ＲＦタグ及び通信システム
【課題】消耗交換ユニットの情報が記憶されるメモリに対して読み書きを実行するために、接触通信と非接触通信の双方が可能な複合インターフェースを組み込み、接触通信時の端子間に静電気が加えられても、ＩＣ回路に加わる電圧を抑制する。
【解決手段】同一の回路で非接触通信と接触通信を可能とすると共に、ＲＦアンテナコイル１２０の一端部に第１の接触通信用信号線１２４の一端を接続し、ＲＦアンテナコイル１２０の一端部からコイル部全体の巻数の１／１０〜１／３となる位置に第２の接触通信用信号線１２６の一端を接続する。第１及び第２の接触通信用信号線１２４、１２６との間における直流成分が低インピーダンスとなり、第１及び第２の接触通信用信号線１２４、１２６との間に静電気が加わっても、ＲＦアンテナコイル１２０に電流が流れ、ＲＦ回路１１０、ロジック回路１０８、不揮発性メモリ１０２には何ら影響がない。
【解決手段】同一の回路で非接触通信と接触通信を可能とすると共に、ＲＦアンテナコイル１２０の一端部に第１の接触通信用信号線１２４の一端を接続し、ＲＦアンテナコイル１２０の一端部からコイル部全体の巻数の１／１０〜１／３となる位置に第２の接触通信用信号線１２６の一端を接続する。第１及び第２の接触通信用信号線１２４、１２６との間における直流成分が低インピーダンスとなり、第１及び第２の接触通信用信号線１２４、１２６との間に静電気が加わっても、ＲＦアンテナコイル１２０に電流が流れ、ＲＦ回路１１０、ロジック回路１０８、不揮発性メモリ１０２には何ら影響がない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本体に対して着脱交換可能な消耗交換ユニットに取り付けられ、少なくとも情報を記憶するメモリと、前記本体との間で前記メモリ内に記憶された情報の読み書きを実行するインターフェースとを備えたＩＣ回路で構成されたＲＦタグ及び通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置では、像担持体としての感光体ドラムを中心として、この感光体ドラムの周面に対向するように帯電部、光走査部、現像部、転写部等が配置されている。すなわち、帯電部へ所定の電圧を印加することによって感光体ドラムの表面を一様に帯電し、光走査部からの光ビームによって静電潜像を形成し、現像部においてトナーを供給して現像し、転写部において例えば、中間転写体等へトナー像を転写した後、用紙へ画像を転写する。画像が転写された用紙は、排出口までの搬送中に定着部において定着処理されるようになっている。
【０００３】
上記のような一連の画像形成処理を実行するに際し、特に、現像部で使用されるトナーが消耗品としての代表的なものである。
【０００４】
トナーは、カートリッジに充填され、画像形成装置に対して着脱可能とされ、カートリッジ内のトナー残量を検出し、ある程度の余裕をもった所定の残量になった時点で、第１の段階としてユーザーに対して警告を発し、さらにカートリッジの交換がなされない場合には、第２の段階として画像形成処理自体を禁止するようにしている。
【０００５】
上記、トナーカートリッジを代表として、画像形成装置における、現像ユニット、現像トナー一体ユニット等、各部消耗交換ユニットに、ＲＦタグ（不揮発性メモリと、当該メモリ内の読み書きを実行するインターフェースとが一体構成されたもの）を取り付け、このＲＦタグのメモリに記憶された情報を画像形成装置本体から読み書きすることで、それぞれの消耗交換ユニット固有の情報を簡便に得ることが考えられている。
【０００６】
この場合、画像形成装置への消耗交換ユニットの装着時には、安定した通信である接触通信を行い、製造、流通過程では取り扱いが容易な非接触通信を行う、複合型インターフェースを備えたＲＦタグが提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００７】
特許文献１及び特許文献２では、接触通信では電磁波を用いないため外来ノイズに対する影響が少なく、通信の信頼性が高く、非接触通信では梱包された状態でも通信することができ、製造、流通状態での通信に適しており、双方の方式の長所を生かすことができる。
【特許文献１】特開平１１−２７２８２２号公報
【特許文献２】特開２００３−１２２２３０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１では、接触通信を行うためにはＲＦタグに非接触通信用とは独立した端子を設けることになり、ＲＦタグのＩＣ回路に端子を追加しなければならない。また、ＩＣ回路も接触、非接触の両方の回路構成が実装され、制御が複雑となりコストアップにもつながる。
【０００９】
また、特許文献２の技術では、コストの面では良好であるが、端子間インピーダンスが、「実質的に絶縁できる程度」となっており、この端子間に静電気が加えられると、ＩＣ回路に高電圧がかかり、静電気破壊を起こす場合がある。
【００１０】
本発明は上記事実を考慮し、消耗交換ユニットの情報が記憶されるメモリに対して読み書きを実行するために、接触通信と非接触通信の双方が可能な複合インターフェースを組み込み、接触通信時の端子間に静電気が加えられても、ＩＣ回路に加わる電圧を抑制することができるＲＦタグ、及び通信システムを得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明は、本体に対して着脱交換可能な消耗交換ユニットに取り付けられ、少なくとも情報を記憶するメモリと、前記本体との間で前記メモリ内に記憶された情報の読み書きを実行するインターフェースとを備えたＩＣ回路で構成され、情報を非接触通信可能なＲＦタグであって、前記インターフェースが、前記情報を送受信するためのＲＦアンテナコイルと、前記ＲＦアンテナコイルの異なる２点に接続され、前記本体に装填したときに当該本体側の端子と物理的かつ電気的に接続状態となり得る接触通信用接続端子と、を有している。
【００１２】
第１の発明によれば、接触通信用接続端子がＲＦアンテナコイルを介して接続されることで、直流成分に対して低インピーダンスとなり、この接触通信用接続端子間に静電気が加わっても、ＲＦアンテナコイルに電流が流れるため、ＩＣ回路やメモリが静電気による高電圧で破壊されるようなことはない。
【００１３】
上記第１の発明において前記接触通信用接続端子の一方の接続位置が前記コイル部の端部であり、他方の接続位置がコイル部の巻数に基づいて決定されることを特徴としている。
最適な位置を選択することにより、接触通信において、ＲＦタグに対して効率よく電力を伝達させることができる。
さらに、第１の発明において、前記接触通信用接続端子の両端のＲＦアンテナコイルの巻数が、前記ＲＦアンテナコイル部全体の巻数の１／１０〜１／３であることを特徴としている。
【００１４】
実験的にＲＦアンテナコイル全体の巻数の１／１０〜１／３程度となる位置にタップを設け、ＲＦアンテナコイルの一端に接続した接触通信用接続端子とＲＦアンテナコイルのタップに接続した接触通信用接続端子との間の巻数が少ない側となるようにすることで、接触通信においてＲＦタグに対する電力伝達がピークとなり、ＲＦタグは通信に必要な電力を発生させることができる。なお、タップ位置は、全体のまき数の１／５が最適である（ＲＦアンテナコイルをタップ接続点において１：４となる位置）。
【００１５】
また、第１の発明において、前記ＲＦアンテナコイルには、並列に共振用コンデンサが接続され、接触通信時の搬送波周波数で共振させることを特徴としている。
【００１６】
共振用コンデンサを接触通信時のコイル巻数に応じて調整することで、接触通信時の搬送波周波数で共振が可能となる。
【００１７】
第２の発明は、本体側に対して着脱交換可能な消耗交換ユニットとの間で、前記消耗交換ユニットに関する情報を読み書きする通信システムであって、前記消耗交換ユニットにＲＦタグが設けられ、本体には、情報管理装置が設けられており、前記ＲＦタグが、少なくとも情報を記憶するメモリと、前記本体との間で前記メモリ内に記憶された情報の読み書きを実行するインターフェースと、前記情報を送受信するためのＲＦアンテナコイルと、前記ＲＦアンテナコイルの異なる２点に接続された一対の接触通信用接続端子と、を備え、前記情報管理装置が、前記消耗交換ユニットを前記本体に装填したときに前記一対の接触通信用接続端子と物理的かつ電気的に接続状態となり得る一対の本体側端子と、前記ＲＦタグの情報の読み書きを実行する制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１８】
第２の発明によれば、ＲＦタグと情報管理装置との間において、消耗交換ユニットが本体から取り外されている状態では非接触通信を実行し、消耗交換ユニットが本体に装填されている状態では接触通信を行う。
【００１９】
この場合、それぞれ別の通信手段を持つのではなく、単純に物理的かつ電気的に接続可能な端子（接触通信用接続端子）を設けるのみであるため、構造が簡単となる。
【００２０】
また、接触通信用接続端子がＲＦアンテナコイルを介して接続されることで、直流成分に対して低インピーダンスとなり、この接触通信用接続端子間に静電気が加わっても、ＲＦアンテナコイルに電流が流れるため、インターフェースやメモリが静電気による高電圧で破壊されるようなことはない。
【００２１】
上記第２の発明において、接触通信を実行する前に、前記ＲＦタグの接触通信用接続端子に検出電流を流し、その通電状態により接触通信の良否を判別することを特徴としている。
【００２２】
一対の接触通信の接続端子には、ＲＦアンテナコイルが介在されているため、直流成分はＲＦアンテナコイルを介して流すことができる。そこで、接触通信用接続端子に検出電流を流し、その通電状態により接触通信の良否を判別することができる。電流が流れれば、接続状態、流れなければ非接続状態ということができる。
【００２３】
また、第２の発明において、前記検出電流を所定時間に亘って継続して監視し、当該通電時の電流の状態で、前記接触通信用端子と、本体端子との接触不良の有無を判別することを特徴としている。
【００２４】
監視を継続することで、接触不良の有無を判別することができる。
【００２５】
さらに、第２の発明において、前記本体が、像担持体に対峙するように帯電部、光走査部、現像部、転写部等が配置され、帯電部へ所定の電圧を印加することによって像担持体の周面を一様に帯電し、光走査部からの光ビームによって静電潜像を形成し、現像部においてトナーを供給して現像し、転写部において用紙へ画像を転写する画像形成装置であり、
前記消耗交換ユニットが、少なくともトナーカートリッジ、現像ユニット、現像トナー一体ユニットを含むことを特徴としている。
【００２６】
画像形成装置においては、少なくともトナーカートリッジ、現像ユニット、現像トナー一体ユニットを含む多くの消耗交換ユニットが適用されており、これらの情報を管理する場合に、第２の発明の接触通信、非接触通信の併用は有効となる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明した如く第１の発明及び第２の発明によれば、消耗交換ユニットの情報が記憶されるメモリに対して読み書きを実行するために、接触通信と非接触通信の双方が可能な複合インターフェースを組み込み、接触通信時の端子間に静電気が加えられても、ＩＣ回路に加わる電圧を抑制することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（画像形成装置の概略構成）
図１には、第１の発明及び第２の発明における「本体」として適用される画像形成装置１０の概要が示されている。
【００２９】
画像形成装置１０には、エンジン部１２が備えられており、エンジン部１２の下部には、給紙ユニット１４が設けられている。
【００３０】
この給紙ユニット１４は、記録用紙が積載される用紙トレイ２２と、この用紙トレイ２２から記録用紙を送り出す給紙ロール２４と、で構成されており、給紙ロール２４により送り出された記録用紙は、搬送ロール２６、２８を経て給紙路３０を通過し、転写ロール７４へ搬送される。
【００３１】
この転写ロール７４によってトナー像が記録用紙に転写され、定着部３２の定着ロール３２Ａで定着された後、切替爪３４の位置選択によって、排出ロール３６又は排出ロール３８により、エンジン部１２の上部に設けられた第１の排出トレイ１６又は第２の排出トレイ１８へ排出される。
【００３２】
ここで、両面印刷の場合、上記のような順序で表面の印刷が終わった後、第１の排出トレイ１６へ記録用紙が完全に排出される前に、排出ロール３６が逆転し、該記録用紙が反転路４０へ供給される。そして、搬送ロール４２、４４、４６、４８を経て再び給紙路３０に戻され、記録用紙の裏面側が印刷される。また、手差し印刷の場合、手差しトレイ２０へ記録用紙を載置することで、記録用紙は手差しロール４９から搬送ロール４８を経て給紙路３０へ搬送され、印刷される。
【００３３】
前記定着部３２は、ランプ（例えば、ハロゲンランプ等）の点灯によって定着ロール３２Ａが所定温度に加熱されており、前記トナー像は、この加熱された定着ロール３２Ａによる加熱及び加圧によって記録用紙にトナー像が定着されるようになっている。
【００３４】
ところで、画像形成装置１０の図１の右側には、各色毎の現像剤（トナーと磁性キャリアからなる）が充填された４個のトナーカートリッジ６４が配設されている。このトナーカートリッジ６４は、消耗交換ユニットの１つであり、それぞれ現像剤供給路６５によって、図１の上から順に配列された後述する現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃと接続されており、トナーカートリッジ６４中の現像剤が現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃへ供給される。
【００３５】
トナーカートリッジ６４の図１の左側には、露光ユニット６２が配置されており、露光ユニット６２からは、画像信号に応じた４本のレーザ光Ｌ（Ｙ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｋ）、Ｌ（Ｃ）が、露光ユニット６２の図１の左側に配置された感光体ユニット５０を構成する感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ（以下、総称する場合は、単に「５２」とする）へ向けて発せられ、感光体ドラム５２に潜像を形成するようになっている。
【００３６】
感光体ドラム５２は、図１の上からイエロー（５２Ｙ）、マゼンダ（５２Ｍ）、ブラック（５２Ｋ）、シアン（５２Ｃ）用となっている。
【００３７】
露光ユニット６２は、Ｙ、Ｍ、Ｋ、Ｃの各色のレーザ光Ｌ（Ｙ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｋ）、Ｌ（Ｃ）（以下総称する場合は、レーザ光Ｌという）を出力する光源部と、レーザ光Ｌに対して変調及び走査を行なう変調処理部と、露光面上の走査速度を補正するｆθレンズや走査方向にレンズパワーを持つ面倒れ補正用のシリンドリカルレンズ等により構成された光学系と、を含んで構成されている。
【００３８】
露光ユニット６２では、光源部から射出された各色のレーザ光Ｌが変調処理部に入射され、各色毎の画像情報に応じてそれぞれ変調されて、ポリゴンモータ６３により回転しているポリゴンミラー６７により走査（主走査）される。ポリゴンミラー６７により走査された各色のレーザ光Ｌは、ミラー群６９により各色に対応する感光体ドラム５２の配設方向に反射されて各感光体ドラム５２上に結像される。
【００３９】
感光体ユニット５０には、各感光体ドラム５２に対応して、帯電ロール５６及びリフレッシュロール５４が備えられており（図１では感光体ユニット５０Ｙに対応するもののみに符号を記載）、それぞれ感光体ドラム５２に接触回転するように設けられている。帯電ロール５６では、感光体ドラム５２を一様に帯電させ、現像装置５８に備えられたマグネットロール８０から飛翔するトナーを感光体ドラム５２の表面に付着させる。一方、リフレッシュロール５４では感光体ドラム５２を放電させ、感光体ドラム５２の表面に付着した残留トナーを取り除き、感光体ドラム５２の表面にトナーが残留することで生じるゴースト等を防止する。
【００４０】
ここで、現像装置５８は、それぞれの感光体ユニット５０の図１右下側に配置されており、各感光体ドラム５２（５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ）に対応して４つの現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃが縦方向に並べられている。
【００４１】
一方、感光体ユニット５０の図１の左側には、中間転写ユニット６６が配置されており、３つのドラム状の中間転写ドラム６８、７０、７２が備えられている。２つの第１中間転写ドラム６８、７０は、縦方向に上下に並べられており、上部の第１中間転写ドラム６８が、感光体ドラム５２のうち上部に配置された２つの感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍに接触回転し、下部の第１中間転写ドラム７０が、下部に配置された２つの感光体ドラム５２Ｋ、５２Ｃに接触回転するようになっている。また、第２中間転写ドラム７２は、第１中間転写ドラム６８、７０の双方に接触回転するようになっており、この第２中間転写ドラム７２に、前述した転写ロール７４が接触回転する。
【００４２】
したがって、感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍから各トナー像が第１中間転写ドラム６８に転写され、感光体ドラム５２Ｋ、５２Ｃから各トナー像が第１中間転写ドラム７０にそれぞれ転写される。この第１中間転写ドラム６８、７０に転写された各２色のトナー像が、第２中間転写ドラム７２に転写されて４色となり、この４色のトナー像が転写ロール７４により記録用紙に転写されることになる。
【００４３】
これらの中間転写ドラム６８、７０、７２の近傍には、それぞれクリーニングロール７６及びクリーニングブラシ７８が配置されており、中間転写ドラム６８、７０、７２の表面の残留トナーを取り除く。
【００４４】
上記４個の感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ、２個の第１中間転写ドラム６８、７０、１個の第２中間転写ドラム７２、並びに転写ロール７４には、それぞれ所定の転写バイアス電圧が印加されるようになっている。
【００４５】
このそれぞれの転写バイアス電圧の電位勾配によって、感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ上に現像されたトナー像が、順次転写され、最終的には、第２中間転写ドラム７２と転写ロール７４との間に挟持されて搬送される記録用紙へ画像が転写されるようになっている。
【００４６】
（ＲＦタグによる非接触通信（無線通信）の構成）
図２に示される如く、本実施の形態のトナーカートリッジ６４には、ＲＦタグ１００が取り付け（貼り付け）られている。
【００４７】
ＲＦタグ１００は、トナーカートリッジ６４内のトナー残量や製造年月日、型式等の情報を記憶することが可能な不揮発性のメモリ１０２と、この不揮発性メモリ１０２に記憶された情報にアクセスして、本体である画像形成装置１０に設けられた情報管理装置１０３の制御手段であるリーダー／ライター部１０４からの指示により当該情報の読み書きを可能とするインターフェース１０６とで構成され、全体としてＩＣチップを形成している。
【００４８】
インターフェース１０６は、不揮発性メモリ１０２に接続されたロジック回路１０８と、当該ロジック回路１０８の駆動電源を生成したり、情報を無線通信用搬送波に変調、或いは復調するためのＲＦ回路１１０と、を備え、このＲＦ回路１１０には、無線通信用のＲＦアンテナ１１２が接続されている。
【００４９】
一方、前記リーダー／ライター１０４にも、本体アンテナ１１４が設けられている。ここで、リーダー／ライター１０４から発信された電波に基づいて、ＲＦ回路部１１０が電磁誘導により発電され、ロジック回路１０８を起動することで、不揮発性メモリ１０２内の情報を読み書きすることが可能となる。
【００５０】
（ＲＦタグによる接触通信（有線通信）の構成）
図２に示される如く、ＲＦアンテナ１１２は、ＲＦ回路１１０に設けられた一対のアンテナ接続端子に接続された２本の信号線１１６、１１８を有しており、この信号線１１６、１１８の間には、ＲＦアンテナコイル１２０と共振用コンデンサ１２２とが並列接続されている。
【００５１】
前記ＲＦアンテナコイル１２０の一端部からは第１の接触通信用信号線１２４の一端が接続されている。また、このＲＦアンテナコイル１２０全体の巻数の１／１０〜１／３程度となる位置にタップを設け、このタップは第１の接触通信用信号線１２４と接続されるコイル端との間の巻数が少ない側となる方向とし、このタップに第２の接触通信用信号線１２６の一端が接続されている。なお、このタップは、ＲＦアンテナコイル１２０全体の巻数の１／５程度となる位置が最適である。
【００５２】
第１の接触通信用信号線１２４及び第２の接触通信用信号線１２６のそれぞれの他端部は、前記トナーカートリッジ６４が装置本体の所定の位置に装填されたときに、画像形成装置１０側に設けられた一対の本体端子１２８、１３０にそれぞれ物理的かつ電気的に接続するＲＦ端子１３２、１３４が取り付けられている。
【００５３】
なお、本体端子１２８、１３０とＲＦ端子１３２、１３４は、前記トナーカートリッジ６４の装填移動に伴って接続され、かつ装填完了時に保持されるようになっている。
【００５４】
また、本体端子１２８、１３０とＲＦ端子１３２、１３４の形状は、互いに雄／雌（或いは雌／雄）の関係で雄側が雌側に嵌入する構成や、互いにトナーカートリッジの装填移動方向で対面する所定の面積の接触面とし、装填状態では、互いに突き当たる方向に付勢する構成等、さまざまな構成が考えられるが、本実施の形態ではこれらに限定されるものではなく、トナーカートリッジ６４が装填完了したときに本体端子１２８、１３０とＲＦ端子１３２、１３４とがそれぞれ物理的かつ電気的に接続状態を維持すればよい。
【００５５】
ここで、一方の本体端子１２８は本体コンデンサ１４６に接続されると共に、増幅器１３６を介して管理制御装置の一部を構成する受信回路１３８に接続されている。
【００５６】
前記管理制御装置の一部を構成する送信回路１４０は、増幅器１４２を介して本体コイル１４４の一端に接続されている。この本体コイル１４４の他端は前記一方の本体側端子１３０に接続される。なお、本体コイル１４４と本体コンデンサ１４６の接続位置が入れ替わっても差し支えない。
【００５７】
ここで、送信回路１４０から出力される情報は、所定の搬送波周波数に変調された電波又は磁界（以下、「電磁波」という）として、本体アンテナ１１４から発せられることになる。
【００５８】
このとき、本体端子１２８、１３０とＲＦ端子１３２、１３４とが接続状態であるとき、この電磁波が有線によってＲＦアンテナ１１２へ送られることになる。
【００５９】
この場合、本体コイル１４４及び本体コンデンサ１４６、並びにＲＦアンテナコイル１２０及び共振用コンデンサ１２２のそれぞれの適正値Ｌ、Ｃを決めておくことで、ＲＦアンテナ１１２は、前記送信回路１４０を介したリーダー／ライター部１０４からの搬送波周波数に対して共振することができる。
【００６０】
前記適正値は、画像形成装置１０側のリーダー／ライター部１０４と対応させるトナーカートリッジ６４の数によるため、一概には規定できないが、非接触通信時のＲＦタグ１００側のＲＦアンテナコイル１２０のインダクタンスＬａと共振コンデンサ１２２のキャパシタンスＣａを決定し、その後、有線通信時にＲＦタグへ電力伝達が最大となるようにＲＦアンテナコイルのタップの位置を設定すればよい。この最適値はＲＦアンテナコイル全体の巻数の１／１０〜１／３程度の位置となる。
【００６１】
また、本実施の形態における画像形成装置１０側には、この画像形成装置１０側に設置された管理制御装置１０３には、リーダー／ライター部１０４と併設して接続状態判定部１４８が設けられている。
【００６２】
接続状態判定部１４８は、前記本体端子１２８、１３０間に所定の直流電圧を印加するようにしている。この直流電圧は、本体端子１２８、１３０がＲＦ端子１３２、１３４と接続状態であると、ＲＦタグ１００のＲＦアンテナコイル１２０に直流電流が流れ、この結果、本体端子１２８、１３０間に直流電流が流れることになる。すなわち、ＲＦアンテナコイル１２０が直流分を流すという性質を利用したものである。
【００６３】
この電流が流れるか流れないかによって、トナーカートリッジ６４の装填状態、並びに接触通信時の端子接触状態の良否を判定することができる。
【００６４】
また、この電流の判定を所定時間継続することで、端子接触不良の監視を行うことができる。
【００６５】
以下に本実施の形態の作用を説明する。
【００６６】
まず、非接触通信、接触通信の最適化について説明する。
【００６７】
第１に、非接触通信にて搬送周波数に共振するようにＲＦアンテナコイル１２０と共振コンデンサ１２２の定数を決定する。
【００６８】
第２に、接触通信時に電力電圧が最大となるように、上記「第１」で決定したＲＦアンテナコイル１２０のタップの位置を決定する。なお、基本的にその時のタップの位置は、ＲＦアンテナコイル１２０のインダクタンス（巻数）に関わらず、一定の巻数比付近となる。
【００６９】
また、非接触通信の際、タップ位置は全く無関係であり（非接触通信／接触通信に相関関係無し）、それぞれ独立可能なパラメータである。
【００７０】
次に、非接触通信（無線通信）の手順について説明する。
【００７１】
非接触通信時の情報の読み書きは、以下の（１）乃至（５）手順によって実行される。
【００７２】
（１） リーダー／ライター部１０４の本体アンテナ１１４から情報を電波又は磁界に乗せて送信する。
【００７３】
（２） これを、ＲＦタグ１００のＲＦアンテナ１１２が受信すると、整流（電波の場合）又は共振（磁界の場合）により、ＲＦタグ１００のＲＦ回路部１１０に電力が発生する。
【００７４】
（３） この発生した電力により、ロジック回路１０８、不揮発性メモリ１０２を動作させ、必要な処理（情報の読み書き）を実行する。
【００７５】
（４） 一方、ＲＦタグ１００の不揮発性メモリ１０２に記憶された情報を、電波又は磁界に乗せて、ＲＦタグ１００のＲＦアンテナ１１２から返信を行うと、この返信をリーダー／ライター部１０４の本体アンテナ１１４で前記返信に応じた電波又は磁界を受信する。
【００７６】
（５） 電波又は磁界を受信したリーダー／ライター部１０４では、当該電波又は磁界に基づいて情報を取り出す。
【００７７】
このような非接触通信は、トナーカートリッジ６４が単体で梱包されているとき、すなわち、工場在庫段階や流通段階であっても、内部の情報の読み書きが可能となり、管理作業が容易となる。
【００７８】
ところで、このトナーカートリッジ６４が、画像形成装置１０の所定の位置に装填された場合、高電圧を使用していることも起因して、外部ノイズによって非接触通信に支障をきたす場合がある。そこで、トナーカートリッジ６４が装填された場合は、外部ノイズが受けにくい接触通信に切り替える。
【００７９】
この接触通信を実行する場合、本実施の形態では、特別な作業は不要となっている。すなわち、トナーカートリッジ６４を通常通り、画像形成装置１０の所定の位置に装填するのみである。この装填動作に伴って、ＲＦ端子１３２、１３４と、本体端子１２８、１３０とが物理的、かつ電気的に接続状態になり、トナーカートリッジ６４の装填が完了すると、この接続状態が維持される。
【００８０】
ところで、従来はこの非接触通信−接触通信間の切替は、全く異なる回路で対応し切替制御が必要であった。また、切替なしで実行する構成では、端子間が高インピーダンス（ほとんど絶縁状態）となるため、端子間に静電気が加わると、直接ＩＣ回路に高電圧がかかり、破壊する可能性があった。
【００８１】
そこで、本実施の形態では、接触通信時の第１の接触通信用信号線１２４と、第２の接触通信用信号線１２６との間に、直流成分は低インピーダンスとなるＲＦアンテナコイル１２０を介在させるようにした。
【００８２】
このため、この第１の接触通信用信号線１２４と、第２の接触通信用信号線１２６との間に静電気が加わっても、ＲＦアンテナコイル１２０に電流が流れるため、ＲＦ回路１１０やロジック回路１０８、並びに不揮発性メモリ１０２には何ら影響がなく、正常状態を維持することができる。
【００８３】
また、本実施の形態における画像形成装置１０側の接続状態判定部１４８から、本体端子１２８、１３０間に所定の直流電圧を定期的に印加する
この直流電圧は、本体端子１２８、１３０がＲＦ端子１３２、１３４と接続状態である（すなわち、トナーカートリッジ６４の装填状態である）と、ＲＦタグ１００のＲＦアンテナコイル１２０に直流電流が流れ、この結果、本体端子１２８、１３０間に直流電流が流れる。
【００８４】
接続状態判定部１４８では、この電流が流れるか流れないかによって、トナーカートリッジ６４の装填状態、並びに接触通信時の端子接触状態の良否を判定することができる。
【００８５】
また、この電流の判定を所定時間継続することで、端子接触不良の監視を行うことができる。
【００８６】
以上説明したように本実施の形態では、同一の回路で非接触通信と接触通信を可能とすると共に、ＲＦアンテナコイル１２０の一端部に第１の接触通信用信号線１２４の一端を接続し、ＲＦアンテナコイル１２０の一端部からコイル部全体の巻数の１／１０〜１／３程度となる位置に第２の接触通信用信号線１２６の一端を接続して、接触通信時の入力端とした。これにより、第１の接触通信用信号線１２４と、第２の接触通信用信号線１２６との間における直流成分が低インピーダンスとなり、第１の接触通信用信号線１２４と、第２の接触通信用信号線１２６との間に静電気が加わっても、ＲＦアンテナコイル１２０に電流が流れ、ＲＦ回路１１０やロジック回路１０８、並びに不揮発性メモリ１０２には何ら影響がなく、正常状態を維持することができる。
【００８７】
なお、本実施の形態では、消耗交換ユニットとしてトナーカートリッジ６４を例にとり説明したが、現像ユニット、現像トナー一体ユニット等の他の消耗交換ユニットであってもよい。
【００８８】
また、画像形成装置に限らず、消耗交換ユニットが必須であり、かつ消耗交換ユニットとの間で情報をやりとりする必要がある装置（本体）であれば、本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】トナーカートリッジと装填部との関係を示す斜視図である。
【図３】本実施の形態に係るＲＦタグを用いた通信ユニットが概略図である。
【符号の説明】
【００９０】
１０ 画像形成装置
６４ トナーカートリッジ
１００ ＲＦタグ
１０２ 不揮発性メモリ
１０３ 情報管理装置
１０４ リーダー／ライター部
１０６ インターフェース
１０８ ロジック回路
１１０ ＲＦ回路
１１２ ＲＦアンテナ
１１４ 本体アンテナ
１１６、１１８ 信号線
１２０ ＲＦアンテナコイル
１２２ 共振用コンデンサ
１２４ 第１の接触通信用信号線
１２６ 第２の接触通信用信号線
１２８、１３０ 本体端子
１３２、１３４ ＲＦ端子
１３６ 増幅器
１３８ 受信回路
１４０ 送信回路
１４２ 増幅器
１４４ 本体コイル
１４６ 本体コンデンサ
１４８ 接続状態判定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本体に対して着脱交換可能な消耗交換ユニットに取り付けられ、少なくとも情報を記憶するメモリと、前記本体との間で前記メモリ内に記憶された情報の読み書きを実行するインターフェースとを備えたＩＣ回路で構成されたＲＦタグ及び通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置では、像担持体としての感光体ドラムを中心として、この感光体ドラムの周面に対向するように帯電部、光走査部、現像部、転写部等が配置されている。すなわち、帯電部へ所定の電圧を印加することによって感光体ドラムの表面を一様に帯電し、光走査部からの光ビームによって静電潜像を形成し、現像部においてトナーを供給して現像し、転写部において例えば、中間転写体等へトナー像を転写した後、用紙へ画像を転写する。画像が転写された用紙は、排出口までの搬送中に定着部において定着処理されるようになっている。
【０００３】
上記のような一連の画像形成処理を実行するに際し、特に、現像部で使用されるトナーが消耗品としての代表的なものである。
【０００４】
トナーは、カートリッジに充填され、画像形成装置に対して着脱可能とされ、カートリッジ内のトナー残量を検出し、ある程度の余裕をもった所定の残量になった時点で、第１の段階としてユーザーに対して警告を発し、さらにカートリッジの交換がなされない場合には、第２の段階として画像形成処理自体を禁止するようにしている。
【０００５】
上記、トナーカートリッジを代表として、画像形成装置における、現像ユニット、現像トナー一体ユニット等、各部消耗交換ユニットに、ＲＦタグ（不揮発性メモリと、当該メモリ内の読み書きを実行するインターフェースとが一体構成されたもの）を取り付け、このＲＦタグのメモリに記憶された情報を画像形成装置本体から読み書きすることで、それぞれの消耗交換ユニット固有の情報を簡便に得ることが考えられている。
【０００６】
この場合、画像形成装置への消耗交換ユニットの装着時には、安定した通信である接触通信を行い、製造、流通過程では取り扱いが容易な非接触通信を行う、複合型インターフェースを備えたＲＦタグが提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００７】
特許文献１及び特許文献２では、接触通信では電磁波を用いないため外来ノイズに対する影響が少なく、通信の信頼性が高く、非接触通信では梱包された状態でも通信することができ、製造、流通状態での通信に適しており、双方の方式の長所を生かすことができる。
【特許文献１】特開平１１−２７２８２２号公報
【特許文献２】特開２００３−１２２２３０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１では、接触通信を行うためにはＲＦタグに非接触通信用とは独立した端子を設けることになり、ＲＦタグのＩＣ回路に端子を追加しなければならない。また、ＩＣ回路も接触、非接触の両方の回路構成が実装され、制御が複雑となりコストアップにもつながる。
【０００９】
また、特許文献２の技術では、コストの面では良好であるが、端子間インピーダンスが、「実質的に絶縁できる程度」となっており、この端子間に静電気が加えられると、ＩＣ回路に高電圧がかかり、静電気破壊を起こす場合がある。
【００１０】
本発明は上記事実を考慮し、消耗交換ユニットの情報が記憶されるメモリに対して読み書きを実行するために、接触通信と非接触通信の双方が可能な複合インターフェースを組み込み、接触通信時の端子間に静電気が加えられても、ＩＣ回路に加わる電圧を抑制することができるＲＦタグ、及び通信システムを得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明は、本体に対して着脱交換可能な消耗交換ユニットに取り付けられ、少なくとも情報を記憶するメモリと、前記本体との間で前記メモリ内に記憶された情報の読み書きを実行するインターフェースとを備えたＩＣ回路で構成され、情報を非接触通信可能なＲＦタグであって、前記インターフェースが、前記情報を送受信するためのＲＦアンテナコイルと、前記ＲＦアンテナコイルの異なる２点に接続され、前記本体に装填したときに当該本体側の端子と物理的かつ電気的に接続状態となり得る接触通信用接続端子と、を有している。
【００１２】
第１の発明によれば、接触通信用接続端子がＲＦアンテナコイルを介して接続されることで、直流成分に対して低インピーダンスとなり、この接触通信用接続端子間に静電気が加わっても、ＲＦアンテナコイルに電流が流れるため、ＩＣ回路やメモリが静電気による高電圧で破壊されるようなことはない。
【００１３】
上記第１の発明において前記接触通信用接続端子の一方の接続位置が前記コイル部の端部であり、他方の接続位置がコイル部の巻数に基づいて決定されることを特徴としている。
最適な位置を選択することにより、接触通信において、ＲＦタグに対して効率よく電力を伝達させることができる。
さらに、第１の発明において、前記接触通信用接続端子の両端のＲＦアンテナコイルの巻数が、前記ＲＦアンテナコイル部全体の巻数の１／１０〜１／３であることを特徴としている。
【００１４】
実験的にＲＦアンテナコイル全体の巻数の１／１０〜１／３程度となる位置にタップを設け、ＲＦアンテナコイルの一端に接続した接触通信用接続端子とＲＦアンテナコイルのタップに接続した接触通信用接続端子との間の巻数が少ない側となるようにすることで、接触通信においてＲＦタグに対する電力伝達がピークとなり、ＲＦタグは通信に必要な電力を発生させることができる。なお、タップ位置は、全体のまき数の１／５が最適である（ＲＦアンテナコイルをタップ接続点において１：４となる位置）。
【００１５】
また、第１の発明において、前記ＲＦアンテナコイルには、並列に共振用コンデンサが接続され、接触通信時の搬送波周波数で共振させることを特徴としている。
【００１６】
共振用コンデンサを接触通信時のコイル巻数に応じて調整することで、接触通信時の搬送波周波数で共振が可能となる。
【００１７】
第２の発明は、本体側に対して着脱交換可能な消耗交換ユニットとの間で、前記消耗交換ユニットに関する情報を読み書きする通信システムであって、前記消耗交換ユニットにＲＦタグが設けられ、本体には、情報管理装置が設けられており、前記ＲＦタグが、少なくとも情報を記憶するメモリと、前記本体との間で前記メモリ内に記憶された情報の読み書きを実行するインターフェースと、前記情報を送受信するためのＲＦアンテナコイルと、前記ＲＦアンテナコイルの異なる２点に接続された一対の接触通信用接続端子と、を備え、前記情報管理装置が、前記消耗交換ユニットを前記本体に装填したときに前記一対の接触通信用接続端子と物理的かつ電気的に接続状態となり得る一対の本体側端子と、前記ＲＦタグの情報の読み書きを実行する制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１８】
第２の発明によれば、ＲＦタグと情報管理装置との間において、消耗交換ユニットが本体から取り外されている状態では非接触通信を実行し、消耗交換ユニットが本体に装填されている状態では接触通信を行う。
【００１９】
この場合、それぞれ別の通信手段を持つのではなく、単純に物理的かつ電気的に接続可能な端子（接触通信用接続端子）を設けるのみであるため、構造が簡単となる。
【００２０】
また、接触通信用接続端子がＲＦアンテナコイルを介して接続されることで、直流成分に対して低インピーダンスとなり、この接触通信用接続端子間に静電気が加わっても、ＲＦアンテナコイルに電流が流れるため、インターフェースやメモリが静電気による高電圧で破壊されるようなことはない。
【００２１】
上記第２の発明において、接触通信を実行する前に、前記ＲＦタグの接触通信用接続端子に検出電流を流し、その通電状態により接触通信の良否を判別することを特徴としている。
【００２２】
一対の接触通信の接続端子には、ＲＦアンテナコイルが介在されているため、直流成分はＲＦアンテナコイルを介して流すことができる。そこで、接触通信用接続端子に検出電流を流し、その通電状態により接触通信の良否を判別することができる。電流が流れれば、接続状態、流れなければ非接続状態ということができる。
【００２３】
また、第２の発明において、前記検出電流を所定時間に亘って継続して監視し、当該通電時の電流の状態で、前記接触通信用端子と、本体端子との接触不良の有無を判別することを特徴としている。
【００２４】
監視を継続することで、接触不良の有無を判別することができる。
【００２５】
さらに、第２の発明において、前記本体が、像担持体に対峙するように帯電部、光走査部、現像部、転写部等が配置され、帯電部へ所定の電圧を印加することによって像担持体の周面を一様に帯電し、光走査部からの光ビームによって静電潜像を形成し、現像部においてトナーを供給して現像し、転写部において用紙へ画像を転写する画像形成装置であり、
前記消耗交換ユニットが、少なくともトナーカートリッジ、現像ユニット、現像トナー一体ユニットを含むことを特徴としている。
【００２６】
画像形成装置においては、少なくともトナーカートリッジ、現像ユニット、現像トナー一体ユニットを含む多くの消耗交換ユニットが適用されており、これらの情報を管理する場合に、第２の発明の接触通信、非接触通信の併用は有効となる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明した如く第１の発明及び第２の発明によれば、消耗交換ユニットの情報が記憶されるメモリに対して読み書きを実行するために、接触通信と非接触通信の双方が可能な複合インターフェースを組み込み、接触通信時の端子間に静電気が加えられても、ＩＣ回路に加わる電圧を抑制することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（画像形成装置の概略構成）
図１には、第１の発明及び第２の発明における「本体」として適用される画像形成装置１０の概要が示されている。
【００２９】
画像形成装置１０には、エンジン部１２が備えられており、エンジン部１２の下部には、給紙ユニット１４が設けられている。
【００３０】
この給紙ユニット１４は、記録用紙が積載される用紙トレイ２２と、この用紙トレイ２２から記録用紙を送り出す給紙ロール２４と、で構成されており、給紙ロール２４により送り出された記録用紙は、搬送ロール２６、２８を経て給紙路３０を通過し、転写ロール７４へ搬送される。
【００３１】
この転写ロール７４によってトナー像が記録用紙に転写され、定着部３２の定着ロール３２Ａで定着された後、切替爪３４の位置選択によって、排出ロール３６又は排出ロール３８により、エンジン部１２の上部に設けられた第１の排出トレイ１６又は第２の排出トレイ１８へ排出される。
【００３２】
ここで、両面印刷の場合、上記のような順序で表面の印刷が終わった後、第１の排出トレイ１６へ記録用紙が完全に排出される前に、排出ロール３６が逆転し、該記録用紙が反転路４０へ供給される。そして、搬送ロール４２、４４、４６、４８を経て再び給紙路３０に戻され、記録用紙の裏面側が印刷される。また、手差し印刷の場合、手差しトレイ２０へ記録用紙を載置することで、記録用紙は手差しロール４９から搬送ロール４８を経て給紙路３０へ搬送され、印刷される。
【００３３】
前記定着部３２は、ランプ（例えば、ハロゲンランプ等）の点灯によって定着ロール３２Ａが所定温度に加熱されており、前記トナー像は、この加熱された定着ロール３２Ａによる加熱及び加圧によって記録用紙にトナー像が定着されるようになっている。
【００３４】
ところで、画像形成装置１０の図１の右側には、各色毎の現像剤（トナーと磁性キャリアからなる）が充填された４個のトナーカートリッジ６４が配設されている。このトナーカートリッジ６４は、消耗交換ユニットの１つであり、それぞれ現像剤供給路６５によって、図１の上から順に配列された後述する現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃと接続されており、トナーカートリッジ６４中の現像剤が現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃへ供給される。
【００３５】
トナーカートリッジ６４の図１の左側には、露光ユニット６２が配置されており、露光ユニット６２からは、画像信号に応じた４本のレーザ光Ｌ（Ｙ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｋ）、Ｌ（Ｃ）が、露光ユニット６２の図１の左側に配置された感光体ユニット５０を構成する感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ（以下、総称する場合は、単に「５２」とする）へ向けて発せられ、感光体ドラム５２に潜像を形成するようになっている。
【００３６】
感光体ドラム５２は、図１の上からイエロー（５２Ｙ）、マゼンダ（５２Ｍ）、ブラック（５２Ｋ）、シアン（５２Ｃ）用となっている。
【００３７】
露光ユニット６２は、Ｙ、Ｍ、Ｋ、Ｃの各色のレーザ光Ｌ（Ｙ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｋ）、Ｌ（Ｃ）（以下総称する場合は、レーザ光Ｌという）を出力する光源部と、レーザ光Ｌに対して変調及び走査を行なう変調処理部と、露光面上の走査速度を補正するｆθレンズや走査方向にレンズパワーを持つ面倒れ補正用のシリンドリカルレンズ等により構成された光学系と、を含んで構成されている。
【００３８】
露光ユニット６２では、光源部から射出された各色のレーザ光Ｌが変調処理部に入射され、各色毎の画像情報に応じてそれぞれ変調されて、ポリゴンモータ６３により回転しているポリゴンミラー６７により走査（主走査）される。ポリゴンミラー６７により走査された各色のレーザ光Ｌは、ミラー群６９により各色に対応する感光体ドラム５２の配設方向に反射されて各感光体ドラム５２上に結像される。
【００３９】
感光体ユニット５０には、各感光体ドラム５２に対応して、帯電ロール５６及びリフレッシュロール５４が備えられており（図１では感光体ユニット５０Ｙに対応するもののみに符号を記載）、それぞれ感光体ドラム５２に接触回転するように設けられている。帯電ロール５６では、感光体ドラム５２を一様に帯電させ、現像装置５８に備えられたマグネットロール８０から飛翔するトナーを感光体ドラム５２の表面に付着させる。一方、リフレッシュロール５４では感光体ドラム５２を放電させ、感光体ドラム５２の表面に付着した残留トナーを取り除き、感光体ドラム５２の表面にトナーが残留することで生じるゴースト等を防止する。
【００４０】
ここで、現像装置５８は、それぞれの感光体ユニット５０の図１右下側に配置されており、各感光体ドラム５２（５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ）に対応して４つの現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃが縦方向に並べられている。
【００４１】
一方、感光体ユニット５０の図１の左側には、中間転写ユニット６６が配置されており、３つのドラム状の中間転写ドラム６８、７０、７２が備えられている。２つの第１中間転写ドラム６８、７０は、縦方向に上下に並べられており、上部の第１中間転写ドラム６８が、感光体ドラム５２のうち上部に配置された２つの感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍに接触回転し、下部の第１中間転写ドラム７０が、下部に配置された２つの感光体ドラム５２Ｋ、５２Ｃに接触回転するようになっている。また、第２中間転写ドラム７２は、第１中間転写ドラム６８、７０の双方に接触回転するようになっており、この第２中間転写ドラム７２に、前述した転写ロール７４が接触回転する。
【００４２】
したがって、感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍから各トナー像が第１中間転写ドラム６８に転写され、感光体ドラム５２Ｋ、５２Ｃから各トナー像が第１中間転写ドラム７０にそれぞれ転写される。この第１中間転写ドラム６８、７０に転写された各２色のトナー像が、第２中間転写ドラム７２に転写されて４色となり、この４色のトナー像が転写ロール７４により記録用紙に転写されることになる。
【００４３】
これらの中間転写ドラム６８、７０、７２の近傍には、それぞれクリーニングロール７６及びクリーニングブラシ７８が配置されており、中間転写ドラム６８、７０、７２の表面の残留トナーを取り除く。
【００４４】
上記４個の感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ、２個の第１中間転写ドラム６８、７０、１個の第２中間転写ドラム７２、並びに転写ロール７４には、それぞれ所定の転写バイアス電圧が印加されるようになっている。
【００４５】
このそれぞれの転写バイアス電圧の電位勾配によって、感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ上に現像されたトナー像が、順次転写され、最終的には、第２中間転写ドラム７２と転写ロール７４との間に挟持されて搬送される記録用紙へ画像が転写されるようになっている。
【００４６】
（ＲＦタグによる非接触通信（無線通信）の構成）
図２に示される如く、本実施の形態のトナーカートリッジ６４には、ＲＦタグ１００が取り付け（貼り付け）られている。
【００４７】
ＲＦタグ１００は、トナーカートリッジ６４内のトナー残量や製造年月日、型式等の情報を記憶することが可能な不揮発性のメモリ１０２と、この不揮発性メモリ１０２に記憶された情報にアクセスして、本体である画像形成装置１０に設けられた情報管理装置１０３の制御手段であるリーダー／ライター部１０４からの指示により当該情報の読み書きを可能とするインターフェース１０６とで構成され、全体としてＩＣチップを形成している。
【００４８】
インターフェース１０６は、不揮発性メモリ１０２に接続されたロジック回路１０８と、当該ロジック回路１０８の駆動電源を生成したり、情報を無線通信用搬送波に変調、或いは復調するためのＲＦ回路１１０と、を備え、このＲＦ回路１１０には、無線通信用のＲＦアンテナ１１２が接続されている。
【００４９】
一方、前記リーダー／ライター１０４にも、本体アンテナ１１４が設けられている。ここで、リーダー／ライター１０４から発信された電波に基づいて、ＲＦ回路部１１０が電磁誘導により発電され、ロジック回路１０８を起動することで、不揮発性メモリ１０２内の情報を読み書きすることが可能となる。
【００５０】
（ＲＦタグによる接触通信（有線通信）の構成）
図２に示される如く、ＲＦアンテナ１１２は、ＲＦ回路１１０に設けられた一対のアンテナ接続端子に接続された２本の信号線１１６、１１８を有しており、この信号線１１６、１１８の間には、ＲＦアンテナコイル１２０と共振用コンデンサ１２２とが並列接続されている。
【００５１】
前記ＲＦアンテナコイル１２０の一端部からは第１の接触通信用信号線１２４の一端が接続されている。また、このＲＦアンテナコイル１２０全体の巻数の１／１０〜１／３程度となる位置にタップを設け、このタップは第１の接触通信用信号線１２４と接続されるコイル端との間の巻数が少ない側となる方向とし、このタップに第２の接触通信用信号線１２６の一端が接続されている。なお、このタップは、ＲＦアンテナコイル１２０全体の巻数の１／５程度となる位置が最適である。
【００５２】
第１の接触通信用信号線１２４及び第２の接触通信用信号線１２６のそれぞれの他端部は、前記トナーカートリッジ６４が装置本体の所定の位置に装填されたときに、画像形成装置１０側に設けられた一対の本体端子１２８、１３０にそれぞれ物理的かつ電気的に接続するＲＦ端子１３２、１３４が取り付けられている。
【００５３】
なお、本体端子１２８、１３０とＲＦ端子１３２、１３４は、前記トナーカートリッジ６４の装填移動に伴って接続され、かつ装填完了時に保持されるようになっている。
【００５４】
また、本体端子１２８、１３０とＲＦ端子１３２、１３４の形状は、互いに雄／雌（或いは雌／雄）の関係で雄側が雌側に嵌入する構成や、互いにトナーカートリッジの装填移動方向で対面する所定の面積の接触面とし、装填状態では、互いに突き当たる方向に付勢する構成等、さまざまな構成が考えられるが、本実施の形態ではこれらに限定されるものではなく、トナーカートリッジ６４が装填完了したときに本体端子１２８、１３０とＲＦ端子１３２、１３４とがそれぞれ物理的かつ電気的に接続状態を維持すればよい。
【００５５】
ここで、一方の本体端子１２８は本体コンデンサ１４６に接続されると共に、増幅器１３６を介して管理制御装置の一部を構成する受信回路１３８に接続されている。
【００５６】
前記管理制御装置の一部を構成する送信回路１４０は、増幅器１４２を介して本体コイル１４４の一端に接続されている。この本体コイル１４４の他端は前記一方の本体側端子１３０に接続される。なお、本体コイル１４４と本体コンデンサ１４６の接続位置が入れ替わっても差し支えない。
【００５７】
ここで、送信回路１４０から出力される情報は、所定の搬送波周波数に変調された電波又は磁界（以下、「電磁波」という）として、本体アンテナ１１４から発せられることになる。
【００５８】
このとき、本体端子１２８、１３０とＲＦ端子１３２、１３４とが接続状態であるとき、この電磁波が有線によってＲＦアンテナ１１２へ送られることになる。
【００５９】
この場合、本体コイル１４４及び本体コンデンサ１４６、並びにＲＦアンテナコイル１２０及び共振用コンデンサ１２２のそれぞれの適正値Ｌ、Ｃを決めておくことで、ＲＦアンテナ１１２は、前記送信回路１４０を介したリーダー／ライター部１０４からの搬送波周波数に対して共振することができる。
【００６０】
前記適正値は、画像形成装置１０側のリーダー／ライター部１０４と対応させるトナーカートリッジ６４の数によるため、一概には規定できないが、非接触通信時のＲＦタグ１００側のＲＦアンテナコイル１２０のインダクタンスＬａと共振コンデンサ１２２のキャパシタンスＣａを決定し、その後、有線通信時にＲＦタグへ電力伝達が最大となるようにＲＦアンテナコイルのタップの位置を設定すればよい。この最適値はＲＦアンテナコイル全体の巻数の１／１０〜１／３程度の位置となる。
【００６１】
また、本実施の形態における画像形成装置１０側には、この画像形成装置１０側に設置された管理制御装置１０３には、リーダー／ライター部１０４と併設して接続状態判定部１４８が設けられている。
【００６２】
接続状態判定部１４８は、前記本体端子１２８、１３０間に所定の直流電圧を印加するようにしている。この直流電圧は、本体端子１２８、１３０がＲＦ端子１３２、１３４と接続状態であると、ＲＦタグ１００のＲＦアンテナコイル１２０に直流電流が流れ、この結果、本体端子１２８、１３０間に直流電流が流れることになる。すなわち、ＲＦアンテナコイル１２０が直流分を流すという性質を利用したものである。
【００６３】
この電流が流れるか流れないかによって、トナーカートリッジ６４の装填状態、並びに接触通信時の端子接触状態の良否を判定することができる。
【００６４】
また、この電流の判定を所定時間継続することで、端子接触不良の監視を行うことができる。
【００６５】
以下に本実施の形態の作用を説明する。
【００６６】
まず、非接触通信、接触通信の最適化について説明する。
【００６７】
第１に、非接触通信にて搬送周波数に共振するようにＲＦアンテナコイル１２０と共振コンデンサ１２２の定数を決定する。
【００６８】
第２に、接触通信時に電力電圧が最大となるように、上記「第１」で決定したＲＦアンテナコイル１２０のタップの位置を決定する。なお、基本的にその時のタップの位置は、ＲＦアンテナコイル１２０のインダクタンス（巻数）に関わらず、一定の巻数比付近となる。
【００６９】
また、非接触通信の際、タップ位置は全く無関係であり（非接触通信／接触通信に相関関係無し）、それぞれ独立可能なパラメータである。
【００７０】
次に、非接触通信（無線通信）の手順について説明する。
【００７１】
非接触通信時の情報の読み書きは、以下の（１）乃至（５）手順によって実行される。
【００７２】
（１） リーダー／ライター部１０４の本体アンテナ１１４から情報を電波又は磁界に乗せて送信する。
【００７３】
（２） これを、ＲＦタグ１００のＲＦアンテナ１１２が受信すると、整流（電波の場合）又は共振（磁界の場合）により、ＲＦタグ１００のＲＦ回路部１１０に電力が発生する。
【００７４】
（３） この発生した電力により、ロジック回路１０８、不揮発性メモリ１０２を動作させ、必要な処理（情報の読み書き）を実行する。
【００７５】
（４） 一方、ＲＦタグ１００の不揮発性メモリ１０２に記憶された情報を、電波又は磁界に乗せて、ＲＦタグ１００のＲＦアンテナ１１２から返信を行うと、この返信をリーダー／ライター部１０４の本体アンテナ１１４で前記返信に応じた電波又は磁界を受信する。
【００７６】
（５） 電波又は磁界を受信したリーダー／ライター部１０４では、当該電波又は磁界に基づいて情報を取り出す。
【００７７】
このような非接触通信は、トナーカートリッジ６４が単体で梱包されているとき、すなわち、工場在庫段階や流通段階であっても、内部の情報の読み書きが可能となり、管理作業が容易となる。
【００７８】
ところで、このトナーカートリッジ６４が、画像形成装置１０の所定の位置に装填された場合、高電圧を使用していることも起因して、外部ノイズによって非接触通信に支障をきたす場合がある。そこで、トナーカートリッジ６４が装填された場合は、外部ノイズが受けにくい接触通信に切り替える。
【００７９】
この接触通信を実行する場合、本実施の形態では、特別な作業は不要となっている。すなわち、トナーカートリッジ６４を通常通り、画像形成装置１０の所定の位置に装填するのみである。この装填動作に伴って、ＲＦ端子１３２、１３４と、本体端子１２８、１３０とが物理的、かつ電気的に接続状態になり、トナーカートリッジ６４の装填が完了すると、この接続状態が維持される。
【００８０】
ところで、従来はこの非接触通信−接触通信間の切替は、全く異なる回路で対応し切替制御が必要であった。また、切替なしで実行する構成では、端子間が高インピーダンス（ほとんど絶縁状態）となるため、端子間に静電気が加わると、直接ＩＣ回路に高電圧がかかり、破壊する可能性があった。
【００８１】
そこで、本実施の形態では、接触通信時の第１の接触通信用信号線１２４と、第２の接触通信用信号線１２６との間に、直流成分は低インピーダンスとなるＲＦアンテナコイル１２０を介在させるようにした。
【００８２】
このため、この第１の接触通信用信号線１２４と、第２の接触通信用信号線１２６との間に静電気が加わっても、ＲＦアンテナコイル１２０に電流が流れるため、ＲＦ回路１１０やロジック回路１０８、並びに不揮発性メモリ１０２には何ら影響がなく、正常状態を維持することができる。
【００８３】
また、本実施の形態における画像形成装置１０側の接続状態判定部１４８から、本体端子１２８、１３０間に所定の直流電圧を定期的に印加する
この直流電圧は、本体端子１２８、１３０がＲＦ端子１３２、１３４と接続状態である（すなわち、トナーカートリッジ６４の装填状態である）と、ＲＦタグ１００のＲＦアンテナコイル１２０に直流電流が流れ、この結果、本体端子１２８、１３０間に直流電流が流れる。
【００８４】
接続状態判定部１４８では、この電流が流れるか流れないかによって、トナーカートリッジ６４の装填状態、並びに接触通信時の端子接触状態の良否を判定することができる。
【００８５】
また、この電流の判定を所定時間継続することで、端子接触不良の監視を行うことができる。
【００８６】
以上説明したように本実施の形態では、同一の回路で非接触通信と接触通信を可能とすると共に、ＲＦアンテナコイル１２０の一端部に第１の接触通信用信号線１２４の一端を接続し、ＲＦアンテナコイル１２０の一端部からコイル部全体の巻数の１／１０〜１／３程度となる位置に第２の接触通信用信号線１２６の一端を接続して、接触通信時の入力端とした。これにより、第１の接触通信用信号線１２４と、第２の接触通信用信号線１２６との間における直流成分が低インピーダンスとなり、第１の接触通信用信号線１２４と、第２の接触通信用信号線１２６との間に静電気が加わっても、ＲＦアンテナコイル１２０に電流が流れ、ＲＦ回路１１０やロジック回路１０８、並びに不揮発性メモリ１０２には何ら影響がなく、正常状態を維持することができる。
【００８７】
なお、本実施の形態では、消耗交換ユニットとしてトナーカートリッジ６４を例にとり説明したが、現像ユニット、現像トナー一体ユニット等の他の消耗交換ユニットであってもよい。
【００８８】
また、画像形成装置に限らず、消耗交換ユニットが必須であり、かつ消耗交換ユニットとの間で情報をやりとりする必要がある装置（本体）であれば、本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】トナーカートリッジと装填部との関係を示す斜視図である。
【図３】本実施の形態に係るＲＦタグを用いた通信ユニットが概略図である。
【符号の説明】
【００９０】
１０ 画像形成装置
６４ トナーカートリッジ
１００ ＲＦタグ
１０２ 不揮発性メモリ
１０３ 情報管理装置
１０４ リーダー／ライター部
１０６ インターフェース
１０８ ロジック回路
１１０ ＲＦ回路
１１２ ＲＦアンテナ
１１４ 本体アンテナ
１１６、１１８ 信号線
１２０ ＲＦアンテナコイル
１２２ 共振用コンデンサ
１２４ 第１の接触通信用信号線
１２６ 第２の接触通信用信号線
１２８、１３０ 本体端子
１３２、１３４ ＲＦ端子
１３６ 増幅器
１３８ 受信回路
１４０ 送信回路
１４２ 増幅器
１４４ 本体コイル
１４６ 本体コンデンサ
１４８ 接続状態判定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体に対して着脱交換可能な消耗交換ユニットに取り付けられ、少なくとも情報を記憶するメモリと、前記本体との間で前記メモリ内に記憶された情報の読み書きを実行するインターフェースとを備えたＩＣ回路で構成され、情報を非接触通信可能なＲＦタグであって、
前記インターフェースが、
前記情報を送受信するためのＲＦアンテナコイルと、
前記ＲＦアンテナコイルの異なる２点に接続され、前記本体に装填したときに当該本体側の端子と物理的かつ電気的に接続状態となり得る接触通信用接続端子と、
を有することを特徴とするＲＦタグ。
【請求項２】
前記接触通信用接続端子の一方の接続位置が前記コイル部の端部であり、他方の接続位置がコイル部の巻数に基づいて決定されることを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【請求項３】
前記接触通信用接続端子の両端のＲＦアンテナコイルの巻数が、前記ＲＦアンテナコイル部全体の巻数の１／１０〜１／３であることを特徴とする請求項２記載のＲＦタグ。
【請求項４】
前記ＲＦアンテナコイルには、並列に共振用コンデンサが接続され、接触通信時の搬送波周波数で共振させることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載のＲＦタグ。
【請求項５】
本体側に対して着脱交換可能な消耗交換ユニットとの間で、前記消耗交換ユニットに関する情報を読み書きする通信システムであって、
前記消耗交換ユニットにＲＦタグが設けられ、本体には、情報管理装置が設けられており、
前記ＲＦタグが、
少なくとも情報を記憶するメモリと、
前記本体との間で前記メモリ内に記憶された情報の読み書きを実行するインターフェースと、
前記情報を送受信するためのＲＦアンテナコイルと、
前記ＲＦアンテナコイルの異なる２点に接続された一対の接触通信用接続端子と、
を備え、
前記情報管理装置が、
前記消耗交換ユニットを前記本体に装填したときに前記一対の接触通信用接続端子と物理的かつ電気的に接続状態となり得る一対の本体側端子と、
前記ＲＦタグの情報の読み書きを実行する制御手段と、
を備えたことを特徴とする通信システム。
【請求項６】
接触通信を実行する前に、前記ＲＦタグの接触通信用接続端子に検出電流を流し、その通電状態により接触通信の良否を判別することを特徴とする請求項５記載の通信システム。
【請求項７】
前記検出電流を所定時間に亘って継続して監視し、当該通電時の電流の状態で、前記接触通信用端子と、本体端子との接触不良の有無を判別することを特徴とする請求項５又は請求項６記載の通信システム。
【請求項８】
前記本体が、像担持体に対峙するように帯電部、光走査部、現像部、転写部等が配置され、帯電部へ所定の電圧を印加することによって像担持体の周面を一様に帯電し、光走査部からの光ビームによって静電潜像を形成し、現像部においてトナーを供給して現像し、転写部において用紙へ画像を転写する画像形成装置であり、
前記消耗交換ユニットが、少なくともトナーカートリッジ、現像ユニット、現像トナー一体ユニットを含むことを特徴とする請求項５乃至請求項７の何れか１項記載の通信システム。
【請求項１】
本体に対して着脱交換可能な消耗交換ユニットに取り付けられ、少なくとも情報を記憶するメモリと、前記本体との間で前記メモリ内に記憶された情報の読み書きを実行するインターフェースとを備えたＩＣ回路で構成され、情報を非接触通信可能なＲＦタグであって、
前記インターフェースが、
前記情報を送受信するためのＲＦアンテナコイルと、
前記ＲＦアンテナコイルの異なる２点に接続され、前記本体に装填したときに当該本体側の端子と物理的かつ電気的に接続状態となり得る接触通信用接続端子と、
を有することを特徴とするＲＦタグ。
【請求項２】
前記接触通信用接続端子の一方の接続位置が前記コイル部の端部であり、他方の接続位置がコイル部の巻数に基づいて決定されることを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
【請求項３】
前記接触通信用接続端子の両端のＲＦアンテナコイルの巻数が、前記ＲＦアンテナコイル部全体の巻数の１／１０〜１／３であることを特徴とする請求項２記載のＲＦタグ。
【請求項４】
前記ＲＦアンテナコイルには、並列に共振用コンデンサが接続され、接触通信時の搬送波周波数で共振させることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載のＲＦタグ。
【請求項５】
本体側に対して着脱交換可能な消耗交換ユニットとの間で、前記消耗交換ユニットに関する情報を読み書きする通信システムであって、
前記消耗交換ユニットにＲＦタグが設けられ、本体には、情報管理装置が設けられており、
前記ＲＦタグが、
少なくとも情報を記憶するメモリと、
前記本体との間で前記メモリ内に記憶された情報の読み書きを実行するインターフェースと、
前記情報を送受信するためのＲＦアンテナコイルと、
前記ＲＦアンテナコイルの異なる２点に接続された一対の接触通信用接続端子と、
を備え、
前記情報管理装置が、
前記消耗交換ユニットを前記本体に装填したときに前記一対の接触通信用接続端子と物理的かつ電気的に接続状態となり得る一対の本体側端子と、
前記ＲＦタグの情報の読み書きを実行する制御手段と、
を備えたことを特徴とする通信システム。
【請求項６】
接触通信を実行する前に、前記ＲＦタグの接触通信用接続端子に検出電流を流し、その通電状態により接触通信の良否を判別することを特徴とする請求項５記載の通信システム。
【請求項７】
前記検出電流を所定時間に亘って継続して監視し、当該通電時の電流の状態で、前記接触通信用端子と、本体端子との接触不良の有無を判別することを特徴とする請求項５又は請求項６記載の通信システム。
【請求項８】
前記本体が、像担持体に対峙するように帯電部、光走査部、現像部、転写部等が配置され、帯電部へ所定の電圧を印加することによって像担持体の周面を一様に帯電し、光走査部からの光ビームによって静電潜像を形成し、現像部においてトナーを供給して現像し、転写部において用紙へ画像を転写する画像形成装置であり、
前記消耗交換ユニットが、少なくともトナーカートリッジ、現像ユニット、現像トナー一体ユニットを含むことを特徴とする請求項５乃至請求項７の何れか１項記載の通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−２５７２０６（Ｐ２００７−２５７２０６Ａ）
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７９５７３（Ｐ２００６−７９５７３）
【出願日】平成１８年３月２２日（２００６．３．２２）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２２日（２００６．３．２２）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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