(57)【要約】      （修正有）【課題】パルス信号の１周期で複数ビットを送受信することができるデータキャリア装置、データキャリア駆動装置、画像形成装置、交換ユニット及び通信システムを提供する。【解決手段】データキャリア装置は、受信するパルス信号の各パルスのデューティ比を判定する第１判定手段（デューティ比判定部）と、パルス信号の各パルスの期間を判定する第２判定手段（周波数判定部）と、第１判定手段の判定結果と第２判定手段の判定結果とに基づきパルス信号で搬送されているデータの値を判定する第３判定手段と、を備えている。デューティ比の大小とパルスの期間の長短を組合せることで２ビットのデータを送受信できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信するパルス信号の各パルスのデューティ比を判定する第１判定手段と、
前記パルス信号の各パルスの期間を判定する第２判定手段と、
前記第１判定手段の判定結果と前記第２判定手段の判定結果とに基づき前記パルス信号で搬送されているデータの値を判定する第３判定手段と、
を備えていることを特徴とするデータキャリア装置。
【請求項２】
前記パルス信号のパルスの期間は、第１レベルから第２レベルに変化する第１エッジから、次の前記第１エッジまでの期間であり、
前記第２判定手段は、前記第１エッジ間の期間を判定することで、各パルスの期間を判定することを特徴とする請求項１に記載のデータキャリア装置。
【請求項３】
前記第２判定手段は、基準値を有し、１つのパルスの期間と前記基準値とを比較することで、前記１つのパルスの期間が第１期間であるか、前記第１期間より長い第２期間であるかを判定することを特徴とする請求項２に記載のデータキャリア装置。
【請求項４】
前記第２判定手段は、基準値を有し、１つのパルスの期間と前記基準値との差が所定値より小さいか否かにより、前記１つのパルスの期間が第１期間であるか、前記第１期間より長い第２期間であるかを判定することを特徴とする請求項２に記載のデータキャリア装置。
【請求項５】
前記データキャリア装置は、データキャリア駆動装置と２つの通信線で接続され、
前記データキャリア駆動装置が前記２つの通信線間に与える電位差に基づき前記パルス信号を出力する出力する出力手段をさらに備えていることを特徴とする請求項４に記載のデータキャリア装置。
【請求項６】
前記データキャリア駆動装置がデータを送信していない間、前記出力手段が出力する前記パルス信号の各パルスの期間は、前記第１期間又は前記第２期間であり、
前記データキャリア駆動装置がデータを送信していない間、前記パルス信号に基づき前記基準値を計測する計測手段をさらに備えていることを特徴とする請求項５に記載のデータキャリア装置。
【請求項７】
前記計測手段は、前記データキャリア駆動装置がデータを送信していない間、前記パルス信号の１つ以上のパルスの期間を計測することで、前記基準値を計測することを特徴とする請求項６に記載のデータキャリア装置。
【請求項８】
前記パルス信号の各パルスは、前記第２レベルから前記第１レベルに変化する第２エッジを有し、
前記第１判定手段は、１つのパルスの期間と、前記１つのパルスにおける前記第２レベルの期間と、を計測することで、前記１つのパルスのデューティ比を判定することを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載のデータキャリア装置。
【請求項９】
前記第１判定手段は、１つのパルスの期間の半分の値と、前記１つのパルスにおける前記第２レベルの期間と、を比較することで、前記１つのパルスのデューティ比が第１デューティ比であるか、前記第１デューティ比より大きい第２デューティ比であるかを判定することを特徴とする請求項８に記載のデータキャリア装置。
【請求項１０】
前記パルス信号の各パルスは、前記第２レベルから前記第１レベルに変化する第２エッジを有し、
前記第１判定手段は、１つのパルスにおける前記第２レベルの期間と、前記１つのパルスにおける前記第１レベルの期間と、を比較することで、前記１つのパルスのデューティ比が第１デューティ比であるか、前記第１デューティ比より大きい第２デューティ比であるかを判定することを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載のデータキャリア装置。
【請求項１１】
画像形成装置の交換ユニットであって、
画像形成に使用されるプロセス部材と、
請求項１から１０のいずれか１項に記載のデータキャリア装置と、
を備えていることを特徴とする交換ユニット。
【請求項１２】
送信するデータの値に基づき、期間とデューティ比を選択する選択手段と、
前記選択手段が選択した期間及びデューティ比のパルスを含むパルス信号を生成する生成手段と、
を備えていることを特徴とするデータキャリア駆動装置。
【請求項１３】
前記選択手段は、連続する２ビットのデータの値に基づき、第１期間と、前記第１期間より長い第２期間から前記期間を選択し、第１デューティ比と、前記第１デューティ比より大きい第２デューティ比から前記デューティ比を選択することを特徴とする請求項１２に記載のデータキャリア駆動装置。
【請求項１４】
前記第１デューティ比は５０％より小さく、前記第２デューティ比は５０％より大きいことを特徴とする請求項１３に記載のデータキャリア駆動装置。
【請求項１５】
前記生成手段は、データを送信しない間、前記第１期間と前記第２期間のいずれか一方の期間のパルスを含むパルス信号を生成することを特徴とする請求項１３又は１４に記載のデータキャリア駆動装置。
【請求項１６】
交換ユニットを装着して画像を形成する画像形成装置であって、
請求項１２から１５のいずれか１項に記載のデータキャリア駆動装置を有し、
前記データキャリア駆動装置の前記生成手段が生成した前記パルス信号は、前記交換ユニットに出力されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
２つの通信線で接続されるデータキャリア駆動装置とデータキャリア装置とを含む通信システムであって、
前記データキャリア駆動装置は、
前記データキャリア装置にデータを送信する際、送信するデータの値に基づき、期間とデューティ比を選択する選択手段と、
前記選択手段が選択した期間及びデューティ比のパルスを含む第１パルス信号を生成する生成手段と、
前記生成手段が生成した第１パルス信号に応じた電位差を前記２つの通信線に印加する印加手段と、
を備えており、
前記データキャリア装置は、
前記２つの通信線間の電位差に基づき第２パルス信号を出力する出力する出力手段と、
前記第２パルス信号の各パルスのデューティ比を判定する第１判定手段と、
前記第２パルス信号の各パルスの期間を判定する第２判定手段と、
前記第１判定手段の判定結果と前記第２判定手段の判定結果とに基づき前記データキャリア装置が送信したデータの値を判定する第３判定手段と、
を備えていることを特徴とする通信システム。
【請求項１８】
前記データキャリア駆動装置は画像形成装置の本体に設けられ、
前記データキャリア装置は、前記画像形成装置の交換ユニットに設けられることを特徴とする請求項１７に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データの送受信を行うデータキャリア装置及びデータキャリア駆動装置と、当該データキャリア駆動装置を含む画像形成装置と、当該データキャリ装置を含む交換ユニットと、当該データキャリア装置及び当該データキャリア駆動装置を含む通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、２つの通信線により、データの送受信、電力供給、同期信号の供給を行う通信システムを開示している。特許文献１によると、データキャリア駆動装置は、パルス信号のデューティ比をデータの値に応じて変化させることで、データキャリア装置にデータを送信している。一方、データキャリア装置は、データキャリア駆動装置が出力するパルス信号がハイレベルの期間において、データの値に応じて通信線に流れる電流を変化させることで、データキャリア駆動装置にデータを送信している。特許文献１のデータ通信システムは、データキャリア駆動装置が出力するパルス信号の１周期で1ビットのデータの送受信を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３９３３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この様な通信システムにおいて、通信レートを高くするための１つの方法は、パルス信号の周波数を高くすることである。しかしながら、この様な通信システムでは、信号と電力を重畳して送信するために駆動回路の負荷容量を大きくせざるを得ない。負荷容量の大きな駆動回路では、パルス信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジになまりが生じる。そのため、パルス信号の高周波数化には限界がある。
【０００５】
本発明は、パルス信号の１周期で複数ビットを送受信できる技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によると、データキャリア装置は、受信するパルス信号の各パルスのデューティ比を判定する第１判定手段と、前記パルス信号の各パルスの期間を判定する第２判定手段と、前記第１判定手段の判定結果と前記第２判定手段の判定結果とに基づき前記パルス信号で搬送されているデータの値を判定する第３判定手段と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、パルス信号の１周期で複数ビットを送受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態によるデータ通信システムの構成図。
【図２】一実施形態による通信ステートの遷移状態の説明図。
【図３】一実施形態による各信号波形を示す図。
【図４】一実施形態によるデータキャリア駆動装置の復調部の構成図。
【図５】一実施形態によるデータ値とクロックパルス信号の波形との関係を示す図。
【図６】一実施形態による指令データに対応するパルス電圧の波形を示す図。
【図７】一実施形態による各信号波形を示す図。
【図８】一実施形態による各信号波形を示す図。
【図９】一実施形態による判定部での処理の説明図。
【図１０】一実施形態によるデータ通信システムの構成図。
【図１１】一実施形態による基準値計測処理の説明図。
【図１２】一実施形態による判定部での処理の説明図。
【図１３】一実施形態による画像形成装置の構成図。
【図１４】一実施形態による画像形成装置にデータ通信システムを適用した場合のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。
【００１０】
＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態によるデータ通信システム１００の構成図である。データ通信システム１００は、データキャリア装置１０１と、データキャリア駆動装置１０２と、を備えている。データキャリア駆動装置１０２は、端子Ａ及び端子Ｂを有し、データキャリア装置１０１は、接点Ａ及び接点Ｂを有している。ここで、図１に示す様に、端子Ａと接点Ａとが通信線により接続され、端子Ｂと接点Ｂとが通信線により接続され、この２つの通信線を介して、データキャリア装置１０１及びデータキャリア駆動装置１０２は、データの送受信を行う。また、データキャリア駆動装置１０２は、この２つの通信線を介してデータキャリア装置１０１に動作電力を供給する。
【００１１】
例えば、本実施形態によるデータ通信システム１００は画像形成装置に適用することができる。具体的には、画像形成装置の本体にデータキャリア駆動装置１０２を設け、画像形成装置の交換ユニットにデータキャリア装置１０１を設ける。そして、交換ユニットを画像形成装置に装着すると、データキャリア駆動装置１０２とデータキャリア装置１０１とが２つの通信線により接続される様に画像形成装置を構成する。また、データキャリア装置１０１には、交換ユニットに関する情報が格納された不図示のメモリを設ける。これにより、画像形成装置は、データ通信システム１００を利用して、当該メモリに格納された交換ユニットに関する情報を取得することができる。なお、メモリに格納される情報は、例えば、交換ユニットの認証に関する情報や、交換ユニットを使用して行う画像形成制御における制御パラメータに関する情報とすることができる。
【００１２】
本実施形態によるデータ通信システム１００は、図２に示すように、待機ステート、データ送信ステート、インターバルステート、データ返信ステートの順に、４つの通信ステートを遷移しながら、データの送受信を行う。データ送信ステートにおいて、データキャリア駆動装置１０２は、データキャリア装置１０１に指令データを送信する。例えば、データキャリア駆動装置１０２は、指令データにより、データキャリア装置１０１の図示しないメモリに格納されたデータを読み出すことをデータキャリア装置１０１に指示する。インターバルステートにおいて、データキャリア装置１０１は、データ送信ステートで受信した指令の解析と、その指令の実行を行う。データ返信ステートにおいて、データキャリア装置１０１は、データ送信ステートにおいてデータキャリア駆動装置１０２から受信した指令に対する応答として、返信データをデータキャリア駆動装置１０２に送信する。例えば、データ送信ステートで受信した指令が、メモリのデータを読み出すものである場合、返信データは、メモリに格納されたデータの値となる。データ返信ステートが終了すると待機ステートに移行する。待機ステートとは、データキャリア駆動装置１０２が次の指令データをデータキャリア装置１０１に送信するまでの状態である。
【００１３】
まず、図１のデータキャリア駆動装置１０２について説明する。データキャリア駆動装置１０２は、電圧Ｖ１を出力する第１電源１０７と、電圧Ｖ１より低い電圧Ｖ２を出力する第２電源１０８と、を有している。第１電源１０７は、復調部１０６の閾値設定部１１１と、電流検出部１１０に電圧Ｖ１を出力する。第２電源１０８は、電圧変換部１１２に電圧Ｖ２を出力する。データ処理部１０３は、データキャリア装置１０１へ送信する指令データの作成と、データキャリア装置１０１から受信した返信データに基づく処理を実行する。
【００１４】
変調部１０５は、データ処理部１０３が生成する指令データに従いクロックパルス信号を生成する。具体的には、デューティ比設定部１１４には、デューティＡとデューティＢの２つのデューティ比を示す値が格納されている。本実施形態においては、５０％より小さいデューティ比のデューティＡを示す値と、５０％より大きいデューティ比のデューティＢを示す値が格納されているものとする。デューティ比設定部１１４は、指令データのデータ値に応じてデューティＡ又はデューティＢを選択し、選択したデューティ比をパルス信号生成部１１３に通知する。また、周波数設定部１１５には、周波数Ａと周波数Ｂの２つの周波数を示す値が格納されている。本実施形態において、周波数Ｂは、周波数Ａよりも高い周波数とする。周波数設定部１１５は、指令データのデータ値に応じて周波数Ａ又は周波数Ｂを選択し、選択した周波数を示す値をパルス信号生成部１１３に通知する。パルス信号生成部１１３は、デューティ比設定部１１４及び周波数設定部１１５がそれぞれ選択したデューティ比及び周波数に基づくパルスを含むクロックパルス信号を生成して電圧変換部１１２に出力する。つまり、パルス信号生成部１１３が出力するクロックパルス信号のパルスは、周波数ＡでデューティＡのパルス、周波数ＢでデューティＡのパルス、周波数ＡでデューティＢのパルス、周波数ＢでデューティＢのパルスの４種類のいずれかとなる。
【００１５】
電圧変換部１１２は、入力されるクロックパルス信号のレベルがローの期間には第２電源１０８が出力する電圧Ｖ２を端子Ｂに出力し、ハイの期間には０Ｖ（ＧＮＤ）を端子Ｂに出力する。例えば、図３に示すクロックパルス信号が電圧変換部１１２に入力されると、電圧変換部１１２は、図３に示す電圧波形を端子Ｂに出力する。
【００１６】
復調部１０６は、データキャリア装置１０１が送信する返信データを復調し、データ処理部１０３へ出力する。図４は、復調部１０６の詳細な構成を示している。電流検出部１１０は、電流検出抵抗Ｒｉを有している。第１電源１０７からデータキャリア装置１０１に流れ出す電流Ｉの値をＩｙとすると、データキャリア装置１０１の接点Ａ（端子Ａ）の電圧ＶａはＶｙ＝（Ｖ１−Ｉｙ×Ｒｉ）となる。閾値設定部１１１は、分圧抵抗Ｒ１と分圧抵抗Ｒ２と、を有し、分圧抵抗Ｒ１及びＲ２により第１電源１０７が出力する電圧Ｖ１を分圧し、閾値電圧Ｖｔｈを生成する。電流判定部１０９のコンパレータには、閾値電圧Ｖｔｈと端子Ａの電圧Ｖａが入力されており、これらの大小を比較することで、電流Ｉによる電圧降下の大きさを判定し、その判定結果を出力する。
【００１７】
なお、後述する様に、本実施形態において、電流Ｉの値を変化させるのはデータキャリア装置１０１である。具体的には、データキャリア装置１０１は、データ返信ステート以外の通信ステートにおいては、電流Ｉの値をＩｙにする。また、データキャリア装置１０１は、データ返信ステートにおいては、返信データのデータ値に応じて電流Ｉの値をＩｙ又はＩｙより大きいＩｘとする。以下では、電流ＩがＩｙのときの電圧ＶａをＶｙとし、電流ＩがＩｘのときの電圧ＶａをＶｘ（＜Ｖｙ）とする。なお、Ｖｘ＞Ｖ２とする。図３には、電流ＩがＩｙのときの端子Ａの電圧と、端子Ａと端子Ｂとの間の電位差であるパルス電圧Ｖａｂも示している。図３に示す様に、電流ＩがＩｙであると、パルス電圧Ｖａｂは、ハイレベルが概ねＶｙであり、ローレベルが概ねＶｙ−Ｖ２のパルス波形となる。パルス電圧Ｖａｂは、接点Ａ及び接点Ｂを介してデータキャリア装置１０１に供給される。
【００１８】
続いて、データキャリア駆動装置１０２による指令データの送信処理について説明する。データキャリア駆動装置１０２の変調部１０５は、データ送信ステートにおいて、指令データを送信する際、指令データのデータ値に応じて変調したクロックパルス信号を生成する。上述した様に、パルス信号生成部１１３が出力するクロックパルス信号のパルスは、周波数ＡでデューティＡのパルス、周波数ＢでデューティＡのパルス、周波数ＡでデューティＢのパルス、周波数ＢでデューティＢのパルスの４種類のいずれかである。また、上述した様に、データ送信ステートにおいて、電流ＩはＩｙである。したがって、図３に示す様に、データ送信ステートにおいて、クロックパルス信号がハイレベルであると、パルス電圧Ｖａｂは電圧Ｖｙとなり、クロックパルス信号がローレベルであると、パルス電圧Ｖａｂは電圧Ｖｙより低い電圧（Ｖｙ−Ｖ２）となる。つまり、パルス電圧Ｖａｂの波形は、クロックパルス信号の波形と同様である。本実施形態では、図５に示す様に、この４種類のパルスにより、１つのパルスで２ビットのデータを送信する。
【００１９】
図６は、データキャリア駆動装置１０２が、データ列"０１０１１１００１０１０００１１"である指令データを送信する場合のパルス電圧Ｖａｂを示している。データ値に応じてデューティ比及び周波数が変調されたパルス電圧Ｖａｂは、データキャリア装置１０１の接点Ａと接点Ｂ間に印加される。なお、本実施形態において、データキャリア駆動装置１０２は、データ送信ステート以外のステートにおいて、データ値"０１"を繰り返し送信する。つまり、データ送信ステート以外のステートにおいて、パルス電圧Ｖａｂは、周波数ＡでデューティＢとなる。
【００２０】
続いて、データキャリア駆動装置１０２による返信データの受信処理について説明する。データキャリア装置１０１は、データキャリア駆動装置１０２から流れ込む電流Ｉを変化させることで、返信データをデータキャリア駆動装置１０２に送信する。したがって、復調部１０６は、電流Ｉの大小を判定することで、返信データのデータ値を判定する。本実施形態においては、返信データのデータ値が"１"であると、データキャリア装置１０１は、パルス電圧Ｖａｂがハイレベルである期間とローレベルである期間の両方において、電流Ｉの値をＩｙにする。一方、返信データのデータ値が"０"であると、データキャリア装置１０１は、パルス電圧Ｖａｂがハイレベルである期間、電流Ｉの値をＩｙより大きいＩｘとし、パルス電圧Ｖａｂがローレベルである期間、電流Ｉの値をＩｙにする。なお、データキャリア装置１０１は、返信データを送信していない間は、電流Ｉの値をＩｙにする。つまり、データキャリア装置１０１は、返信データとしてデータ値"０"を送信する場合、パルス電圧Ｖａｂがハイレベルである期間に電流Ｉの値を、それ以外の期間より増加させる。上述した様に、電流検出部１１０の電流検出抵抗Ｒｉで生じる電圧降下により、端子Ａの電圧Ｖａは、データキャリア駆動装置１０２からデータキャリア装置１０１に流れ込む電流Ｉの値により変化する。ここで、電流ＩがＩｘのときの電圧Ｖａ＝Ｖｘであり、電流ＩがＩｙのときの電圧Ｖａ＝Ｖｙとすると、Ｖｙ＞Ｖｘである。本実施形態では、閾値設定部１１１が電圧Ｖ１を分圧して生成する閾値電圧Ｖｔｈを、Ｖｙ＞Ｖｔｈ＞Ｖｘとの関係を満たす様にする。図４に示す様に、本実施形態において、閾値電圧Ｖｔｈはコンパレータの負側の端子に入力されるため、電流ＩがＩｘであると、コンパレータは、ローレベルを出力する。一方、電流ＩがＩｙであると、コンパレータは、ハイレベルを出力する。このコンパレータによる判定結果は、データ処理部１０３に入力される。
【００２１】
図７は、返信データのデータ列が"１０１０１"である場合の各波形を示している。電圧Ｖａは、電流ＩがＩｘの間、Ｖｘとなる。したがって、電圧Ｖａを閾値電圧Ｖｔｈと比較することで、電流判定部１０９のコンパレータは、図７において、電流判定結果として示す波形の信号をデータ処理部１０３に出力する。データ処理部１０３は、パルス電圧Ｖａｂの立ち上がりエッジから、次の立下りエッジまでの間のこの波形に基づき、返信データのデータ値を判定する。なお、図７に示す様に、電流Ｉの値に応じて電圧Ｖａの値が変化するため、パルス電圧Ｖａｂのハイレベルの値も返信データに応じて変化する。なお、上述した様に、データキャリア装置１０１は、データ返信ステート以外のステートにおいては電流Ｉの値をＩｙとするため、パルス電圧Ｖａｂのハイレベルの値が変化するのは、データ返信ステートのときのみである。図２には、各ステートと、パルス電圧Ｖａｂとの関係の一例も示してある。
【００２２】
続いて、データキャリア装置１０１の各ブロックについて説明する。内部電源生成部１１８は、データキャリア駆動装置１０２から供給されるパルス電圧Ｖａｂに基づき、データキャリア装置１０１が使用する電圧Ｖｐを生成し、データキャリア装置１０１の各部に供給する。変換部１２４は、パルス電圧Ｖａｂの電圧をデータキャリア装置１０１内のロジック部で使用可能な値に変換する。本実施形態において、変換部１２４は、パルス電圧Ｖａｂがハイレベルであると、電圧Ｖｐに変換し、ローレベルであると、電圧Ｖｐより低い基準電圧に変換し、これを受信パルス信号として判定部１２５に出力する。なお、本実施形態では、基準電圧を０Ｖとする。図８は、電流ＩがＩｙであるときの各波形を示している。
【００２３】
判定部１２５は、データ送信ステートにおいて、受信パルス信号のデューティ比及び周波数を判定し、判定結果を復調部１２２に出力する。復調部１２２は、この判定結果に基づき指令データのデータ値を判定（復調）し、判定したデータ値をデータ処理部１２３に出力する。データ処理部１２３は、指令データの内容に基づき返信データを生成し、切替部１１７に返信データを出力する。切替部１１７は、返信データのデータ値に応じて、データキャリア駆動装置１０２からデータキャリア装置１０１に流れ込む電流Ｉを切り替えることで、データキャリア駆動装置１０２に返信データを送信する。また、内部クロック生成部１１６は、パルス電圧Ｖａｂの周波数より十分早い周波数の内部クロックを生成し判定部１２５に出力する。
【００２４】
続いて、判定部１２５の詳細について説明する。判定部１２５は、デューティ比判定部１２０と、周波数判定部１２１と、を備えている。周波数判定部１２１には、周波数判定の基準値Ｘが予め設定されている。
【００２５】
図９は、判定部１２５での判定処理の説明図である。判定部１２５は、受信パルス信号より十分高速な内部クロックを用いて、受信パルス信号の各パルスについて、ハイレベルの期間ｔ１と、パルスの期間ｔ２と、をカウントする。デューティ比判定部１２０は、ｔ１とｔ２の半分の値とを比較する。上述した様に、デューティＡは、５０％より小さく、デューティＢは、５０％より大きい。したがって、デューティ比判定部１２０は、ｔ１がｔ２の半分の値より小さいと、デューティＡと判定し、ｔ１がｔ２の半分より大きいと、デューティＢと判定する。デューティ比判定部１２０は、判定結果を復調部１２２に出力する。
【００２６】
また、上述した様に、周波数Ｂは、周波数Ａより高い周波数である。したがって、周波数が周波数Ａであるときの１つのパルスの期間Ａは、周波数が周波数Ｂであるときの１つのパルスの期間Ｂより長くなる。つまり、受信パルス信号が周波数Ａであるときの期間ｔ２の値は、受信パルス信号が周波数Ｂであるときの周期ｔ２の値より大きくなる。本実施形態において、周波数判定部１２１に格納される基準値Ｘは、受信パルス信号が周波数Ａであるときのｔ２の値より小さく、かつ、受信パルス信号が周波数Ｂであるときのｔ２の値より大きい値とする。したがって、周波数判定部１２１は、ｔ２と基準値Ｘとを比較し、ｔ２がＸより大きいと周波数Ａと判定し、ｔ２がＸより小さいと周波数Ｂと判定し、判定結果を復調部１２２に出力する。
【００２７】
復調部１２２は、デューティ比判定部１２０及び周波数判定部１２１それぞれの判定結果を組み合わせて指令データの復調を行う。具体的には、図５に示す様に、周波数Ａ、かつ、デューティＡであれば"００"と判定し、周波数Ａ、かつ、デューティＢであれば"０１"と判定し、周波数Ｂ、かつ、デューティＡであれば"１０"と判定し、周波数Ｂ、かつ、デューティＢであれば"１１"と判定する。復調部１２２は、復調したデータ値をデータ処理部１２３に出力する。
【００２８】
次に、データキャリア駆動装置１０２への返信データ送信時の詳細動作について説明する。インターバルステートが終了すると、データ返信ステートに移行する。データ返信ステートにおいて、データキャリア装置１０１の切替部１１７は、データ処理部１２３から入力された返信データに応じて、負荷を変化させ、電流Ｉの大小を切り替える。具体的には、上述した様に、返信データが"０"の時、パルス電圧Ｖａｂがハイレベルである期間、電流Ｉの値をＩｘにする。
【００２９】
以上、本実施形態において、データキャリア駆動装置１０２は、指令データの連続する複数のビットのデータ値に基づき、周波数（期間）とデューティ比を選択する。そして、選択した周波数（期間）及びデューティ比のパルスを含むクロックパルス信号を生成し、電圧変換部１１２で変換してデータキャリア装置１０１に送信する。また、データキャリア装置１０１は、２つの通信線間の電圧に基づきクロックパルス信号と同じ波形の受信パルス信号を生成する。そして、データキャリア装置１０１は、受信パルス信号の各パルスのデューティ比と、各パルスの期間を判定し、デューティ比と各パルスの期間の判定結果に基づき受信パルス信号で搬送されているデータ値を判定する。なお、受信パルス信号の１つのパルスとは、受信パルス信号の立ち上がりエッジ間の期間である。また、受信パルス信号は、その期間内に１つの立下りエッジを有し、デューティ比とは、１つのパルスの期間に対するハイレベルの期間の比である。
【００３０】
以上の構成により、パルス電圧Ｖａｂの１周期において、２ビットの指令データを送信することができる。なお、本実施形態では、２つの周波数（期間）と２つのデューティ比を使用したが３つ以上の周波数と３つ以上のデューティ比を組み合わせて複数のビットをパルス電圧Ｖａｂの１周期で送信する構成とすることもできる。
【００３１】
＜第二実施形態＞
続いて、第二実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。図１０は、本実施形態によるデータ通信システム９００の構成図である。なお、第一実施形態と同様の構成要素については、同じ参照符号を付与してその説明は省略する。データ通信システムは、データキャリア駆動装置１０２と、データキャリア装置９０１と、を有する。なお、データキャリア駆動装置１０２は第一実施形態と同様である。本実施形態において、データキャリア装置９０１は、第一実施形態の判定部１２５に代えて、判定部９０２を有する。なお、判定部９０２のデューティ比判定部１２０は、第一実施形態と同じである。本実施形態では、第一実施形態の様に周波数判定部１２１に予め基準値を格納しない。代わりに、基準値計測部９０３が、基準値Ｙを計測して、周波数判定部９０４に出力する。
【００３２】
図１１は、基準値計測部９０３による基準値Ｙの計測方法の説明図である。基準値計測部９０３は、例えば、待機ステートの間、受信パルス信号の１周期を内部クロックでカウントする。なお、上述した様に、待機ステートの間の受信パルス信号の周波数は周波数Ａである。基準値計測部９０３は、周波数Ａの時の１つのパルスの期間を内部クロックでカウントしたカウント値ｔ５を、基準値Ｙとして周波数判定部９０４に出力する。
【００３３】
周波数判定部９０４は、データ送信ステートにおいて、受信パルス信号のパルスの期間のカウント値ｔ２と基準値Ｙとの差の絶対値を求め、この差の絶対値が所定値より小さいかを判定する。上述した様に、基準値Ｙは、周波数Ａに対応するパルスの期間のカウント値であるため、受信パルス信号が周波数Ａであるときの差の絶対値は、受信パルス信号が周波数Ｂであるときの差の絶対値より小さくなる。したがって、周波数判定部９０４は、１つのパルスのカウント値ｔ２と基準値Ｙとの差の絶対値が所定値より小さいと、当該１つのパルスの周波数は、周波数Ａであると判定し、そうではないと、周波数Ｂと判定する。なお、本実施形態では、待機ステートの間の受信パルス信号の周波数を周波数Ａとしたが、周波数Ｂであっても同様である。
【００３４】
基準値計測部９０３による基準値Ｙの計測は、例えば、初回のデータ通信を開始する前の待機ステートでのみ行う構成とすることができる。また、待機ステートの度に基準値Ｙの計測を行う構成であっても、所定回数の待機ステートの度に行う構成であっても良い。また、待機ステートの間に１つのパルスについてのカウント値ｔ５のみを計測して基準値Ｙとする構成であっても、複数のパルスについてのカウント値ｔ５を計測し、それらの平均値を基準値Ｙとする構成であっても良い。
【００３５】
以上、本実施形態において、データキャリア駆動装置１０２は、データ送信ステート以外の期間において、クロックパルス信号の周波数（パルスの期間）を一定とする。そして、データキャリア装置１０１は、１又は複数のパルスについて、その期間を測定して基準値を求める。この様に、本実施形態では、基準値Ｙを実測するため、精度よくパルスの周波数を判定することができる。
【００３６】
＜第三実施形態＞
続いて、第三実施形態について、第一実施形態との相違点を中心に説明する。なお、本実施形態の構成は、図１に示す第一実施形態と同様である。第一実施形態において、判定部１２５は、受信パルス信号の立ち上がりエッジから立ち下がりエッジまでの期間ｔ１と、立ち上がりエッジから、次の立ち上がりエッジまでの期間ｔ２を内部クロックで計測していた。本実施形態では、図１２に示す様に、受信パルス信号の立ち上がりエッジから立ち下りエッジまでの期間ｔ３と、受信パルス信号の立下りエッジから立ち上がりエッジまでの期間期間ｔ４と、を内部クロックで計測する。つまり、本実施形態では、受信パルス信号の１つのパルスのハイレベルの期間ｔ３と、ローレベルの期間ｔ４と、を内部クロックで計測する。なお、ｔ３とｔ４を加算したものが、第一実施形態でのｔ２であるため、周波数判定部１２１は、ｔ３とｔ４を加算した値と基準値とを比較して周波数を判定する。一方、本実施形態において、デューティ比判定部１２０は、期間ｔ３と期間ｔ４との大小関係を判定する。具体的には、期間ｔ３が期間ｔ４より小さいと、周波数判定部１２１は、デューティＡと判定し、期間ｔ３が期間ｔ４より大きいと、周波数判定部１２１は、デューティＢと判定する。
【００３７】
＜第四実施形態＞
なお、上記実施形態で説明したデータ通信システムは、例えば画像形成装置に適用可能である。その場合、画像形成装置の本体側にデータキャリア駆動装置を搭載し、消耗品等の交換部品にデータキャリア装置を搭載した構成とすることができる。以下に、上記実施形態のデータ通信システムが適用される画像形成装置の構成を説明する。
【００３８】
［画像形成装置の構成］
画像形成装置の一例として、レーザビームプリンタを例にあげて説明する。図１３に電子写真方式のプリンタの一例であるレーザビームプリンタの概略構成を示す。レーザビームプリンタ３００は、画像形成部として、静電潜像が形成される像担持体としての感光ドラム３１１、感光ドラム３１１を一様に帯電させる帯電部３１７（帯電手段）、感光ドラム３１１に形成された静電潜像をトナーで現像する現像部３１２（現像手段）を備えている。この感光ドラム３１１、帯電部３１７、現像部３１２は一体化されたカートリッジＣとして画像形成装置の本体に対して着脱可能になっている。そして、感光ドラム３１１に現像されたトナー像を、カセット３１６から供給された記録材としてのシート（不図示）に転写部３１８（転写手段）によって転写して、シートに転写したトナー像を定着器３１４で定着してトレイ３１５に排出する。また、画像形成装置は、画像形成動作を制御するためのＣＰＵを含むコントローラ３２０を有する。コントローラ３２０は、画像形成装置の動作を制御するプログラムやデータを記憶する不図示のメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）を有する。
【００３９】
図１４は、画像形成装置にデータ通信システムを適用する場合のブロック図である。画像形成装置の本体は、コントローラ３２０と双方向に通信可能なデータキャリア駆動装置１０２を備えている。カートリッジＣは、データキャリア装置１０１と、データ記憶部１０１Ａと、を有する。データ記憶部１０１Ａは、データキャリア装置１０１によって読み出し及び書き込みが制御される。データ記憶部１０１Ａとしては、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性のメモリを使用することができる。
【００４０】
コントローラ３２０からの命令に基づきデータキャリア駆動装置１０２は、カートリッジＣに搭載されたデータキャリア装置１０１とのデータ通信を実行する。カートリッジＣのデータキャリア装置１０１は、例えばデータキャリア駆動装置１０２から送信されたデータを処理して、データ記憶部１０１Ａに記憶することが可能である。また、データキャリア装置１０１は、データキャリア駆動装置１０２からの信号に基づき、データ記憶部１０１Ａに記憶されたデータを読み出してデータキャリア駆動装置１０２に返信することが可能である。
【００４１】
このように、本発明は、画像形成装置の交換部品（交換ユニット）にデータキャリア装置１０１を搭載したデータ通信システムに適用可能である。画像形成装置の消耗品としてのカートリッジに関するデータをデータ記憶部１０１Ａに記憶することで、例えばカートリッジの使用状態としてトナー残量、感光ドラムの使用量等を管理するシステムを提供することができる。
【００４２】
なお、適用可能な画像形成装置としては、図１３に例示したものに限定されず、例えば複数の画像形成部を備えるカラー画像形成装置であってもよい。また、データキャリア装置１０１が設けられる交換部品（交換ユニット）は、カートリッジに限定されない。例えば、感光ドラム３１１上のトナー像が転写される中間転写ベルトを含む中間転写ベルトユニットや、トナーを収容するトナーユニット等、画像形成に用いられるプロセス部材を含む、様々な交換部品にデータキャリア装置１０１を設けてデータ通信システムを提供することが可能である。
【００４３】
［その他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１２０：デューティ比判定部、１２１：周波数判定部、１２２：復調部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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