(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のコイル及び第３のコンデンサとかなり、通信相手に送信する信号波に対する駆動共振手段として機能する駆動共振回路と、
第２のコイルと第１のコンデンサとを並列に接続してなり、上記第１のコイルと第３のコンデンサとの接続点に一端が接続されていて、上記通信相手に送信する信号波の周波数に対してトラップ手段として機能するトラップ回路と、
上記トラップ回路の他端に一端が接続された抵抗器と、他端が接地された第２のコンデンサとからなり、ローパス手段として機能するＲＣ直列回路とを有し、
上記駆動共振回路、上記トラップ回路及び上記ＲＣ直列回路により入力共振回路を構成し、上記第２のコンデンサと上記抵抗器との接続点から信号電圧を取り出すことを特徴とする密着型リーダ／ライタ装置。
【請求項２】
上記第２のコンデンサと上記抵抗器との接続点から取り出した信号電圧を増幅する増幅用トランジスタを有し、
上記増幅用トランジスタの負荷として、第３のコイル及び第４のコンデンサからなる並列共振回路を接続し、上記並列共振回路を上記通信相手から送られてくる信号波に並列共振させて受信ゲインを向上させるとともに、上記並列共振回路と直列に第４のコイルを挿入して、上記通信相手に送信する信号波に直列共振させ、上記送信信号波のゲインを減衰させることを特徴とする請求項１に記載の密着型リーダ／ライタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は密着型リーダ／ライタ装置に関し、特に、通信距離が短くて微弱電波で通信可能なデータキャリアシステムに用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、データキャリアとリーダ／ライタ装置とからなり、上記データキャリアと上記リーダ／ライタ装置との間でデータを非接触で授受するようにしたデータキャリアシステムが種々の分野で実用化されている。上記データキャリアシステムにおいて、上記データキャリアと上記リーダ／ライタ装置との間における通信距離は、データキャリアシステムが使用される状態に応じて様々である。
【０００３】
例えば、電源を有するデータキャリアの場合は数メートル、あるいは十数メートル以上の長距離通信を行うことが可能に構成されている。それに対し、データキャリアとリーダ／ライタ装置との通信距離が短いタイプのデータキャリアシステムの場合には、数ミリ〜数十センチ程度の通信距離を確保すればデータの授受を行うことが可能である。
【０００４】
したがって、長距離通信を行うシステムで用いられるリーダ／ライタ装置と、短距離で用いられるリーダ／ライタ装置とでは通信出力が異なるように構成され、短距離で用いられるリーダ／ライタ装置の場合には、構成を簡素化して安価に製造できるようにすることが強く求められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、製造コストを安価にするために、各部品の構成を小型化することにより、リーダ／ライタ装置の通信出力を小さくしてコスト削減及び構成の簡素化を行うようにしていた。
【０００６】
このため、データキャリアとリーダ／ライタ装置との通信距離が極端に短い密着型のデータキャリアシステムを構成する場合においても、密着型リーダ／ライタ装置のコストダウンを大幅に行うことができない問題があった。
本発明上述の問題点にかんがみ、部品点数を減らして安価に製造することが可能な密着型リーダ／ライタ装置を提供できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の密着型リーダ／ライタ装置は、第１のコイル及び第３のコンデンサとかなり、通信相手に送信する信号波に対する駆動共振手段として機能する駆動共振回路と、第２のコイルと第１のコンデンサとを並列に接続してなり、上記第１のコイルと第３のコンデンサとの接続点に一端が接続されていて、上記通信相手に送信する信号波の周波数に対してトラップ手段として機能するトラップ回路と、上記トラップ回路の他端に一端が接続された抵抗器と、他端が接地された第２のコンデンサとからなり、ローパス手段として機能するＲＣ直列回路とを有し、上記駆動共振回路、上記トラップ回路及び上記ＲＣ直列回路により入力共振回路を構成し、上記第２のコンデンサと上記抵抗器との接続点から信号電圧を取り出すことを特徴とする。
また、本発明の密着型リーダ／ライタ装置の他の特徴とするところは、上記第２のコンデンサと上記抵抗器との接続点から取り出した信号電圧を増幅する増幅用トランジスタを有し、上記増幅用トランジスタの負荷として、第３のコイル及び第４のコンデンサからなる並列共振回路を接続し、上記並列共振回路を上記通信相手から送られてくる信号波に並列共振させて受信ゲインを向上させるとともに、上記並列共振回路と直列に第４のコイルを挿入して、上記通信相手に送信する信号波に直列共振させ、上記送信信号波のゲインを減衰させることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
次に、添付図面を参照しながら本発明の密着型リーダ／ライタ装置の実施の形態を説明する。
図１は、ＡＳＫ対応の密着型リーダ／ライタ装置の概略構成を示すブロック図である。
【０００９】
図１において、Ｇは駆動回路であり、本実施の形態においては８個のゲート回路Ｇ1〜Ｇ8を並列に接続して構成されており、１２５ｋＨｚの方形波を出力するようにしている。
【００１０】
また、ＲS1〜ＲS8は駆動レベル調整抵抗であり、上述したように、複数チャネルのゲート回路Ｇ1〜Ｇ8を用いた場合に、各チャネル間でディレイの差があった時の出力回路の保護用、及び駆動レベルの調整用として設けられている。
【００１１】
これらの駆動レベル調整抵抗ＲS1〜ＲS8の代表値としては、４７〜１００Ωでよい。なお、抵抗値を大きくするほど後述する駆動共振回路のＱが下がって出力が減少するが、同調ずれに対して強くなることにより、動作を安定させる利点が得られる。
【００１２】
第１のコイルＬ1、第３のコンデンサＣ3により駆動共振回路が構成されており、本実施の形態においては、「１２５ＫＨｚ」と「１１７，６４７ＫＨｚ」の中心周波数である「１２１ＫＨｚ」に共振させてバランスさせるようにしている。
【００１３】
これにより、共振周波数からずれた周波数で動作させるので、上記第１のコイルＬ1、第３のコンデンサＣ3に損失の低いものを採用しても、Ａ点の振幅は７０〜９０Ｖｐｐ程度となる。なお、上記第３のコンデンサＣ3の耐圧は１６０Ｖ以上が望ましく、また、上記第１のコイルＬ1の自己共振は１ＭＨｚ以上が望ましい。
【００１４】
また、無調整にしたい場合は第３のコイルＬ3，第３のコンデンサＣ3を±５％以下とし、駆動レベル調整抵抗ＲS1〜ＲS8を高めに選び、入力トランジスタのＢ点（ＮＰＮＴｒ（Ｔ1）のべ一ス）で１２５ＫＨｚの交流振幅が３Ｖｐｐ以下になるようにする。
【００１５】
なお、第３のコイルＬ3の周囲にある金属までの距離等によって値がずれるので、実装状態で中心値を決めて、更にバラツキ品で動作確認することが望ましい。また、次に説明するトラップも無調整にすると駆動共振回路の同調に影響するので、ばらつかせて確認する対象とする必要がある。
【００１６】
次に、入力トラップ回路について説明する。本実施の形態においては、第２のコイルＬ2、第１の第１のコンデンサＣ1により、１２５ＫＨｚに対するトラップ回路を構成している。ここで、上記第２のコイルＬ2の値は、共振ずれや、コイルのコアのサイズを小さくするために高めに選ぶのが望ましい。
【００１７】
例えば、３．３〜６．８ｍＨ程度の値がよく、磁気シールド型が望ましい。また、トラップ回路として有効に動作させるために、インピーダンスの値として４０ＫΩ程度は必要である。これは、調整することにすれば容易だが、無調整では難しい。そこで、無調整にする場合はより高めのコイルＬを選択する必要がある。更に、上述のごとく「駆動レベル調整抵抗」を高めに選ぶ必要がある。
【００１８】
次に、入力共振回路について説明する。本実施の形態においては、第１のコイルＬ1、第３のコンデンサＣ3、第２のコイルＬ2、第１のコンデンサＣ1、第２のコンデンサＣ2、抵抗器Ｒqによって入力共振回路を構成しており、この入力共振回路によって６２．５ＫＨｚに共振させている。
【００１９】
上述のように、駆動回路及びトラップ回路を構成する回路部品を共用して入力共振回路を構成しているので、コンデンサＣ2の値を最後に決定するのがよい。なお、この場合はコンデンサＣ2の耐圧は低くてもよい。なお、上記抵抗器Ｒqは、入力の同調のＱが高くなり過ぎることにより、データレートに対して帯域幅が狭くなり過ぎるのを防止するために設けている。ただし、大きくなり過ぎると感度が低下するので、レスポンスと感度のバランスを見て決定するのがよく、代表値としては「１００Ω」程度の値を考慮することができる。
【００２０】
増幅トランジスタＴ1は、ＮＰＮトランジスタであり、その耐圧は１０Ｖ以上、トランジション周波数ｆＴは１０ＭＨｚ以上、増幅率Ｈfeは１００以上である普通の小信号トランジスタでよい。また、エミッタ抵抗ＲEは１Ｋ〜２２０Ω程度がよく、抵抗値が小さい方が感度アップする。
【００２１】
増幅段の負荷の同調回路は、第３のコイルＬ3及びコンデンサＣ4によって構成されており、６２．５ＫＨｚに並列共振させて、受信信号波の６２．５ＫＨｚに対してゲインを稼ぐようにしている。
【００２２】
また、上記並列共振回路（第３のコイルＬ3及び第４のコンデンサＣ4）と直列に第４のコイルＬ4を挿入して、１２５ＫＨｚに直列共振させることにより、送信信号波である１２５ＫＨｚの信号に対するショート回路を構成し、送信信号波１２５ＫＨｚに対してゲインを減らすようにしている。なお、第４のコイルＬ4は第３のＬ3の値に対して１／３程度の値になる。
【００２３】
次に、第５のコンデンサＣ5は、整流回路との関係で０．０１μＦ程度がよい。また、倍圧整流用ダイオードＤは小信号用ダイオードでよく、シリコン（Ｓｉ）よりもショットキーダイオード（ＳＢＤ）にした方が検出感度で有利である。
【００２４】
検波トランジスタＴ2（ＰＮＰトランジスタ）は、小信号トランジスタでよく、検波段の負荷を構成する抵抗器ＲL、コンデンサＣ6は立ち上がりの時定数を信号レートに整合させるようにする。
【００２５】
シュミットゲートＳ1は、検波出力のＨ／Ｌを判定するものであり、本実施の形態においては「７４ＨＣ１４」を使用している。また、第７のコンデンサＣ7及び第８のコンデンサＣ8は、電源のバイパスコンデンサであり、「固体アルミ電界コンデンサ＋積層セラミックコンデンサ」を使用している。
【００２６】
上述のように構成された本実施の形態の密着型リーダ／ライタ装置において、各コイルＬ1、Ｌ2，Ｌ3，Ｌ4の結合を避けて、第１のコイルＬ1から出ている強い磁界を拾わないようにする。これは、第２のコイルＬ2と第３のコイルＬ3、第４のコイルＬ4が結合すると、増幅用トランジスタＴ1の増幅出力が入力側に帰還されてしまい、ゲイン及び周波数特性が変動するからである。
【００２７】
また、トラップコイルＬ値の測定は、使用時の信号振幅で行うことがよく、上記第２のコイルＬ2、第１のコンデンサＣ1をセットにしたユニットとしてコイルメーカより調達するのがベストである。これは、第３のコイルＬ3及び第４のコンデンサＣ4についても同様である。
【００２８】
また、増幅用トランジスタＴ1が送信波信号１２５ＫＨｚでカットオフしないようにすることがが必要であり、そのために、本実施の形態においてはベース側のＢ点の振幅を３Ｖｐｐ以下にしている。
【００２９】
また、駆動しないときに出力を「Ｈ」レベルに固定すると、増幅用トランジスタＴ1に無駄な消費電流が流れてしまう。この電流は大した電流でもないので無視してもいいが、電池セットのときは無くした方がよいので、出力は「Ｌ」レベルまたは「Ｈｉ−Ｚ」にしている。
【００３０】
次に、図２を参照しながら本実施の形態の密着型リーダ／ライタ装置を電子機器におけるトナー管理システムに適用した例を説明する。
図２に示したように、本実施形態のトナー管理システムは、プリンタ１側に取り付けられた密着型リーダ／ライタ装置２０と、トナーを収納したカートリッジ２の表面に貼設されたデータキャリア１０とにより構成されている。
【００３１】
上記データキャリア１０及び密着型リーダ／ライタ装置２０は、上記カートリッジ２を上記プリンタ１の所定の位置にセットしたときには、ほぼ接触する程度の短い距離を隔てて対面するような位置に取り付けられている。
【００３２】
上述のような構成において、密着型リーダ／ライタ装置２０とデータキャリア１０との間で行う通信はＩＤコード、パスワード、使用許可コード、管理コード、プリント枚数、トナー不足検出コード、異常検出コード、トナー不足検出日時、トナー不足検出時のプリント枚数、修理履歴、リサイクル履歴等である。
【００３３】
上述したように、上記密着型リーダ／ライタ装置２０とデータキャリア１０との間隔は非常に短いので、微弱な信号で十分な通信を行うことができる。したがって、本実施の形態の密着型リーダ／ライタ装置２０のように、部品点数を減少させてコストダウンするとともに、ＬＣ回路を厳密に調整しない場合でも十分に使用可能である。これにより、このようなデータ授受システムを低コストで構成することが可能となる。
【００３４】
次に、図３を参照しながら本発明の第２の実施の形態を説明する。
上述した図１の密着型リーダ／ライタ装置は、ＡＳＫ対応の構成であったが、この実施の形態の密着型リーダ／ライタ装置は、ＡＳＫ及びＰＳＫの両方に対応する構成にしたものである。
【００３５】
すなわち、信号レートに整合させることなく検波トランジスタＴ2の検波出力を第１のシュミットゲートＳ1に供給する。そして、上記第１のシュミットゲートＳ1の出力を、抵抗器Ｒ1を通して取り出すようにしている。また、第１のシュミットゲートＳ1の出力を第２のシュミットゲートＳ2及び第２のダイオードＤ2を介して第３のシュミットゲートＳ3に供給し、第３の抵抗器Ｒ3を通して取り出すようにしている。
【００３６】
上記第３のシュミットゲートＳ3の入力端には、抵抗器Ｒ2及び第９のコンデンサＣ9の並列共振回路が取り付けられており、立ち上がりの時定数を信号レートに整合させるようにしている。これにより、上記第３のシュミットゲートＳ3は、検波トランジスタＴ2の検波出力を、入力信号のレートに同期させることができる。これにより、キャリアの大きさに応じて出力を反転させる動作、すなわち、ＡＳＫ検出を行うことができる。
【００３７】
一方、第１のシュミットゲートＳ1の入力端は入力信号のレートに同期して検出していないので、第１のシュミットゲートＳ1の出力は、検波トランジスタＴ2の検波出力の有無に応じて反転するので、ＰＳＫ（位相シフトキーイング）検出となる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は上述したように構成したので、駆動共振回路及び入力トラップ回路を構成する回路部品を共用させて入力共振回路を構成することができる。これにより、密着型リーダ／ライタ装置を構成する回路部品の点数を減らしてコストダウンを図ることができ、通信距離は短くてもよいが安価に製造することが要求される場合に用いて好適な密着型リーダ／ライタ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示し、密着型リーダ／ライタ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の密着型リーダ／ライタ装置の使用例を示す斜視図である。
【図３】本発明の密着型リーダ／ライタ装置の第２の実施の形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
Ｌ1  第１のコイル
Ｌ2  第２のコイル
Ｌ3  第３のコイル
Ｌ4  第４のコイル
Ｃ1  第１のコンデンサ
Ｃ2  第２のコンデンサ
Ｃ3  第３のコンデンサ
Ｃ4  第４のコンデンサ
Ｔ1  増幅用トランジスタ
Ｔ2  検波トランジスタ
【図１】
0004766780.tif 000002
【図２】
0004766780.tif 000003
【図３】
0004766780.tif 000004