特許 7192676 湿度検出装置及び画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-12

(45)【発行日】2022-12-20

(54)【発明の名称】湿度検出装置及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/04 20060101AFI20221213BHJP

   G01N 27/12 20060101ALI20221213BHJP

   G03G 15/00 20060101ALI20221213BHJP

【ＦＩ】

G01N27/04 C

G01N27/12 L

G01N27/12 E

G03G15/00 303

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019119499

(22)【出願日】2019-06-27

(65)【公開番号】P2021004827

(43)【公開日】2021-01-14

【審査請求日】2022-02-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000000295

【氏名又は名称】沖電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100116964

【弁理士】

【氏名又は名称】山形 洋一

(74)【代理人】

【識別番号】100120477

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 賢改

(74)【代理人】

【識別番号】100135921

【弁理士】

【氏名又は名称】篠原 昌彦

(74)【代理人】

【識別番号】100083840

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 実

(72)【発明者】

【氏名】藤倉 秀一

【審査官】小野 健二

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１８５９７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２２１４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－９６９３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１８０５６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ２７／００－Ｇ０１Ｎ２７／２４

Ｇ０３Ｇ１５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

湿度に応じて抵抗値が変化する湿度センサと、
前記湿度センサに流れる電流の電流値に対応する電流アナログ信号を、前記抵抗値に対応する電圧値を示す電圧アナログ信号に変換するための抵抗と、
前記湿度センサに、第１の方向に電流を流す第１の電圧と、前記第１の方向とは逆の第２の方向に、前記抵抗を経由して電流を流す第２の電圧とを交互に印加する交番電圧供給部と、
前記電圧アナログ信号のインピーダンス変換を行うことで、変換アナログ信号を生成するボルテージフォロワと、
前記第１の電圧が前記湿度センサに印加されている際に、前記変換アナログ信号をデジタル信号に変換することで検出される第１の電圧値に応じて、前記湿度センサで検出された湿度を特定する第１の検出モードと、前記第２の電圧が前記湿度センサに印加されている際に、前記変換アナログ信号をデジタル信号に変換することで検出される第２の電圧値に応じて、前記湿度センサで検出された湿度を特定する第２の検出モードと、を有する制御回路と、を備えること
を特徴とする湿度検出装置。

【請求項2】

前記制御回路は、
前記第１の電圧値が予め定められた閾値以上である場合に、前記第１の検出モードを使用し、
前記第１の電圧値が予め定められた閾値よりも小さい場合に、前記第２の検出モードを使用すること
を特徴とする請求項１に記載の湿度検出装置。

【請求項3】

前記閾値は、前記ボルテージフォロワとして使用されるオペアンプが保証する電圧の下限値、又は、前記下限値よりも大きくなるように前記下限値に予め定められたマージンを加算した値であること
を特徴とする請求項２に記載の湿度検出装置。

【請求項4】

前記制御回路は、
前記第１の検出モードでは、前記第１の電圧値に対応する湿度を示す第１の湿度情報を用いて、前記第１の電圧値に応じて、前記湿度センサで検出された湿度を特定し、
前記第２の検出モードでは、前記第２の電圧値に対応する湿度を示す第２の湿度情報を用いて、前記第２の電圧値に応じて、前記湿度センサで検出された湿度を特定すること
を特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の湿度検出装置。

【請求項5】

前記制御回路は、前記交番電圧供給部に、オン及びオフを交互に示すパルス信号を出力し、
前記交番電圧供給部は、前記オンの及び前記オフに従って、前記第１の電圧及び前記第２の電圧を切り替えること
を特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の湿度検出装置。

【請求項6】

請求項１から５の何れか一項に記載された湿度検出装置を備えること
を特徴とする画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、湿度検出装置及び画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真のプリンタは、低温低湿下でトナーの挙動が大きく変わるため、湿度を精度よく検出する必要がある。

【0003】

従来から、湿度センサから出力され、湿度に応じて変化する電流を、ボルテージフォロアを備える電流電圧変換回路で対応する電圧に変換して、この変換された電圧をデジタル変換回路であるＡ／Ｄコンバータを用いて、デジタル値に変換して、湿度を検出する装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１０－２４３２３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、湿度センサとして、抵抗変化型の湿度センサが用いられている場合には、通常、湿度センサ内の抵抗は、高温高湿環境では低い抵抗値を示し、低温低湿環境においては非常に高い抵抗値となる。

【0006】

このため、従来の装置では、低温低湿環境では、抵抗分圧で出力される電圧が低すぎて、湿度センサとＡ／Ｄコンバータの中間にあるボルテージフォロアのオペアンプ出力が下がりきらずに湿度がずれるといった問題があった。

【0007】

そこで、本発明の一又は複数の態様は、低湿環境においても、湿度を精度よく検出できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係る湿度検出装置は、湿度に応じて抵抗値が変化する湿度センサと、前記湿度センサに流れる電流の電流値に対応する電流アナログ信号を、前記抵抗値に対応する電圧値を示す電圧アナログ信号に変換するための抵抗と、前記湿度センサに、第１の方向に電流を流す第１の電圧と、前記第１の方向とは逆の第２の方向に、前記抵抗を経由して電流を流す第２の電圧とを交互に印加する交番電圧供給部と、前記電圧アナログ信号のインピーダンス変換を行うことで、変換アナログ信号を生成するボルテージフォロワと、前記第１の電圧が前記湿度センサに印加されている際に、前記変換アナログ信号をデジタル信号に変換することで検出される第１の電圧値に応じて、前記湿度センサで検出された湿度を特定する第１の検出モードと、前記第２の電圧が前記湿度センサに印加されている際に、前記変換アナログ信号をデジタル信号に変換することで検出される第２の電圧値に応じて、前記湿度センサで検出された湿度を特定する第２の検出モードと、を有する制御回路と、を備えることを特徴とする。

【0009】

本発明の一態様に係る画像形成装置は、湿度に応じて抵抗値が変化する湿度センサと、前記湿度センサに流れる電流の電流値に対応する電流アナログ信号を、前記抵抗値に対応する電圧値を示す電圧アナログ信号に変換するための抵抗と、前記湿度センサに、第１の方向に電流を流す第１の電圧と、前記第１の方向とは逆の第２の方向に、前記抵抗を経由して電流を流す第２の電圧とを交互に印加する交番電圧供給部と、前記電圧アナログ信号のインピーダンス変換を行うことで、変換アナログ信号を生成するボルテージフォロワと、前記第１の電圧が前記湿度センサに印加されている際に、前記変換アナログ信号をデジタル信号に変換することで検出される第１の電圧値に応じて、前記湿度センサで検出された湿度を特定する第１の検出モードと、前記第２の電圧が前記湿度センサに印加されている際に、前記変換アナログ信号をデジタル信号に変換することで検出される第２の電圧値に応じて、前記湿度センサで検出された湿度を特定する第２の検出モードと、を有する制御回路と、を備える湿度検出装置を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明の一又は複数の態様によれば、低湿環境においても、湿度を精度よく検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態に係る画像形成装置の構成を概略的に示す縦断面図である。

【図2】画像形成装置における制御系の構成を概略的に示すブロック図である。

【図3】環境センサ基板及びメイン基板において、湿度を検出する部分の回路構成の一例を示す回路図である。

【図4】抵抗変化型の湿度センサの抵抗値と湿度との間の関係を示す概略図である。

【図5】（Ａ）～（Ｃ）は、Ａ／Ｄコンバータに入力される信号の電圧波形を示す概略図である。

【図6】電圧を検出するタイミングを説明するための概略図である。

【図7】湿度の検出タイミングを決定する動作を示すフローチャートである。

【図8】ＡＳＩＣがＰＷＭ信号の立ち下がりエッジを出力した際に行われる第１の動作を示すフローチャートである。

【図9】セットされた時間が経過した際に行われる第１の動作を示すフローチャートである。

【図10】ＡＳＩＣがＰＷＭ信号の立ち下がりエッジを出力した際に行われる第２の動作を示すフローチャートである。

【図11】セットされた時間が経過した際に行われる第２の動作を示すフローチャートである。

【図12】セットされた時間が経過した際に行われる第３の動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１は、実施の形態に係る画像形成装置１００の構成を概略的に示す縦断面図である。
画像形成装置１００は、給紙ユニット１０１と、画像形成ユニット１０２と、定着ユニット１０３と、環境センサ基板１１０と、メイン基板１２０とを備える。

【0013】

給紙ユニット１０１は、画像を形成するための媒体である用紙を供給する媒体供給ユニットである。
画像形成ユニット１０２は、電子写真プロセスを用いて、現像剤としてのトナーを用いて、現像剤像としてのトナー像を用紙に形成する。
定着ユニット１０３は、用紙に形成されたトナー像を、その用紙に定着させる。

【0014】

環境センサ基板１１０は、温度及び湿度を計測する。
メイン基板１２０は、環境センサ基板１１０で計測された温度及び湿度に従って、給紙ユニット１０１、画像形成ユニット１０２及び定着ユニット１０３の制御を行う。

【0015】

具体的には、電子写真プロセスの中で、現像プロセスと、転写プロセスとは、紛体を扱うため、絶対湿度の影響を大きく受ける。このため、メイン基板１２０は、現像バイアスと転写バイアスとの補正を計算するため、環境センサ基板１１０で計測された温度及び湿度を必要とする。

【0016】

図２は、画像形成装置１００における制御系の構成を概略的に示すブロック図である。
画像形成装置１００の制御系は、環境センサ基板１１０と、メイン基板１２０と、高圧基板１４０とを備える。

【0017】

メイン基板１２０は、環境センサ基板１１０に対し、電源と、交番信号としてのＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号とを供給する。
そして、メイン基板１２０は、環境センサ基板１１０から湿度を示す電圧を有するアナログ信号と、温度を示す電圧を有するアナログ信号の供給を受ける。

【0018】

メイン基板１２０は、環境センサ基板１１０からの電圧により湿度及び温度を特定して、特定された湿度及び温度に従って、低湿の場合に、現像バイアスを低く補正し、転写バイアスを高く補正するように、高圧基板１４０にコマンドを出力する。
そして、メイン基板１２０は、高圧基板１４０からコマンドに対するリプライを受ける。

【0019】

メイン基板１２０は、定着ユニット１０３で使用されるヒータ１０４と、給紙ユニット１０１で使用される給紙モータ１０５と、画像形成ユニット１０２で使用されるメインモータ１０６と、定着ユニット１０３に含まれている定着器を駆動する定着モータ１０７に接続され、これらのコントロールを行う。

【0020】

図３は、環境センサ基板１１０及びメイン基板１２０において、湿度を検出する部分である湿度検出装置１０８の回路構成の一例を示す回路図である。
メイン基板１２０に備えられている制御部としてのＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１２１は、ＰＷＭ生成部としてのＰＷＭジェネレータ１２２と、直流交流変換部としてのＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）コンバータ１２３とを備える。

【0021】

ＰＷＭジェネレータ１２２は、湿度センサ１２７に供給する交番電圧の切替を指示するためのＰＷＭ信号を生成し、生成されたＰＷＭ信号を環境センサ基板１１０に供給する。本実施の形態におけるＰＷＭ信号の周期は、例えば、１ｋＨｚであり、そのｄｕｔｙは、５０％とする。言い換えると、ＰＷＭ信号は、オンとオフとを交互に示すパルス信号である。

【0022】

Ａ／Ｄコンバータ１２３は、環境センサ基板１１０で検出された湿度に対応する電圧値を示すアナログ信号である変換アナログ信号の入力を受けて、その変換アナログ信号を電圧値を示すデジタル信号に変換する。ここで、Ａ／Ｄコンバータ１２３が要求する出力インピーダンスは、２５０Ω以下になっているものとする。また、環境センサ基板１１０で検出される湿度は、湿度センサ１２７の抵抗値に対応するものとする。

【0023】

また、環境センサ基板１１０は、切替部１２４と、湿度センサ１２７と、分圧抵抗１２８と、ボルテージフォロワ１２９とを備える。

【0024】

切替部１２４は、第１のスイッチ１２５と、第２のスイッチ１２６とを備える切替回路である。
第１のスイッチ１２５は、メイン基板１２０から供給される３．３Ｖが入力される共通端子１２５ａと、第１の接続端子１２５ｂと、第２の接続端子１２５ｃとを備える。
第１のスイッチ１２５は、ＡＳＩＣ１２１から供給されるＰＷＭ信号に従って、共通端子１２５ａの接続先を、第１の接続端子１２５ｂ及び第２の接続端子１２５ｃの間で切り替えることができる。

【0025】

第２のスイッチ１２６は、メイン基板１２０のＧＮＤ端子と接続されている共通端子１２６ａと、第１の接続端子１２６ｂと、第２の接続端子１２６ｃとを備える。
第２のスイッチ１２６は、ＡＳＩＣ１２１から供給されるＰＷＭ信号に従って、共通端子１２６ａの接続先を、第１の接続端子１２６ｂ及び第２の接続端子１２６ｃの間で切り替えることができる。

【0026】

例えば、ＰＷＭ信号がオンである場合、第１のスイッチ１２５の共通端子１２５ａは、第１の接続端子１２５ｂに接続され、第２のスイッチ１２６の共通端子１２６ａは、第１の接続端子１２６ｂに接続される。これにより、メイン基板１２０から供給される３．３Ｖは、第１のスイッチの第１の接続端子１２５ｂから、分圧抵抗１２８を通って、湿度センサ１２７に供給される。この場合には、湿度センサ１２７に負の電圧が印加される。

【0027】

一方、ＰＷＭ信号がオフである場合、第１のスイッチ１２５の共通端子１２５ａは、第２の接続端子１２５ｃに接続され、第２のスイッチ１２６の共通端子１２６ａは、第２の接続端子１２６ｃに接続される。これにより、メイン基板１２０から供給される３．３Ｖが、第１のスイッチの第２の接続端子１２５ｃから湿度センサ１２７に供給される。この場合には、湿度センサ１２７に正の電圧が印加される。

【0028】

以上により、湿度センサ１２７には、切替部１２４から交番電圧が供給されることになる。言い換えると、切替部１２４は、湿度センサ１２７に、第１の方向（図３では、湿度センサ１２７から分圧抵抗１２８への方向）に電流を流す第１の電圧と、第１の方向とは逆の第２の方向（図３では、分圧抵抗１２８から湿度センサ１２７への方向）に電流を流す第２の電圧とを交互に印加する交番電圧供給部として機能する。

【0029】

湿度センサ１２７は、湿度に応じて抵抗値が変化する抵抗変化型の湿度センサである。ここでは、湿度センサ１２７として、抵抗型高分子膜湿度センサが用いられている。具体的には、ＴＤＫ株式会社製の「ＣＨＳ－ＫＳＳ－ＣＡ１」が湿度センサ１２７として使用されている。

【0030】

ここで、一般に、湿度によって抵抗値が変化する素子を用いている抵抗変化型の湿度センサの抵抗値と湿度との間には、図４に示されているような関係がある。
図４に示されているように、抵抗変化型の湿度センサの抵抗値は、高温高湿環境下では低い値となり、低温低湿環境下では、非常に高い値となり、その抵抗値は、４～５桁変化する。

【0031】

また、抵抗変化型の湿度センサでは、湿度センサ素子における電気分解（分極）を避けるために、交番電圧が印加される。本実施の形態でも、切替部１２４により交番電圧を湿度センサ１２７に印加するようにしている。

【0032】

分圧抵抗１２８は、湿度センサ１２７の抵抗値に対応する電流値を電圧値に変換するために設けられている。
具体的には、分圧抵抗１２８は、湿度センサ１２７に流れる電流の電流値に対応する電流アナログ信号を、湿度センサ１２７の抵抗値に対応する電圧値を有する電圧アナログ信号に変換する抵抗である。
ここでは、分圧抵抗１２８の抵抗値は、温度１５℃及び湿度５０％における湿度センサ１２７の抵抗値と同じ６２ｋΩとなっているものとする。

【0033】

ボルテージフォロワ１２９は、ＡＳＩＣ１２１のＡ／Ｄコンバータ１２３の必要出力インピーダンスとのマッチングを行うために、インピーダンス変換を行う。
具体的には、ボルテージフォロワ１２９は、分圧抵抗１２８で変換された電圧アナログ信号のインピーダンス変換を行うことで、変換アナログ信号を生成する。変換アナログ信号は、ＡＳＩＣ１２１に与えられる。

【0034】

以上のような構成において、ＡＳＩＣ１２１は、ボルテージフォロワ１２９で生成された変換アナログ信号をデジタル信号に変換することで電圧値を検出し、その検出された電圧値に応じて、湿度センサ１２７で検出された湿度を特定する制御回路である。
具体的には、ＡＳＩＣ１２１は、正の電圧である第１の電圧が湿度センサ１２７に印加されている際に検出される第１の電圧値に応じて、湿度センサ１２７で検出された湿度を特定する第１の検出モードと、負の電圧である第２の電圧が湿度センサ１２７に印加されている際に検出される第２の電圧値に応じて、湿度センサ１２７で検出された湿度を特定する第２の検出モードとを備える。

【0035】

ここでは、ＡＳＩＣ１２１は、第１の電圧値が予め定められた閾値以上である場合に、第１の検出モードを使用し、第１の電圧値が予め定められた閾値よりも小さい場合に、第２の検出モードを使用する。

【0036】

なお、その閾値は、ボルテージフォロワ１２９として使用されるオペアンプが保証する電圧の下限値、又は、その下限値よりも大きくなるように、その下限値に予め定められたマージンを加算した値であればよい。言い換えると、閾値は、その下限値以上であればよい。

【0037】

第２の検出モードでは、分圧抵抗１２８に流れた電流が、湿度センサ１２７と、ボルテージフォロワ１２９とに分岐する。分圧抵抗１２８の抵抗値は一定であるため、低湿低温の環境下で、湿度センサ１２７の抵抗値が非常に大きくなったとしても、湿度センサ１２７側に流れる電流の電流値が非常に小さくなるだけで、ボルテージフォロワ１２９には、オペアンプが保証する電圧の下限値以上の電圧に対応する電流が供給される。

【0038】

次に、画像形成装置１００での動作について説明する。
画像形成装置１００は、図示されていないホストコンピュータからの指示により印刷（画像形成）を開始する。

【0039】

メイン基板１２０は、印刷の開始前に、現像バイアス及び転写バイアスを補正するために、環境センサ基板１１０からの出力（ここでは、温度及び湿度）を読み取る。
メイン基板１２０は、現像バイアス及び転写バイアスを決定すると、定着ユニット１０３に含まれているヒータ１０４を温める。

【0040】

メイン基板１２０は、ヒータ１０４の温度が定着目標温度に達すると、給紙モータ１０５を回して、給紙ユニット１０１による給紙を開始する。
メイン基板１２０は、給紙を開始すると、画像形成ユニット１０２を動作させて、用紙が図示していない給紙センサに到達したところで、露光を開始する。

【0041】

露光されて感光ドラムに形成された静電潜像は、現像によりトナー像となり、転写プロセスにて、用紙にトナー像が転写される。
転写されたトナー像は、用紙の搬送とともに定着ユニット１０３に運ばれて、約１７０℃の熱と圧力とにより、用紙に定着される。
トナー像が定着された用紙は、さらに搬送されて、画像形成装置１００の外部に排出される。

【0042】

図５（Ａ）～（Ｃ）は、図３に示されている回路において、Ａ／Ｄコンバータ１２３に入力される信号の電圧波形を示す概略図である。
図５（Ａ）は、低温低湿時の波形を示し、図５（Ｂ）は、実験室環境での波形を示し、図５（Ｃ）は、高温高湿時の波形を示す。

【0043】

図５（Ａ）～（Ｃ）のそれぞれでは、下方にＰＷＭジェネレータ１２２から出力されるＰＷＭ信号の波形が示され、上方にＡ／Ｄコンバータ１２３に入力される電圧の波形が示されている。

【0044】

湿度センサ１２７には、イオン分極の防止のために交番電圧がかけられる。このため、湿度センサ１２７からは、高い電圧と低い電圧とが交互に出力され、１０℃及び５０％ＲＨ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ Ｈｕｍｉｄｉｔｙ）でほぼ変化のない波形となり、その前後で波形は反転する。この電圧の反転の直後は電圧が安定しないため、電圧が安定してから電圧をサンプルする。上述のように、本実施の形態では、交番電圧の切り替えをＰＷＭ信号で行っており、ＰＷＭ信号の周期は１ｋＨｚで、ｄｕｔｙは５０％である。

【0045】

従来は、図５に示されているように、ＰＷＭ信号がオフとなっている第１のタイミングＴＬ１～ＴＬ３において、電圧のサンプリングが行われている。第１のタイミングＴＬ１～ＴＬ３は、ＰＷＭ信号の立ち下がりから、例えば、予め定められた期間である３５０μＳ経過後である。

【0046】

例えば、湿度センサ１２７として、上述のように「ＣＨＳ－ＫＳＳ－ＣＡ１」が使用されている場合には、３５℃及び９０％ＲＨの環境では、２．７ｋΩの抵抗となり、５℃及び１０％ＲＨの環境では、７５ＭΩの抵抗となり、非常に広い抵抗範囲になる。

【0047】

図３に示されているように、分圧抵抗１２８を用いて抵抗値を電圧変換する回路においては、分圧抵抗１２８として、１５℃及び５０％ＲＨの環境における湿度センサ１２７の抵抗値と同じ６２ｋΩの抵抗が使用された場合、５℃及び１０％ＲＨの環境では、Ａ／Ｄコンバータ１２３に入力される電圧は、４９ｍＶと非常に低い電圧となる。

【0048】

上述のように、Ａ／Ｄコンバータ１２３が要求する出力インピーダンスは、２５０Ω以下であり、湿度センサ１２７の抵抗値よりも低いため、ボルテージフォロワ１２９としてオペアンプを用いて、インピーダンス変換を行わなければならない。

【0049】

オペアンプとして、例えば、汎用オペアンプであるＬＭＶ３２４が使用されている場合、６５ｍＶ以下の出力は保証されておらず、ボルテージフォロワ１２９において、その下の電圧を出そうとしても６５ｍＶよりも下の電圧にはならない。このため、図３に示されている回路において、湿度センサ１２７が、１５℃において１０％ＲＨの湿度に対応する４９ｍＶの電圧を出力したとしても、ボルテージフォロワ１２９からは、１４％ＲＨを示す６５ｍＶの電圧しか出力されない。このため、Ａ／Ｄコンバータ１２３では、湿度センサ１２７で検出された湿度とは異なる湿度に変換してしまい、ＡＳＩＣ１２１は、実際とは異なる湿度を認識してしまう。

【0050】

このため、本実施の形態では、図６に示されているように、ＰＷＭジェネレータ１２２から出力されるＰＷＭ信号がオフとなっている第１のタイミングＴＬ１～ＴＬ３に加えて、そのＰＷＭ信号がオンとなっている第２のタイミングＴＨ１～ＴＨ３でも電圧をサンプリングできるようにして、ＡＳＩＣ１２１において、どちらのタイミングで検出された電圧値を使用するか選択できるようにする。

【0051】

本実施の形態では、ＡＳＩＣ１２１は、まず第１のタイミングで検出された電圧値が予め定められた閾値である切替電圧よりも低い場合に、第２のタイミングで電圧値を検出する。
ＡＳＩＣ１２１では、予め、第１のタイミングで検出された電圧値に対応する湿度を示す第１の湿度情報を示す第１のテーブルと、第２のタイミングで検出された電圧値に対応する湿度を示す第２の湿度情報を示す第２のテーブルとが記憶されていて、それぞれのタイミングで検出された電圧値に対応する湿度を特定することができる。
このため、本実施の形態では、低温及び低湿の環境において、湿度センサ１２７からの電圧がボルテージフォロワ１２９でずれてしまうことがなくなる。

【0052】

図７は、ＡＳＩＣ１２１が湿度の検出タイミングを決定する動作を示すフローチャートである。
図７に示されているフローチャートは、ＰＷＭ信号の立ち下がりから予め定められた期間（ここでは、３５０μＳ）が経過した第１のタイミングで電圧値が検出された場合に開始される。

【0053】

ＡＳＩＣ１２１は、第１のタイミングで検出された電圧値が予め定められた閾値である切替電圧よりも低いか否かを判断する（Ｓ１０）。切替電圧は、ボルテージフォロワ１２９として使用されるオペアンプの仕様によるが、上述のように汎用オペアンプＬＭＶ３２４が使用されている場合には、電圧値が一定となるのは、オペアンプが保証する電圧の下限値である６５ｍＶであるため、電圧の下限値から予め定められたマージンを設けて、１００ｍＶとする。

【0054】

そして、第１のタイミングで検出された電圧値が予め定められた閾値以上である場合（Ｓ１０でＮｏ）には、処理はステップＳ１１に進む。第１のタイミングで検出された電圧値が予め定められた閾値よりも低い場合（Ｓ１０でＹｅｓ）には、処理はステップＳ１２に進む。

【0055】

ステップＳ１１では、ＡＳＩＣ１２１は、第１のタイミングで検出された電圧値により湿度を特定する第１の検出モードでの処理を行う。
一方、ステップＳ１２では、ＡＳＩＣ１２１は、第２のタイミングで検出された電圧値により湿度を特定する第２の検出モードでの処理を行う。

【0056】

次に、図８及び図９を用いて、ＡＳＩＣ１２１が、第１の検出モードで湿度を検出する際の全体的な動作を説明する。
図８は、ＡＳＩＣ１２１がＰＷＭ信号の立ち下がりエッジを出力した際に行われる動作を示すフローチャートである。
図８に示されているフローチャートは、ＰＷＭジェネレータ１２２がＰＷＭ信号の立ち下がりエッジを出力した際に開始される。

【0057】

ＡＳＩＣ１２１は、計時を行うタイマに３５０μＳをセットする（Ｓ２０）。
そして、ＡＳＩＣ１２１は、セットされたタイマの計時を開始する（Ｓ２１）。

【0058】

図９は、図８でセットされた時間が経過した際に行われる動作を示すフローチャートである。
まず、図８のステップＳ２０でセットされた時間が経過した場合には、ＡＳＩＣ１２１は、Ａ／Ｄコンバータ１２３で変換されたＡ／Ｄ値である電圧値を、Ａ／Ｄコンバータ１２３から読み取る（Ｓ３０）。

【0059】

そして、ＡＳＩＣ１２１は、読み取られた電圧値を図示しないワークメモリに記憶する（Ｓ３０）。ここで、ＡＳＩＣ１２１は、ワークメモリに記憶された電圧値を用いて、図７に示されているフローチャートを実行する。ここでは、第１の検出モードとなり、第１のタイミング、言い換えると、ステップＳ３０で読み取られ、ステップＳ３１で記憶された電圧値に基づいて、第１のテーブルが用いられて、湿度が特定される。
そして、ＡＳＩＣ１２１は、タイマでの計時を停止する（Ｓ３２）。

【0060】

次に、図１０～図１２を用いて、ＡＳＩＣ１２１が、第２の検出モードで湿度を検出する際の全体的な動作を説明する。
図１０は、ＡＳＩＣ１２１がＰＷＭ信号の立ち下がりエッジを出力した際に行われる動作を示すフローチャートである。
図１０に示されているフローチャートは、ＰＷＭジェネレータ１２２がＰＷＭ信号の立ち下がりエッジを出力した際に開始される。

【0061】

ＡＳＩＣ１２１は、計時を行うタイマに３５０μＳをセットする（Ｓ４０）。
そして、ＡＳＩＣ１２１は、セットされたタイマの計時を開始する（Ｓ４１）。

【0062】

図１１は、図１０でセットされた時間が経過した際に行われる動作を示すフローチャートである。
まず、図１０のステップＳ４０でセットされた時間が経過した場合には、ＡＳＩＣ１２１は、Ａ／Ｄコンバータ１２３で変換されたＡ／Ｄ値である電圧値を、Ａ／Ｄコンバータ１２３から読み取る（Ｓ５０）。

【0063】

そして、ＡＳＩＣ１２１は、読み取られた電圧値を図示しないワークメモリに記憶する（Ｓ５１）。ここで、ＡＳＩＣ１２１は、ワークメモリに記憶された電圧値を用いて、図７に示されているフローチャートを実行する。ここでは、第２の検出モードとなるため、処理はステップＳ５２に進む。

【0064】

ステップＳ５２では、ＡＳＩＣ１２１は、計時を行うタイマに５００μＳをセットする。
そして、ＡＳＩＣ１２１は、セットされたタイマの計時を開始する（Ｓ５３）。

【0065】

図１２は、図１１でセットされた時間が経過した際に行われる動作を示すフローチャートである。
まず、図１１のステップＳ５２でセットされた時間が経過した場合には、ＡＳＩＣ１２１は、Ａ／Ｄコンバータ１２３で変換されたＡ／Ｄ値である電圧値を、Ａ／Ｄコンバータ１２３から読み取る（Ｓ６０）。

【0066】

そして、ＡＳＩＣ１２１は、読み取られた電圧値を図示しないワークメモリに記憶する（Ｓ６１）。ここでは、第２の検出モードであるため、ＡＳＩＣ１２１は、ステップＳ６０で読み取られ、ステップＳ６１で記憶された電圧値に基づいて、第２のテーブルを用いて、湿度を特定する。
そして、ＡＳＩＣ１２１は、タイマでの計時を停止する（Ｓ６２）。

【0067】

以上のように、本実施の形態によれば、低湿で湿度が固定された出力が読めてしまい、低湿での湿度の精度が悪くなることを防止できるため、低湿での湿度を精度よく検出することができる。

【0068】

さらに、電子写真方式のプリンタは、低温低湿下でトナーの挙動が大きく変わるため、低湿での湿度を精度よく検出し、現像バイアスと転写バイアスとをコントロールすることでトナーの挙動を安定してコントロールすることができ、画質の劣化を防ぐことができる。

【0069】

以上に記載された画像形成装置１００は、電子写真方式のプリンタに適用した例を示したが、本実施の形態は、以上のような例に限定されない。例えば、本実施の形態は、インクジェットプリンタにも適用することができる。インクジェットプリンタでは、低湿では色が安定しにくいなどの問題があり、低湿での湿度の正確な検出は色の安定化に寄与する。

【0070】

なお、以上に記載された実施の形態は、プリンタ以外にも、複合機またはファクシミリ装置にも適用することができる。

【符号の説明】

【0071】

１００ 画像形成装置、 １０１ 給紙ユニット、 １０２ 画像形成ユニット、 １０３ 定着ユニット、 １０４ ヒータ、 １０５ 給紙モータ、 １０６ メインモータ、 １０７ 定着モータ、 １１０ 環境センサ基板、 １２０ メイン基板、 １２１ ＡＳＩＣ、 １２２ ＰＷＭジェネレータ、 １２３ Ａ／Ｄコンバータ、 １２４ 切替部、 １２５ 第１のスイッチ、 １２６ 第２のスイッチ、 １２７ 湿度センサ、 １２８ 分圧抵抗、 １２９ ボルテージフォロワ、 １４０ 高圧基板。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】