JP5886182B2

JP5886182B2 - 画像形成装置及び湿度計測方法

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Publication number: JP5886182B2
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Inventors: 岡田　雅典; 雅典岡田
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Publication date: 2016-03-16
Anticipated expiration: 2032-12-19
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Description

本発明は、湿度計測機能を備える画像形成装置及び湿度計測方法に関する。

近年、プリンタや複写機、複合機等の画像形成装置では、画質向上等の観点から、動作雰囲気の湿度（相対湿度）を計測し、取得された湿度に基づいて画像形成条件等を調整する機能を有するものが普及している。このような湿度計測機能を備える画像形成装置では、より適切な画像形成条件の調整を実現するため、湿度の計測精度の向上が求められている。

このような湿度計測精度向上のため、例えば、後掲の特許文献１は、湿度センサの素子劣化を招くことなく、低湿側の計測範囲を拡大できる技術を開示している。

また、特許文献２は、湿度センサにより計測される湿度の温度依存性を予め取得しておき、当該温度依存性と任意の間隔で取得した温度及び湿度とにより、補正湿度を求める技術を開示している。

特許第３１１９３８６号公報特開２００２−１８１７５３号公報

上述の特許文献２が開示する技術では、使用する特定の湿度センサの温度依存性を予め取得し、当該温度依存性を使用することで、測定精度を向上させることが可能になる。しかしながら、湿度センサとして広く普及している、湿度に応じて変化する抵抗値に基づいて湿度を計測する高分子抵抗式の湿度センサでは、その個体差が大きい。すなわち、素子ばらつきのため、同一の計測対象雰囲気の湿度を計測しても、使用する湿度センサによって、その湿度センサが示す抵抗値は異なってしまう。そのため、特許文献２の技術を適用しようとすると、使用する湿度センサごとに温度依存性を取得しておく必要がある。しかしながら、画像形成装置のように、大量に生産される装置に搭載される各湿度センサについて、温度依存性を取得することは現実的ではない。一方、湿度センサを選別し、特定の温度依存性を満足する湿度センサのみを使用することでこのような問題を避けることはできる。しかしながら、個体差の大きい湿度センサに対してこのような選別を行うことも、条件を満足しない湿度センサが大量に発生するため現実的ではない。このような問題は、上述の特許文献１が開示する技術でも解決することはできない。

本発明は、このような従来技術の課題を鑑みてなされたものであって、比較的簡便な構成で、湿度センサの個体差に起因する計測誤差を低減することができる画像形成装置及び湿度計測方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明は以下の技術的手段を採用している。すなわち、本発明に係る画像形成装置は、湿度計測部、温度計測部、基準データ保持部、個体差データ保持部及び湿度演算部を備える。湿度計測部は、湿度に応じて抵抗値が変化する湿度センサと当該湿度センサに交番電圧を印加する手段とを備え、当該湿度センサの抵抗値に対応する電圧値を取得する。温度計測部は、湿度計測部の周囲の雰囲気温度を計測する。基準データ保持部は、予め他の湿度センサについて求められた、当該他の湿度センサの抵抗値に対応する電圧値、計測対象雰囲気の湿度及び計測対象雰囲気の温度の対応関係を保持する。個体差データ保持部は、計測対象雰囲気が既知の温度及び既知の湿度である状態で上記湿度計測部を使用して取得された、当該湿度計測部が備える湿度センサの抵抗値の個体差を示す情報を保持する。湿度演算部は、湿度計測時に上記湿度計測部が取得した電圧値、当該湿度計測時に温度計測部が計測した温度及び基準データ保持部に保持された対応関係と、個体差データ保持部に保持された上記湿度計測部が備える湿度センサの抵抗値の個体差を示す情報とに基づいて、計測対象雰囲気の湿度を算出する。なお、上記他の湿度センサは、素子ばらつきの範囲内において、標準的な特性を有する素子とすることができる。

この画像形成装置によれば、計測湿度に、湿度センサの個体差を反映させることができるため、湿度センサの個体差に起因する計測誤差を従来に比べて低減した湿度計測が可能になる。また、画像形成装置に格納される、湿度センサの温度依存性データは共通であるため、極めて合理的である。

上述の画像形成装置では、個体差データ保持部に保持される情報として、単一の計測対象雰囲気において上記湿度計測部を使用して取得された、当該湿度計測部が備える湿度センサの抵抗値に対応する電圧値を採用することができる。また、個体差データ保持部に保持される情報として、湿度が異なる複数の同一温度の計測対象雰囲気において上記湿度計測部を使用してそれぞれ取得された、当該湿度計測部が備える湿度センサの抵抗値に対応する電圧値を採用することもできる。

一方、他の観点では、本発明は、湿度計測方法を提供することもできる。すなわち、本発明に係る湿度計測方法では、まず、既知の温度及び既知の湿度である計測対象雰囲気において、湿度計測部により、当該湿度計測部が備える湿度センサの抵抗値の個体差を示す情報が取得される。ここで、湿度計測部は、湿度に応じて抵抗値が変化する湿度センサと当該湿度センサに交番電圧を印加する手段とを備え、当該湿度センサの抵抗値に対応する電圧値を取得する構成を有している。次いで、計測対象雰囲気において、上記湿度計測部により当該湿度計測部が備える湿度センサの抵抗値に対応する電圧値が取得される。また、当該計測対象雰囲気において湿度計測部の周囲の雰囲気温度が取得される。そして、湿度計測部により取得された電圧値と、当該計測時に取得された雰囲気温度と、他の湿度センサについて求められた当該他の湿度センサの抵抗値に対応する電圧値、計測対象雰囲気の湿度及び計測対象雰囲気の温度の対応関係を示す、予め取得された情報と、上述の取得された湿度センサの抵抗値の個体差を示す情報とに基づいて、計測対象雰囲気の湿度が算出される。

本発明によれば、比較的簡便な構成で、湿度センサの個体差に起因する計測誤差を低減することができる。

本発明の一実施形態における複合機の全体構成を示す概略構成図本発明の一実施形態における複合機のハードウェア構成を示す図本発明の一実施形態における複合機を示す機能ブロック図本発明の一実施形態における複合機が備える湿度計測部の構成を示す概略構成図本発明の一実施形態における複合機が備える湿度計測部の計測動作を示す図本発明の一実施形態における湿度センサの温度依存性を示す図本発明の一実施形態における湿度センサの個体差を示す図本発明の一実施形態における湿度センサの個体差を示す図本発明の一実施形態における湿度センサの個体差を示す図本発明の一実施形態における複合機が実施する湿度計測手順の一例を示すフロー図

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながらより詳細に説明する。以下では、湿度センサを備えるデジタル複合機として本発明を具体化する。

図１は本実施形態におけるデジタル複合機の全体構成の一例を示す概略構成図である。図１に示すように、複合機１００は、画像読取部１２０及び画像形成部１４０を含む本体１０１と、本体１０１の上方に取り付けられたプラテンカバー１０２とを備える。本体１０１の上面にはコンタクトガラス等の透明板からなる原稿台１０３が設けられており、原稿台１０３はプラテンカバー１０２によって開閉されるようになっている。また、プラテンカバー１０２は、原稿搬送装置１１０を備えている。なお、複合機１００の前面には、ユーザが複合機１００に複写開始やその他の指示を与えたり、複合機１００の状態や設定を確認したりすることができる操作パネル１７１が設けられている。

原稿台１０３の下方には、画像読取部１２０が設けられている。画像読取部１２０は、走査光学系１２１により原稿の画像を読み取りその画像のデジタルデータ（画像データ）を生成する。原稿は、原稿台１０３や原稿搬送装置１１０に載置することができる。走査光学系１２１は、第１キャリッジ１２２や第２キャリッジ１２３、集光レンズ１２４を備える。第１キャリッジ１２２には線状の光源１３１及びミラー１３２が設けられ、第２キャリッジ１２３にはミラー１３３及び１３４が設けられている。光源１３１は原稿を照明する。ミラー１３２、１３３、１３４は、原稿からの反射光を集光レンズ１２４に導き、集光レンズ１２４はその光像をラインイメージセンサ１２５の受光面に結像する。

この走査光学系１２１において、第１キャリッジ１２２及び第２キャリッジ１２３は、副走査方向１３５に往復動可能に設けられている。第１キャリッジ１２２及び第２キャリッジ１２３を副走査方向１３５に移動することによって、原稿台１０３に載置された原稿の画像をイメージセンサ１２５で読み取ることができる。原稿搬送装置１１０にセットされた原稿の画像を読み取る場合、画像読取部１２０は、第１キャリッジ１２２及び第２キャリッジ１２３を画像読取位置に合わせて一時的に固定し、画像読取位置を通過する原稿の画像をイメージセンサ１２５で読み取る。イメージセンサ１２５は、受光面に入射した光像から、例えば、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色に対応する原稿の画像データを生成する。生成された画像データは、画像形成部１４０において用紙に印刷することができる。また、生成された画像データは、図示しないネットワークインタフェイス等を介して、ネットワークを通じて他の機器へ送信することもできる。

画像形成部１４０は、画像読取部１２０で得た画像データや、上記ネットワークを通じて他の機器から受信した画像データを用紙に印刷する。画像形成部１４０は、感光体ドラム１４１を備える。感光体ドラム１４１は一定速度で一方向に回転する。感光体ドラム１４１の周囲には、回転方向の上流側から順に、帯電器１４２、露光器１４３、現像器１４４、中間転写ベルト１４５が配置されている。帯電器１４２は、感光体ドラム１４１表面を一様に帯電させる。露光器１４３は、一様に帯電した感光体ドラム１４１の表面に、画像データに応じて光を照射し、感光体ドラム１４１上に静電潜像を形成する。現像器１４４は、その静電潜像にトナーを付着させ、感光体ドラム１４１上にトナー像を形成する。中間転写ベルト１４５は、感光体ドラム１４１上のトナー像を用紙に転写する。画像データがカラー画像である場合、中間転写ベルト１４５は、各色のトナー像を同一の用紙に転写する。なお、ＲＧＢ形式のカラー画像は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）形式の画像データに変換され、各色の画像データが露光器１４３に入力される。

画像形成部１４０は、手差しトレイ１５１、給紙カセット１５２、１５３、１５４等から、中間転写ベルト１４５と転写ローラ１４６との間の転写部に用紙を給送する。手差しトレイ１５１や各給紙カセット１５２、１５３、１５４には、様々なサイズの用紙を載置又は収容することができる。画像形成部１４０は、ユーザの指定した用紙や、自動検知した原稿のサイズに応じた用紙を選択し、選択した用紙を給送ローラ１５５により手差しトレイ１５１やカセット１５２、１５３、１５４から給紙する。給紙された用紙は搬送ローラ１５６やレジストローラ１５７で転写部に搬送する。トナー像が転写された用紙は、搬送ベルト１４７により定着器１４８に搬送される。定着器１４８は、ヒータを内蔵した定着ローラ１５８及び加圧ローラ１５９を有しており、熱と押圧力によってトナー像を用紙に定着する。画像形成部１４０は、定着器１４８を通過した用紙を排紙トレイ１４９へ排紙する。

図２は、複合機における制御系のハードウェア構成図である。本実施形態の複合機１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０３、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）２０４及び原稿搬送装置１１０、画像読取部１２０、画像形成部１４０における各駆動部に対応するドライバ２０５が内部バス２０６を介して接続されている。ＲＯＭ２０３やＨＤＤ２０４等はプログラムを格納しており、ＣＰＵ２０１はその制御プログラムの指令にしたがって複合機１００を制御する。例えば、ＣＰＵ２０１はＲＡＭ２０２を作業領域として利用し、ドライバ２０５とデータや命令を授受することにより上記各駆動部の動作を制御する。また、ＨＤＤ２０４は、画像読取部１２０により得られた画像データや、他の機器からネットワークを通じて受信した画像データの蓄積にも用いられる。

内部バス２０６には、操作パネル１７１や各種のセンサ２０７も接続されている。操作パネル１７１は、ユーザの操作を受け付け、その操作に基づく信号をＣＰＵ２０１に供給する。また、操作パネル１７１は、ＣＰＵ２０１からの制御信号にしたがって自身が備えるディスプレイに操作画面を表示する。センサ２０７は、プラテンカバー１０２の開閉検知センサや原稿台１０３上の原稿検知センサ、定着器１４８の温度センサ、搬送される用紙又は原稿の検知センサなど各種のセンサを含む。

ＣＰＵ２０１は、例えばＲＯＭ２０３に格納されたプログラムを実行することで、以下の各手段（機能ブロック）を実現するとともに、これらセンサからの信号に応じて各手段の動作を制御する。

図３は、本実施形態の複合機の湿度計測に関連する部分の機能ブロック図である。図３に示すように、複合機１００は、湿度計測部３０１、温度計測部３０２、基準データ保持部３０３、個体差データ保持部３０４及び湿度演算部３０５を備える。

湿度計測部３０１は、湿度に応じて抵抗値が変化する湿度センサと当該湿度センサに交番電圧を印加する手段とを備え、当該湿度センサの抵抗値に対応する電圧値を取得する。図４は、本実施形態の湿度計測部３０１の一例を示す概略構成図である。図４に示すように、湿度計測部３０１は、湿度センサ４０１、抵抗素子４０２及び計測部４０３を備える。湿度センサ４０１と抵抗素子４０２とは直列に接続されており、直列接続された湿度センサ４０１と抵抗素子４０２に、計測部４０３が接続されている。湿度センサ４０１は、高分子抵抗式のセンサ素子であり、雰囲気の湿度に応じて抵抗値が変化する。抵抗素子４０２は、固定抵抗素子であり。抵抗素子４０２には任意の構造の抵抗器を使用することができるが、その抵抗値のばらつき（許容差）が、例えば１％の範囲内にある抵抗器を使用することが好ましい。

本実施形態では、計測部４０３は、電圧印加部４１１と電圧検出部４１２とを備える。電圧印加部４１１は端子Ｐ１及び端子Ｐ２を備え、当該端子Ｐ１と端子Ｐ２との間に交番電圧を印加する。図４に示すように、直列接続された湿度センサ４０１及び抵抗素子４０２の湿度センサ４０１側端部が端子Ｐ１に接続され、抵抗素子４０２側端部が端子Ｐ２に接続されている。また、電圧検出部４１２が備える電圧検出端子ＰＡ１は、湿度センサ４０１と抵抗素子４０２との間に接続されている。電圧検出部４１２は、湿度センサ４０１の抵抗値と抵抗素子４０２の抵抗値とで分圧された当該位置の電圧（電位）を計測することにより、湿度センサ４０１の抵抗値に対応する電圧値を取得する。このように湿度センサ４０１に交番電圧を印加することで湿度センサを構成する高分子材料の分極劣化を避けることができる。

図５は、電圧印加部４１１の端子Ｐ１、Ｐ２に印加される電圧と、電圧検出部４１２の端子ＰＡ１で検出される電位の一例を示す図である。図５に示すように、本実施形態では、端子Ｐ１、Ｐ２は、Ｈｉｇｈレベル信号とＬｏｗレベル信号とで構成される、相互に位相が１８０度ずれた矩形波を出力する。特に限定されないが、当該交番電圧の周波数（１／周期Ｔ）は１ｋＨｚである。端子ＰＡ１では、矩形波の印加中、徐々に絶対値が大きくなる電位が現れる。電圧検出部４１２は、端子Ｐ１、Ｐ２に印加される矩形波の極性が反転する直前の電位（図中の矢指部Ｘ）を、湿度センサ４０１の出力電位として取得する。

温度計測部３０２は、湿度計測部３０１の周囲の雰囲気温度を計測する。温度計測部３０２の構造、温度計測方式は特に限定されない。例えば、１℃程度の分解能で温度を取得できれば、その構成は任意である。

基準データ保持部３０３は、予め他の湿度センサについて求められた、当該他の湿度センサの抵抗値に対応する電圧値、計測対象雰囲気の湿度及び計測対象雰囲気の温度の対応関係を保持する。ここで、他の湿度センサは、複合機１００に搭載された湿度センサ４０１と同型の湿度センサである。特に限定されないが、本実施形態では、当該他の湿度センサは、素子ばらつきの範囲内において、標準的な特性を有する素子としている。ここで、標準的な特性とは、湿度センサの製造メーカから、カタログ等に掲載されて提供される標準特性であり、素子ばらつきの範囲内で最も多くの素子が分布しているとされる部分に属する素子の特性である。当該対応関係の保持する形態は特に限定されない。例えば、対応関係を表現する式の形態で対応関係を保持してもよく、対応関係を示すテーブルを保持してもよい。

図６は、上述の構成を有する湿度計測部３０１の出力電圧（電圧検出部４１２の検出電圧）と湿度との関係の温度依存性を示す図である。ここでは、湿度計測部３０１には、標準的な特性を有する湿度センサ４０１が搭載されている（以下、適宜、標準品という。）。図６では、横軸が湿度に対応し、縦軸が出力電圧に対応する。また、図６では、雰囲気温度をパラメータとして変化させている。図６において最も下方にある実線が０℃に対応し、最も上方にある実線が５０℃に対応する。当該０℃の実線と５０℃の実線との間の９本の実線は、それぞれ５℃〜４５℃までの５℃ステップの温度依存性に対応する。

図６から理解できるように、湿度計測部３０１の出力電圧が同一であっても、周囲温度が異なれば対応する湿度の値が大きく異なることになる。このような対応関係を使用することで、湿度計測部３０１の出力電圧から湿度を求めることができる。例えば、雰囲気温度が２０℃であり、湿度計測部３０１の出力電圧値が２．３Ｖである場合、湿度は５８％になる。

基準データ保持部３０３には、図６に示す、湿度計測部３０１の出力電圧と湿度との対応関係、及びその温度依存性が格納されている。特に限定されないが、本実施形態では、この対応関係をテーブルとして基準データ保持部３０３に格納している。すなわち、出力電圧と湿度とを対応づけて記録したテーブルを、各温度（０℃〜５０℃の範囲を５℃ステップの１１温度）について作成し、基準データ保持部３０３に格納している。また、ここでは、各テーブルにおいて、出力電圧のステップを０．１Ｖとし、各出力電圧に対応する湿度を記録している。なお、湿度計測時における湿度計測部３０１の出力電圧が各テーブルに記録されたデータの間である場合は、適宜補間等を実施することができる。また、湿度計測時における温度計測部３０２の計測温度が、各テーブルに対応する温度の間である場合は、適宜補間等を実施することもできるが、単に、温度が近い方のテーブルを使用することもできる。

個体差データ保持部３０４は、計測対象雰囲気が既知の温度及び既知の湿度である状態で湿度計測部３０１を使用して取得された、当該湿度計測部３０１が備える湿度センサ４０１の抵抗値の個体差を示す情報を保持する。ここで、個体差を示す情報（以下、個体差情報という。）とは、複合機１００に搭載されている湿度センサ４０１と、基準データ保持部３０３に格納されている特性を有する湿度センサとの差を示す情報を意味する。なお、当該個体差情報は、例えば、製造工場において、組立完了時や出荷検査時に、既知温度、既知湿度の雰囲気中において複合機１００に搭載される湿度センサ４０１を備える湿度計測部３０１を使用して実際に取得され、個体差データ保持部３０４に格納される。

図７は、温度センサの個体差を示す図である。図７では、横軸が湿度に対応し、縦軸が湿度計測部３０１の出力電圧に対応する。図７において、中央の実線７１が、素子ばらつき範囲において、標準的な特性を有する湿度センサを備えた湿度計測部３０１の出力電圧と湿度との関係を示している。上方の実線７２が、素子ばらつき範囲において、最小に近い抵抗値を有する湿度センサを備えた湿度計測部３０１の出力電圧と湿度との関係を示している。下方の実線７３が、素子ばらつき範囲において、最大に近い抵抗値を有する湿度センサを備えた湿度計測部３０１の出力電圧と湿度との関係を示している。なお、図４に示すように、電圧検出部４１２は湿度センサ４０１と抵抗素子４０２とで分圧された電位を計測しているため、湿度センサ４０１の抵抗値が小さくなると検出電位が大きくなり、湿度センサ４０１の抵抗値が大きくなると検出電位が小さくなる。なお、この例では、雰囲気温度は２０℃である。

図７から理解できるように、測定対象雰囲気の温度及び湿度が同一であっても、湿度センサ４０１の個体差によって、湿度計測部３０１の出力電圧が大きく異なることになる。例えば、湿度５５％（温度２０℃）であっても、実線７１では出力電圧値が２．０Ｖであるのに対し、実線７２では２．４Ｖ、実線７３では１．４Ｖになる。

ここでは、個体差データ保持部３０４には、単一の計測対象雰囲気において複合機１００に搭載する湿度計測部３０１を使用して取得された、当該湿度計測部３０１が備える湿度センサ４０１の抵抗値に対応する電圧値を格納している。例えば、単一の計測対象雰囲気が温度２０℃、湿度５５％であり、この湿度センサ４０１を搭載した湿度計測部３０１の出力電圧が２．４Ｖ（実線７２に相当）であるとすると、標準品を搭載した湿度計測部３０１の出力電圧２．０Ｖとの差である０．４Ｖ（すなわち、この湿度センサ４０１は、標準品よりも０．４Ｖ出力電圧が高くなるという個体差情報）が個体差データ保持部３０４に格納される。なお、複合機１００に搭載される湿度センサが図７の実線７３に相当する特性を有している場合（温度２０℃、湿度５５％において出力電圧１．４Ｖ）、個体差データ保持部３０４には、１．４−２．０＝−０．６Ｖが格納されることになる。

湿度演算部３０５は、湿度計測時に複合機１００に搭載された湿度計測部３０１が取得した電圧値、当該湿度計測時に温度計測部３０２が計測した温度及び基準データ保持部３０３に保持された対応関係と、個体差データ保持部３０４に保持された湿度計測部３０１が備える湿度センサ４０１の抵抗値の個体差情報とに基づいて、計測対象雰囲気の湿度を算出する。

上述のように、個体差データ保持部３０４に、個体差情報として０．４Ｖが格納されている場合、例えば、複合機１００に搭載した湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖ、温度計測部３０２の計測温度が２０℃であるとすると、湿度演算部３０５は、当該１．５Ｖに個体差データ保持部３０４に格納された値を減算した補正出力電圧１．１Ｖで湿度を求める。すなわち、図６に示す図における温度２０℃に対応する特性線において１．１Ｖの出力電圧に対応する湿度を求める。この場合、湿度は４４％になる。一方、個体差情報を使用することなく、湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖで湿度を求めた場合、湿度は４９％になる。実際、この例の湿度センサ４０１は、図７に示す実線７２の特性を有しているので、当該特性において湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖで湿度を求めると４３％である。したがって、個体差情報を使用することにより、標準品の特性データから誤差のより小さい湿度を求めることが可能になっている。

また、個体差データ保持部３０４に、個体差情報として−０．６Ｖが格納されている場合、例えば、複合機１００に搭載した湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖ、温度計測部３０２の計測温度が２０℃であるとすると、湿度演算部３０５は、当該１．５Ｖに個体差データ保持部３０４に格納された値を減算した補正出力電圧２．１Ｖで湿度を求める。すなわち、図６に示す図において、温度２０℃に対応する特性線において２．１Ｖの出力電圧に対応する湿度を求める。この場合、湿度は５７％になる。一方、個体差情報を使用することなく、湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖで湿度を求めた場合、湿度は４９％になる。実際、この例の湿度センサ４０１は、図７に示す実線７３の特性を有しているので、当該特性において湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖで湿度を求めると５６％である。したがって、個体差情報を使用することにより、標準品の特性データから誤差のより小さい湿度を求めることが可能になっている。

なお、上述の例の場合、個体差データ保持部３０４に保持された個体差情報は、異なる雰囲気温度について取得された出力電圧に対しても一様に減算されることになる。以下、雰囲気温度が１０℃の場合と４０℃の場合について、個体差データ保持部３０４に保持された個体差情報を使用した湿度の算出について説明する。

図８及び図９は、雰囲気温度が１０℃の場合と４０℃の場合とにおける温度センサの個体差を示す図である。図８及び図９では、図７と同様に、横軸が湿度に対応し、縦軸が湿度計測部３０１の出力電圧に対応する。図８及び図９において、中央の実線８１、９１が、素子ばらつき範囲において、標準的な特性を有する湿度センサを備えた上述の湿度計測部３０１（図７に示す実線７１に対応する湿度計測部３０１）の出力電圧と湿度との関係を示している。上方の実線８２、９２が、素子ばらつき範囲において、最小に近い抵抗値を有する湿度センサを備えた上述の湿度計測部３０１（図７に示す実線７２に対応する湿度計測部３０１）の出力電圧と湿度との関係を示している。下方の実線８３、９３が、素子ばらつき範囲において、最大に近い抵抗値を有する湿度センサを備えた上述の湿度計測部３０１（図７に示す実線７３に対応する湿度計測部３０１）の出力電圧と湿度との関係を示している。

上述のように、個体差データ保持部３０４に、個体差情報として０．４Ｖ（標準品よりも０．４Ｖ出力電圧が高くなるという個体差情報）が格納されている場合、例えば、複合機１００に搭載した湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖ、温度計測部３０２の計測温度が１０℃であるとすると、湿度演算部３０５は、上述の補正出力電圧１．１Ｖで湿度を求める。すなわち、図６に示す図における温度１０℃に対応する特性線において１．１Ｖの出力電圧に対応する湿度を求める。この場合、湿度は４９％になる。一方、個体差情報を使用することなく、温度１０℃に対応する特性線において湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖで湿度を求めた場合、湿度は５４％になる。実際、この例の湿度センサ４０１は、雰囲気温度１０℃において、図８に示す実線８２の特性を有しているので、当該特性において湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖで湿度を求めると４７％である。

同様に、例えば、当該湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖ、温度計測部３０２の計測温度が４０℃であるとすると、湿度演算部３０５は、図６に示す図における温度４０℃に対応する特性線において１．１Ｖの出力電圧に対応する湿度を求める。この場合、湿度は３７％になる。一方、個体差情報を使用することなく、温度４０℃に対応する特性線において湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖで湿度を求めた場合、湿度は４１％になる。実際、この例の湿度センサ４０１は、雰囲気温度４０℃において、図９に示す実線９２の特性を有しているので、当該特性において湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖで湿度を求めると３２％である。

また、上述のように、個体差データ保持部３０４に、個体差情報として−０．６Ｖ（標準品よりも０．６Ｖ出力電圧が低くなるという個体差情報）が格納されている場合、例えば、複合機１００に搭載した湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖ、温度計測部３０２の計測温度が１０℃であるとすると、湿度演算部３０５は、当該１．５Ｖに個体差データ保持部３０４に格納された値を減算した補正出力電圧２．１Ｖで湿度を求める。すなわち、図６に示す図における温度１０℃に対応する特性線において２．１Ｖの出力電圧に対応する湿度を求める。この場合、湿度は６１％になる。一方、個体差情報を使用することなく、温度１０℃に対応する特性線において湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖで湿度を求めた場合、湿度は５４％になる。実際、この例の湿度センサ４０１は、雰囲気温度１０℃において、図８に示す実線８３の特性を有しているので、当該特性において湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖで湿度を求めると６１％である。

同様に、例えば、当該湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖ、温度計測部３０２の計測温度が４０℃であるとすると、湿度演算部３０５は、図６に示す図における温度４０℃に対応する特性線において２．１Ｖの出力電圧に対応する湿度を求める。この場合、湿度は４８％になる。一方、個体差情報を使用することなく、温度４０℃に対応する特性線において湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖで湿度を求めた場合、湿度は４１％になる。実際、この例の湿度センサ４０１は、雰囲気温度４０℃において、図９に示す実線９３の特性を有しているので、当該特性において湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖで湿度を求めると４９％である。

以上のように、個体差情報を使用することにより、個体差情報を取得した雰囲気温度と異なる雰囲気温度においても、標準品の特性データから誤差のより小さい湿度を求めることが可能になっている。

図１０は、複合機１００（湿度演算部３０５）が実施する湿度計測手順の一例を示すフロー図である。なお、当該手順は、例えば、複合機１００において画像形成指示が入力されたこと、あるいは、所定の時間間隔の経過をトリガとして開始される。

当該手順が開始すると、湿度演算部３０５が湿度計測部３０１の出力電圧を取得する。また、このとき、湿度演算部３０５は、温度計測部３０２が計測した温度を取得する（ステップＳ１００１）。

温度及び出力電圧を取得した湿度演算部３０５は、個体差データ保持部３０４に個体差情報が格納されているか否かを確認する（ステップＳ１００２）。個体差情報が格納されている場合、湿度演算部３０５は、当該個体差情報を個体差データ保持部３０４から読み出して上述の出力電圧を補正する演算を行う（ステップＳ１００２Ｙｅｓ、Ｓ１００３）。

補正演算を完了した湿度演算部３０５は、温度計測部３０２から取得した温度及び演算した出力電圧に基づいて、基準データ格納部３０３に格納されているテーブルを参照し、当該出力電圧に対応する湿度を求める（ステップＳ１００４）。

一方、個体差情報が格納されていない場合、湿度演算部３０５は、温度計測部３０２から取得した温度及び湿度計測部３０１から取得した出力電圧に基づいて、基準データ格納部３０３に格納されているテーブルを参照し、当該出力電圧に対応する湿度を求める（ステップＳ１００２Ｎｏ、Ｓ１００４）。

以上のように、この複合機１００では、単一の既知温度、既知湿度において取得した個体差情報を利用するという極めて簡便な構成により、従来に比べて、湿度センサの個体差に起因する計測誤差を低減することができる。

ところで、個体差情報は、湿度が異なる複数の同一温度の計測対象雰囲気においてそれぞれ取得されてもよい。

例えば、異なる湿度が７０％と４０％であり、それぞれの温度が２０℃である場合、湿度計測部３０１の出力電圧がそれぞれ３．１Ｖ、１．３Ｖ（図７の実線７２に相当）であるとする。標準品を搭載した湿度計測部３０１のそれぞれの湿度における出力電圧は２．８Ｖ、０．８Ｖであるので、出力電圧が３．１Ｖ（湿度７０％）における電圧差はΔＶ（３．１）＝３．１−２．８＝０．３Ｖ、出力電圧が１．３Ｖ（湿度４０％）における電位差はΔＶ（１．３）＝１．３−０．８＝０．５Ｖとなる。この場合、ΔＶ（３．１）＝０．３Ｖ、ΔＶ（１．３）＝０．５Ｖが個体差データ保持部３０４に格納される。

この場合、例えば、複合機１００に搭載した湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖ、温度計測部３０２の計測温度が２０℃であるとすると、湿度演算部３０５は、まず、個体差データ保持部３０４に格納されたΔＶ（３．１）、ΔＶ（１．３）から算出される、出力電圧１Ｖあたりの電圧差の変化率Δと、出力電圧の値が１．５Ｖにより近い、出力電圧１．３Ｖのときの電圧差ΔＶ（１．３）とを使用して、出力電圧の補正量Ｃを算出する。すなわち、Ｃ＝ΔＶ（１．３）＋（１．５−１．３）×Δ＝０．５＋０．２×｛（０．３−０．５）／（３．１−１．３）｝＝０．５−０．０２２＝０．４７８となる。そして、湿度演算部３０５は、湿度計測部３０１の出力電圧から当該補正量を減算した補正出力電圧１．０２２Ｖで湿度を求める。すなわち、図６に示す図において、温度２０℃に対応する特性線において１．０２２Ｖの出力電圧に対応する湿度を求める。この場合、湿度は４３％になる。実際、この例の湿度センサ４０１は、図７に示す実線７２の特性を有しているので、当該特性において湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖで湿度を求めると４３％である。一方、個体差情報を使用することなく、湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖで湿度を求めた場合、上述のとおり湿度は４９％である。したがって、個体差情報を使用することにより、標準品の特性データから誤差のより小さい湿度を求めることが可能になる。

なお、この事例では、個体差データ保持部３０４に保持された個体差情報は、異なる雰囲気温度について取得された出力電圧に対しても同様にして算出された補正量Ｃが減算される。例えば、複合機１００に搭載した湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖ、温度計測部３０２の計測温度が１０℃であるとすると、湿度演算部３０５は、湿度計測部３０１の出力電圧から上述の補正量を減算した補正出力電圧１．０２２Ｖで湿度を求める。すなわち、図６に示す図における温度１０℃に対応する特性線において１．０２２Ｖの出力電圧に対応する湿度を求める。この場合、湿度は４８％になる。実際、この例の湿度センサ４０１は、雰囲気温度１０℃において、図８に示す実線８２の特性を有しているので、当該特性において湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖで湿度を求めると４７％である。一方、個体差情報を使用することなく、湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖで湿度を求めた場合、上述のとおり湿度は５４％になる。同様に、例えば、当該湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖ、温度計測部３０２の計測温度が４０℃であるとすると、湿度演算部３０５は、図６に示す図における温度４０℃に対応する特性線において１．０２２Ｖの出力電圧に対応する湿度を求める。この場合、湿度は３５％になる。実際、この例の湿度センサ４０１は、雰囲気温度４０℃において、図９に示す実線９２の特性を有しているので、当該特性において湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖで湿度を求めると３２％である。一方、個体差情報を使用することなく、湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖで湿度を求めた場合、上述のとおり湿度は４１％になる。したがって、個体差情報を取得した雰囲気温度と異なる雰囲気温度においても、標準品の特性データから誤差のより小さい湿度を求めることが可能になる。

当該事例において、複合機１００に搭載される湿度センサが図７の実線７３に相当する特性を有している場合（温度２０℃、湿度７０％において出力電圧２．６Ｖ、温度２０℃、湿度４０％において出力電圧０．３Ｖ）は、個体差データ保持部３０４には、ΔＶ（２．６）＝２．６−２．９＝−０．３Ｖ、ΔＶ（０．３）＝０．３−０．８＝−０．５Ｖが格納されることになる。この場合、例えば、複合機１００に搭載した湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖ、温度計測部３０２の計測温度が２０℃であるとすると、湿度演算部３０５は、まず、ΔＶ（２．６）、ΔＶ（０．３）とこれらから算出される出力電圧１Ｖあたりの電圧差の変化率Δと、出力電圧の値が１．５Ｖにより近い、出力電圧２．６Ｖのときの電圧差ΔＶ（２．６）とを使用して、出力電圧の補正量Ｃを算出する。すなわち、Ｃ＝ΔＶ（２．６）＋（１．５−２．６）×Δ＝−０．３−１．１×｛（−０．３−（−０．５）／（２．６−０．３）｝＝−０．３−０．０９６＝−０．３９６となる。そして、湿度演算部３０５は、湿度計測部３０１の出力電圧から当該補正量を減算した補正出力電圧１．８９６Ｖで湿度を求める。すなわち、図６に示す図において、温度２０℃に対応する特性線において１．８９６Ｖの出力電圧に対応する湿度を求める。この場合、湿度は５４％になる。実際、この例の湿度センサ４０１は、図７に示す実線７３の特性を有しているので、当該特性において湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖで湿度を求めると５６％である。一方、個体差情報を使用することなく、湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖで湿度を求めた場合、上述のとおり湿度は４９％である。したがって、個体差情報を使用することにより、標準品の特性データから誤差のより小さい湿度を求めることが可能になる。

また、例えば、当該湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖ、温度計測部３０２の計測温度が１０℃であるとすると、湿度演算部３０５は、湿度計測部３０１の出力電圧から上述の補正量を減算した補正出力電圧１．８９６Ｖで湿度を求める。すなわち、図６に示す図における温度１０℃に対応する特性線において１．８９６Ｖの出力電圧に対応する湿度を求める。この場合、湿度は５８％になる。実際、この例の湿度センサ４０１は、雰囲気温度１０℃において、図８に示す実線８３の特性を有しているので、当該特性において湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖで湿度を求めると６１％である。一方、個体差情報を使用することなく、湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖで湿度を求めた場合、上述のとおり湿度は５４％である。同様に、例えば、当該湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖ、温度計測部３０２の計測温度が４０℃であるとすると、湿度演算部３０５は、図６に示す図における温度４０℃に対応する特性線において１．８９６Ｖの出力電圧に対応する湿度を求める。この場合、湿度は４５％になる。実際、この例の湿度センサ４０１は、雰囲気温度４０℃において、図９に示す実線９３の特性を有しているので、当該特性において湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖで湿度を求めると４９％である。一方、個体差情報を使用することなく、湿度計測部３０１の出力電圧が１．５Ｖで湿度を求めた場合、上述のとおり湿度は４１％である。したがって、個体差情報を取得した雰囲気温度と異なる雰囲気温度においても、標準品の特性データから誤差のより小さい湿度を求めることが可能になる。

このように、湿度が異なる複数の同一温度の計測対象雰囲気においてそれぞれ取得した個体差情報とその変化率を使用することで、高湿度側に向かうにしたがって、個体差に起因する出力電圧のばらつき（電圧差）が次第に小さくなるという状態（図７参照）を反映することが可能になる。なお、ここでは、異なる湿度を２条件としたが、条件数を増やすことで、より精度を向上させることが可能になる。

以上のように、湿度が異なる複数の同一温度の計測対象雰囲気においてそれぞれ取得した個体差情報とその変化率を使用する事例では、同一の雰囲気温度において取得した数点の個体差情報を利用するという比較的簡便な構成により、従来に比べて、湿度センサの個体差に起因する計測誤差を低減することができる。

以上説明したように、本発明によれば、１点又は数点の実測した個体差情報を使用するという比較的簡便な構成で、湿度センサの個体差に起因する計測誤差を従来に比べて低減した湿度計測が可能になる。この構成では、各画像形成装置に格納される、湿度センサの温度依存性データは共通であるため、極めて合理的である。

なお、上述した実施形態は本発明の技術的範囲を制限するものではなく、既に記載したもの以外でも、本発明の範囲内で種々の変形や応用が可能である。例えば、上述の実施形態では、特に好ましい形態として、個体差情報を単一の温度で取得する構成としたが、複数の温度（例えば、基準データ保持部３０３が保持するテーブルごと）においてそれぞれ取得してもよい。

また、上述の実施形態では、デジタル複合機として本発明を具体化したが、デジタル複合機に限らず、プリンタ、複写機等の任意の画像形成装置に本発明を適用することも可能である。

本発明によれば、比較的簡便な構成で、湿度センサの個体差に起因する計測誤差を低減することができ、画像形成装置及び湿度計測方法として有用である。

１００複合機（画像形成装置）
３０１湿度計測部
３０２温度計測部
３０３基準データ保持部
３０４個体差データ保持部
３０５湿度演算部
３１１電圧印加部
３１２電圧検知部
４０１湿度センサ
４１１電圧印加部
４１２電圧検出部

Claims

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交番電圧を印加する手段とを備え、前記湿度センサの抵抗値に対応する電圧値を取得する湿度計測部と、
前記湿度計測部の周囲の雰囲気温度を計測する温度計測部と、
予め他の湿度センサについて求められた、当該他の湿度センサの前記抵抗値に対応する電圧値、計測対象雰囲気の湿度及び計測対象雰囲気の温度の対応関係を保持する基準データ保持部と、
湿度が異なる複数の同一の特定の温度の雰囲気において取得された前記湿度センサの抵抗値に対応する電圧値である、前記湿度センサの抵抗値の個体差を示す情報を保持する個体差データ保持部と、
前記基準データ保持部に保持された前記対応関係と、前記個体差データ保持部に保持された前記湿度センサの抵抗値の個体差を示す情報に基づいて、前記特定の温度における補正出力値を算出し、当該補正出力値を湿度測定時の温度における湿度計測部が取得した電圧値に対応する補正出力値として算出する湿度演算部と、
を備え、前記個体差は、高湿度側に向かうにしたがって小さくなる画像形成装置。
前記他の湿度センサが、素子ばらつきの範囲内において、標準的な特性を有する素子である、請求項１記載の画像形成装置。
既知の温度及び既知の湿度である計測対象雰囲気において、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交番電圧を印加する手段とを備え、前記湿度センサの抵抗値に対応する電圧値を取得する湿度計測部により、前記湿度センサの抵抗値の個体差を示す情報を取得するステップと、
計測対象雰囲気において、前記湿度計測部により前記湿度センサの抵抗値に対応する電圧値を取得するステップと、
前記計測対象雰囲気において前記湿度計測部の周囲の雰囲気温度を取得するステップと、
前記湿度計測部により取得された電圧値と、当該計測時に取得された前記雰囲気温度と、他の湿度センサについて求められた当該他の湿度センサの抵抗値に対応する電圧値、計測対象雰囲気の湿度及び計測対象雰囲気の温度の対応関係を示す、予め取得された情報と、前記湿度センサの複数の異なる湿度に対応する特定の温度における抵抗値と前記他の湿度センサとの個体差を示す情報とに基づいて、前記特定温度での前記湿度センサの出力電圧値に対応する補正出力値を算出し、当該補正出力値を測定対象雰囲気の温度における補正出力値として、計測対象雰囲気の湿度を算出するステップと、
を有するし、前記個体差は、高湿度側に向かうにしたがって小さくなる湿度計測方法。
前記個体差を示す情報を取得するステップにおいて、個体差情報がないときは、湿度演算部が、温度計測部から取得した温度および湿度計測部から取得した出力電圧に基づいて基準データ格納部に格納されているテーブルを参照して湿度を求める請求項３に記載の湿度計測方法。