JP2014145708A - 湿度検出装置、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プリンターXは、画像形成部10を制御する制御部90と、操作表示パネル60の各デバイスを搭載するパネル基板40とを備えている。制御部90は画像形成部10の内部に設けられており、パネル基板40は、画像形成部10の内部から空間的に区分けされた操作表示パネル60の内部に設けられている。パネル基板40は信号生成部43と湿度センサー52とを有している。信号生成部43は、制御部90からパネル基板40に出力される複数のスキャン信号SCAN01〜08を組み合わせて、周期性を有する正負が反転した二つの湿度検出用信号を生成して、湿度センサー52に出力する。
【選択図】図3
Description
画像形成装置の内部には、定着装置などのように内部温度に変化を来たすデバイスが設けられている。一般に、前記湿度センサーは、温度変化によって検出値が変わるため、前記湿度センサーは、内部温度の影響を受けにくい位置、具体的には、操作入力を受け付けたり表示したりする操作表示パネルの基板(以下「パネル基板」という。)に設けられている。
そのために、特許文献1では、アナログ出力される複数のセンサー部の出力をA/D変換し、さらにパラレル信号をシリアル信号に変換して、シリアル化された信号を順次コントロール部に出力することによって、前記制御部と前記複数のセンサー部との間の信号線の数を減らした装置が提案されている。
従って、本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、制御手段と被制御部との間に設けられた信号線を簡単な構成で減らすことが可能な湿度検出装置、及び画像形成装置を提供することにある。
本発明によれば、前記被制御部を制御するための複数の信号を組み合わせて、前記湿度検出手段を動作させるための前記二つの湿度検出用信号が生成されるので、前記被制御部を制御する信号線と前記湿度検出手段を制御する信号線とを共通の信号線にすることができる。これにより、前記制御手段と前記湿度検出装置との間の信号線を減少させることができる。
これにより、前記被制御部に入力される制御信号に含まれるパルスと同一又は整数倍の幅を有するパルスからなる前記湿度検出用信号を生成することができるので、任意の幅のパルスを有する前記湿度検出用信号を生成可能である。したがって、前記湿度検出手段の種類に対応した前記湿度検出信号を前記湿度検出手段に供給することができる。また、前記制御手段の内部処理のタイミングに応じた周期の前記湿度検出信号を生成することができる。
これにより、複数の論理素子を組み合わせた論理回路として前記信号生成手段を構成することができるので、前記信号生成手段をシンプルな回路で実現でき、且つ回路規模をコンパクトにすることができる。
この画像形成装置において、例えば、前記制御手段は、定着装置などの内部温度に変化を来たすデバイスを有する画像形成部内に設けられ、前記被制御部は、画像形成部の内部温度の変動の影響を受けにくい表示パネルに設けられる。このような構成の画像形成装置であれば、簡単な構成で、前記制御手段と前記湿度検出装置との間の信号線を減少させることができる。
[プリンターXの構成]
本発明の第1実施形態に係るプリンターX(本発明の画像形成装置の一例)について説明する。図1に示されるように、プリンターXは、画像形成部10と、上部筐体部20とを備えている。画像形成部10と、上部筐体部20とは、空間的に区分けされており、画像形成部10の内部で発生する熱が伝わり難い構成になっている。
画像形成部10は、複数の給紙トレイ11、搬送ローラー12、転写装置13、定着装置14、及びこれらを制御する制御部90(本発明の制御手段の一例)などを備えている。
画像形成部10は、入力された画像をトナーなどの印刷材料を用いて印刷用紙に印刷処理(画像形成処理)を行うものである。具体的には、通信装置(図示せず)やスキャナー(図示せず)から入力された画像データ等は、制御部90のRAM93に一時的に格納される。転写装置13は、RAM93に格納された画像データを転写ベルトに転写してトナー像を形成し、転写されたトナー像を給紙トレイ11から搬送されてきた印刷用紙に転写する。トナー像が転写された印刷用紙は、搬送ローラー12によって定着装置14に搬送される。定着装置14は、約200℃に加熱された加熱ローラーと、この加熱ローラーに対向配置された加圧ローラーとを有する。定着装置14に搬送された印刷用紙は、前記加熱ローラーと前記加圧ローラーとによって挟持されつつ搬送されることによって、トナー像が印刷用紙に溶着される。その後、印刷用紙は上部筐体部20の排紙トレイ21に排出される。
制御部90は、プリンターXを統括的に制御するものである。図3に示されるように、制御部90は、CPU91と、ROM92と、RAM93とを有しており、更に図示しない、モータードライバーやセンサー処理部などを有している。CPU91は、ROM92に格納された所定のプログラムにしたがった処理を実行する。また、ROM92には、温度の値に応じて湿度値を補正するときに使用される温度−湿度補正情報、測定値から湿度値を判別するときに使用される湿度参照情報及び、湿度値に応じて画像形成部10の各部を駆動させるときに使用される駆動対応情報が格納されている。前記センサー処理部では、後述する温度センサー51、湿度センサー52の値に応じて、画像形成部10の各部の動作を制御する電圧や電流を変更する。
図1及び図2に示されるように、上部筐体部20に操作表示パネル60(本発明の表示パネルの一例)が設けられている。操作表示パネル60は、パネル基板40と、操作入力を行うための操作部61と,プリンターXにおけるトナー残量などの情報を表示する7セグメント表示器62と、プリンターXの各種の状態を表示する状態表示部(図示せず)と、を備えている。
上部筐体部20は、定着装置14などの熱を発生する画像形成部10の内部から空間的に区分けされている。操作表示パネル60は、上部筐体部20の上側であって、定着装置14などの熱の影響を最も受けにくい位置に配置されている。そのため、操作表示パネル60の内部は、外気に近い温度及び湿度を維持することができる。したがって、外気の温度及び湿度を正確に検出するために、操作表示パネル60の内部にパネル基板40が設けられており、そのパネル基板40に、後述の温度センサー51及び湿度センサー52が実装されている。なお、操作表示パネル60には、表示窓と露出窓とが設けられている。前記表示窓には、後述の7セグメント表示部62が表示され、前記露出窓には温度センサー51及び湿度センサー52の湿度感知部が露出するように配置される。
図3に示されるように、パネル基板40は、複数の信号線を介して制御部90に接続されており、制御部90から出力される後述のスキャン信号SCAN01〜08などを前記複数の信号線を介して受信可能に構成されている。パネル基板40は、第1トランジスタ部41と、第2トランジスタ部42と、信号生成部43(本発明の信号生成手段の一例)と、外部センサー部50と、7セグメント表示部62(本発明の被制御部、表示手段、及びセグメント表示器の一例)などを備えて構成されている。パネル基板40は、上部筐体部20の表面の上部に配置された操作表示パネル60の裏側に密接して設けられている。なお、信号生成部43、7セグメント表示部62、及び外部センサー部50を備えたパネル基板40が、本発明の湿度検出装置として実現されている。
7セグメント表示部62は、上位桁7セグメント部70と、下位桁7セグメント部80との二桁の7セグメント部から構成される。上位桁7セグメント部70は、8の字状に配置された7セグメントの発光ダイオード(以下「7セグメントLED」という。)71〜77(本発明の発光素子の一例)、及び小数点表示用の発光ダイオード(以下「小数点表示用LED」という。)78から構成される。下位桁7セグメント部80は、7セグメントLED81〜87、及び小数点表示用LED88から構成される。7セグメント表示部62は、その7セグメントのLEDの点灯の組み合わせによって、数字やアルファベットなどの各種の文字が表示される。なお、本実施形態では、7セグメント表示部62を適用した例について説明するが、7セグメント表示部62に代えて、9セグメント表示部や14セグメント表示部、16セグメント表示部などを用いてもよい。
次に、7セグメント表示部62を動作させる場合の具体例について説明する。図5は、7セグメント表示部62に「76」を表示させる場合のタイミングチャートである。制御部90は、位相がずらされた同一幅(時間(t)のパルス信号を繰り返しスキャン信号SCAN01〜08に乗せて出力して、第1トランジスタ部41の8個のPNPトランジスタを順番に導通する。具体的には、スキャン信号SCAN01〜08の立下りパルスが負になる時間(t)を8倍にした時間(8t)を周期として、制御部90は、スキャン信号SCAN01からスキャン信号SCAN08まで順番に立下りパルスを出力し、再びスキャン信号SCAN01から順に立下りパルスを出力する。スキャン信号SCAN01〜08のパルス信号に同期させて、制御部90は、点灯させる上位桁7セグメント部70や下位桁7セグメント部80に対応した切替制御信号LEDON01,02に立ち上がりパルスを出力する。
図5の例では、スキャン信号SCAN01〜03及びスキャン信号SCAN06に立ち下がりパルスが出力される期間に、制御部90が、切替制御信号LEDON01に立ち上りパルス(連続した3(t)時間と1(t)時間とからなるパルス)を出力するので、7セグメントLED71〜73、77が点灯されて、上位桁7セグメント部70に「7」が表示される。また、スキャン信号SCAN02及びスキャン信号SCAN04〜07に立ち下がりパルスが出力される期間に、制御部90が、切替制御信号LEDON02に立ち上りパルス(1(t)時間と連続した4(t)時間とからなるパルス)を出力するので、7セグメントLED82、84〜87が点灯されて、下位桁7セグメント部80に「6」が表示される。以下、制御部90は、繰り返し切替制御信号LEDON01,02の信号出力することにより、7セグメント表示部62に数字・文字等を表示させることができる。
図3に示される外部センサー部50は、外気の温度を検出するための温度センサー51と、外気の湿度を検出するための湿度センサー52(本発明の湿度検出手段の一例)とを備えている。
湿度センサー52には、パネル基板40内に設けられた内部信号線を通じて、信号生成部43からの湿度検出用信号WET_CLOCK01,02(本発明の湿度検出用信号の一例)が入力されている。前記内部信号線を介して湿度センサー52が信号生成部43に接続されている。また、湿度センサー52は、湿度センサー52から出力される湿度センサー出力信号(AIRWET)を伝送する信号線を介して制御部90に接続されている。
湿度センサー52は、電気抵抗タイプのものであって、湿度の変化に応じて感湿素子が水蒸気を吸湿・脱湿し、感湿素子に接続された二つの電極間の電気特性が変化する湿度感知部が備えられている。電気抵抗タイプの湿度センサー52には、感湿素子の素材の違いにより、高分子電気抵抗式、セラミックス電気抵抗式、塩化リチウム電気抵抗式などがある。
電圧信号である湿度検出用信号WET_CLOCK01が負、WET_CLOCK02が正の期間に、湿度センサー52の前記湿度感知部と基準抵抗に電圧が印加される。制御部90は、基準抵抗によって分圧された電圧値を湿度センサー52の出力信号(AIRWET)から得て、前記湿度感知部の電気特性の変化を測定する。
なお、上述の説明では、電気抵抗タイプの湿度センサー52について説明したが、電気容量タイプの湿度センサーを用いてもよい。電気容量タイプの湿度検出センサーは、感湿体を挟む2つの板状電極の間に交流波形の電圧信号を印加することによって、感湿体の水分吸収に伴う誘電率の変化がもたらす電極間の静電容量の変化から湿度を測定する。
また、電気抵抗タイプの湿度センサー52は、電気容量式のセンサーと比べて温度依存性が大きいために、測定された湿度値を測定温度により補正する必要があるため、第1実施形態では、後述するように温度センサー51もパネル基板40の外部センサー部50に設けられている。
温度センサー51には、温度センサー出力信号(AIRTEMP)と、制御用の電圧信号(図示せず)とが入力されている。
温度センサー51には、非接触タイプが用いられ、温度に応じて線形的に電気特性が変化する抵抗が備えられている。制御部90は、温度センサー51の前記抵抗の電気特性を測定して、外気の温度を検出する。
信号生成部43は、7セグメント表示部62を駆動させるスキャン信号SCAN01〜08を組み合わせることにより、湿度センサー52を駆動させる2つの湿度検出用信号WET_CLOCK01,02を生成する。具体的には、図6に示されるように、信号生成部43は、一段目の排他的論理和素子43A〜43D(本発明の排他的論理和素子の一例)と、二段目の排他的論理和素子43E,43F(本発明の排他的論理和素子の一例)とを備える集積回路である。一段目の排他的論理和素子43Aには、スキャン信号SCAN01,02が入力され、一段目の排他的論理和素子43Bには、スキャン信号SCAN03,04が入力され、一段目の排他的論理和素子43Cには、スキャン信号SCAN05,06が入力され、一段目の排他的論理和素子43Dには、スキャン信号SCAN07,08が入力されている。二段目の排他的論理和素子43Eは、一段目の排他的論理和素子43A,43Bの出力から湿度検出用信号WET_CLOCK01を生成し、二段目の排他的論理和素子43Fは、一段目の排他的論理和素子43C,43Dの出力から湿度検出用信号WET_CLOCK02を生成する。図7に示されるように、生成される湿度検出用信号WET_CLOCK01,02は、周期性を有し正負が反転した二つのパルス信号であり、そのパルス幅は、スキャン信号SCAN01〜08のパルス幅(t)の4倍である。
第1実施形態によれば、パネル基板40に設けられた信号生成部43が、7セグメント表示部62を制御するための複数のスキャン信号SCAN01〜08を組み合わせて、湿度センサー52の湿度検出用信号WET_CLOCK01,02を生成するので、スキャン信号SCAN01〜08の信号線を使用して、7セグメント表示部62と湿度センサー52とを制御することができる。これにより、制御部90とパネル基板40との間の信号線を減少させることができる。
また、湿度センサー52の前記湿度感知部を電気抵抗式の感湿素子であるため、前記湿度感知部から得られる値に応じた湿度値を算出する算出部を制御部90に設けて、制御部90のCPU91によって湿度が算出される。
信号生成部43は、6つの排他的論理和素子の組み合わせによって実現されるため、回路構成が簡単であり、回路規模をコンパクトにすることができる。したがて、パネル基板40を大きくすることなく信号生成部43をパネル基板40に配置でき、また、パネル基板40のサイズを変更することなく、スキャン信号SCAN01〜08の信号線を使用して、7セグメント表示部62と湿度センサー52とを制御することができる。
制御部90は、定着装置14などの内部温度に変化を来たすデバイスを有する画像形成部10の内部に設けられており、一方、湿度センサー52を有するパネル基板40は、操作表示パネル60の内部に設けられているため、湿度センサー52の設置場所は、定着装置14などの熱源から離れている。そのため、湿度センサー52の前記感知部は、操作表示パネル60の露出窓を介して内部温度の影響が少ない外気を感知することがきるので、正確な外気の湿度を検出することができる。
以下、本発明の第2実施形態について説明する。ここで、上述の第1実施形態と異なるところは信号生成部43への結線部分であり、その他の部分は第1実施形態の構成と共通するため、ここでは、異なる部分だけ説明して、共通する部分の説明は省略する。
本発明の第2実施形態に係る信号生成部43は、スキャン信号SCAN01〜08の接続を第1実施形態から変更することにより、スキャン信号SCAN01〜08のパルス幅の2倍のパルス幅の湿度検出用信号WET_CLOCK01,02を生成する。具体的には、図8に示されるように、信号生成部43は、一段目の排他的論理和素子43A〜43Dと、二段目の排他的論理和素子43E,43Fとを備える集積回路である。一段目の排他的論理和素子43Aには、スキャン信号SCAN01,02が入力され、一段目の排他的論理和素子43Bには、スキャン信号SCAN05,06が入力され、一段目の排他的論理和素子43Cには、スキャン信号SCAN03,04が入力され、一段目の排他的論理和素子43Dには、スキャン信号SCAN07,08が入力されている。二段目の排他的論理和素子43Eは、一段目の排他的論理和素子43A,43Bの出力から湿度検出用信号WET_CLOCK01を生成し、二段目の排他的論理和素子43Fは、一段目の排他的論理和素子43C,43Dの出力から湿度検出用信号WET_CLOCK02を生成する。図9に示されるように、生成される湿度検出用信号WET_CLOCK01,02は、周期性を有する正負が反転した二つの信号であり、そのパルス幅は、スキャン信号SCAN01〜08のパルス幅の2倍である。
第2実施形態によれば、信号生成部43において、第1実施形態の半分のパルス幅の湿度検出用信号WET_CLOCK01,02を生成することができる。これにより、制御部90は、第1実施形態の半分の時間で外気の変化に応じた湿度情報を得て、これに応じて転写装置、現像装置、感光体ドラムを駆動する電圧や電流を変更することができる。プリンターXは、外気の湿度が急激に変化しても、品質が一定に保たれた印刷物を出力することができる。
以下、本発明の第3実施形態について説明する。ここで、上述の第1実施形態と異なるところは信号生成部43への結線部分であり、その他の部分は第1実施形態の構成と共通するため、ここでは、異なる部分だけ説明して、共通する部分の説明は省略する。
本発明の第3実施形態に係る信号生成部43は、スキャン信号SCAN01〜08の接続を第1実施形態及び第2実施形態から変更することにより、スキャン信号SCAN01〜08のパルス幅と同じパルス幅の湿度検出用信号WET_CLOCK01,02を生成する。具体的には、図10に示されるように、信号生成部43は、一段目の排他的論理和素子43A〜43Dと、二段目の排他的論理和素子43E,43Fとを備える集積回路である。一段目の排他的論理和素子43Aには、スキャン信号SCAN01,03が入力され、一段目の排他的論理和素子43Bには、スキャン信号SCAN05,07が入力され、一段目の排他的論理和素子43Cには、スキャン信号SCAN02,04が入力され、一段目の排他的論理和素子43Dには、スキャン信号SCAN06,08が入力されている。二段目の排他的論理和素子43Eは、一段目の排他的論理和素子43A,43Bの出力から湿度検出用信号WET_CLOCK01を生成し、二段目の排他的論理和素子43Fは、一段目の排他的論理和素子43C、43Dの出力から湿度検出用信号WET_CLOCK02を生成する。図11に示されるように、生成される湿度検出用信号WET_CLOCK01,02は、周期性を有する正負が反転した二つの信号であり、そのパルス幅は、スキャン信号SCAN01〜08のパルス幅と同じである。
第3実施形態によれば、信号生成部43において、上述の第1実施形態の四分の一のパルス幅の湿度検出用信号WET_CLOCK01,02を生成することができる。これにより、制御部90は、第1実施形態の四分の一の時間で外気の変化に応じた湿度情報を得て、これに応じて転写装置、現像装置、感光体ドラムを駆動する電圧や電流を変更することができる。プリンターXは、外気の湿度が刻一刻変化しても、品質が一定に保たれた印刷物を出力することができる。
以下、本発明の第4実施形態について説明する。ここで、第1実施形態と異なるところは信号生成部43の構成であり、その他の部分は第1実施形態の構成と共通するため、ここでは、異なる部分だけ説明して、共通する部分の説明は省略する。
本発明の第4実施形態に係る信号生成部43は、第1実施形態と異なり、排他的論理和素子4個により信号生成部43を構成する。
具体的には、図12に示されるように、信号生成部43は、一段目の排他的論理和素子43C,43Dと、二段目の排他的論理和素子43Fと、論理否定用の排他的論理和素子43Eとを備える。一段目の排他的論理和素子43Cには、スキャン信号SCAN05,06が入力され、一段目の排他的論理和素子43Dには、スキャン信号SCAN07,08が入力されている。二段目の排他的論理和素子43Fは、一段目の排他的論理和素子43C,43Dの出力から湿度検出用信号WET_CLOCK02を生成する。排他的論理和素子43Eは、電源V1(なお、電源V1に限らず、入力端子を正に固定するものなら何でもよい)と、湿度検出用信号WET_CLOCK02とから、湿度検出用信号WET_CLOCK01を生成する。
これにより、信号生成部43により、第1実施形態と同様の周期の湿度検出用信号WET_CLOCK01,02が生成される。
なお、排他的論理和素子43Fの代わりに、否定素子、否定論理積素子、否定論理和素子などの論理素子を用いてもよい。
第4実施形態によれば、信号生成部43は、4つの排他的論理和素子を組み合わせることによって実現されるため、回路規模を更にコンパクトにすることができ、パネル基板40に残された僅かな未使用領域に配置可能である。また、信号生成部43を、標準ロジックIC(集積回路)の1つである4回路2入力排他的論理和の入出力ピンを結線することによって構成することができる。そのため、パネル基板40のサイズを変更することなく、スキャン信号SCAN01〜08の信号線を使用して、7セグメント表示部62と湿度センサー52とを制御することができる。
なお、上述の各実施形態では、排他的論理和素子を組み合わせることによって、信号生成部43を構成する例について説明したが、これに限らず、否定素子、否定論理積素子、否定論理和素子などの種々の論理素子を用いて信号生成部43を構成してもよい。
また、画像生成装置の一つとして、プリンターXの場合について説明したが、ファクシミリ装置、複写装置、複合機などのように電子写真方式の画像形成装置に適用することができる。
また、インクジェットプリンターのように、定着装置を使用しない画像形成装置であっても、モーターを用いて転送ローラーやノズル出力部などが動作されるために内部の温度が上昇する。そのため、本発明の湿度検出装置を適用することができる。特に、加熱により管内のインクに気泡を発生させてインクを噴射するサーマル方式のインクジェットプリンターの場合には、ヒータを使用して内部温度が上昇するため、本発明の湿度検出装置を適用することができる。
10…画像形成部
11…複数の給紙トレイ
12…搬送ローラー
13…転写装置
14…定着装置
20…上部筐体部
21…排紙トレイ
40…パネル基板
41…第1トランジスタ部
42…第2トランジスタ部
43…信号生成部
50…外部センサー部
51…温度センサー
52…湿度センサー
60…操作表示パネル
62…7セグメント表示部
70…上位桁7セグメント部
80…下位桁7セグメント部
71〜77、81〜87…7セグメントLED(7セグメントの発光部の一例)
78、88…小数点表示用LED(小数点表示用の発光部の一例)
90…制御部
91…CPU
92…ROM
93…RAM
Claims (7)
- 複数の信号線を介して接続された制御手段によって制御される被制御部と、
前記複数の信号線を通じて前記制御手段から前記被制御部に入力される周期性を有するパルスからなる複数の制御信号を組み合わせて正負が反転した二つの湿度検出用信号を生成する信号生成手段と、
前記信号生成手段により生成された前記二つの湿度検出用信号によって外気の湿度を検出する湿度検出手段と、を備えてなる湿度検出装置。 - 前記複数の制御信号それぞれは、位相の異なる前記パルスが周期的に現れる方形波信号であり、
前記信号生成手段は、前記複数の制御信号を組み合わせて、前記パルスと同一又は整数倍の幅を有するパルスからなる前記湿度検出用信号を生成するものである請求項1に記載の湿度検出装置。 - 前記被制御部は、前記複数の制御信号によって点灯制御される表示手段であって、予め定められた位置に配置された複数の発光素子を有するものである請求項1又は2に記載の湿度検出装置。
- 前記表示手段は、前記複数の制御信号に応じて前記複数の発光素子が点灯されることによって文字を表示するセグメント表示器である請求項3に記載の湿度検出装置。
- 前記信号生成手段は、複数の論理素子を組み合わせることにより前記二つの湿度検出用信号を生成するものである請求項1から4のいずれかに記載の湿度検出装置。
- 前記論理素子が排他的論理和素子である請求項5に記載の湿度検出装置。
- 請求項1から6のいずれかに記載の湿度検出装置と、
画像形成処理が行われる画像形成部と、
少なくとも画像形成動作に関する情報を表示する表示パネルと、を備え、
前記制御手段が前記画像形成部に設けられ、前記被制御部が前記表示パネルに設けられている画像形成装置。
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