無線タグ通信システム及び画像形成装置
【課題】カートリッジに収納されているトナーの種類を判別すること。
【解決手段】アンテナ２０３は無線タグに対して質問信号を出力し、無線タグから出力された応答信号を受信する。強度検出回路２０６は応答信号の信号強度を検出する。制御部１８０は検出された信号強度からカートリッジに収納されているトナーの種類、又は認定品であるか否かを判別する。更に制御部１８０は、無線タグと正常に無線通信が行えるように、質問信号の信号強度を変化させる指示信号を出力設定回路２０７に出力する。
【解決手段】アンテナ２０３は無線タグに対して質問信号を出力し、無線タグから出力された応答信号を受信する。強度検出回路２０６は応答信号の信号強度を検出する。制御部１８０は検出された信号強度からカートリッジに収納されているトナーの種類、又は認定品であるか否かを判別する。更に制御部１８０は、無線タグと正常に無線通信が行えるように、質問信号の信号強度を変化させる指示信号を出力設定回路２０７に出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーカートリッジに取り付けられた無線タグと無線通信を行うための無線タグ通信システム及びそのトナーカートリッジを着脱自在に装着できる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いて感光体ドラム表面の静電潜像を現像する現像装置を備えたプリンタやファクシミリ、複写機等の画像形成装置は、装置本体に装着されたカートリッジから供給されるトナーを用いて静電潜像をトナー像化し、このトナー像を用紙等に転写することによって画像形成を行う。そして、カートリッジ内のトナーがなくなると、ユーザによって新しいカートリッジに交換されることにより、画像形成装置内にトナーが補充される。
【０００３】
この場合、新しく交換されたカートリッジが画像形成装置のメーカの正規純正品又はメーカに認定された製品（以下、まとめて「認定品」と言う）であれば問題ないが、認定品以外のカートリッジ（非認定品）が使用されるケースが見受けられるようになってきた。認定品以外のカートリッジが使用されると、画像形成装置の性能が十分に発揮されないばかりでなく、画像形成装置の故障の原因にもなり得る。
【０００４】
そこで、近年開発された多くの画像形成装置では、特許文献１に記載されているようなＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification：無線自動認識）技術等を利用してカートリッジの管理が行われている。具体的には、カートリッジやトナーの情報をタグ情報として記憶した無線タグがカートリッジに取り付けられ、カートリッジ装着後、画像形成装置本体側に配設された通信ユニットがタグ情報を読み取ることによって、装着されたカートリッジが認定品であるかを識別することができる。
【特許文献１】特許第３５２９０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、認定品のカートリッジの無線タグに記憶されているタグ情報と同じタグ情報を非認定品のカートリッジの無線タグに記憶させてしまうと、装置側に認定品のカートリッジが装着されたと認識させることができる。従って、カートリッジの無線タグに記憶された情報だけでは、カートリッジに実際に収納されているトナーが認定品であるか否かを判別することは難しい。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、カートリッジに収納されているトナーの種類を判別することができる無線タグ通信システム及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明の無線タグ通信システムは、トナー収納体に取り付けられた無線タグと、前記無線タグに対して質問信号を出力し、前記質問信号に応答した応答信号を前記無線タグから受信することで無線通信を行う通信手段と、前記応答信号の信号強度を検出する検出手段と、前記通信手段から予め定められた通常の信号強度で前記質問信号が出力されたときに前記無線タグから出力された応答信号の信号強度から前記トナー収納体に収納されているトナーの種類を判別する判別手段と、を備える。
【０００８】
トナー収納体に取り付けられている無線タグは、トナーに含まれる金属（磁性体）の影響を受けやすく、トナー収納体に収納されるトナーの種類が変わると、無線タグが有する共振回路の共振周波数が変化することが一般的に知られている。つまりトナーの影響により無線タグから出力される応答信号の周波数が変化すると、通信手段が受信する応答信号の強度が低下してしまう。この点を利用して、応答信号の信号強度からカートリッジに収納されているトナーの種類を判別することができる。従って、認定品のトナー収納体の無線タグに記憶されたタグ情報を非認定品のトナー収納体の無線タグに記憶させた場合でも、タグ情報によらずにトナーの種類を判別できる。
【０００９】
ここで、「認定品」とは、メーカの正規純正品又はメーカに認定された製品をいい、認定品以外の製品を「非認定品」という。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の無線タグ通信システムであって、前記通信手段から予め定められた通常の信号強度で前記質問信号が出力されたときに前記無線タグから出力される応答信号の信号強度をトナーの種類に対応付けて記憶する種類別信号強度記憶手段を更に備え、前記判別手段は、前記種類別信号強度記憶手段に記憶されている応答信号の信号強度のうち、前記通信手段から予め定められた通常の信号強度で前記質問信号が出力されたときに前記検出手段によって検出された応答信号の信号強度と一致する信号強度に対応付けて記憶されているトナーの種類を、前記トナー収納体に収納されているトナーの種類とするものである。
【００１１】
この発明によれば、トナーに含まれる磁性体による無線タグの共振回路の特性変化を利用して、応答信号の信号強度からカートリッジに収納されているトナーの種類を判別することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の無線タグ通信システムであって、前記無線タグと前記通信手段が正常に無線通信を行うことができるときの前記応答信号の信号強度を設定強度として記憶する設定強度記憶手段を更に備え、前記判別手段は、前記トナー収納体に収納されているトナーが認定品又は非認定品の何れであるかを判別するものであり、前記通信手段から予め定められた通常の信号強度で前記質問信号が出力されたときに前記検出手段によって検出された応答信号の信号強度が前記設定強度記憶手段に記憶されている設定強度以上のとき、前記トナー収納体に収納されているトナーが認定品であると判別するものである。
【００１３】
この発明によれば、トナーに含まれる磁性体による無線タグの共振回路の特性変化を利用して、応答信号の信号強度からカートリッジに収納されているトナーが認定品であるか否かを判別することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の無線タグ通信システムであって、前記無線タグと前記通信手段が正常に無線通信を行うことが可能な前記質問信号の強度を決定して前記質問信号の信号強度を可変する強度可変手段を更に備える。
【００１５】
この発明によれば、通信手段が受信する応答信号の信号強度に応じて、質問信号の信号強度を可変することができる。質問信号の信号強度に応じて応答信号の信号強度も変化することから、大きな信号強度の応答信号を得たいときは、相当の信号強度を持つ質問信号を出力すればよい。こうすることにより、安定的に無線通信を行うことができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の無線タグ通信システムであって、前記無線タグと前記通信手段が正常に無線通信を行うことが可能な前記質問信号の周波数を決定して前記質問信号の周波数を可変する周波数可変手段を更に備えるものである。
【００１７】
この発明によれば、通信手段が受信する応答信号の周波数に応じて、質問信号の周波数を可変することができる。例えば、トナーの影響を受けて、応答信号の周波数が変化した場合、その変化に応じて質問信号の周波数を可変することにより、無線タグは質問信号を正常に受信することができ、安定的に無線通信を行うことができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の無線タグ通信システムであって、表示手段の表示制御を行う表示制御手段を更に備え、前記表示制御手段は、前記判別手段によって判別されたトナーの種類に応じて、前記表示手段に対してメッセージを表示させるものである。
【００１９】
トナーが非認定品である場合、無線タグ通信システムを搭載している装置の性能を悪化させる可能性があるため、保証されている画像品質を維持できない可能性がある。そこで、判別結果に応じて表示手段にメッセージを表示させることによって、その旨ユーザに知らせることができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明の画像形成装置は、請求項１〜６の何れか一項に記載の無線タグ通信システムと、記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、を備えたものである。
【００２１】
この発明によれば、請求項１〜６と同様の効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、トナーに含まれる磁性体による無線タグの共振回路の特性変化を利用して、応答信号の信号強度からカートリッジに収納されているトナーの種類、又は認定品であるか否かを判別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面を参照して説明する。尚、本実施の形態では画像形成装置としてプリンタを例に説明するが、この他に複写機やファクシミリ等、磁性体を含むトナーを用いて印刷を行う画像形成装置であればよい。
【００２４】
〔第１の実施の形態〕
図１は、本実施の形態におけるプリンタ１の内部構成を概略的に示す断面図である。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、表示パネル１５０等より構成される。
【００２５】
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。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除去する。
【００２６】
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。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及び転写部９の側（下流側）へと給紙する。
【００２７】
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。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。表示パネル１５０は、後述する表示制御部１８０による制御に応じて種々のメッセージや画像を表示する。
【００２８】
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（現像剤）を収納するカートリッジ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、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。
【００２９】
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。装着されたカートリッジ６１の下部の構成を詳細に示してある。カートリッジ６１の一側壁部には無線タグ１０１が、現像ユニット６２の一側壁部には通信ユニット１０２が、それぞれ取り付けられている。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。
【００３０】
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することが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（電磁誘導の原理に基づく）、この電力によって回路を駆動させて通信ユニット１０２から出力された質問信号に対する応答信号を出力する。
【００３１】
通信ユニット１０２は、所定の信号強度で、所定の通信周波数（例えば、１３．５６［ＭＨｚ］）の質問信号を出力して無線タグ１０１と無線通信を行う。尚、本実施の形態では、無線タグ１０１と通信ユニット１０２は、１３．５６［ＭＨｚ］の周波数帯を利用するものとして説明する。
【００３２】
図４は、本実施の形態におけるプリンタ１の電気的構成を示すブロック図である。プリンタ１は、制御部１８０、記憶部１１０、通信ユニット１０２、画像メモリ１２０、画像処理部１３０、画像形成部２、入力操作部１４０、表示パネル１５０及びネットワークＩ／Ｆ部１６０を備えて構成されている。尚、図１を用いて説明した構成要素と同じものには同符号を付して、説明を省略する。
【００３３】
制御部１８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）等によって構成され、記憶部１１０に記憶されたプログラムを読み出して処理を実行し、各機能部への指示信号の出力、データ転送等を行ってプリンタ１を統括的に制御するものである。制御部１８０は、信号強度決定部１８１、トナー種類判別部１８２及び表示制御部１８３を有する。各部の詳しい説明は、図５を用いて後述する。
【００３４】
記憶部１１０は、プリンタ１の備える種々の機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶する。本実施の形態では記憶部１１０はトナー種類別信号強度記憶部１１１及び設定強度記憶部１１２として機能する。トナー種類別信号強度記憶部１１１は、通信ユニット１０２から予め定められた周波数の質問信号が出力されたときに無線タグ１０１から出力される応答信号の信号強度を非認定品のトナーの種類（例えば、非認定品のトナーのメーカ別）に対応付けて記憶する。このトナー種類別信号強度記憶部１１１に記憶されるデータは、工場出荷前等に各メーカのトナーカートリッジをプリンタ１に装着し、そのときの応答信号の信号強度を測定して予め記憶したものである。
【００３５】
設定強度記憶部１１２は、通信ユニット１０２に含まれるアンテナから出力される質問信号の信号強度について、予め定められた強度（設定強度）を記憶する。設定強度の詳細については後述する。
【００３６】
画像メモリ１２０は、ネットワークＩ／Ｆ部１６０を介して外部装置から送信された画像データを一時的に記憶する。画像処理部１３０は、画像メモリ１２０に記憶されている画像データに対して画像補正や拡大・縮小等の画像処理を施す。画像形成部２は、画像メモリ１２０から出力された画像データに基づいてトナー像を形成する。入力操作部１４０は、プリンタ１の電源のオン／オフ操作を行う電源キー、印刷ジョブをリセットするリセットキー等を備える。ネットワークＩ／Ｆ部１６０は、ＬＡＮボード等の通信モジュールから構成され、ネットワークＩ／Ｆ部１６０と接続されたネットワーク（不図示）を介して外部装置と種々のデータの送受信を行う。
【００３７】
図５は、通信ユニット１０２の電気的構成を示すブロック図である。通信ユニット１０２は、変調回路２０２、アンテナ２０３、検波回路２０４、復調回路２０５、強度検出回路２０６及び出力設定回路２０７等を有し、制御部１８０の制御によって動作する。
【００３８】
変調回路２０２は、制御部１８０から出力される無線タグ１０１に対するコマンド情報に応じて搬送波を変調する。アンテナ２０３は変調波を質問信号として送信し、無線タグ１０１から送信された応答信号を受信する。アンテナ２０３は受信した応答信号を電気信号に変換して検波回路２０４へ出力する。検波回路２０４は、変調されていない電気信号を復調して情報を抽出し、抽出した情報を制御部１８０へ出力する。復調回路２０５は変調された電気信号を復調して情報を抽出し、抽出した情報を制御部１８０へ出力する。
【００３９】
強度検出回路２０６は、応答信号の信号強度を検出し、検出結果を制御部１８０へ出力する。図６及び７は、応答信号の周波数と信号強度との関係を示すグラフである。ここで、カートリッジ６１には、十分な量のトナー（例えば、工場出荷時の量）を収納されていることとし、無線タグ１０１とアンテナ２０３の位置関係は、無線通信が正常に行われる距離にあることとする。
【００４０】
図６のグラフＧ１は、カートリッジ６１に収納されているトナーが認定品である場合のグラフであり、応答信号は１３．５６［ＭＨｚ］をピーク値とした信号となっている。図７のグラフＧ２は、カートリッジ６１に収納されているトナーが非認定品である場合のグラフであり、応答信号は１３．２［ＭＨｚ］をピーク値とした信号となっている。
【００４１】
トナーから近い位置に配置されている無線タグ１０１は、トナーに含まれる金属（磁性体）の影響を受けやすく、カートリッジ６１に収納されるトナーの種類が変わると、無線タグ１０１が有する共振回路の特性（共振周波数等）が変化することが一般的に知られている。つまり、カートリッジ６１に収納されているトナーが認定品である場合と非認定品である場合とでは、応答信号の周波数のピーク値が異なってくる。
【００４２】
このことから次のことが言える。通信ユニット１０２側においては、アンテナ２０３の共振周波数は１３．５６［ＭＨｚ］であり、この共振周波数からはずれるに従って、アンテナ２０３によって受信される信号の強度は弱くなる。一方、無線タグ１０１側においては、カートリッジ６１に認定品のトナーが収納されている場合、無線タグ１０１は１３．５６［ＭＨｚ］の応答信号を出力する。従って、アンテナ２０３は、信号強度が１００％の応答信号を受信することができる。
【００４３】
しかし、カートリッジ６１に非認定品のトナーが収納されている場合、無線タグ１０１の共振回路に対する影響が変化し、図７に示すように、無線タグ１０１は１３．２［ＭＨｚ］の応答信号を出力する。この場合、アンテナ２０３の共振周波数からはずれるため、図６に示すように、アンテナ２０３は、１３．５６［ＭＨｚ］の応答信号を受信したときに比べて、８８％の信号強度の応答信号しか受信できない。アンテナ２０３が受信する応答信号の信号強度が十分でないと、無線通信が正常に行われず、タグ情報が正確に読み取れない等の通信エラーが発生する。また、非認定品のトナーが使用されると、記録紙に形成される画像品質を悪化させる場合があり、プリンタとしての性能を低下させる原因となっていた。
【００４４】
そこで、本発明では、アンテナ２０３が受信した応答信号の信号強度から、トナーの種類を判別、又は認定品か非認定品であるかを判別する方法を提案する。具体的には、強度検出回路２０６がアンテナ２０３の受信した応答信号の信号強度を検出し、制御部１８０のトナー種類判別部１８２が、検出された応答信号の信号強度とトナー種類別記憶部１１１に記憶されている信号強度を比較して、一致する信号強度に対応付けて記憶されているトナーの種類を抽出し、抽出されたトナーの種類がカートリッジ６１に収納されているトナーであると判断する。又は、トナー種類判別部１８２が、応答信号の信号強度と設定強度記憶部１１２に記憶されている設定強度を比較し、応答信号の信号強度が設定強度以上であるとき、カートリッジ６１に収納されているトナーが認定品であると判別する。
【００４５】
以下、トナー種類判別部１８２がカートリッジ６１に収納されているトナーが認定品か非認定品であるかを判別する場合について説明する。例えば、無線タグ１０１から１３．２［ＭＨｚ］の応答信号が出力されたとする。そして、設定強度記憶部１１２に記憶されている設定強度が９０％であるとする。このとき、図６に示すグラフによると、アンテナ２０３によって受信される応答信号は、１３．５６［ＭＨｚ］の応答信号を受信したときと比較して信号強度が８８％低下することになり、従って、強度検出回路２０６の検出結果は８８％となる。つまり、応答信号の信号強度が設定強度の９０％より小さいため、トナー種類判別部１８２はカートリッジ６１に収納されているトナーは非認定品であると判断する。尚、設定強度記憶部１１２に記憶される設定強度は、タグ情報を正確に読み出すことができる程度の応答信号の信号強度をもって設定される。
【００４６】
トナー種類判別部１８２によってトナーが非認定品であると判別されたとき、表示制御部１８３は表示パネル１５０にトナーが非認定品であり、保証されている品質で画像形成が行えない場合がある旨を示すメッセージを表示させる。これにより、ユーザは、プリンタ１に装着したカートリッジ６１に収納されているトナーが非認定品であること、又は他社のプリンタ向けのカートリッジを誤装着したことに気付くことができる。
【００４７】
また、トナーが非認定品であると判別されたとき、信号強度決定部１８１は、アンテナ２０３から出力される質問信号の信号強度を無線通信が正常に行われる強度に設定し、設定した信号強度を出力設定回路２０７に対して出力する。例えば、カートリッジ６１に収納されているトナーが非認定品であり、無線タグ１０１から１３．２［ＭＨｚ］の応答信号が出力されたとする。このとき、強度検出回路２０６による応答信号の信号強度の検出結果は、上述したように８８％である。そこで、信号強度決定部１８１は、１００％の信号強度の応答信号を得るには１２％以上大きくする必要があると判断する。従って、信号強度決定部１８１は信号強度を１２％大きくする指示を出力設定回路２０７に出す。出力設定回路２０７は信号強度決定部１８１から出力された指示に応じて質問信号の信号強度を変化させ、これによりアンテナ２０３から信号強度の変化した質問信号が出力される。
【００４８】
尚、信号強度決定部１８１は、応答信号の信号強度が設定強度になるように質問信号の信号強度を決定してもよい。つまり、上記の例の場合、応答信号の信号強度は８８％、設定強度は９０％であるため、信号強度決定部１８１は信号強度を２％大きくする指示を出力設定回路２０７に出力する。
【００４９】
無線タグ１０１は質問信号の信号強度に応じて応答信号の信号強度を変化させて出力する。つまり、アンテナ２０３が信号強度の大きい質問信号を出力すると、同様に無線タグ１０１も信号強度の大きい応答信号を出力する。こうして無線タグ１０１から出力される応答信号の強度を設定強度より大きくした後、制御部１８０は検波回路２０４又は復調回路２０５によって読み出されたタグ情報を入力する。
【００５０】
図８は、本実施の形態における制御部１８０及び通信ユニット１０１の動作の流れを示したフローチャートである。まず、信号強度決定部１８１は、質問信号の強度を予め設定された通常の信号強度（デフォルトの信号強度）に決定し、指示信号を出力設定回路２０７に出力する（ステップＳ１１）。「通常の信号強度」とは、無線タグ１０１から１３．５６［ＭＨｚ］の応答信号が出力されることを前提に設定された信号強度のことをいう。これにより、アンテナ２０３から通常の信号強度を持った質問信号が出力される（ステップＳ１２）。
【００５１】
無線タグ１０１は、質問信号に応答してタグ情報を乗せた応答信号を出力し、アンテナ２０３が受信する（ステップＳ１３）。そして強度検出回路２０６が応答信号の信号強度を検出し（ステップＳ１４）、トナー種類判別部１８２が検出された信号強度と設定強度記憶部１１２に記憶された設定強度を比較する（ステップＳ１５）。
【００５２】
信号強度が設定強度より小さい場合（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、トナー種類判別部１８２は、検出された応答信号の信号強度とトナー種類別記憶部１１１に記憶されている信号強度を比較して、一致する信号強度に対応付けて記憶されているトナーの種類を抽出し、抽出されたトナーの種類がカートリッジ６１に収納されているトナーであると判断する。又は、トナー種類判別部１８２はカートリッジ６１に収納されているトナーが非認定品であると判断する（ステップＳ１９）。そして、表示制御部１８３は表示パネル１５０に非認定品のトナーが収納されたカートリッジ６１が装着されたことを示すメッセージを表示させる（ステップＳ１６）。
【００５３】
そして、信号強度決定部１８１は、質問信号の信号強度を無線通信が正常に行われる強度に設定し、設定した信号強度を出力設定回路２０７に出力する（ステップＳ１７）。ステップＳ１２に処理が移行し、出力設定回路２０７は、信号強度決定部１８１の指示に応じて、変調回路２０２から出力される変調波の信号強度を変化させ、信号強度が変化した変調波がアンテナ２０３から質問信号として出力される（ステップＳ１２）。
【００５４】
応答信号の信号強度が設定強度以上のとき（ステップＳ１５；ＮＯ）、制御部１８０は検波回路２０４又は復調回路２０５によって応答信号から読み出されたタグ情報を入力し（ステップＳ１８）、無線通信処理を終了する。
【００５５】
以上、説明したように、トナーに含まれる磁性体による無線タグ１０１の共振回路の特性変化を利用して、カートリッジ６１に収納されているトナーの種類を判別する、又は認定品であるか否かを判別することができる。そしてトナーが非認定品である場合、保証されている画像品質を維持できない可能性があるため、プリンタ１の表示パネルにメッセージを表示させることによって、その旨ユーザに知らせることができ、装置の利便性を向上させることができる。
【００５６】
〔第２の実施の形態〕
第１の実施の形態では、信号強度が設定強度以下の応答信号を受信した場合、正常な無線通信ができるように質問信号の信号強度を可変する通信ユニット１０２を備えたプリンタ１について説明した。第２の実施の形態では、正常な無線通信ができるように質問信号の周波数を可変することとした通信ユニットを備えたプリンタについて説明する。尚、本実施の形態におけるプリンタの概略断面図は、第１の実施の形態において図１〜３にて示した図と同じであるため、説明を省略する。
【００５７】
図９は、本実施の形態におけるプリンタ１の電気的構成を示すブロック図である。尚、第１の実施の形態において図４を用いて説明したブロック図と異なる点のみ説明する。制御部１８０は、周波数決定部２８１、トナー種類判別部１８２及び表示制御部１８３を有する。周波数決定部２８１は、アンテナ２０３から出力される質問信号の周波数を決定する。
【００５８】
図１０は、本実施の形態における通信ユニット１０２の電気的構成を示すブロック図である。尚、第１の実施の形態において図５を用いて説明したブロック図と異なる点のみ説明する。周波数設定回路２１７は、制御部１８０の周波数決定部１８１から出力される指示に応じて、通信ユニット１０２のアンテナ２０３から出力される質問信号の周波数を変化させる。
【００５９】
図１１は、本実施の形態における制御部１８０及び通信ユニット１０１の動作の流れを示したフローチャートである。まず、周波数強度決定部２８１は、質問信号の周波数を予め設定された通常の強度（例えば、１３．５６［ＭＨｚ］）に決定し、指示信号を周波数設定回路２１７に出力する（ステップＳ２１）。これにより、変調回路２０２からは通常の周波数の変調波が出力され、アンテナ２０３から質問信号が出力される（ステップＳ２２）。
【００６０】
無線タグ１０１は、質問信号に応答してタグ情報を乗せた応答信号を出力し、この応答信号をアンテナ２０３が受信する（ステップＳ２３）。そして強度検出回路２０６が応答信号の信号強度を検出し（ステップＳ２４）、トナー種類判別部１８２が検出された信号強度と設定強度記憶部１１２に記憶された設定強度を比較する（ステップＳ２５）。
【００６１】
信号強度が設定強度より小さいとき（ステップＳ２５）、トナー種類判別部１８２は、検出された応答信号の信号強度とトナー種類別記憶部１１１に記憶されている信号強度を比較して、一致する信号強度に対応付けて記憶されているトナーの種類を抽出し、抽出されたトナーの種類がカートリッジ６１に収納されているトナーであると判断する。又は、トナー種類判別部１８２はカートリッジ６１に収納されているトナーが非認定品であると判断する（ステップＳ２９）。そして、表示制御部１８３は表示パネル１５０に非認定品のトナーが収納されたカートリッジ６１が装着されたことを示すメッセージを表示させる（ステップＳ２６）。
【００６２】
例えば、カートリッジ６１に収納されているトナーが非認定品であり、この非認定品のトナーに含まれる磁性体の影響により、無線タグ１０１の共振回路の共振周波数が１３．２［ＭＨｚ］に変化したとする。この場合、無線タグ１０１からは１３．２［ＭＨｚ］の応答信号が出力される。そして、設定強度記憶部１１２に記憶されている設定強度が９０％とする。このとき、アンテナ２０３が受信する応答信号の強度は、図６に示すグラフによると８８％となる。応答信号の信号強度が設定強度の９０％より小さいため、トナー種類判別部１８２はカートリッジ６１に収納されているトナーは非認定品であると判断する。
【００６３】
そして、周波数強度決定部２８１は、アンテナ２０３から出力される質問信号の周波数を無線通信が正常に行われる周波数に決定し、決定した周波数を含む指示信号を周波数設定回路２１７に出力すると共に、アンテナ２０３の共振周波数を決定した周波数に変更させる制御を行う（ステップＳ２７）。
【００６４】
例えば、無線タグ１０１から１３．２［ＭＨｚ］の応答信号が出力されたとする。周波数決定部２８１は、図６に示すグラフ又は予め記憶されている計算式等と、強度検出回路２０６によって検出された応答信号の信号強度から、応答信号の周波数が１３．２［ＭＨｚ］であることを導出する。そして、周波数設定回路２１７に対して質問信号の周波数を３６０［ｋＨｚ］小さくするための指示信号を出力する。尚、周波数決定部２８１が応答信号の周波数を導出する際に、図６に示すグラフや計算式を利用する場合、記憶部１１０は図６に示すグラフや計算式を予め記憶する。
【００６５】
周波数設定回路２１７は、周波数決定部２８１から出力された指示信号に応じて質問信号の周波数を１３．２［ＭＨｚ］に変化させ、これによりアンテナ２０３から周波数の変化した質問信号が出力される。一方で、周波数決定部２８１はアンテナ２０３の共振周波数も３６０［ＭＨｚ］小さくするための制御を行う。この制御によりアンテナ２０３の共振周波数が無線タグ１０１から出力される応答信号の周波数にチューニングされる。
【００６６】
応答信号の信号強度が設定強度以上のとき（ステップＳ２５；ＮＯ）、制御部１８０は検波回路２０４又は復調回路２０５によって応答信号から読み出されたタグ情報を入力し（ステップＳ２８）、無線通信処理を終了する。
【００６７】
以上、説明したように、トナーに含まれる磁性体による無線タグ１０１の共振回路の特性変化を利用して、カートリッジ６１に収納されているトナーの種類を判別する、又はトナーが認定品であるか否かを判別することができる。そしてトナーが非認定品である場合、保証されている画像品質を維持できない可能性があるため、プリンタ１の表示パネルにメッセージを表示させることによって、その旨ユーザに知らせることができ、装置の利便性を向上させることができる。
【００６８】
尚、本発明は、上記実施の形態の構成に限られず適宜変形可能である。例えば、本実施の形態では、トナー種類判別部１８２は、検出された信号強度が設定強度記憶部１１２に記憶された設定強度以下である場合に、カートリッジ６１に収納されているトナーは非認定品であると判断することとした。この方法以外に、周波数決定部２８１は、検出された応答信号の信号強度から応答信号の周波数を導出するが、このとき導出された周波数と通常の周波数との差が所定値以上のとき、トナーは非認定品であると判断してもよい。つまり、例えば、所定値を３００［ｋＨｚ］とし、通常の周波数が１３．５６［ＭＨｚ］、導出された周波数が１３．２［ＭＨｚ］である場合、その差は３６０［ＭＨｚ］となる。差が所定値以上であるため、トナー種類判別部１８２は、カートリッジ６１に収納されているトナーが非認定品であると判断する。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】プリンタの概略断面図。
【図２】現像部の詳細な構成を示す断面図。
【図３】現像部の符号Ａで示す範囲の部分拡大図。
【図４】第１の実施の形態におけるプリンタの電気的構成を示すブロック図。
【図５】第１の実施の形態における通信ユニットの電気的構成を示すブロック図。
【図６】応答信号の周波数と強度との関係を示すグラフ。
【図７】応答信号の周波数と強度との関係を示すグラフ。
【図８】第１の実施の形態における通信ユニットの動作を示すフローチャート。
【図９】第２の実施の形態におけるプリンタの電気的構成を示すブロック図。
【図１０】第２の実施の形態における通信ユニットの電気的構成を示すブロック図。
【図１１】第２の実施の形態における通信ユニットの動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００７０】
１ プリンタ（画像形成装置）
２ 画像形成部（画像形成手段）
６ 現像部
６１ カートリッジ（トナー収納体）
１０１ 無線タグ
１１０ 記憶部
１１１ トナー種類別信号強度記憶部（種類別信号強度記憶手段）
１１２ 設定強度記憶部（設定強度記憶手段）
１０２ 通信ユニット（通信手段）
２０２ 変調回路
２０３ アンテナ
２０４ 検波回路
２０５ 復調回路
２０６ 強度検出回路（強度検出手段）
２０７ 出力設定回路（強度可変手段）
２１７ 周波数設定回路（周波数可変手段）
１２０ 画像メモリ
１３０ 画像処理部
１４０ 入力操作部
１５０ 表示パネル（表示手段）
１６０ ネットワークＩ／Ｆ部
１８０ 制御部
１８１ 信号強度決定部（強度可変手段）
１８２ トナー種類判別部（判別手段）
１８３ 表示制御部（表示制御手段）
２８２ 周波数決定部（周波数可変手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーカートリッジに取り付けられた無線タグと無線通信を行うための無線タグ通信システム及びそのトナーカートリッジを着脱自在に装着できる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いて感光体ドラム表面の静電潜像を現像する現像装置を備えたプリンタやファクシミリ、複写機等の画像形成装置は、装置本体に装着されたカートリッジから供給されるトナーを用いて静電潜像をトナー像化し、このトナー像を用紙等に転写することによって画像形成を行う。そして、カートリッジ内のトナーがなくなると、ユーザによって新しいカートリッジに交換されることにより、画像形成装置内にトナーが補充される。
【０００３】
この場合、新しく交換されたカートリッジが画像形成装置のメーカの正規純正品又はメーカに認定された製品（以下、まとめて「認定品」と言う）であれば問題ないが、認定品以外のカートリッジ（非認定品）が使用されるケースが見受けられるようになってきた。認定品以外のカートリッジが使用されると、画像形成装置の性能が十分に発揮されないばかりでなく、画像形成装置の故障の原因にもなり得る。
【０００４】
そこで、近年開発された多くの画像形成装置では、特許文献１に記載されているようなＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification：無線自動認識）技術等を利用してカートリッジの管理が行われている。具体的には、カートリッジやトナーの情報をタグ情報として記憶した無線タグがカートリッジに取り付けられ、カートリッジ装着後、画像形成装置本体側に配設された通信ユニットがタグ情報を読み取ることによって、装着されたカートリッジが認定品であるかを識別することができる。
【特許文献１】特許第３５２９０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、認定品のカートリッジの無線タグに記憶されているタグ情報と同じタグ情報を非認定品のカートリッジの無線タグに記憶させてしまうと、装置側に認定品のカートリッジが装着されたと認識させることができる。従って、カートリッジの無線タグに記憶された情報だけでは、カートリッジに実際に収納されているトナーが認定品であるか否かを判別することは難しい。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、カートリッジに収納されているトナーの種類を判別することができる無線タグ通信システム及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明の無線タグ通信システムは、トナー収納体に取り付けられた無線タグと、前記無線タグに対して質問信号を出力し、前記質問信号に応答した応答信号を前記無線タグから受信することで無線通信を行う通信手段と、前記応答信号の信号強度を検出する検出手段と、前記通信手段から予め定められた通常の信号強度で前記質問信号が出力されたときに前記無線タグから出力された応答信号の信号強度から前記トナー収納体に収納されているトナーの種類を判別する判別手段と、を備える。
【０００８】
トナー収納体に取り付けられている無線タグは、トナーに含まれる金属（磁性体）の影響を受けやすく、トナー収納体に収納されるトナーの種類が変わると、無線タグが有する共振回路の共振周波数が変化することが一般的に知られている。つまりトナーの影響により無線タグから出力される応答信号の周波数が変化すると、通信手段が受信する応答信号の強度が低下してしまう。この点を利用して、応答信号の信号強度からカートリッジに収納されているトナーの種類を判別することができる。従って、認定品のトナー収納体の無線タグに記憶されたタグ情報を非認定品のトナー収納体の無線タグに記憶させた場合でも、タグ情報によらずにトナーの種類を判別できる。
【０００９】
ここで、「認定品」とは、メーカの正規純正品又はメーカに認定された製品をいい、認定品以外の製品を「非認定品」という。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の無線タグ通信システムであって、前記通信手段から予め定められた通常の信号強度で前記質問信号が出力されたときに前記無線タグから出力される応答信号の信号強度をトナーの種類に対応付けて記憶する種類別信号強度記憶手段を更に備え、前記判別手段は、前記種類別信号強度記憶手段に記憶されている応答信号の信号強度のうち、前記通信手段から予め定められた通常の信号強度で前記質問信号が出力されたときに前記検出手段によって検出された応答信号の信号強度と一致する信号強度に対応付けて記憶されているトナーの種類を、前記トナー収納体に収納されているトナーの種類とするものである。
【００１１】
この発明によれば、トナーに含まれる磁性体による無線タグの共振回路の特性変化を利用して、応答信号の信号強度からカートリッジに収納されているトナーの種類を判別することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の無線タグ通信システムであって、前記無線タグと前記通信手段が正常に無線通信を行うことができるときの前記応答信号の信号強度を設定強度として記憶する設定強度記憶手段を更に備え、前記判別手段は、前記トナー収納体に収納されているトナーが認定品又は非認定品の何れであるかを判別するものであり、前記通信手段から予め定められた通常の信号強度で前記質問信号が出力されたときに前記検出手段によって検出された応答信号の信号強度が前記設定強度記憶手段に記憶されている設定強度以上のとき、前記トナー収納体に収納されているトナーが認定品であると判別するものである。
【００１３】
この発明によれば、トナーに含まれる磁性体による無線タグの共振回路の特性変化を利用して、応答信号の信号強度からカートリッジに収納されているトナーが認定品であるか否かを判別することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の無線タグ通信システムであって、前記無線タグと前記通信手段が正常に無線通信を行うことが可能な前記質問信号の強度を決定して前記質問信号の信号強度を可変する強度可変手段を更に備える。
【００１５】
この発明によれば、通信手段が受信する応答信号の信号強度に応じて、質問信号の信号強度を可変することができる。質問信号の信号強度に応じて応答信号の信号強度も変化することから、大きな信号強度の応答信号を得たいときは、相当の信号強度を持つ質問信号を出力すればよい。こうすることにより、安定的に無線通信を行うことができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の無線タグ通信システムであって、前記無線タグと前記通信手段が正常に無線通信を行うことが可能な前記質問信号の周波数を決定して前記質問信号の周波数を可変する周波数可変手段を更に備えるものである。
【００１７】
この発明によれば、通信手段が受信する応答信号の周波数に応じて、質問信号の周波数を可変することができる。例えば、トナーの影響を受けて、応答信号の周波数が変化した場合、その変化に応じて質問信号の周波数を可変することにより、無線タグは質問信号を正常に受信することができ、安定的に無線通信を行うことができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の無線タグ通信システムであって、表示手段の表示制御を行う表示制御手段を更に備え、前記表示制御手段は、前記判別手段によって判別されたトナーの種類に応じて、前記表示手段に対してメッセージを表示させるものである。
【００１９】
トナーが非認定品である場合、無線タグ通信システムを搭載している装置の性能を悪化させる可能性があるため、保証されている画像品質を維持できない可能性がある。そこで、判別結果に応じて表示手段にメッセージを表示させることによって、その旨ユーザに知らせることができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明の画像形成装置は、請求項１〜６の何れか一項に記載の無線タグ通信システムと、記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、を備えたものである。
【００２１】
この発明によれば、請求項１〜６と同様の効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、トナーに含まれる磁性体による無線タグの共振回路の特性変化を利用して、応答信号の信号強度からカートリッジに収納されているトナーの種類、又は認定品であるか否かを判別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面を参照して説明する。尚、本実施の形態では画像形成装置としてプリンタを例に説明するが、この他に複写機やファクシミリ等、磁性体を含むトナーを用いて印刷を行う画像形成装置であればよい。
【００２４】
〔第１の実施の形態〕
図１は、本実施の形態におけるプリンタ１の内部構成を概略的に示す断面図である。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、表示パネル１５０等より構成される。
【００２５】
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。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除去する。
【００２６】
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。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及び転写部９の側（下流側）へと給紙する。
【００２７】
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。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。表示パネル１５０は、後述する表示制御部１８０による制御に応じて種々のメッセージや画像を表示する。
【００２８】
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（現像剤）を収納するカートリッジ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、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。
【００２９】
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。装着されたカートリッジ６１の下部の構成を詳細に示してある。カートリッジ６１の一側壁部には無線タグ１０１が、現像ユニット６２の一側壁部には通信ユニット１０２が、それぞれ取り付けられている。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。
【００３０】
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することが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（電磁誘導の原理に基づく）、この電力によって回路を駆動させて通信ユニット１０２から出力された質問信号に対する応答信号を出力する。
【００３１】
通信ユニット１０２は、所定の信号強度で、所定の通信周波数（例えば、１３．５６［ＭＨｚ］）の質問信号を出力して無線タグ１０１と無線通信を行う。尚、本実施の形態では、無線タグ１０１と通信ユニット１０２は、１３．５６［ＭＨｚ］の周波数帯を利用するものとして説明する。
【００３２】
図４は、本実施の形態におけるプリンタ１の電気的構成を示すブロック図である。プリンタ１は、制御部１８０、記憶部１１０、通信ユニット１０２、画像メモリ１２０、画像処理部１３０、画像形成部２、入力操作部１４０、表示パネル１５０及びネットワークＩ／Ｆ部１６０を備えて構成されている。尚、図１を用いて説明した構成要素と同じものには同符号を付して、説明を省略する。
【００３３】
制御部１８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）等によって構成され、記憶部１１０に記憶されたプログラムを読み出して処理を実行し、各機能部への指示信号の出力、データ転送等を行ってプリンタ１を統括的に制御するものである。制御部１８０は、信号強度決定部１８１、トナー種類判別部１８２及び表示制御部１８３を有する。各部の詳しい説明は、図５を用いて後述する。
【００３４】
記憶部１１０は、プリンタ１の備える種々の機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶する。本実施の形態では記憶部１１０はトナー種類別信号強度記憶部１１１及び設定強度記憶部１１２として機能する。トナー種類別信号強度記憶部１１１は、通信ユニット１０２から予め定められた周波数の質問信号が出力されたときに無線タグ１０１から出力される応答信号の信号強度を非認定品のトナーの種類（例えば、非認定品のトナーのメーカ別）に対応付けて記憶する。このトナー種類別信号強度記憶部１１１に記憶されるデータは、工場出荷前等に各メーカのトナーカートリッジをプリンタ１に装着し、そのときの応答信号の信号強度を測定して予め記憶したものである。
【００３５】
設定強度記憶部１１２は、通信ユニット１０２に含まれるアンテナから出力される質問信号の信号強度について、予め定められた強度（設定強度）を記憶する。設定強度の詳細については後述する。
【００３６】
画像メモリ１２０は、ネットワークＩ／Ｆ部１６０を介して外部装置から送信された画像データを一時的に記憶する。画像処理部１３０は、画像メモリ１２０に記憶されている画像データに対して画像補正や拡大・縮小等の画像処理を施す。画像形成部２は、画像メモリ１２０から出力された画像データに基づいてトナー像を形成する。入力操作部１４０は、プリンタ１の電源のオン／オフ操作を行う電源キー、印刷ジョブをリセットするリセットキー等を備える。ネットワークＩ／Ｆ部１６０は、ＬＡＮボード等の通信モジュールから構成され、ネットワークＩ／Ｆ部１６０と接続されたネットワーク（不図示）を介して外部装置と種々のデータの送受信を行う。
【００３７】
図５は、通信ユニット１０２の電気的構成を示すブロック図である。通信ユニット１０２は、変調回路２０２、アンテナ２０３、検波回路２０４、復調回路２０５、強度検出回路２０６及び出力設定回路２０７等を有し、制御部１８０の制御によって動作する。
【００３８】
変調回路２０２は、制御部１８０から出力される無線タグ１０１に対するコマンド情報に応じて搬送波を変調する。アンテナ２０３は変調波を質問信号として送信し、無線タグ１０１から送信された応答信号を受信する。アンテナ２０３は受信した応答信号を電気信号に変換して検波回路２０４へ出力する。検波回路２０４は、変調されていない電気信号を復調して情報を抽出し、抽出した情報を制御部１８０へ出力する。復調回路２０５は変調された電気信号を復調して情報を抽出し、抽出した情報を制御部１８０へ出力する。
【００３９】
強度検出回路２０６は、応答信号の信号強度を検出し、検出結果を制御部１８０へ出力する。図６及び７は、応答信号の周波数と信号強度との関係を示すグラフである。ここで、カートリッジ６１には、十分な量のトナー（例えば、工場出荷時の量）を収納されていることとし、無線タグ１０１とアンテナ２０３の位置関係は、無線通信が正常に行われる距離にあることとする。
【００４０】
図６のグラフＧ１は、カートリッジ６１に収納されているトナーが認定品である場合のグラフであり、応答信号は１３．５６［ＭＨｚ］をピーク値とした信号となっている。図７のグラフＧ２は、カートリッジ６１に収納されているトナーが非認定品である場合のグラフであり、応答信号は１３．２［ＭＨｚ］をピーク値とした信号となっている。
【００４１】
トナーから近い位置に配置されている無線タグ１０１は、トナーに含まれる金属（磁性体）の影響を受けやすく、カートリッジ６１に収納されるトナーの種類が変わると、無線タグ１０１が有する共振回路の特性（共振周波数等）が変化することが一般的に知られている。つまり、カートリッジ６１に収納されているトナーが認定品である場合と非認定品である場合とでは、応答信号の周波数のピーク値が異なってくる。
【００４２】
このことから次のことが言える。通信ユニット１０２側においては、アンテナ２０３の共振周波数は１３．５６［ＭＨｚ］であり、この共振周波数からはずれるに従って、アンテナ２０３によって受信される信号の強度は弱くなる。一方、無線タグ１０１側においては、カートリッジ６１に認定品のトナーが収納されている場合、無線タグ１０１は１３．５６［ＭＨｚ］の応答信号を出力する。従って、アンテナ２０３は、信号強度が１００％の応答信号を受信することができる。
【００４３】
しかし、カートリッジ６１に非認定品のトナーが収納されている場合、無線タグ１０１の共振回路に対する影響が変化し、図７に示すように、無線タグ１０１は１３．２［ＭＨｚ］の応答信号を出力する。この場合、アンテナ２０３の共振周波数からはずれるため、図６に示すように、アンテナ２０３は、１３．５６［ＭＨｚ］の応答信号を受信したときに比べて、８８％の信号強度の応答信号しか受信できない。アンテナ２０３が受信する応答信号の信号強度が十分でないと、無線通信が正常に行われず、タグ情報が正確に読み取れない等の通信エラーが発生する。また、非認定品のトナーが使用されると、記録紙に形成される画像品質を悪化させる場合があり、プリンタとしての性能を低下させる原因となっていた。
【００４４】
そこで、本発明では、アンテナ２０３が受信した応答信号の信号強度から、トナーの種類を判別、又は認定品か非認定品であるかを判別する方法を提案する。具体的には、強度検出回路２０６がアンテナ２０３の受信した応答信号の信号強度を検出し、制御部１８０のトナー種類判別部１８２が、検出された応答信号の信号強度とトナー種類別記憶部１１１に記憶されている信号強度を比較して、一致する信号強度に対応付けて記憶されているトナーの種類を抽出し、抽出されたトナーの種類がカートリッジ６１に収納されているトナーであると判断する。又は、トナー種類判別部１８２が、応答信号の信号強度と設定強度記憶部１１２に記憶されている設定強度を比較し、応答信号の信号強度が設定強度以上であるとき、カートリッジ６１に収納されているトナーが認定品であると判別する。
【００４５】
以下、トナー種類判別部１８２がカートリッジ６１に収納されているトナーが認定品か非認定品であるかを判別する場合について説明する。例えば、無線タグ１０１から１３．２［ＭＨｚ］の応答信号が出力されたとする。そして、設定強度記憶部１１２に記憶されている設定強度が９０％であるとする。このとき、図６に示すグラフによると、アンテナ２０３によって受信される応答信号は、１３．５６［ＭＨｚ］の応答信号を受信したときと比較して信号強度が８８％低下することになり、従って、強度検出回路２０６の検出結果は８８％となる。つまり、応答信号の信号強度が設定強度の９０％より小さいため、トナー種類判別部１８２はカートリッジ６１に収納されているトナーは非認定品であると判断する。尚、設定強度記憶部１１２に記憶される設定強度は、タグ情報を正確に読み出すことができる程度の応答信号の信号強度をもって設定される。
【００４６】
トナー種類判別部１８２によってトナーが非認定品であると判別されたとき、表示制御部１８３は表示パネル１５０にトナーが非認定品であり、保証されている品質で画像形成が行えない場合がある旨を示すメッセージを表示させる。これにより、ユーザは、プリンタ１に装着したカートリッジ６１に収納されているトナーが非認定品であること、又は他社のプリンタ向けのカートリッジを誤装着したことに気付くことができる。
【００４７】
また、トナーが非認定品であると判別されたとき、信号強度決定部１８１は、アンテナ２０３から出力される質問信号の信号強度を無線通信が正常に行われる強度に設定し、設定した信号強度を出力設定回路２０７に対して出力する。例えば、カートリッジ６１に収納されているトナーが非認定品であり、無線タグ１０１から１３．２［ＭＨｚ］の応答信号が出力されたとする。このとき、強度検出回路２０６による応答信号の信号強度の検出結果は、上述したように８８％である。そこで、信号強度決定部１８１は、１００％の信号強度の応答信号を得るには１２％以上大きくする必要があると判断する。従って、信号強度決定部１８１は信号強度を１２％大きくする指示を出力設定回路２０７に出す。出力設定回路２０７は信号強度決定部１８１から出力された指示に応じて質問信号の信号強度を変化させ、これによりアンテナ２０３から信号強度の変化した質問信号が出力される。
【００４８】
尚、信号強度決定部１８１は、応答信号の信号強度が設定強度になるように質問信号の信号強度を決定してもよい。つまり、上記の例の場合、応答信号の信号強度は８８％、設定強度は９０％であるため、信号強度決定部１８１は信号強度を２％大きくする指示を出力設定回路２０７に出力する。
【００４９】
無線タグ１０１は質問信号の信号強度に応じて応答信号の信号強度を変化させて出力する。つまり、アンテナ２０３が信号強度の大きい質問信号を出力すると、同様に無線タグ１０１も信号強度の大きい応答信号を出力する。こうして無線タグ１０１から出力される応答信号の強度を設定強度より大きくした後、制御部１８０は検波回路２０４又は復調回路２０５によって読み出されたタグ情報を入力する。
【００５０】
図８は、本実施の形態における制御部１８０及び通信ユニット１０１の動作の流れを示したフローチャートである。まず、信号強度決定部１８１は、質問信号の強度を予め設定された通常の信号強度（デフォルトの信号強度）に決定し、指示信号を出力設定回路２０７に出力する（ステップＳ１１）。「通常の信号強度」とは、無線タグ１０１から１３．５６［ＭＨｚ］の応答信号が出力されることを前提に設定された信号強度のことをいう。これにより、アンテナ２０３から通常の信号強度を持った質問信号が出力される（ステップＳ１２）。
【００５１】
無線タグ１０１は、質問信号に応答してタグ情報を乗せた応答信号を出力し、アンテナ２０３が受信する（ステップＳ１３）。そして強度検出回路２０６が応答信号の信号強度を検出し（ステップＳ１４）、トナー種類判別部１８２が検出された信号強度と設定強度記憶部１１２に記憶された設定強度を比較する（ステップＳ１５）。
【００５２】
信号強度が設定強度より小さい場合（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、トナー種類判別部１８２は、検出された応答信号の信号強度とトナー種類別記憶部１１１に記憶されている信号強度を比較して、一致する信号強度に対応付けて記憶されているトナーの種類を抽出し、抽出されたトナーの種類がカートリッジ６１に収納されているトナーであると判断する。又は、トナー種類判別部１８２はカートリッジ６１に収納されているトナーが非認定品であると判断する（ステップＳ１９）。そして、表示制御部１８３は表示パネル１５０に非認定品のトナーが収納されたカートリッジ６１が装着されたことを示すメッセージを表示させる（ステップＳ１６）。
【００５３】
そして、信号強度決定部１８１は、質問信号の信号強度を無線通信が正常に行われる強度に設定し、設定した信号強度を出力設定回路２０７に出力する（ステップＳ１７）。ステップＳ１２に処理が移行し、出力設定回路２０７は、信号強度決定部１８１の指示に応じて、変調回路２０２から出力される変調波の信号強度を変化させ、信号強度が変化した変調波がアンテナ２０３から質問信号として出力される（ステップＳ１２）。
【００５４】
応答信号の信号強度が設定強度以上のとき（ステップＳ１５；ＮＯ）、制御部１８０は検波回路２０４又は復調回路２０５によって応答信号から読み出されたタグ情報を入力し（ステップＳ１８）、無線通信処理を終了する。
【００５５】
以上、説明したように、トナーに含まれる磁性体による無線タグ１０１の共振回路の特性変化を利用して、カートリッジ６１に収納されているトナーの種類を判別する、又は認定品であるか否かを判別することができる。そしてトナーが非認定品である場合、保証されている画像品質を維持できない可能性があるため、プリンタ１の表示パネルにメッセージを表示させることによって、その旨ユーザに知らせることができ、装置の利便性を向上させることができる。
【００５６】
〔第２の実施の形態〕
第１の実施の形態では、信号強度が設定強度以下の応答信号を受信した場合、正常な無線通信ができるように質問信号の信号強度を可変する通信ユニット１０２を備えたプリンタ１について説明した。第２の実施の形態では、正常な無線通信ができるように質問信号の周波数を可変することとした通信ユニットを備えたプリンタについて説明する。尚、本実施の形態におけるプリンタの概略断面図は、第１の実施の形態において図１〜３にて示した図と同じであるため、説明を省略する。
【００５７】
図９は、本実施の形態におけるプリンタ１の電気的構成を示すブロック図である。尚、第１の実施の形態において図４を用いて説明したブロック図と異なる点のみ説明する。制御部１８０は、周波数決定部２８１、トナー種類判別部１８２及び表示制御部１８３を有する。周波数決定部２８１は、アンテナ２０３から出力される質問信号の周波数を決定する。
【００５８】
図１０は、本実施の形態における通信ユニット１０２の電気的構成を示すブロック図である。尚、第１の実施の形態において図５を用いて説明したブロック図と異なる点のみ説明する。周波数設定回路２１７は、制御部１８０の周波数決定部１８１から出力される指示に応じて、通信ユニット１０２のアンテナ２０３から出力される質問信号の周波数を変化させる。
【００５９】
図１１は、本実施の形態における制御部１８０及び通信ユニット１０１の動作の流れを示したフローチャートである。まず、周波数強度決定部２８１は、質問信号の周波数を予め設定された通常の強度（例えば、１３．５６［ＭＨｚ］）に決定し、指示信号を周波数設定回路２１７に出力する（ステップＳ２１）。これにより、変調回路２０２からは通常の周波数の変調波が出力され、アンテナ２０３から質問信号が出力される（ステップＳ２２）。
【００６０】
無線タグ１０１は、質問信号に応答してタグ情報を乗せた応答信号を出力し、この応答信号をアンテナ２０３が受信する（ステップＳ２３）。そして強度検出回路２０６が応答信号の信号強度を検出し（ステップＳ２４）、トナー種類判別部１８２が検出された信号強度と設定強度記憶部１１２に記憶された設定強度を比較する（ステップＳ２５）。
【００６１】
信号強度が設定強度より小さいとき（ステップＳ２５）、トナー種類判別部１８２は、検出された応答信号の信号強度とトナー種類別記憶部１１１に記憶されている信号強度を比較して、一致する信号強度に対応付けて記憶されているトナーの種類を抽出し、抽出されたトナーの種類がカートリッジ６１に収納されているトナーであると判断する。又は、トナー種類判別部１８２はカートリッジ６１に収納されているトナーが非認定品であると判断する（ステップＳ２９）。そして、表示制御部１８３は表示パネル１５０に非認定品のトナーが収納されたカートリッジ６１が装着されたことを示すメッセージを表示させる（ステップＳ２６）。
【００６２】
例えば、カートリッジ６１に収納されているトナーが非認定品であり、この非認定品のトナーに含まれる磁性体の影響により、無線タグ１０１の共振回路の共振周波数が１３．２［ＭＨｚ］に変化したとする。この場合、無線タグ１０１からは１３．２［ＭＨｚ］の応答信号が出力される。そして、設定強度記憶部１１２に記憶されている設定強度が９０％とする。このとき、アンテナ２０３が受信する応答信号の強度は、図６に示すグラフによると８８％となる。応答信号の信号強度が設定強度の９０％より小さいため、トナー種類判別部１８２はカートリッジ６１に収納されているトナーは非認定品であると判断する。
【００６３】
そして、周波数強度決定部２８１は、アンテナ２０３から出力される質問信号の周波数を無線通信が正常に行われる周波数に決定し、決定した周波数を含む指示信号を周波数設定回路２１７に出力すると共に、アンテナ２０３の共振周波数を決定した周波数に変更させる制御を行う（ステップＳ２７）。
【００６４】
例えば、無線タグ１０１から１３．２［ＭＨｚ］の応答信号が出力されたとする。周波数決定部２８１は、図６に示すグラフ又は予め記憶されている計算式等と、強度検出回路２０６によって検出された応答信号の信号強度から、応答信号の周波数が１３．２［ＭＨｚ］であることを導出する。そして、周波数設定回路２１７に対して質問信号の周波数を３６０［ｋＨｚ］小さくするための指示信号を出力する。尚、周波数決定部２８１が応答信号の周波数を導出する際に、図６に示すグラフや計算式を利用する場合、記憶部１１０は図６に示すグラフや計算式を予め記憶する。
【００６５】
周波数設定回路２１７は、周波数決定部２８１から出力された指示信号に応じて質問信号の周波数を１３．２［ＭＨｚ］に変化させ、これによりアンテナ２０３から周波数の変化した質問信号が出力される。一方で、周波数決定部２８１はアンテナ２０３の共振周波数も３６０［ＭＨｚ］小さくするための制御を行う。この制御によりアンテナ２０３の共振周波数が無線タグ１０１から出力される応答信号の周波数にチューニングされる。
【００６６】
応答信号の信号強度が設定強度以上のとき（ステップＳ２５；ＮＯ）、制御部１８０は検波回路２０４又は復調回路２０５によって応答信号から読み出されたタグ情報を入力し（ステップＳ２８）、無線通信処理を終了する。
【００６７】
以上、説明したように、トナーに含まれる磁性体による無線タグ１０１の共振回路の特性変化を利用して、カートリッジ６１に収納されているトナーの種類を判別する、又はトナーが認定品であるか否かを判別することができる。そしてトナーが非認定品である場合、保証されている画像品質を維持できない可能性があるため、プリンタ１の表示パネルにメッセージを表示させることによって、その旨ユーザに知らせることができ、装置の利便性を向上させることができる。
【００６８】
尚、本発明は、上記実施の形態の構成に限られず適宜変形可能である。例えば、本実施の形態では、トナー種類判別部１８２は、検出された信号強度が設定強度記憶部１１２に記憶された設定強度以下である場合に、カートリッジ６１に収納されているトナーは非認定品であると判断することとした。この方法以外に、周波数決定部２８１は、検出された応答信号の信号強度から応答信号の周波数を導出するが、このとき導出された周波数と通常の周波数との差が所定値以上のとき、トナーは非認定品であると判断してもよい。つまり、例えば、所定値を３００［ｋＨｚ］とし、通常の周波数が１３．５６［ＭＨｚ］、導出された周波数が１３．２［ＭＨｚ］である場合、その差は３６０［ＭＨｚ］となる。差が所定値以上であるため、トナー種類判別部１８２は、カートリッジ６１に収納されているトナーが非認定品であると判断する。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】プリンタの概略断面図。
【図２】現像部の詳細な構成を示す断面図。
【図３】現像部の符号Ａで示す範囲の部分拡大図。
【図４】第１の実施の形態におけるプリンタの電気的構成を示すブロック図。
【図５】第１の実施の形態における通信ユニットの電気的構成を示すブロック図。
【図６】応答信号の周波数と強度との関係を示すグラフ。
【図７】応答信号の周波数と強度との関係を示すグラフ。
【図８】第１の実施の形態における通信ユニットの動作を示すフローチャート。
【図９】第２の実施の形態におけるプリンタの電気的構成を示すブロック図。
【図１０】第２の実施の形態における通信ユニットの電気的構成を示すブロック図。
【図１１】第２の実施の形態における通信ユニットの動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００７０】
１ プリンタ（画像形成装置）
２ 画像形成部（画像形成手段）
６ 現像部
６１ カートリッジ（トナー収納体）
１０１ 無線タグ
１１０ 記憶部
１１１ トナー種類別信号強度記憶部（種類別信号強度記憶手段）
１１２ 設定強度記憶部（設定強度記憶手段）
１０２ 通信ユニット（通信手段）
２０２ 変調回路
２０３ アンテナ
２０４ 検波回路
２０５ 復調回路
２０６ 強度検出回路（強度検出手段）
２０７ 出力設定回路（強度可変手段）
２１７ 周波数設定回路（周波数可変手段）
１２０ 画像メモリ
１３０ 画像処理部
１４０ 入力操作部
１５０ 表示パネル（表示手段）
１６０ ネットワークＩ／Ｆ部
１８０ 制御部
１８１ 信号強度決定部（強度可変手段）
１８２ トナー種類判別部（判別手段）
１８３ 表示制御部（表示制御手段）
２８２ 周波数決定部（周波数可変手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー収納体に取り付けられた無線タグと、
前記無線タグに対して質問信号を出力し、前記質問信号に応答した応答信号を前記無線タグから受信することで無線通信を行う通信手段と、
前記応答信号の信号強度を検出する検出手段と、
前記通信手段から予め定められた通常の信号強度で前記質問信号が出力されたときに前記無線タグから出力された応答信号の信号強度から前記トナー収納体に収納されているトナーの種類を判別する判別手段と、
を備える無線タグ通信システム。
【請求項２】
前記通信手段から予め定められた通常の信号強度で前記質問信号が出力されたときに前記無線タグから出力される応答信号の信号強度をトナーの種類に対応付けて記憶する種類別信号強度記憶手段を更に備え、
前記判別手段は、前記種類別信号強度記憶手段に記憶されている応答信号の信号強度のうち、前記通信手段から予め定められた通常の信号強度で前記質問信号が出力されたときに前記検出手段によって検出された応答信号の信号強度と一致する信号強度に対応付けて記憶されているトナーの種類を、前記トナー収納体に収納されているトナーの種類とするものである請求項１に記載の無線タグ通信システム。
【請求項３】
前記無線タグと前記通信手段が正常に無線通信を行うことができるときの前記応答信号の信号強度を設定強度として記憶する設定強度記憶手段を更に備え、
前記判別手段は、前記トナー収納体に収納されているトナーが認定品又は非認定品の何れであるかを判別するものであり、前記通信手段から予め定められた通常の信号強度で前記質問信号が出力されたときに前記検出手段によって検出された応答信号の信号強度が前記設定強度記憶手段に記憶されている設定強度以上のとき、前記トナー収納体に収納されているトナーが認定品であると判別するものである請求項１に記載の無線タグ通信システム。
【請求項４】
前記無線タグと前記通信手段が正常に無線通信を行うことが可能な前記質問信号の強度を決定して前記質問信号の信号強度を可変する強度可変手段を更に備える請求項１〜３の何れか一項に記載の無線タグ通信システム。
【請求項５】
前記無線タグと前記通信手段が正常に無線通信を行うこと可能な前記質問信号の周波数を決定して前記質問信号の周波数を可変する周波数可変手段を更に備える請求項１〜３の何れか一項に記載の無線タグ通信システム。
【請求項６】
表示手段の表示制御を行う表示制御手段を更に備え、
前記表示制御手段は、前記判別手段の判別結果に応じて、前記表示手段に対してメッセージを表示させるものである請求項１〜５の何れか一項に記載の無線タグ通信システム。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の無線タグ通信システムと、
記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
を備えた画像形成装置。
【請求項１】
トナー収納体に取り付けられた無線タグと、
前記無線タグに対して質問信号を出力し、前記質問信号に応答した応答信号を前記無線タグから受信することで無線通信を行う通信手段と、
前記応答信号の信号強度を検出する検出手段と、
前記通信手段から予め定められた通常の信号強度で前記質問信号が出力されたときに前記無線タグから出力された応答信号の信号強度から前記トナー収納体に収納されているトナーの種類を判別する判別手段と、
を備える無線タグ通信システム。
【請求項２】
前記通信手段から予め定められた通常の信号強度で前記質問信号が出力されたときに前記無線タグから出力される応答信号の信号強度をトナーの種類に対応付けて記憶する種類別信号強度記憶手段を更に備え、
前記判別手段は、前記種類別信号強度記憶手段に記憶されている応答信号の信号強度のうち、前記通信手段から予め定められた通常の信号強度で前記質問信号が出力されたときに前記検出手段によって検出された応答信号の信号強度と一致する信号強度に対応付けて記憶されているトナーの種類を、前記トナー収納体に収納されているトナーの種類とするものである請求項１に記載の無線タグ通信システム。
【請求項３】
前記無線タグと前記通信手段が正常に無線通信を行うことができるときの前記応答信号の信号強度を設定強度として記憶する設定強度記憶手段を更に備え、
前記判別手段は、前記トナー収納体に収納されているトナーが認定品又は非認定品の何れであるかを判別するものであり、前記通信手段から予め定められた通常の信号強度で前記質問信号が出力されたときに前記検出手段によって検出された応答信号の信号強度が前記設定強度記憶手段に記憶されている設定強度以上のとき、前記トナー収納体に収納されているトナーが認定品であると判別するものである請求項１に記載の無線タグ通信システム。
【請求項４】
前記無線タグと前記通信手段が正常に無線通信を行うことが可能な前記質問信号の強度を決定して前記質問信号の信号強度を可変する強度可変手段を更に備える請求項１〜３の何れか一項に記載の無線タグ通信システム。
【請求項５】
前記無線タグと前記通信手段が正常に無線通信を行うこと可能な前記質問信号の周波数を決定して前記質問信号の周波数を可変する周波数可変手段を更に備える請求項１〜３の何れか一項に記載の無線タグ通信システム。
【請求項６】
表示手段の表示制御を行う表示制御手段を更に備え、
前記表示制御手段は、前記判別手段の判別結果に応じて、前記表示手段に対してメッセージを表示させるものである請求項１〜５の何れか一項に記載の無線タグ通信システム。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の無線タグ通信システムと、
記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
を備えた画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１１３２５８（Ｐ２０１０−１１３２５８Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８７３４２（Ｐ２００８−２８７３４２）
【出願日】平成２０年１１月１０日（２００８．１１．１０）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１０日（２００８．１１．１０）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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