(57)【要約】【課題】大型の筐体を持つ装置であっても、電波状況の変化等に対応して通信品質を確保可能な画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】指向性を持つ指向性アンテナ５と、指向性を持たない無指向性アンテナ６と、指向性アンテナの指向性方向を制御するアンテナ制御部と、を備え、アンテナ制御部による制御によって簡便に指向性アンテナ６の指向性を最適な方向に切り替えられるようにした。【選択図】図１
2009038606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信が可能な画像形成装置において、
指向性を持つ指向性アンテナと、指向性を持たない無指向性アンテナと、前記指向性アンテナの指向性方向を制御するアンテナ制御部と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記指向性アンテナは受信アンテナ、前記無指向性アンテナは送信アンテナであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記アンテナ制御部は、前記指向性アンテナの指向性方向を決定するために電波強度の測定を行い、測定した電波強度が最大となる方向に前記指向性アンテナの指向性方向を設定するよう制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記電波強度とその方向を表示する表示部と、前記表示部に表示された電波強度とその方向を入力する入力部と、を備え、
前記アンテナ制御部は、前記入力部の入力結果に基づいて前記指向性アンテナの指向性方向を設定するよう制御することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、特に、無線通信部を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今普及が進んでいる無線ＬＡＮ機能を搭載した携帯情報端末等の無線通信装置においては、全周３６０°にわたって電波の放射特性や感度が均一な特性を持ったアンテナであり、どのような方向にも電波が放射され、かつどのような方向から電波が来ても受信することが出来る無指向性アンテナが利用されている。
それは、固定されて使用されないことが多く設置場所が一定していないこと、ホストであるアクセスポイント（以下、「ＡＰ」という）が設置されている場所が使用状況により異なる為にどのような方向からの電波でも送受信できる必要性があること、また移動速度の程度はあるが移動しながらの通信も考慮しなければならないこと、そして、無指向性であれば位置が変ったとしても特に制御する必要がなく電波の送受信を行うことが出来る等の理由による。
【０００３】
ところで、携帯して屋外等で用いる無線通信端末のみならず、ＭＦＰ（Multi Function Printer）等、オフィスで用いる機器である画像形成装置においても無線ＬＡＮ端末機能を有するものが増えつつある。
こういったオフィスに設置されるＭＦＰ等は、その筐体の大きさもあって壁際等の電波環境の比較的良くない場所に設置されることが多い。無線通信に用いるアンテナは、送信、受信兼用の無指向性アンテナであるが、無指向性アンテナには指向性が無いがために、アンテナをどのように設置しても送受信が可能である利点がある一方で、不必要な電波をも受信してしまう。また、壁などによる反射波等の影響を受け易く、ＭＦＰ等を窓際に設置をする際は電波反射等のフェージング等により受信性能の悪化を招くという問題点があった。
このような無指向性アンテナを用いることによる問題点を解決するためには、指向性アンテナを用いる方法があり、特許文献１には、オフィス等に固定されて用いる機器に指向性アンテナを用いたものが開示されている。
【０００４】
指向性アンテナとは、電波の放射特性や感度をある特定方向にのみ持たせたアンテナであり、例えば、０°〜５°の範囲の指向性ならこの方向にしか電波を放射しないし受信感度も無い。このため、５°〜３６０°方向にある通信機とは送受信ができないことになり、反射波等の影響を受けないという利点がある。すなわち、指向性アンテナを用いた場合は、無指向性アンテナを用いることによるフェージング等の電波干渉の問題を解決して通信品質の安定化が図ることが可能となる。
【特許文献１】特開２００５−４５３８４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＭＦＰ等の大型の筐体を持つ画像形成装置は、設置後に移動することは通常ほとんど無く、通信先も天井や壁等に設置されたＡＰ等の固定機器が多いことから、たいていは直接波による通信が可能な環境である。また無指向性アンテナである絶対性は高くなく、仮にオフィスのレイアウト変更などでＡＰの位置や電波状況が変わったとしても、指向性の切り替えが可能な指向性アンテナによって指向性をＡＰに対して合わせて、通信品質を確保することが可能である。
しかしながら、指向性アンテナを設置するには、専用の測定器などで指向性方向をチェックして設置する必要があるという問題点があった。
また、設置場所が比較的決まっているとはいえオフィスのレイアウト変更等により電波状況が変化した際にアンテナの指向性を見直す必要があるが、その都度メーカーのサービス等に依頼しなくてはならず使い勝手が悪いという問題があった。
そこで本発明は、装置単体で指向性アンテナの指向性を切替えて簡易に使用可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、無線通信が可能な画像形成装置において、指向性を持つ指向性アンテナと、指向性を持たない無指向性アンテナと、前記指向性アンテナの指向性方向を制御するアンテナ制御部と、を備えたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記指向性アンテナは受信アンテナ、前記無指向性アンテナは送信アンテナであることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記アンテナ制御部は、前記指向性アンテナの指向性方向を決定するために電波強度の測定を行い、測定した電波強度が最大となる方向に前記指向性アンテナの指向性方向を設定するよう制御することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、前記電波強度とその方向を表示する表示部と、前記表示部に表示された電波強度とその方向を入力する入力部と、を備え、前記アンテナ制御部は、前記入力部の入力結果に基づいて前記指向性アンテナの指向性方向を設定するよう制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の構成によれば、指向性アンテナの指向性方向を制御するアンテナ制御部を備えたことで、指向性アンテナの指向性の切り替えを簡易に行うことが可能になり、安定した通信品質の確保が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す図である。
図１において、本実施の形態の画像形成装置としてのＭＦＰ１は、画像形成装置本体側の本体側制御部２、内部インタフェイス（内部Ｉ／Ｆ）３、及び無線通信ユニット（無線通信部）４を備えている。本体側制御部２は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、及びメモリ等を備え、各種制御がプログラム等のシーケンスに基づいてＭＦＰ１全体の制御を行う。
無線通信ユニット４は、無線通信に用いるための無指向性アンテナ５、及び指向性アンテナ６の双方を備え、内部インタフェイス（内部Ｉ／Ｆ）３を介して本体側制御部２に接続されその動作が制御される。
【０００９】
図２は、図１に示したＭＦＰ１の無線通信ユニット４の構成を詳細に説明する図である。
図２において、無線通信ユニット４は、アンテナスイッチ（ＳＷ）７、指向性制御部８、無線ユニット側制御部９、及びアンテナ駆動部１０により構成される。アンテナＳＷ７は、無指向性アンテナ５に接続され、無線ユニット側制御部９からのスイッチ制御信号に基づいて、無指向性アンテナ５を送信側に接続する。なお、アンテナＳＷ７は必ずしも設ける必要はない。指向性制御部８は、アンテナ駆動部１０に接続され、無線ユニット側制御部９からの指向性切り替え制御信号に基づいて、アンテナ駆動部１０の駆動を制御して指向性アンテナ６の指向性方向の制御を行う。無線ユニット側制御部９は、ＣＰＵ及びメモリ等を備え、各種制御がプログラム等のシーケンスにより指向性制御部８の制御を行う。
無線ユニット側制御部９は、ＣＰＵ及びメモリ等を備え、各種制御がプログラム等のシーケンスにより動作する。
アンテナ駆動部１０は、指向性制御部８の制御に基づいて指向性アンテナ６を回転方向に駆動する。なお、アンテナ駆動部１０の構成は後述する。
また、ＭＦＰ本体１には前述の本体側制御部２に加え、外部制御コンソール３０が設けられている。なお、外部制御コンソール３０についても後述する。
【００１０】
上記のように構成される本実施形態のＭＦＰ１においては、無線通信ユニット４に設けられている無指向性アンテナ５を送信アンテナ、指向性アンテナ６を受信アンテナとして無線通信を行うようにしている。このように指向性アンテナ６を受信アンテナとして用いることにより、不必要な電波を受信することがなく、また壁などによる反射波等の影響を受け難くなるので受信性能の悪化を招くといったことがない。
そして、上記のように構成される本実施形態のＭＦＰ１では、指向性アンテナ６の指向性方向の制御をＭＰＦ１において自動的に行うことができるように構成した点に特徴がある。
【００１１】
図３は、アンテナ駆動部１０の構成を説明する図である。
ここでは、指向性アンテナ６の一例としてメカニカル方式によりアンテナの指向性を切り替える場合を例に挙げて説明する。また指向性アンテナ６として、パラボラ型のアンテナを例に挙げて説明する。
図３に示すアンテナ駆動部１０は、指向性アンテナ６を固定する台座１１に直結されて指向性アンテナ６を駆動するスティピングモータ１２と、このスティピングモータ１２に台座１１を駆動するためのパルス信号を供給するコントローラ１３により構成される。コントローラ１３には指向性制御部８から制御信号に基づいて台座１１に固定された指向性アンテナ６の角度をコントローラする。例えば、スティピングモータ１２が３°単位で制御が可能なモータであれば、コントローラ１３からのパルス信号により３°単位で回転制御が可能となる。
従って、アンテナ駆動部１０のコントローラ１３に無線ユニット側制御部９、あるいは本体側制御部２から指向性アンテナ６を回転させる角度を与えることにより任意の位置に指向性アンテナ６を向けて指向性の方向を切替えることが可能である。
【００１２】
また本実施形態では、指向性制御部８は無線ユニット側制御部９により制御可能な構成とし、さらに無線ユニット側制御部９は本体側制御部２と接続される構成としたことで、指向性アンテナ６の指向性の制御は、無線ユニット側制御部９でも本体側制御部２でも可能となり、必要に応じどちらかの制御部により指向性制御部８を制御し、指向性アンテナ６の指向性を決定することが可能になる。
なお、本実施形態では台座１１とスティピングモータ１２を直結するようにしているが、ギアやベルト等の機構を介して接続するようにしてもよい。
また、本実施形態では、指向性アンテナ６の指向性をメカニカル方式により変更する場合を例に挙げて説明したが、電気信号や信号処理により指向性を持たせることの出来るフェイズド・アレイ・アンテナやアダプティブアレイ・アンテナでも同様なことが可能である。
【００１３】
図４は本実施形態のＭＰＦ１において指向性アンテナの指向性方向の切替制御を行う場合について説明する。
図４に示すように、ＭＦＰ１が壁１４際に設置されており、アクセスポイントとして、アクセスポイントＡＰ−Ａ、及びアクセスポイントＡＰ−Ｂがある場合、指向性αの位置に指向性アンテナ６を切替えるとＡＰ−Ａからの電波ＷＡが受信される。このとき、本実施形態のＭＦＰ１では、電波強度として受信時の受信パワー値を無線通信ユニット４に設けた無線ユニット側制御部９もしくはＭＦＰ１に設けた本体側制御部２のメモリに切替えた指向性方向とともに保持しておく機能を有する。
従って、例えば指向性が３°ある指向性アンテナ６であれば、指向性制御部８により１２０回指向性方向を切り替えるようにすれば、全方向（３６０°全周）の受信パワー値を保持することができる。この機能により自動的に全周の受信パワーを取得可能となる。
【００１４】
なお、ここでは電波強度の一例として受信パワー値を例に挙げているが、他の無線通信品質の指標であるビットエラーレートや伝送速度等のデータ値等を電波強度として取得してメモリに記憶するようにしてもよい。
そして取得した３６０°全周の受信パワー値のデータを、無線ユニット側制御部９もしくは本体側制御部２で比較し、例えば受信パワー値が最も大きな方に切替えて指向性を固定するようにする。これは受信パワー値が大きな方が、高い通信品質で安定して接続できる可能性が高いためである。
例えば、アクセスポイントがＡＰ−Ａのみである場合、指向性アンテナ６をα方向に向けたときに受信した電波ＷＡの受信パワーの測定値が−３０ｄＢｍ、指向性アンテナ６をβ方向に向けたときに受信した電波ＷＡ’の受信パワー値が−５０ｄＢｍであったときに、指向性アンテナ６を受信パワー値のより大きかったα方向に向けて固定する。
【００１５】
また、さらにアクセスポイントＡＰ−Ａに加えてアクセスポイントＡＰ−Ｂが存在する場合において、指向性アンテナ６をδ方向に向けたときに受信したアクセスポイントＡＰ−Ｂからの電波ＷＢの受信パワーが最大だったときは、指向性アンテナ６は、δ方向に向けて固定される。
また、例えば電波ＷＡと電波ＷＢの受信パワー値が同一だった場合は、最初に選択された指向性方向を採用するようにしてもよいし、再度、電波ＷＡを受信したα方向、電波ＷＢを受信したδ方向で受信パワーを測定し、その際に受信パワーに差異があれば、大きい方向の指向性方向を採用し、それでも同一であれば、最初に選択された指向性方向を採用するようにしてもよい。
【００１６】
図５は、これまで説明した本実施形態のＭＦＰ１において受信パワー値を自動的に取得して指向性方向を切り替える処理の一例を示すフローチャートである。
なお、以下に説明する処理は無線ユニット側制御部９又は本体側制御部２、あるいはこれらの協働により実現される。また、本実施形態では、説明を分かり易くするため、アクセスポイントが一つの場合を例示する。
この場合、まず、無線ユニット側制御部９が指向性制御部８を介してアンテナ駆動部１０を制御して、指向性アンテナ６を所定の角度だけ回転させ、指向性アンテナ６を所定の指向性方向にセットする（Ｓ１）。
ここで、指向性アンテナ６が電波を検出すれば（Ｓ２でＹＥＳ）、電波の受信パワー値を取得し（Ｓ３）、その受信パワー値と指向性方向を対応付けて無線ユニット側制御部９内のメモリに記憶させる（Ｓ４）。これらの動作を、所定の角度ごとにアンテナを回転させながら全周３６０°の電波の受信パワー値及び指向性方向の検出、記憶が終了するまで繰り返し行う。３６０°の全周サーチが完了すると（Ｓ５でＹＥＳ）、本体側制御部２又は無線ユニット側制御部９がメモリに記憶された値を比較し、最大値を求める（Ｓ６）。そして、求められた最大値の方向に指向性アンテナ６の指向性方向を切り替えて固定する。
【００１７】
なお、ステップＳ２において、電波を検出できなければ（Ｓ２でＮｏ）、受信設定に問題あるか否かを判断し、問題がなければ（Ｓ８でＮｏ）、再び指向性アンテナ６を所定の指向性方向をセットする。
またステップＳ８において、問題があれば（Ｓ８でＮＯ）、後述する表示部に「無線通信機能の確認をおこなってください」等のエラー表示を行う（Ｓ９）。
以上の動作により、収集したデータにより自動的に電波強度（受信パワー）が最大の方向を選択して指向性を自動的にセットすることが可能となる。
すなわち、画像形成装置の周囲の環境が変化しても画像形成装置が自動的に最適と思われる電波方向にアンテナの指向性を合わせる事が可能となる。
また、これまで説明した本実施形態のＭＦＰ１においては、自動的に電波強度が最大の方向を選択して、指向性を自動的にセットする場合を説明したが、手動によりセットすることも可能である。
【００１８】
図６は、ＭＦＰ１に備えたマンマシンＩ／Ｆである外部制御コンソール３０としての液晶タッチパネルを示す図である。
液晶タッチパネル１０は、操作者にＭＦＰに係る情報を提供する表示部２０と、本体側制御部２または無線ユニット側制御部９に対して命令の入力を行うための入力部２１からなっている。
入力部２１は、「円グラフ表示」ボタン２１−１、「グラフ表示」ボタン２１−２、「全周スキャン」ボタン２１−３、「指向性切替」ボタン２１−４よりなり、ボタン２１−１、２１−２に対して入力操作が行われた場合は、表示するグラフの形式が切り替わる。またボタン２１−３に対して入力操作が行われた場合は、前述したような全周スキャンが行われる。
外部制御コンソール３０から指向性方向を手動で切替える場合は、表示部２０に受信した受信パワー値や取得したデータ値をグラフや数値で表示し、操作者がこの値から任意の指向方向を設定することが可能である。
表示部２０に示す円グラフ２２は、全周をスキャンした時の様子をグラフ化して表示している。円グラフ２２内の領域２３は、図４のアクセスポイントＡＰ−Ａの電波ＷＡ、領域２４はアクセスポイントＡＰ−Ａの電波ＷＡ’、領域２５はアクセスポイントＡＰ−Ｂの電波ＷＢ、領域２６は指向性アンテナ６の初期の指向性方向を示している。
【００１９】
また「指向性切替え」ボタン２１−４にタッチすることにより、本体側制御部２を介して指向性制御部８により指向性アンテナ６の指向性方向を切り替えるようになっている。
指向性アンテナ６の指向性方向が切り替わることにより、領域２６の位置も変化し、例えば、領域２６を領域２３の表示位置にあわせることにより、指向性アンテナ６の指向性をアクセスポイントＡＰ−Ａの電波ＷＡに合わせることが可能となる。
このように本実施形態のＭＦＰ１は、マンマシンＩ／Ｆとしての外部制御コンソール３０、例えばタッチパネルやキーボード等が接続されている構成の場合、外部制御コンソール３０からの入力により、外部制御コンソール３０、本体側制御部２、無線ユニット側制御部９を通じて、指向性を直接制御し、任意の指向性方向に設定することが可能になる。
また、ＭＦＰ１の表示装置に電波状況を表示することにより操作者に特別な知識がなくともアンテナの指向性を最適な方向に切替えることが可能となる。
【００２０】
なお、これまで説明した本実施形態においては、無線通信ユニット４がＭＦＰ１に内蔵されて設けられているが、無線通信ユニット４を外部接続インタフェイスを介して接続し、機器外部の任意の場所、例えばより電波状況のよい場所に設置するようにしてもよい。このように構成すると、アンテナの設置を簡易に行うことが可能となり、安定した通信品質を確保することが可能となる。
また、本実施形態では、指向性アンテナ６を受信専用とし、受信信号ラインに直接接続するように構成することにより、無指向性アンテナ５については、従来と同様に構成することが可能である。従って、例えば、指向性制御部８を備えていない従来の機器においても、受信アンテナとして指向性アンテナ６を追加して指向性アンテナ６を受信制御ラインに直結し、指向性アンテナ６を手動で切替えるようにすれば、比較的簡易に受信専用アンテナを増設できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す図。
【図２】図１の画像形成装置における無線通信部の構成を詳細に説明する図。
【図３】指向性方向の切替の一例としてのメカニカル方式の切替方法を説明する図。
【図４】指向性切替アンテナを切替えて電波強度のデータを取得するための基本制御及び、取得データを使用しての指向性方向の固定制御を示す図。
【図５】受信パワー値を自動的に取得して指向性方向を切り替える処理の一例を示すフローチャート。
【図６】画像形成装置に備えた外部制御コンソールの構成を示す図。
【符号の説明】
【００２２】
１  ＭＦＰ、２  本体側制御部、３  内部接続インタフェイス、４  無線通信部、５  無指向性アンテナ、６  指向性アンテナ、７  アンテナスイッチ、８  指向性制御部、９  無線ユニット側制御部、１０  アンテナ駆動部、１１  台座、１２  スティピングモータ、１４  壁、１８  コントローラ、２０  表示部、２１  入力部、２２  円グラフ、２３〜２６  領域、３０  外部制御コンソール
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009038606.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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