センサ装置、画像形成装置
【課題】複数の抵抗変化型センサを備える装置において、入力端子の増加を抑制すること。
【解決手段】プリンタ１０では、第１出力端子ＰＯ１と第２出力端子ＰＯ２の間に直列に接続されるＴＨＭａ５６とＴＨＭｂ５８に対し、第１出力端子ＰＯ１と第２出力端子ＰＯ２から、共に、時間に対して電源電圧Ｖｃｃと接地電圧ＧＮＤが切り換わり、位相が反転した第１交流信号ＡＣ１と第２交流信号ＡＣ２を印加する。第１電圧検出回路７４は、第１入力端子ＰＩ１に入力される中間点ＳＰ１の電圧を測定しており、第１交流信号ＡＣ１が電源電圧Ｖｃｃを印加する際に検出された検出電圧と、第１交流信号ＡＣ１が接地電圧ＧＮＤを印加する際に検出された検出電圧と、に基づいてＴＨＭａ５６とＴＨＭｂ５８の抵抗値を算出する。
【解決手段】プリンタ１０では、第１出力端子ＰＯ１と第２出力端子ＰＯ２の間に直列に接続されるＴＨＭａ５６とＴＨＭｂ５８に対し、第１出力端子ＰＯ１と第２出力端子ＰＯ２から、共に、時間に対して電源電圧Ｖｃｃと接地電圧ＧＮＤが切り換わり、位相が反転した第１交流信号ＡＣ１と第２交流信号ＡＣ２を印加する。第１電圧検出回路７４は、第１入力端子ＰＩ１に入力される中間点ＳＰ１の電圧を測定しており、第１交流信号ＡＣ１が電源電圧Ｖｃｃを印加する際に検出された検出電圧と、第１交流信号ＡＣ１が接地電圧ＧＮＤを印加する際に検出された検出電圧と、に基づいてＴＨＭａ５６とＴＨＭｂ５８の抵抗値を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗変化型センサを備える装置に用いられる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、温度センサや湿度センサなどのセンサを備える画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１）。このような装置では、センサを用いて検出した温度や湿度などの各種情報を用いて装置の制御を行う。温度センサや湿度センサなどでは、比較的安価な抵抗変化型センサが用いられることが多い。抵抗変化型センサは、第１端子と第２端子の一組の端子を備えており、各種情報に基づいて端子間の抵抗値が変化する。そのため、端子間の抵抗値を測定することで当該情報を測定することができる。抵抗変化型センサの抵抗値を測定する際には、抵抗変化型センサと他の抵抗素子を直列に接続した直列回路に電圧を印加し、抵抗分圧された抵抗変化型センサの電圧を検出し、検出された電圧値から抵抗値を算出する。このような装置では、制御に温度や湿度などの複数の情報が必要とされる場合があり、それらの複数の所定情報を測定するための複数の抵抗変化型センサを備える装置が知られている。従来技術には、複数の抵抗変化型センサを備える装置において、各抵抗変化型センサの電圧を個別の入力端子を用いて検出する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１８０５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術では、抵抗変化型センサの抵抗値を測定するために、抵抗変化型センサの数と同数の入力端子が必要とされていた。そのため、装置に含まれる抵抗変化型センサが増加すると、入力端子も同一の数だけ増加させなければならず、入力端子が多く必要となる問題が生じていた。
【０００５】
本発明は、複数の抵抗変化型センサを備える装置において、入力端子の増加を抑制する技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書によって開示されるセンサ装置は、少なくとも２つの抵抗変化型センサと１つの固定抵抗の３つの素子を備えるセンサ装置であって、時間に対して第１電圧と第２電圧とが切り替わる第１交流信号を印加する第１印加回路と、時間に対して前記第１電圧と前記第２電圧とが切り替わる第２交流信号を印加する第２印加回路と、第１入力端子に入力された電圧を検出する第１電圧検出部と、制御部と、を備え、前記３つの素子のうち、いずれか１つの素子の第１端子に前記第１交流信号が印加され、前記３つの素子のうち、前記１つの素子と異なる素子のいずれか一方の素子の第１端子に前記第２交流信号が印加され、前記３つの素子のうち、残りの素子の第１端子に基準電圧が印加され、前記３つの素子の第２端子はお互いに接続されて前記第１入力端子に接続され、前記制御部は、前記第１交流信号が前記第１電圧となり、前記第２交流信号が前記第２電圧となる際に前記第１電圧検出部によって検出された第１検出電圧と、前記第１交流信号が前記第２電圧となり、前記第２交流信号が前記第１電圧となる際に前記第１電圧検出部によって検出された第２検出電圧とを用いて、前記２つの抵抗変化型センサの抵抗値を算出する、
【０００７】
また、上記のセンサ装置では、前記２つの抵抗変化型センサの１つは、交流信号を印加して使用する交流駆動センサである構成としても良い。
【０００８】
また、上記のセンサ装置では、更に、第３の抵抗変化型センサと第２の固定抵抗と、第２入力端子に入力された電圧を検出する第２電圧検出部と、を備え、前記第３の抵抗変化型センサの第１端子には、前記第１交流信号が印加され、前記第２の固定抵抗の第１端子には、前記第２交流信号が印加され、前記第３の抵抗変化型センサの第２端子と前記第２の固定抵抗の第２端子はお互いに接続されて前記第２入力端子に接続され、前記制御部は、前記第１交流信号が前記第１電圧となり、前記第２交流信号が前記第２電圧となる際に前記第２電圧検出部によって検出された第３検出電圧と、前記第１交流信号が前記第２電圧となり、前記第２交流信号が前記第１電圧となる際に前記第２電圧検出部によって検出された第４検出電圧との少なくとも一方の検出電圧を用いて、前記第３の抵抗変化型センサの抵抗値を算出する構成としても良い。
【０００９】
また、上記のセンサ装置では、前記第３の抵抗変化型センサは、交流信号を印加して使用する交流駆動センサである構成としても良い。
【００１０】
また、上記のセンサ装置では、前記交流駆動センサは湿度センサであっても良い。
【００１１】
また、上記の画像読取装置では、前記抵抗変化型センサの少なくとも１つはサーミスタであっても良い。
【００１２】
なお、この発明は、制御装置、制御方法、画像形成装置、画像形成方法、これらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本明細書によって開示されるセンサ装置では、第１電圧検出部が第１入力端子を用いて異なるタイミングで検出した検出電圧に基づいて、２つの抵抗変化型センサの抵抗値を算出する。このセンサ装置によれば、２つの抵抗変化型センサの抵抗値を算出するのに、１つの入力端子を有していれば良く、２つの入力端子を必要としない。そのため、従来技術に比べて、入力端子の増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】プリンタの断面図
【図２】第１実施形態におけるプリンタの電気的構成を概略的に示すブロック図
【図３】交流信号のタイムチャートと抵抗値を検出するタイミングを示す図
【図４】第１タイミングにおける等価回路
【図５】第２タイミングにおける等価回路
【図６】第２実施形態におけるプリンタの電気的構成を概略的に示すブロック図
【図７】その他の実施形態におけるプリンタの電気的構成を概略的に示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施形態１＞
実施形態１を、図１ないし図５を用いて説明する。
【００１６】
１．プリンタの全体構成
図１は、本実施形態のプリンタ１０の概略構成を示す側断面図である。プリンタ１０は、画像形成装置の一例である。図１に示すように、プリンタ１０は、４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナーを用いてカラー画像を形成する直接転写タンデム方式のカラーレーザプリンタであり、ケーシング１２内に構成されている。
【００１７】
ケーシング１２の内底部には供給トレイ１４が設けられており、供給トレイ１４に、用紙等のシート材１６が積載されている。供給トレイ１４は、ケーシング１２に対して開閉可能に構成されている。シート材１６は、ユーザによって供給トレイ１４に供給され、ケーシング１２内に格納されると、押圧板１８によってピックアップローラ２０に押圧される。シート材１６は、ピックアップローラ２０の回転によって、搬送ローラ２２及びレジストローラ２４に搬送される。シート材１６は、レジストローラ２４によって斜行補正が行われた後に、画像形成部３０へと搬送される。
【００１８】
画像形成部３０は、一対の支持ローラ３２、３４と、ベルト３６と、複数の転写ローラ３７を含んで構成されている。ベルト３６は、支持ローラ３２、３４の間に架設されており、リング状をしている。転写ローラ３７は、リング状のベルト３６内部に等間隔に配置されている。支持ローラ３２、３４はそれぞれ図示されていないモータによって反時計回りに回転し、それに伴ってベルト３６が移動する。
【００１９】
ベルト３６の上側には、画像形成ユニット４０が設けられている。画像形成ユニット４０は、スキャナ部４２とプロセス部４４を含んで構成されている。プロセス部４４は、４色のトナーに対応した４つの感光ドラム４８と、現像カートリッジ４６、帯電器５０等を含んで構成されている。帯電器５０は、感光ドラム４８の表面を一様に正帯電させる。現像カートリッジ４６内にはトナーが充填されているとともに、現像ローラ４７が設けられており、高圧電源８０（図２参照）から現像カートリッジ４６の現像ローラ４７に現像バイアスが印加されて、現像カートリッジ４６のトナーが感光ドラム４８に供給される。
【００２０】
スキャナ部４２は、プロセス部４４の４つの感光ドラム４８の上部に配置されている。スキャナ部４２は、後述する中央処理装置（図２参照、以下、ＣＰＵ）６２によってＲＡＭ６６から送られる各色画像データに基づき、プロセス部４４の感光ドラム４８にレーザ光Ｌを照射する。これによって、感光ドラム４８の表面に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。そして、高圧電源８０から現像カートリッジ４６の現像ローラ４７に現像バイアスが印加され、この静電潜像に現像カートリッジ４６のトナーが供給されることで、感光ドラム４８の表面にトナー像が形成される。
【００２１】
感光ドラム４８の表面に形成されたトナー像がベルト３６との転写位置を通過する際、高圧電源８０から転写ローラ３７に転写バイアスが印加され、ベルト３６を介して転写ローラ３７に対向配置された感光ドラム４８上のトナー像が、シート材１６上に転写される。この結果、シート材１６上に画像が形成される。ベルト３６の移動に伴って、シート材１６には各色の画像が連続して形成される。シート材１６上に形成された画像は、定着器５２に送られて定着され、搬送ローラ２６によりシート材１６がケーシング１２の上部に設けられた排紙トレイ３８へと搬送される。
【００２２】
ケーシング１２内には、ケーシング１２に設けられたスリット１２Ａに対応する位置に、プリンタ１０外部の空気である外気の湿度を測定する外気湿度センサ（以後、ＨＵＭ）５４と、外気の温度を測定する外気サーミスタ（以後、ＴＨＭａ）５６が設けられている。また、ケーシング１２の内部の定着器５２近傍には、プリンタ１０内部の空気の温度を測定する機内サーミスタ（以後、ＴＨＭｂ）５８が設けられている。これらのセンサ５４〜５８は、湿度又は温度に基づいて各センサが有する一対の端子間の抵抗値が変化する抵抗変化型センサである。ＣＰＵ６２は、これらセンサ５４〜５８の測定結果に基づいて転写部に印加する転写バイアスを決定する。
【００２３】
２．プリンタの電気的構成
図２は、プリンタ１０の電気的構成を概略的に示すブロック図である。図２に示すように、プリンタ１０は、プリンタ１０の各部を制御するＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）６０を含む。ＡＳＩＣ６０には、外部から電源電圧Ｖｃｃ及び接地電圧ＧＮＤが印加されている。ＡＳＩＣ６０は、中央処理装置（以下、ＣＰＵ）６２、ＲＯＭ６４、ＲＡＭ６６、駆動回路６８、第１印加回路７２、第２印加回路７８、第１電圧検出回路７４、第２電圧検出回路７６を備え、これらにバス７０を介して、スキャナ部４２、高圧電源８０などが接続されている。ＣＰＵ２０は、制御部の一例である。
【００２４】
ＲＯＭ６４には、プリンタ１０の動作を制御するための各種のプログラムが記憶されており、ＣＰＵ６２は、ＲＯＭ６４から読み出したプログラムに従って各部の制御を行う。駆動回路６８は、モータ（不図示）に接続されており、ＣＰＵ６２からの命令に基づいてパルス信号をモータに送信する。モータは、駆動回路６８からのパルス信号によって駆動し、モータが駆動すると、各種ローラが回転し、ケーシング１２の内をシート材１６が搬送される。
【００２５】
第１印加回路７２は、ＣＰＵ６２からの命令に基づいて第１出力端子ＰＯ１から第１交流信号ＡＣ１を印加し、第２印加回路７８は、ＣＰＵ６２からの命令に基づいて第２出力端子ＰＯ２から第２交流信号ＡＣ２を印加する。図３に示すように、第１交流信号ＡＣ１と第２交流信号ＡＣ２は、共に、時間に対して電源電圧Ｖｃｃと接地電圧ＧＮＤが切り換わる信号であり、第１交流信号ＡＣ１と第２交流信号ＡＣ２は、位相が反転している。つまり、第１交流信号ＡＣ１が電源電圧Ｖｃｃとなる場合に、第２交流信号ＡＣ２が接地電圧ＧＮＤとなり、第１交流信号ＡＣ１が接地電圧ＧＮＤとなる場合に、第２交流信号ＡＣ２が電源電圧Ｖｃｃとなる。電源電圧Ｖｃｃは、第１電圧の一例であり、接地電圧ＧＮＤは、第２電圧の一例である。
【００２６】
第１出力端子ＰＯ１と第２出力端子ＰＯ２の間に、ＴＨＭａ５６とＴＨＭｂ５８が直列に接続され、ＴＨＭａ５６とＴＨＭｂ５８の中間点ＳＰ１と接地電圧ＧＮＤの間に固定抵抗Ｒ１が接続されている。つまり、ＴＨＭａ５６の一方の端子は、第１出力端子ＰＯ１に接続され、第１交流信号ＡＣ１が印加されている。また、ＴＨＭｂ５８の一方の端子は、第２出力端子ＰＯ２に接続され、第２交流信号ＡＣ２が印加されている。また、固定抵抗Ｒ１の一方の端子には、接地電圧ＧＮＤが印加されている。ＴＨＭａ５６とＴＨＭｂ５８と固定抵抗Ｒ１の他方の端子は、中間点ＳＰ１においてお互いに接続されている。本実施形態において、ＴＨＭａ５６とＴＨＭｂ５８は、２つの抵抗変化型センサの一例であり、固定抵抗Ｒ１は、１つの固定抵抗の一例である。ＴＨＭａ５６とＴＨＭｂ５８と固定抵抗Ｒ１は、３つの素子の一例である。
【００２７】
また、第１出力端子ＰＯ１と第２出力端子ＰＯ２の間に、ＨＵＭ５４と固定抵抗Ｒ２が直列に接続されている。つまり、ＨＵＭ５４の一方の端子は、第１出力端子ＰＯ１に接続され、第１交流信号ＡＣ１が印加されている。また、固定抵抗Ｒ２の一方の端子は、第２出力端子ＰＯ２に接続され、第２交流信号ＡＣ２が印加されている。ＨＵＭ５４と固定抵抗Ｒ２の他方の端子は、中間点ＳＰ２においてお互いに接続されている。本実施形態において、ＨＵＭ５４は、第３の抵抗変化型センサの一例であり、固定抵抗Ｒ２は、第２の固定抵抗の一例である。
【００２８】
ＨＵＭ５４では、一方の端子から第１交流信号ＡＣ１が印加され、固定抵抗Ｒ２を介して他方の端子から第２交流信号ＡＣ２が印加され、ＨＵＭ５４の一対の端子間に印加される電圧の向きが所定時間毎に切り替わる。ＨＵＭ５４など、抵抗変化型センサの湿度センサでは、高分子膜の抵抗値を用いて湿度を測定している。高分子膜は、比較的誘電率が高いことから、電圧の印加向きを一定とすると、高分子膜内において分極が生じ、抵抗値を精度良く測定することができない。つまり、湿度センサは、交流信号を印加して使用する交流駆動センサの一例である。本実施形態では、ＨＵＭ５４に交流信号ＡＣ１、ＡＣ２を印加して抵抗値を測定することから、ＨＵＭ５４を用いて外気の湿度を精度良く測定することができる。
【００２９】
第１電圧検出回路７４は、ＣＰＵ６２からの命令に基づいて第１入力端子ＰＩ１に入力された電圧を検出する。また、第２電圧検出回路７６は、ＣＰＵ６２からの命令に基づいて第２入力端子ＰＩ２に入力された電圧を検出する。本実施形態では、第１入力端子ＰＩ１は、中間点ＳＰ１に接続され、第２入力端子ＰＩ２は、中間点ＳＰ２に接続されている。そのため、第１電圧検出回路７４は、第１入力端子ＰＩ１を介して中間点ＳＰ１の電圧を検出し、第２電圧検出回路７６は、第２入力端子ＰＩ２を介して中間点ＳＰ２の電圧を検出する。
【００３０】
３．抵抗値測定処理
次に、図３を参照して、電圧検出回路７４、７６を用いてＴＨＭａ５６、ＴＨＭｂ５８、及びＨＵＭ５４の抵抗値を測定する処理について説明する。
【００３１】
ＣＰＵ６２は、第１交流信号ＡＣ１が電源電圧Ｖｃｃに変化し、第２交流信号ＡＣ２が接地電圧ＧＮＤに変化すると、当該電圧が変化してから所定時間ΔＴ後の第１タイミングＴ１に各入力端子ＰＩ１、ＰＩ２に入力される電圧を検出する。第１電圧検出回路７４は、第１タイミングＴ１において、第１入力端子ＰＩ１に入力される第１検出電圧Ｖ１を検出し、第２電圧検出回路７６は、第１タイミングＴ１において、第２入力端子ＰＩ２に入力される第３検出電圧Ｖ３を検出し、検出したこれらの検出電圧Ｖ１、Ｖ３をＲＡＭ６６に記憶する。
【００３２】
図４に、第１タイミングＴ１におけるＴＨＭａ５６、ＴＨＭｂ５８及び固定抵抗Ｒ１の等価回路を示す。第１タイミングＴ１において、ＴＨＭｂ５８と固定抵抗Ｒ１の一方の端子には、共に接地電圧ＧＮＤが印加されることから、第１検出電圧Ｖ１は、ＴＨＭａ５６の抵抗値ＲａとＴＨＭｂ５６の抵抗値Ｒｂとを用いて以下のように表される。
（式１）：Ｖ１＝（Ｒｂ＊Ｒ１／（Ｒａ＊Ｒｂ＋Ｒｂ＊Ｒ１＋Ｒ１＊Ｒａ））＊Ｖｃｃ
また、第３検出電圧Ｖ３は、ＨＵＭ５４の抵抗値Ｒｈを用いて以下のように表される。
（式２）：Ｖ３＝（Ｒ２／（Ｒｈ＋Ｒ２））＊Ｖｃｃ
【００３３】
次に、ＣＰＵ６２は、第１交流信号ＡＣ１が電源電圧Ｖｃｃから接地電圧ＧＮＤに変化し、第２交流信号ＡＣ２が接地電圧ＧＮＤから電源電圧Ｖｃｃに変化すると、第１電圧検出回路７４を用いて、当該電圧が変化してから所定時間ΔＴ後の第２タイミングＴ２に第１入力端子ＰＩ１に入力される電圧を検出する。第１電圧検出回路７４は、第２タイミングＴ２において、第１検出電圧Ｖ１を検出したのと同じ第１入力端子ＰＩ１に入力される第２検出電圧Ｖ２を検出し、検出した第２検出電圧Ｖ２をＲＡＭ６６に記憶する。
【００３４】
図５に、第２タイミングＴ２におけるＴＨＭａ５６、ＴＨＭｂ５８及び固定抵抗Ｒ１の等価回路を示す。第２タイミングＴ２において、ＴＨＭａ５６と固定抵抗Ｒ１の一方の端子には、共に接地電圧ＧＮＤが印加されることから、第２検出電圧Ｖ２は以下のように表される。
（式３）：Ｖ２＝（Ｒａ＊Ｒ１／（Ｒａ＊Ｒｂ＋Ｒｂ＊Ｒ１＋Ｒ１＊Ｒａ））＊Ｖｃｃ
【００３５】
次に、ＣＰＵ６２は、ＲＡＭ６６から検出電圧Ｖ１〜Ｖ３を読み出し、抵抗値Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｈを算出する。ＣＰＵ６２は、（式１）及び（式３）を用いて下記の様に抵抗値Ｒａ、Ｒｂを算出することができ、（式２）を用いて下記の様に抵抗値Ｒｈを算出することができる。
（式４）：Ｒａ＝Ｒ１＊（Ｖｃｃ−Ｖ１−Ｖ２）／Ｖ１
（式５）：Ｒｂ＝Ｒ１＊（Ｖｃｃ−Ｖ１−Ｖ２）／Ｖ２
（式６）：Ｒｈ＝Ｒ２＊Ｖｃｃ／Ｖ３−Ｒ２
【００３６】
最期に、ＣＰＵ６２は、算出した抵抗値Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｈから外気湿度、外気温度、及び機内温度を特定する。ＲＯＭ６４には、ＨＵＭ５４の抵抗値Ｒｈと湿度とが対応付けられた対応表が記憶されているとともに、ＴＨＭａ５６及びＴＨＭｂ５８の抵抗値Ｒａ、Ｒｂと温度とが関係付けられた対応表が記憶されている。ＣＰＵ６２は、算出した抵抗値Ｒａ、Ｒｂ、ＲｈをＲＯＭ６４６に記憶された対応表と比較し、外気湿度、外気温度、及び機内温度を特定する。ＣＰＵ６２は、特定したこれらの湿度や温度から、高圧電源８０を介して転写ローラ３７に印加する転写バイアスを決定する。
【００３７】
４．本実施形態の効果
（１）本実施形態のプリンタ１０では、ＣＰＵ６２が第１電圧検出回路７４を用いて第１入力端子ＰＩ１に入力される電圧を異なる２つのタイミングＴ１、Ｔ２で検出した検出電圧Ｖ１、Ｖ２に基づいて、２つの抵抗変化型センサであるＴＨＭａ５６とＴＨＭｂ５８の抵抗値を算出する。このプリンタ１０によれば、２つの抵抗変化型センサの抵抗値を算出するのに、１つの第１入力端子ＰＩ１を有していれば良く、２つの入力端子ＰＩを必要としない。そのため、従来技術に比べて、入力端子ＰＩの増加を抑制することができる。
【００３８】
（２）本実施形態のプリンタ１０では、交流駆動センサであるＨＵＭ５４を使用するのに交流信号ＡＣ１、ＡＣ２をＨＵＭ５４に印加する必要があり、ＴＨＭａ５６とＴＨＭｂ５８の抵抗値を測定する際に、この交流信号ＡＣ１、ＡＣ２を用いてＴＨＭａ５６、ＴＨＭｂ５８の抵抗値を測定する。そのため、これらのセンサ５４〜５８の抵抗値を測定するのに必要な電圧を印加する印加回路７２、７８を共通化することができ、センサの増加に伴う印加回路の増加を抑制することができる。
【００３９】
＜実施形態２＞
１．プリンタの電気的構成
実施形態２を、図６を用いて説明する。本実施形態では、第１出力端子ＰＯ１と第２出力端子ＰＯ２の間に、ＨＵＭ５４とＴＨＭａ５６が直列に接続され、ＨＵＭ５４とＴＨＭａ５６の中間点ＳＰ３と接地電圧ＧＮＤの間に固定抵抗Ｒ３が接続されている点で、実施形態１のプリンタ１０と異なる。本実施形態では、ＨＵＭ５４とＴＨＭａ５６は、２つの抵抗変化型センサの一例であり、固定抵抗Ｒ３は、１つの固定抵抗の一例である。ＨＵＭ５４とＴＨＭａ５６と固定抵抗Ｒ３は、３つの素子の一例である。
【００４０】
２．抵抗値測定処理
本実施形態のプリンタ１０では、第１入力端子ＰＩ１は中間点ＳＰ３に接続され、第１電圧検出回路７４は、第１入力端子ＰＩ１を介して中間点ＳＰ３の電圧を検出する。ＣＰＵ６２は、第１タイミングＴ１において第１電圧検出回路７４を用いて第１入力端子ＰＩ１に入力される第１検出電圧Ｖ１を検出し、第２タイミングＴ２において、第１検出電圧Ｖ１を検出したのと同じ第１入力端子ＰＩ１に入力される第２検出電圧Ｖ２を検出する。ＣＰＵ６２は、検出電圧Ｖ１、Ｖ２から抵抗値Ｒａ、Ｒｈを算出し、ＲＡＭ６６に記憶された対応表を用いて、外気湿度、外気温度を特定する。
【００４１】
３．本実施形態の効果
本実施形態のプリンタ１０では、交流駆動センサであるＨＵＭ５４とＴＨＭａ５６とを直列に接続し、ＨＵＭ５４に印加する交流信号ＡＣ１、ＡＣ２を利用して、ＨＵＭ５４とＴＨＭａ５６の抵抗値を１つの第１入力端子ＰＩ１を用いて測定する。このプリンタ１０によれば、２つの抵抗変化型センサの抵抗値を算出するのに、１つの第１入力端子ＰＩ１を有していれば良く、２つの入力端子ＰＩを必要としない。そのため、従来技術に比べて、入力端子ＰＩの増加を抑制することができる。
【００４２】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、プリンタ機能を有する装置を用いて説明を行ったが、本発明はこれに限られない。本発明は、プリンタ機能を有し、更にスキャナ機能、コピー機能、ファクシミリ機能などの他の機能の少なくとも１つを備えたを備えた複合機であっても良い。更には、プリンタ機能を必ずしも有していなくても良い。本発明は、温度や湿度などの測定結果に基づいて各種調整を行う装置全般に用いることができる。
【００４３】
（２）上記実施形態では、抵抗変化型センサとして、サーミンタと湿度センサを用いて説明を行ったが、本発明はこれに限られない。抵抗変化型センサとして、ひずみゲージやボリュームセンサ、又はＣｄＳセル照度センサなどを用いても良い。
【００４４】
（３）また、上記実施形態では、交流駆動センサとして湿度センサを例示し、湿度センサに用いられる交流信号ＡＣ１、ＡＣ２を用いて他の抵抗変化型センサの抵抗値を測定する例を用いて説明を行ったが、交流信号ＡＣ１が必要とされる構成は、交流駆動センサに限られない。例えは、モータの相信号等、装置の内部に時間に対して第１電圧と第２電圧とが切り換わる交流信号を出力、あるいは必要とする構成が他に存在する場合には、その交流信号を用いて抵抗変化型センサの抵抗値を測定しても良い。
【００４５】
（４）上記実施形態では、プリンタ１０が１つのＡＳＩＣ１０を有し、ＡＳＩＣ１０が有する１つのＣＰＵ２０によって各種処理を実行する例を用いて示したが、本発明はこれに限られない。例えば、お互いに異なるＣＰＵ、ＡＳＩＣなどによって各種処理が分担されていても良い。
【００４６】
（５）上記実施形態１では、ＨＵＭ５４の抵抗値Ｒｈを測定する際に、第１タイミングＴ１において第２入力端子ＰＩ２に入力される第３検出電圧Ｖ３を検出したが、第２タイミングＴ２において第２入力端子ＰＩ２に入力される電圧を検出し、この検出電圧に基づいてＨＵＭ５４の抵抗値Ｒｈを測定しても良い。
【００４７】
（６）上記実施形態では、第１出力端子ＰＯ１と第２出力端子ＰＯ２の間に、ＨＵＭ５４とＴＨＭａ５６とＴＨＭｂ５８のうち、少なくとも２つが直列に接続されている例を用いて説明を行ったが、本発明はこれに限られない。図７に示すように、第１出力端子ＰＯ１と第２出力端子ＰＯ２の間に、ＨＵＭ５４とＴＨＭａ５６とＴＨＭｂ５８の１つのセンサと固定抵抗が直列に接続されており、その中間点と接地電圧ＧＮＤの間に、ＨＵＭ５４とＴＨＭａ５６とＴＨＭｂ５８の他の１つセンサが接続されていても良い。
【００４８】
（７）上記実施形態では、基準電圧として接地電圧ＧＮＤに接続する例を用いて説明を行なったが、本発明はこれに限られない。例えば、基準電圧として電源電圧Ｖｃｃに接続されていても良い。
【００４９】
（８）上記実施形態では、プリンタ１０の内部に２又は３個の抵抗変化型センサを備えた例を用いて説明を行ったが、本発明はこれに限られない。例えば、プリンタの内部に４個の抵抗変化型センサを備える場合には、第１出力端子ＰＯ１と第２出力端子ＰＯ２の間に２個の抵抗変化型センサを直列に接続し、その中間点ＳＰに接地された１つの固定抵抗を接続するとともに、当該中間点ＳＰを第１入力端子ＰＩ１に接続する。同様に、第１出力端子ＰＯ１と第２出力端子ＰＯ２の間に他の２個の抵抗変化型センサを直列に接続し、その中間点ＳＰに接地された他の１つの固定抵抗を接続するとともに、当該中間点ＳＰを第２入力端子ＰＩ２に接続する。これにより、第１電圧検出回路７８及び第２電圧検出回路７８を用いて４個の抵抗変化型センサの抵抗値を測定することができる。
【００５０】
また、それ以上の抵抗変化型センサを備える場合には、２個の抵抗変化型センサが増加する毎に、１つの固定抵抗、１つの入力端子ＰＩ及びその入力端子ＰＩの電圧を検出する電圧検出回路を増加させることで、抵抗変化型センサの抵抗値を測定することができる。この場合にも、抵抗変化型センサの増加に対して、電圧検出回路の増加が抑制される関係が維持される。
【符号の説明】
【００５１】
１０：プリンタ、５４：外気湿度センサ（ＨＵＭ）、５６：外気サーミスタ（ＴＨＭａ）、５８：機内サーミスタ（ＴＨＭｂ）、６２：ＣＰＵ、７２：第１印加回路、７４：第１電圧検出回路、７６：第２電圧検出回路、７８：第２印加回路、ＡＣ：交流信号、ＰＩ：入力端子、ＰＯ：出力端子、Ｒ１〜Ｒ３：固定抵抗、Ｒａ：ＴＨＭａの抵抗値、Ｒｂ：ＴＨＭｂの抵抗値、Ｒｂ：ＨＵＭの抵抗値、ＳＰ：中間点、Ｖ１〜Ｖ３：検出電圧
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗変化型センサを備える装置に用いられる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、温度センサや湿度センサなどのセンサを備える画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１）。このような装置では、センサを用いて検出した温度や湿度などの各種情報を用いて装置の制御を行う。温度センサや湿度センサなどでは、比較的安価な抵抗変化型センサが用いられることが多い。抵抗変化型センサは、第１端子と第２端子の一組の端子を備えており、各種情報に基づいて端子間の抵抗値が変化する。そのため、端子間の抵抗値を測定することで当該情報を測定することができる。抵抗変化型センサの抵抗値を測定する際には、抵抗変化型センサと他の抵抗素子を直列に接続した直列回路に電圧を印加し、抵抗分圧された抵抗変化型センサの電圧を検出し、検出された電圧値から抵抗値を算出する。このような装置では、制御に温度や湿度などの複数の情報が必要とされる場合があり、それらの複数の所定情報を測定するための複数の抵抗変化型センサを備える装置が知られている。従来技術には、複数の抵抗変化型センサを備える装置において、各抵抗変化型センサの電圧を個別の入力端子を用いて検出する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１８０５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術では、抵抗変化型センサの抵抗値を測定するために、抵抗変化型センサの数と同数の入力端子が必要とされていた。そのため、装置に含まれる抵抗変化型センサが増加すると、入力端子も同一の数だけ増加させなければならず、入力端子が多く必要となる問題が生じていた。
【０００５】
本発明は、複数の抵抗変化型センサを備える装置において、入力端子の増加を抑制する技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書によって開示されるセンサ装置は、少なくとも２つの抵抗変化型センサと１つの固定抵抗の３つの素子を備えるセンサ装置であって、時間に対して第１電圧と第２電圧とが切り替わる第１交流信号を印加する第１印加回路と、時間に対して前記第１電圧と前記第２電圧とが切り替わる第２交流信号を印加する第２印加回路と、第１入力端子に入力された電圧を検出する第１電圧検出部と、制御部と、を備え、前記３つの素子のうち、いずれか１つの素子の第１端子に前記第１交流信号が印加され、前記３つの素子のうち、前記１つの素子と異なる素子のいずれか一方の素子の第１端子に前記第２交流信号が印加され、前記３つの素子のうち、残りの素子の第１端子に基準電圧が印加され、前記３つの素子の第２端子はお互いに接続されて前記第１入力端子に接続され、前記制御部は、前記第１交流信号が前記第１電圧となり、前記第２交流信号が前記第２電圧となる際に前記第１電圧検出部によって検出された第１検出電圧と、前記第１交流信号が前記第２電圧となり、前記第２交流信号が前記第１電圧となる際に前記第１電圧検出部によって検出された第２検出電圧とを用いて、前記２つの抵抗変化型センサの抵抗値を算出する、
【０００７】
また、上記のセンサ装置では、前記２つの抵抗変化型センサの１つは、交流信号を印加して使用する交流駆動センサである構成としても良い。
【０００８】
また、上記のセンサ装置では、更に、第３の抵抗変化型センサと第２の固定抵抗と、第２入力端子に入力された電圧を検出する第２電圧検出部と、を備え、前記第３の抵抗変化型センサの第１端子には、前記第１交流信号が印加され、前記第２の固定抵抗の第１端子には、前記第２交流信号が印加され、前記第３の抵抗変化型センサの第２端子と前記第２の固定抵抗の第２端子はお互いに接続されて前記第２入力端子に接続され、前記制御部は、前記第１交流信号が前記第１電圧となり、前記第２交流信号が前記第２電圧となる際に前記第２電圧検出部によって検出された第３検出電圧と、前記第１交流信号が前記第２電圧となり、前記第２交流信号が前記第１電圧となる際に前記第２電圧検出部によって検出された第４検出電圧との少なくとも一方の検出電圧を用いて、前記第３の抵抗変化型センサの抵抗値を算出する構成としても良い。
【０００９】
また、上記のセンサ装置では、前記第３の抵抗変化型センサは、交流信号を印加して使用する交流駆動センサである構成としても良い。
【００１０】
また、上記のセンサ装置では、前記交流駆動センサは湿度センサであっても良い。
【００１１】
また、上記の画像読取装置では、前記抵抗変化型センサの少なくとも１つはサーミスタであっても良い。
【００１２】
なお、この発明は、制御装置、制御方法、画像形成装置、画像形成方法、これらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本明細書によって開示されるセンサ装置では、第１電圧検出部が第１入力端子を用いて異なるタイミングで検出した検出電圧に基づいて、２つの抵抗変化型センサの抵抗値を算出する。このセンサ装置によれば、２つの抵抗変化型センサの抵抗値を算出するのに、１つの入力端子を有していれば良く、２つの入力端子を必要としない。そのため、従来技術に比べて、入力端子の増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】プリンタの断面図
【図２】第１実施形態におけるプリンタの電気的構成を概略的に示すブロック図
【図３】交流信号のタイムチャートと抵抗値を検出するタイミングを示す図
【図４】第１タイミングにおける等価回路
【図５】第２タイミングにおける等価回路
【図６】第２実施形態におけるプリンタの電気的構成を概略的に示すブロック図
【図７】その他の実施形態におけるプリンタの電気的構成を概略的に示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施形態１＞
実施形態１を、図１ないし図５を用いて説明する。
【００１６】
１．プリンタの全体構成
図１は、本実施形態のプリンタ１０の概略構成を示す側断面図である。プリンタ１０は、画像形成装置の一例である。図１に示すように、プリンタ１０は、４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナーを用いてカラー画像を形成する直接転写タンデム方式のカラーレーザプリンタであり、ケーシング１２内に構成されている。
【００１７】
ケーシング１２の内底部には供給トレイ１４が設けられており、供給トレイ１４に、用紙等のシート材１６が積載されている。供給トレイ１４は、ケーシング１２に対して開閉可能に構成されている。シート材１６は、ユーザによって供給トレイ１４に供給され、ケーシング１２内に格納されると、押圧板１８によってピックアップローラ２０に押圧される。シート材１６は、ピックアップローラ２０の回転によって、搬送ローラ２２及びレジストローラ２４に搬送される。シート材１６は、レジストローラ２４によって斜行補正が行われた後に、画像形成部３０へと搬送される。
【００１８】
画像形成部３０は、一対の支持ローラ３２、３４と、ベルト３６と、複数の転写ローラ３７を含んで構成されている。ベルト３６は、支持ローラ３２、３４の間に架設されており、リング状をしている。転写ローラ３７は、リング状のベルト３６内部に等間隔に配置されている。支持ローラ３２、３４はそれぞれ図示されていないモータによって反時計回りに回転し、それに伴ってベルト３６が移動する。
【００１９】
ベルト３６の上側には、画像形成ユニット４０が設けられている。画像形成ユニット４０は、スキャナ部４２とプロセス部４４を含んで構成されている。プロセス部４４は、４色のトナーに対応した４つの感光ドラム４８と、現像カートリッジ４６、帯電器５０等を含んで構成されている。帯電器５０は、感光ドラム４８の表面を一様に正帯電させる。現像カートリッジ４６内にはトナーが充填されているとともに、現像ローラ４７が設けられており、高圧電源８０（図２参照）から現像カートリッジ４６の現像ローラ４７に現像バイアスが印加されて、現像カートリッジ４６のトナーが感光ドラム４８に供給される。
【００２０】
スキャナ部４２は、プロセス部４４の４つの感光ドラム４８の上部に配置されている。スキャナ部４２は、後述する中央処理装置（図２参照、以下、ＣＰＵ）６２によってＲＡＭ６６から送られる各色画像データに基づき、プロセス部４４の感光ドラム４８にレーザ光Ｌを照射する。これによって、感光ドラム４８の表面に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。そして、高圧電源８０から現像カートリッジ４６の現像ローラ４７に現像バイアスが印加され、この静電潜像に現像カートリッジ４６のトナーが供給されることで、感光ドラム４８の表面にトナー像が形成される。
【００２１】
感光ドラム４８の表面に形成されたトナー像がベルト３６との転写位置を通過する際、高圧電源８０から転写ローラ３７に転写バイアスが印加され、ベルト３６を介して転写ローラ３７に対向配置された感光ドラム４８上のトナー像が、シート材１６上に転写される。この結果、シート材１６上に画像が形成される。ベルト３６の移動に伴って、シート材１６には各色の画像が連続して形成される。シート材１６上に形成された画像は、定着器５２に送られて定着され、搬送ローラ２６によりシート材１６がケーシング１２の上部に設けられた排紙トレイ３８へと搬送される。
【００２２】
ケーシング１２内には、ケーシング１２に設けられたスリット１２Ａに対応する位置に、プリンタ１０外部の空気である外気の湿度を測定する外気湿度センサ（以後、ＨＵＭ）５４と、外気の温度を測定する外気サーミスタ（以後、ＴＨＭａ）５６が設けられている。また、ケーシング１２の内部の定着器５２近傍には、プリンタ１０内部の空気の温度を測定する機内サーミスタ（以後、ＴＨＭｂ）５８が設けられている。これらのセンサ５４〜５８は、湿度又は温度に基づいて各センサが有する一対の端子間の抵抗値が変化する抵抗変化型センサである。ＣＰＵ６２は、これらセンサ５４〜５８の測定結果に基づいて転写部に印加する転写バイアスを決定する。
【００２３】
２．プリンタの電気的構成
図２は、プリンタ１０の電気的構成を概略的に示すブロック図である。図２に示すように、プリンタ１０は、プリンタ１０の各部を制御するＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）６０を含む。ＡＳＩＣ６０には、外部から電源電圧Ｖｃｃ及び接地電圧ＧＮＤが印加されている。ＡＳＩＣ６０は、中央処理装置（以下、ＣＰＵ）６２、ＲＯＭ６４、ＲＡＭ６６、駆動回路６８、第１印加回路７２、第２印加回路７８、第１電圧検出回路７４、第２電圧検出回路７６を備え、これらにバス７０を介して、スキャナ部４２、高圧電源８０などが接続されている。ＣＰＵ２０は、制御部の一例である。
【００２４】
ＲＯＭ６４には、プリンタ１０の動作を制御するための各種のプログラムが記憶されており、ＣＰＵ６２は、ＲＯＭ６４から読み出したプログラムに従って各部の制御を行う。駆動回路６８は、モータ（不図示）に接続されており、ＣＰＵ６２からの命令に基づいてパルス信号をモータに送信する。モータは、駆動回路６８からのパルス信号によって駆動し、モータが駆動すると、各種ローラが回転し、ケーシング１２の内をシート材１６が搬送される。
【００２５】
第１印加回路７２は、ＣＰＵ６２からの命令に基づいて第１出力端子ＰＯ１から第１交流信号ＡＣ１を印加し、第２印加回路７８は、ＣＰＵ６２からの命令に基づいて第２出力端子ＰＯ２から第２交流信号ＡＣ２を印加する。図３に示すように、第１交流信号ＡＣ１と第２交流信号ＡＣ２は、共に、時間に対して電源電圧Ｖｃｃと接地電圧ＧＮＤが切り換わる信号であり、第１交流信号ＡＣ１と第２交流信号ＡＣ２は、位相が反転している。つまり、第１交流信号ＡＣ１が電源電圧Ｖｃｃとなる場合に、第２交流信号ＡＣ２が接地電圧ＧＮＤとなり、第１交流信号ＡＣ１が接地電圧ＧＮＤとなる場合に、第２交流信号ＡＣ２が電源電圧Ｖｃｃとなる。電源電圧Ｖｃｃは、第１電圧の一例であり、接地電圧ＧＮＤは、第２電圧の一例である。
【００２６】
第１出力端子ＰＯ１と第２出力端子ＰＯ２の間に、ＴＨＭａ５６とＴＨＭｂ５８が直列に接続され、ＴＨＭａ５６とＴＨＭｂ５８の中間点ＳＰ１と接地電圧ＧＮＤの間に固定抵抗Ｒ１が接続されている。つまり、ＴＨＭａ５６の一方の端子は、第１出力端子ＰＯ１に接続され、第１交流信号ＡＣ１が印加されている。また、ＴＨＭｂ５８の一方の端子は、第２出力端子ＰＯ２に接続され、第２交流信号ＡＣ２が印加されている。また、固定抵抗Ｒ１の一方の端子には、接地電圧ＧＮＤが印加されている。ＴＨＭａ５６とＴＨＭｂ５８と固定抵抗Ｒ１の他方の端子は、中間点ＳＰ１においてお互いに接続されている。本実施形態において、ＴＨＭａ５６とＴＨＭｂ５８は、２つの抵抗変化型センサの一例であり、固定抵抗Ｒ１は、１つの固定抵抗の一例である。ＴＨＭａ５６とＴＨＭｂ５８と固定抵抗Ｒ１は、３つの素子の一例である。
【００２７】
また、第１出力端子ＰＯ１と第２出力端子ＰＯ２の間に、ＨＵＭ５４と固定抵抗Ｒ２が直列に接続されている。つまり、ＨＵＭ５４の一方の端子は、第１出力端子ＰＯ１に接続され、第１交流信号ＡＣ１が印加されている。また、固定抵抗Ｒ２の一方の端子は、第２出力端子ＰＯ２に接続され、第２交流信号ＡＣ２が印加されている。ＨＵＭ５４と固定抵抗Ｒ２の他方の端子は、中間点ＳＰ２においてお互いに接続されている。本実施形態において、ＨＵＭ５４は、第３の抵抗変化型センサの一例であり、固定抵抗Ｒ２は、第２の固定抵抗の一例である。
【００２８】
ＨＵＭ５４では、一方の端子から第１交流信号ＡＣ１が印加され、固定抵抗Ｒ２を介して他方の端子から第２交流信号ＡＣ２が印加され、ＨＵＭ５４の一対の端子間に印加される電圧の向きが所定時間毎に切り替わる。ＨＵＭ５４など、抵抗変化型センサの湿度センサでは、高分子膜の抵抗値を用いて湿度を測定している。高分子膜は、比較的誘電率が高いことから、電圧の印加向きを一定とすると、高分子膜内において分極が生じ、抵抗値を精度良く測定することができない。つまり、湿度センサは、交流信号を印加して使用する交流駆動センサの一例である。本実施形態では、ＨＵＭ５４に交流信号ＡＣ１、ＡＣ２を印加して抵抗値を測定することから、ＨＵＭ５４を用いて外気の湿度を精度良く測定することができる。
【００２９】
第１電圧検出回路７４は、ＣＰＵ６２からの命令に基づいて第１入力端子ＰＩ１に入力された電圧を検出する。また、第２電圧検出回路７６は、ＣＰＵ６２からの命令に基づいて第２入力端子ＰＩ２に入力された電圧を検出する。本実施形態では、第１入力端子ＰＩ１は、中間点ＳＰ１に接続され、第２入力端子ＰＩ２は、中間点ＳＰ２に接続されている。そのため、第１電圧検出回路７４は、第１入力端子ＰＩ１を介して中間点ＳＰ１の電圧を検出し、第２電圧検出回路７６は、第２入力端子ＰＩ２を介して中間点ＳＰ２の電圧を検出する。
【００３０】
３．抵抗値測定処理
次に、図３を参照して、電圧検出回路７４、７６を用いてＴＨＭａ５６、ＴＨＭｂ５８、及びＨＵＭ５４の抵抗値を測定する処理について説明する。
【００３１】
ＣＰＵ６２は、第１交流信号ＡＣ１が電源電圧Ｖｃｃに変化し、第２交流信号ＡＣ２が接地電圧ＧＮＤに変化すると、当該電圧が変化してから所定時間ΔＴ後の第１タイミングＴ１に各入力端子ＰＩ１、ＰＩ２に入力される電圧を検出する。第１電圧検出回路７４は、第１タイミングＴ１において、第１入力端子ＰＩ１に入力される第１検出電圧Ｖ１を検出し、第２電圧検出回路７６は、第１タイミングＴ１において、第２入力端子ＰＩ２に入力される第３検出電圧Ｖ３を検出し、検出したこれらの検出電圧Ｖ１、Ｖ３をＲＡＭ６６に記憶する。
【００３２】
図４に、第１タイミングＴ１におけるＴＨＭａ５６、ＴＨＭｂ５８及び固定抵抗Ｒ１の等価回路を示す。第１タイミングＴ１において、ＴＨＭｂ５８と固定抵抗Ｒ１の一方の端子には、共に接地電圧ＧＮＤが印加されることから、第１検出電圧Ｖ１は、ＴＨＭａ５６の抵抗値ＲａとＴＨＭｂ５６の抵抗値Ｒｂとを用いて以下のように表される。
（式１）：Ｖ１＝（Ｒｂ＊Ｒ１／（Ｒａ＊Ｒｂ＋Ｒｂ＊Ｒ１＋Ｒ１＊Ｒａ））＊Ｖｃｃ
また、第３検出電圧Ｖ３は、ＨＵＭ５４の抵抗値Ｒｈを用いて以下のように表される。
（式２）：Ｖ３＝（Ｒ２／（Ｒｈ＋Ｒ２））＊Ｖｃｃ
【００３３】
次に、ＣＰＵ６２は、第１交流信号ＡＣ１が電源電圧Ｖｃｃから接地電圧ＧＮＤに変化し、第２交流信号ＡＣ２が接地電圧ＧＮＤから電源電圧Ｖｃｃに変化すると、第１電圧検出回路７４を用いて、当該電圧が変化してから所定時間ΔＴ後の第２タイミングＴ２に第１入力端子ＰＩ１に入力される電圧を検出する。第１電圧検出回路７４は、第２タイミングＴ２において、第１検出電圧Ｖ１を検出したのと同じ第１入力端子ＰＩ１に入力される第２検出電圧Ｖ２を検出し、検出した第２検出電圧Ｖ２をＲＡＭ６６に記憶する。
【００３４】
図５に、第２タイミングＴ２におけるＴＨＭａ５６、ＴＨＭｂ５８及び固定抵抗Ｒ１の等価回路を示す。第２タイミングＴ２において、ＴＨＭａ５６と固定抵抗Ｒ１の一方の端子には、共に接地電圧ＧＮＤが印加されることから、第２検出電圧Ｖ２は以下のように表される。
（式３）：Ｖ２＝（Ｒａ＊Ｒ１／（Ｒａ＊Ｒｂ＋Ｒｂ＊Ｒ１＋Ｒ１＊Ｒａ））＊Ｖｃｃ
【００３５】
次に、ＣＰＵ６２は、ＲＡＭ６６から検出電圧Ｖ１〜Ｖ３を読み出し、抵抗値Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｈを算出する。ＣＰＵ６２は、（式１）及び（式３）を用いて下記の様に抵抗値Ｒａ、Ｒｂを算出することができ、（式２）を用いて下記の様に抵抗値Ｒｈを算出することができる。
（式４）：Ｒａ＝Ｒ１＊（Ｖｃｃ−Ｖ１−Ｖ２）／Ｖ１
（式５）：Ｒｂ＝Ｒ１＊（Ｖｃｃ−Ｖ１−Ｖ２）／Ｖ２
（式６）：Ｒｈ＝Ｒ２＊Ｖｃｃ／Ｖ３−Ｒ２
【００３６】
最期に、ＣＰＵ６２は、算出した抵抗値Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｈから外気湿度、外気温度、及び機内温度を特定する。ＲＯＭ６４には、ＨＵＭ５４の抵抗値Ｒｈと湿度とが対応付けられた対応表が記憶されているとともに、ＴＨＭａ５６及びＴＨＭｂ５８の抵抗値Ｒａ、Ｒｂと温度とが関係付けられた対応表が記憶されている。ＣＰＵ６２は、算出した抵抗値Ｒａ、Ｒｂ、ＲｈをＲＯＭ６４６に記憶された対応表と比較し、外気湿度、外気温度、及び機内温度を特定する。ＣＰＵ６２は、特定したこれらの湿度や温度から、高圧電源８０を介して転写ローラ３７に印加する転写バイアスを決定する。
【００３７】
４．本実施形態の効果
（１）本実施形態のプリンタ１０では、ＣＰＵ６２が第１電圧検出回路７４を用いて第１入力端子ＰＩ１に入力される電圧を異なる２つのタイミングＴ１、Ｔ２で検出した検出電圧Ｖ１、Ｖ２に基づいて、２つの抵抗変化型センサであるＴＨＭａ５６とＴＨＭｂ５８の抵抗値を算出する。このプリンタ１０によれば、２つの抵抗変化型センサの抵抗値を算出するのに、１つの第１入力端子ＰＩ１を有していれば良く、２つの入力端子ＰＩを必要としない。そのため、従来技術に比べて、入力端子ＰＩの増加を抑制することができる。
【００３８】
（２）本実施形態のプリンタ１０では、交流駆動センサであるＨＵＭ５４を使用するのに交流信号ＡＣ１、ＡＣ２をＨＵＭ５４に印加する必要があり、ＴＨＭａ５６とＴＨＭｂ５８の抵抗値を測定する際に、この交流信号ＡＣ１、ＡＣ２を用いてＴＨＭａ５６、ＴＨＭｂ５８の抵抗値を測定する。そのため、これらのセンサ５４〜５８の抵抗値を測定するのに必要な電圧を印加する印加回路７２、７８を共通化することができ、センサの増加に伴う印加回路の増加を抑制することができる。
【００３９】
＜実施形態２＞
１．プリンタの電気的構成
実施形態２を、図６を用いて説明する。本実施形態では、第１出力端子ＰＯ１と第２出力端子ＰＯ２の間に、ＨＵＭ５４とＴＨＭａ５６が直列に接続され、ＨＵＭ５４とＴＨＭａ５６の中間点ＳＰ３と接地電圧ＧＮＤの間に固定抵抗Ｒ３が接続されている点で、実施形態１のプリンタ１０と異なる。本実施形態では、ＨＵＭ５４とＴＨＭａ５６は、２つの抵抗変化型センサの一例であり、固定抵抗Ｒ３は、１つの固定抵抗の一例である。ＨＵＭ５４とＴＨＭａ５６と固定抵抗Ｒ３は、３つの素子の一例である。
【００４０】
２．抵抗値測定処理
本実施形態のプリンタ１０では、第１入力端子ＰＩ１は中間点ＳＰ３に接続され、第１電圧検出回路７４は、第１入力端子ＰＩ１を介して中間点ＳＰ３の電圧を検出する。ＣＰＵ６２は、第１タイミングＴ１において第１電圧検出回路７４を用いて第１入力端子ＰＩ１に入力される第１検出電圧Ｖ１を検出し、第２タイミングＴ２において、第１検出電圧Ｖ１を検出したのと同じ第１入力端子ＰＩ１に入力される第２検出電圧Ｖ２を検出する。ＣＰＵ６２は、検出電圧Ｖ１、Ｖ２から抵抗値Ｒａ、Ｒｈを算出し、ＲＡＭ６６に記憶された対応表を用いて、外気湿度、外気温度を特定する。
【００４１】
３．本実施形態の効果
本実施形態のプリンタ１０では、交流駆動センサであるＨＵＭ５４とＴＨＭａ５６とを直列に接続し、ＨＵＭ５４に印加する交流信号ＡＣ１、ＡＣ２を利用して、ＨＵＭ５４とＴＨＭａ５６の抵抗値を１つの第１入力端子ＰＩ１を用いて測定する。このプリンタ１０によれば、２つの抵抗変化型センサの抵抗値を算出するのに、１つの第１入力端子ＰＩ１を有していれば良く、２つの入力端子ＰＩを必要としない。そのため、従来技術に比べて、入力端子ＰＩの増加を抑制することができる。
【００４２】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、プリンタ機能を有する装置を用いて説明を行ったが、本発明はこれに限られない。本発明は、プリンタ機能を有し、更にスキャナ機能、コピー機能、ファクシミリ機能などの他の機能の少なくとも１つを備えたを備えた複合機であっても良い。更には、プリンタ機能を必ずしも有していなくても良い。本発明は、温度や湿度などの測定結果に基づいて各種調整を行う装置全般に用いることができる。
【００４３】
（２）上記実施形態では、抵抗変化型センサとして、サーミンタと湿度センサを用いて説明を行ったが、本発明はこれに限られない。抵抗変化型センサとして、ひずみゲージやボリュームセンサ、又はＣｄＳセル照度センサなどを用いても良い。
【００４４】
（３）また、上記実施形態では、交流駆動センサとして湿度センサを例示し、湿度センサに用いられる交流信号ＡＣ１、ＡＣ２を用いて他の抵抗変化型センサの抵抗値を測定する例を用いて説明を行ったが、交流信号ＡＣ１が必要とされる構成は、交流駆動センサに限られない。例えは、モータの相信号等、装置の内部に時間に対して第１電圧と第２電圧とが切り換わる交流信号を出力、あるいは必要とする構成が他に存在する場合には、その交流信号を用いて抵抗変化型センサの抵抗値を測定しても良い。
【００４５】
（４）上記実施形態では、プリンタ１０が１つのＡＳＩＣ１０を有し、ＡＳＩＣ１０が有する１つのＣＰＵ２０によって各種処理を実行する例を用いて示したが、本発明はこれに限られない。例えば、お互いに異なるＣＰＵ、ＡＳＩＣなどによって各種処理が分担されていても良い。
【００４６】
（５）上記実施形態１では、ＨＵＭ５４の抵抗値Ｒｈを測定する際に、第１タイミングＴ１において第２入力端子ＰＩ２に入力される第３検出電圧Ｖ３を検出したが、第２タイミングＴ２において第２入力端子ＰＩ２に入力される電圧を検出し、この検出電圧に基づいてＨＵＭ５４の抵抗値Ｒｈを測定しても良い。
【００４７】
（６）上記実施形態では、第１出力端子ＰＯ１と第２出力端子ＰＯ２の間に、ＨＵＭ５４とＴＨＭａ５６とＴＨＭｂ５８のうち、少なくとも２つが直列に接続されている例を用いて説明を行ったが、本発明はこれに限られない。図７に示すように、第１出力端子ＰＯ１と第２出力端子ＰＯ２の間に、ＨＵＭ５４とＴＨＭａ５６とＴＨＭｂ５８の１つのセンサと固定抵抗が直列に接続されており、その中間点と接地電圧ＧＮＤの間に、ＨＵＭ５４とＴＨＭａ５６とＴＨＭｂ５８の他の１つセンサが接続されていても良い。
【００４８】
（７）上記実施形態では、基準電圧として接地電圧ＧＮＤに接続する例を用いて説明を行なったが、本発明はこれに限られない。例えば、基準電圧として電源電圧Ｖｃｃに接続されていても良い。
【００４９】
（８）上記実施形態では、プリンタ１０の内部に２又は３個の抵抗変化型センサを備えた例を用いて説明を行ったが、本発明はこれに限られない。例えば、プリンタの内部に４個の抵抗変化型センサを備える場合には、第１出力端子ＰＯ１と第２出力端子ＰＯ２の間に２個の抵抗変化型センサを直列に接続し、その中間点ＳＰに接地された１つの固定抵抗を接続するとともに、当該中間点ＳＰを第１入力端子ＰＩ１に接続する。同様に、第１出力端子ＰＯ１と第２出力端子ＰＯ２の間に他の２個の抵抗変化型センサを直列に接続し、その中間点ＳＰに接地された他の１つの固定抵抗を接続するとともに、当該中間点ＳＰを第２入力端子ＰＩ２に接続する。これにより、第１電圧検出回路７８及び第２電圧検出回路７８を用いて４個の抵抗変化型センサの抵抗値を測定することができる。
【００５０】
また、それ以上の抵抗変化型センサを備える場合には、２個の抵抗変化型センサが増加する毎に、１つの固定抵抗、１つの入力端子ＰＩ及びその入力端子ＰＩの電圧を検出する電圧検出回路を増加させることで、抵抗変化型センサの抵抗値を測定することができる。この場合にも、抵抗変化型センサの増加に対して、電圧検出回路の増加が抑制される関係が維持される。
【符号の説明】
【００５１】
１０：プリンタ、５４：外気湿度センサ（ＨＵＭ）、５６：外気サーミスタ（ＴＨＭａ）、５８：機内サーミスタ（ＴＨＭｂ）、６２：ＣＰＵ、７２：第１印加回路、７４：第１電圧検出回路、７６：第２電圧検出回路、７８：第２印加回路、ＡＣ：交流信号、ＰＩ：入力端子、ＰＯ：出力端子、Ｒ１〜Ｒ３：固定抵抗、Ｒａ：ＴＨＭａの抵抗値、Ｒｂ：ＴＨＭｂの抵抗値、Ｒｂ：ＨＵＭの抵抗値、ＳＰ：中間点、Ｖ１〜Ｖ３：検出電圧
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの抵抗変化型センサと１つの固定抵抗の３つの素子を備えるセンサ装置であって、
時間に対して第１電圧と第２電圧とが切り替わる第１交流信号を印加する第１印加回路と、
時間に対して前記第１電圧と前記第２電圧とが切り替わる第２交流信号を印加する第２印加回路と、
第１入力端子に入力された電圧を検出する第１電圧検出部と、
制御部と、
を備え、
前記３つの素子のうち、いずれか１つの素子の第１端子に前記第１交流信号が印加され、
前記３つの素子のうち、前記１つの素子と異なる素子のいずれか一方の素子の第１端子に前記第２交流信号が印加され、
前記３つの素子のうち、残りの素子の第１端子に基準電圧が印加され、
前記３つの素子の第２端子はお互いに接続されて前記第１入力端子に接続され、
前記制御部は、前記第１交流信号が前記第１電圧となり、前記第２交流信号が前記第２電圧となる際に前記第１電圧検出部によって検出された第１検出電圧と、前記第１交流信号が前記第２電圧となり、前記第２交流信号が前記第１電圧となる際に前記第１電圧検出部によって検出された第２検出電圧とを用いて、前記２つの抵抗変化型センサの抵抗値を算出する、センサ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサ装置であって、
前記２つの抵抗変化型センサの１つは、交流信号を印加して使用する交流駆動センサである、センサ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のセンサ装置であって、
更に、
第３の抵抗変化型センサと第２の固定抵抗と、
第２入力端子に入力された電圧を検出する第２電圧検出部と、
を備え、
前記第３の抵抗変化型センサの第１端子には、前記第１交流信号が印加され、
前記第２の固定抵抗の第１端子には、前記第２交流信号が印加され、
前記第３の抵抗変化型センサの第２端子と前記第２の固定抵抗の第２端子はお互いに接続されて前記第２入力端子に接続され、
前記制御部は、前記第１交流信号が前記第１電圧となり、前記第２交流信号が前記第２電圧となる際に前記第２電圧検出部によって検出された第３検出電圧と、前記第１交流信号が前記第２電圧となり、前記第２交流信号が前記第１電圧となる際に前記第２電圧検出部によって検出された第４検出電圧との少なくとも一方の検出電圧を用いて、前記第３の抵抗変化型センサの抵抗値を算出する、センサ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のセンサ装置であって、
前記第３の抵抗変化型センサは、交流信号を印加して使用する交流駆動センサである、センサ装置。
【請求項５】
請求項２または請求項４に記載のセンサ装置であって、
前記交流駆動センサは湿度センサである、センサ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のセンサ装置であって、
前記抵抗変化型センサの少なくとも１つはサーミスタである、センサ装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のセンサ装置を備える、画像形成装置。
【請求項１】
少なくとも２つの抵抗変化型センサと１つの固定抵抗の３つの素子を備えるセンサ装置であって、
時間に対して第１電圧と第２電圧とが切り替わる第１交流信号を印加する第１印加回路と、
時間に対して前記第１電圧と前記第２電圧とが切り替わる第２交流信号を印加する第２印加回路と、
第１入力端子に入力された電圧を検出する第１電圧検出部と、
制御部と、
を備え、
前記３つの素子のうち、いずれか１つの素子の第１端子に前記第１交流信号が印加され、
前記３つの素子のうち、前記１つの素子と異なる素子のいずれか一方の素子の第１端子に前記第２交流信号が印加され、
前記３つの素子のうち、残りの素子の第１端子に基準電圧が印加され、
前記３つの素子の第２端子はお互いに接続されて前記第１入力端子に接続され、
前記制御部は、前記第１交流信号が前記第１電圧となり、前記第２交流信号が前記第２電圧となる際に前記第１電圧検出部によって検出された第１検出電圧と、前記第１交流信号が前記第２電圧となり、前記第２交流信号が前記第１電圧となる際に前記第１電圧検出部によって検出された第２検出電圧とを用いて、前記２つの抵抗変化型センサの抵抗値を算出する、センサ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサ装置であって、
前記２つの抵抗変化型センサの１つは、交流信号を印加して使用する交流駆動センサである、センサ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のセンサ装置であって、
更に、
第３の抵抗変化型センサと第２の固定抵抗と、
第２入力端子に入力された電圧を検出する第２電圧検出部と、
を備え、
前記第３の抵抗変化型センサの第１端子には、前記第１交流信号が印加され、
前記第２の固定抵抗の第１端子には、前記第２交流信号が印加され、
前記第３の抵抗変化型センサの第２端子と前記第２の固定抵抗の第２端子はお互いに接続されて前記第２入力端子に接続され、
前記制御部は、前記第１交流信号が前記第１電圧となり、前記第２交流信号が前記第２電圧となる際に前記第２電圧検出部によって検出された第３検出電圧と、前記第１交流信号が前記第２電圧となり、前記第２交流信号が前記第１電圧となる際に前記第２電圧検出部によって検出された第４検出電圧との少なくとも一方の検出電圧を用いて、前記第３の抵抗変化型センサの抵抗値を算出する、センサ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のセンサ装置であって、
前記第３の抵抗変化型センサは、交流信号を印加して使用する交流駆動センサである、センサ装置。
【請求項５】
請求項２または請求項４に記載のセンサ装置であって、
前記交流駆動センサは湿度センサである、センサ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のセンサ装置であって、
前記抵抗変化型センサの少なくとも１つはサーミスタである、センサ装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のセンサ装置を備える、画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−９６８２３（Ｐ２０１３−９６８２３Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３９４８３（Ｐ２０１１−２３９４８３）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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