KR100986848B1 - 화상 형성 장치, 통신 장치, 및 카트리지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회로 규모를 증대시키지 않고 복수의 카트리지와 통신하는 화상 형성 장치를 제공한다. 이를 달성하기 위하여, 본 장치는 카트리지에의 송신 신호를 생성하기 위해 이용되는 클록 신호 및 데이터 신호를 출력하기 위한 출력 단자, 및 카트리지로부터의 송신 신호를 수신하기 위한 입력 단자를 갖는 제어 회로를 포함한다. 본 장치는 N개의 커넥터를 포함하고, 이들 각각은 각 카트리지의 제1 전극면에 접속되는 제1 전극, 및 제2 전극면에 접속되는 제2 전극을 갖는다. 본 장치는 입력 단자를 N개의 제1 전극들에 접속하기 위한 1 대 N 제1 신호선, 및 출력 단자를 N개의 제2 전극들에 접속하기 위한 1 대 N 제2 신호선을 포함한다. 본 장치는 제2 신호선에서의 1 대 N 분기점들과 제2 전극들 사이에 삽입되는 N개의 스위칭부를 포함한다.
Figure R1020087025856
화상 형성 장치, 통신 장치, 카트리지,

Description

화상 형성 장치, 통신 장치, 및 카트리지{IMAGE FORMING APPARATUS, COMMUNICATION DEVICE, AND CARTRIDGE}
본 발명은 화상 형성 장치 등의 전자 장치로부터 탈착 가능하고 저장 매체를 갖는 유닛과 데이터를 통신하는 화상 형성 장치에 관한 것이다.
근래에, 막대한 수의 제품들에 개별 정보를 저장하고 이들 제품과 단말기 등 간의 통신에 의해 정보를 재기입(rewrite)함으로써 품질, 유통 등의 정보 관리가 행해지고 있다.
제품의 개수, 그의 사용 환경 등을 고려하면, 각 제품에 부가되는 송신/수신 장치의 내부 회로와 단말기 내의 송신/수신 장치의 내부 회로를 소형화(downsizing), 비용 저감, 및 내구성의 관점에서 간단하게 하는 것이 바람직하다.
일본 공개 특허 2003-248798호 공보는 프린터와 카트리지의 메모리 칩 사이에 2개의 신호선을 이용하여 쌍방향 데이터 통신을 수행하는 접촉형 송신/수신 장치를 개시하고 있다. 이 참조 문헌에 기재된 접촉형 송신/수신 장치는 신호선의 개수를 최소화하여 프린터의 접점 커넥터의 개수 및 카트리지의 접점 전극면의 개수를 감소시킨다. 이것은 비용 및 소형화에 유리하다. 일반적으로, 프린터와 카 트리지 간에는 접촉형 통신이 유효한데, 그 이유는 카트리지가 자주 삽입/제거될 필요가 없고 마모가 거의 일어나지 않기 때문이다. 프린터와 카트리지 간의 통신을 위한 접촉형 장치는 무선파를 이용하여 통신하는 비접촉형 장치보다 저비용으로 방사 노이즈를 효과적으로 감소시킬 수 있다.
컬러 화상을 인쇄하는 프린터는 복수 컬러의 토너 또는 잉크를 저장하는 복수의 카트리지를 포함한다. 이 프린터는 이들 카트리지에 부가된 복수의 메모리 칩과 통신할 필요가 있다. 그러나, 일본 공개 특허 2003-248798호 공보는 메모리 칩들과 통신하는 방법 또는 구성에 대해서는 기재하고 있지 않다. 예를 들면, 메모리 칩과 개수가 같은 구동 회로를 필요로 하는 송신/수신 장치는 그의 회로 규모를 증대시키고 비용을 대폭 인상시킬 것으로 예상된다.
[발명의 개시]
본 발명은 회로 규모를 증대시키지 않고 복수의 카트리지와 통신하는 화상 형성 장치의 실현을 가능하게 한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 정보를 저장하는 메모리들을 갖는 복수의 카트리지를 탈착 가능하게 탑재하는 것을 허용하고, 상기 복수의 카트리지의 각각의 메모리들과 통신하는 화상 형성 장치로서,
상기 복수의 카트리지의 메모리들에 데이터 신호를 송신하도록 적응된 데이터 송신부;
상기 데이터 송신부로부터의 상기 데이터 신호를 상기 복수의 카트리지의 메모리들에 출력하도록 적응된 복수의 신호선;
상기 데이터 송신부에 상기 데이터 신호를 출력하도록 적응된 제어부; 및
상기 제어부로부터 출력되는 신호에 따라서 상기 복수의 신호선 중 하나에 상기 데이터 송신부를 접속함으로써 상기 복수의 카트리지의 메모리들 중 하나에 상기 데이터 송신부로부터의 상기 데이터 신호를 송신하도록 적응된 스위칭부들
을 포함하는 화상 형성 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 제1 접점들 및 제2 접점들을 갖는 복수의 카트리지와 접촉하여 데이터를 통신하는 통신 장치로서,
상기 복수의 카트리지의 메모리들에 데이터 신호를 송신하도록 적응된 데이터 송신부;
상기 데이터 송신부로부터의 상기 데이터 신호를 상기 복수의 카트리지의 메모리들에 출력하도록 적응된 복수의 신호선;
상기 데이터 송신부에 상기 데이터 신호를 출력하도록 적응된 제어부; 및
상기 제어부로부터 출력되는 신호에 따라서 상기 복수의 신호선 중 하나에 상기 데이터 송신부를 접속함으로써 상기 복수의 카트리지의 메모리들 중 하나에 상기 데이터 송신부로부터의 상기 데이터 신호를 송신하도록 적응된 스위칭부들
을 포함하는 통신 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 화상 형성 장치에 탈착 가능하게 탑재되는 카트리지로서,
상기 화상 형성 장치에 포함되는 통신 장치에 2개의 통신 라인을 통하여 접속하도록 적응된 제1 접점 및 제2 접점; 및
상기 제1 접점 및 상기 제2 접점에 접속되도록 적응된 메모리 칩
을 포함하고,
상기 메모리 칩은 상기 카트리지로부터 상기 통신 장치에 송신되는 데이터 신호에 기초하여 그 동작 상태가 변화하는 정전류 회로를 포함하는, 카트리지가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징들은 첨부된 도면들을 참조한 예시적인 실시예들에 대한 이하의 설명으로부터 명백할 것이다.
도 1은 비교예로서의 화상 형성 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 화상 형성 장치의 일례를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 통신 장치로부터 출력되는 신호들의 일례를 보여주는 차트이다.
도 4는 본 실시예에 따른 카트리지에 포함되는 메모리 칩의 구성을 보여주는 도면이다.
도 5는 비교예로서의 메모리 칩의 구성을 보여주는 도면이다.
이제 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 구성요소들의 상대적인 배열, 이들 실시예에서 제시된 수치 표현 및 수치 값은 달리 특별하게 언급되지 않는 한 본 발명의 범위를 제한하지 않는다는 것에 유의해야 할 것이다.
<화상 형성 장치>
도 1은 비교예로서의 화상 형성 장치의 구성을 보여주는 블록도이다. 화상 형성 장치(100)에 포함되는 통신 장치(101), 및 화상 형성 장치(100)로부터 탈착 가능한 하나의 카트리지(102)의 구성에 대하여 설명한다. 통신 장치(101) 및 카트리지(102)는 서로 물리적으로 접촉하고, 2개의 신호선을 통하여 데이터를 통신한다.
통신 장치(101)는 주로 제어 회로(103), 송신 회로로서 기능하는 구동 회로 및 수신 회로를 포함하는 수신/송신 회로(104), 및 커넥터를 포함한다. 카트리지(102)는 메모리 및 데이터를 통신하기 위한 인터페이스를 갖는 메모리 칩을 포함한다. 제어 회로(103)는 카트리지(102)와의 데이터 통신을 제어한다. 수신/송신 회로(104)는 제어 회로(103)로부터 출력된 신호에 기초하여 메모리 칩과 데이터를 통신한다. 수신/송신 회로(104)는 2개의 신호선을 이용하여 데이터 통신을 수행하고, 따라서 메모리 칩에의 전원 공급, 통신 동기를 위한 클록 공급, 및 데이터 송신/수신의 전부를 실행한다.
메모리 칩은 카트리지(102)가 화상 형성 장치(100)에 삽입될 때 커넥터와 접촉하는 전극면을 갖고 있다. 커넥터와 전극면은 통신 장치(101)와 카트리지(102) 간의 통신 라인을 확보한다. 통신 라인의 개수가 감소할수록, 커넥터(105)의 개수 및 메모리 칩의 전극면의 개수가 감소한다. 따라서, 통신 라인의 개수를 예를 들어 2개로 최소화하는 것이 시스템의 비용 및 소형화에 유리하다. 소형화에 대한 요망, 배터리가 부착될 경우 배터리 수명 등을 고려하여, 메모리 칩은 어떤 전원도 갖지 않고 외부의 수신/송신 회로(104)로부터 전원을 공급받는다.
그러나, 복수(N개)의 카트리지가 컬러 화상 장치 등에 삽입된다. 만일 컬러 화상 장치가 도 1의 구성을 아무런 변경도 없이 채용한다면, 그것은 N개의 수신/송신 회로(104)를 필요로 한다. N은 2 이상의 자연수라는 것에 유의한다. 만일 내부의 수신/송신 회로들(104)의 개수가 증가한다면, 이것은 큰 회로 규모 및 고비용을 초래한다. N개의 카트리지가 탈착 가능한 본 실시예에 따른 화상 형성 장치에 대하여 설명한다. 본 화상 형성 장치는 내부 구동 회로의 개수를 증가시키지 않고 2개의 신호선을 이용하여 카트리지와의 데이터 통신을 구현한다.
도 2는 본 실시예에 따른 화상 형성 장치의 일례를 보여주는 도면이다. 본 실시예에 따른 화상 형성 장치(200)에 포함되는 통신 장치(201), 및 화상 형성 장치(200)로부터 탈착 가능한 N개의 카트리지(202, 즉, 202a, 202b, 202c, 및 202d)의 구성에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서, 탈착 가능한 카트리지(202)의 개수는 4이다.
통신 장치(201)는 4개의 커넥터, 카트리지와의 통신을 제어하는 제어부로서 기능하는 제어 회로(203), 데이터를 송신하는 데이터 송신부로서 기능하는 구동 회로(206), 및 데이터를 수신하는 데이터 수신부로서 기능하는 수신 회로(208)를 포함한다. 카트리지들(202a, 202b, 202c, 및 202d)은 각각 메모리 칩들(214, 즉, 214a, 214b, 214c, 및 214d)을 포함한다. 메모리 칩들(214a, 214b, 214c, 및 214d)의 각각은 2개의 전극면(제1 및 제2 전극면: 도시되지 않음)을 갖는다.
커넥터들은 제1 접점들로서 기능하는 제1 전극면들에 접속되는 제1 전극 들(210, 즉, 210a, 210b, 210c, 및 210d), 및 제2 접점들로서 기능하는 제2 전극면들에 접속되는 제2 전극들(211, 즉, 211a, 211b, 211c, 및 211d)을 갖는다. 커넥터들은 메모리 칩들(214a, 214b, 214c, 및 214d)에 접속된다. 예를 들면, 메모리 칩(214a)에 접속되는 커넥터는 제1 전극(210a) 및 제2 전극(211a)을 갖고, 메모리 칩(214b)에 접속되는 커넥터는 제1 전극(210b) 및 제2 전극(211b)을 갖는다. 카트리지(202)가 화상 형성 장치(200)에 탑재될 경우, 카트리지(202)의 전극면은 통신 장치(201)의 전극과 접촉하여 통신 라인을 형성(접속)한다. 카트리지(202)가 화상 형성 장치(200)로부터 분리될 경우, 통신 라인은 물리적으로 절단(disconnect)된다. 화상 형성 장치는 M개(M은 자연수)의 카트리지를 탑재하는 것을 허용하고, 따라서 M개의 커넥터를 갖고 있다. 그러나, M개 이하인 N개의 카트리지만이 화상 형성 장치에 접속될 수도 있다. 이 경우, M-N개의 커넥터는 접속되지 않는다. 통상적으로, M = N이다.
제어 회로(203)는 카트리지(202)에의 송신 신호를 생성하기 위해 이용되는 클록 신호 및 데이터 신호를 출력하는 출력 단자(213), 및 카트리지(202)로부터의 송신 신호를 수신하는 입력 단자(212)를 갖는다. 통신 장치(201)는 제어 회로(203)의 입력 단자(212)를 N개의 제1 전극들(210)에 접속하기 위한 1 대 N 제1 신호선(204)을 갖는다. 통신 장치(201)는 또한 출력 단자(213)를 제2 전극들(211)에 접속하기 위한 1 대 N 제2 신호선(205)을 갖는다. 보다 구체적으로, 제1 신호선(204)은 분기점들(215b, 215c, 및 215d)로부터 분기하여 각 제1 전극(210)에 접속된다. 제2 신호선(205)은 분기점들(216, 즉, 216b, 216c, 및 216d)로부터 분기 하여 각 제2 전극(211)에 접속된다.
통신 장치(201)는 제2 신호선 상의 분기점들(216)과 제2 전극들(211) 사이에 삽입되는 4개의 스위칭부(207, 즉, 207a, 207b, 207c, 및 207d)를 더 포함한다. 스위칭부들(207a, 207b, 207c, 및 207d)은 제어 회로(203)로부터 출력된 스위칭 신호 S3에 기초하여 제2 전극들을 출력 단자(213)에/로부터 접속/절단한다. 스위칭 신호는 또한 통신 상대로서 기능하는 카트리지를 택일적으로 선택하기 위해 이용되고, 선택 신호라 불릴 수도 있다. 보다 구체적으로, 제어 회로(203)는 스위칭 신호 S3에 기초하여 스위칭부(207a)를 접속 상태로 제어하고 스위칭부들(207b, 207c, 및 207d)을 절단 상태로 제어한다. 이 경우, 통신 장치(201)는 카트리지(202a)와 통신한다. 본 실시예에 따른 통신 장치(201)는 스위칭부들(207a 내지 207d) 중 하나를 접속 상태로 변경하고 다른 것들을 절단 상태로 변경함으로써 카트리지들 중 하나와 선택적으로 데이터를 통신한다.
스위칭부들(207, 즉, 207a 내지 207d)은 바람직하게는 전계 효과 트랜지스터(이하에서는 FET라고 지칭됨)로 형성된다. 이것은 FET가 릴레이로 대표되는 기계적인 스위치보다도 사이즈가 훨씬 더 작고, 반도체 소자로 형성되는 실렉터 회로보다도 비용이 더 저렴하고, 높은 자유도로 회로 구성 및 회로 패턴 배치가 설계될 수 있기 때문이다.
제2 신호선(205) 상에만 스위칭부들(207)을 배치함으로써 선택적인 데이터 통신을 허용하는 원리에 대하여 설명한다. 도 2에서 통신 장치(201)가 카트리지(202a)와 데이터를 통신한다고 가정한다. 제어 회로(203)는 스위칭 신호 S3을 출력하여 스위칭부(207a)로서 기능하는 FET의 게이트 신호를 인에이블한다. 제어 회로(203)는 스위칭부들(207b, 207c, 및 207d)로서 기능하는 FET들의 게이트 신호들을 디스에이블한다. 그 결과, 메모리 칩(214a)만이 제2 신호선(205)에 접속된다. 나머지 메모리 칩들(214b, 214c, 및 214d)은 제1 신호선(204)에만 접속되고, 그들에게 제2 신호선(205)은 오픈 상태이다. 메모리 칩들(214b, 214c, 및 214d)의 제1 및 제2 전극면들은 전위차가 없다. 메모리 칩(214a)만이 활성 상태가 되고, 메모리 칩들(214b, 214c, 및 214d)은 비활성 상태가 된다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 화상 형성 장치(200)는 통신 상대로서 기능하는 메모리 칩(214)에 접속된 2개의 신호선들 중 하나의 신호선에만 삽입된 스위칭부(207)를 온/오프 제어함으로써 선택적인 데이터 통신을 실행할 수 있다.
구동 회로(206)는 제2 신호선(205) 상의 출력 단자(213)와 스위칭부들(207) 사이에 삽입된다. 구동 회로(206)는 스위칭부(207)에 의해 그 제2 전극(211)이 접속되는 카트리지(202)에 제2 신호선(205)을 통하여 전원을 공급한다. 구동 회로(206)는 제어 회로(203)로부터의 클록 신호 및 데이터 신호에 기초하여 송신 신호를 출력한다. 송신 신호는 제어 회로(203)로부터 출력되는 클록 신호에 데이터 신호로부터 취득된 정보를 중첩함으로써 얻어진다. 본 실시예에 따르면, 4개의 카트리지(202)가 탑재된 경우에도, 화상 형성 장치는 스위칭부(207)에 의해 선택된 하나의 카트리지(202)와 선택적인 데이터 통신을 수행할 수 있다. 이것은 4개의 카트리지의 메모리들에 대응하여 4개의 구동 회로(206)를 배치할 필요를 제거한다.
수신 회로(208)는 제2 신호선(204) 상의 입력 단자(212)와 제1 전극(210) 사 이에 삽입되고, 스위칭부(207)에 의해 접속되는 제2 전극에 대응하는 카트리지(202)로부터의 송신 신호를 수신한다. 수신 회로(208)는 제1 신호선(204)을 통하여 카트리지들(202)에 공통으로 접속된다. 이러한 구성은 화상 형성 장치가 스위칭부(207)에 의해 선택된 하나의 카트리지(202)와 선택적인 데이터 통신을 수행하기 때문에 가능하다. 즉, 항상, 하나의 카트리지(202)의 메모리 칩(214)으로부터만 신호가 출력된다. 이것은 4개의 수신 회로(208)를 배치할 필요를 제거하고, 하나의 수신 회로(208)가 공통으로 접속되는 것으로 충분하다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 통신 장치(201)는 스위칭부(207)에 의해 제2 신호선(205)을 스위칭한다. 제어 회로(203)는 통신 상대 이외의 카트리지들(202)의 메모리 칩들(214)로부터 제2 신호선(205)을 절단하기 위해 스위칭부들(207)로서 기능하는 FET들을 오프시킨다. 그러나, 실제로, FET가 오프되더라도, FET의 드레인 단자와 소스 단자 사이에는 기생 용량이 항상 존재한다. 구동 회로(206)가 펄스를 생성하는 경우, 오프 상태의 FET도 AC 성분을 전달하고, 통신 상대 이외의 메모리 칩(214)에 AC 전압이 인가된다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 통신 장치(201)는 4개의 전하 축적부를 포함한다. 각 전하 축적부는 한쪽 단부가 제1 신호선(204)에 접속되고, 다른 쪽 단부가 대응하는 제2 신호선(205) 상의 제1 전극(211)과 스위칭부(207) 사이에 접속된다. 본 실시예는, 예를 들면, 전하 축적부로서 콘덴서들(209, 즉, 209a, 209b, 209c, 및 209d)을 이용한다. 콘덴서들(209a, 209b, 209c, 및 209d)을 접속함으로써, 다음의 근사식이 성립된다:
Figure 112008073412010-pct00001
예를 들면, VAB는 제2 신호선(205)에 출력되는 신호 A와 제1 신호선(204)에 출력되는 신호 B 간의 전위차를 나타낸다. VM은 통신 상대 이외의 메모리 칩(214)의 제1 전극면 및 제2 전극면의 2개의 단자 사이에 걸린 전압을 나타낸다. C1은 콘덴서(209)의 용량을 나타낸다. C2는 FET의 드레인과 소스 간의 기생 용량을 나타낸다.
엄밀히 말하여, 도 2에 도시된 전류 검출 저항 R1 및 메모리 칩(214)의 내부 임피던스를 고려할 필요가 있다. 그러나, 근사 계산은 콘덴서(209)의 임피던스가 감소되는 것을 전제로 하여 이들 임피던스를 무시한다. VOFF를 메모리 칩을 확실하게 정지(오프 또는 리셋)시키기 위한 단자들 간의 전압이라고 하면, 콘덴서(209)의 용량 값은 VM < VOFF를 만족시키도록 결정될 필요가 있다. VOFF = 0.1V, VAB = 5 V, C2 = 20 ㎊이라고 하면, 수학식 1에 따라서 용량 값 C1은 980 ㎊ 이상으로 계산된다. 통신 주파수가 약 100 ㎑로 설정되면, 콘덴서(209)의 임피던스는 약 1.6 ㏀으로 계산된다. 메모리 칩(214)의 내부 임피던스는 적어도 이 값의 수배이다. 콘덴서(209)와의 병렬 접속의 합성 임피던스에서는 콘덴서(209)의 임피던스가 지배적이다.
980 ㎊ 콘덴서를 삽입함으로써, 통신 상대 이외의 메모리 칩(214)의 2개의 단자 간의 임피던스는 FET의 드레인과 소스 간의 기생 용량에 의해 생성되는 임피 던스보다 훨씬 더 낮게 된다. 구동 회로(206)가 AC 전압을 인가하더라도, 메모리 칩(214)의 2개의 단자 간에 인가되는 전압은 메모리 칩(214)이 정지하는 전압 이하로 억제될 수 있다. 실제로, 이 전압으로부터 전류 검출 저항 R1에 의한 전압 강하를 공제하여 얻어지는 값이 메모리 칩(214)에 인가되는 전압을 나타낸다. 메모리 칩(214)은 확실하게 오프 상태에 머무를 수 있다.
접촉형 통신 장치에서는, 신호선의 개수에 따라서 다양한 통신 방식들이 제안된다. 신호선의 개수가 증가할수록, 케이블링 및 커넥터를 포함하는 총 비용이 상승한다. 최소 사이즈 및 최소 비용으로 시스템을 구현하기 위해서는, 최소 2개의 신호선을 이용한 2선 통신 방식이 유효하다. 본 실시예에 따른 통신 장치(201)는 복수의 카트리지(202)가 탑재되는 경우에도 구동 회로(206) 및 수신 회로(208)의 개수를 증가시키지 않고 2선 데이터 통신을 구현할 수 있다. 통신 장치(201)는 2개의 신호선 중 하나의 신호선에만 스위칭부들(207)을 삽입함으로써 선택적인 데이터 통신을 수행할 수 있다. 하나의 메모리 칩(214)에 대하여 하나의 스위칭부(207)로 충분하고, 이러한 구성은 회로 규모를 증대시키지 않고 비용에도 유리하다.
<통신 방식의 상세>
통신 방식의 상세에 대하여 설명한다. 구동 회로(206)와 메모리 칩(214) 간의 다운링크 및 업링크에 의한 데이터 통신에 대하여 설명한다. "다운링크"는 제어 회로(203)로부터 메모리 칩(214)로의 데이터 송신을 의미한다. "업링크"는 메모리 칩(214)으로부터 제어 회로(203)로의 데이터 송신을 의미한다.
(1) 다운링크 동작
도 3은 본 실시예에 따른 통신 장치로부터 출력되는 신호들의 일례를 보여주는 차트이다. 다운링크에서 제1 신호선(204) 및 제2 신호선(205)에 출력되는 신호에 대하여 설명한다.
도 3에 도시된 신호 A(301)는 다운링크에서 제2 신호선(205)에 출력된다. 신호 B(302)는 다운링크에서 제1 신호선(204)에 출력된다. 내부 클록 CLK(303)는 메모리 칩(214) 내에서 신호 A(301)의 시작 에지(leading edge)와 동기하여 생성되는 클록 신호이다.
신호 B(302)는 도 2에 도시된 전류 검출 저항 R1을 통하여 접지된다. 전류 검출 저항 R1은 수신 신호를 검출하기 위한 수십 Ω 전후의 작은 저항값을 갖고, 이에 대해서는 후술한다. 그러므로, 신호 B(302)는 거의 0 V의 접지 신호로서 기능한다. 신호 A(301)는 구동 회로(206)로부터 출력되고, 클록 신호에 데이터 신호로부터 취득된 정보를 중첩함으로써 얻어진다. 보다 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 신호 A(301)는 미리 정해진 주기 T1(통신 주파수)으로 2개의 값 VH와 VL 간에 변화하는 변조 신호이다. 신호 A(301)의 전압은 항상 VL 이상이다.
내부 CLK(303)는 신호 A(301)의 시작 에지로부터 미리 정해진 지연 T2를 갖는 온 듀티 신호(ON duty signal)이다. 신호 A(301)가 전압 VH에 있는 시간, 즉, 펄스 폭은 출력 데이터("H" 또는 "L")에 기초하여 조정된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 신호 A(301)는 데이터 "H"에 대하여 펄스 폭 T3로 조정되고 데이터 "L"에 대하여 펄스 폭 T4로 조정된다. 이때, T4 < T2 < T3을 만족시키는 것이 중요하다. 각 메모리 칩(214)은 내부 CLK(303)가 하강할 때 신호 A(301)가 레벨 VH에 있는지 VL에 있는지를 판별함으로써 데이터를 수신할 수 있다.
도 4를 참조하여 다운링크에서의 메모리 칩(214)의 내부 동작에 대하여 설명한다. 도 4는 본 실시예에 따른 카트리지에 포함되는 메모리 칩의 구성을 보여주는 도면이다. 메모리 칩들(214a, 214b, 214c, 및 214d)은 동일한 구성을 가지므로, 메모리 칩(214a)의 구성을 예시한다.
메모리 칩(214a)은 전압 레벨을 검출하기 위한 검출 회로(401), 내부 CLK를 생성하기 위한 클록 생성 회로(402), 데이터를 검출하기 위한 검출 회로(403), 제어 회로(404), 레귤레이터 회로(405), 정전류 회로(406), 및 메모리(407)를 포함한다. 레귤레이터 회로(405)는 미리 정해진 전압을 출력한다. 정전류 회로(406)에 대해서는 업링크에서의 데이터 통신의 설명에서 설명한다.
검출 회로(401)는 2개의 값 VH와 VL 간에 변화하는 신호 A(301)의 전압 레벨을 검출한다. 클록 생성 회로(402)는 검출 회로(401)로부터 출력되는 검출 신호의 변화에 따라서 내부 CLK(303)를 생성한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 내부 CLK(303)는 VL로부터 VH로의 시작 에지에 지연 T2를 부가하여 얻어지는 펄스 폭을 갖는다. 검출 회로(403)는 내부 CLK(303)의 하강 에지에서 검출 회로(401)로부터의 출력이 VH에 있는지 VL에 있는지를 판별한다. 보다 구체적으로, 검출 회로(403)는 신호 A(301)가 펄스 폭 T3을 가질 때는 데이터 "H"를 검출하고 그것이 펄스 폭 T4를 가질 때는 데이터 "L"을 검출한다. 검출 회로(403)는 그 검출 결과를 수신 데이터로서 제어 회로(404)에 출력한다.
(2) 업링크 동작
도 4 및 5를 참조하여 업링크에서의 데이터 통신을 설명한다. 도 5는 비교예로서의 메모리 칩의 구성을 보여주는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 메모리 칩(500)은 수신 회로를 포함하는 구동 회로(501)에 2개의 커넥터(502 및 503)에 의해 접속된다. 메모리 칩(500)은 내부 CLK 생성 회로(504), 데이터 검출 회로(505), 제어 회로(507), 레귤레이터 회로(508), 메모리(509), 스위치(510), 및 저항(511)을 포함한다. 내부 CLK 생성 회로(504), 데이터 검출 회로(505), 제어 회로(507), 레귤레이터 회로(508), 및 메모리(509)는 도 4에 도시된 요소들과 동일한 동작들을 수행한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 스위치(510) 및 저항(511)은 메모리 칩(500) 내의 신호 A 및 B를 전달하는 2개의 신호선 간에 직렬 접속되어 삽입된다. 제어 회로(507)는 메모리 칩(500)으로부터 구동 회로(501)로 송신될 데이터에 기초하여 스위치(510)를 온/오프 제어한다. 이에 응답하여, 메모리 칩(500)의 소비 전류는 2개의 값 간에 변화한다. 통신 장치(201)는 그 전류를 검출하고 데이터를 수신할 수 있다.
본 실시예에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 메모리 칩(214)은 전류 I2를 필요로 하는 정전류 회로(406)를 포함한다. 메모리 칩(214) 내의 제어 회로(404)는 송신 데이터에 기초하여 동작 상태를 온/오프 제어함으로써 신호를 출력한다. 정전류 회로(406)의 소비 전류 I2에 더하여, 메모리 칩(214) 내에서 로직 동작 및 메모리 액세스 동작에 의해 끊임없이 전류가 소비된다. I1을 이 전류 값이라고 하 면, 신호 A와 B의 전류들은 2개의 값 I1과 I2 간에 변화한다. 수신 회로(208)는 이들 전류를 전류 검출 저항 R1에서 전압으로서 추출한다. 따라서, 통신 장치(201)는 카트리지(202)로부터 출력되는 데이터를 수신한다.
본 실시예에서는, 복수의 메모리 칩들(214)과 통신하기 위하여 FET들을 이용하여 2개의 신호선 중 하나만을 온/오프 제어함으로써 통신 상대로서 기능하는 메모리 칩이 선택된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 수신 회로(208)는 FET들에 의해 절단되지 않은 다른 신호선에 삽입된다. 수신 회로(208)는 통신 상대로서 기능하는 메모리 칩(214)에 따라서 스위칭될 필요가 없고, 통신 장치(201)는 하나의 공통 수신 회로(208)만을 포함하는 것으로 충분하다. 통신 장치(201)는 회로 규모를 증대시키지 않고 저비용으로 복수의 카트리지와 데이터를 통신할 수 있다.
전류 검출에 기초한 수신을 위해서는 도 2에 도시된 바와 같이 콘덴서(209)를 접지 전위 V1에 접속하는 것이 중요하다. 콘덴서(209)가 접지 전위 V1이 아니라 전류 검출 저항 R1의 2개의 단자 중 메모리 칩(214) 측의 단자에 접속된 것을 가정한다. 이 경우, 통신 상대 이외의 메모리 칩(214) 및 대응하는 스위칭부에 의해 형성된 용량 성분 경로를 통과한 AC 전류가 전류 검출 저항 R1을 통과한다. 그 결과, 비교기 CMP1의 전압 검출 마진이 감소한다. 스위칭 시에 전류 검출 저항 R1에서의 전압 강하가 커지고, 통신 파형이 왜곡되어, 통신에 악영향을 미친다.
콘덴서(209)를 접지 전위 V1에 접속함으로써, 전류 검출 저항 R1을 통과하는 불필요한 전류 성분을 감소시켜 수신 회로(208)의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. 본 실시예는 2개의 송신 신호들 중 보다 낮은 전위를 갖는 신호를 고정 전압 (도 2에 도시된 접지 전위 V1)으로 설정하고, 보다 높은 전위를 갖는 신호를 변조하는 방식에 대하여 설명하였다. 그러나, 보다 높은 전위를 갖는 신호를 고정 전압(V1은 접지 전위가 아니라 기준 전위이다)으로 설정하고, 보다 낮은 전위를 갖는 신호를 변조하는 것에 의해서도 동일한 효과가 달성될 수 있다. 이에 대한 상세는 설명하지 않는다. 본 실시예에서는, 2개의 신호 중 구동 회로 측의 신호가 FET에 의해 인에이블/디스에이블된다. 그러나, 수신 회로 측의 신호를 FET에 의해 인에이블/디스에이블하는 것에 의해서도 동일한 효과가 달성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 화상 형성 장치에서는, 통신 장치는 제1 신호선 및 제2 신호선의 2개의 신호선을 이용하여 복수의 카트리지와 데이터를 통신한다. 본 화상 형성 장치는 제2 신호선을 접속 또는 절단하는 스위칭부들을 포함한다. 본 화상 형성 장치는 2개의 신호선을 통하여 선택적으로 데이터를 통신할 수 있고, 복수의 카트리지에 대응하는 복수의 구동 회로를 필요로 하지 않는다. 그러므로, 본 화상 형성 장치는 회로 규모를 증대시키지 않고 복수의 카트리지와 통신할 수 있다. 본 화상 형성 장치는 하나의 신호선에만 스위칭부들을 삽입함으로써 선택적인 데이터 통신을 달성할 수 있다. 따라서, 본 화상 형성 장치는 회로 규모의 증대를 방지하고 비용을 감소시킬 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 제한되지 않고, 다양하게 변경될 수 있다. 본 화상 형성 장치는 각각이 한쪽 단부는 제1 신호선에 접속되고, 다른 쪽 단부는 제2 전극과 스위칭부 사이의 분기된 제2 신호선에 접속되는 N개의 전하 축적부를 포함할 수도 있다. 이러한 구성에 의해, 본 화상 형성 장치는 스위칭부의 스위칭 정밀 도를 더욱 증가시킬 수 있다. 본 화상 형성 장치는 2개의 신호선을 통하여 선택적으로 데이터를 통신할 수 있다. 본 화상 형성 장치는 회로 규모를 증대시키지 않고 복수의 카트리지와 데이터를 통신할 수 있다.
본 화상 형성 장치는 제1 신호선에 삽입되고 카트리지로부터 출력된 신호를 수신하는 수신 회로를 더 포함할 수도 있다. 본 화상 형성 장치가 복수의 카트리지와 데이터를 통신하는 경우에도, 제1 신호선에 삽입되는 하나의 수신 회로만이 각 카트리지로부터 출력되는 신호를 수신할 수 있다. 본 화상 형성 장치는 회로 규모를 증대시키지 않고 복수의 카트리지와 데이터를 통신할 수 있다.
수신 장치는 또한 수신 회로 내의 기준 전위 또는 접지 전위에 접속되는 전류 검출 저항을 포함할 수도 있다. 이 경우, 전하 축적부는 전류 검출 저항이 접속된 기준 전위 또는 접지 전위에 접속될 수도 있다. 본 화상 형성 장치에서는, 2개의 신호 중 보다 낮은 전위를 갖는 신호를 고정 전압으로 설정하고, 보다 높은 전위를 갖는 신호를 변조하는 것도 가능하다. 본 화상 형성 장치에서는, 보다 높은 전위를 갖는 신호를 고정 전압으로 설정하고, 보다 낮은 전위를 갖는 신호를 변조하는 것도 가능하다. 본 화상 형성 장치는 범용성이 높은 설계를 가능하게 한다.
본 실시예에 따르면, 스위칭부는 전계 효과 트랜지스터(FET)로 형성될 수도 있다. FET는 릴레이로 대표되는 기계적인 스위치보다도 사이즈가 훨씬 더 작고, 반도체 소자로 형성되는 실렉터 회로보다도 비용이 더 저렴하고, 높은 자유도로 회로 구성 및 패턴 배치가 설계될 수 있다. 본 화상 형성 장치가 복수의 카트리지와 데이터를 통신하는 경우에도, 회로 규모가 더욱 축소될 수 있다.
본 발명은 회로 규모를 증대시키지 않고 복수의 카트리지와 통신하는 화상 형성 장치를 제공할 수 있다.
예시적인 실시예들을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예들에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 할 것이다. 다음의 청구항들의 범위는 모든 그러한 변형들 및 등가의 구조들 및 기능들을 망라하도록 가장 광범위하게 해석되어야 할 것이다.
본 출원은 본 명세서에 그 전체 내용이 참고로 통합되는, 2006년 11월 29일에 출원된 일본 특허 출원 2006-322522호의 우선권을 주장한다.

Claims (12)

  1. 정보를 저장하는 메모리들을 갖는 복수의 카트리지를 탈착 가능하게 탑재하는 것을 허용하고, 상기 복수의 카트리지의 각각의 메모리들과 통신하는 화상 형성 장치로서,
    상기 복수의 카트리지의 메모리들에 데이터 신호를 송신하도록 구성된 데이터 송신부;
    상기 데이터 송신부로부터의 상기 데이터 신호를 상기 복수의 카트리지의 메모리들에 출력하도록 구성된 복수의 송신 신호선;
    상기 데이터 송신부에 상기 데이터 신호를 출력하도록 구성된 제어부;
    상기 제어부로부터 출력되는 신호에 따라서 상기 복수의 송신 신호선 중 하나에 상기 데이터 송신부를 접속함으로써, 상기 복수의 카트리지의 메모리들 중 하나에 상기 데이터 송신부로부터의 상기 데이터 신호를 송신하도록 구성된 스위칭부들;
    상기 복수의 카트리지의 메모리들 중 하나로부터 송신된 데이터 신호를 수신하도록 구성된 데이터 수신부; 및
    상기 복수의 카트리지의 메모리들로부터 상기 데이터 수신부로 데이터 신호를 송신하도록 구성된 복수의 수신 신호선
    을 포함하고,
    상기 데이터 수신부로의 데이터 신호의 송신은, 상기 데이터 송신부가 상기 스위칭부들에 의해 상기 복수의 송신 신호선 중 하나에 접속되는 것에 응답하여, 상기 데이터 송신부와 통신할 수 있는 카트리지의 메모리에 접속된 수신 신호선을 사용하여 인에이블되는, 화상 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 데이터 송신부로부터의 상기 데이터 신호의 출력 및 상기 데이터 수신부에 의한 상기 데이터 신호의 수신을 선택적으로 실행하는, 화상 형성 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 카트리지들은 제1 접점들 및 제2 접점들을 갖고,
    상기 제어부는, 상기 카트리지들로의 송신 신호를 생성하기 위해 상기 데이터 송신부에 클록 신호 및 상기 데이터 신호를 출력하는 출력 단자, 및 상기 데이터 수신부로부터 송신된 신호를 수신하는 입력 단자를 갖고,
    상기 화상 형성 장치는, 상기 복수의 카트리지의 상기 제1 접점들에 접속되는 제1 전극들 및 상기 제2 접점들에 접속되는 제2 전극들을 갖는 복수의 커넥터, 상기 입력 단자를 상기 제1 전극들에 접속하기 위한 상기 수신 신호선, 및 상기 출력 단자를 상기 제2 전극들에 접속하기 위한 상기 송신 신호선을 더 포함하고,
    상기 스위칭부들은 상기 송신 신호선에서의 상기 출력 단자와 상기 제2 전극들 사이에 삽입되어, 상기 제어부로부터 출력되는 스위칭 신호에 기초하여 상기 제2 전극들과 상기 데이터 송신부 간의 접속 상태들을 스위칭하고,
    상기 데이터 송신부는, 상기 송신 신호선에서의 상기 출력 단자와 상기 스위칭부들 사이에 삽입되어, 상기 송신 신호선을 통해, 상기 스위칭부에 의해 접속된 제2 전극에 대응하는 카트리지의 메모리에 전력을 공급하고, 상기 클록 신호 및 상기 데이터 신호에 기초하여 송신 신호를 출력하는 구동 회로를 포함하는, 화상 형성 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    복수의 전하 축적부를 더 포함하고, 이들 각각은 한쪽 단부가 상기 수신 신호선에 접속되고, 다른 쪽 단부가 대응하는 송신 신호선에서의 상기 제2 전극과 상기 스위칭부 사이에 접속되는, 화상 형성 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 데이터 수신부는, 상기 수신 신호선에서의 상기 입력 단자와 상기 제1 전극 사이에 삽입되어, 상기 스위칭부에 의해 접속된 제2 전극에 대응하는 카트리지로부터 신호를 수신하는 수신 회로를 포함하는, 화상 형성 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수신 회로는, 상기 제1 전극과 상기 수신 회로 내의 기준 전위 또는 접지 전위 사이에 삽입되어, 상기 카트리지로부터 상기 수신 신호선에 출력되는 송신 신호의 전류를 검출하는 전류 검출 저항을 포함하고,
    각 전하 축적부의 한쪽 단부는, 상기 전류 검출 저항이 접속되어 있는 상기 기준 전위 또는 접지 전위에 접속되는, 화상 형성 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 스위칭부는 게이트에서 상기 스위칭 신호를 수신하는 전계 효과 트랜지스터를 포함하는, 화상 형성 장치.
  8. 제1 접점들 및 제2 접점들을 갖는 복수의 카트리지와 접촉하여 데이터를 통신하는 통신 장치로서,
    상기 복수의 카트리지의 메모리들에 데이터 신호를 송신하도록 구성된 데이터 송신부;
    상기 데이터 송신부로부터의 상기 데이터 신호를 상기 복수의 카트리지의 메모리들에 출력하도록 구성된 복수의 송신 신호선;
    상기 데이터 송신부에 상기 데이터 신호를 출력하도록 구성된 제어부;
    상기 제어부로부터 출력되는 신호에 따라서 상기 복수의 송신 신호선 중 하나에 상기 데이터 송신부를 접속함으로써, 상기 복수의 카트리지의 메모리들 중 하나에 상기 데이터 송신부로부터의 상기 데이터 신호를 송신하도록 구성된 스위칭부들;
    상기 복수의 카트리지의 메모리들 중 하나로부터 송신된 데이터 신호를 수신하도록 구성된 데이터 수신부; 및
    상기 복수의 카트리지의 메모리들로부터 상기 데이터 수신부로 데이터 신호를 송신하도록 구성된 복수의 수신 신호선
    을 포함하고,
    상기 데이터 수신부로의 데이터 신호의 송신은, 상기 데이터 송신부가 상기 스위칭부들에 의해 상기 복수의 송신 신호선 중 하나에 접속되는 것에 응답하여, 상기 데이터 송신부와 통신할 수 있는 카트리지의 메모리에 접속된 수신 신호선을 사용하여 인에이블되는, 통신 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 데이터 송신부로부터의 상기 데이터 신호의 출력 및 상기 데이터 수신부에 의한 상기 데이터 신호의 수신을 선택적으로 실행하는, 통신 장치.
  10. 화상 형성 장치에 탈착 가능하게 탑재되는 카트리지로서,
    상기 화상 형성 장치에 포함되는 통신 장치에 2개의 통신 라인을 통해 접속하도록 구성된 제1 접점과 제2 접점; 및
    상기 제1 접점과 상기 제2 접점에 접속되도록 구성된 메모리부
    를 포함하고,
    상기 메모리부는,
    데이터를 기억하는 메모리;
    상기 2개의 통신 라인 중에서, 화상 형성 장치의 구동 회로에 접속된 라인으로부터 입력된 신호의 레벨을 검출하는 검출부;
    상기 검출부로부터의 신호에 따라 클록 신호들을 생성하는 클록 생성부; 및
    상기 검출부로부터의 신호 및 상기 클록 생성부에 의해 생성된 클록 신호를 사용하여 데이터를 검출하는 데이터 검출부
    를 포함하는, 카트리지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 메모리부는, 상기 구동 회로와 접속하는 라인에 접속된 정전류 회로를 더 포함하고, 상기 메모리부로부터 상기 화상 형성 장치로 데이터를 송신하기 위해 상기 정전류 회로를 구동하는, 카트리지.
  12. 제11항에 있어서,
    메모리에 대한 액세스 동작을 제어하도록 구성된 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 메모리의 상기 데이터 검출부에 의해 검출된 데이터를 기억하고, 상기 메모리에 기억된 데이터를 상기 화상 형성 장치로 송신하기 위해 상기 정전류 회로를 구동하는, 카트리지.
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