(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導電磁界を用いて通信相手側機器と非接触で情報を送受信するデータ送受信装置であって、
前記通信相手側機器への送信対象とする送信データをデジタルコードに変換する制御部と、
前記制御部によって変換されたデジタルコードに基づいて変調波を生成する変調回路と、この変調回路によって生成された変調波から、当該データ通信に用いる予め定められた周波数成分の通信波を生成する帯域フィルタとを有する送信器と、
前記送信器の帯域フィルタによって生成された通信波を送信し、前記通信相手側機器から通信波を受信するアンテナと、
前記アンテナによって受信された前記通信相手側機器からの通信波に基づいて、予め定められた周波数成分を抽出する一次フィルタとして前記送信器の帯域フィルタが共用されると共に、当該帯域フィルタ通過後の通信波を検波する検波器と、この検波器による検波後の通信波から、予め定められた周波数成分を更に抽出する二次フィルタと、当該二次フィルタ通過後の通信波をデジタルコードに変換する復調回路とを有する受信器とを備え、
前記制御部は、前記復調回路によって変換されたデジタルコードから、前記通信相手側機器からの受信データを抽出し、
前記送信器の帯域フィルタは、前記受信器の一次フィルタとして共用される部分が、前記送信器の帯域フィルタよりも次数の小さい部分のみとされるデータ送受信装置。
【請求項２】
誘導電磁界を用いて通信相手側機器と非接触で情報を送受信するデータ送受信装置であって、
前記通信相手側機器への送信対象とする送信データをデジタルコードに変換する制御部と、
前記制御部によって変換されたデジタルコードに基づいて変調波を生成する変調回路と、この変調回路によって生成された変調波から、当該データ通信に用いる予め定められた周波数成分の通信波を生成する帯域フィルタとを有する送信器と、
前記送信器の帯域フィルタによって生成された通信波を送信し、前記通信相手側機器から通信波を受信するアンテナと、
前記送信器の前記フィルタよりも次数の小さいフィルタからなり、前記アンテナによって受信された前記通信相手側機器からの通信波に基づいて、予め定められた周波数成分を抽出する一次フィルタと、当該一次フィルタ通過後の通信波を検波する検波器と、この検波器による検波後の通信波から、予め定められた周波数成分を更に抽出する二次フィルタと、当該二次フィルタ通過後の通信波をデジタルコードに変換する復調回路とを有する受信器とを備え、
前記制御部は、前記復調回路によって変換されたデジタルコードから、前記通信相手側機器からの受信データを抽出するデータ送受信装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のデータ送受信装置を備え、
前記データ送受信装置は、記録紙上にトナー画像を形成する画像形成機構の近傍に設けられており、当該画像形成機構に取り付けられるトナーカートリッジに設けられた前記通信相手側通信機器としての情報記憶デバイスとの間で、データを送受信する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導電磁界を用いて通信相手側機器と非接触で情報を送受信するデータ送受信装置及び画像形成装置に関し、特に、通信相手側機器から受信した通信波の復調に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＩＣカード等の通信相手側機器に対して誘導磁界を用いて非接触に情報を送受信するＩＣカード用リーダライタ等のデータ送受信装置が知られている。例えば、下記特許文献１に示されるデータ送受信装置では、通信相手側機器から受信した通信波を、１次帯域フィルタ、１次検波器、２次帯域フィルタ、２次検波器、低域フィルタの順に通過させて副搬送波の周波数を増幅させ、復調回路によって、通信相手側機器が送信対象とする情報を示すデジタルコードを復調する構成が採られている。
【特許文献１】特許第３５７０４３０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来のデータ送受信装置の場合、上述したように、通信相手側機器から受信した通信波から上記デジタルコードを復調するために、１次帯域フィルタ、１次検波器、２次帯域フィルタ、２次検波器、低域フィルタ、復調回路といった多くの構成を必要とする。そのため、データ送受信装置の回路が複雑になりコスト高が懸念されることから、構成の簡素化が望まれる。
【０００４】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、誘導電磁界を用いて通信相手側機器と非接触で情報を送受信するデータ送受信装置において、従来よりも簡単な構成で、通信相手側機器から受信した通信波から上記デジタルコードを復調することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に記載の発明は、誘導電磁界を用いて通信相手側機器と非接触で情報を送受信するデータ送受信装置であって、
前記通信相手側機器への送信対象とする送信データをデジタルコードに変換する制御部と、
前記制御部によって変換されたデジタルコードに基づいて変調波を生成する変調回路と、この変調回路によって生成された変調波から、当該データ通信に用いる予め定められた周波数成分の通信波を生成する帯域フィルタとを有する送信器と、
前記送信器の帯域フィルタによって生成された通信波を送信し、前記通信相手側機器から通信波を受信するアンテナと、
前記アンテナによって受信された前記通信相手側機器からの通信波に基づいて、予め定められた周波数成分を抽出する一次フィルタとして前記送信器の帯域フィルタが共用されると共に、当該帯域フィルタ通過後の通信波を検波する検波器と、この検波器による検波後の通信波から、予め定められた周波数成分を更に抽出する二次フィルタと、当該二次フィルタ通過後の通信波をデジタルコードに変換する復調回路とを有する受信器とを備え、
前記制御部は、前記復調回路によって変換されたデジタルコードから、前記通信相手側機器からの受信データを抽出し、
前記送信器の帯域フィルタは、前記受信器の一次フィルタとして共用される部分が、前記送信器の帯域フィルタよりも次数の小さい部分のみとされるものである。
【０００６】
この構成によれば、受信器による通信相手側機器から受信した通信波の復調が、一次フィルタ、検波器、二次フィルタ、及び復調回路で足り、さらに、当該一次フィルタとして、送信器の帯域フィルタを用いることで、受信器に一次フィルタを設ける必要も無くしているので、従来の受信器よりも、通信波の復調に要する構成を簡単にすることができる。
【０００８】
この構成では、受信器の一次フィルタとして用いられる送信器の帯域フィルタ部分が、送信器の帯域フィルタとして用いられる部分よりも次数の小さい部分のみとされているので、送信器からの通信波送信時よりも高い周波数で、受信器で通信相手側機器から通信波を受信した場合であっても、当該受信した通信波を復調させやすい。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、誘導電磁界を用いて通信相手側機器と非接触で情報を送受信するデータ送受信装置であって、
前記通信相手側機器への送信対象とする送信データをデジタルコードに変換する制御部と、
前記制御部によって変換されたデジタルコードに基づいて変調波を生成する変調回路と、この変調回路によって生成された変調波から、当該データ通信に用いる予め定められた周波数成分の通信波を生成する帯域フィルタとを有する送信器と、
前記送信器の帯域フィルタによって生成された通信波を送信し、前記通信相手側機器から通信波を受信するアンテナと、
前記送信器の前記フィルタよりも次数の小さいフィルタからなり、前記アンテナによって受信された前記通信相手側機器からの通信波に基づいて、予め定められた周波数成分を抽出する一次フィルタと、当該一次フィルタ通過後の通信波を検波する検波器と、この検波器による検波後の通信波から、予め定められた周波数成分を更に抽出する二次フィルタと、当該二次フィルタ通過後の通信波をデジタルコードに変換する復調回路とを有する受信器とを備え、
前記制御部は、前記復調回路によって変換されたデジタルコードから、前記通信相手側機器からの受信データを抽出するものである。
【００１０】
この構成によれば、受信器の一次フィルタが、送信器の帯域フィルタよりも次数の小さいものとされているので、送信器からの通信波送信時よりも高い周波数で、受信器で通信相手側機器から通信波を受信した場合であっても、当該受信した通信波を復調させやすい。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のデータ送受信装置を備え、
前記データ送受信装置は、記録紙上にトナー画像を形成する画像形成機構の近傍に設けられており、当該画像形成機構に取り付けられるトナーカートリッジに設けられた前記通信相手側通信機器としての情報記憶デバイスとの間で、データを送受信する画像形成装置である。
【００１２】
この構成によれば、請求項１又は２に記載の発明による作用を奏する。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明によれば、誘導電磁界を用いて通信相手側機器と非接触で情報を送受信するデータ送受信装置、又は画像形成装置において、従来よりも簡単な構成で、通信相手側機器から受信した通信波から上記デジタルコードを復調することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１実施形態に係るデータ送受信装置について説明する。図１は、本発明に係るデータ送受信装置の第１実施形態であるＩＣカード用リーダライタの概略構成を示す説明図である。
【００１５】
本発明に係るデータ送受信装置の第１実施形態であるＩＣカード用リーダライタ１（以下、リーダライタ１）は、誘導電磁界により非接触で情報を送受信する。リーダライタ１は、例えばＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）等の通信方式により、予め定められた通信出力で、予め定められた周波数の電磁波を出力して、データを送受信する通信相手側機器としてのＩＣカード８との間でデータを送受信する。ＲＦＩＤ方式の場合、リーダライタ１はＲＦＩＤリーダライタであり、ＩＣカード８はＲＦＩＤタグである。以下、リーダライタ１及びＩＣカード８間の通信方式をＲＦＩＤの通信方式として説明する。リーダライタ１は、送信器２と、アンテナ３と、受信器４と、コントロール回路５とを備える。
【００１６】
コントロール回路（制御部）５は、ＩＣカード８への送信対象とする送信データをデジタルコードに変換する。なお、ＩＣカード８への送信対象とする送信データは、図略の中央制御部からコントロール回路５に送信されてくる。
【００１７】
送信器２は、変調回路２１と、帯域フィルタ２２とを有する。変調回路２１は、コントロール回路５によって変換された上記デジタルコードに基づいて変調波を生成する。帯域フィルタ２２は、変調回路２１によって生成された変調波から、ＩＣカード８とのデータ通信用として予め定められた周波数成分からなる通信波を生成する。
【００１８】
アンテナ３は、送信器２の帯域フィルタ２２によって生成された上記通信波を電磁波によりＩＣカード８に対して送信する。また、アンテナ３は、ＩＣカード８からの通信波も電磁波により受信する。
【００１９】
受信器４は、検波器４１と、二次フィルタ４２と、復調回路４３とを有する。受信器４では、アンテナ３がＩＣカード８から受信した通信波に基づいて、予め定められた周波数成分を抽出する役割を果たす一次フィルタとして、送信器２の帯域フィルタ２２が用いられる。検波器４１は、当該一次フィルタとしての帯域フィルタ２２を通過した後の通信波を検波する。二次フィルタ４２は、検波器４１による検波後の通信波から、予め定められた周波数成分を更に抽出する。復調回路４３は、二次フィルタ４２を通過した後の通信波をデジタルコードに変換する。
【００２０】
コントロール回路５は、復調回路４３によって変換された上記デジタルコードから、ＩＣカード８が送信対象としている情報（リーダライタ１にとっての受信データ）を抽出する。
【００２１】
ＩＣカード８には、ＲＦＩＤ通信用にアンテナ８１、交信制御部８２、及びメモリ８３が備えられている。交信制御部８２は、アンテナ８１を用いて電磁波により通信の対象とするデータを送受信可能な半導体チップ（無線ＩＣチップ）を備え、リーダライタ１からアンテナ８１が受信する電磁波によって起電力を発生し、この電力によって内蔵回路を駆動させてリーダライタ１との通信を行う。また、メモリ８３としては、リーダライタ１の電源切断時にもデータの記憶が保持されるように、書き換え可能な不揮発性メモリ等が採用される。
【００２２】
リーダライタ１におけるデータ送受信時の処理の概略を説明する。リーダライタ１からＩＣカード８にデータを送信する場合、コントロール回路５は、図略の中央制御部（ホスト）から送られてくる送信対象データをデジタルコードに変換し、当該デジタルコードを送信器２に伝送する。
【００２３】
送信器２では、コントロール回路５により変換された上記デジタルコードに基づき変調回路２１が変調波を生成する。帯域フィルタ２２は、この変調波を、上記予め定められた周波数成分の通信波に生成する。当該生成された通信波は、アンテナ３から電磁波によりＩＣカード８に対して輻射される。
【００２４】
一方、ＩＣカード８からの送信データをリーダライタ１で受信する場合、ＩＣカード８からの通信波は、ＩＣカード８からの副搬送波により変調された変調波としてアンテナ３で受信される。アンテナ３で受信された当該変調波は、送信器２の帯域フィルタ２２に伝送される。このアンテナ３がＩＣカード８から受信した変調波は、帯域フィルタ２２により予め定められた周波数成分が抽出され、検波器４１により検波され、更に二次フィルタ４２により高周波成分が除去され、更に復調回路４３によりデジタルコードに変換される。コントロール回路５は当該デジタルコードから、ＩＣカード８が送信対象とするデータを読み取り、図略の中央制御部（ホスト）に送信する。
【００２５】
図２は、リーダライタ１の回路図である。図３（ａ）はリーダライタ１及びＩＣカード８間の通信距離が3mmの場合におけるアンテナ３で受信された変調波形を示す図、（ｂ）はリーダライタ１及びＩＣカード８間の通信距離が10mmの場合におけるアンテナ３で受信された変調波形を示す図である。
【００２６】
受信器４の一次フィルタとしても用いられる送信器２の上記帯域フィルタ２２は、図２に示すように、例えば５次π型フィルタからなる。当該構成でなる帯域フィルタ２２を用いてＩＣカード８から通信波を受信する場合、アンテナ３で受信されて帯域フィルタ２２を通過した後の通信波の波形は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、リーダライタ１及びＩＣカード８間の通信距離が3mm（図３（ａ））の場合も、10mm（図３（ｂ））の場合も、ＩＣカード８からの副搬送波により変調がみられる。このように、受信器４の１次フィルタとして、送信器２の帯域フィルタ２２を共用しても、ＩＣカード８からの副搬送波による変調波を受信することができる。
【００２７】
次に、本発明の第２実施形態に係るデータ送受信装置について図面を参照して説明する。図４は、第２実施形態であるＩＣカード用リーダライタの概略構成を示す説明図である。なお、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００２８】
第２実施形態に係るリーダライタ１０では、第１実施形態と同様に、送信器２の帯域フィルタ２２を受信器４の一次フィルタとして共用するが、帯域フィルタ２２の一部のみを受信器４の一次フィルタとして用いるようになっている。
【００２９】
図５はリーダライタ１０の回路図である。図６（ａ）はリーダライタ１０及びＩＣカード８間の通信距離が3mmの場合におけるアンテナ３で受信された変調波形を示す図、（ｂ）はリーダライタ１０及びＩＣカード８間の通信距離が10mmの場合におけるアンテナ３で受信された変調波形を示す図である。
【００３０】
受信器４の一次フィルタとして用いられる送信器２の帯域フィルタ２２は、第１実施形態と同様に、例えば５次π型フィルタからなるが、図５に示すように、受信器４の一次フィルタとして共用される部分が、送信器２による送信時にフィルタ機能を発揮する帯域フィルタ２２よりも次数の小さい部分のみとされる。本実施形態では、送信器２の帯域フィルタ２２は、受信器４の一次フィルタとして共用される部分が、帯域フィルタ２２における三次フィルタまでの部分のみとされている。
【００３１】
受信器４の一次フィルタとして、当該構成でなる帯域フィルタ２２を用いてＩＣカード８から通信波を受信する場合、アンテナ３で受信されて帯域フィルタ２２を通過した後の通信波の波形は、図６（ａ）（ｂ）に示すように、リーダライタ１及びＩＣカード８間の通信距離が3mm及び10mmのいずれの場合も、ＩＣカード８からの副搬送波により変調された波形となっており、しかも、変調レベルが大きく、通信距離の如何を問わずに変調波形が明確である。これにより、両方の波形を共通の検波器４１で正確に検波することができるため、この波形を検波器４１で検波して二次フィルタ４２及び復調回路４３を通過させることで、ＩＣカード８が送信対象とするデータを正確に受信することができる。
【００３２】
次に、本発明の第３実施形態に係るデータ送受信装置について図面を参照して説明する。図７は、第３実施形態であるＩＣカード用リーダライタの概略構成を示す説明図である。なお、第１又は第２実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００３３】
第１及び第２実施形態では、送信器２の帯域フィルタ２２を、受信器４の一次フィルタとして共用する例を示したが、第３実施形態では、図７に示すように、リーダライタ１００は、受信器４の一次フィルタ４０を、送信器２の帯域フィルタ２２とは別個に受信器４に設け、送信器２の帯域フィルタ２２とは共用しない。当該一次フィルタ４０は、送信器２の帯域フィルタ２２よりも次数の小さいフィルタとされる。本実施形態では、受信器４の一次フィルタ４０は、三次のフィルタとされている。
【００３４】
このような受信器４の一次フィルタ４０を用いてＩＣカード８から通信波を受信する場合、アンテナ３で受信されて帯域フィルタ２２を通過した後の通信波の波形は、上記図６（ａ）（ｂ）に示したものと同様となる。
【００３５】
なお、このように、受信器４の一次フィルタ４０を、送信器２の帯域フィルタ２２とは別個に受信器４に設ける場合、一次フィルタ４０を、送信器２の帯域フィルタ２２と次数を同じにすることも可能である。但し、その場合、アンテナ３で受信されて帯域フィルタ２２を通過した後の通信波の波形は、上記図３（ａ）（ｂ）に示したものと同様となる。
【００３６】
次に、上記実施形態のいずれかに係るリーダライタ及びＲＦＩＤタグメモリをカラー画像形成装置に適用した実施形態を説明する。図８は、リーダライタ及びＲＦＩＤタグが適用されたカラー画像形成装置の内部構成を示す図である。
【００３７】
リーダライタ１，１０，１００のいずれかとＲＦＩＤタグメモリとが適用されるカラー画像形成装置６０は、例えば、コピー機、プリンタ、ファクシミリ装置、或いはこれらの機能を兼ね備えた複合機からなる。カラー画像形成装置６０は、カラー画像形成用に、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色の画像形成機構５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｙ，５０Ｋを備えている。画像形成機構５０Ｍは、ドラムユニット５１Ｍ、露光ユニット５２Ｍ、現像カートリッジ５５Ｍを有する現像ユニット５４Ｍ、ＲＦＩＤリーダライタ５６Ｍ、転写ローラ５９Ｍを備えている。ＲＦＩＤリーダライタ５６Ｍは、上述したリーダライタ１，１０，１００のいずれかである。なお、画像形成機構５０Ｃ，５０Ｙ，５０Ｋも同様の構成である。
【００３８】
これら画像形成機構５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｙ，５０Ｋにより各色のトナー画像を転写ベルト７０によって搬送される記録紙上に各色トナー画像が重なるように転写することで、カラーのトナー画像が記録紙上に形成される。
【００３９】
現像カートリッジ５５Ｍは、マゼンタのトナーが格納されており、消耗品として着脱・交換による取り替えが可能とされている。現像カートリッジ５５Ｍの外表面にはＲＦＩＤタグ５７Ｍが取り付けられている。このＲＦＩＤタグ５７Ｍは、上述したＩＣカード８と同様に、ＲＦＩＤ通信用にアンテナ８１、交信制御部８２、及びメモリ８３（図１参照）が備えられている。
【００４０】
ＲＦＩＤタグ５７Ｍ内のメモリには、現像カートリッジ５５Ｍに格納されている現像剤の色や種別、現像剤の製造ロット、現像剤の充填量、現像カートリッジの仕向先情報等の各種情報が、製造時に予め記憶されている。
【００４１】
上記ＲＦＩＤリーダライタ５６Ｍは、ＲＦＩＤタグ５７Ｍに対向する装置本体側に配設される。ＲＦＩＤリーダライタ５６Ｍは、シリアルバスを介して装置本体のエンジン制御装置９０と電気的に接続されている。
【００４２】
このような構成でなるカラー画像形成装置６０において、現像カートリッジ５５Ｍが画像形成機構５０Ｍに取り付けられると、装置本体のエンジン制御装置９０による制御で、ＲＦＩＤリーダライタ５６Ｍが、ＲＦＩＤタグ５７Ｍと、上述した各実施形態に係るリーダライタ１，１０，１００と同様の通信を行い、ＲＦＩＤタグ５７Ｍから必要な情報（現像剤の色や種別、現像剤の製造ロット、現像剤の充填量、現像カートリッジの仕向先情報等）を受信するようになっている。
【００４３】
なお、画像形成機構５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｙ，５０Ｋに備えられる各々のＲＦＩＤリーダライタ５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｙ，５６Ｋは全て同一の構成でありＲＦＩＤタグ５７Ｋ、ＲＦＩＤタグ５７Ｙ、及びＲＦＩＤタグ５７Ｃは、ＲＦＩＤタグ５７Ｍと同一の構成である。
【００４４】
なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記図１乃至図８に示した実施形態に係る数値、構成及び処理は、本発明に係るデータ送受信装置及び画像形成装置の数値、構成及び処理の単なる一例に過ぎず、本発明に係るデータ送受信装置及び画像形成装置の数値、構成及び処理を上記に示した内容に限定するものではない。また、リーダライタ１，１０，１００による受信波形等の特性なども上記実施形態で示した特性に限定されるものではない。
【００４５】
また、上記では、本発明に係る画像形成装置の例として、カラー画像形成装置を示したが、本発明に係る画像形成装置はカラー画像形成装置に限られず、モノクロ画像形成を行う画像形成装置であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係るデータ送受信装置の第１実施形態であるＩＣカード用リーダライタの概略構成を示す説明図である。
【図２】第１実施形態であるＩＣカード用リーダライタの回路図である。
【図３】（ａ）はリーダライタ及びＩＣカード間の通信距離が3mmの場合におけるアンテナで受信された変調波形を示す図、（ｂ）はリーダライタ及びＩＣカード間の通信距離が10mmの場合におけるアンテナで受信された変調波形を示す図である。
【図４】第２実施形態であるＩＣカード用リーダライタの概略構成を示す説明図である。
【図５】第２実施形態であるＩＣカード用リーダライタの回路図である。
【図６】（ａ）はリーダライタ及びＩＣカード間の通信距離が3mmの場合におけるアンテナで受信された変調波形を示す図、（ｂ）はリーダライタ及びＩＣカード間の通信距離が10mmの場合におけるアンテナで受信された変調波形を示す図である。
【図７】第３実施形態であるＩＣカード用リーダライタの概略構成を示す説明図である。
【図８】リーダライタ及びＲＦＩＤタグが適用されたカラー画像形成装置の内部構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１，１０，１００    ＩＣカード用リーダライタ
２          送信器
２１        変調回路
２２        帯域フィルタ
３          アンテナ
４          受信器
４０        一次フィルタ
４１        検波器
４２        二次フィルタ
４３        復調回路
５          コントロール回路
８          ＩＣカード
８１        アンテナ
８２        交信制御部
８３        メモリ
５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｙ，５０Ｋ  画像形成機構
５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｙ，５６Ｋ  リーダライタ
５７Ｍ，５７Ｃ，５７Ｙ，５７Ｋ  タグメモリ
６０        カラー画像形成装置
９０        エンジン制御装置
【図１】
0005060193.tif 000002
【図２】
0005060193.tif 000003
【図４】
0005060193.tif 000004
【図５】
0005060193.tif 000005
【図７】
0005060193.tif 000006
【図８】
0005060193.tif 000007
【図３】
0005060193.tif 000008
【図６】
0005060193.tif 000009