(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿度変化に応じて抵抗値が変化する湿度センサー素子と、
通常湿度用のコンデンサーと前記湿度センサー素子とを含む通常湿度用の積分回路と、
前記通常湿度用のコンデンサーの容量より小さい容量を有する低湿度用のコンデンサーと、前記湿度センサー素子とを含む低湿度用の積分回路と、
前記通常湿度用のコンデンサーの容量より大きい容量を有する高湿度用のコンデンサーと、前記湿度センサー素子とを含む高湿度用の積分回路と、
前記通常湿度用、前記低湿度用及び前記高湿度用の積分回路から一つの積分回路を選択する回路選択部と、
前記回路選択部により選択されている積分回路によって、予め設定された設定電圧を積分させることにより、当該積分回路から出力される出力電圧を測定する電圧測定部と、
前記電圧測定部により測定される前記出力電圧について、立ち上がり開始から予め設定された電圧値に到達するまでの時間を計測する時間計測部と、
前記立ち上がり開始から予め設定された制限時間内に前記出力電圧が前記電圧値に到達したか否かを判断する第１の判断をし、前記第１の判断の結果、前記立ち上がり開始から前記制限時間内に前記出力電圧が前記電圧値に到達しないと判断した場合、前記通常湿度用、前記低湿度用及び前記高湿度用の積分回路のうち、前記回路選択部により選択されている積分回路を構成するコンデンサーの容量より小さい容量を有するコンデンサーによって構成される積分回路を前記回路選択部に選択させ、前記第１の判断の結果、前記立ち上がり開始から前記制限時間内に前記出力電圧が前記電圧値に到達したと判断した場合、前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間が予め設定された設定時間よりも遅いか否かを判断する第２の判断をし、前記第２の判断の結果、前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間が前記設定時間よりも遅くないと判断した場合、前記通常湿度用、前記低湿度用及び前記高湿度用の積分回路のうち、前記回路選択部により選択されている積分回路を構成するコンデンサーの容量より大きい容量を有するコンデンサーによって構成される積分回路を前記回路選択部に選択させ、前記第２の判断の結果、前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間が前記設定時間よりも遅いと判断した場合、前記回路選択部により選択されている積分回路を、湿度測定用の積分回路に決定をする回路決定部と、
湿度と、前記通常湿度用の積分回路の前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間とを、対応させたテーブルが温度別に設けられ、前記通常湿度用の積分回路に割り当てられた通常湿度用のテーブルと、
湿度と、前記低湿度用の積分回路の前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間とを、対応させたテーブルが温度別に設けられ、前記低湿度用の積分回路に割り当てられた低湿度用のテーブルと、
湿度と、前記高湿度用の積分回路の前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間とを、対応させたテーブルが温度別に設けられ、前記高湿度用の積分回路に割り当てられた高湿度用のテーブルと、
温度センサーと、
前記通常湿度用、前記低湿度用及び前記高湿度用のテーブルのうち、前記回路決定部により湿度測定用に決定された積分回路に割り当てられたテーブルと、前記時間計測部により計測された前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間と、前記温度センサーにより測定された温度とを用いて、湿度を決定する湿度決定部と、を備える湿度測定装置。
【請求項２】
前記通常湿度用の積分回路、前記低湿度用の積分回路、前記高湿度用の積分回路は、それぞれ複数あり、
複数の前記通常湿度用、複数の前記低湿度用及び複数の前記高湿度用の積分回路の中から、前記回路選択部により最初に選択される積分回路を、予め設定できる回路設定部を備える請求項１に記載の湿度測定装置。
【請求項３】
前記電圧測定部は、前記回路選択部により選択されている積分回路にクロック信号が入力することにより、当該積分回路から出力される前記出力電圧を測定する請求項１又は２に記載の湿度測定装置。
【請求項４】
前記電圧値は、前記クロック信号の波高値電圧の値の６３％の大きさである請求項３に記載の湿度測定装置。
【請求項５】
湿度変化に応じて抵抗値が変化する湿度センサー素子と、
第１のコンデンサーと前記湿度センサー素子とを含む第１の積分回路と、
前記第１のコンデンサーの容量と異なる容量を有する第２のコンデンサーと、前記湿度センサー素子とを含む第２の積分回路と、
前記第１及び前記第２の積分回路から一つの積分回路を選択する回路選択部と、
前記回路選択部により選択されている積分回路によって、予め設定された設定電圧を積分させることにより、当該積分回路から出力される出力電圧を測定する電圧測定部と、
前記電圧測定部により測定される前記出力電圧について、立ち上がり開始から予め設定された電圧値に到達するまでの時間を計測する時間計測部と、
前記立ち上がり開始から予め設定された制限時間内に前記出力電圧が前記電圧値に到達したか否かを判断する第１の判断をし、前記第１の判断の結果、前記立ち上がり開始から前記制限時間内に前記出力電圧が前記電圧値に到達しないと判断した場合、前記第１及び前記第２の積分回路のうち、前記回路選択部により選択されている積分回路を構成するコンデンサーの容量より小さい容量を有するコンデンサーによって構成される積分回路を前記回路選択部に選択させ、前記第１の判断の結果、前記立ち上がり開始から前記制限時間内に前記出力電圧が前記電圧値に到達したと判断した場合、前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間が予め設定された設定時間よりも遅いか否かを判断する第２の判断をし、前記第２の判断の結果、前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間が前記設定時間よりも遅くないと判断した場合、前記第１及び前記第２の積分回路のうち、前記回路選択部により選択されている積分回路を構成するコンデンサーの容量より大きい容量を有するコンデンサーによって構成される積分回路を前記回路選択部に選択させ、前記第２の判断の結果、前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間が前記設定時間よりも遅いと判断した場合、前記回路選択部により選択されている積分回路を、湿度測定用の積分回路に決定をする回路決定部と、
湿度と、前記第１の積分回路の前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間とを、対応させたテーブルが温度別に設けられ、前記第１の積分回路に割り当てられた第１のテーブルと、
湿度と、前記第２の積分回路の前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間とを、対応させたテーブルが温度別に設けられ、前記第２の積分回路に割り当てられた第２のテーブルと、
温度センサーと、
前記第１及び前記第２のテーブルのうち、前記回路決定部により湿度測定用に決定された積分回路に割り当てられたテーブルと、前記時間計測部により計測された前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間と、前記温度センサーにより測定された温度とを用いて、湿度を決定する湿度決定部と、を備える湿度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗変化型の湿度センサー素子を用いた湿度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複合機等の画像形成装置では、用紙に印刷する画像の画質の低下を防止するために、画像形成装置内の湿度に応じて、画像形成動作を制御している。例えば、アモルファスシリコンを材料とする感光体ドラムの場合、高湿度の環境下では、画像のかすれ等が発生しやすい。そこで、湿度に応じて感光体ドラムを加熱する制御をすることにより、画質が低下するのを防止している。
【０００３】
画像形成装置に適用できる湿度測定装置として、抵抗変化型の湿度センサー素子を用いた湿度測定装置が知られている。この装置は、湿度センサー素子の抵抗値が湿度に応じて変化する原理を利用して湿度を測定する。従来の湿度測定装置として、抵抗変化型の湿度センサー素子の抵抗値と湿度との関係を示すテーブルを用意し、湿度センサー素子の抵抗値を算出し、この値とテーブルとを基にして湿度を決定するものが提案されている(例えば、特許文献１参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２７０３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
抵抗変化型の湿度センサー素子は、低湿度及び高湿度の環境下、抵抗値と湿度との関係がリニアにならないので、湿度の測定誤差が大きくなり、その結果、湿度の測定精度が低下する。
【０００６】
本発明は、低湿度及び高湿度の環境下において、湿度の測定精度を向上させることが可能な湿度測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明の一の局面に係る湿度測定装置は、湿度変化に応じて抵抗値が変化する湿度センサー素子と、通常湿度用のコンデンサーと前記湿度センサー素子とを含む通常湿度用の積分回路と、前記通常湿度用のコンデンサーの容量より小さい容量を有する低湿度用のコンデンサーと、前記湿度センサー素子とを含む低湿度用の積分回路と、前記通常湿度用のコンデンサーの容量より大きい容量を有する高湿度用のコンデンサーと、前記湿度センサー素子とを含む高湿度用の積分回路と、前記通常湿度用、前記低湿度用及び前記高湿度用の積分回路から一つの積分回路を選択する回路選択部と、前記回路選択部により選択されている積分回路によって、予め設定された設定電圧を積分させることにより、当該積分回路から出力される出力電圧を測定する電圧測定部と、前記電圧測定部により測定される前記出力電圧について、立ち上がり開始から予め設定された電圧値に到達するまでの時間を計測する時間計測部と、(ａ)前記立ち上がり開始から予め設定された制限時間内に前記出力電圧が前記電圧値に到達しない場合、前記通常湿度用、前記低湿度用及び前記高湿度用の積分回路のうち、前記回路選択部により選択されている積分回路を構成するコンデンサーの容量より小さい容量を有するコンデンサーによって構成される積分回路を前記回路選択部に選択させ、(ｂ)前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間が予め設定された設定時間よりも早い場合、前記通常湿度用、前記低湿度用及び前記高湿度用の積分回路のうち、前記回路選択部により選択されている積分回路を構成するコンデンサーの容量より大きい容量を有するコンデンサーによって構成される積分回路を前記回路選択部に選択させ、(ｃ)前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間が前記予め設定された設定時間よりも遅い場合、前記回路選択部により選択されている積分回路を、湿度測定用の積分回路に決定をする回路決定部と、湿度と、前記通常湿度用の積分回路の前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間とを、対応させたテーブルが温度別に設けられ、前記通常湿度用の積分回路に割り当てられた通常湿度用のテーブルと、湿度と、前記低湿度用の積分回路の前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間とを、対応させたテーブルが温度別に設けられ、前記低湿度用の積分回路に割り当てられた低湿度用のテーブルと、湿度と、前記高湿度用の積分回路の前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間とを、対応させたテーブルが温度別に設けられ、前記高湿度用の積分回路に割り当てられた高湿度用のテーブルと、温度センサーと、前記通常湿度用、前記低湿度用及び前記高湿度用のテーブルのうち、前記回路決定部により湿度測定用に決定された積分回路に割り当てられたテーブルと、前記時間計測部により計測された前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間と、前記温度センサーにより測定された温度とを用いて、湿度を決定する湿度決定部と、を備える。
【０００８】
積分回路の出力電圧について、立ち上がり開始から予め設定された電圧値に到達するまでの時間(以下、単に「到達時間」と記載する場合がある)は、積分回路の時定数(τ＝Ｒ×Ｃ)に応じて変化する。湿度センサー素子の抵抗値Ｒは湿度に応じて変化するので、到達時間は湿度に応じて変化することになる。本発明では、湿度と到達時間とを対応させたテーブルを温度別に予め用意し、測定した温度に割り当てられているテーブルを用いて、到達時間から湿度を決定する。
【０００９】
しかし、低湿度の環境下では湿度センサー素子の抵抗値Ｒが大きくなるので、積分回路の時定数が大きくなる。その結果、積分回路の出力電圧が予め設定された電圧値に到達できないので、湿度を決定できなくなる。一方、高湿度の環境下では湿度センサー素子の抵抗値Ｒが小さくなるので、積分回路の時定数が小さくなる。その結果、到達時間が早くなりすぎる。到達時間が早すぎると、到達時間どうしの差が小さくなり、湿度の測定精度が低下する。本発明では、到達時間が早くなりすぎるのを、予め設定された設定時間よりも早い場合とする。
【００１０】
そこで、本発明の一の局面に係る湿度測定装置では、(ａ)出力電圧の立ち上がり開始から予め設定された制限時間内に、出力電圧が予め定められた電圧値に到達しない場合、通常湿度用、低湿度用及び高湿度用の積分回路のうち、回路選択部により選択されている積分回路を構成するコンデンサーの容量より小さい容量を有するコンデンサーによって構成される積分回路を、回路選択部に選択させる。これにより、時定数がより小さい積分回路が選択されるので、予め設定された制限時間内に出力電圧が、予め設定された電圧値に到達することが可能となる。一方、(ｂ)出力電圧が予め設定された電圧値に到達するまでの時間が、予め設定された設定時間よりも早い場合(言い換えれば、到達時間が早すぎる場合)、通常湿度用、低湿度用及び高湿度用の積分回路のうち、回路選択部により選択されている積分回路を構成するコンデンサーの容量より大きい容量を有するコンデンサーによって構成される積分回路を回路選択部に選択させる。これにより、時定数がより大きい積分回路が選択されるので、予め設定された電圧値に到達する時間を遅らせることができる。そして、(ｃ)出力電圧が予め設定された電圧値に到達するまでの時間が、予め設定された設定時間よりも遅い場合、回路選択部により選択されている積分回路を、湿度測定用の積分回路に決定をする。
【００１１】
以上のように、本発明の一の局面に係る湿度測定装置は、通常温度用、低湿度用及び高湿度用の積分回路、並びに、通常温度用、低湿度用及び高湿度用のテーブルを用意している。そして、通常湿度の環境下であれば通常湿度用の積分回路及び通常湿度用のテーブル、低湿度の環境下であれば低湿度用の積分回路及び低湿度用のテーブル、高湿度の環境下であれば高湿度用の積分回路及び高湿度用のテーブルを用いて、湿度を測定する。従って、低湿度及び高湿度の環境下でも湿度の測定精度を向上させることができる。
【００１２】
上記構成において、前記通常湿度用、前記低湿度用及び前記高湿度用の積分回路の中から、前記回路選択部により最初に選択される積分回路を、予め設定できる回路設定部を備えることができる。
【００１３】
上述したように本発明の一の局面に係る湿度測定装置によれば、通常湿度の環境下では、湿度測定用の積分回路として通常湿度用の積分回路が回路決定部により決定され、低湿度の環境下では、湿度測定用の積分回路として低湿度用の積分回路が回路決定部により決定され、高湿度の環境下では、湿度測定用の積分回路として高湿度用の積分回路が回路決定部により決定されることになる。この構成によれば、通常湿度の環境下では、回路選択部により最初に選択される積分回路として、通常湿度用の積分回路を予め設定でき、低湿度の環境下では、回路選択部により最初に選択される積分回路として、低湿度用の積分回路を予め設定でき、高湿度の環境下では、回路選択部により最初に選択される積分回路として、高湿度用の積分回路を予め設定できる。従って、湿度測定用の積分回路の決定を高速化することができるので、湿度の測定結果を速く得ることができる。
【００１４】
通常湿度、低湿度、高湿度のそれぞれについて、さらに細かく分けると積分回路の数が増える。例えば、通常湿度を二段階、低湿度を二段階、高湿度を二段階に分けると、積分回路が６個となる。よって、積分回路の数が多い場合、この構成は特に有効となる。
【００１５】
上記構成において、前記電圧測定部は、前記回路選択部により選択されている積分回路にクロック信号が入力することにより、当該積分回路から出力される前記出力電圧を測定することができる。
【００１６】
この構成によれば、クロック信号を積分回路に入力させるので、湿度センサー素子の分極(言い換えれば、電気分解)を防止することができる。
【００１７】
上記構成において、前記電圧値は、前記クロック信号の波高値電圧の値の６３％の大きさである。
【００１８】
この構成によれば、積分回路の出力電圧において、立ち上がり開始から予め設定された電圧値に到達するまでの時間が、その積分回路の時定数となる。従って、例えば、時間計測部として時定数の測定装置を利用できる効果が生じる。
【００１９】
本発明の他の局面に係る湿度測定装置は、湿度変化に応じて抵抗値が変化する湿度センサー素子と、第１のコンデンサーと前記湿度センサー素子とを含む第１の積分回路と、前記第１のコンデンサーの容量と異なる容量を有する第２のコンデンサーと、前記湿度センサー素子とを含む第２の積分回路と、前記第１及び前記第２の積分回路から一つの積分回路を選択する回路選択部と、前記回路選択部により選択されている積分回路によって、予め設定された設定電圧を積分させることにより、当該積分回路から出力される出力電圧を測定する電圧測定部と、前記電圧測定部により測定される前記出力電圧について、立ち上がり開始から予め設定された電圧値に到達するまでの時間を計測する時間計測部と、(ａ)前記立ち上がり開始から予め設定された制限時間内に前記出力電圧が前記電圧値に到達しない場合、前記第１及び前記第２の積分回路のうち、前記回路選択部により選択されている積分回路を構成するコンデンサーの容量より小さい容量を有するコンデンサーによって構成される積分回路を前記回路選択部に選択させ、(ｂ)前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間が予め設定された設定時間よりも早い場合、前記第１及び前記第２の積分回路のうち、前記回路選択部により選択されている積分回路を構成するコンデンサーの容量より大きい容量を有するコンデンサーによって構成される積分回路を前記回路選択部に選択させ、(ｃ)前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間が前記予め設定された設定時間よりも遅い場合、前記回路選択部により選択されている積分回路を、湿度測定用の積分回路に決定をする回路決定部と、湿度と、前記第１の積分回路の前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間とを、対応させたテーブルが温度別に設けられ、前記第１の積分回路に割り当てられた第１のテーブルと、湿度と、前記第２の積分回路の前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間とを、対応させたテーブルが温度別に設けられ、前記第２の積分回路に割り当てられた第２のテーブルと、温度センサーと、前記第１及び前記第２のテーブルのうち、前記回路決定部により湿度測定用に決定された積分回路に割り当てられたテーブルと、前記時間計測部により計測された前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間と、前記温度センサーにより測定された温度とを用いて、湿度を決定する湿度決定部と、を備える。
【００２０】
本発明の他の局面に係る湿度測定装置では、(ａ)出力電圧の立ち上がり開始から予め設定された制限時間内に、出力電圧が予め定められた電圧値に到達しない場合、第１及び第２の積分回路のうち、回路選択部により選択されている積分回路を構成するコンデンサーの容量より小さい容量を有するコンデンサーによって構成される積分回路を、回路選択部に選択させる。これにより、時定数がより小さい積分回路が選択されるので、出力電圧が予め設定された制限時間内に、予め設定された電圧値に到達することが可能となる。一方、(ｂ)出力電圧が予め設定された電圧値に到達するまでの時間が、予め設定された設定時間よりも早い場合(言い換えれば、到達時間が早すぎる場合)、第１及び第２の積分回路のうち、回路選択部により選択されている積分回路を構成するコンデンサーの容量より大きい容量を有するコンデンサーによって構成される積分回路を回路選択部に選択させる。これにより、時定数がより大きい積分回路が選択されるので、予め設定された電圧値に到達する時間を遅らせることができる。そして、(ｃ)出力電圧が予め設定された電圧値に到達するまでの時間が、予め設定された設定時間よりも遅い場合、回路選択部により選択されている積分回路を、湿度測定用の積分回路に決定をする。
【００２１】
以上のように、本発明の他の局面に係る湿度測定装置は、第１の積分回路及び第１のテーブルの組と第２の積分回路及び第２のテーブルの組とのうち、一方の組を低湿度用、他方の組を高湿度用にすることができる。従って、低湿度及び高湿度の環境下でも湿度の測定精度を向上させることができる。
本発明の第１の局面に係る湿度測定装置は、湿度変化に応じて抵抗値が変化する湿度センサー素子と、通常湿度用のコンデンサーと前記湿度センサー素子とを含む通常湿度用の積分回路と、前記通常湿度用のコンデンサーの容量より小さい容量を有する低湿度用のコンデンサーと、前記湿度センサー素子とを含む低湿度用の積分回路と、前記通常湿度用のコンデンサーの容量より大きい容量を有する高湿度用のコンデンサーと、前記湿度センサー素子とを含む高湿度用の積分回路と、前記通常湿度用、前記低湿度用及び前記高湿度用の積分回路から一つの積分回路を選択する回路選択部と、前記回路選択部により選択されている積分回路によって、予め設定された設定電圧を積分させることにより、当該積分回路から出力される出力電圧を測定する電圧測定部と、前記電圧測定部により測定される前記出力電圧について、立ち上がり開始から予め設定された電圧値に到達するまでの時間を計測する時間計測部と、前記立ち上がり開始から予め設定された制限時間内に前記出力電圧が前記電圧値に到達したか否かを判断する第１の判断をし、前記第１の判断の結果、前記立ち上がり開始から前記制限時間内に前記出力電圧が前記電圧値に到達しないと判断した場合、前記通常湿度用、前記低湿度用及び前記高湿度用の積分回路のうち、前記回路選択部により選択されている積分回路を構成するコンデンサーの容量より小さい容量を有するコンデンサーによって構成される積分回路を前記回路選択部に選択させ、前記第１の判断の結果、前記立ち上がり開始から前記制限時間内に前記出力電圧が前記電圧値に到達したと判断した場合、前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間が予め設定された設定時間よりも遅いか否かを判断する第２の判断をし、前記第２の判断の結果、前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間が前記設定時間よりも遅くないと判断した場合、前記通常湿度用、前記低湿度用及び前記高湿度用の積分回路のうち、前記回路選択部により選択されている積分回路を構成するコンデンサーの容量より大きい容量を有するコンデンサーによって構成される積分回路を前記回路選択部に選択させ、前記第２の判断の結果、前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間が前記設定時間よりも遅いと判断した場合、前記回路選択部により選択されている積分回路を、湿度測定用の積分回路に決定をする回路決定部と、湿度と、前記通常湿度用の積分回路の前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間とを、対応させたテーブルが温度別に設けられ、前記通常湿度用の積分回路に割り当てられた通常湿度用のテーブルと、湿度と、前記低湿度用の積分回路の前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間とを、対応させたテーブルが温度別に設けられ、前記低湿度用の積分回路に割り当てられた低湿度用のテーブルと、湿度と、前記高湿度用の積分回路の前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間とを、対応させたテーブルが温度別に設けられ、前記高湿度用の積分回路に割り当てられた高湿度用のテーブルと、温度センサーと、前記通常湿度用、前記低湿度用及び前記高湿度用のテーブルのうち、前記回路決定部により湿度測定用に決定された積分回路に割り当てられたテーブルと、前記時間計測部により計測された前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間と、前記温度センサーにより測定された温度とを用いて、湿度を決定する湿度決定部と、を備える。
上記本発明の第１の局面に係る湿度測定装置において、前記通常湿度用の積分回路、前記低湿度用の積分回路、前記高湿度用の積分回路は、それぞれ複数あり、複数の前記通常湿度用、複数の前記低湿度用及び複数の前記高湿度用の積分回路の中から、前記回路選択部により最初に選択される積分回路を、予め設定できる回路設定部を備える。
本発明の第２の局面に係る湿度測定装置は、湿度変化に応じて抵抗値が変化する湿度センサー素子と、第１のコンデンサーと前記湿度センサー素子とを含む第１の積分回路と、前記第１のコンデンサーの容量と異なる容量を有する第２のコンデンサーと、前記湿度センサー素子とを含む第２の積分回路と、前記第１及び前記第２の積分回路から一つの積分回路を選択する回路選択部と、前記回路選択部により選択されている積分回路によって、予め設定された設定電圧を積分させることにより、当該積分回路から出力される出力電圧を測定する電圧測定部と、前記電圧測定部により測定される前記出力電圧について、立ち上がり開始から予め設定された電圧値に到達するまでの時間を計測する時間計測部と、前記立ち上がり開始から予め設定された制限時間内に前記出力電圧が前記電圧値に到達したか否かを判断する第１の判断をし、前記第１の判断の結果、前記立ち上がり開始から前記制限時間内に前記出力電圧が前記電圧値に到達しないと判断した場合、前記第１及び前記第２の積分回路のうち、前記回路選択部により選択されている積分回路を構成するコンデンサーの容量より小さい容量を有するコンデンサーによって構成される積分回路を前記回路選択部に選択させ、前記第１の判断の結果、前記立ち上がり開始から前記制限時間内に前記出力電圧が前記電圧値に到達したと判断した場合、前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間が予め設定された設定時間よりも遅いか否かを判断する第２の判断をし、前記第２の判断の結果、前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間が前記設定時間よりも遅くないと判断した場合、前記第１及び前記第２の積分回路のうち、前記回路選択部により選択されている積分回路を構成するコンデンサーの容量より大きい容量を有するコンデンサーによって構成される積分回路を前記回路選択部に選択させ、前記第２の判断の結果、前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間が前記設定時間よりも遅いと判断した場合、前記回路選択部により選択されている積分回路を、湿度測定用の積分回路に決定をする回路決定部と、湿度と、前記第１の積分回路の前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間とを、対応させたテーブルが温度別に設けられ、前記第１の積分回路に割り当てられた第１のテーブルと、湿度と、前記第２の積分回路の前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間とを、対応させたテーブルが温度別に設けられ、前記第２の積分回路に割り当てられた第２のテーブルと、温度センサーと、前記第１及び前記第２のテーブルのうち、前記回路決定部により湿度測定用に決定された積分回路に割り当てられたテーブルと、前記時間計測部により計測された前記出力電圧が前記電圧値に到達するまでの時間と、前記温度センサーにより測定された温度とを用いて、湿度を決定する湿度決定部と、を備える。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、低湿度及び高湿度の環境下において、湿度の測定精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る湿度測定装置を適用できる画像形成装置の内部構造の概略を示す図である。
【図２】図１に示す画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態に係る湿度測定装置を構成するハードウェアを示す図である。
【図４】本実施形態に係る湿度測定装置に備えられる回路決定部、テーブル及び湿度決定部を示すブロック図である。
【図５】積分回路の入力電圧と出力電圧との関係を示すグラフ(その１)である。
【図６】積分回路の入力電圧と出力電圧との関係を示すグラフ(その２)である。
【図７】積分回路の入力電圧と出力電圧との関係を示すグラフ(その３)である。
【図８】低湿度１用、低湿度２用、通常湿度１用、通常湿度２用、高湿度１用、高湿度２用のそれぞれの積分回路のコンデンサーの容量の具体例を示す図である。
【図９】低湿度１用のテーブルの一例を示す図である。
【図１０】本実施形態に係る湿度測定装置の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る湿度測定装置を適用できる画像形成装置１の内部構造の概略を示す図である。画像形成装置１は例えば、コピー、プリンタ、スキャナ及びファクシミリの機能を有するデジタル複合機に適用することができる。画像形成装置１は装置本体１００、装置本体１００の上に配置された原稿読取部２００、原稿読取部２００の上に配置された原稿給送部３００及び装置本体１００の上部前面に配置された操作部４００を備える。
【００２５】
原稿給送部３００は自動原稿送り装置として機能し、原稿載置部３０１に置かれた複数枚の原稿を連続的に原稿読取部２００に送ることができる。
【００２６】
原稿読取部２００は、露光ランプ等を搭載したキャリッジ２０１、ガラス等の透明部材により構成された原稿台２０３、不図示のＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサー及び原稿読取スリット２０５を備える。原稿台２０３に載置された原稿を読み取る場合、キャリッジ２０１を原稿台２０３の長手方向に移動させながらＣＣＤセンサーにより原稿を読み取る。これに対して、原稿給送部３００から給送された原稿を読み取る場合、キャリッジ２０１を原稿読取スリット２０５と対向する位置に移動させて、原稿給送部３００から送られてきた原稿を、原稿読取スリット２０５を通してＣＣＤセンサーにより読み取る。ＣＣＤセンサーは読み取った原稿を画像データとして出力する。
【００２７】
装置本体１００は用紙貯留部１０１、画像形成部１０３及び定着部１０５を備える。用紙貯留部１０１は装置本体１００の最下部に配置されており、用紙の束を貯留することができる用紙トレイ１０７を備える。用紙トレイ１０７に貯留された用紙の束において、最上位の用紙がピックアップローラ１０９の駆動により、用紙搬送路１１１へ向けて送出される。用紙は用紙搬送路１１１を通って、画像形成部１０３へ搬送される。
【００２８】
画像形成部１０３は搬送されてきた用紙にトナー画像を形成する。画像形成部１０３は感光体ドラム１１３、露光部１１５、現像部１１７及び転写部１１９を備える。露光部１１５は画像データ(原稿読取部２００から出力された画像データ、パソコンから送信された画像データ、ファクシミリ受信の画像データ等)に対応して変調された光を生成し、一様に帯電された感光体ドラム１１３の周面に照射する。これにより、感光体ドラム１１３の周面には画像データに対応する静電潜像が形成される。この状態で感光体ドラム１１３の周面に現像部１１７からトナーを供給することにより、周面には画像データに対応するトナー画像が形成される。このトナー画像は転写部１１９によって先ほど説明した用紙貯留部１０１から搬送されてきた用紙に転写される。
【００２９】
トナー画像が転写された用紙は定着部１０５に送られる。定着部１０５において、トナー画像と用紙に熱と圧力が加えられて、トナー画像は用紙に定着される。用紙はスタックトレイ１２１又は排紙トレイ１２３に排紙される。
【００３０】
操作部４００は操作キー部４０１と表示部４０３を備える。表示部４０３はタッチパネル機能を有しており、ソフトキーを含む画面が表示される。ユーザーは画面を見ながらソフトキーを操作することによって、コピー等の機能の実行に必要な設定等をする。
【００３１】
操作キー部４０１にはハードキーからなる操作キーが設けられている。具体的にはスタートキー４０５、テンキー４０７、ストップキー４０９、リセットキー４１１、コピー、プリンタ、スキャナ及びファクシミリを切り換えるための機能切換キー４１３等が設けられている。
【００３２】
スタートキー４０５はコピー、ファクシミリ送信等の動作を開始させるキーである。テンキー４０７はコピー部数、ファクシミリ番号等の数字を入力するキーである。ストップキー４０９はコピー動作等を途中で中止させるキーである。リセットキー４１１は設定された内容を初期設定状態に戻すキーである。
【００３３】
機能切換キー４１３はコピーキー及び送信キー等を備えており、コピー機能、送信機能等を相互に切り替えるキーである。コピーキーを操作すれば、コピーの初期画面が表示部４０３に表示される。送信キーを操作すれば、ファクシミリ送信及びメール送信の初期画面が表示部４０３に表示される。
【００３４】
図２は、図１に示す画像形成装置１の構成を示すブロック図である。画像形成装置１は装置本体１００、原稿読取部２００、原稿給送部３００、操作部４００、制御部５００及び通信部６００がバスによって相互に接続された構成を有する。装置本体１００、原稿読取部２００、原稿給送部３００及び操作部４００に関しては既に説明したので、説明を省略する。
【００３５】
制御部５００はＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)及び画像メモリ等を備える。ＣＰＵは画像形成装置１を動作させるために必要な制御を、装置本体１００等の画像形成装置１の上記構成要素に対して実行する。ＲＯＭは画像形成装置１の動作の制御に必要なソフトウェアを記憶している。ＲＡＭはソフトウェアの実行時に発生するデータの一時的な記憶及びアプリケーションソフトの記憶等に利用される。画像メモリは画像データ(原稿読取部２００から出力された画像データ、パソコンから送信された画像データ、ファクシミリ受信の画像データ等)を一時的に記憶する。
【００３６】
通信部６００はファクシミリ通信部６０１及びネットワークＩ／Ｆ部６０３を備える。ファクシミリ通信部６０１は相手先ファクシミリとの電話回線の接続を制御するＮＣＵ(Network Control Unit)及びファクシミリ通信用の信号を変復調する変復調回路を備える。ファクシミリ通信部６０１は電話回線６０５に接続される。
【００３７】
ネットワークＩ／Ｆ部６０３はＬＡＮ(Local Area Network)６０７に接続される。ネットワークＩ／Ｆ部６０３はＬＡＮ６０７に接続されたパソコン等の端末装置との間で通信を実行するための通信インターフェイス回路である。
【００３８】
本実施形態に係る湿度測定装置１１は、湿度センサー素子１３を含む。湿度センサー素子１３は、抵抗変化型であり、湿度変化に応じて抵抗値が変化する。湿度センサー素子１３は、例えば、基板と、基板の上に形成された電極と、電極の上に塗布された高分子材料からなる感湿膜と、を備える。制御部５００は、湿度測定装置１１で測定される湿度に応じて、画像形成部１０３の画像形成動作を制御する。例えば、画像を用紙に転写する転写動作、静電潜像を現像する現像動作、並びに、感光体ドラム１１３の回転及び温度制御を、湿度に応じて変える。
【００３９】
湿度測定装置１１を詳細に説明する。湿度センサー素子１３とコンデンサーとにより構成される積分回路の出力電圧について、立ち上がり開始から予め定められた電圧値に到達するまでの時間(以下、単に「到達時間」と記載することもある)は、その積分回路の時定数(τ＝Ｒ×Ｃ)に応じて変化する。湿度センサー素子１３の抵抗値Ｒは湿度に応じて変化するので、到達時間は湿度に応じて変化することになる。湿度測定装置１１では、湿度と到達時間とを対応させたテーブルを温度別に予め用意し、測定した温度に割り当てられているテーブルを用いて、到達時間から湿度を決定する。
【００４０】
図３は、湿度測定装置１１を構成するハードウェアを示す図である。湿度測定装置１１は、ＣＰＵ１５、ＲＡＭ１７、ＲＯＭ１９、Ｉ／Ｏポート２１、ＡＳＩＣ２３、湿度センサー素子１３、電圧測定部２７、時間計測部２９、回路選択部３１、コンデンサーＣ１〜Ｃ６及び温度センサー２５を備える。ＣＰＵ１５、ＲＡＭ１７、ＲＯＭ１９、Ｉ／Ｏポート２１及びＡＳＩＣ２３は、図２に示す制御部５００を構成する要素である。ＣＰＵ１５、ＲＡＭ１７及びＲＯＭ１９により、後で説明する回路決定部３５、テーブル３７及び湿度決定部３９が実現される。
【００４１】
ＡＳＩＣ２３は、温度センサー２５を制御する。ＡＳＩＣ２３は、湿度センサー素子１３に印加するクロック信号ＣＬＫを生成するクロック生成部３３を備える。
【００４２】
湿度センサー素子１３には、低湿度１用のコンデンサーＣ１、低湿度２用のコンデンサーＣ２、通常湿度１用のコンデンサーＣ３、通常湿度２用のコンデンサーＣ４、高湿度１用のコンデンサーＣ５、高湿度２用のコンデンサーＣ６が、それぞれ直列に接続されている。これらのコンデンサーを区別する必要がなければ、コンデンサーＣと記載する。
【００４３】
湿度センサー素子１３と低湿度１用のコンデンサーＣ１とにより、低湿度１用の積分回路ＲＣ１が構成される。湿度センサー素子１３と低湿度２用のコンデンサーＣ２とにより、低湿度２用の積分回路ＲＣ２が構成される。湿度センサー素子１３と通常湿度１用のコンデンサーＣ３とにより、通常湿度１用の積分回路ＲＣ３が構成される。湿度センサー素子１３と通常湿度２用のコンデンサーＣ４とにより、通常湿度２用の積分回路ＲＣ４が構成される。湿度センサー素子１３と高湿度１用のコンデンサーＣ５とにより、高湿度１用の積分回路ＲＣ５が構成される。湿度センサー素子１３と高湿度２用のコンデンサーＣ６とにより、高湿度２用の積分回路ＲＣ６が構成される。これらの積分回路を区別する必要がなければ、積分回路ＲＣと記載する。
【００４４】
本実施形態では、湿度が高くなるに従って、選択される積分回路が、積分回路ＲＣ１、積分回路ＲＣ２、積分回路ＲＣ３、積分回路ＲＣ４、積分回路ＲＣ５、積分回路ＲＣ６へと変わる。
【００４５】
低湿度１用のコンデンサーＣ１には、スイッチング素子ＳＷ１が接続されている。低湿度２用のコンデンサーＣ２には、スイッチング素子ＳＷ２が接続されている。通常湿度１用のコンデンサーＣ３には、スイッチング素子ＳＷ３が接続されている。通常湿度２用のコンデンサーＣ４には、スイッチング素子ＳＷ４が接続されている。高湿度１用のコンデンサーＣ５には、スイッチング素子ＳＷ５が接続されている。高湿度２用のコンデンサーＣ６には、スイッチング素子ＳＷ６が接続されている。これらスイッチング素子を区別する必要がなければ、スイッチング素子ＳＷと記載する。スイッチング素子ＳＷとして、例えば、バイポーラトランジスタを用いることができる。
【００４６】
Ｉ／Ｏポート２１から出力された選択信号ＳＧ１によりスイッチング素子ＳＷ１がオンすると、低湿度１用の積分回路ＲＣ１が選択される。Ｉ／Ｏポート２１から出力された選択信号ＳＧ２によりスイッチング素子ＳＷ２がオンすると、低湿度２用の積分回路ＲＣ２が選択される。Ｉ／Ｏポート２１から出力された選択信号ＳＧ３によりスイッチング素子ＳＷ３がオンすると、通常湿度１用の積分回路ＲＣ３が選択される。Ｉ／Ｏポート２１から出力された選択信号ＳＧ４によりスイッチング素子ＳＷ４がオンすると、通常湿度２用の積分回路ＲＣ４が選択される。Ｉ／Ｏポート２１から出力された選択信号ＳＧ５によりスイッチング素子ＳＷ５がオンすると、高湿度１用の積分回路ＲＣ５が選択される。Ｉ／Ｏポート２１から出力された選択信号ＳＧ６によりスイッチング素子ＳＷ６がオンすると、高湿度２用の積分回路ＲＣ６が選択される。これらのスイッチング素子ＳＷにより回路選択部３１が構成される。
【００４７】
電圧測定部２７は、積分回路ＲＣ１〜ＲＣ６のうち、回路選択部３１により選択されている積分回路ＲＣによって、予め設定された設定電圧を積分させることにより、その積分回路ＲＣから出力される出力電圧を測定する。具体的に説明すると、電圧測定部２７は、積分回路ＲＣ１〜ＲＣ６のうち、回路選択部３１により選択されている積分回路ＲＣにクロック信号ＣＬＫが入力することにより、その積分回路ＲＣから出力される出力電圧を測定する。クロック信号ＣＬＫの波高値電圧Ｖｃｃが、予め設定された設定電圧となる。電圧測定部２７により測定された出力電圧を示す信号ＳＧ７は、Ｉ／Ｏポート２１に入力される。
【００４８】
時間計測部２９は、クロック生成部３３で生成されるクロック信号ＣＬＫがＨレベルになると、時間の計測を開始し、Ｌレベルになると時間の計測をリセットする。これにより、時間計測部２９は、電圧測定部２７により測定される出力電圧について、立ち上がり開始から予め設定された電圧値に到達するまでの時間(到達時間)を計測する。本実施形態では、予め設定された電圧値を、０．６３Ｖｃｃとしている。Ｖｃｃは、回路選択部３１により選択されている積分回路ＲＣの入力電圧(クロック信号ＣＬＫの波高値電圧)である。従って、選択されている積分回路ＲＣの出力電圧の立ち上がり開始から０．６３Ｖｃｃに到達するまでの時間は、その積分回路ＲＣの時定数となる。時間計測部２９により計測された時間を示す信号ＳＧ８は、Ｉ／Ｏポート２１に入力される。
【００４９】
温度センサー２５は、湿度測定装置１１が配置されている環境下での温度を測定する。温度センサー２５により測定された温度を示す信号ＳＧ９は、Ｉ／Ｏポート２１に入力される。
【００５０】
図４は、湿度測定装置１１に備えられる回路決定部３５、テーブル３７及び湿度決定部３９を示すブロック図である。これらは、図３に示すＣＰＵ１５、ＲＡＭ１７及びＲＯＭ１９により実現される。
【００５１】
まず、回路決定部３５について説明する。図５〜図７は、積分回路ＲＣの入力電圧と出力電圧との関係を示すグラフである。積分回路ＲＣの入力電圧は、クロック生成部３３により生成され、湿度センサー素子１３に印加されるクロック信号ＣＬＫの波高値電圧Ｖｃｃ(例えば、３．３Ｖ)である。その積分回路ＲＣの出力電圧の波形は、湿度センサー素子１３の抵抗値に応じて変化し、図では四つの波形Ｗ１〜Ｗ４が示されている。出力電圧は電圧測定部２７により測定される。
【００５２】
時間計測部２９は、選択されている積分回路ＲＣの出力電圧の立ち上がりにより、計測を開始し、クロック信号ＣＬＫの半周期(Ｔ／２)が経過すると、時間の計測を終了し、リセットする。選択された積分回路ＲＣの時定数がクロック信号ＣＬＫの半周期を超えると、その積分回路ＲＣの出力電圧は０．６３Ｖｃｃに到達できない(図５)。クロック信号ＣＬＫの半周期は、予め設定された制限時間の一例である。
【００５３】
従って、図８に示すように、低湿度１用、低湿度２用、通常湿度１用、通常湿度２用、高湿度１用、高湿度２用のそれぞれの積分回路ＲＣの時定数が、クロック信号ＣＬＫの半周期(Ｔ／２)以内になるように、コンデンサーＣの容量が決定される。抵抗の欄には、選択された積分回路ＲＣにおいて、湿度センサー素子１３の抵抗値の範囲を示している。
【００５４】
回路決定部３５は、選択された積分回路ＲＣの出力電圧の立ち上がり開始から、０．６３Ｖｃｃ(予め設定された電圧値の一例)に到達するまでの時間を基にして、次の(ａ)、(ｂ)、(ｃ)の動作を実行する。
【００５５】
(ａ)回路選択部３１により選択されている積分回路ＲＣの出力電圧が、立ち上がり開始からクロック信号ＣＬＫの半周期内(予め設定された制限時間内)に、０．６３Ｖｃｃに到達しない場合(図５)、積分回路ＲＣ１〜ＲＣ６のうち、回路選択部３１により選択されている積分回路ＲＣを構成するコンデンサーＣの容量より小さい容量を有するコンデンサーＣによって構成される積分回路ＲＣを、回路選択部３１に選択させる。これにより、積分回路ＲＣの時定数が小さくなるので、回路選択部３１により選択されている積分回路ＲＣの出力電圧が、０．６３Ｖｃｃに到達する可能性が高くなる。この新たに選択された積分回路ＲＣの出力電圧が、０．６３Ｖｃｃに到達しなければ、さらに小さい容量を有するコンデンサーＣによって構成される積分回路ＲＣを、回路選択部３１に選択させる。
【００５６】
(ｂ)回路選択部３１により選択されている積分回路ＲＣの出力電圧が、０．６３Ｖｃｃに到達するまでの時間が予め設定された設定時間ｓ０よりも早い場合(図６)、積分回路ＲＣ１〜ＲＣ６のうち、回路選択部３１により選択されている積分回路ＲＣを構成するコンデンサーＣの容量より大きい容量を有するコンデンサーＣによって構成される積分回路ＲＣを回路選択部３１に選択させる。これは、出力電圧の立ち上がり開始から０．６３Ｖｃｃに到達するまでの時間(到達時間)が早すぎると、到達時間どうしの差(言い換えれば、時定数どうしの差)が小さくなり、湿度の測定精度が低下する。コンデンサーＣの容量を大きくすると、時定数τはＲとＣとを掛けた値なので、時定数どうしの差(到達時間どうしの差)を大きくすることができる。本実施形態では、到達時間が早すぎるのを、予め設定された設定時間よりも早い場合とする。予め設定された設定時間ｓ０とは、例えば、クロック信号ＣＬＫの半周期の１／１０である。
【００５７】
この新たに選択された積分回路ＲＣの出力電圧が０．６３Ｖｃｃに到達するまでの時間が、予め設定された設定時間ｓ０よりも早い場合、さらに大きい容量を有するコンデンサーＣによって構成される積分回路ＲＣを、回路選択部３１に選択させる。
【００５８】
(ｃ)回路選択部３１により選択されている積分回路の出力電圧が、０．６３Ｖｃｃに到達するまでの時間が予め設定された設定時間ｓ０よりも遅い場合(図７)、回路選択部３１により選択されている積分回路ＲＣを、湿度測定用の積分回路ＲＣに決定をする。後で説明するように、積分回路ＲＣの出力電圧の立ち上がり開始から、０．６３Ｖｃｃに到達するまでの時間(時間ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４)を基にして、湿度が決定される。
【００５９】
次に、テーブル３７について説明する。テーブル３７は、低湿度１用のテーブル３７ａ、低湿度２用のテーブル３７ｂ、通常湿度１用のテーブル３７ｃ、通常湿度２用のテーブル３７ｄ、高湿度１用のテーブル３７ｅ及び高湿度２用のテーブル３７ｆを含む。
【００６０】
低湿度１用のテーブル３７ａは、低湿度１用の積分回路ＲＣ１に割り当てられており、湿度と、低湿度１用の積分回路ＲＣ１の出力電圧が０．６３Ｖｃｃに到達するまでの時間と、を対応させたテーブルである。
【００６１】
同様に、低湿度２用のテーブル３７ｂは、低湿度２用の積分回路ＲＣ２に割り当てられており、湿度と、低湿度２用の積分回路ＲＣ２の出力電圧が０．６３Ｖｃｃに到達するまでの時間と、を対応させたテーブルである。通常湿度１用のテーブル３７ｃは、通常湿度１用の積分回路ＲＣ３に割り当てられており、湿度と、通常湿度１用の積分回路ＲＣ３の出力電圧が０．６３Ｖｃｃに到達するまでの時間と、を対応させたテーブルである。通常湿度２用のテーブル３７ｄは、通常湿度２用の積分回路ＲＣ４に割り当てられており、湿度と、通常湿度２用の積分回路ＲＣ４の出力電圧が０．６３Ｖｃｃに到達するまでの時間と、を対応させたテーブルである。高湿度１用のテーブル３７ｅは、高湿度１用の積分回路ＲＣ５に割り当てられており、湿度と、高湿度１用の積分回路ＲＣ５の出力電圧が０．６３Ｖｃｃに到達するまでの時間と、を対応させたテーブルである。高湿度２用のテーブル３７ｆは、高湿度２用の積分回路ＲＣ６に割り当てられており、湿度と、高湿度２用の積分回路ＲＣ６の出力電圧が０．６３Ｖｃｃに到達するまでの時間と、を対応させたテーブルである。
【００６２】
これらのテーブルの具体例について、低湿度１用のテーブル３７ａを用いて説明する。図９は、低湿度１用のテーブル３７ａの一例を示す図である。温度ｔと出力電圧が０．６３Ｖｃｃに到達するまでの時間ｓとが決まることにより、湿度を決定できる。例えば、温度ｔが５≦ｔ＜１０で、かつ出力電圧が０．６３Ｖｃｃに到達するまでの時間ｓが、ｓ１６≦ｓ＜ｓ１７であれば、湿度が５５％となる。
【００６３】
この湿度の決定は湿度決定部３９が実行する。すなわち、湿度決定部３９は、テーブル３７ａ〜３７ｆのうち、回路決定部３５により湿度測定用に決定された積分回路ＲＣに割り当てられたテーブルと、時間計測部２９により計測された出力電圧が０．６３Ｖｃｃに到達するまでの時間と、温度センサー２５により測定された温度とを用いて、湿度を決定する。
【００６４】
次に、本実施形態に係る湿度測定装置１１の動作を説明する。図１０はその動作を説明するフローチャートである。図３に示すように、湿度測定装置１１は６個の積分回路ＲＣ１〜ＲＣ６を含むが、説明を簡単にするために、低湿度１用の積分回路ＲＣ１、通常湿度１用の積分回路ＲＣ３、高湿度１用の積分回路ＲＣ５を用いて説明する。
【００６５】
ＡＳＩＣ２３は、温度センサー２５を制御し、湿度測定装置１１が位置する環境下での温度を測定させる(ステップＳ１)。温度センサー２５により測定された温度を示す信号ＳＧ９は、Ｉ／Ｏポート２１に入力される。
【００６６】
回路決定部３５は、最初に選択する積分回路として通常湿度１用の積分回路ＲＣ３を選択するために、選択信号ＳＧ３を出力する。これにより、スイッチング素子ＳＷ３がオンして、通常湿度１用の積分回路ＲＣ３が選択される(ステップＳ３)。
【００６７】
ＡＳＩＣ２３は、クロック信号ＣＬＫを湿度センサー素子１３に印加する。これにより、電圧測定部２７は、通常湿度１用の積分回路ＲＣ３の出力電圧を測定し、かつ時間計測部２９は、通常湿度１用の積分回路ＲＣ３の出力電圧の立ち上がり開始から時間の計測を開始する(ステップＳ５)。電圧測定部２７により測定された電圧値を示す信号ＳＧ７及び時間計測部２９により計測された時間を示す信号ＳＧ８は、Ｉ／Ｏポート２１に送られる。
【００６８】
回路決定部３５は、クロック信号ＣＬＫの半周期以内に、通常湿度１用の積分回路ＲＣ３の出力電圧が０．６３Ｖｃｃに到達したか判断する(ステップＳ７)。
【００６９】
回路決定部３５が、クロック信号ＣＬＫの半周期以内に、通常湿度１用の積分回路ＲＣ３の出力電圧が０．６３Ｖｃｃに到達したと判断しない場合(ステップＳ７でＮｏ)、回路決定部３５は、次に選択する積分回路ＲＣとして低湿度１用の積分回路ＲＣ１を選択するために、選択信号ＳＧ１を出力する。これにより、スイッチング素子ＳＷ１がオンして、低湿度１用の積分回路ＲＣ１が選択される(ステップＳ９)。そして、ステップＳ５に戻る。
【００７０】
回路決定部３５が、クロック信号ＣＬＫの半周期以内に、通常湿度１用の積分回路ＲＣ３の出力電圧が０．６３Ｖｃｃに到達したと判断した場合(ステップＳ７でＹｅｓ)、回路決定部３５は、その出力電圧が０．６３Ｖｃｃに到達した時間が、予め設定された設定時間ｓ０より遅いか否か判断する(ステップＳ１１)。
【００７１】
回路決定部３５は、通常湿度１用の積分回路ＲＣ３の出力電圧が０．６３Ｖｃｃに到達した時間が、予め設定された設定時間ｓ０より遅くないと判断した場合(ステップＳ１１でＮｏ)、言い換えれば、予め設定された設定時間ｓ０より早いと判断した場合、回路決定部３５は、次に選択する積分回路として高湿度１用の積分回路ＲＣ５を選択するために、選択信号ＳＧ５を出力する。これにより、スイッチング素子ＳＷ５がオンして、高湿度１用の積分回路ＲＣ５が選択される(ステップＳ１３)。そして、ステップＳ５に戻る。
【００７２】
回路決定部３５は、通常湿度１用の積分回路ＲＣ３の出力電圧が０．６３Ｖｃｃに到達した時間が、予め設定された設定時間ｓ０より遅いと判断した(ステップＳ１１でＹｅｓ)、回路決定部３５は、現在選択されている積分回路ＲＣ(この場合は、通常湿度１用の積分回路ＲＣ３)を、湿度測定用の積分回路ＲＣに決定する(ステップＳ１５)。
【００７３】
電圧測定部２７は、湿度測定用に決定された積分回路ＲＣの出力電圧を測定し、かつ時間計測部２９は、湿度測定用に決定された積分回路ＲＣの出力電圧の立ち上がり開始から時間の計測を開始する(ステップＳ１７)。電圧測定部２７により測定された電圧値を示す信号ＳＧ７及び時間計測部２９により計測された時間を示す信号ＳＧ８は、Ｉ／Ｏポート２１に送られる。
【００７４】
湿度決定部３９は、電圧測定部２７により測定された電圧値を示す信号ＳＧ７、時間計測部２９により計測された時間を示す信号ＳＧ８、及び、温度センサー２５により測定された温度ｔを示す信号ＳＧ９を基にして、湿度を決定する(ステップＳ１９)。
【００７５】
本実施形態の主な効果を説明する。本実施形態に係る湿度測定装置１１では、(ａ)積分回路ＲＣの出力電圧が０．６３Ｖｃｃに到達しない場合(図５)、積分回路ＲＣ１〜ＲＣ６のうち、回路選択部３１により選択されている積分回路ＲＣを構成するコンデンサーの容量より小さい容量を有するコンデンサーによって構成される積分回路ＲＣが選択される。これにより、時定数がより小さい積分回路ＲＣが選択されるので、出力電圧が０．６３Ｖｃｃに到達することが可能となる。一方、(ｂ)出力電圧が０．６３Ｖｃｃに到達するまでの時間が、予め設定された設定時間よりも早い場合、言い換えれば、到達時間が早すぎる場合(図６)、積分回路ＲＣ１〜ＲＣ６のうち、回路選択部３１により選択されている積分回路ＲＣを構成するコンデンサーの容量より大きい容量を有するコンデンサーによって構成される積分回路ＲＣが選択される。これにより、時定数がより大きい積分回路ＲＣが選択されるので、０．６３Ｖｃｃに到達する時間を遅らせることができる。そして、(ｃ)出力電圧が０．６３Ｖｃｃに到達するまでの時間が、予め設定された設定時間よりも遅い場合(例えば、図７)、回路選択部３１により選択されている積分回路ＲＣを、湿度測定用の積分回路ＲＣに決定をする。
【００７６】
以上のように、本実施形態は、低湿度用の積分回路(積分回路ＲＣ１，ＲＣ２)、通常湿度用の積分回路(積分回路ＲＣ３，ＲＣ４)、及び、高湿度用の積分回路(積分回路ＲＣ５，ＲＣ６)、並びに、低湿度用のテーブル(テーブル３７ａ，３７ｂ)、通常湿度用のテーブル(テーブル３７ｃ，３７ｄ)、高湿度用のテーブル(テーブル３７ｅ，３７ｆ)を用意している。そして、低湿度の環境下であれば、低湿度１用の積分回路ＲＣ１及び低湿度１用のテーブル３７ａ(又は低湿度２用の積分回路ＲＣ２及び低湿度２用のテーブル３７ｂ)、通常湿度の環境下であれば、通常湿度１用の積分回路ＲＣ３及び通常湿度１用のテーブル３７ｃ(又は通常湿度２用の積分回路ＲＣ４及び通常湿度２用のテーブル３７ｄ)、高湿度の環境下であれば、高湿度１用の積分回路ＲＣ５及び高湿度１用のテーブル３７ｅ(又は高湿度２用の積分回路ＲＣ６及び高湿度２用のテーブル３７ｆ)を用いて、湿度を測定する。従って、低湿度及び高湿度の環境下でも湿度の測定精度を向上させることができる。
【００７７】
さらに、本実施形態によれば、低湿度、通常湿度、高湿度のそれぞれについて二段階の積分回路及びテーブルを用意している。すなわち、低湿度を例に説明すると、低湿度１用の積分回路ＲＣ１及び低湿度１用のテーブル３７ａ(低湿度において湿度が比較的低い場合の積分回路及びテーブル)と、低湿度２用の積分回路ＲＣ２及び低湿度２用のテーブル３７ｂ(低湿度において湿度が比較的高い場合の積分回路及びテーブル)と、を用意している。従って、湿度の測定精度をさらに向上させることができる。
【００７８】
また、本実施形態によれば、積分回路ＲＣの出力電圧において、予め設定された電圧値を、クロック信号ＣＬＫの波高値電圧Ｖｃｃの値の６３％の大きさにしている。よって、積分回路ＲＣの出力電圧において、立ち上がり開始から予め設定された電圧値に到達するまでの時間が、その積分回路ＲＣの時定数となる。従って、例えば、時間計測部２９として時定数の測定装置を利用できる効果が生じる。
【００７９】
本実施形態では、予め設定された電圧値を、クロック信号ＣＬＫの波高電圧Ｖｃｃの値の６３％の大きさにしている。本発明はこれに限定されず、湿度の測定精度が低下しない程度に到達時間どうしに差が生じれば、予め設定された電圧値にすることができる。
【００８０】
本実施形態の変形例を説明する。変形例は、積分回路ＲＣ１〜ＲＣ６の中から、回路選択部３１により最初に選択される積分回路ＲＣを、予め設定できる回路設定部を備える。回路設定部は、図３に示すＣＰＵ１５、ＲＡＭ１７及びＲＯＭ１９により実現される。
【００８１】
変形例によれば、通常湿度の環境下では、回路選択部３１により最初に選択される積分回路ＲＣとして、通常湿度１用の積分回路ＲＣ３又は通常湿度２用の積分回路ＲＣ４を予め設定でき、低湿度の環境下では、回路選択部３１により最初に選択される積分回路として、低湿度１用の積分回路ＲＣ１又は低湿度２用の積分回路ＲＣ２を予め設定でき、高湿度の環境下では、回路選択部３１により最初に選択される積分回路として、高湿度１用の積分回路ＲＣ５又は高湿度２用の積分回路ＲＣ６を予め設定できる。従って、湿度測定用の積分回路ＲＣの決定を高速化することができるので、湿度の測定結果を速く得ることができる。
【００８２】
通常湿度、低湿度、高湿度のそれぞれについて、さらに細かく分けると積分回路ＲＣの数が増える。例えば、本実施形態のように、通常湿度を二段階、低湿度を二段階、高湿度を二段階に分けると、積分回路ＲＣが６個となる。よって、積分回路ＲＣの数が多い場合、変形例は特に有効となる。
【符号の説明】
【００８３】
１１  湿度測定装置
１３  湿度センサー素子
２５  温度センサー
２７  電圧測定部
２９  時間計測部
３１  回路選択部
３５  回路決定部
３７  テーブル
３９  湿度決定部
ＣＬＫ  クロック信号
Ｃ１〜Ｃ６  コンデンサー
ＲＣ１〜ＲＣ６  積分回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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