ５０２のコネクタ６１０ｂの端子配列は、外側に配置された第１端子及び第４端子が電源ラインに接続され、内側に配置された第２端子及び第３端子が接地されている。この場合、第２センサ５０２の基板内で、電源ラインのパターン配線６２０と、接地のパターン配線６２１とが交差することがない。そのために、不要な迂回パターンのパターン配線が不要になり、第２センサ５０２の基板の面積を図９の場合よりも小さくすることができる。
さらに、この端子配列では、コネクタ６１０ｂに接続される束線が１対Ｎの接続関係で設計されるために、コネクタ６１０ｂを量産することができる。そのため、この端子配列によればセンサ基板のコストを抑えることもできる。

図１１は第２センサ５０２のコネクタ６１０ｂの別の端子配列の説明図である。第２センサ５０２のコネクタ６１０ｂの端子配列は、外側に配置された第１端子及び第４端子が接地され、内側に配置された第２端子及び第３端子が電源ラインに接続されている。この場合、第２センサ５０２の基板内で、電源ラインのパターン配線６３０と、接地のパターン配線６３１とが交差することがない。そのために、不要な迂回パターンのパターン配線が不要になり、第２センサ５０２の基板の面積を図９の場合よりも小さくすることができる。さらに、この構成によれば、第２センサ５０２の回路部分が接地のパターン配線６３１で囲むことになる。そのために第２センサ５０２の回路部分の対ノイズ性能が向上する。

図１０、図１１以上のような端子配列によれば、センサの基板内のパターン配線から不要な迂回パターンを削減でき、基板の面積を小さくすることができる。そのためにこれらの端子配列は、センサのコストの抑制に効果的である。上記では第２センサ５０２を例に説明したが、第１センサ５０１及び第３センサ５０３についても同様の基板とすることができる。

以上の通り各実施形態では、メイン基板に対して複数のセンサが直列接続される。メイン基板は、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。メイン基板は、他の電源電圧（０［Ｖ］）を印加することで、初段のセンサから再度順次検知動作を行わせる。メイン基板は、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印加する。

センサは、メイン制御から電力を供給される電力入力端子と、直列接続される下流側のセンサへ電力を供給する電力出力端子を有し、電力入力端子と電力出力端子の間に電力遮断機構を備える。これにより、同一（同一外形、同一内部回路）のセンサを直列に複数個接続して、各センサが独立して検知可能となる。そのために、装置の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。

Claims (13)

1. 制御手段と、前記制御手段に対して直列に接続される複数のセンサと、を備えており、
   前記複数のセンサの各々は、
   前記制御手段から印加される第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１電圧とは異なる第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、初段のセンサに前記第１電圧を印加することで初段のセンサに検知動作を行わせ、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２段目のセンサに検知動作を行わせることを特徴とする、
   センサ制御装置。
2. 前記制御手段は、前記２段目のセンサに検知動作を行わせた後に、前記第２電圧を印加し、その後、前記第１電圧を印加することで３段目のセンサに検知動作を行わせることを特徴とする、
   請求項１記載のセンサ制御装置。
3. 前記制御手段は、前記第１電圧と前記第２電圧とを交互に印加することで、前記複数のセンサに順次検知動作を行わせることを特徴とする、
   請求項１又は２記載のセンサ制御装置。
4. 前記導通制御手段は、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と、前記第１電圧及び前記第２電圧とは異なる第３電圧が前記印加経路に印加されるまでこの導通状態を維持することを特徴とする、
   請求項１～３のいずれか１項記載のセンサ制御装置。
5. 前記制御手段は、前記複数のセンサの全てが検知動作を行うと、前記第３電圧を印加して、再度、前記初段のセンサから順に検知動作を行わせることを特徴とする、
   請求項４記載のセンサ制御装置。
6. 前記制御手段は、前記第１電圧を印加した後に前記第２電圧を印加する前のタイミングで、該センサによる検知結果を取得することを特徴とする、
   請求項１～５のいずれか１項記載のセンサ制御装置。
7. 前記検知手段は、前記第１電圧が印加されることで発光する発光手段と、
   前記発光手段から放出された光を受光することで導通する受光手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記受光手段に接続され、前記受光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６記載のセンサ制御装置。
8. 前記複数のセンサの各々は、検知結果を保持する保持手段をさらに備えており、
   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１～５のいずれか１項記載のセンサ制御装置。
9. 前記検知手段は、前記第１電圧が印加されることで発光する発光手段と、
   前記発光手段から放出された光を受光することで導通する受光手段と、を備え、
   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８記載のセンサ制御装置。
10. 前記複数のセンサの各々は、前記制御手段及び上流側のセンサから電圧を取得する第１端子、後段に接続されたセンサに電圧を供給するための第２端子、前記制御手段及び上流側のセンサと接地を共通にするための第３端子、及び後段に接続されたセンサと接地を共通にするための第４端子を含むコネクタを備え、
    前記第１端子及び前記第２端子は前記コネクタの外側に配置され、前記第３端子及び前記第４端子は前記コネクタの内側に配置されることを特徴とする、
    請求項８又は９記載のセンサ制御装置。
11. 前記複数のセンサの各々は、前記制御手段及び上流側のセンサから電圧を取得する第１端子、後段に接続されたセンサに電圧を供給するための第２端子、前記制御手段及び上流側のセンサと接地を共通にするための第３端子、及び後段に接続されたセンサと接地を共通にするための第４端子を含むコネクタを備え、
    前記第１端子及び前記第２端子は前記コネクタの内側に配置され、前記第３端子及び前記第４端子は前記コネクタの外側に配置されることを特徴とする、
    請求項８又は９記載のセンサ制御装置。
12. センサ制御装置と、
    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に接続される複数のセンサと、を備えており、
    前記複数のセンサの各々は、
    前記制御手段から印加される第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１電圧とは異なる第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、初段のセンサに前記第１電圧を印加することで初段のセンサに検知動作を行わせ、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２段目のセンサに検知動作を行わせ、
    前記複数のセンサは、前記搬送経路に所定の間隔で配置され、前記シートを検知することを特徴とする、
    画像形成装置。
13. 前記センサ制御装置の制御手段は、前記シートの搬送タイミングとは無関係に、第１電圧、第２電圧、第３電圧を印加することを特徴とする、
    請求項１２記載の画像形成装置。

Images