JP2019159208A - 画像形成装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】膜厚検知に関わる制御時間を抑制しつつ、精度よく感光体の膜厚を検知できる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体に印加する帯電電圧に基づく帯電電流を検知して当該感光体の表面膜厚を検知する膜厚検知動作の制御をする膜厚検知制御部と、膜厚検知制御部において帯電電流を検知するサンプリング期間を決定するサンプリング期間設定部と、膜厚検知制御部において検知された帯電電流のバラツキを算出するバラツキ算出部と、バラツキが所定の閾値よりも大きいか否の判定をするバラツキ判定部と、を有し、サンプリング期間設定部は、バラツキ判定部における判定の結果に応じてサンプリング期間を決定し、膜厚検知制御部は、次回の膜厚検知動作において、決定されたサンプリング期間を用いて帯電電流のサンプリングを実行する、画像形成装置による。【選択図】図６

Description

本発明は、画像形成装置および制御方法に関する。

電子写真方式を用いる画像形成装置は、感光体を帯電させ、当該感光体に静電潜像を形成し、この静電潜像に顕像材を付着させて顕在化させた画像を形成し、記録媒体上に画像を転写して、画像形成をする。当該画像形成装置において、質の良い画像を形成するには、感光体の帯電性能（帯電容量）が重要な要素の一つである。

感光体の帯電容量は、感光体表面の膜の厚さ（膜厚）に応じて変化する。したがって、膜厚に応じて最適な帯電電圧を調整する必要がある。しかしながら、感光体の表面は使用により消耗するので膜厚は経時的に変化する。そこで、所定の帯電容量を得るためには、最適な帯電電圧を印加する必要があり、そのために感光体の膜厚を精度良く計測する仕組みが必要になる。

膜厚を計測する技術として、感光体への帯電電圧と帯電電流の特性を利用する技術が知られている。当該技術は、複数の異なる大きさの帯電電圧を感光体に印加して帯電電流を検知し、電圧−電流特性の傾きから膜厚を予測する技術である。帯電電流は、感光体の膜厚に応じて変動するので、経時による膜厚の偏摩耗による膜厚検知精度の低下を排除するには、帯電電流を一定期間に亘ってサンプリングする必要がある。例えば、一定時間に検知された帯電電流の平均値を求めて、この平均値に基づいて膜厚を算出すればよい。

経時による感光体の表面に偏摩の状態や、帯電電圧を感光体に印加するための帯電ローラの抵抗ムラによっては、例えば、サンプリング期間を感光体１周とした場合、帯電電圧の変動が大きくて平均値を用いて膜厚を算出しても、精度が向上しない場合もある。帯電電流の変動の影響を回避するために感光体の帯電電流の直流成分をモニタリングし、次回の帯電時間を決定する技術が開示されている（特許文献１を参照）。

特許文献１に開示された技術は、感光体を数周回転させることになる。感光体を数周回転させると、この間、画像形成装置の本来の機能として画像形成処理が実行できなくなり、不便である。しかしながらすでに説明したとおり、帯電電流のサンプリング数が少ない場合には変動が大きすぎて、感光体の膜厚検知の精度が低下する要因になり得る。

本発明は、膜厚検知に関わる制御時間を抑制しつつ、精度よく感光体の膜厚を検知できる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記技術的課題を解決するため、本発明の一態様は、 感光体に印加する帯電電圧に基づく帯電電流を検知して当該感光体の表面膜厚を検知する膜厚検知動作の制御をする膜厚検知制御部と、前記膜厚検知制御部において前記帯電電流を検知するサンプリング期間を決定するサンプリング期間設定部と、前記膜厚検知制御部において検知された帯電電流のバラツキを算出するバラツキ算出部と、前記バラツキが所定の閾値よりも大きいか否の判定をするバラツキ判定部と、を有し、前記サンプリング期間設定部は、前記バラツキ判定部における前記判定の結果に応じて前記サンプリング期間を決定し、前記膜厚検知制御部は、次回の膜厚検知動作において、決定されたサンプリング期間を用いて前記帯電電流のサンプリングを実行する、ことを特徴とする。

本発明によれば、膜厚検知に関わる制御時間を抑制しつつ、精度よく感光体の膜厚を検知できる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示したブロック図。 本実施形態に係る画像形成装置の画像形成機能に対応する機能ブロック図。 本実施形態に係る画像形成装置が備える画像形成構造の要部を示す構成図。 本実施形態に係る膜厚検知制御における感光体の使用量と膜厚の相関を例示するグラフ。 本実施形態に係る膜厚検知制御における感光体膜厚と帯電電流値の相関を例示するグラフ。 本実施形態に係る膜厚検知制御を実行する制御部の機能構成を示す機能ブロック図。 本実施形態に係る膜厚検知制御の実行タイミングの例を示すフローチャート。

［ＭＦＰ１００のハードウェア構成］
以下、本発明の画像形成装置および制御方法の実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明は、画像形成装置に搭載される像担持体（感光体）の膜厚検知を帯電電流値に基づいて行う制御技術において、検知される帯電電流の検知結果のバラツキの大きさに応じて次回制御時の帯電電流のサンプリング期間を決定する、ことを要旨の一つとする。

まず、画像形成装置の実施形態としてプリンタ機能やファクシミリ機能など複数の機能を合わせて搭載した複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）であるＭＦＰ１００を例示する。図１は、ＭＦＰ１００の概略構成を示すハードウェア構成図である。

ＭＦＰ１００は、プリンタ、スキャナ、複写機、ファクシミリ等の機能を一つの筐体に纏めたデジタル複合機の一例であって、本体部１１０と操作部１２０とから構成される。本体部１１０に対して操作部１２０を組み付けて、その後、インターフェースケーブル１３０を用いて互いに接続される。

本体部１１０は、本体側ＣＰＵ１１１と、本体側ＲＯＭ１１２と、本体側ＲＡＭ１１３と、ハードディスクドライブを示すＨＤＤ１１４と、本体側通信Ｉ／Ｆ１１５と、本体部接続Ｉ／Ｆ１１６と、プリントエンジン１１７と、温湿度センサ１１８と、を備える。本体部１１０は、これらハードウェア構成が、本体内共通バスによって接続されている。

本体側ＣＰＵ１１１は、ＭＦＰ１００の全体の動作を制御する中央演算処理部として機能する。後述するように、本体側ＣＰＵ１１１の演算処理機能によって本実施形態に係る制御プログラムが実行されて、本実施形態において要旨となる機能および制御方法が実現可能になる。

本体側ＲＯＭ１１２は、本体側ＣＰＵ１１１において実行される制御プログラムや、当該制御プログラムに用いられる情報などを予め記憶する不揮発性の記憶媒体である。

本体側ＲＡＭ１１３には、上記の制御プログラムが実行されるときのワークエリアとして機能し、また、ＭＦＰ１００の初期化処理に対応するモデル値や、通信ネットワーク２００を介してダウンロードされる初期化処理を実行するためのアプリケーションプログラムを記憶する記憶媒体である。プリントエンジンが画像形成処理を実行するときのワークエリアとしても機能する。

ＨＤＤ１１４は、本体側ＣＰＵ１１１において実行される制御プログラムや、当該制御プログラムに用いられる情報などを予め記憶する記憶媒体である。また、プリントエンジン１１７が画像処理を実行するためのジョブを一時的に蓄積する記憶媒体である。

本体側通信Ｉ／Ｆ１１５は、本体部１１０をローカルエリアネットワークＬＡＮ等の通信ネットワーク２００に接続させるためのインターフェースである。

本体部接続Ｉ／Ｆ１１６は、本体部１１０と操作部１２０とを通信可能に接続させるインターフェースであって、相互の処理において必要となるデータを相互に授受するための通信インターフェースとして機能する。

プリントエンジン１１７は、通信ネットワーク２００や内部のインターフェースケーブル１３０を介して送られてくる画像形成処理の内容を指示する指示データ（印刷ジョブ）に基づいて、必要な処理を実行する。プリントエンジン１１７の処理によって、当該印刷ジョブにおける画像形成の量や、画像形成内容が特定される。画像形成の量とは、例えば、印刷処理における印刷枚数（ページ数である）。画像形成内容とは、文字のみの印刷、画像を含む印刷、モノクロかカラーかの区別、またハーフトーン・文字写真・ベタ画像などである。印刷ジョブには、上記のような印刷条件および画素情報が含まれる。これら印刷条件および画素情報によって、後述する感光体１４２の膜厚への影響度が異なる。そこで、プリントエンジン１１７は、印刷ジョブに基づく「印刷条件」および「画素情報」を本体側ＣＰＵ１１１に通知する。

温湿度センサ１１８は、ＭＦＰ１００の筐体の内部に設置されていて、筐体内部の温度と湿度を計測して温湿度情報を出力するセンサである。なお、温湿度センサ１１８の設置位置は、後述する感光体１４２および帯電ローラ１４３の近傍が理想であるが、設置スペース等の制約により、感光体１４２等から乖離している位置に設置される。

操作部１２０は、操作側ＣＰＵ１２１と、操作側ＲＯＭ１２２、操作側ＲＡＭ１２３と、不揮発性メモリであるフラッシュメモリ１２４と、操作側通信Ｉ／Ｆ１２５と、操作部接続Ｉ／Ｆ１２６と、操作パネル１２７と、外部接続Ｉ／Ｆ１２８と、を備える。操作部１２０は、これらハードウェア構成が、操作内共通バスによって接続されている。なお、Ｉ／Ｆはインターフェースの略称表記である。

操作側ＣＰＵ１２１は、操作部１２０の動作を制御する中央演算処理部として機能する。

操作側ＲＯＭ１２２は操作側ＣＰＵ１２１において実行される制御プログラムや、制御プログラムの実行に用いられる設定情報を予め記憶する不揮発性の記憶媒体である。

操作側ＲＡＭ１２３は、異なる初期化処理の内容に対応するモデルタイプ値が記憶され、初期化処理の実施によりアプリケーションソフトウェアがインストールされる記憶媒体である。

不揮発性メモリであるフラッシュメモリ１２４は、所定の操作処理に用いられる設定データ等を記憶する記憶媒体である。

操作側通信Ｉ／Ｆ１２５は、操作部１２０をローカルエリアネットワークＬＡＮ等の通信ネットワーク２００に接続させるためのインターフェースである。

操作部接続Ｉ／Ｆ１２６は、インターフェースケーブル１３０を介して本体部接続Ｉ／Ｆ１１６と相互に通信可能に接続される。

操作パネル１２７は、ＭＦＰ１００を使用するユーザに対するユーザインターフェースを提供し、ユーザからの操作内容を受け付ける操作入力部としても機能する。

外部接続Ｉ／Ｆ１２８は、ＭＦＰ１００に対して外部機器（情報処理装置など）を接続さるときに用いられるインターフェースである。

因みに、本体部接続Ｉ／Ｆ１１６と操作部接続Ｉ／Ｆ１２６とが無線通信機能を持つ場合にはインターフェースケーブル１３０で接続せずに操作部１２０を本体部１１０から取り外して別体として使用することもできる。

因みに、図１に示すＭＦＰ１００では、操作部１２０が本体部１１０に組み付けられた構成を例示しているが、組み付け前の操作部１２０と本体部１１０とを合わせた機器構成は画像形成システムとみなすこともできる。即ち、ＭＦＰ１００は情報処理装置の一例であるので、情報処理システムとみなすこともできる。

［ＭＦＰ１００の機能構成］
次に、上述したＭＦＰ１００の全体的な処理を実現する機能ブロックの例を図２に示すＭＦＰ１００は、本体部１１０の制御機能を構成する本体側コントローラ１０と、操作部１２０の制御機能を構成する操作側コントローラ２０と、を有し、相互にデータ等を送受し合うことでＭＦＰ１００の各機能を実現する。

本体側コントローラ１０は、印刷制御部１０１と、画像生成部１０２と、送受信部１０３と、記憶・読出処理部１０４と、ジョブ処理判断部１０５と、及び本体側記憶部１０６と、を有している。

送受信部１０３は、本体部接続Ｉ／Ｆ１１６によって実現され、ＵＳＢ通信によって操作部１２０と各種データ（情報）の送受信を行う。

画像生成部１０２は、本体側ＣＰＵ１１１からの命令、本体側ＲＯＭ１１２に記憶されているコントローラ用プログラム、および本体側ＲＡＭ１１３によって実現される。画像生成部１０２は、ユーザからの印刷ジョブを展開して、所定の画像処理を実行し、印刷用データを生成して本体側ＲＡＭ１１３に記憶する。

記憶・読出処理部１０４は、本体側ＣＰＵ１１１からの命令、本体側ＲＯＭ１１２に記憶されているコントローラ用プログラムによって実現される。記憶・読出処理部１０４は、本体側記憶部１０６に各種データを記憶したり、本体側記憶部１０６に記憶された各種データを読み出したりする処理を行う。

印刷制御部１０１は、本体側ＣＰＵ１１１からの命令、本体側ＲＯＭ１１２に記憶されているコントローラ用プログラム、プリントエンジン１１７、及び本体部接続Ｉ／Ｆ１１６によって実現される。印刷制御部１０１は、プリントエンジン１１７の制御を行うことによって、画像生成部１０２によって本体側ＲＡＭ１１３に描画された画像イメージの記録媒体への転写を制御する。これによって、記録媒体に画像が形成される。

ジョブ処理判断部１０５は、本体側ＣＰＵ１１１からの命令、本体側ＲＯＭ１１２に記憶されているコントローラ用プログラム、及び本体部接続Ｉ／Ｆ１１６によって実現される。ジョブ処理判断部１０５は、本体側コントローラ１０の起動の際に、本体側記憶部１０６に格納されたトレイ情報管理テーブルを取得する。ジョブ処理判断部１０５は、操作部１２０によって送信されるジョブ処理要求に従って、トレイ情報管理テーブルからジョブ処理要求によって指定されたトレイ番号に紐付けられた印刷設定情報を抽出する。

ジョブ処理要求の画像形成条件情報には、ジョブ処理を要求する情報とともに、記録媒体のサイズ、記録媒体の向き等の印刷設定情報、両面及び片面のいずれで印刷処理を行うか、２頁を１頁に印刷するか等の印刷編集条件が付帯される。

ジョブ処理判断部１０５は、トレイ情報管理テーブルから抽出した印刷設定情報（記録媒体サイズ、記録媒体の向きなど）と、ジョブ処理要求に付帯される情報（記録媒体サイズ、記録媒体の向き）が一致するか否かを判断する。これらが一致する場合にジョブ処理判断部１０５は、印刷制御部１０１にジョブ処理要求の画像形成条件情報に従って処理することを要求し、一致しない場合にはジョブ処理要求によって要求されたジョブをキャンセルすると判断する。ジョブ処理判断部１０５は、ジョブをキャンセルすると判断した場合、ジョブをキャンセルすることを表す情報を送受信部１０３から操作側コントローラ２０に送信する。

操作側コントローラ２０は、送受信部２０１、ジョブ受付部２０２、記憶・読出処理部２０３、表示制御部２０４、及び操作側記憶部２０５を有している。これら各部は、図１に示されている各構成要素のいずれかが、操作側ＲＯＭ１２２に記憶されている操作部用プログラムに従った操作側ＣＰＵ１２１からの命令によって動作することで実現される機能或いは手段である。また、操作側コントローラ２０は、図１に示されている不揮発性メモリであるフラッシュメモリ１２４によって構築される操作側記憶部２０５を有している。操作側記憶部２０５には、トレイ情報管理テーブルが格納されている。

送受信部２０１は、操作部接続Ｉ／Ｆ１２６によって実現され、ＵＳＢ通信によって本体側コントローラ１０と各種データ（情報）の送受信を行う。

記憶・読出処理部２０３は、図１に示されている操作側ＣＰＵ１２１からの命令によって実行される。記憶・読出処理部２０３は、操作側記憶部２０５に各種データを記憶したり、操作側記憶部２０５に記憶された各種データを読み出したりする処理を行う。

表示制御部２０４は、操作側ＣＰＵ１２１からの命令、操作側ＲＯＭ１２２に記憶されている操作部用プログラムによって実現され、操作パネル１２７の表示画面上への画像表示を制御する。また、表示制御部２０４は、ユーザが操作パネル１２７の表示画面に対して行う操作により作成される操作情報をジョブ受付部２０２に入力する。例えば、表示制御部２０４は、ユーザが印刷することなどのジョブ処理を要求する操作を行うことによって作成されるジョブ処理要求をジョブ受付部２０２に入力する。ユーザは、操作側記憶部２０５に格納されたトレイ情報管理テーブルに基づいて、ジョブ処理要求を入力することができる。そこで、表示制御部２０４は、ジョブ処理要求に対する応答として、ジョブ処理がキャンセルされたことを表わす情報がジョブ受付部２０２から入力された場合には、表示部の表示画面上にそのジョブがキャンセルされたことを表示する。

ジョブ受付部２０２は、操作側ＣＰＵ１２１からの命令、操作側ＲＯＭ１２２に記憶されている操作部用プログラムによって実現される。ジョブ受付部２０２は、表示制御部２０４によってジョブ処理要求が入力された場合に、送受信部２０１から本体側コントローラ１０にジョブ処理要求送信する。ジョブ受付部２０２は、ジョブ処理要求に対する応答として、本体側コントローラ１０から送信されるジョブ処理のキャンセルを表す情報が送受信部２０１から入力された場合に、表示制御部２０４にジョブ処理がキャンセルされたことを表示するように命令する。

以上説明した機能ブロックは、ＭＦＰ１００において実行されるプログラム（コントローラ用プログラム、操作部用プログラム）によって実現される。当該プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成されてもよい。

また、当該プログラムは、インターネット等のネットワーク経由で提供又は配布するように構成されてもよい。また、対象となるプログラムを、不揮発性の記録媒体に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

［画像形成部１４０の要部構成］
図３は、上述したＭＦＰ１００が採用する電子写真方式の画像形成プロセスに用いられるプリントエンジン１１７に含まれる要部の一つである画像形成部の詳細な構成について説明する図である。

図３に示すように、ＭＦＰ１００が備えるプリントエンジン１１７に含まれる画像形成部は、帯電用の高圧電力を供給する帯電用電源である帯電用高圧電源１４１と、帯電用高圧電源１４１の電力供給による印加電圧によって帯電される帯電ローラ１４３と、帯電ローラ１４３を介して帯電の対象とされる作像媒体の感光体１４２と、を備える。また、画像信号に応じた露光を行って感光体１４２の表面に静電潜像を形成する露光部１４４と、感光体１４２の表面にトナー像を現像する現像器１４５と、一次転写用の高圧な電力供給を行う一次転写用高圧電源１４９と、を備える。

さらに、一次転写用高圧電源１４９からの高圧な電力供給で高電圧が印加される一次転写ローラ１４６と、感光体１４２の表面にあるトナー像が転写される中間ベルト１４７と、感光体１４２の表面の電荷を除去する除電器１４８と、を備える。

この画像形成部１４０は、帯電用高圧電源１４１からの高圧な電力供給で生成された高電圧を帯電ローラ１４３に印加して感光体１４２の表面を一様に帯電する。その後、露光部１４４により画像信号に応じた露光がなされ、感光体１４２の表面に静電潜像が形成される。そして、現像器１４５によってトナー像を現像して顕在させることで感光体１４２の表面上にトナー像が形成される。

さらに、一次転写用高圧電源１４９からの高圧な電力供給で生成された高電圧を一次転写ローラ１４６に印加することで感光体１４２の表面上のトナー像が中間ベルト１４７に転写（一次転写）される。中間ベルト１４７に転写されたトナー像は二次転写部によって記録媒体に転写（二次転写）され、その後に定着手段によって加熱して定着することにより記録媒体上に画像が形成される。

なお、本実施形態において使用可能な記録媒体は種々なものがあるが、以下の説明では一般的な記録媒体である「普通紙」を前提にしている。なお、その他にも、コート紙、ラベル紙等の他、オーバヘッドプロジェクタシート、フィルム、可撓性を持つ薄板等を対象にしてもよい。また、除電器１４８が設置されている場合には、除電器１４８により感光体１４２の表面の電荷を除去した後に帯電処理を行う。カラー印刷の場合には、同様な転写クリーニング機構が４つ並設された構成となり、色毎に中間ベルト１４７にトナー像を一次転写し、その後に二次転写を経て定着に至る。

なお、図３では、帯電用高圧電源１４１と感光体１４２とが離れている非接触帯電タイプの構成を示しているが、これらが接触している接触帯電タイプの構成についても、適用対象となる。

帯電用高圧電源１４１に帯電電圧を印加し、これに応じた帯電電流を検知し、検知した帯電電流に基づいて、感光体１４２の膜厚を検知することができる。帯電用高圧電源１４１には、電圧制御方式として定電圧回路を用いることができる。したがって、後述する制御部５０によって設定されるＰＷＭ信号のＤｕｔｙ比に応じて、所定の帯電電圧を出力することができる。また、帯電用高圧電源１４１には、負荷（帯電ローラ１４３）に流れる直流電流を検知する機構が設けられている。この検知機構が検知した直流電流値が制御部５０によって検知されることで、感光体１４２の膜厚を検知することができるように制御される。

一般的に感光体１４２と帯電ローラ１４３を接触させて、直流電圧を帯電電圧として印加する、接触ＤＣ帯電方式では感光体１４２の表面電位は印加する直流高電圧と１：１の関係になる。したがって、印加する帯電電圧の大きさを調整することで感光体１４２の表面電位を制御できるので、画像形成処理において重要となる感光体１４２の帯電状態を帯電電圧の調整で制御できる。しかしながら、感光体１４２は、使用するたびに回転して表面層が削られる。そうすると、帯電ローラ１４３に印加する直流高電圧と感光体表面電位の関係が変化してしまう。

そのため、感光体１４２の表面電位を、ある狙った値になるように制御するには、感光体膜の削れ量に応じて、適切な直流高電圧を印加する必要がある。また、感光体膜がある一定値以上削れてしまうと感光体表面に電荷を保持することができなくなり、帯電性能が著しく低下してしまう。このような状態では感光体を帯電することができないため、感光体を交換する必要がある。

感光体１４２の感光体膜の消耗に対して感光体１４２の表面電位を一定に制御するには、接触ＤＣ帯電方式の場合は、帯電ローラ１４３に印加する直流高電圧を感光体１４２の膜厚に基づいて制御する必要がある。また、感光体１４２の寿命を判断するためには、感光体１４２の膜厚を正しく把握する必要がある。

感光体１４２の回転数（走行距離）から感光体膜の削れ量を予測する方式があるが、ＭＦＰ１００の使用環境や、感光体ユニットを構成する部品バラツキなどにより、実際の感光体１４２の膜厚とは大きく異なることもある。

そこで、帯電高圧電源の出力電圧−電流特性（帯電電圧−帯電電流）の特性の傾きから感光体１４２の膜厚量を計測する場合においては、感光体１４２の表面上の各点の帯電電流値を検知するには、ある一定期間（例えば感光体１周）に亘って、帯電電流を複数回検知する「サンプリング」を行い、サンプリング結果の平均値や、最大値・最小値を用いて、帯電電流値とする。

しかし、感光体１４２は経時において偏摩耗を起こすことがある。そうすると、感光体１４２の１周に亘ってサンプリングをしても、その帯電電流値の変動は大きく、正しいサンプリング結果にならなくなる。また、感光体１４２が初期の状態であれば、感光体１４２の表面電位を最適値に制御するために必要となる帯電電流値は小さく、その変動も小さい。しかし、経時による摩耗（偏摩耗）した感光体１４２では、同じ表面電位を形成するにしても帯電電流値が大きくなり、その変動も大きくなる。そこで、サンプリング周期が短いと、帯電電流の検知結果から、精度の高い最大値、最小値、平均値を得るには、サンプリング周期を長くする必要がある。すなわち、膜厚検知制御に要する感光体１４２の回転数を多くし、数周に亘って回転させることが必要になる。

なお、感光体１４２の偏摩耗に起因して、帯電電流の変動を正しくサンプリングできなくなった場合は、サンプリング期間を長くすればよい。通常が１周であれば、２周にすればよい。それによって、サンプリングした電流値と実際の電流値の差分を小さくすることができる。例えば、感光体１４２の直径を３０ｍｍとし、この感光体１４２の回転速度が２９２ｍｍ／ｓとする。１０ｍｓで帯電電流をサンプリングすると仮定する。この場合、感光体１４２を２周させた場合には、１週目は［１０ｍｓ×Ｎ］毎にサンプリングが実行される。なお、円周３０πｍｍの感光体１４２が２９２ｍｍ／ｓで回転しているので、１周当たりの速度は３２３ｍｓ／周となる。これを１０ｍｓでサンプリングすることになるので、サンプリング数であるＮは３２となる。２周目は、１周目において１０ｍｓで割り切れなかった分、位相がずれるので［１０ｍｓ×Ｎ＋３ｍｓ］でサンプリングが実行される。以上のように、２周に亘って帯電電流のサンプリングを実行して、その平均値、最大・最小値を算出すると、バラツキを低減できる。

感光体１４２への帯電電流の検知結果におけるバラツキは、サンプリング期間（感光体１４２の何周分を対象にするか）と、サンプリング周期（何ｍｓ間隔でサンプリングするか）によって変わる。例えば、表１および表２を例示する。

表１は、サンプリング周期が１０ｍｓの場合である。表２は、サンプリング周期が２０ｍｓの場合である。表１および表２に例示したデータは、感光体１４２への帯電電流の中心値を６０μＡとして、サンプリング周期を１０ｍｓと２０ｍｓに変化させ、かつ、サンプリング期間を「０．５周」、「１周」、「２周」、「３周」とした場合のバラツキ度合いを示している。

表１および表２から明らかなように、サンプリング期間は長いほど、また、サンプリング周期は短いほど、帯電電流の検知結果のバラツキは小さくなる。しかしながら、サンプリング期間を長くすると膜厚検知制御にかかる時間も長くなってしまう。

［ＭＦＰ１００の制御ブロックの構成１］
以上を踏まえ、本実施形態に係るＭＦＰ１００において実行する膜厚検知技術において、膜厚検知の精度のばらつきが大きいと判断された場合のみ、サンプリング期間を感光体１４２の２周分に設定するように制御をする。なお、膜厚検知の精度のばらつきの判定するための閾値は、帯電電流値の変動（最大／最小の差分）、過去の膜厚検知制御の結果のバラツキ、および、感光体１４２の線速・環境情報・現在の膜厚計測結果からの予測、を用いて決定することとする。

まず、膜厚検知におけるバラツキの決め方について、図４を用いて説明する。図4に示すように、感光体１４２の使用量（走行距離）に従って膜厚値は減少する。また、走行距離が長くなると、膜厚検知制御において検知される膜厚と、実際の膜厚との差が大きくなる。すなわち、膜厚検知制御において検知される帯電電流値と、実際の帯電電流値の差分値が大きくなる。そこで、膜厚検知制御を実行するときに、検知した帯電電流に対するバラツキ予測する方法として、過去数回分の膜厚検知制御の結果のバラツキ度合いから帯電電流の変動度合いとして予測する方法を利用できる。この方法を利用することで、膜厚検知のおける帯電電流の許容可能なバラツキ度合いを決めることができる。

また、膜厚検知制御を実行する時にサンプリングした帯電電流の変動の大きさ（最大値と最小値の差分）から電流変動を算出する方法もある。

また、変動の大きさを帯電電流値の大きさ、感光体１４２の線速、感光体１４２を含む周囲環境（温度など）、現在の膜厚値、などから予測する方法もある。この場合例えば、線速を用いる場合は、遅い方が感光体１４２の１周分の変動に対してサンプリング精度が上がると予側できる。環境情報を用いる場合は、ＬＬ環境時であれば帯電電流値が小さくなるため、変動が小さくなると予測できる。また、現在の膜厚値を用いる場合は、膜厚が薄い方が帯電電流値は大きくなるので、変動も大きくなる。また膜厚が薄くなった方が偏摩耗も起こりやすいので変動も大きくなる。

以上のような傾向を踏まえれば、膜厚検知におけるバラツキの度合いを決定することができる。また、バラツキの大小を判定するための閾値は、以下のように決定することができる。図５は、感光体膜厚と帯電電流値の関係を示すグラフである。図５に示すように、膜厚が薄くなるに従って帯電電流値の変化量（傾き）が大きくなる。すなわち、サンプリングした帯電電流の値のバラツキが膜厚検知結果の精度に与える影響度は、そのときの膜厚によって異なる。したがって、本実施形態に係るＭＦＰ１００は、表３に例示するデータ構造を有するサンプリング期間設定閾値データを保持し、これを以下において説明する制御部５０において活用する。制御部５０は、膜厚検知制御において、帯電電流値のバラツキに応じてサンプリング期間を決定するための閾値を表３に例示したデータにより構成する。表３に例示したデータは、膜厚への影響度を±１μｍとしたい場合の帯電電流変動の閾値である。

図６は、本実施形態に係るＭＦＰ１００が備える制御部５０の機能構成を示す機能ブロック図である。制御部５０は、ＭＦＰ１００が備えるハードウェア構成において、本体側ＲＯＭ１１２に記憶されている制御プログラムを本体側ＣＰＵ１１１が実行することで実現する。

制御部５０は、膜厚検知制御部５１と、帯電電圧設定部５２と、帯電電流検知部５３と、バラツキ算出部５４と、バラツキ情報記憶部５５と、バラツキ判定部５６と、サンプリング期間設定部５７と、温湿度差予測判定部５８と、を有する。

膜厚検知制御部５１は、感光体１４２の膜厚を検知するための「帯電電圧−帯電電流特性」を得るために、大きさの異なる帯電電圧を複数印加し、各帯電電圧に応じた帯電電流を取得する。そのため、帯電電圧設定部５２に対して、帯電電圧値を設定するためのＰＷＭ信号を出力する。ＰＷＭ信号のＤｕｔｙ比を異なる値にすることで、帯電電圧値を異なる値にできる。膜厚検知制御部５１は、帯電電流を検知することで感光体１４２の表面膜厚を検知する膜厚検知動作の実行主体である。膜厚検知制御部５１は、サンプリング期間設定部５７において設定されるサンプリング期間に応じて、ＰＷＭ信号を送出する期間を変更する。ここでいう「サンプリング期間」とは、感光体１４２の周回数をいう。また、膜厚検知制御部５１は、所定のサンプリング期間において検知した帯電電流値をバラツキ算出部５４に通知する。

帯電電圧設定部５２は、膜厚検知制御部５１からのＰＷＭ信号を受け、そのＤｕｔｙ比に応じて、帯電用高圧電源１４１に対して、帯電用高圧電源１４１が帯電ローラ１４３に印加する高圧直流電圧値を設定する。帯電用高圧電源１４１は、帯電電圧設定部５２によって設定された出力値に基づいて、高圧直流電圧を帯電ローラ１４３に印加する。

帯電電流検知部５３は、帯電電圧設定部５２において設定された複数の異なる帯電電圧が印加された帯電ローラ１４３における帯電電流を帯電用高圧電源１４１から検知し、検知した帯電電流値を膜厚検知制御部５１に通知する。これによって、膜厚検知制御部５１は、複数の異なるＤｕｔｙ比からなるＰＷＭ信号を出力し、これに対応する帯電電圧値と帯電電流値の組合せを取得することで、「帯電電圧−帯電電流特性」を得ることができる。膜厚検知制御部５１は、過去において検知した帯電電圧−帯電電流特性における，バラツキの度合いに応じてサンプリング期間が設定されているので、ここで得られる特性の傾きに基づけば、感光体１４２の膜厚を精度良く検知することができる。

バラツキ算出部５４は、膜厚検知制御部５１において所定のサンプリング期間内にサンプリングされた帯電電流のバラツキを算出する。例えば、所定のサンプリング期間内の帯電電流値の平均値を算出して、これをバラツキ情報記憶部５５とバラツキ判定部５６に通知する。また、最大値と最小値を特定し、その差分値を算出し、当該差分値をするバラツキとバラツキ判定部５６に通知する。

バラツキ算出部５４におけるバラツキの算出は、上記に限定されるものではない。例えば、バラツキ情報記憶部５５に記憶されている、過去のサンプリング結果を読み出して、これらを用いて平均値や最大・最小の差分値を算出してもよい。また、最小二乗法により平均値を算出してもよいし、膜厚検知制御を実行中の線速や、環境情報などを用いて、サンプリング結果からバラツキを予測してもよい。

バラツキ情報記憶部５５は、バラツキ算出部５４において算出されたバラツキを記憶する。バラツキ情報記憶部５５に記憶されている過去のバラツキは、バラツキ算出部５４におけるバラツキ算出処理に用いられる。

バラツキ判定部５６は、バラツキ算出部５４において算出されたバラツキと、閾値を比較してバラツキの大小を判定する。

サンプリング期間設定部５７は、バラツキ判定部５６において、バラツキが大きいと判定された場合は、次回の膜厚検知制御を実行するときの帯電電流のサンプリング期間を、例えば、「感光体１４２を２周分」として設定する。バラツキが小さいと判定された場合は、例えば、「感光体１４２を１周分」として設定する。

温湿度差予測判定部５８は、温湿度センサ１１８から取得する温湿度と、帯電ローラ１４３付近の温度の差を予測する。そして、温湿度差予測判定部５８は、予測した温度差が膜厚検知制御の精度が確保されるために必要となる目標温度差よりも大きいか否かの判定を行う。判定した結果を環境情報としてバラツキ算出部５４に通知する。

［膜厚検知制御の実行フロー］
次に、本実施形態に係るＭＦＰ１００において実行される膜厚検知制御のサンプリング期間を制御する処理の例について、図７のフローチャートを用いて説明する。図７は、本実施形態に係るＭＦＰ１００の制御方法の一実施形態として、膜厚検知制御部５１が感光体１４２の膜厚を検知するための膜厚検知動作を実行するときに、帯電電流のサンプリング期間を、膜厚の検知結果の変動量（バラツキ）に応じて設定するための処理ステップを例示している。

まず、膜厚検知制御部５１が、膜厚検知制御を実行するときには、前回の処理においてサンプリング期間設定部５７が設定したサンプリング期間に基づいて、帯電電流を検知して膜厚を検知する（Ｓ７０１）。

続いて、Ｓ７０１を実行するときに、所定のサンプリング期間において取得された体電流値の、例えば、最大値と最小値を特定し、その差異をバラツキとして算出する（Ｓ７０２）。

続いて、Ｓ７０２において算出された差異値と、Ｓ７０１において検知された膜厚とを用いて、表３において例示したように、膜厚毎に規定されている変動閾値を特定し、この変動閾値と差異値（バラツキ）とを比較する（Ｓ７０３）。

Ｓ７０３において、バラツキ（差異値）が変動閾値よりも大きければ（Ｓ７０３／ＹＥＳ）、サンプリング期間設定部５７において、次回の膜厚検知制御処理における帯電電流のサンプリング期間を「感光体２周」とする（Ｓ７０４）。Ｓ７０３において、バラツキ（差異値）が変動閾値よりも小さければ（Ｓ７０３／ＮＯ）、サンプリング期間設定部５７において、次回の膜厚検知制御処理における帯電電流のサンプリング期間を「感光体１周」とする（Ｓ７０５）。

以上のように、本実施形態に係るＭＦＰ１００は、感光体１４２に膜厚を精度良く検知するために、帯電電流の変動の大きさ（バラツキ）に応じて、帯電電流をサンプリングする期間（サンプリング期間）の長さを変更する。これによって、一定のサンプリング期間では、感光体１４２の膜厚が偏摩耗による帯電電流のバラツキが大きく、検知した膜厚の精度が低下する要因となることを抑制し、膜厚検知精度を向上させることができる。

なお、Ｓ７０１において検知した帯電電流を所定の期間でサンプリングした結果を用いる以外にも、過去の膜厚検知制御において取得した帯電電流値のバラツキから、今回のサンプリング値（帯電電流値）のバラツキ度合いを予測して、それを反映させてＳ７０２の処理を行ってもよい。これによって、サンプリング周期次第では正確な膜厚計測バラツキを捉えることができない場合にも対処できる。

また、Ｓ７０１において検知した帯電電流における、所定のサンプリング期間内の変動の大きさ（最大値と最小値の差分値）からバラツキを算出し、このバラツキに応じて、次回のサンプリング期間を決定するので、実測値に合わせて、膜厚検知制御の精度を高めることができるサンプリング期間を設定することができる。

また、Ｓ７０１において検知した帯電電流に対して、偏摩耗による電流変動の大きさを帯電出力、線速、環境、現在の膜厚値から予測してもよい。例えば、線速が遅い方が感光体１４２の１周分の変動に対してサンプリング精度が上がる。環境がＬＬ環境のときは、帯電電流が小さくなるため変動値も小さくなる。また、感光体１４２の使用回数（印刷枚数）によって、膜厚の消耗度合いが予め予測できるときは、膜厚が薄くなるほど電流値は大きくなり、変動値も大きくなるので、バラツキ判定の閾値を、それに応じて変更することもできる。これらは、バラツキ情報記憶部５５に記憶される、下記のサンプリング値や、算出されたバラツキに基づいて適宜、設定することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その技術的要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。上記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者であれば、開示した内容から様々な変形例を実現することが可能である。そのような変形例も、特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

１ ：構成
１０ ：本体側コントローラ
２０ ：操作側コントローラ
５０ ：制御部
５１ ：膜厚検知制御部
５２ ：帯電電圧設定部
５３ ：帯電電流検知部
５４ ：バラツキ算出部
５５ ：バラツキ情報記憶部
５６ ：バラツキ判定部
５７ ：サンプリング期間設定部
５８ ：温湿度差予測判定部
１００ ：ＭＦＰ
１０１ ：印刷制御部
１０２ ：画像生成部
１０３ ：送受信部
１０４ ：記憶・読出処理部
１０５ ：ジョブ処理判断部
１０６ ：本体側記憶部
１１０ ：本体部
１１１ ：本体側ＣＰＵ
１１２ ：本体側ＲＯＭ
１１３ ：本体側ＲＡＭ
１１４ ：ＨＤＤ
１１５ ：本体側通信Ｉ／Ｆ
１１６ ：本体部接続Ｉ／Ｆ
１１７ ：プリントエンジン
１１８ ：温湿度センサ
１２０ ：操作部
１２１ ：操作側ＣＰＵ
１２２ ：操作側ＲＯＭ
１２３ ：操作側ＲＡＭ
１２４ ：フラッシュメモリ
１２５ ：操作側通信Ｉ／Ｆ
１２６ ：操作部接続Ｉ／Ｆ
１２７ ：操作パネル
１２８ ：外部接続Ｉ／Ｆ
１３０ ：インターフェースケーブル
１４０ ：画像形成部
１４１ ：帯電用高圧電源
１４２ ：感光体
１４３ ：帯電ローラ
１４４ ：露光部
１４５ ：現像器
１４６ ：一次転写ローラ
１４７ ：中間ベルト
１４８ ：除電器
１４９ ：一次転写用高圧電源
２００ ：通信ネットワーク
２０１ ：送受信部
２０２ ：ジョブ受付部
２０３ ：記憶・読出処理部
２０４ ：表示制御部
２０５ ：操作側記憶部

特開２０１７−０４９４９９号公報

Claims (7)

1. 感光体に印加する帯電電圧に基づく帯電電流を検知して当該感光体の表面膜厚を検知する膜厚検知動作の制御をする膜厚検知制御部と、
   前記膜厚検知制御部において前記帯電電流を検知するサンプリング期間を決定するサンプリング期間設定部と、
   前記膜厚検知制御部において検知された帯電電流のバラツキを算出するバラツキ算出部と、
   前記バラツキが所定の閾値よりも大きいか否の判定をするバラツキ判定部と、
   を有し、
   前記サンプリング期間設定部は、前記バラツキ判定部における前記判定の結果に応じて前記サンプリング期間を決定し、
   前記膜厚検知制御部は、次回の膜厚検知動作において、決定されたサンプリング期間を用いて前記帯電電流のサンプリングを実行する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記帯電電流の過去の検知結果および過去のバラツキを記憶するバラツキ情報記憶部を有し、
   前記バラツキ算出部は、前記膜厚検知制御部において新たに検知された帯電電流と前記バラツキ情報記憶部に記憶されている情報とを用いて前記バラツキを算出する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記バラツキ算出部は、サンプリングされた前記帯電電流の平均値に基づいて、バラツキを算出する、
   請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記バラツキ算出部は、サンプリングされた前記帯電電流の最大値と最小値の差異値に基づいて、バラツキを算出する、
   請求項１または２に記載の画像形成装置。
5. 前記バラツキ判定部は、前記閾値を前記膜厚検知動作において検知された膜厚に基づいて決定する、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記バラツキ判定部は、前記閾値を、温湿度情報を含む環境情報に基づいて決定する、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 感光体に印加する帯電電圧に基づく帯電電流を検知して当該感光体の表面膜厚を検知する膜厚検知動作を制御するステップと、
   前記帯電電流を検知するサンプリング期間を決定するステップと、
   検知された帯電電流のバラツキを算出するステップと、
   前記バラツキが所定の閾値よりも大きいか否の判定をするステップと、
   を有し、
   前記サンプリング期間を決定するステップにおいて、前記バラツキに対する判定の結果に応じて前記サンプリング期間を決定するステップを含み、
   次回の膜厚検知動作を制御するステップにおいては、決定されたサンプリング期間を用いて前記帯電電流のサンプリングをする、
   ことを特徴とする画像形成装置の制御方法。