JP2008227935A - Digital signal demodulating circuit, rfid system, and image forming apparatus - Google Patents

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Katsumi Okada
克己 岡田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To demodulate the signal received from a transmission circuit side into such digital signal as is robust against noise with high reliability, using a simple circuit configuration. <P>SOLUTION: A communication unit 102 which demodulates the signal received from a wireless tag 101 comprises a coupling capacitor 1023, for coupling carrier waves from a wireless tag 101 that has been modulated for amplitude by sub carrier waves; detection diodes 1024 and 1025 for envelope detection with the carrier waves outputted from the coupling capacitor 1023; and a coil 1026 which is connected parallel to the detection diodes 1024 and 1025, between the coupling capacitor 1023 and the detection diodes 1024 and 1025, to form a resonance circuit. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、デジタル信号復調回路と、これを備えたRFIDシステム及び画像形成装置に関し、特に、ICタグから受信した信号をデジタル信号に復調する技術に関する。   The present invention relates to a digital signal demodulating circuit, an RFID system and an image forming apparatus including the same, and more particularly to a technique for demodulating a signal received from an IC tag into a digital signal.

従来、例えばRFIDを採用する通信システムにおいては、ICタグから受信した信号を復調するリーダライタ用の受信回路として、一次帯域フィルタ、一次検波器、二次帯域フィルタ、二次検波器、低域フィルタなどが備えられたものが知られている。しかし、このような構成でなる通信システムは、構成が複雑になりコスト高となるため、下記特許文献1に示されるように、一次検波器と低域フィルタで構成された簡易な機構の受信回路が提案されている。
特開2005−136944号公報
2. Description of the Related Art Conventionally, in communication systems employing RFID, for example, as a receiving circuit for a reader / writer that demodulates a signal received from an IC tag, a primary band filter, a primary detector, a secondary band filter, a secondary detector, a low-pass filter What is equipped with such is known. However, since the communication system having such a configuration is complicated and expensive, a reception circuit having a simple mechanism including a primary detector and a low-pass filter as shown in Patent Document 1 below. Has been proposed.
JP 2005-136944 A

しかし、上記特許文献1に示される受信回路は、構成が簡素化された反面、この構成の簡素化のためにノイズの影響を受けやすく、誤動作が生じやすいという問題を有している。特に、特許文献1に示される受信回路を複写機やプリンタ等の画像形成装置に適用した場合、例えば、画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に装着されるトナーコンテナにICタグを取り付け、装置本体において当該ICタグとの通信が可能な位置に上記受信回路を備えるリーダライタを設けて、トナーコンテナ内のトナー種別やトナー残量等を画像形成装置の制御部に送信する場合、複写機やプリンタなどは高圧電源が装備されて装置内で放電させる機能を備えるため、多くのノイズが発生して誤動作を生じやすいという問題がある。   However, the receiver circuit disclosed in Patent Document 1 has a simplified configuration, but has a problem that it is easily affected by noise due to the simplified configuration, and malfunction is likely to occur. In particular, when the receiving circuit shown in Patent Document 1 is applied to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, for example, an IC tag is attached to a toner container that is detachably attached to the apparatus main body of the image forming apparatus, When a reader / writer including the receiving circuit is provided at a position where communication with the IC tag can be performed in the apparatus main body, and the toner type and the toner remaining amount in the toner container are transmitted to the control unit of the image forming apparatus, Since printers and the like are equipped with a high-voltage power supply and have a function of discharging in the apparatus, there is a problem that many noises are generated and malfunctions are likely to occur.

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、送信回路側から受信した信号を、簡単な回路構成で、しかも、ノイズに強く信頼性の高いデジタル信号に復調できるようにすることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and enables a signal received from the transmission circuit side to be demodulated into a highly reliable digital signal having a simple circuit configuration and resistant to noise. For the purpose.

本発明の請求項1に記載の発明は、送信回路側から受信した信号を復調するデジタル信号復調回路であって、
前記送信回路からの副搬送波により振幅変調のかかった搬送波を結合させるカップリングコンデンサと、
前記カップリングコンデンサから出力される搬送波に対して包絡線検波を行う検波用ダイオードと、
前記カップリングコンデンサ及び前記検波用ダイオード間において、当該検波用ダイオードに対して並列に接続されて、並列共振回路を形成するコイルとを備えるデジタル信号復調回路である。
The invention according to claim 1 of the present invention is a digital signal demodulation circuit for demodulating a signal received from the transmission circuit side,
A coupling capacitor for coupling a carrier wave subjected to amplitude modulation by a subcarrier wave from the transmission circuit;
A detection diode that performs envelope detection on the carrier wave output from the coupling capacitor;
A digital signal demodulating circuit including a coil that is connected in parallel to the detecting diode between the coupling capacitor and the detecting diode and forms a parallel resonant circuit.

また、請求項3に記載の発明は、ICタグと、当該ICタグとの間で信号を送受信する信号送受信装置とを備えるRFIDシステムであって、
前記ICタグは、前記信号送受信装置から受信した搬送波に基づいて副搬送波を形成し、この副搬送波を用いて前記信号送受信装置に対して信号を送出し、
前記信号送受信装置は、前記ICタグからの副搬送波により振幅変調のかかった搬送波を結合させるカップリングコンデンサと、前記カップリングコンデンサから出力される搬送波に対して包絡線検波を行う検波用ダイオードと、前記カップリングコンデンサ及び前記検波用ダイオード間において、当該検波用ダイオードの結合容量とで並列共振回路を形成させるコイルとを備えるものである。
The invention according to claim 3 is an RFID system comprising an IC tag and a signal transmitting / receiving device for transmitting / receiving a signal to / from the IC tag,
The IC tag forms a subcarrier based on a carrier wave received from the signal transmission / reception device, and sends a signal to the signal transmission / reception device using the subcarrier,
The signal transmitting / receiving device includes a coupling capacitor that couples a carrier wave subjected to amplitude modulation by a subcarrier wave from the IC tag, a detection diode that performs envelope detection on the carrier wave output from the coupling capacitor, Between the coupling capacitor and the detection diode, there is provided a coil that forms a parallel resonance circuit with the coupling capacitance of the detection diode.

これらの構成によれば、カップリングコンデンサ及び検波用ダイオード間において、当該検波用ダイオードに対して並列にコイルが接続されており、このコイルが発生させる共振電圧によって、搬送波において副搬送波が変調させた部分の波高値が高く持ち上げられるため、検波用ダイオードによる包絡線検波後の包絡線振幅が高くなり、S/N比が向上される。   According to these configurations, the coil is connected in parallel with the detection diode between the coupling capacitor and the detection diode, and the subcarrier is modulated in the carrier by the resonance voltage generated by the coil. Since the peak value of the portion is raised high, the envelope amplitude after envelope detection by the detection diode is increased, and the S / N ratio is improved.

また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のデジタル信号復調回路であって、前記検波用ダイオードによって包絡線検波された搬送波から交流成分を抽出するコンデンサと、
前記コンデンサによって交流成分が抽出された搬送波を矩形波に整形する波形整形回路と
を備えたものである。
The invention according to claim 2 is the digital signal demodulating circuit according to claim 1, wherein the capacitor extracts an AC component from a carrier wave detected by envelope detection by the detection diode;
A waveform shaping circuit for shaping a carrier wave from which an AC component has been extracted by the capacitor into a rectangular wave.

この構成によれば、上記コンデンサは、検波用ダイオードによって包絡線検波された搬送波から交流成分を抽出し、波形整形回路が、当該コンデンサによって抽出された交流成分を矩形波に整形するので、送信回路からの副搬送波が示す情報を正確にデジタル信号に復調することができる。   According to this configuration, the capacitor extracts the AC component from the carrier wave detected by the envelope detection by the detection diode, and the waveform shaping circuit shapes the AC component extracted by the capacitor into a rectangular wave. Can be accurately demodulated into a digital signal.

また、請求項4に記載の発明は、装置本体に対して着脱自在に装着されるトナー収納体と、このトナー収納体に収納されたトナーを用いて記録紙に対する電子写真方式の画像形成を行う画像形成手段と、請求項3に記載のRFIDシステムとを有する画像形成装置であって、
前記トナー収納体に前記ICタグが取り付けられ、前記装置本体内における当該ICタグとの通信が可能な位置に前記信号送受信装置が設けられている画像形成装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, a toner storage body that is detachably attached to the apparatus main body, and electrophotographic image formation on a recording paper is performed using the toner stored in the toner storage body. An image forming apparatus having image forming means and the RFID system according to claim 3,
In the image forming apparatus, the IC tag is attached to the toner container, and the signal transmission / reception device is provided in a position where communication with the IC tag is possible in the apparatus main body.

電子写真方式の画像形成装置は、高圧電源が装備されて装置内で放電させる機能を備えるため、RFIDシステムでの通信についてはノイズ対策が重要になるが、本構成でなる発明によれば、上記コイルが並列共振することによって発生する共振電圧により、搬送波における副搬送波による変調部分の波高値が高く持ち上げられるので、検波用ダイオードによる包絡線検波後の包絡線振幅が高くなってS/N比が向上され、高圧電源及び放電を要因とするノイズの影響が少なくなり、信頼性の高いデジタル信号を復調することが可能になる。   Since an electrophotographic image forming apparatus is equipped with a high voltage power source and has a function of discharging in the apparatus, noise countermeasures are important for communication in an RFID system. The peak value of the modulation part due to the subcarrier in the carrier wave is raised by the resonance voltage generated by the parallel resonance of the coil, so that the envelope amplitude after the envelope detection by the detection diode increases and the S / N ratio increases. As a result, the influence of noise caused by high-voltage power supply and discharge is reduced, and a highly reliable digital signal can be demodulated.

請求項1及び請求項3に記載の発明によれば、上記コイルが発生させる共振電圧により、搬送波において、副搬送波によって変調された部分の波高値が高く持ち上げられ、検波用ダイオードによる包絡線検波後の包絡線振幅が高くなり、S/N比が向上されることから、送信回路から受信した信号を、帯域フィルタや二次検波器等を用いない簡単な回路構成で、しかも、ノイズに強く信頼性の高いデジタル信号に復調することができる。なお、回路構成の簡素化により、コスト低減も図ることが可能になる。   According to the first and third aspects of the invention, the resonance voltage generated by the coil raises the peak value of the portion modulated by the subcarrier in the carrier wave, and after the envelope detection by the detection diode Envelope amplitude increases and the signal-to-noise ratio improves, so the signal received from the transmitter circuit has a simple circuit configuration that does not use a bandpass filter or a secondary detector, and is highly resistant to noise. It can be demodulated into a highly digital signal. Note that the cost can be reduced by simplifying the circuit configuration.

請求項2に記載の発明によれば、送信回路からの副搬送波が示す情報を正確にデジタル信号に復調することができる。   According to the second aspect of the present invention, the information indicated by the subcarrier from the transmission circuit can be accurately demodulated into a digital signal.

請求項4に記載の発明によれば、電子写真方式の画像形成装置における高圧電源及び放電を要因とするノイズの影響を比較的受けずに、送信回路から受信した信号を、簡単な回路構成で、信頼性の高いデジタル信号に復調することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the signal received from the transmission circuit can be obtained with a simple circuit configuration without being relatively affected by the high voltage power supply and noise caused by discharge in the electrophotographic image forming apparatus. Can be demodulated into a highly reliable digital signal.

以下、本発明の一実施形態に係るデジタル信号復調回路、RFIDシステム、及び画像形成装置について図面を参照して説明する。図1は、本発明に係る画像形成装置の一例であるプリンタ1の内部構成を概略的に示す断面図である。   Hereinafter, a digital signal demodulation circuit, an RFID system, and an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an internal configuration of a printer 1 as an example of an image forming apparatus according to the present invention.

プリンタ1は、給紙部8、画像形成部2、転写部9、定着部11、用紙排出トレイ12等より構成される。   The printer 1 includes a paper feed unit 8, an image forming unit 2, a transfer unit 9, a fixing unit 11, a paper discharge tray 12, and the like.

画像形成部2は、感光体ドラム3、帯電部4、露光部5、現像部6、クリーニング部7等を備える。   The image forming unit 2 includes a photosensitive drum 3, a charging unit 4, an exposure unit 5, a developing unit 6, a cleaning unit 7, and the like.

感光体ドラム3は、トナー像が形成される像担持体である。帯電部4は、感光体ドラム3上に均一に帯電をさせる。露光部5は、均一に帯電がされた感光体ドラム3の周面に露光をして、静電潜像を形成させる。現像部6は、形成された静電潜像を顕画化させて、トナー像を作る。このようにして作られたトナー像が後で詳しく説明する転写部9により、記録紙に転写される。クリーニング部7は、転写が完了した後に、感光体ドラム3の表面に残留しているトナーを清掃する。   The photosensitive drum 3 is an image carrier on which a toner image is formed. The charging unit 4 uniformly charges the photosensitive drum 3. The exposure unit 5 exposes the circumferential surface of the uniformly charged photoreceptor drum 3 to form an electrostatic latent image. The developing unit 6 visualizes the formed electrostatic latent image to create a toner image. The toner image produced in this way is transferred onto the recording paper by a transfer unit 9 described in detail later. The cleaning unit 7 cleans the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 3 after the transfer is completed.

転写部9は、転写ローラ91を備え、転写ローラ91を感光体ドラム3に押し付けた状態で、感光体ドラム3上に形成されたトナー像を、搬送路83から搬送されてくる記録紙へと転写させる。   The transfer unit 9 includes a transfer roller 91, and the toner image formed on the photosensitive drum 3 is transferred to the recording paper conveyed from the conveyance path 83 in a state where the transfer roller 91 is pressed against the photosensitive drum 3. Transfer.

給紙部8は、給紙カセット81、ピックアップローラ82、搬送路83、搬送ローラ84等を備え、給紙カセット81に積載された記録紙を、画像形成部2および転写部9の側(下流側)へと給紙する。   The paper feed unit 8 includes a paper feed cassette 81, a pickup roller 82, a transport path 83, a transport roller 84, and the like. The recording paper loaded on the paper feed cassette 81 is transferred to the image forming unit 2 and transfer unit 9 side (downstream). Paper).

定着部11は、画像形成部2と転写部9との下流側に設けられ、ヒートローラ11a及び圧ローラ11bを有している。定着部11は、記録紙に転写されたトナー像の定着処理を行う。   The fixing unit 11 is provided on the downstream side of the image forming unit 2 and the transfer unit 9, and includes a heat roller 11a and a pressure roller 11b. The fixing unit 11 performs fixing processing of the toner image transferred to the recording paper.

定着部11のさらに下流側には、搬送ローラ86と、排出ローラ87と、搬送路85等が設けられ、定着部11で定着処理がされた記録紙は、これらのローラによって搬送路85をさらに下流側へと搬送されて、プリンタ1上部の用紙排出トレイ12へと排出される。   On the further downstream side of the fixing unit 11, a conveyance roller 86, a discharge roller 87, a conveyance path 85, and the like are provided, and the recording paper subjected to fixing processing by the fixing unit 11 further passes through the conveyance path 85 by these rollers. The paper is conveyed downstream and discharged to the paper discharge tray 12 at the top of the printer 1.

図2は、現像部6の詳細な構成を示す断面図である。現像部6は、トナー(或いは、トナー及びキャリア)を収納する容器(コンテナ)からなるトナーカートリッジ(トナー収納体)61、及び現像ローラ621等を備えた現像ユニット62から構成されており、汲み上げローラ622や供給ローラ623の回転駆動によりトナーカートリッジ61のトナーを攪拌部へ供給し、攪拌ローラ611(攪拌スクリュウ)の回転駆動によってトナーを攪拌部現像ローラ621へ供給する。現像ローラ621の外周部には現像スリーブ6211が設けられており、この現像スリーブ6211には現像バイアスが印加されており、攪拌部でプラスに帯電されたトナーを、感光体ドラム3(図1)表面の露光部分(露光により静電気が除去されてなる静電潜像の部分)に吸着させる。現像部6は、トナーカートリッジ61が現像ユニット62に対して着脱自在に装着できるように構成されている。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a detailed configuration of the developing unit 6. The developing unit 6 includes a toner cartridge (toner container) 61 including a container (container) that stores toner (or toner and carrier), a developing unit 62 including a developing roller 621, and the like. The toner of the toner cartridge 61 is supplied to the agitation unit by the rotational drive of 622 and the supply roller 623, and the toner is supplied to the agitation unit developing roller 621 by the rotational drive of the agitation roller 611 (agitation screw). A developing sleeve 6211 is provided on the outer peripheral portion of the developing roller 621, and a developing bias is applied to the developing sleeve 6211, and the toner charged positively by the agitating portion is used as the photosensitive drum 3 (FIG. 1). It is adsorbed on the exposed portion of the surface (the portion of the electrostatic latent image from which static electricity has been removed by exposure). The developing unit 6 is configured such that the toner cartridge 61 can be detachably attached to the developing unit 62.

図3は、図2における現像部6の符号Aで示す範囲の部分拡大図である。装着されたトナーカートリッジ61の下部の構成を詳細に示してある。   FIG. 3 is a partially enlarged view of a range indicated by a symbol A of the developing unit 6 in FIG. The configuration of the lower part of the mounted toner cartridge 61 is shown in detail.

トナーカートリッジ61の一側壁部には、ICタグ等からなる無線タグ(送信回路)101が取り付けられている。現像ユニット62の一側壁部には、通信ユニット102が設けられている。これら無線タグ101及び通信ユニット102がRF−IDシステム100をなす。トナーカートリッジ61が装着されると、これら無線タグ101と通信ユニット102とは所定の距離(例えば約5mm)を隔てて対向する。   A wireless tag (transmission circuit) 101 made of an IC tag or the like is attached to one side wall portion of the toner cartridge 61. A communication unit 102 is provided on one side wall of the developing unit 62. These wireless tag 101 and communication unit 102 constitute an RF-ID system 100. When the toner cartridge 61 is mounted, the wireless tag 101 and the communication unit 102 face each other with a predetermined distance (for example, about 5 mm).

無線タグ101は、通信ユニット102との無線通信を行う。無線タグ101は電磁波を使って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、通信ユニット102からの電磁波によって起電力を発生し(電磁誘導方式による)、この電力によって回路を駆動させて通信ユニット102と制御データ(識別コード)等を交換する。   The wireless tag 101 performs wireless communication with the communication unit 102. The wireless tag 101 includes a semiconductor chip (wireless IC chip) that can transmit and receive data using electromagnetic waves, generates an electromotive force by electromagnetic waves from the communication unit 102 (by an electromagnetic induction method), and drives the circuit by this power. Exchange control data (identification code) and the like with the communication unit 102.

通信ユニット102は、所定の通信出力で、所定の周波数の電磁波を出力して無線タグ101と無線通信を行う。   The communication unit 102 performs radio communication with the wireless tag 101 by outputting an electromagnetic wave having a predetermined frequency with a predetermined communication output.

次に、無線タグ101の概略構成を説明する。図4は、無線タグ101の概略構成を示す説明図である。無線タグ101は、メモリ1011、共振コンデンサ1012、共振インダクタンス(アンテナ)1013を有する。   Next, a schematic configuration of the wireless tag 101 will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the wireless tag 101. The wireless tag 101 includes a memory 1011, a resonance capacitor 1012, and a resonance inductance (antenna) 1013.

メモリ1011は、トナーカートリッジ固有の情報、つまりトナーカートリッジの使用回数や、コンテナ内のトナーの特性、残りトナー量等の情報が記憶されるメモリである。   The memory 1011 stores information unique to the toner cartridge, that is, information such as the number of times the toner cartridge is used, the characteristics of the toner in the container, and the remaining toner amount.

共振インダクタンス(アンテナ)1013は、ループアンテナとして構成されたコイルからなるアンテナである。通信ユニット102との無線通信が、このアンテナ1013を介して行われる。   A resonant inductance (antenna) 1013 is an antenna composed of a coil configured as a loop antenna. Wireless communication with the communication unit 102 is performed via the antenna 1013.

アンテナ1013および共振コンデンサ1012は、共振回路101fを構成する。共振回路101fは、アンテナ1013からの入出力信号が、共振回路101fの共振周波数、および共振周波数に近い所定近傍の周波数の信号のみとなるようにするフィルタとして働く。   The antenna 1013 and the resonance capacitor 1012 constitute a resonance circuit 101f. The resonance circuit 101f functions as a filter that allows the input / output signal from the antenna 1013 to be only the resonance frequency of the resonance circuit 101f and a signal having a frequency close to the resonance frequency.

メモリ1011に記憶されたこのトナーカートリッジ情報は、通信ユニット102との交信で通信ユニット102に読み取られる。例えば、通信ユニット102から送出されてくる搬送波を、無線タグ101のアンテナ1013が受けると、無線タグ101内の上記半導体チップで搬送波を1/32に分周する等により生成した副搬送波を一定周期でアンテナ1013に印加することで、メモリ1011に記憶されているトナーカートリッジ情報を表現し、これをアンテナ1013から通信ユニット102に送出する。   The toner cartridge information stored in the memory 1011 is read by the communication unit 102 by communication with the communication unit 102. For example, when the antenna 1013 of the wireless tag 101 receives a carrier wave transmitted from the communication unit 102, a subcarrier generated by dividing the carrier wave by 1/32 by the semiconductor chip in the wireless tag 101 is set to a certain period. By applying to the antenna 1013, the toner cartridge information stored in the memory 1011 is expressed and sent out from the antenna 1013 to the communication unit 102.

図5は、通信ユニット(デジタル信号復調回路)102の概略構成を示す回路図である。通信ユニット102は、送信回路部1021及びアンテナ用コイル1022を備えている。送信回路部1021は、無線タグ101内のメモリ1011から上記トナーカートリッジ情報等の情報を読み出すための搬送波をアンテナ用コイル1022に印加する。送信回路部1021は、無線タグ101に送出する当該搬送波に変調をかけることで、通信ユニット102から無線タグ101に送出する情報の伝達を行う。   FIG. 5 is a circuit diagram showing a schematic configuration of the communication unit (digital signal demodulation circuit) 102. The communication unit 102 includes a transmission circuit unit 1021 and an antenna coil 1022. The transmission circuit unit 1021 applies a carrier wave for reading information such as the toner cartridge information from the memory 1011 in the wireless tag 101 to the antenna coil 1022. The transmission circuit unit 1021 transmits information to be transmitted from the communication unit 102 to the wireless tag 101 by modulating the carrier wave transmitted to the wireless tag 101.

アンテナ用コイル1022は、送信回路部1021による搬送波の印加で磁界を発生させる。このアンテナ用コイル1022が発生させる磁界は、無線タグ101内のアンテナ1013に電磁誘導されて、無線タグ101への情報の伝達に用いられる。さらに、アンテナ用コイル1022が発生させる磁界は、無線タグ101内において、無線タグ101内の回路で消費する電力を発生させる。また、アンテナ用コイル1022は、無線タグ101から送出されてくる搬送波(副搬送波により振幅変調された搬送波)を受信する。   The antenna coil 1022 generates a magnetic field by applying a carrier wave by the transmission circuit unit 1021. The magnetic field generated by the antenna coil 1022 is electromagnetically induced by the antenna 1013 in the wireless tag 101 and used to transmit information to the wireless tag 101. Further, the magnetic field generated by the antenna coil 1022 generates electric power consumed by a circuit in the wireless tag 101 in the wireless tag 101. The antenna coil 1022 receives a carrier wave (a carrier wave amplitude-modulated by a subcarrier wave) transmitted from the wireless tag 101.

通信ユニット102は、更に、カップリングコンデンサ1023、検波用ダイオード1024,1025、コイル1026、抵抗1027、コンデンサ1028、トランジスタ1029、及び比較回路1030を備えている。   The communication unit 102 further includes a coupling capacitor 1023, detection diodes 1024 and 1025, a coil 1026, a resistor 1027, a capacitor 1028, a transistor 1029, and a comparison circuit 1030.

カップリングコンデンサ1023は、無線タグ101からの副搬送波により振幅変調のかかった搬送波を通信ユニット102に結合させる。さらに、カップリングコンデンサ1023は、ハイパスフィルタとしても機能する。   The coupling capacitor 1023 couples a carrier wave that has been amplitude-modulated by the subcarrier wave from the wireless tag 101 to the communication unit 102. Further, the coupling capacitor 1023 also functions as a high pass filter.

検波用ダイオード1024,1025は、無線タグ101からの副搬送波で振幅変調のかかった搬送波に対して包絡線検波を行うものであり、当該搬送波から変調成分を抽出する。   The detection diodes 1024 and 1025 perform envelope detection on a carrier wave subjected to amplitude modulation with a subcarrier wave from the wireless tag 101, and extract a modulation component from the carrier wave.

コイル1026は、カップリングコンデンサ1023と、検波用ダイオード1024,1025との間に、当該検波用ダイオード1024,1025に対して並列に接続されている。当該検波ダイオードの接合容量とコイル1026のインダクタンスとで並列共振回路を形成する。無線タグ11が生成する上記副搬送波の影響で反射波が発生して搬送波上に定在波が生じて振幅変調がかかる。反射波と搬送波の位相が同位相であれば、加算された定在波になり、逆位相であれば減算された定在波となる。図5に示すA点は送信回路内のロウパスフィルタに接続する。B点はコイル1026のインダクタンスと検波ダイオード1024、1025の結合容量とで搬送波の周波数に共振する並列共振回路の接続点である。   The coil 1026 is connected in parallel to the detection diodes 1024 and 1025 between the coupling capacitor 1023 and the detection diodes 1024 and 1025. A parallel resonance circuit is formed by the junction capacitance of the detection diode and the inductance of the coil 1026. A reflected wave is generated under the influence of the sub-carrier generated by the wireless tag 11, and a standing wave is generated on the carrier, so that amplitude modulation is applied. If the phase of the reflected wave and the carrier wave is the same phase, the added standing wave is obtained, and if the phase is opposite, the subtracted standing wave is obtained. A point A shown in FIG. 5 is connected to a low-pass filter in the transmission circuit. Point B is a connection point of a parallel resonance circuit that resonates with the frequency of the carrier wave by the inductance of the coil 1026 and the coupling capacitance of the detection diodes 1024 and 1025.

コイル1026のインダクタンスとして、例えば、検波ダイオードの結合容量が1PFで、搬送波の周波数が13.56MHzであれば、コイルのインダクタンスとして68.8μHを用いる。並列共振回路の形成によって、包絡線を含む搬送波の振幅は高められ、共振しないノイズ成分は減衰することになる。   As the inductance of the coil 1026, for example, if the coupling capacity of the detection diode is 1 PF and the frequency of the carrier wave is 13.56 MHz, 68.8 μH is used as the inductance of the coil. By forming the parallel resonance circuit, the amplitude of the carrier wave including the envelope is increased, and the non-resonant noise component is attenuated.

コンデンサ1028は、抵抗1027と共に、検波用ダイオード1024,1025によって検波された搬送波を整流して直流に変換する。振幅変調のかかった、包絡線部分は交流成分として抽出する。   Capacitor 1028, together with resistor 1027, rectifies the carrier wave detected by detection diodes 1024 and 1025 and converts it to direct current. The envelope portion subjected to amplitude modulation is extracted as an AC component.

トランジスタ1029は、上記コイル1026で形成する並列共振回路により上記包絡線振幅が高められ、更にコンデンサ1028及び抵抗1027により抽出された交流電圧でベースが駆動されてスイッチングされる。比較回路1030は、当該スイッチングによってトランジスタ1029のコレクタに発生する波形を、予め定められた閾との比較により波形整形を行うものである。   The envelope amplitude of the transistor 1029 is increased by a parallel resonance circuit formed by the coil 1026, and the base is driven by the alternating voltage extracted by the capacitor 1028 and the resistor 1027 to be switched. The comparison circuit 1030 performs waveform shaping by comparing the waveform generated at the collector of the transistor 1029 by the switching with a predetermined threshold.

続いて、上記図5に加えて図6乃至図8を参照して通信ユニット102による動作を説明する。図6は、アンテナ用コイル1022が無線タグ101から受信した、副搬送波により振幅変調された搬送波の波形を示す図である。図7は、コイル1026の並列共振によって、波高値が高められた搬送波の波形を示す図である。図8は、トランジスタ1029のコレクタに発生する波形(ch2)と、比較回路1030によって整形された矩形波の波形(ch1)とを示す図である。   Next, the operation of the communication unit 102 will be described with reference to FIGS. 6 to 8 in addition to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a waveform of a carrier wave amplitude-modulated by a subcarrier wave received from the wireless tag 101 by the antenna coil 1022. FIG. 7 is a diagram illustrating a waveform of a carrier wave whose peak value is increased by parallel resonance of the coil 1026. FIG. 8 is a diagram illustrating a waveform (ch2) generated at the collector of the transistor 1029 and a waveform (ch1) of a rectangular wave shaped by the comparison circuit 1030.

アンテナ用コイル1022が、副搬送波により振幅変調された搬送波を無線タグ101から受信すると、この時点では、受信した搬送波は、無線タグ101の副搬送波により図6に示す波形を示す。当該波形からなる搬送波を、カップリングコンデンサ1023が、ハイパスフィルタとして高周波数成分のみを通過させる。検波用ダイオード1024,1025は、カップリングコンデンサ1023から出力される搬送波に対して包絡線検波を行う。このとき、図5におけるB点の電圧は、上記搬送波が負の半サイクルの期間に、検波用ダイオード1024を流れてカップリングコンデンサ1023を充電する。一方、B点の電圧が、上記搬送波の正の半サイクル期間は、検波用ダイオード1025がコンデンサ1028を充電する。この上記搬送波の正の半サイクル期間においては、C点の電圧はコンデンサ1028とカップリングコンデンサ1023とが直列に接続された状態と等価になって、カップリングコンデンサ1023の電荷はコンデンサ1031に加算される。所謂、半波倍電圧検波回路である。   When the antenna coil 1022 receives a carrier wave amplitude-modulated by the subcarrier from the wireless tag 101, the received carrier wave has the waveform shown in FIG. The coupling capacitor 1023 passes only the high frequency component of the carrier wave having the waveform as a high pass filter. Detection diodes 1024 and 1025 perform envelope detection on the carrier wave output from coupling capacitor 1023. At this time, the voltage at point B in FIG. 5 flows through the detection diode 1024 to charge the coupling capacitor 1023 during the half cycle of the negative carrier wave. On the other hand, when the voltage at point B is the positive half cycle period of the carrier wave, the detection diode 1025 charges the capacitor 1028. In the positive half cycle period of the carrier wave, the voltage at the point C is equivalent to the state where the capacitor 1028 and the coupling capacitor 1023 are connected in series, and the charge of the coupling capacitor 1023 is added to the capacitor 1031. The This is a so-called half-wave voltage doubler detection circuit.

検波用ダイオード1024,1025による包絡線検波後の搬送波は、コンデンサ1028及び抵抗1027によって交流成分が抽出される。このコンデンサ1028及び抵抗1027で交流成分が抽出された電圧によって、トランジスタ1029のベースが駆動されてスイッチングされる。当該スイッチングによってトランジスタ1029のコレクタに発生する波形は、図8にch2で示す波形となる。トランジスタ1029のコレクタに発生する当該波形は、比較回路1030で矩形波に整形され、図8にch1に示す矩形波とされる。比較回路1030による波形整形で復調されたデジタル信号は、プリンタ1の動作制御を司る制御部(CPU)105に入力される。   AC components are extracted from the carrier wave after the envelope detection by the detection diodes 1024 and 1025 by the capacitor 1028 and the resistor 1027. The base of the transistor 1029 is driven and switched by the voltage from which the AC component is extracted by the capacitor 1028 and the resistor 1027. A waveform generated at the collector of the transistor 1029 by the switching is a waveform indicated by ch2 in FIG. The waveform generated at the collector of the transistor 1029 is shaped into a rectangular wave by the comparison circuit 1030 to be a rectangular wave indicated by ch1 in FIG. The digital signal demodulated by the waveform shaping by the comparison circuit 1030 is input to a control unit (CPU) 105 that controls the operation of the printer 1.

このように、通信ユニット102では、アンテナ用コイル1022が、副搬送波により振幅変調された搬送波を無線タグ101から受信すると、コイル1026が搬送波に共振して、当該振幅変調された搬送波部分の波高値を高く持ち上げ、検波用ダイオード1024,1025による包絡線検波後の包絡線振幅を高くするので、検波用ダイオード1024,1025及びコンデンサ1028及び抵抗1027を経た電圧によって、アンプ等を用いなくても、トランジスタ1029を駆動することが可能である。また、コイル1026の共振電圧により上記包絡線検波後の包絡線振幅が高くなることから、上記副搬送波により振幅変調された搬送波には、プリンタ1内の高圧電源による放電等によるノイズの影響が現れにくい。このため、通信ユニット102におけるアンプやフィルタ等の構成を簡素化しつつ、無線タグ101から送出されてくる搬送波を正確にデジタル信号に復調することが可能となっている。   As described above, in the communication unit 102, when the antenna coil 1022 receives the carrier wave amplitude-modulated by the sub-carrier wave from the wireless tag 101, the coil 1026 resonates with the carrier wave, and the peak value of the carrier wave portion that has been amplitude-modulated. Is increased, and the envelope amplitude after the envelope detection by the detection diodes 1024 and 1025 is increased. Therefore, the transistor without using an amplifier or the like can be obtained by using the voltage passed through the detection diodes 1024 and 1025, the capacitor 1028 and the resistor 1027. 1029 can be driven. Further, since the envelope amplitude after the envelope detection is increased by the resonance voltage of the coil 1026, the carrier wave amplitude-modulated by the sub-carrier wave is affected by noise due to discharge or the like by the high-voltage power source in the printer 1. Hateful. Therefore, it is possible to accurately demodulate the carrier wave transmitted from the wireless tag 101 into a digital signal while simplifying the configuration of the amplifier, the filter, and the like in the communication unit 102.

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、上記実施形態では、本発明に係るデジタル信号復調回路を通信ユニット102として、RFIDによる通信に適用されるものとしているが、本発明に係るデジタル信号復調回路は、RFIDによる通信への適用に限定されるものではなく、他の通信方式(例えば、UWB(Ultra Wide Band)等)にも適用が可能である。   The present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above embodiment, the digital signal demodulation circuit according to the present invention is applied to communication by RFID using the communication unit 102 as the communication unit 102, but the digital signal demodulation circuit according to the present invention is applicable to communication by RFID. The present invention is not limited, and can be applied to other communication methods (for example, UWB (Ultra Wide Band)).

また、上述したRFIDシステム100の適用は、プリンタ1への適用に限定されることなく、他の電気機器にも広く適用が可能である。   Further, the application of the RFID system 100 described above is not limited to the application to the printer 1 and can be widely applied to other electric devices.

また、本発明に係る画像形成装置は、上述したプリンタ1に限定されることなく、コピー機、ファクシミリ装置、或いはコピー機能、ファクシミリ機能、プリンタ機能等を兼ね備えた複合機等であってもよい。   The image forming apparatus according to the present invention is not limited to the printer 1 described above, and may be a copier, a facsimile machine, or a multifunction machine having a copy function, a facsimile function, a printer function, and the like.

本発明に係る画像形成装置の一例であるプリンタの内部構成を概略的に示す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically showing an internal configuration of a printer as an example of an image forming apparatus according to the present invention. 現像部の詳細な構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the detailed structure of a image development part. 図2における現像部の符号Aで示す範囲の部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of a range indicated by a symbol A of a developing unit in FIG. 2. 無線タグの概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of a wireless tag. 通信ユニット(デジタル信号復調回路)の概略構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows schematic structure of a communication unit (digital signal demodulation circuit). アンテナ用コイルが無線タグから受信した、副搬送波により振幅変調された搬送波の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the carrier wave amplitude-modulated by the subcarrier which the coil for antennas received from the wireless tag. コイルの誘起電圧によって、波高値が高められた搬送波の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the carrier wave by which the peak value was raised by the induced voltage of a coil. トランジスタのコレクタに発生する波形(ch2)と、比較回路によって整形された矩形波の波形(ch1)とを示す図である。It is a figure which shows the waveform (ch2) which generate | occur | produces in the collector of a transistor, and the waveform (ch1) of the rectangular wave shape | molded by the comparison circuit.

符号の説明Explanation of symbols

1 プリンタ
61 トナーカートリッジ
100 RFIDシステム
101 無線タグ
1011 メモリ
1012 共振コンデンサ
1013 アンテナ
102 通信ユニット
1021 送信回路部
1022 アンテナ用コイル
1023 カップリングコンデンサ
1024,1025 検波用ダイオード
1026 コイル
1027 抵抗
1028 コンデンサ
1029 トランジスタ
1030 比較回路
1 Printer 61 Toner Cartridge 100 RFID System 101 Wireless Tag 1011 Memory 1012 Resonant Capacitor 1013 Antenna 102 Communication Unit 1021 Transmitter Circuit Unit 1022 Antenna Coil 1023 Coupling Capacitors 1024 and 1025 Detection Diode 1026 Coil 1027 Resistor 1028 Capacitor 1029 Transistor 1030 Comparison Circuit

Claims (4)

送信回路側から受信した信号を復調するデジタル信号復調回路であって、
前記送信回路からの副搬送波によって振幅変調のかかった搬送波を結合させるカップリングコンデンサと、
前記カップリングコンデンサから出力される搬送波に対して包絡線検波を行う検波用ダイオードと、
前記カップリングコンデンサ及び前記検波用ダイオード間において、当該検波用ダイオードに対して並列に接続して、並列共振回路を形成させるコイルと
を備えるデジタル信号復調回路。
A digital signal demodulating circuit for demodulating a signal received from the transmitting circuit side,
A coupling capacitor for coupling a carrier wave subjected to amplitude modulation by a sub-carrier wave from the transmission circuit;
A detection diode that performs envelope detection on the carrier wave output from the coupling capacitor;
A digital signal demodulating circuit comprising: a coil that is connected in parallel to the detecting diode between the coupling capacitor and the detecting diode to form a parallel resonant circuit.
前記検波用ダイオードによって包絡線検波された搬送波から交流成分を抽出するコンデンサと、
前記コンデンサによって抽出された交流成分を矩形波に整形する波形整形回路と
を備えた請求項1に記載のデジタル信号復調回路。
A capacitor for extracting an AC component from a carrier wave detected by an envelope by the detection diode;
The digital signal demodulating circuit according to claim 1, further comprising: a waveform shaping circuit that shapes the AC component extracted by the capacitor into a rectangular wave.
ICタグと、当該ICタグとの間で信号を送受信する信号送受信装置とを備えるRFIDシステムであって、
前記ICタグは、前記信号送受信装置から受信した搬送波に基づいて副搬送波を形成し、この副搬送波を用いて前記信号送受信装置に対して信号を送出し、
前記信号送受信装置は、前記ICタグからの副搬送波によって発生する反射波の影響によって、振幅変調のかかった搬送波を結合させるカップリングコンデンサと、前記カップリングコンデンサから出力される搬送波に対して包絡線検波を行う検波用ダイオードと、前記カップリングコンデンサ及び前記検波用ダイオード間において、当該検波用ダイオードに対して並列に接続されたダイオードの接合容量とコイルのインダクタンスとで並列共振回路を形成させるコイルとを備えるRFIDシステム。
An RFID system comprising an IC tag and a signal transmitting / receiving device for transmitting / receiving a signal between the IC tag,
The IC tag forms a subcarrier based on a carrier wave received from the signal transmission / reception device, and sends a signal to the signal transmission / reception device using the subcarrier,
The signal transmitting / receiving apparatus includes a coupling capacitor for coupling a carrier wave subjected to amplitude modulation due to an influence of a reflected wave generated by a subcarrier wave from the IC tag, and an envelope for the carrier wave output from the coupling capacitor. A detection diode that performs detection, and a coil that forms a parallel resonance circuit between the coupling capacitor and the detection diode, with a junction capacitance of the diode connected in parallel to the detection diode and the inductance of the coil; RFID system comprising:
装置本体に対して着脱自在に装着されるトナー収納体と、このトナー収納体に収納されたトナーを用いて記録紙に対する電子写真方式の画像形成を行う画像形成手段と、請求項3に記載のRFIDシステムとを有する画像形成装置であって、
前記トナー収納体に前記ICタグが取り付けられ、前記装置本体内における当該ICタグとの通信が可能な位置に前記信号送受信装置が設けられている画像形成装置。
The toner storage body detachably attached to the apparatus main body, image forming means for forming an electrophotographic image on a recording paper using the toner stored in the toner storage body, and An image forming apparatus having an RFID system,
An image forming apparatus in which the IC tag is attached to the toner container, and the signal transmission / reception device is provided at a position in the apparatus main body where communication with the IC tag is possible.
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