(57)【要約】【課題】 画像形成装置において、無線タグ用のアンテナの共振周波数の調整を自動的に行う。【解決手段】  複数のアンテナ１３−１〜１３−Ｎは、当該画像形成装置１に着脱可能な複数の部品における無線タグ２１−１〜２１−Ｎからの変調波をそれぞれ検出する。セレクター３１は、複数のアンテナ１３−１〜１３−Ｎから１つのアンテナを選択する。復調部４３は、セレクター３１により選択されたアンテナ１３−ｉにより検出された変調波を復調する。可変キャパシタンス部３３が、セレクター３１により選択されたアンテナ１３−ｉと復調部４３との間の伝送線に設けられており、キャパシタンス調整部４５は、セレクター３１により選択されたアンテナ１３−ｉに対応して、変調波における副搬送波の振幅が所定値になるように、可変キャパシタンス部３３の静電容量を調整する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置において、
当該画像形成装置に着脱可能な複数の部品における無線タグからの変調波をそれぞれ検出する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナから１つのアンテナを選択するセレクターと、
前記セレクターにより選択された前記アンテナにより検出された前記変調波を復調する復調部と、
前記セレクターにより選択された前記アンテナと前記復調部との間の伝送線に設けられた可変キャパシタンス部と、
前記セレクターにより選択された前記アンテナに対応して、前記変調波における副搬送波の振幅が所定値になるように、前記可変キャパシタンス部の静電容量を調整するキャパシタンス調整部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記アンテナにより検出された前記変調波における副搬送波の振幅を検出する副搬送波振幅検出部をさらに備え、
前記キャパシタンス調整部は、検出された前記変調波における副搬送波の振幅に応じて、前記副搬送波の振幅が所定値になるように前記可変キャパシタンス部の静電容量を調整すること、
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記可変キャパシタンス部は、バリキャップダイオードを備え、
前記キャパシタンス調整部は、（ａ）前記複数のアンテナのそれぞれについて、前記副搬送波振幅検出部により前記副搬送波の振幅が検出されたときに、前記副搬送波の振幅に応じて前記副搬送波の振幅を前記所定値にするための、前記バリキャップダイオードへの印加電圧を特定し、（ｂ）前記複数のアンテナに対応する前記印加電圧を示す調整データを所定の記憶装置に記憶し、（ｃ）前記副搬送波振幅検出部により前記副搬送波の振幅が検出されないときに、前記記憶装置から、前記セレクターにより選択されている前記アンテナの前記調整データを読み出し、読み出した前記調整データにより示される前記印加電圧を前記バリキャップダイオードへ印加すること、
を特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
アンテナ駆動基板をさらに備え、
前記セレクター、前記復調部、前記可変キャパシタンス部、および前記キャパシタンス調整部は前記アンテナ駆動基板に設けられ、
前記複数のアンテナは、互いに略同一の固有共振周波数を有し、互いに異なる長さのケーブルで前記アンテナ駆動基板に接続されていること、
を特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ある無線タグシステムでは、リーダーライター側のアンテナは、基板上の配線パターンで構成されている。さらに、周囲環境に応じてアンテナの共振周波数を調整するために、調整用配線パターンが設けられており、調整用配線パターンと配線パターンとの接続箇所が、共振周波数の調整のために切断可能となっている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１２３２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のシステムでは、アンテナに調整用配線パターンを予め設けておく必要がある。また、調整用配線パターンを切断するか否かで共振周波数が調整されるため、共振周波数の変化が段階的になり、共振周波数の微調整が困難である。
【０００５】
さらに、上述のシステムでは、アンテナを実際の装着位置に配置して共振周波数の変化量を測定し、測定後にその装着位置に配置するアンテナに対して共振周波数の調整作業を行う必要がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、無線タグ用のアンテナの共振周波数の調整を自動的に行う画像形成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る画像形成装置は、当該画像形成装置に着脱可能な複数の部品における無線タグからの変調波をそれぞれ検出する複数のアンテナと、前記複数のアンテナから１つのアンテナを選択するセレクターと、前記セレクターにより選択された前記アンテナにより検出された前記変調波を復調する復調部と、前記セレクターにより選択された前記アンテナと前記復調部との間の伝送線に設けられた可変キャパシタンス部と、前記セレクターにより選択された前記アンテナに対応して、前記変調波における副搬送波の振幅が所定値になるように、前記可変キャパシタンス部の静電容量を調整するキャパシタンス調整部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、無線タグ用のアンテナの共振周波数の調整を自動的に行う画像形成装置が得られる。
【０００９】
本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１におけるアンテナ駆動基板１４およびアンテナ１３−１〜１３−Ｎの一例を示す斜視図である。
【図３】図３は、図１におけるアンテナ駆動基板１４およびアンテナ１３−１〜１３−Ｎの一例を示す等価回路図である。
【図４】図４は、図３におけるアンテナ１３−１〜１３−Ｎに対応する振幅の副搬送波を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。図１に示す画像形成装置１は、例えば電子写真方式のプリンター、複合機などである。図１に示す画像形成装置１は、カラープリンターであって、画像形成装置１には、複数のトナーコンテナー２−１〜２−４が着脱可能になっている。
【００１３】
トナーコンテナー２−１〜２−４にはその内部のトナー収容部にトナーが充填されている。ここでは、トナーコンテナー２−１〜２−４には、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックのトナーがそれぞれ充填されている。トナーコンテナー２−１〜２−４は、無線タグ２１−１〜２１−４を備える。無線タグ２１−１〜２１−４には、トナーコンテナー２−１〜２−４の識別情報、属性情報（生産時点情報、トナーカウンター情報など）などが記憶されている。
【００１４】
画像形成装置１は、印刷装置１１、メインコントローラー１２、アンテナ１３−１〜１３−４、およびアンテナ駆動基板１４を備える。
【００１５】
印刷装置１１は、図示せぬ、感光体ドラム、露光装置、現像装置、定着器などを備え、露光装置で感光体ドラム上に静電潜像を形成し、現像装置で静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成し、トナー像を印刷用紙に転写した後、定着器でトナー像を印刷用紙に定着させることで、印刷を行う。この実施の形態では、印刷装置１１は、トナーコンテナー２−１〜２−４を装着され、トナーコンテナー２−１〜２−４内のトナーを使用してトナー像（カラー画像）を形成して印刷を行う。トナーコンテナー２−１〜２−４内のトナーが無くなると、そのトナーコンテナー２−１〜２−４は、トナーが充填されたトナーコンテナーに交換される。
【００１６】
メインコントローラー１２は、マイクロコンピューター、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などを備え、印刷装置１１などの内部デバイスを制御して、印刷装置１１に印刷を実行させたりする。
【００１７】
また、メインコントローラー１２は、アンテナ駆動基板１４を使用して、アンテナ１３−１〜１３−４を介してトナーコンテナー２−１〜２−４の無線タグ２１−１〜２１−４に対して、データ（上述の識別情報や属性情報）の読み書きを行う。
【００１８】
複数のアンテナ１３−１〜１３−４は、当該画像形成装置１に着脱可能な複数の部品（ここでは、トナーコンテナー２−１〜２−４）における無線タグ２１−１〜２１−４から送出される変調波をそれぞれ検出する。アンテナ１３−１〜１３−４は、それぞれ、トナーコンテナー２−１〜２−４が装着されたときに、無線タグ２１−１〜２１−４に対してデータの読み書きを行える位置に配置されている。各アンテナ１３−ｉは、渦巻き状のループアンテナを備え、特定のインダクタンスＬおよび特定のキャパシタンスＣを有する。
【００１９】
なお、上述のアンテナには、他の部品（感光体ドラムユニット、現像ユニット、中間転写ベルトユニット、定着器ユニットなどのオプションユニット）における無線タグに対応するアンテナを含めてもよい。
【００２０】
この実施の形態では、複数のアンテナ１３−１〜１３−４は、互いに略同一の固有共振周波数（アンテナ１３−１〜１３−４のインダクタンスＬとキャパシタンスＣとによる共振周波数）を有し（つまり、同一種別のアンテナであって）、互いに異なる長さのケーブル１５−１〜１５−Ｎでアンテナ駆動基板１４に接続されている。
【００２１】
アンテナ駆動基板１４は、それぞれ、ケーブル１５−１〜１５−４を介してアンテナ１３−１〜１３−４に接続され、無線タグ２１−１〜２１−４に書き込まれるデータで搬送波を変調して得られた変調波をアンテナ１３−１〜１３−４に印加したり、無線タグ２１−１〜２１−４から読み出されるデータで副搬送波を変調して得られた変調波をアンテナ１３−１〜１３−４で検出したりする。
【００２２】
図２は、図１におけるアンテナ駆動基板１４およびアンテナ１３−１〜１３−Ｎの一例を示す斜視図である。ここでは、Ｎ＝４である。図３は、図１におけるアンテナ駆動基板１４およびアンテナ１３−１〜１３−Ｎの一例を示す等価回路図である。
【００２３】
アンテナ駆動基板１４には、セレクター３１、コントローラー３２、および可変キャパシタンス部３３が設けられている。
【００２４】
セレクター３１は、複数のアンテナ１３−１〜１３−Ｎから１つのアンテナ１３−ｉを選択する。具体的には、セレクター３１は、ケーブル１５−１〜１５−Ｎに接続され、コントローラー３２と選択すべきアンテナ１３−ｉに対応するケーブル１５−ｉとを電気的に接続させる。
【００２５】
コントローラー３２は、ＡＳＩＣなどのＩＣチップであって、制御部４１、変調部４２、復調部４３、副搬送波振幅検出部４４、およびキャパシタンス調整部４５として動作する。
【００２６】
また、可変キャパシタンス部３３は、セレクター３１により選択されたアンテナ１３−ｉと復調部４３との間の伝送線に設けられている。図３では、可変キャパシタンス部３３は、セレクター３１とコントローラー３２との間の伝送線とグランドとの間に設けられる。
【００２７】
この実施の形態では、可変キャパシタンス部３３は、バリキャップダイオードＶＣを備える。具体的には、この実施の形態では、可変キャパシタンス部３３は、バリキャップダイオードＶＣとキャパシターＣｏとの直列回路である。
【００２８】
そして、制御部４１は、セレクター３１を制御して、セレクター３１に、アンテナ１３−１〜１３−Ｎを順番に選択させたり、メインコントローラー１２により指定された無線タグ１３−ｉに対応するアンテナ１３−ｉを選択させたりするとともに、選択中のアンテナ１３−ｉをキャパシタンス調整部４５に通知する。
【００２９】
変調部４２は、制御部４１またはメインコントローラー１２からの要求に応じて、搬送波を生成し、コマンドや、無線タグ２１−１〜２１−４に書き込むべきデータで搬送波を変調して変調波を生成し、セレクター３１を介して、選択中のアンテナ１３−ｉにその変調波を印加する。
【００３０】
復調部４３は、制御部４１またはメインコントローラー１２からの要求に応じて、無線タグ２１−ｉからデータを読み出す際に、セレクター３１により選択された選択中のアンテナ１３−ｉにより検出された変調波を復調する。
【００３１】
この実施の形態では、変調部４２は、無線タグ２１−ｉからデータを読み出す際に、搬送波をアンテナ１３−ｉに印加し、復調部４３は、無線タグ２１−ｉで反射して戻ってくる変調波（データで変調された副搬送波）を検出し復調する。
【００３２】
副搬送波振幅検出部４４は、選択中のアンテナ１３−ｉにより検出された変調波における副搬送波の振幅を検出する。
【００３３】
図３に示すように、アンテナ１３−１〜１３−Ｎおよびケーブル１５−１〜１５−Ｎの浮遊容量Ｃｓ１〜ＣｓＮが互いに異なるため、アンテナ１３−１〜１３−Ｎについての、コントローラー３２から見た実際の共振周波数は互いに異なる。
【００３４】
図４は、図３におけるアンテナ１３−１〜１３−Ｎに対応する振幅の副搬送波を示す図である。そのため、図４に示すように、アンテナ１３−１〜１３−Ｎを選択した際にそれぞれ得られる副搬送波の振幅Ｖｓ１〜ＶｓＮは、互いに異なる。
【００３５】
キャパシタンス調整部４５は、セレクター３１により選択されたアンテナ１３−ｉに対応して、変調波における副搬送波の振幅が所定値になるように、可変キャパシタンス部３３の静電容量を調整する。
【００３６】
具体的には、キャパシタンス調整部４５は、検出された副搬送波の振幅に応じて、副搬送波の振幅が所定値になるように可変キャパシタンス部３３の静電容量を調整する。
【００３７】
この実施の形態では、キャパシタンス調整部４５は、（ａ）複数のアンテナ１３−１〜１３−Ｎのそれぞれについて、副搬送波振幅検出部４４により副搬送波の振幅が検出されたときに、副搬送波の振幅に応じて副搬送波の振幅を所定値にするための、バリキャップダイオードＶＣへの印加電圧を特定し、（ｂ）複数のアンテナ１３−１〜１３−Ｎに対応する印加電圧を示す調整データを図示せぬ所定の記憶装置（例えば内蔵のフラッシュメモリー）に記憶し、（ｃ）副搬送波振幅検出部４４により副搬送波の振幅が検出されないときに、その記憶装置から、セレクター３１により選択されているアンテナ１３−ｉの調整データを読み出し、読み出した調整データにより示される印加電圧をバリキャップダイオードＶＣへ印加する。
【００３８】
次に、上記画像形成装置の動作について説明する。
【００３９】
パッシブ方式である無線タグ２１−ｉからデータを読み出す場合、制御部４１は、セレクター３１に、その無線タグ２１−ｉに対応するアンテナ１３−ｉ（ケーブル１５−ｉ）を選択させる。これにより、コントローラー３２とアンテナ１３−ｉとが導通状態となる。
【００４０】
そして、変調部４２がアンテナ１３−ｉに所定強度の搬送波を印加すると、アンテナ１３−ｉから搬送波が無線タグ２１−ｉに送出される。そして、無線タグ２１−ｉは、送信すべきデータに対応して内蔵アンテナのインピーダンスを変化させて反射強度を変化させて、変調波を送出する。アンテナ１３−ｉは、無線タグ２１−ｉからの変調波を感受する。
【００４１】
アンテナ１３−ｉ用の調整データがなければ、副搬送波振幅検出部４４は、アンテナ１３−ｉによって感受された無線タグ２１−ｉからの変調波から副搬送波の振幅を検出する。例えば、副搬送波振幅検出部４４は、変調波の最大振幅を副搬送波の振幅として検出する。あるいは、無線タグ２１−ｉからデータが送出されていない期間の変調波の振幅を副搬送波の振幅として検出するようにしてもよい。
【００４２】
さらに、アンテナ１３−ｉ用の調整データがなければ、キャパシタンス調整部４５は、副搬送波振幅検出部４４により検出された副搬送波の振幅に基づいて、副搬送波の振幅を所定値にするために可変キャパシタンス部３３のバリキャップダイオードＶＣに印加すべき電圧Ｖｖｃｉを特定し、選択中のアンテナ１３−ｉに関連付けてその印加電圧Ｖｖｃｉを調整データとして図示せぬ記憶装置に記憶する。
【００４３】
その後、キャパシタンス調整部４５は、セレクター３１によってアンテナ１３−ｉが選択されているときには、その調整データを参照して、アンテナ１３−ｉに関連付けられている印加電圧Ｖｖｃｉを特定し、特定した印加電圧ＶｖｃｉをバリキャップダイオードＶＣに印加する。
【００４４】
調整データとして印加電圧Ｖｖｃｉが記憶されている場合には、セレクター３１によってアンテナ１３−ｉが選択されたとき、副搬送波振幅検出部４４が副搬送波の振幅を検出せずに、キャパシタンス調整部４５は、ただちに、調整データを参照してその印加電圧Ｖｖｃｉを特定し、その印加電圧ＶｖｃｉをバリキャップダイオードＶＣに印加して、可変キャパシタンス部３３の静電容量を調整する。
【００４５】
つまり、アンテナ１３−ｉ用の調整データがあれば、そのアンテナ１３−ｉに対応する無線タグ２１−ｉからデータを読み出す際に、副搬送波振幅検出部４４で副搬送波の振幅を検出しない。
【００４６】
なお、選択されたアンテナ１３−ｉ用の調整データが記憶されていても、副搬送波振幅検出部４４で副搬送波の振幅を検出し、キャパシタンス調整部４５で、今回検出された副搬送波の振幅に対応する印加電圧Ｖｖｃｉを特定し、特定した印加電圧Ｖｖｃｉで、調整データを更新するようにしてもよい。また、上述の記憶装置に調整データを記憶せずに、データ読み出しの際に毎回、副搬送波振幅検出部４４で副搬送波の振幅を検出し、キャパシタンス調整部４５で、今回検出された副搬送波の振幅に対応する印加電圧Ｖｖｃｉを特定するようにしてもよい。
【００４７】
さらに、別の無線タグ２１−ｊからデータを読み出す場合、制御部４１は、セレクター３１に、その無線タグ２１−ｊに対応するアンテナ１３−ｊ（ケーブル１５−ｊ）を選択させる。
【００４８】
そして、変調部４２がアンテナ１３−ｊに所定強度（ここでは、すべてのアンテナ１３−１〜１３−Ｎに対して共通な強度）の搬送波を印加すると、アンテナ１３−ｊから搬送波が無線タグ２１−ｊに送出される。そして、アンテナ１３−ｊは、無線タグ２１−ｊからの変調波を感受する。
【００４９】
アンテナ１３−ｊ用の調整データがなければ、副搬送波振幅検出部４４は、アンテナ１３−ｊによって感受された無線タグ２１−ｊからの変調波から副搬送波の振幅を検出する。さらに、アンテナ１３−ｉ用の調整データがなければ、キャパシタンス調整部４５は、副搬送波振幅検出部４４により検出された副搬送波の振幅に基づいて、副搬送波の振幅を所定値にするために可変キャパシタンス部３３のバリキャップダイオードＶＣに印加すべき電圧Ｖｖｃｊを特定し、選択中のアンテナ１３−ｊに関連付けてその印加電圧Ｖｖｃｊを調整データとして図示せぬ記憶装置に記憶する。
【００５０】
その後、キャパシタンス調整部４５は、セレクター３１によってアンテナ１３−ｊが選択されているときには、その調整データを参照して、アンテナ１３−ｊに関連付けられている印加電圧Ｖｖｃｊを特定し、特定した印加電圧Ｖｖｃｊ（つまり、上述の印加電圧Ｖｖｃｉとは異なる電圧）をバリキャップダイオードＶＣに印加する。
【００５１】
調整データとして印加電圧Ｖｖｃｉが記憶されている場合には、セレクター３１によってアンテナ１３−ｊが選択されたとき、副搬送波振幅検出部４４が副搬送波の振幅を検出せずに、キャパシタンス調整部４５は、ただちに、調整データを参照してその印加電圧Ｖｖｃｊを特定し、その印加電圧ＶｖｃｊをバリキャップダイオードＶＣに印加して、可変キャパシタンス部３３の静電容量を調整する。
【００５２】
このようにすることで、複数のアンテナ１３−１〜１３−Ｎおよびケーブル１５−１〜１５−Ｎのそれぞれの条件に対応して、複数のアンテナ１３−１〜１３−Ｎにより感受される変調波における副搬送波の振幅が略同一になり、複数の無線タグ２１−１〜２１−Ｎのすべてからデータが良好に読み出される。つまり、副搬送波の振幅が略一定であるので、単一の復調部４３でも、復調エラーが少なくなり、変調波からデータが正確に復調される。
【００５３】
なお、無線タグ２１−ｉにデータを書き込む際にも、無線タグ２１−ｉに対応するアンテナ１３−ｉに対応する印加電圧ＶｖｃｉがバリキャップダイオードＶＣに印加されるため、無線タグ２１−ｉにより感受される搬送波の振幅が略一定となり、書込エラーが低くなる。
【００５４】
以上のように、上記実施の形態によれば、複数のアンテナ１３−１〜１３−Ｎは、当該画像形成装置１に着脱可能な複数の部品における無線タグ２１−１〜２１−Ｎからの変調波をそれぞれ検出する。セレクター３１は、複数のアンテナ１３−１〜１３−Ｎから１つのアンテナを選択する。復調部４３は、セレクター３１により選択されたアンテナ１３−ｉにより検出された変調波を復調する。可変キャパシタンス部３３が、セレクター３１により選択されたアンテナ１３−ｉと復調部４３との間の伝送線に設けられており、キャパシタンス調整部４５は、セレクター３１により選択されたアンテナ１３−ｉに対応して、変調波における副搬送波の振幅が所定値になるように、可変キャパシタンス部３３の静電容量を調整する。
【００５５】
これにより、浮遊容量Ｃｓｉなどに起因する副搬送波の振幅のズレが自動的に補償され、無線タグ２１−ｉ用のアンテナ１３−ｉの共振周波数の調整が自動的に行われる。
【００５６】
なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、例えば、複合機などの画像形成装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１  画像形成装置
２−１〜２−４  トナーコンテナー（複数の部品の一例）
１３−１〜１３−４  アンテナ
１４  アンテナ駆動基板
１５−１〜１５−４  ケーブル
２１−１〜２１−４  無線タグ
３１  セレクター
３３  可変キャパシタンス部
４３  復調部
４４  副搬送波振幅検出部
４５  キャパシタンス調整部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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