JP5193749B2

JP5193749B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5193749B2
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Inventors: 研介藤原; 保清水; 良太前田; 浩次藤井
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Priority date: 2008-08-27
Filing date: 2008-08-27
Publication date: 2013-05-08
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Also published as: JP2010054744A

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ等のトナーを用いる画像形成装置では、感光体ドラムと対向する現像ローラとが、ギャップを設けて配されることがある。そして、現像ローラには、直流と交流が重畳された、いわゆる現像バイアスが印加され、帯電したトナーが現像ローラから感光体ドラムに飛翔し、静電潜像が現像される。

ここで、十分にトナーを感光体ドラムに供給し、形成される画像の濃度を確保し、現像効率を高めるには、現像ローラに印加する交流電圧のピーク間電圧（ピークトゥピーク）を大きくすればよいが、大きくしすぎると感光体ドラムと現像ローラ間のギャップで放電が発生する。放電が発生すると、感光体ドラム表面の電位変化により静電潜像が乱れ、形成される画像の品質が劣化する。又、感光体ドラムの特性によって、放電電流の流れる方向により、大きな電流が流れ、感光体ドラムの損傷を引き起こす場合がある。従って、放電の生ずるような電圧を、画像形成時に現像ローラに印加すべきではない。

そこで、例えば、特許文献１には、像担持体と現像領域において所要間隔を介して対向するトナー担持体を設け、このトナー担持体と像担持体との間に直流電圧と交流電圧とが重畳された現像バイアス電圧を印加させて、トナーを像担持体に供給して静電潜像を現像する現像装置において、像担持体とトナー担持体との間に印加させるリーク検知電圧を変化させるリーク発生手段と、リークを検知するリーク検知手段とを設け、リーク検知電圧と像担持体の表面電位との最大の電位差ΔＶｍａｘを徐々に増加させて、像担持体とトナー担持体との間に流れる電流が連続して増加した場合、リーク検知手段によってリークと判断する現像装置が記載されている（例えば、特許文献１：請求項１等参照）。
特許第３８１５３５６号公報

上述したように、放電による弊害を生じさせず、現像効率を高めるには、画像形成時に感光体ドラムと現像ローラ間での放電が発生せず、かつ、できる限り大きい交流電圧を現像ローラに印加することになる。そうすると、放電が発生せず、かつ、できるだけ大きい交流電圧の印加の設定を行うには、現像ローラに印加する交流電圧の大きさを変化させつつ、放電の発生の有無を検出し、放電が発生した交流電圧での、現像ローラと感光体ドラムの電位差を把握し、画像形成時にこの電位差を若干下回るように、現像ローラに印加する交流電圧を定める設定を行う必要がある。

そして、放電が発生したか否かの判定では、例えば、放電発生時に現像ローラ等に流れた電流を電圧に変換し、変換された電圧が、閾値を超えたか否かにより放電が発生したと判定する場合がある。しかし、ノイズを放電と検出しない等の観点から、閾値にはある程度の大きさが必要であるところ、放電時に流れる電流が小さい微少放電では、閾値を超えず、微少放電の発生の検出ができない場合があるという問題がある。又、閾値が大きすぎれば、激しい放電をして初めて、放電の発生の検出がされるものとなり、感光体ドラム等に対する放電による損傷の可能性の点で問題がある。

尚、特許文献１を見ると、例えば、「・・・リーク検知手段３０として、像担持体１とトナー担持体１１との間に流れる電流を検出する電流検出器３１と、この電流検出器３１により検出された結果に基づいてリークの有無を判断して上記の電圧調整装置２１を制御する制御装置３２とを設けている。」（特許文献１：段落［００２４］等参照）とあり、具体的に、どれほどの電流を検出すれば、放電が発生したかという説明は、特許文献１に記載されておらず、電流検出器３１に流れ込んだノイズを放電発生と判定する畏れが十分にある。

又、特許文献１には、ノイズをリークと判断することを防ぐため、電流検出器３１による検知値が連続して増加している場合に、初めての制御装置３２によりリークと判断させるようにする旨の記載があるが（特許文献１：段落［００２４］等参照）、検知値が連続して増加するとしても、この判定を行うには、電圧を上げつつ放電を複数回生じさせなければならず、放電での電流量は増加してゆくので、感光体ドラムに損傷（例えば、穴があく）が生じうる点で問題がある。

本発明は、上記問題点を鑑み、放電開始電圧を現像ローラに印加した場合、ノイズの影響による誤検出をなくし、微少な放電を確実に検出し、放電が開始される電圧を正確に検出することを課題とする。

上記目的を達成するために請求項１に係る画像形成装置は、周面にトナー像を担持する感光体ドラムと、前記感光体ドラムにギャップが設けられつつ対向し、画像形成時にトナーを担持し、前記感光体ドラムへのトナーの供給のため、交流電圧印加部が接続される現像ローラと、前記現像ローラと前記感光体ドラム間での放電発生を検出するための検出部と、装置の各部を制御するとともに、前記検出部の出力が入力され放電発生を認識する制御部と、を有し、前記制御部が前記現像ローラに印加する交流電圧の段階的な変更を前記交流電圧印加部に指示し、前記検出部を用いて放電の発生を検出する放電発生検出時、１段階における放電発生検出中に、前記感光体ドラムと前記現像ローラは、少なくとも２周以上、それぞれ回転し、前記制御部は、その段階での放電発生検出中に、放電が発生した旨の前記検出部の出力を、２回以上を受け取った場合に放電が発生したと認識することとした。

感光体ドラムは、基体の製造時の誤差や、感光層（例えば、アモルファスシリコンや有機感光体）等の形成時の条件等により、その周面は完全に平坦とならず、理想的な形状（例えば、円筒形、円柱形）からの「振れ（ずれ）」がある。又、現像ローラも、製造時の誤差等で、「振れ」がある。従って、放電の発生に影響するギャップの長さは、厳密には感光体ドラムや現像ローラの回転中に変化する。そして、放電は、感光体ドラムや現像ローラでの振れが大きい部分が、対向部分に到り、ギャップが短くなった時に生じやすくなるが、本発明では１段階における放電発生検出中、感光体ドラムと現像ローラは、少なくとも２周以上回転するので、振れが大きい部分を少なくとも２回、対向部分に到達させることができる。即ち、発生するならば、２回以上は放電が検出される可能性が高い。

従って、この構成によれば、制御部は、その段階での放電発生検出中に、放電が発生した旨の検出部の出力を、２回以上を受け取った場合に放電が発生したと認識するので、ノイズが制御部に、単に、入力されてもそれだけでは放電が発生したとは判断しない。従って、ノイズに起因する放電発生の有無の検出における誤検出を減少させ、確実に放電の発生を検出することができる。

又、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記検出部は、放電により前記現像ローラに流れる電流を電圧に変換し、その電圧を制御部に向けて放電検出信号として出力し、前記制御部は、前記検出部から送信される前記放電検出信号の電圧値について、閾値を超えるか否かにより放電発生の有無を認識することとした。

制御部は、検出部から送信される放電検出信号の電圧値について、閾値を有し、閾値を超えるか否かにより放電発生の有無を認識するところ、この構成によれば、ノイズによる誤検知がないので、閾値を低く設定することができる。従って、放電検出時、現像ローラに印加される交流電圧が、放電開始電圧である、若しくは、これに近い場合の微少な放電でも放電の発生の有無を検出できる。これにより、放電発生検出時に、放電が始まる交流電圧の大きさを精度良く測定し、探し出すことができる。又、放電検出のため、大きな電流を流す必要がないから、画質の劣化につながるような感光体ドラムの損傷をなくすことができる。

又、請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の発明において、放電発生検出時に放電が発生したことを検出した場合、前記制御部は、放電発生時に前記現像ローラに印加していた交流電圧のピーク値に対する前記感光体ドラムと前記現像ローラ間の電位差を求め、画像形成時における前記現像ローラと前記感光体ドラムの表面電位の電位差が前記電位差よりも小さくなるように、画像形成時に現像ローラに印加すべき交流電圧を定めることとした。

この構成によれば、放電発生検出時、現像ローラに印加する交流電圧について、放電が開始する交流電圧を精度良く探し出した上で、その交流電圧に基づき、放電が発生する現像ローラと感光体ドラムの電位差を求め、画像形成時の交流電圧の設定を行うから、現像効率が高く、画像形成時に放電の生じない交流電圧の設定を確実に行うことができる。

又、請求項４に係る発明は、請求項２又は３に記載の発明において、前記制御部は、前記検出部から前記制御部に向けて出力される信号の変化を監視し、前記放電検出信号の電圧値の変化率を演算し、前記閾値は、前記放電検出信号の電圧値の変化率に対するものであることとした。

検出部の出力に関し、ノイズや、検出部の回路構成や、交流電圧印加部等の影響等により、検出部から制御部への信号線での電圧が変動する場合や、安定しない場合がある。従って、絶対的な閾値（電圧値）では、正確に放電の発生を検出できない可能性がある。しかし、この構成によれば、閾値は、放電検出信号の電圧値の変化率に対するものなので、放電により電流が発生し、検出部から制御部への信号線の状態の大きな変化が生じた場合に、制御部は、放電が発生したと認識する。従って、制御部は、正確に放電の発生を検出することができる。

本発明の画像形成装置によれば、現像ローラと感光体ドラム間の放電発生を検出し、放電が発生する現像ローラと感光体ドラムの電位差を把握する場合、ノイズを放電発生と検出することが極めて少なくなり、放電が発生したか否かの閾値を小さく設定することができるので、微少放電でさえ検出することができる。従って、放電発生検出時、放電が発生する交流電圧の大きさを精度良く見極めることができる。

以下、本発明の実施形態を図１乃至９に基づき説明する。本実施形態では、電子写真方式でタンデム型のカラーのプリンタ１（画像形成装置に相当）を例に挙げ説明する。但し、本実施形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。

（画像形成装置の概略構成）
まず、図１及び２を用いて、本発明の実施形態に係るプリンタ１の概略を説明する。図１は、本発明の実施形態に係るプリンタ１の概略構成を示す断面図である。図２は、本発明の実施形態に係る各画像形成部３の拡大断面図である。そして、本実施形態にかかるプリンタ１は、図１に示すように、本体内に、シート供給部２ａ、搬送路２ｂ、画像形成部３、露光装置４、中間転写部５、定着部６等が設けられる。

前記シート供給部２ａは、中間転写部５等に向け、例えば、コピー用紙、ＯＨＰシート、ラベル用紙等の各種シートを収容し、モータ等の駆動機構（不図示）により回転する給紙ローラ２１により搬送路２ｂに送り出す。そして、搬送路２ｂは、プリンタ１内でシートを搬送し、シート供給部２ａから供給されたシートを、中間転写部５、定着部６を経て排出トレイ２２まで導く。搬送路２ｂには、搬送ローラ対２３やガイド２４及び搬送されてくるシートを中間転写部５の手前で待機させ、タイミングをあわせて送り出すレジストローラ対２５等が設けられる。

図１及び図２に示すように、プリンタ１は、形成すべき画像の画像データに基づき、トナー像を形成する部分として、４色分の画像形成部３を備える。具体的に、プリンタ１は、ブラックの画像を形成する画像形成部３ａ（帯電装置７ａ、現像装置８ａ、除電装置３１ａ、清掃装置３２ａ等を具備）と、イエローの画像を形成する画像形成部３ｂ（帯電装置７ｂ、現像装置８ｂ、除電装置３１ｂ、清掃装置３２ｂ等を具備）と、シアンの画像を形成する画像形成部３ｃ（帯電装置７ｃ、現像装置８ｃ、除電装置３１ｃ、清掃装置３２ｃ等を具備）と、マゼンタの画像を形成する画像形成部３ｄ（帯電装置７ｄ、現像装置８ｄ、除電装置３１ｄ、清掃装置３２ｄ等を具備）と、を備える。

ここで、図２に基づき、各画像形成部３ａ〜３ｄについて詳述する。尚、各画像形成部３ａ〜３ｄは、形成するトナー像の色が異なるだけで、いずれも基本的に同様の構成である。そこで、下の説明では、各画像形成部３内のａ、ｂ、ｃ、ｄの符号は、特に説明する場合を除き省略する（尚、図２では、画像形成部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ内の各部材に、識別的にａ、ｂ、ｃ、ｄの符号を付すこととする。）

各感光体ドラム９は、周面にトナー像を担持し、例えば、アルミニウム製のドラムの外周面上に正帯電のアモルファスシリコンの感光層を有し、駆動装置（不図示）によって所定のプロセススピードで紙面時計方向に回転駆動される。尚、本実施形態の各感光体ドラム９は、正帯電型である。

各帯電装置７（帯電部に相当）は、帯電ローラ７１を有し、感光体ドラム９を一定の電位で帯電させる。各帯電ローラ７１は、各感光体ドラム９に接し、感光体ドラム９に合わせ回転する。又、各帯電ローラ７１には、帯電電圧印加部７２（図４参照）により直流と交流が重畳された電圧が印加され、感光体ドラム９の表面が所定の正極性の電位（例えば、２００Ｖ〜３００Ｖ、暗電位）に均一に帯電される。又、各帯電ローラ７１の表面の異物を除去する清掃ブラシ７３（例えば、軸に樹脂等のブラシを巻き付けたもの）が設けられる。尚、帯電装置７は、コロナ放電式や、ブラシ等を用いたものでも良い。

各現像装置８は、トナーと磁性体のキャリアからなる現像剤（いわゆる２成分現像剤）を収納する（現像装置８ａはブラック、現像装置８ｂはイエロー、現像装置８ｃはシアン、現像装置８ｄはマゼンタの現像剤を収納する）。各現像装置８は、現像ローラ８１と、磁気ローラ８２と、搬送部材８３とを有する。各現像ローラ８１は、それぞれ感光体ドラム９に対向し、所定のギャップ（例えば、１ｍｍ以下）を設けて配される。そして、各磁気ローラ８２は、各現像ローラ８１の右斜め上方に対向し、所定の隙間を設けて配される。そして、各搬送部材８３は、各磁気ローラ８２の上方に設けられる。

各現像ローラ８１と各磁気ローラ８２の各ローラ軸８１１、８２１は固定される。そして、各現像ローラ８１と各磁気ローラ８２の内部の各ローラ軸８１１、８２１には、軸線方向にのびる磁石８１３、８２３が取り付けられる。そして、各現像ローラ８１と各磁気ローラ８２は、それぞれ、磁石８１３、８２３を覆う円筒状のスリーブ８１２、８２２を有し、画像形成時は、このスリーブ８１２、８２２が回転する（図３参照）。そして、現像ローラ８１の磁石８１３と、磁気ローラ８２の磁石８２３では、現像ローラ８１と磁気ローラ８２の対向位置で異極が向かい合う。

これにより、各現像ローラ８１と、各磁気ローラ８２間には、磁性体キャリアで磁気ブラシが形成される。磁気ブラシと磁気ローラ８２のスリーブ８２２の回転や磁気ローラ８２への電圧印加（磁気ローラバイアス印加部８４：図４参照）等で、現像ローラ８１に、トナーが供給され、現像ローラ８１にはトナーの薄層が形成される。又、現像後に残留したトナーは、磁気ブラシで現像ローラ８１から引き剥がされる。各搬送部材８３は、例えば、軸に対しスクリューが螺旋状に設けられ、現像剤を各現像装置８内で搬送、撹拌し、トナーを所定のレベルに帯電させる（本実施形態では、トナーは正帯電）。

各清掃装置３２は、感光体ドラム９の清掃を行い、例えば、外周部分に弾性を有する円筒状の素材の清掃部材３３を有し、清掃部材３３は、各感光体ドラム９に当接し、ドラム表面の転写残トナーを除去、回収する。又、各清掃装置３２の下方に、感光体ドラム９に対し光を照射して除電を行う除電装置３１（例えば、アレイ状のＬＥＤ）が設けられる。

各画像形成部３の上方の露光装置４（露光部に相当）は、入力されるカラー色分解された画像信号をレーザ出力部（不図示）にて光信号にそれぞれ変換し、変換された光信号であるレーザ光（破線で図示）を出力し、帯電後の感光体ドラム９の走査露光を行って、静電潜像を形成する。尚、露光装置４には、レーザ光の感光体ドラム９の照射範囲内で、感光体ドラム９への照射範囲外に、受光素子（不図示）が設けられる。この受光素子は、レーザ光が照射されると、電流（電圧）を出力し、この出力は、例えば、後述のＣＰＵ１１に入力され、放電発生の有無の確認時の同期信号として用いられる（図５参照）。

図１に戻り、中間転写部５は、感光体ドラム９からトナー像の１次転写を受け、シートに２次転写を行い、各１次転写ローラ５１ａ〜５１ｄ（転写部に相当）、中間転写ベルト５２（中間転写体に相当）、駆動ローラ５３、従動ローラ５４、５５、５６、２次転写ローラ５７、ベルト清掃装置５８等で構成される。各１次転写ローラ５１ａ〜５１ｄは、無端状の中間転写ベルト５２を介し各感光体ドラム９に当接し、転写用の電圧を印加する転写電圧印加部５９（図８参照）に接続され、トナー像を中間転写ベルト５２に転写する。

中間転写ベルト５２は、駆動ローラ５３、従動ローラ５４、５５、５６に張架され、モータ等の駆動機構（不図示）に接続される駆動ローラ５３の回転駆動により紙面反時計方向に周回する。又、駆動ローラ５３は、中間転写ベルト５２を介して２次転写ローラ５７と当接し、２次転写部を形成する。シートへのトナー像転写を説明すると、各画像形成部３で形成されたトナー像（ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色）は、各１次転写ローラ５１に所定の電圧を印加して、順次、中間転写ベルト５２に１次転写される。この時、各色のトナー像は、タイミングを取られつつ１次転写され、ずれなく重畳される。そして、各色重ね合わされたトナー像は、所定の電圧を印加された２次転写ローラ５７により、シートに転写される。尚、２次転写後に中間転写ベルト５２上に残った残トナー等は、ベルト清掃装置５８で除去されて回収される（図１参照）。

前記定着部６は、２次転写部の転写材搬送方向の下流側に配され、シートに２次転写されたトナー像を加熱・加圧して定着させる。そして、定着部６は主として、発熱源を内蔵する定着ローラ６１と、これに圧接される加圧ローラ６２とで構成され、ニップが形成される。そして、トナー像の転写されたシートは、ニップを通過すると加熱・加圧され、その結果、トナー像がシートに定着する。尚、定着後のシートは、排出トレイ２２に排出され画像形成処理が完了する。

（放電検出用の構成）
次に、図３に基づき、本発明の特徴となる各現像ローラ８１への現像バイアス印加と各感光体ドラム９間の放電検出に関する構成を説明する。図３は、本発明の実施形態に係る現像ローラ８１への現像バイアス印加と感光体ドラム９間の放電発生検出に関する現像ローラ８１周辺の構成を示す。

ただし、図３は１つの画像形成部３についてのみ示し、画像形成部３ごとに直流電圧印加部８５、交流電圧印加部８６、検出部１４、アンプ１５が設けられ、各アンプ１５の出力が、後述する制御部１０のＣＰＵ１１に入力される。ここで、直流電圧印加部８５、交流電圧印加部８６、検出部１４、アンプ１５のそれぞれに、各画像形成部の区別を示すａ、ｂ、ｃ、ｄの符号を付しても良いが、各画像形成部３で設けられるものは同様なので、記載の煩雑さを回避のため、以下では、ａ、ｂ、ｃ、ｄの符号は省略して説明する。

図３に示すように、現像ローラ８１は、感光体ドラム９にギャップが設けられつつ対向し、ローラ軸８１１、画像形成時にトナーを担持するスリーブ８１２、キャップ８１４を有する。ローラ軸８１１はスリーブ８１２を挿通され、スリーブ８１２の両端に円形のキャップ８１４が嵌入される。又、現像ローラ８１のローラ軸８１１には、感光体ドラム９へのトナーの供給のため、直流電圧印加部８５と、交流電圧印加部８６が接続される。

直流電圧印加部８５は、現像ローラ８１に印加する直流成分を発生させる回路であり、その出力は交流電圧印加部８６に入力される。そして、直流電圧印加部８５は、出力制御部８７を有し、出力制御部８７は、直流電圧印加部８５が出力するバイアスの値をＣＰＵ１１の指示に応じて制御する。

直流電圧印加部８５は、プリンタ１内の電源装置１６（図４参照）からの直流電力の供給を受け、ＣＰＵ１１の指示に応じ、出力制御部８７の制御により、出力電圧が可変な回路である（例えば、出力電圧が異なる出力端までの経路を複数有し、画像形成時と放電検出時で、その経路の選択を変える等）。これにより、現像ローラ８１に印加する交流電圧をバイアスさせることができる。

又、交流電圧印加部８６は、例えば、矩形波状（パルス状）であり、直流電圧印加部８５の印加する直流電圧を平均値とする交流電圧を出力する回路である。そして、交流電圧印加部８６は、Ｖｐｐ制御部８８およびデューティ比／周波数制御部８９を有する。Ｖｐｐ制御部８８は、交流電圧のピーク間電圧（ピークトゥピーク）をＣＰＵ１１の指示に応じて制御する。また、デューティ比／周波数制御部８９は、交流電圧のデューティ比および周波数をＣＰＵ１１の指示に応じて制御する。

例えば、交流電圧印加部８６は、スイッチング素子等を備え、出力の正負をスイッチングにより反転させ、交流電圧を出力する。そして、デューティ比／周波数制御部８９は、例えば、交流電圧印加部８６の出力の正負のスイッチングのタイミングを制御することで、交流電圧のデューティ比や周波数を制御することができる。又、Ｖｐｐ制御部８８は、現像ローラ８１に印加すべき交流電圧のピーク間電圧とデューティ比とに基づき、電源装置１６から入力される直流電圧の昇降圧等により、交流電圧における正側のピーク値と負側のピーク値を、ＣＰＵ１１の指示に応じ、可変させる。又、尚、交流電圧印加部８６の構成や、交流電圧のピーク間電圧、デューティ比、周波数を可変させる構成は、ピーク間電圧、デューティ比、周波数を変化できればよい。

そして、交流電圧印加部８６内には、例えば、昇圧用トランス等による昇圧回路を出力段に備えることができ、昇圧後の直流と交流の重畳された現像バイアスが、例えば、現像ローラ８１のローラ軸８１１に印加される。これにより、スリーブ８１２にも現像バイアスが印加され、スリーブ８１２に担持される帯電トナーが飛翔する。

検出部１４は、現像ローラ８１と感光体ドラム９間での放電発生時に流れる電流を電圧信号に変換し、放電の発生を検出する検出回路１４ａと、変換した電圧信号を増幅するアンプ１５で構成される。例えば、検出回路１４ａは、放電未発生時の現像ローラ８１に流れる電流を抵抗等を用いて変換した電圧と、放電発生時の現像ローラ８１に流れる電流を変換した電圧とを比較し、その２種の電圧の差分をアンプ１５に出力する。即ち、放電発生時の現像ローラ８１に流れる電流の変化分を電圧に変換して出力する。尚、放電により流れた電流を電圧に変換する構成は、これに限られない。

尚、本実施形態のプリンタ１では、使用する感光体ドラム９は、正帯電するアモルファスシリコンの感光層を有し、現像ローラ８１の電位が高い状態での放電の方が、感光体ドラム９に大電流が流れにくいという特性を有する（ダイオード的な特性）。そのため、大電流による感光体ドラムの損傷を回避するため、デューティ比、周波数を調整して、現像ローラ８１の電位が高い状態での放電の有無を検出する（詳細は後述）。従って、放電電流は、現像ローラ８１から感光体ドラム９に向けてのみ流れ、放電電流は、現像ローラ８１に印加される直流電圧の変動として現れる。

アンプ１５は、検出部１４からの電圧信号を増幅し、放電検出信号としてＣＰＵ１１に出力する。ＣＰＵ１１は、アンプ１５からの放電検出信号をＡ／Ｄ変換する。このＡ／Ｄ変換部されたアンプ１５の出力から、ＣＰＵ１１は、発生した放電の大きさ（現像ローラ８１と感光体ドラム９間に流れた電流の大きさ）を認識することができる。

（プリンタ１のハードウェア構成）
次に、図４に基づき、本発明の実施形態に係るプリンタ１のハードウェア構成を説明する。図４は、本発明の実施形態に係るプリンタ１のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

図４に示すように、本実施形態に係るプリンタ１は、内部に制御部１０を有する。制御部１０は、プリンタ１の各部を制御し、検出部１４の出力が入力され放電発生を認識する。例えば、制御部１０は、ＣＰＵ１１、記憶部１２等から構成される。ＣＰＵ１１は、中央演算処理装置であり、記憶部１２に格納され、展開される制御プログラムに基づきプリンタ１の各部の制御や演算を行う。

記憶部１２は、ＲＯＭ、ＲＡＭフラッシュＲＯＭ等の不揮発性と揮発性の記憶装置の組み合わせで構成される。例えば、記憶部１２は、プリンタ１の制御プログラム、データ等を記憶する。尚、本発明に関し、放電検出や現像ローラ８１に印加する交流電圧の設定用プログラムや放電検出用の閾値ＴＨ１（詳細は後述）も記憶部１２は記憶する。又、計時部１１ａは、プリンタ１の制御に必要な時間を計時する。例えば、放電発生検出時、感光体ドラム９や現像ローラ８１等の回転速度と、周長と、回転時間（例えば、計時部１１ａが計時）に基づき、制御部１０は、感光体ドラム９等の回転数を把握することができる。

そして、制御部１０は、シート供給部２ａ、搬送路２ｂ、画像形成部３、露光装置４、中間転写部５、定着装置６、操作パネル１３等と接続され、記憶部１２の制御プログラムやデータに基づき、適切に画像形成が行われるように各部の動作を制御する。又、制御部１０は、モータＭとも接続され、モータＭへの電力供給のＯＮ／ＯＦＦを制御して、回転駆動力の供給を制御し、感光体ドラム９、現像ローラ８１等の回転を制御する。

尚、図４に示す操作パネル１３は、例えば、プリンタ１の正面上方に設けられ、液晶画面を有し、種々の設定情報、警告等を表示する。又、操作パネル１３は、種々の操作ボタンを有し、ユーザからの操作を受け付ける。又、制御部１０には、印刷を行う画像データの送信元となるユーザ端末１００（パーソナルコンピュータ等）等が接続され、制御部１０は、受信した画像データを画像処理し、露光装置４に送信し、露光装置４はその画像データに基づき、感光体ドラム９に静電潜像を形成する。又、図４に示す、磁気ローラバイアス印加部８４は、磁気ローラ８２に、交流と直流を重畳した電圧を印加する回路である。又、帯電電圧印加部７２は、帯電ローラ７１に帯電用の電圧を印加する回路である。

又、本発明に関し、制御部１０（ＣＰＵ１１）は、検出部１４（アンプ１５）が接続される。又、放電発生検出時、ＣＰＵ１１は、現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧等を段階的に変える指示を交流電圧印加部８６に与え、検出部１４（アンプ１５）のアナログ出力をＡ／Ｄ変換して、放電発生の有無の検出や、放電の大きさを判断する。そして、放電発生を検出した場合、制御部１０は、その時の直流電圧や交流電圧のピーク間電圧等の値に基づき、放電発生時の現像ローラ８１との感光体ドラム９の間の電位差を把握し、画像形成時に放電が生じないように、画像形成動作時に印加すべき現像バイアスを決定する。尚、画像形成時の現像バイアスの設定は記憶部１２に記憶される。

（放電発生検出動作、及び、現像ローラ８１に印加する交流電圧の設定）
次に、図５及び図６に示すタイミングチャートで、感光体ドラム９と現像ローラ８１間での放電の発生検出動作の一例を説明する。図５は、本発明の実施形態に係る放電発生検出動作の概略を説明するためのタイミングチャートである。図６は、本発明の実施形態に係る現像ローラ８１に印加する交流電圧の詳細を説明するタイミングチャートである。尚、この放電発生検出動作は、各画像形成部３について、１つずつ順に行われる。

まず、図５に基づき、放電発生検出動作の概略を説明する。尚、図５での、「現像ローラ（交流）」は、交流電圧印加部８６が現像ローラ８１に交流電圧を印加するタイミングを示す。「Ｖｐｐ」は、現像ローラ８１への交流電圧のピーク間電圧の大きさの変化を示す。「現像ローラ（直流）」は、直流電圧印加部８５が現像ローラ８１に直流電圧を印加するタイミングを示す。「磁気ローラ（交流）」は、磁気ローラバイアス印加部８４（図４参照）が磁気ローラ８２に交流電圧を印加するタイミングを示す。「磁気ローラ（直流）」は磁気ローラバイアス部が磁気ローラ８２に直流電圧を印加するタイミングを示す。

又、「帯電ローラ」は、帯電装置７が感光体ドラム９を帯電させるタイミングを示す。「同期信号」は、露光装置４の受光素子が出力する同期用信号である。「露光」は、露光装置４での感光体ドラム９の露光（レーザ光照射）タイミングを示す。「放電検出（検出部出力）」は、検出部１４による放電発生検出タイミングを示す。

〈初期動作〉
本発明に係る放電発生検出動作が開始されると、感光体ドラム９、現像ローラ８１、中間転写ベルト５２等が回転を開始した後、初期動作では、現像ローラ８１と磁気ローラ８２にそれぞれ、交流と直流の電圧が印加される。この初期動作での磁気ローラ８２への電圧印加により、少量のトナーが磁気ローラ８２から現像ローラ８１に供給される。放電発生検出では、基本的に、現像ローラ８１にトナーを担持させないが、全くトナーを担持させないと、感光体ドラム９とこれに接する回転部材（中間転写ベルト５２等）との摩擦が大きくなりすぎる等、弊害があるので、若干量、感光体ドラム９にトナーが供給される。初期動作の後、準備状態に移行する。

〈準備状態〉と〈デフォルト測定〉
準備状態では、帯電装置７による感光体ドラム９への帯電が開始される。尚、放電発生検出動作が終了するまで、帯電装置７に印加される電圧はＯＮのままである。又、現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧が測定するピーク間電圧にまで高められる。次に、デフォルト測定に移行し、放電の検出有無を確かめる。尚、デフォルト測定は、検出部１４等、部材設置位置や回路等の異常発見のため行われる。デフォルト測定の後、条件変更状態（１回目）に移行する。

〈条件変更状態〉
条件変更状態となった場合、制御部１０は、現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧を段階的に変化させる（例えば、上昇）。そして、条件変更状態の途中で、露光装置４の露光の開始の目安となる同期信号がＨｉｇｈとなる。同期信号のＨｉｇｈ後に、放電検出状態に移行する。

〈放電検出状態〉
放電検出状態では、現像ローラ８１に対し現像バイアスが印加され、露光装置４が露光を継続して行う（感光体ドラム９全面の露光、感光体ドラム９の表面電位がほぼ０Ｖで安定）。尚、本実施形態のプリンタ１では、トナーと感光体ドラム９の帯電極性が正極性であり、露光部分にトナーがのるので、継続した露光は、ベタ塗り画像の静電潜像形成と同じである。従って、放電検出状態では、例えば、制御部１０から露光装置４に、ベタ塗りの画像データが送り込まれる（ベタ塗りの画像データは、例えば、記憶部１２が記憶）。

この時、放電検出状態は、一定時間（例えば、０．５秒〜数秒間）続き、ＣＰＵ１１へのアンプ１５の入力から放電発生を認識しない場合等、条件変更状態に移行する。条件変更状態では、再び、制御部１０は、交流電圧印加部８６に指示し、交流電圧のピーク間電圧の変更指示を出す。これにより、次回以降の放電検出状態では、基本的に前回よりも現像ローラ８１に印加される交流電圧のピーク間電圧が高い状態とされる。そして、放電する交流電圧の認定まで、条件変更状態と放電検出状態が繰り返され、繰り返しの間、段階的に一定の刻み幅で現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧が高められる。尚、図５では、ｎ回目の放電検出状態で、放電が検出されたことを示す。

次に、図６に基づき、放電検出状態での現像ローラ８１への電圧の印加について説明する。尚、図６では、上段に画像形成時のタイミングチャートを、下段に、放電検出状態のタイミングチャートを示している。

まず、画像形成時のタイミングチャートにおける矩形波は、現像ローラ８１に印加される現像バイアス（交流＋直流）の波形の一例である。そして、「Ｖｄｃ１」は、直流電圧印加部８５のバイアスの電位を示す。「Ｖ０」は、感光体ドラム９の露光装置４による露光後の電位（ほぼ０Ｖ＝明電位）を示す。「Ｖ１」は、感光体ドラム９の帯電後の電位（露光しない部分の電位。例えば、２００〜３００Ｖ程度）を示す。「Ｖ₊₁」は、Ｖ０と、画像形成時の現像バイアスの正のピーク値との電位差を示す。「Ｖ_-」は、Ｖ１と現像バイアスの負のピーク値との電位差を示す。「Ｖｐｐ１」は、画像形成時の現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧を示す。又、「Ｔ１」は、矩形波におけるＨｉｇｈ状態（正極性状態）の時間である。「Ｔ０１」は、矩形波の周期を示す。

一方、放電発生検出時のタイミングチャートにおける矩形波は、放電有無検出時に、現像ローラ８１に印加される現像バイアスの波形を示す。「Ｖｄｃ２」は、検出時の直流電圧印加部８５のバイアスの電位を示す。又、「Ｖ０」は、図５上段と同様、感光体ドラム９の露光装置４による露光後の電位（ほぼ０Ｖ）を示す。「Ｖ₊₂」は、検出時の現像バイアスの正のピーク値とＶ０との電位差を示す。「Ｖｐｐ２」は、検出時の現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧を示す。「Ｔ２」は、矩形波におけるＨｉｇｈ状態（正極性状態）の時間である。「Ｔ０２」は、矩形波の周期である。

まず、放電発生検出時、ＣＰＵ１１の指示により、出力制御部８７は直流電圧印加部８５の出力を、放電発生検出用の設定値Ｖｄｃ２（例えば、１００Ｖ〜２００Ｖ）に設定する。又、ＣＰＵ１１の指示で、Ｖｐｐ制御部８８は交流電圧印加部８６の出力する交流電圧のＶｐｐ２を設定する。又、ＣＰＵ１１の指示で、デューティ比／周波数制御部８９は、交流電圧印加部８６の出力する交流電圧のデューティ比Ｄ２（周期Ｔ０２に対するＨｉｇｈの時間Ｔ２の比、Ｔ２／Ｔ０２）を放電発生検出用の設定値に設定し、交流電圧印加部８６の出力する交流電圧の周波数ｆ２（＝１／Ｔ０２）を放電発生検出用の設定値に設定する（図６下段）。

ここで、デューティ比Ｄ２は、画像形成時のデューティ比Ｄ１（周期Ｔ０１に対するＨｉｇｈの時間Ｔ１の比、Ｔ１／Ｔ０１）より小さく設定される（例えば、Ｄ１＝４０％、Ｄ２＝３０％）。そして、周波数ｆ２は、交流電圧のプラス側時間が画像形成時と放電発生検出時で同じとなるよう設定される（即ち、Ｔ１＝Ｔ２。例えば、Ｄ１＝４０％、Ｄ２＝３０％の場合、画像形成時の周波数ｆ１＝４ｋＨｚであれば、ｆ２＝３ｋＨｚ）。これにより、画像形成時と同じ正極性の電圧が現像ローラ８に印加される。

尚、バイアスの放電発生検出用の設定値Ｖｄｃ２は、画像形成時の設定値Ｖｄｃ１よりも高く設定することが望ましい。トナーは正極性に帯電し、放電発生検出時に磁気ローラ８２から現像ローラ８１に供給されるトナーの量を抑えることができるからである。

（感光体ドラム９や現像ローラ８１の振れ）
次に、図７に基づき、本発明の実施形態に係る感光体ドラム９や現像ローラ８１の振れを説明する。図７は、本発明の実施形態に係る感光体ドラム９や現像ローラ８１の振れを説明するための説明図である。

まず、図７（ａ）を説明する。図７（ａ）は、感光体ドラム９及び現像ローラ８１を軸線方向から見た断面の一例を示す図である。そして、感光体ドラム９では、ローラ軸９１の中心点Ｐ１から、感光体ドラム９の周面までの半径（例を「ｒ１」、「ｒ２」として図示）が、円周上の各点で異なることがある（例えば、ｒ１≠ｒ２の関係）。

この原因は、例えば、感光体ドラム９の基体部分９２（基体部分を破線で図示）を、中心点Ｐ１を中心とした真円となるように形成することは困難な点がある。又、本実施形態の感光体ドラム９では、アルミ等の基体９２上に、正帯電のアモルファスシリコンの感光層９３（破線と実線の間の部分）が蒸着等により形成される（その他、例えば、ＯＰＣ感光体は塗布により形成）が、その層厚を完全に均等にすることは難しい点がある。これらの点を含め、通常、感光体ドラム９は理想的な円筒形、円柱形に対し、振れ（ずれ）が存在する。

又、この振れが存在する点は、現像ローラ８１も同様である。上述したように、本実施形態の現像ローラ８１は、スリーブ８１２等で構成されるが、例えば、スリーブ８１２等にも製造上の誤差があり、現像ローラ８１のローラ軸８１１の中心点Ｐ２から周面までの半径（例を「ｒ３」、「ｒ４」として図示）が、全円周方向で異なることがある（例えば、ｒ３≠ｒ４の関係）。

そして、これらの振れは、図７（ｂ）で矢印で示すように、軸線方向の各点においても存在し得る。要するに、感光体ドラム９や現像ローラ８１（のスリーブ８１２）の周面での、振れ量は、多様となり得る。従って、現像ローラ８１と感光体ドラム９間の放電発生での重要要素である感光体ドラム９と現像ローラ８１間のギャップ長は、厳密には、感光体ドラム９と現像ローラ８１の回転により、変化する。

尚、図７（ｃ）は、周方向の１点について、感光体ドラムの軸線方向での振れ量の一例である。縦軸に感光体ドラム９での振れ量を取り、横軸が感光体ドラム９の軸線方向での一端から他端に向けての位置を示す（例えば、図７（ｂ）でのＡ点からＢ点まで）。そして、図７（ｃ）に示すように、例えば、正弦波状の振れが存在する。尚、図７（ｃ）は一例に過ぎず、振れ量は不規則である場合や、一部だけ突出して多いと言ったように、一概に決めることはできず、多様である。

（放電発生検出動作の制御の流れ）
次に、図８に基づき、本発明の実施形態に係るプリンタ１の放電発生検出動作の制御の流れの一例を説明する。図８は、本発明の実施形態に係るプリンタ１の放電発生検出動作の制御の流れの一例を示す、フローチャートである。尚、このフローチャートは、１つの画像形成部３に対する制御であり、全色行う場合、本実施形態では、４回繰り返される。

尚、この放電発生検出動作は、例えば、初期不良発見や初期設定として製造時や、プリンタ１の設置時、現像装置８や感光体ドラム９の交換時に行える。又、プリンタ１の設置時に行うのは、設置環境の標高によって気圧が変化し（例えば、日本国内とメキシコの高地との差）、放電が発生する電圧に差があるためである。現像装置８等の交換時に行うのは、感光体ドラム９と現像ローラ８１とのギャップが交換前と変わるためである。尚、上記の例に限られず、例えば、プリンタ１が一定枚数を印刷するごとに行っても良いし、実施タイミングは、適宜設定することが可能である。

まず操作パネル１３等での所定の操作等により、放電発生検出動作が開始されると（スタート）、ＣＰＵ１１の指示で、不図示の駆動機構により、感光体ドラム９、現像ローラ８１、磁気ローラ８２中間転写ベルト５２等の画像形成部３と中間転写部５での各種回転体の回転が開始される（ステップＳ１）。この各回転体の駆動は、放電発生検出動作が終了するまで継続する。尚、放電発生検出動作では、基本的に、現像ローラ８１はトナーを担持しない。次に、図５で説明した初期動作が行われる（ステップＳ２）。次に、図５で説明した準備状態に移行し（ステップＳ３）、例えば、ＣＰＵ１１の指示により、帯電電圧印加部７２が、帯電装置７に電圧印加を開始する。

次に、図５で説明したデフォルト測定が行われる（ステップＳ４）。この時、放電発生を検出しないことを確認する（ステップＳ５）。このデフォルト測定は、放電が到底発生しないという状態（例えば、設定可能な交流電圧のうち、最も低いピーク間電圧の交流電圧を現像ローラ８１に印加や、露光しない等）で行われ、デフォルト測定で放電発生を検出すれば（ステップＳ５のＮｏ）、ギャップの異常や検出部１４等のハードの異常が考えられる。この場合、操作パネル１３等にエラー表示（ステップＳ６）を行って、放電発生検出動作は終了する（エンド）。

一方、ＣＰＵ１１に放電が発生した旨の信号が入力されなければ（ステップＳ５のＹｅｓ）、図５で説明した条件変更状態に移行し、ＣＰＵ１１の指示で、Ｖｐｐ制御部８８が、交流電圧印加部８６の出力する交流電圧のピーク間電圧を現状より所定の刻み幅ΔＶ１（例えば、３０〜１００Ｖなど）だけ増加させる設定が行われる（ステップＳ７）。

そして、次に、放電検出状態に移行し、具体的には、ΔＶ１だけピーク間電圧を増加させた交流電圧を現像ローラ８１に印加し、感光体ドラム９を２回転以上させ、ＣＰＵ１１の指示によりこの間露光が行われ、その間、ＣＰＵ１１はアンプ１５の出力電圧（放電検出信号）が所定の閾値を越えた回数をカウントする（ステップＳ８）。具体的に、本実施形態では、放電検出状態の時間は、感光体ドラム９が、複数回回転する時間（少なくとも２回転）とられる。尚、本実施形態では、現像ローラ８１は、感光体ドラム９よりも半径が小さく周長が短いので（例えば、図７参照）、感光体ドラム９が２回転する間に、２回転以上回転している。もし、現像ローラ８１の方が周長が長ければ、現像ローラ８１が、複数回回転する時間（少なくとも２回転）とられる。

尚、放電検出状態において、感光体ドラム８（現像ローラ８１）を回転させる回数は、特に制限はなく、周長が長い方の回転体が２回転以上する時間、放電検出状態とされる。
そして、放電検出状態の時間決定方法については、例えば２回転ならば、予め設定値としての回転体の周長の２倍と、設定上のその回転体の回転速度（周速度）を記憶部１２が記憶しておき、２回転分の時間（周長の２倍÷回転速度）を計時部１３が計時すればよい。

そして、カウント数が感光体ドラム９と現像ローラ８１のうち、少ない方の回転数未満でないかを確認し（ステップＳ９）、回転数未満であれば（ステップＳ９のＮｏ）、放電発生なしとして、現状のピーク間電圧が設定可能な最大値（例えば、１５００〜３０００Ｖ）に達しているかをＣＰＵ１１が確認し（ステップＳ１０）、達していれば（ステップＳ１０のＹｅｓ）、ステップＳ１１に移行する（詳細は後述）。達していなければ（ステップＳ１０のＮｏ）、ステップＳ７に戻る。

ステップＳ１０で、カウント値が回転数以上ならば（ステップＳ９のＹｅｓ）、放電発生として、ＣＰＵ１１の指示で、Ｖｐｐ制御部８８（図３）は、交流電圧印加部８６が現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧を、現状より所定の刻み幅ΔＶ１だけ減少させ（ステップＳ１２）、さらに所定の刻み幅ΔＶ２だけ増加させた値に設定する（ステップＳ１３）。即ち、制御部１０が現像ローラ８１に印加する交流電圧の段階的な変更を交流電圧印加部８６に指示し、検出部１４を用いて放電の発生を検出する放電発生検出時、１段階における放電発生検出中に、感光体ドラム９と現像ローラ８１は、少なくとも２周以上、それぞれ回転し、制御部１０は、その段階での放電発生検出中に、放電が発生した旨の検出部１４の出力を、２回以上を受け取った場合に放電が発生したと認識する。ここで、所定の刻み幅ΔＶ２は、所定の刻み幅ΔＶ１を分割したものとできる（例えば、ΔＶ１＝５０Ｖであれば、ΔＶ２＝１０Ｖ等）。言い換えると、放電が発生するピーク間電圧をより細かく探し当てるため、１段階戻って放電発生検出におけるピーク間電圧の段階的な変化の刻み幅を小さくする。

その後、ステップＳ８と同様に、放電検出状態となり、ＣＰＵ１１は、感光体ドラム９を２回転以上させ、アンプ１５の出力電圧（放電検出信号）が所定の閾値を越えた回数をカウントする（ステップＳ１４）。言い換えると、刻み幅Δ１でのピーク間電圧の段階的な変更の際、放電が検出されれば、より詳細に放電が発生するピーク間電圧を得るため、刻み幅Δ２で、放電が検出されるまで、放電検出状態と条件変更状態とが繰り返される。

次に、ステップＳ９と同様に、カウント数が感光体ドラム９と現像ローラ８１のうち、少ない方の回転数未満でないかを確認し（ステップＳ１５）、回転数未満であれば（ステップＳ１５のＮｏ）、放電発生なしとして、現在のピーク間電圧が先に放電を検出したピーク間電圧に達しているかをＣＰＵ１１が確認する（ステップＳ１６）。もし達していれば（ステップＳ１６のＹｅｓ）、ステップＳ１０に移行する。もし、達していなければ（ステップＳ１６のＮｏ）、ステップＳ１２に戻る。一方、カウント値が回転数以上であれば（ステップＳ１５のＹｅｓ）、ＣＰＵ１１は、現在のピーク間電圧のときに放電が発生すると認定し、ステップＳ１１に進む。

次に、ステップＳ１１について、詳述する。放電発生検出時（ステップＳ１５のＹｅｓ、ステップＳ１６のＹｅｓの場合）や、設定可能な最大ピーク間電圧でも検出できなかった場合（ステップＳ１０のＹｅｓ）、ＣＰＵ１１は、最大ピーク間電圧、又は、放電が発生すると認めたピーク間電圧Ｖｐｐ２、周波数ｆ２、デューティ比Ｄ２、バイアス設定値Ｖｄｃ２から、図６に示す電位差Ｖ₊₂（放電検出時又は設定可能な最大値でのＶｐｐ２印加時の感光体ドラム９と現像ローラ８１の電位差）を求める（ステップＳ１１）。

ここで、Ｖ₊₂は容易に求めることができる。ＣＰＵ１１は、ピーク間電圧の大きさを指定してＶｐｐ制御部８８に指示を出す。従って、制御部１０は、放電発生を検出した場合、その時のＶｐｐ２を把握している。そして、設定値としてのデューティ比Ｄ２と、Ｖｄｃ２を基準として、正側の面積と負側の面積を等しくすることに基づき、Ｖｐｐ２の正側のピーク値とＶｄｃ２の電位差が求められる。この電位差に、Ｖｄｃ２とＶ０との電位差（Ｖ０は、ほぼ０Ｖなので、Ｖｄｃ２と扱える）を加えれば、Ｖ₊₂が求められる。

具体的には、放電発生検出動作時のＶｐｐ２は、段階的に変更され、デューティ比Ｄ２、バイアス設定値Ｖｄｃ２を一定とすれば、各Ｖｐｐ２の大きさに応じ、予めＶ₊₂を算出しておき、ルックアップテーブルとしてデータ化し、ＣＰＵ１１がそのテーブルを参照し、Ｖ₊₂が求められても良い。尚、このテーブルは、例えば、記憶部１２に記憶しておけばよい。

次に、求められたＶ₊₂に基づき、ＣＰＵ１１は、図６に示したＶ₊₁と、Ｖ_-がいずれも求められたＶ₊₂よりも小さくなるように、画像形成時に現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧Ｖｐｐ１を設定する（ステップＳ１７）。具体的に、Ｖｐｐ１の決定方法は多様であるが。例えば、Ｖ₊₁とＶ_-をＶ₊₂よりも、どれほど小さくすれば放電が発生しないか（マージンをどれほどとるべきか）は、使用トナーにより異なる等の事情から、開発時の実験に基づき、例えば、求められたＶ₊₂に対し、画像形成時に放電が発生しないと認められるＶｐｐ１の値をテーブル化し、ＣＰＵ１１がそのテーブルを参照し、Ｖｐｐ１が定められても良い。尚、このテーブルも記憶部１２に記憶しておけばよい。これにより、画像形成時、放電が発生せず、できるだけ大きな交流電圧を印加できる。

要するに、本実施形態のプリンタ１は、放電発生検出時に放電が発生したことを検出した場合、制御部１０は、放電発生時に前記現像ローラ８１に印加していた交流電圧のピーク値に対する感光体ドラム９と前記現像ローラ８１間の電位差を求め、画像形成時における現像ローラ８１と感光体ドラム９の表面電位の電位差が電位差よりも小さくなるように、画像形成時に現像ローラ８１に印加すべき交流電圧を定めるのである。

そして、このＶｐｐ１の設定が完了すれば、放電発生検出と画像形成時のＶｐｐ１の設定は終了する（エンド）。そして、プリンタ１は、この制御完了後、画像形成可能な状態に復帰する。このように、本発明によれば、現像効率が高く、かつ、画像形成時に放電が発生しない、現像ローラ８１に印加すべきＶｐｐ１を自動的に設定することができる。

（放電検出信号の閾値と本発明の利点）
次に、図９に基づき、本発明の実施形態に係るプリンタでの放電検出信号の閾値と、本発明の利点について説明する。図９は、本発明の実施形態に係るプリンタでの放電検出信号の閾値に関する説明図である。

まず、本発明では、図８のフローチャートを用いて説明したように（ステップＳ８、１４）、放電の有無を検出部１４（アンプ１５）の出力（放電検出信号）をみて、閾値を超えるか否かにより放電が発生したか否かの判断を制御部１０（ＣＰＵ１１）が行う。即ち、検出部１４は、放電により現像ローラ８１に流れる電流を電圧に変換し、その電圧を制御部１０に向けて放電検出信号として出力し、制御部１０は、検出部１４から送信される放電検出信号の電圧値について、閾値を有し、閾値を超えるか否かにより放電発生の有無を認識する。具体的には、ＣＰＵ１１は、検出部１４のアナログ出力電圧値をＡ／Ｄ変換し、ディジタル変換後の値に基づき、閾値と比較を行う。

又、ノイズについては、例えば、プリンタ内の各回路（例えば、交流電圧印加部８６や帯電電圧印加部７２等）から発する電磁波等によるノイズが考えられる。又、例えば、放電発生検出時、上述したように、現像ローラ８１には、原則としてトナーは担持させないものの、スリーブ８１２に残留する帯電したトナーが、感光体ドラム９に飛翔する場合がある。この電荷を有するトナーの飛翔は、一種の電流と考えることができる。そして、放電により大電流を流せば、放電の検出は容易となるが、それでは感光体ドラム９の損傷を招く（例えば、感光層と基体を貫く穴ができる）ので、本発明では、微少な放電の段階で（放電電流が微少である段階で）、放電の発生を検出する。ところが、微少な放電を検出しようとすると、ノイズの存在により、放電発生を誤検出する可能性が高くなる。

そして、図９について、説明する。図９では、横方向に、制御部１０に入力された放電検出信号の電圧値の例を示している。具体的に、図９の左から、２種のノイズがのった放電検出信号が制御部に入力された場合（ノイズ１、ノイズ２として図示）の電圧値の一例を示す。そして、図９の左から３番目と４番目に、放電発生時の放電検出信号の電圧値の一例を示す（放電発生時１、放電発生時２として図示）。又、図９における縦軸は、ＣＰＵ１１に入力される放電検出信号の電圧値の大きさを記す。

そして、ノイズ１、ノイズ２を例に挙げて、本発明を実施しない場合の問題点を説明する。本発明を実施しない場合、閾値（本発明）と示す閾値ＴＨ１に設定すると、例えば、ＣＰＵ１１は、ノイズ１については閾値ＴＨ１以下なので、放電発生と誤検出しない。しかし、閾値ＴＨ１を超えるノイズ２が入力された場合、ＣＰＵ１１は、放電が発生したと認識する。

従って、ノイズが制御部１０に入力されても、放電が発生したと誤検出されないようにするには、発生しうるノイズよりも十分大きな閾値を設定する必要がある。そして、十分大きな閾値の例が、図９において、閾値（従来）と示す閾値ＴＨ２である。しかし、閾値ＴＨ２のように閾値を十分大きくとると、閾値ＴＨ２を超える程の放電を発生させなければ、放電発生を検出できない。

一方で、本発明では、放電発生検出状態において、複数回（例えば、２回以上）、閾値を超える放電検出信号が入力されない限り、放電が発生したと判断しないので（図８、ステップＳ９、ステップＳ１５等参照）、例えば、１段階中に回転数未満（例えば、感光体ドラム９を２回転させる場合、２回未満の閾値を超える放電検出信号）のノイズが制御部１０に入力されても、制御部１０は、放電発生と誤認しない。従って、本実施形態のプリンタ１の放電検出では、閾値ＴＨ２よりもずっと閾値を下げることができる（例えば、１／２以下、その差をｄ１として例示）。そして、閾値ＴＨ１として示すように、放電発生検出での閾値を従来よりも大きく下げることができれば、図９で放電発生２として示す微少放電でも、確実に検出することができる。即ち、放電検出時、現像ローラ８１に印加する交流電圧を段階的に増加させて、放電の発生する交流電圧を探すところ、微少放電も検出できるので、放電開始電圧に近い交流電圧（放電が発生する感光体ドラム９と現像ローラ８１の電位差）を精度良く探し当てることができる。従って、画像形成時での現像ローラ８１に印加すべき交流電圧の設定も適切に行うことができる。

このようにして、感光体ドラム９は、基体の製造時の誤差や、感光層（例えば、アモルファスシリコンや有機感光体）等の形成時の条件等により、その周面は完全に平坦とならず、理想的な形状（例えば、円筒形、円柱形）からの「振れ（ずれ）」がある。又、現像ローラ８１も、製造時の誤差等で、「振れ」がある。従って、放電の発生に影響するギャップの長さは、厳密には感光体ドラム９や現像ローラ８１の回転中も変化する。そして、放電は、感光体ドラム９や現像ローラ８１での振れが大きい部分が、対向部分に到り、ギャップが最も短くなった時に生じやすくなるところ、１段階における放電発生検出中、感光体ドラム９と現像ローラ８１は、少なくとも２周以上、それぞれ回転するので、振れが大きい部分を少なくとも２回、対向部分に到達させることができる。即ち、発生するならば、２回以上は放電が検出される可能性が高い。

従って、この構成によれば、制御部１０は、その段階での放電発生検出中に、放電が発生した旨の検出部１４の出力を、２回以上を受け取った場合に放電が発生したと認識するので、ノイズが制御部１０に、単に、入力されても放電が発生したとは判断しない。従って、ノイズに起因する誤検出を減少させ、確実に放電の発生を検出することができる。

又、制御部１０は、検出部１４から送信される放電検出信号の電圧値について、閾値を有し、閾値を超えるか否かにより放電発生の有無を認識するところ、本構成によれば、ノイズによる誤検知がないので、閾値を低く設定することができ、しかも、現像ローラ８１に印加される交流電圧が、放電開始電圧である、若しくは、これに近い場合であって、微少な放電でも放電の発生の有無を検出できる。これにより、放電発生検出時に、現像ローラ８１に印加する交流電圧において、放電が開始される交流電圧の大きさを精度良く測定し、探し出すことができる。又、放電検出のため、大きな電流を流す必要がないから、画質の劣化につながるような感光体ドラム９の損傷をなくすことができる。

又、放電発生検出時、現像ローラ８１に印加する交流電圧について、放電が開始する交流電圧を精度良く探し出した上で、その交流電圧に基づき、放電が発生する現像ローラ８１と感光体ドラム９の電位差を求め、画像形成時の交流電圧の設定を行うから、現像効率が高く、画像形成時に放電の生じない交流電圧の設定を確実に行うことができる。

次に、他の実施形態について説明する。上記実施形態では、一定の値を有する閾値（絶対閾値）を例に挙げて説明したが、相対閾値（電圧値の変化率）を用いて放電の発生を検出しても良い。即ち、制御部１０は、検出部１４から制御部１０に向けて出力される信号の変化を監視し、放電検出信号の電圧値の変化率を演算（例えば、ＣＰＵ１１が演算）し、閾値は、放電検出信号の電圧値の変化率に対するものとする。

ここで、相対閾値は、検出回路１４ａが、放電電流の検出のため、直流電圧印加部８５や交流電圧印加部８６等に接続され、これらの印加部等の影響を受ける場合や、ノイズの影響や、検出回路１４ａの回路構成等により、検出部１４から制御部１０への信号線にある程度の電圧がのっていることや、その電圧が変動する（安定しない）場合もあり得るためである。このような場合でも、相対閾値を用いれば、放電の発生を検出しやすくなる場合がある。即ち、放電により電流が発生し、検出部１４から制御部１０への信号線の状態の大きな変化が生じた場合に、制御部１０は、放電が発生したと認識する。従って、制御部１０は、正確に放電の発生を検出することができる場合がある。

又、上記の実施形態では、正帯電の感光体ドラム９やトナーを例に挙げて説明したが、本発明は負帯電の感光体ドラム９やトナーを用いた場合にも適用することができる。具体的に、放電発生検出時、帯電装置７は、感光体ドラム９に負極性の電圧を印加し、露光装置４が、表面電位をほぼゼロＶで安定させる。又、１次転写ローラ７１には、負極性の逆バイアス電圧を印加することになる。又、上記の実施形態では、カラーの画像形成装置について説明を行ったが、例えば、画像形成部３ａ（ブラック）のみを有するモノカラーの画像形成装置にも適用することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、感光体ドラムと現像ローラを有し、現像ローラに現像バイアス（直流＋
交流）を印加する画像形成装置に利用可能である。

本実施形態に係るプリンタの概略構成を示す断面図である。本実施形態に係る各画像形成部の拡大断面図である。本実施形態に係る現像ローラへの現像バイアス印加と感光体ドラム間の放電発生検出に関する現像ローラ周辺の構成を示す。本実施形態に係るプリンタのハードウェア構成の一例のブロック図である。本実施形態に係る放電発生検出動作の概略を説明するためのタイミングチャートである。本実施形態に係る現像ローラに印加する交流電圧の詳細を説明するタイミングチャートである。本実施形態に係る感光体ドラムや現像ローラの振れを説明するための説明図である。本実施形態に係るプリンタの放電発生検出動作の制御の流れの一例を示す、フローチャートである。本実施形態に係るプリンタでの放電検出信号の閾値に関する説明図である。

符号の説明

１プリンタ（画像形成装置）４露光装置（露光部）
３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）画像形成部
５２中間転写ベルト（中間転写体）８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）現像装置
８１（８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄ）現像ローラ
８５直流電圧印加部８６交流電圧印加部
９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）感光体ドラム
１０制御部１１ＣＰＵ（制御部１０の一部）
１４検出部

Claims

周面にトナー像を担持する感光体ドラムと、
前記感光体ドラムにギャップが設けられつつ対向し、画像形成時にトナーを担持し、前記感光体ドラムへのトナーの供給のため、交流電圧印加部が接続される現像ローラと、
前記現像ローラと前記感光体ドラム間での放電発生を検出するための検出部と、
装置の各部を制御するとともに、前記検出部の出力が入力され放電発生を認識する制御部と、を有し、
前記制御部が前記現像ローラに印加する交流電圧の段階的な変更を前記交流電圧印加部に指示し、前記検出部を用いて放電の発生を検出する放電発生検出時、
１段階における放電発生検出中に、前記感光体ドラムと前記現像ローラは、少なくとも２周以上、それぞれ回転し、
前記制御部は、その段階での放電発生検出中に、放電が発生した旨の前記検出部の出力を、２回以上を受け取った場合に放電が発生したと認識することを特徴とする画像形成装置。
前記検出部は、放電により前記現像ローラに流れる電流を電圧に変換し、その電圧を制御部に向けて放電検出信号として出力し、
前記制御部は、前記検出部から送信される前記放電検出信号の電圧値について、閾値を超えるか否かにより放電発生の有無を認識することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
放電発生検出時に放電が発生したことを検出した場合、
前記制御部は、放電発生時に前記現像ローラに印加していた交流電圧のピーク値に対する前記感光体ドラムと前記現像ローラ間の電位差を求め、画像形成時における前記現像ローラと前記感光体ドラムの表面電位の電位差が前記電位差よりも小さくなるように、画像形成時に現像ローラに印加すべき交流電圧を定めることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記検出部から前記制御部に向けて出力される信号の変化を監視し、前記放電検出信号の電圧値の変化率を演算し、
前記閾値は、前記放電検出信号の電圧値の変化率に対するものであることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。