JP2005259071A

JP2005259071A - 画像形成装置及び通信制御方法

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Publication number: JP2005259071A
Application number: JP2004073406A
Authority: JP
Inventors: Tatsufumi Shimizu; 辰史清水; Hiroyuki Yamauchi; 浩幸山内; Munehiro Kuramochi; 宗広倉持
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2004-03-15
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2024-03-15
Also published as: JP4461853B2

Abstract

【課題】画像形成装置本体から交換部品の非接触ＩＣタグに対してデータに読み書きするシステムにおいて、通信に要する時間を短縮する。
【解決手段】すべての変調回路１２８ａ〜ｄに対し搬送波発生回路１２４から搬送波が供給される。ＲＦ制御回路１２２はデータ送信を行う場合、切換回路１３２により対象のタグ２１０に対応する変調回路１２８を選択してデータ信号を供給する。これにより、対応のアンテナ１５２からデータを示す変調信号が出力される。このデータ送信の間、他のアンテナ１５２は、無変調の搬送波を出力する。各アンテナ１５２はデータ送信を行わない場合でも常に搬送波を出力するので、いったん各非接触ＩＣタグ２１０との間で通信確立を行えば、データ送信が終わっても通信確立状態は維持されるので、従来のように通信のたびに通信確立動作を行わずに済み、該動作の分だけ通信に要する時間を短縮できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、非接触ＩＣタグが取り付けられた複数の交換部品が装着される画像形成装置に関し、特に装着された交換部品の非接触ＩＣタグに対するデータの書き込み、及び／又は、そのタグからのデータの読み出しのための通信機構に関する。

従来から、非接触型の情報記憶媒体として、受信した高周波信号から得られる電力を電源として動作する非接触ＩＣタグ（ＲＦＩＤ(Radio Frequency IDentification)タグとも呼ばれる）が用いられている。この非接触ＩＣタグへの電力の供給や、情報の読み出し及び書き込みは、無線空間を介して、リーダライタにより行われる。

このような非接触ＩＣタグとリーダライタを適用した一例として、カラー複写機（以下、「複写機」という。）やカラープリンタなどの画像形成装置本体と、これに装着されるトナー・カートリッジ等の交換部品からなるシステムがある。このシステムでは、複写機本体に搭載されたリーダライタと、トナー・カートリッジに搭載された非接触ＩＣタグとの間の通信が行われている。

複写機は、トナー・カートリッジの消費量や残量など消耗部品の情報を管理することにより画質維持などの機能向上を図ることがある。例えば、複写機は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４色（以下、「ＹＭＣＫの４色」という。）の各々のトナー・カートリッジを有しており、それらのトナー残量を、そのトナー・カートリッジに搭載された非接触ＩＣタグに記憶保持させている。

まず、電源が投入された場合は、複写機に搭載されたリーダライタは、１つのトナー・カートリッジに搭載された非接触ＩＣタグに記憶保持されたそのタグＩＤを読み込むことで、通信を確立し、その後、非接触ＩＣタグに記憶保持されたトナー残量情報を読み込む。そして、この通信を４つのトナー・カートリッジの非接触ＩＣタグについて、順次行うことによって、各トナー・カートリッジのトナー残量を検出することができる。そして、これを、使用者に知らせることができる。さらに、プリント・ジョブが発生するたびに、複写機は、そのジョブによる各色の使用量から各トナー・カートリッジのトナー残量を計算する。そして、リーダライタは、計算されたトナー残量を更新情報として、トナー・カートリッジの非接触ＩＣタグに、その更新情報を書き込む（更新）。従って、非接触ＩＣタグには、常に更新されたトナー残量が記憶保持される。

従って、その使用者は、各々のトナー・カートリッジのトナー残量を、複写機に搭載されたディスプレイなどを通して把握することができる。そして、複写機のトナー・カートリッジを新品に交換したり、複写機間でインク・トナー・カートリッジを交換したりしても、そのインク残量情報が各々の非接触ＩＣタグに記憶保持されているため、リーダライタからそのインク残量情報を読み込むことにより、そのインク・トナー・カートリッジのインク残量を把握することができる。

以上トナー・カートリッジを例示したが、感光体ドラム・カートリッジなど他の交換部品にも非接触ＩＣタグを設けて必要な情報を読み書きできるようにしているケースが少なくない。この場合、タンデム型カラー機では、トナー・カートリッジとドラム・カートリッジがそれぞれ４つずつ存在するので、少なくとも合計８個の非接触ＩＣタグに対応するリーダライタ機構が必要になる。これには、もっとも単純には、個々の非接触ＩＣタグ（交換部品）ごとにリーダライタを設ければよいが、これだとコスト高を招いてしまう。

これに対する１つの解決策として特許文献１には、アンテナだけを個々の非接触ＩＣタグに対応して個別に設け、読み書きの制御や信号の送受信のための回路機構は１つに共通化した画像形成装置が開示されている。この装置では、その回路機構とアンテナ群との間にスイッチを設け、このスイッチにより送受信を行うアンテナ（読み書きする非接触ＩＣタグ）を１つ選択している。

ちなみに、画像形成装置に関するものではないが、特許文献２及び３には、トランスポンダや非接触型情報記憶媒体と通信するためのアンテナを複数設け、それら複数のアンテナを切り換えながら選択することで、１つのＲＦコントローラやリード・ライト装置で信号の送受信を行う装置が示されている。

特開２００２−４９２８３号公報特開平６−２８１７４７号公報特開２００１−５２１２４号公報

上述のタンデム型のカラー複写機では、例えば１つの印刷ジョブが終わるたびに、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ各色のトナー・カートリッジやドラム・カートリッジに更新データを書き込む。この場合、混信等の問題を避けるには、使用するアンテナを１つずつ切り替えながら、カートリッジ１つずつに対して書込を行う。このときに、特許文献１の構成をとると、１つのカートリッジに書込を行おうとするたびに、スイッチでそれに対応するアンテナを選択し、非接触ＩＣタグとの間で規格（例えばISO14443）に従ってアンチコリジョン等の通信確立処理を行った後、更新データの書き込みを行うことになる。

このように特許文献１の装置では、プリント・ジョブが続いて発生する場合などにおいて、データ通信の回数だけ通信確立動作を行う必要があり、通信速度や印刷速度といったシステム動作速度を向上させるための課題となっていた。また、非接触ＩＣタグの中にはデータ通信時に比して通信確立動作時に大電力を要するものがあり、このようなタグを用いると通信確立動作時に電力不足等でエラーが生じやすくなる。エラーが生じると、最初からやり直しになるので、通信に益々時間が掛かってしまう。このようなことから、例えばカラー機のように１ジョブごとに通信しなければならないタグの数が多くなると、１ジョブごとの通信に時間が掛かるので、ジョブ間隔が短い高速機には特許文献１の方式は適用が困難であった。

また、特許文献２や特許文献３も、特許文献１と同様読み書きの制御や信号の小受信のための回路機構を複数のアンテナで共用しているので、仮にこれらの方式を複写機等の画像形成装置に適用したとしても、特許文献１と同様の問題がでてくる。

本発明に係る画像形成装置は、非接触ＩＣタグが取り付けられた交換部品を装着可能な画像形成装置であって、該画像形成装置における前記各交換部品の装着位置に近接してそれぞれ設けられ、それぞれ対応する装着位置に装着された交換部品の非接触ＩＣタグと通信を行うためのアンテナと、搬送波信号を発生する搬送波発生手段と、非接触ＩＣタグに送信すべきデータ信号により前記搬送波信号を変調する変調手段と、いずれかの交換部品の非接触ＩＣタグと通信を行う場合、前記アンテナ群のうち該交換部品に対応するものを選択し、選択したアンテナに対して前記変調手段の出力を供給して送信させるとともに、選択しなかったアンテナ群に対して前記搬送波信号を供給して送信させる送信制御手段とを備える。

この構成によれば、対応する非接触ＩＣタグとの間でデータの通信を行っているアンテナ以外のアンテナからも搬送波が出力されるので、その通信の間、通信を行っていない非接触ＩＣタグも電力供給を受けている。ここで、ある非接触ＩＣタグとの通信が終わって別の非接触ＩＣタグとの通信を行う場合を考えると、そのとき従来装置の場合のように後者が電源オフの状態であれば、そこから通信可能な状態まで移行するには、初期化ルーチンや非接触ＩＣタグの規格に従った通信確立動作などが必要になり、かなりの時間を要する。これに対し、本発明の構成では、後者はその時点で既に電力が供給されている状態にあるので、後者との通信を開始できるまでの期間を従来より短くすることができる。特に送信制御手段と各非接触ＩＣタグとの間でいったん通信を確立してしまった後は、非接触ＩＣタグへの電力供給を切らなければその通信確立状態を維持することができるので、ある非接触ＩＣタグから別の非接触ＩＣタグへと素早く通信相手を切り替えることができる。

また、本発明の好適な態様では、前記送信制御手段は、いずれの交換部品の非接触ＩＣタグとも通信を行わない場合には、前記すべてのアンテナに対して前記搬送波信号を供給して送信させる。

この態様では、どの非接触ＩＣタグとも通信をしない場合でも、それら非接触ＩＣタグに対して電力を供給し続けることができるので、その後いずれかの非接触ＩＣタグと通信をする必要が出てきた際に、素早く通信を開始できる。

また、本発明の別の好適な態様では、前記変調手段は前記複数のアンテナの各々に対応して、該アンテナに接続された変調回路を備え、それら各変調回路は、共通の前記搬送波発生手段から搬送波信号の供給を受け、データ信号が入力される場合には該搬送波信号を該データ信号で変調してその結果得られる被変調信号を、データ信号が入力されない場合には無変調の前記搬送波信号を、接続された前記アンテナに供給し、前記送信制御手段は、前記選択したアンテナに接続された変調回路に対しデータ信号を供給し、その他のアンテナに接続された変調回路に対してはデータ信号を供給しないように制御する。

この態様によれば、搬送波発生手段及び送受信制御手段を複数のアンテナで共通化することができるので、回路規模を小さくすることができ、コストの削減を見込める。

また別の好適な態様では、前記送信制御手段は、前記アンテナごとに、前記搬送波発生手段の出力と前記変調手段の出力とのうちの一方を選択的に該アンテナに供給するためのスイッチをそれぞれ備え、前記選択したアンテナに対応するスイッチに前記変調手段の出力を選択させ、選択しなかったアンテナ群の各々に対応するスイッチは前記搬送波発生手段の出力を選択させる。

この態様によれば、搬送波発生手段及び送受信制御手段に加え、更に変調手段も複数のアンテナで共通化することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態（以下「実施形態」と呼ぶ）について、図面を用いて説明する。

図１は、本発明に係る画像形成装置の要部、すなわち交換部品と、これら交換部品に設けられた非接触ＩＣタグに対してデータの読み書きを行うためのリーダライタ機構とを、模式的に示す図である。ここで画像形成装置は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、デジタル複写機など、用紙に対して画像を印刷するための機構を備えた装置である。印刷の方式には、電子写真方式やインクジェット方式などの様々な方式があるが、本発明はそのような方式に依存するものではない。

この画像形成装置は、画像形成装置本体１００と交換部品２００ａ〜ｄ（適宜、交換部品２００と総称する）を備えている。画像形成装置本体１００は、筐体、ユーザインタフェース用のディスプレイやボタンなど、画像形成装置における実質的に固定的な部分である。交換部品２００は、この画像形成装置本体１００に着脱可能であり、消耗した場合に交換されるユニットである。交換部品２００としては、例えばトナー・カートリッジ、感光体ドラム・カートリッジ、現像ユニット、定着ユニットなどを例示することができる。この例では４個の交換部品２００ａ〜ｄを例示しているが、これは例えばＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの４つのトナー・カートリッジを想起してもらえばよい。この他に、例えば更に感光体ドラム・カートリッジにも非接触ＩＣタグを設ける場合は、交換部品の数は８個になる。

交換部品２００ａ〜ｄには、それぞれ非接触ＩＣタグ２１０ａ〜ｄ（適宜、非接触ＩＣタグ２１０と総称する）が取り付けられている。この非接触ＩＣタグ２１０は、当該交換部品２００の消耗量（該部品を何枚の印刷に使ったか、など）や、画質向上の為の画質制御用のパラメータなどの管理データを記憶するための記憶装置として用いられる。非接触ＩＣタグ２１０は、管理データを記憶するための不揮発性メモリ、これに対する読出書込のための回路、画像形成装置本体１００側のリーダライタ機構と通信を行うためのアンテナ及び送受信回路を備えている。

非接触ＩＣタグ・システムには、密着型、近接型、近傍型など様々なタイプがあるが、画像形成装置の大きさや、その中でのリーダライタ機構のレイアウトの自由度、電波規制などを考慮して、ここでは通信距離１０ｃｍ以下程度である近接型(ISO14443)を用いる。

近接型の非接触ＩＣタグには、Ａタイプ、Ｂタイプなど、いくつかのタイプが存在するが、いずれを採用してもよい。

画像形成装置本体１００には、メイン基板１１０、ＲＦ制御回路基板１２０、及びアンテナ基板１５０ａ〜ｄ（適宜、アンテナ基板１５０と総称する）が搭載されている。

メイン基板１１０は、画像形成装置の全体的な制御を行うＣＰＵ（中央演算ユニット）１１２を搭載した基板である。ＲＦ制御回路基板１２０は、各交換部品２００の非接触ＩＣタグ２１０に対するデータの読み書きのための回路を搭載した基板である。アンテナ基板１５０ａ〜ｄは、非接触ＩＣタグ２１０ａ〜ｄに対するデータの読み書きのためのアンテナ１５２ａ〜ｄを搭載した基板である。各アンテナ基板１５０はそれぞれ、画像形成装置本体１００内の、対応する１つの交換部品２００の装着部位に近接する位置に配設される。ＲＦ制御回路基板１２０と各アンテナ基板１５０ａ〜ｄとの間はそれぞれ信号線のハーネスにより接続されるので、ハーネスを引き回すことで各アンテナ基板１５０ａ〜ｄをそれぞれ各交換部品２００ａ〜ｄ近傍の、それぞれ対応する非接触ＩＣタグ２１０ａ〜ｄと通信可能な適切な位置に配設することができる。同様に、メイン基板１１０とＲＦ制御回路基板１２０との間も信号線のハーネスで接続している。なお、ここでは、ＲＦ制御回路基板１２０とメイン基板１１０とを別体とした構成を例示しているが、これはあくまで一例である。アンテナ１５２は交換部品２００の近接する位置になければならないが、ＲＦ制御回路等はその必要性はないので、ＲＦ制御回路基板１２０上の各回路をメイン基板１１０上に設けてもよい。また、交換部品の非接触ＩＣタグの位置に合わせて基板の形状を工夫することで、アンテナ１５２をＲＦ制御基板１２０上に設けても良い。

次にＲＦ制御回路基板１２０上の各回路について説明する。

まずＲＦ制御回路１２２は、各非接触ＩＣタグ２１０に対するデータの読み書きのための一般的なリーダライタの機構のうちの論理部を担当する回路である。すなわち、ＲＦ制御回路１２２は、ＣＰＵ１１２からの指示に応じて搬送波発生回路１２４や変調回路１２８、切換回路１３２、受信回路１３６等を制御して非接触ＩＣタグ２１０との通信を行う。

搬送波発生回路１２４は、通信のための搬送波信号を発生する回路である。非接触ＩＣタグ２１０としてISO14443規格準拠のものを用いる場合には、該規格にしたがった１３．５６ＭＨｚの搬送波信号を発生する。搬送波発生回路１２４は、スイッチ１２６を介して、複数の変調回路１２８ａ〜ｄに対して並列に接続されている。

スイッチ１２６は、ＲＦ制御回路１２２に制御される。スイッチ１２６が閉じると、搬送波発生回路１２４の出力する搬送波信号がすべての変調回路１２８ａ〜ｄに供給される。

変調回路１２８ａ〜ｄ（適宜、変調回路１２８と総称する）は、各変調回路１２８ａ〜ｄは、それぞれ信号線を介して切換回路１３２に接続されており、この切換回路１３２を介してＲＦ制御回路１２２からデータ信号を受け取り、このデータ信号で、搬送波発生回路１２４から供給される搬送波信号を変調する。ISO14443に準拠したシステムの場合、変調回路１２８は、このとき、図２の（ａ）に示すようなＡＳＫ（振幅偏移）変調の被変調信号を生成する。また変調回路１２８ａ〜ｄは、データ信号の供給を受けていないときには、図２の（ｂ）に示すように、無変調の搬送波信号を出力する。各変調回路１２８ａ〜ｄの出力は、それぞれ対応する増幅器１３０ａ〜ｄでの増幅を経た後、対応するアンテナ１５２ａ〜ｄから放射される。

切換回路１３２は、ＲＦ制御回路１２２からの制御により、データ信号の供給先とする変調回路１２８を選択する回路である。本実施形態では、１つのＲＦ制御回路基板１２０に接続される複数のアンテナ１５２ａ〜ｄのうち、データ信号を送信するアンテナを１つだけ選択する。

すなわち、ＲＦ制御回路１２２は、通信相手に選択した１つの非接触ＩＣタグ２１０に対し送信すべきデータ信号を切換回路１３２へのデータ信号線へ出力すると共に、切換回路１３２への制御信号線に対し、その選択した非接触ＩＣタグ２１０に対応する変調回路１２８への出力を選択させるための制御信号を供給する。この制御により、データ信号は、通信相手の非接触ＩＣタグ２１０に対応した変調回路１２８のみに供給されることとなる。これにより、その非接触ＩＣタグ２１０に対し、対応するアンテナ１５２を介してデータ信号を送信することができる。一方、搬送波信号は、スイッチ１２６が閉じている限り、すべての変調回路１２８ａ〜ｄに供給されるので、１つの非接触ＩＣタグ２１０に対し対応するアンテナ１５２からデータ信号を送信している間も、他の非接触ＩＣタグ２１０はそれぞれ対応するアンテナ１５２から搬送波を受ける。また、いずれの非接触ＩＣタグ２１０にもデータ送信を行わないときでも、スイッチ１２６がオンしていれば、各アンテナ１５２からそれぞれ対応する非接触ＩＣタグ２１０に対して搬送波が供給される。

このように送信したデータ信号に対する非接触ＩＣタグ２１０からの応答信号は、対応するアンテナ１５２により受信される。各アンテナ１５２ａ〜ｄは、それぞれダイオード１３４ａ〜ｄを介して共通の受信回路１３６に接続されている。受信回路１３６は、アンテナ１５２から入力される信号に対し、フィルタリング・増幅・検波・波形整形など、非接触ＩＣタグ２１０からの受信信号に対する一般的な信号処理を施し、その処理結果の信号をＲＦ制御回路１２２へと入力する。この回路構成では、各アンテナ１５２ａ〜ｄが受信した信号がすべて合流して受信回路１３６に入力されることになるが、本実施形態のデータ通信制御によれば、非接触ＩＣタグ２１０ａ〜ｄのうちの複数が同時に応答することはないので、混信等の問題はほとんど生じない。

以上、本実施形態の画像形成装置におけるリーダライタ機構の構成について説明した。次に、図３を参照して、リーダライタ機構及び非接触ＩＣタグ群の動作について説明する。

画像形成装置本体１００の電源がオフされている場合は、非接触ＩＣタグ２１０ａ〜ｄはすべて電源オフ状態である。本体１００の電源がオンされると、メイン基板１１０やＲＦ制御回路基板１２０に電源が供給され、これによりＣＰＵ１１２やＲＦ制御回路１２２等の各回路が起動する。この起動時の処理ルーチンの一環で、ＣＰＵ１１２からＲＦ制御回路１２２に対し、搬送波オン指示が与えられ、これに応じてＲＦ制御回路１２２はスイッチ１２６をオンする（Ｓ１００）。これにより、搬送波発生回路１２４の発する搬送波信号が各変調回路１２８ａ〜ｄに供給され、増幅器１３０ａ〜ｄで増幅された上で、アンテナ１５２ａ〜ｄから放射される。

これにより、画像形成装置本体１００に装着された各交換部品２００ａ〜ｄの非接触ＩＣタグ２１０ａ〜ｄは、それぞれ対応するアンテナ１５２ａ〜ｄから搬送波を受け、この搬送波の電力を電源として動作を開始し、所定の初期化ルーチンを実行して待機(IDLE)状態になる。初期化ルーチン自体は規格に規定されているので、説明は省略する。

一方、ＣＰＵ１１２は、搬送波オン指示の後、通信確立処理の指示をＲＦ制御回路１２２に与える。すると、ＲＦ制御回路１２２は、切換回路１３２を制御することで通信を行うアンテナ１５２ａ〜ｄ（従ってそれに対応する変調回路１２８ａ〜ｄ）を１つずつ選択し（Ｓ１０２）、その選択したアンテナ１５２を介して、対応する非接触ＩＣタグ２１０と通信を行うことで、そのタグ２１０との通信確立を行う（Ｓ１０４、Ｓ２０２）。

この通信確立処理の際、ＲＦ制御回路１２２は、選択した変調回路１２８に対し、通信確立に必要なリクエスト等のデータ信号を供給して変調させ、その結果得られる変調波をアンテナ１５２から放射させ、これに対する非接触ＩＣタグ２１０からの応答信号を受信回路１３６を介して受け取ることで通信を行う。

この通信確立処理では、まずＲＦ制御回路１２２側からのリクエストコマンド(例えばREQAやREQB)又はウェークアップコマンド(例えばWUPAやWUPB)を発行し、次いでアンチコリジョン（衝突防止）処理を行う。アンチコリジョン処理が完了すると、Ｓ１０２で選択したアンテナ１５２に対応する位置の非接触ＩＣタグ２１０とＲＦ制御回路１２２とは通信確立状態となる。通信確立処理により、ＲＦ制御回路１２２は、その非接触ＩＣタグ２１０のタグＩＤを知り、これをその選択したアンテナ１５２と対応づけて記憶する。これにより、ＲＦ制御回路１２２は、以後このタグＩＤを用いることで、その非接触ＩＣタグ２１０と通信を行うことができる。また、その非接触ＩＣタグ２１０は、通信確立処理が完了することで、アクティブ（活性）状態へと移行する。

以上のＳ１０２及びＳ１０４の処理を、ＲＦ制御回路基板１２０に接続されたすべてのアンテナ１５２について繰り返す（Ｓ１０６）ことで、該基板１２０が担当するすべての交換部品２００のタグ２１０と通信が確立される。

ここで、本実施形態では、搬送波信号をすべての変調回路１２８ａ〜ｄに供給しつつ、データ信号を与える変調回路１２８を１つずつ切り替えていく構成を取っており、データ信号の供給が終わっても搬送波だけは変調回路１２８に供給される。また、ＲＦ制御回路１２２は、非接触ＩＣタグ２１０に対する通信確立処理が終わっても、そのタグ２１０に対してホルト（HLT:一時休止）やディセレクト(DISELECT:選択解除)のコマンドは出さず、そのタグ２１０に対応するアンテナ１５２へのデータ信号供給を止めることで該タグ２１０との通信を切るようにしている。本実施形態のように、非接触ＩＣタグ２１０とアンテナ１５２とに一対一の対応関係が成立している装置構成では、このような通信制御で問題がない。このような制御によれば、いったん通信が確立してアクティブ状態となった非接触ＩＣタグ２１０は、通信確立処理が終わっても搬送波により途切れなく電力の供給を受け続け、アクティブ状態を維持する。

このように、すべてのタグ２１０と通信確立が完了し、全タグ２１０がアクティブ状態にある状態を、ここでは「通信可能状態」と呼ぶことにする。この通信可能状態にある間、ＲＦ制御回路１２２は、ＣＰＵ１１２の指示に従って、各非接触ＩＣタグ２１０に対する読み書きその他のための通信を行う。

なお、通信可能状態のときに、画像形成装置本体１００の電源がオフされると、各非接触ＩＣタグ２１０への搬送波による電源供給も断たれるので、それらすべてのタグ２１０が電源オフ状態へと遷移する。

また、画像形成装置は、電力消費を抑えるために、ある程度長時間使用されないと省電力モードに移行するものが多い。この省電力モードに移行する際、スイッチ１２６をオフして各アンテナ１５２からの搬送波出力を停止（Ｓ１０８）すれば、節電の観点から好適である。また、省電力モード時にＲＦ制御回路基板１２０に対する電源供給を断つようにしてもよく、この場合も各アンテナ１５２からの搬送波出力は断たれる。これにより各非接触ＩＣタグ２１０は電源オフ状態に移行する。その後、省電力モードが解除されたときには、ＲＦ制御回路１２２は電源オン時と同様の処理を行い、各非接触ＩＣタグ２１０と通信確立を行う。

なお、図示は省略したが、ユーザが画像形成装置本体１００から交換部品２００を取り外した場合は、該部品２００の非接触ＩＣタグ２１０は、対応するアンテナ１５２の動作磁界から外れるので電源オフ状態となる。この場合、外された交換部品２００が再び画像形成装置本体１００に再び装着されたときに、その再装着を検知したセンサの信号を受けたＣＰＵ１１２が、ＲＦ制御回路１２２に対し、該部品２００の非接触ＩＣタグ２１０に対する通信確立動作を指示するようにすればよい。

次に、図４を参照して、通信可能状態にあるときの、リーダライタ機構と非接触ＩＣタグとの間の通信動作について説明する。

ＣＰＵ１１２は、いずれかの交換部品２００のタグ２１０に対するデータ書込や読込が必要となる所定のイベント（例えば印刷ジョブの終了）の発生を検知すると、ＲＦ制御回路１２２に対し、データ書込や読込の指示を行う。例えば、この指示には、対象とする非接触ＩＣタグ２１０の選択と、該タグに対する操作の種類、その操作に用いるデータ（例えば書き込むべきデータ）やパラメータ（例えば書込や読込の対象アドレス）などが含まれる。ＲＦ制御回路１２２は、このような指示を受けると（Ｓ１１０）、その指示に対応するコマンドを示すデータ信号を生成し、その指示により選択されているタグ２１０に対応するアンテナ１５２を切換回路１３２により選択することで（Ｓ１１２）、そのタグ２１０と通信する（Ｓ１１４，Ｓ２１０）。これにより、ＣＰＵ１１２の指示に応じ、非接触ＩＣタグ２１０に対する操作がなされる。このとき、ＲＦ制御回路１２２は、指示に従った必要な通信が終わった後は、単にアンテナ１５２へのデータ信号の供給を止めるだけであり、搬送波信号の供給は続けられるので、その非接触ＩＣタグ２１０はアクティブ状態のままである。

以上、本発明の好適な実施形態を説明した。本実施形態では、複数の非接触ＩＣタグ２１０に対する読み書きのために、ＲＦ制御回路１２２及び搬送波発生回路１２４，受信回路１３６がそれぞれ１つでよいので、交換部品ごとにリーダライタを設ける場合よりも大幅にコスト削減ができる。また、部品点数が減るので、基板の実装面積が削減でき、実装上のスペース確保にも有利である。

また、本実施形態によれば、はじめに各非接触ＩＣタグ２１０と通信を確立してしまえば、データ通信を行っていない場合でも常にすべての非接触ＩＣタグ２１０に搬送波が供給されるので、それらすべての非接触ＩＣタグ２１０はアクティブ状態を維持できる。したがって、電源オン時や省電力モード解除時などにいったんすべての非接触ＩＣタグ２１０と通信確立してしまえば、その後、電源オフなどしない限りは、通信確立動作を行うことなく通信を開始できる。したがって、いったん通信が終わったタグ２１０と再度通信を行う場合に、その都度通信確立を行っていた従来と比べて素早く通信が行える。また、複数の非接触ＩＣタグ２１０に続け手順に通信を行う場合、従来ならば、１つのタグ２１０と通信が終わった後、次のタグと通信を行うには通信確立を行う必要があったが、本実施形態では、そのような必要がなくなるので、通信のための時間を短縮できる。例えば印刷ジョブが完了するたびにトナー・カートリッジやドラム・カートリッジの各種交換部品のタグに更新データを書き込むような構成の場合、カラー複写機ではそれら各種のカートリッジがＣＭＹＫの各色ごとに存在するので、印刷ジョブが終わって次の印刷ジョブを始めるまでの間に極めて多数のタグと通信しなければならないので、本実施形態による時間短縮効果は極めて重要である。

また、本実施形態では、複数のアンテナ１５２のうちデータ通信を行うのは高々１つだけであり、残りのアンテナはそのデータ通信の搬送波を放射するだけである。一般に複数の「アンテナ−タグ」のペアが近接して通信を行うと相互干渉のおそれがあるが、本実施形態では、仮にアンテナ１５２同士が近接してしまっても、上述のように通信を行うのは１つだけで、残りは搬送波を出しているだけなので、干渉はほとんどない。また、本実施形態の構成では、各アンテナ１５２とその相手のタグとの位置関係は固定的であり、レイアウト設計により両者は十分近接させることができるので、各アンテナ１５２からの送信出力は一般的用途のリーダ・ライタの場合よりも弱くすることができる。このため相互干渉や混信の可能性は少ない。更に万全を期すため、各「アンテナ−タグ」のペアを含んだ領域を金属板や金属メッシュ等で遮蔽することも可能である。

次に、図５を参照して、変形例の回路構成を説明する。図５において、図１に示した要素に対応する要素には同一符号を付し、説明を省略する。また図では、煩雑さを避けるために送信信号用の増幅器の表示を省略している。この増幅器は、例えばスイッチ１４２とこれに対応するアンテナ１５２との間に設ければよい。また、受信回路１３６を初めとする受信関係の回路構成は図１と同様でよいので、図５では図示を一部省略している。

図１の実施形態では、複数のアンテナ１５２に対してＲＦ制御回路１２２及び搬送波発生回路１２４，受信回路１３６を共通化していたが、変調回路１２８は各アンテナ１５２ごとに設けていた。これに対し、図５の例では変調回路１２８も共通化して１つにしている。このため、この変形例ではスイッチ部１４０を設けている。スイッチ部１４０には、各アンテナ１５２ａ，ｂ，ｃ．．．に接続されたスイッチ１４２ａ，ｂ，ｃ．．．（以下スイッチ１４２と総称する）が含まれる。各スイッチ１４２はそれぞれ２つの入力端子を有しており、一方の入力端子は搬送波発生回路１２４の出力に、他方は変調回路１２８の出力に、それぞれ接続されている。そして、スイッチ１４２は、それら２つの入力端子のうちの一方を選択し、対応するアンテナ１５２に接続する。これらスイッチ１４２の切換は、ＲＦ制御回路１２２の制御により行われる。

すなわち、ＲＦ制御回路１２２は、画像形成装置本体１００の電源がオンされたときには、各スイッチ１４２に対して搬送波出力回路１２４の出力を選択させ、各アンテナ１５２から搬送波が出力されるようにする。そして、通信確立やその後のデータ通信の際にいずれかの非接触ＩＣタグ２１０にデータ信号を送信する場合には、ＲＦ制御回路１２２は、送信すべきデータ信号を変調回路１２８に供給すると共に、その非接触ＩＣタグ２１０に対応するアンテナ１５２のスイッチ１４２を、変調回路１２８側に切り替える。他のスイッチ１４２は、搬送波発生回路１２４側を選択したままである。したがって、変調回路１２８は搬送波発生回路１２４から供給される搬送波信号をそのデータ信号で変調して出力するが、その変調出力は、スイッチ１４２が変調回路１２８側を選択しているアンテナ１５２のみから送出されることとなり、他のアンテナ１５２は搬送波を出力し続ける。データ送信が終了すると、ＲＦ制御回路１２２は、変調回路１２８側を選択していたスイッチ１４２を再び搬送波発生回路１２４側に切り替える。

このような変形例の回路構成においても、図３及び図４に示したような通信制御が実現できることは明らかであろう。

次に、図６を参照して、更なる変形例を説明する。図６において、図１に示した要素に対応する要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

図６の変形例では、各アンテナ基板１６０ａ，ｂ．．．（アンテナ基板１６０と総称）上に、それぞれアンテナ１６２ａ，ｂ．．．（アンテナ１６２と総称），搬送波発生回路１６４ａ，ｂ．．．（搬送波発生回路１６４と総称），変調回路１６６ａ，ｂ．．．（変調回路１６６と総称），受信回路１６８ａ，ｂ．．．（受信回路１６８と総称）を実装しており、ＲＦ制御回路基板１２０には、ＲＦ制御回路１２２のみを実装している。またＲＦ制御回路１２２は、複数の出力ポートを持っており、それら各ポートに対しそれぞれアンテナ基板１６０へと伸びる信号線ハーネスが接続される。

この構成では、画像形成装置本体１００の電源がオンされている間は、タグ２１０との通信を行わない場合でも、各アンテナ１６２から搬送波が出力されるようにする。

すなわち、画像形成装置本体１００の電源がオンされると、ＲＦ制御回路１２２からの制御により、すべてのアンテナ基板１６０の変調回路１６６が、対応する搬送波発生回路１６４から供給される搬送波を無変調のまま出力するようにする。これにより、各非接触ＩＣタグ２１０が待機状態になると、次にＲＦ制御回路１２２は、各タグ２１０を１つずつ選んで、順に通信確立処理を行う。このとき、あるタグ２１０に対する通信確立が終わっても、そのタグ２１０に対応するアンテナ基板１０の搬送波発生回路１６４の動作を止めずに、アンテナ１６２から無変調の搬送波が出力されるようにする。また通信確立後に、あるタグ２１０へのデータを送信する際には、ＲＦ制御回路１２２は、そのタグ２１０に対応するアンテナ基板１６０の変調回路１６６ａにそのデータの信号を供給し、アンテナ１６２からそのデータ信号に対応した変調波が送信されるようにし、送信が終わっらそのアンテナ１６２から無変調の搬送波が出力されるようにする。

このような構成でも、図１の構成と同様、図３及び図４に示したような通信制御が実現できるので、図１の構成と同様の通信時間の短縮効果を得ることができる。

また、図６の変形例では、メイン基板１１０とＲＦ制御回路基板１２０との間、及びＲＦ制御回路基板１２０と各アンテナ基板１６０との間は、搬送波に比してはるかに周波数の低いベースバンドのデータ信号（ロジック信号）が流れるだけであり、高周波が流れるのは個々のアンテナ基板１６０の内部だけである。したがって、例えば各アンテナ基板１６０を画像形成装置本体１００内に自由にレイアウトできるよう、各アンテナ基板１６０を長い信号線ハーネスでＲＦ制御回路基板１２０と接続しても、そのハーネスには高い周波数の信号は流れない。このため、その長いハーネス部分についてのインピーダンス整合やそこからの電波放射について特段の配慮を行う必要がないというメリットがある。

なお、図５及び図６の構成でも、図１の構成同様、ＲＦ制御回路基板１２０とメイン基板１１０を同一の基板に統一することもできる。

本発明に係る画像形成装置のリーダライタ機構の構成を説明するための図である。本発明の実施形態に係るリーダライタから出力される搬送波と変調波の様子を示す図である。リーダライタ機構と非接触ＩＣタグ群からなるシステムの、全体的な動作及び状態遷移を説明するための図である。通信可能状態におけるリーダライタ機構及び非接触ＩＣタグ群の動作を説明するための図である。画像形成装置のリーダライタ機構の別の構成例を示す図である。画像形成装置のリーダライタ機構の更に別の構成例を示す図である。

符号の説明

１１０メイン基板、１１２ＣＰＵ、１２０ＲＦ制御回路基板、１２２ＲＦ制御回路、１２４搬送波発生回路、１２６スイッチ、１２８ａ〜ｄ変調回路、１３０ａ〜ｄ増幅器、１３２切換回路、１３４ａ〜ｄダイオード、１３６受信回路、１５０ａ〜ｄアンテナ基板、１５２ａ〜ｄアンテナ、２００ａ〜ｄ交換部品、２１０ａ〜ｄ非接触ＩＣタグ。

Claims

非接触ＩＣタグが取り付けられた交換部品を複数個着脱可能な画像形成装置であって、
該画像形成装置における前記各交換部品の装着位置に近接してそれぞれ設けられ、それぞれ対応する装着位置に装着された交換部品の非接触ＩＣタグと通信を行うためのアンテナと、
搬送波信号を発生する搬送波発生手段と、
非接触ＩＣタグに送信すべきデータ信号により前記搬送波信号を変調する変調手段と、
いずれかの交換部品の非接触ＩＣタグと通信を行う場合、前記アンテナ群のうち該交換部品に対応するものを選択し、選択したアンテナに対して前記変調手段の出力を供給して送信させるとともに、選択しなかったアンテナ群に対して前記搬送波信号を供給して送信させる送信制御手段と、
を備える画像形成装置。
前記送信制御手段は、いずれの交換部品の非接触ＩＣタグとも通信を行わない場合には、前記すべてのアンテナに対して前記搬送波信号を供給して送信させる、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記変調手段は前記複数のアンテナの各々に対応して、該アンテナに接続された変調回路を備え、
それら各変調回路は、共通の前記搬送波発生手段から搬送波信号の供給を受け、データ信号が入力される場合には該搬送波信号を該データ信号で変調してその結果得られる被変調信号を、データ信号が入力されない場合には無変調の前記搬送波信号を、接続された前記アンテナに供給し、
前記送信制御手段は、前記選択したアンテナに接続された変調回路に対しデータ信号を供給し、その他のアンテナに接続された変調回路に対してはデータ信号を供給しないように制御する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記送信制御手段は、前記アンテナごとに、前記搬送波発生手段の出力と前記変調手段の出力とのうちの一方を選択的に該アンテナに供給するためのスイッチをそれぞれ備え、前記選択したアンテナに対応するスイッチに前記変調手段の出力を選択させ、選択しなかったアンテナ群の各々に対応するスイッチは前記搬送波発生手段の出力を選択させる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記非接触ＩＣタグ群からの応答波を受信するための受信回路として、前記複数のアンテナに対して接続された共通の受信回路を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
画像形成装置に搭載され、該画像形成装置に装着された各交換部品に対して取り付けられた非接触ＩＣタグに対し、データの読取又は書込のうちの少なくとも一方のために通信を行う際の通信制御方法であって、
いずれかの交換部品の非接触ＩＣタグにデータ信号を送信する場合に、前記画像形成装置における前記各交換部品の装着位置に近接してそれぞれ設けられた各アンテナから該交換部品に対応するものを選択し、選択したアンテナに対しては搬送波信号を前記データ信号で変調した変調出力を供給して送信させるとともに、選択しなかったアンテナ群に対して前記搬送波信号を供給して送信させる通信制御方法。