(57)【要約】【課題】放電検出時、交流電圧印加部が段階的にピーク間電圧を上昇させていく際に最初に現像ローラに印加する交流電圧のピーク間電圧の値を、入力された標高に応じた値とし放電開始電圧の検出までの時間の短くする。【解決手段】画像形成装置は、感光体ドラム９と、現像ローラ８１と、現像ローラ８１と感光体ドラム９間での放電発生を検出するための検出部１４と、制御部１０と、記憶部１２と、設置場所の標高を装置に入力するための入力部とを備え、放電検出時、制御部１０は、入力部に入力された標高に応じ、交流電圧印加部８６が段階的にピーク間電圧を上昇させていく際に最初に印加する交流電圧のピーク間電圧を定める標高データを参照し、交流電圧印加部８６に、標高データに定められたピーク間電圧の交流電圧から印加させる。【選択図】図８
2010122375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、前記検出部の出力に基づき放電発生を認識する制御部と、
データを記憶するための記憶部と、
設置場所の標高を装置に入力するための入力部と、を備え、
前記交流電圧印加部が、前記現像ローラに印加する交流電圧のピーク間電圧を段階的に上昇させて、前記感光体ドラムと前記現像ローラ間で放電が発生する電圧の検出を行う放電検出時、
前記制御部は、前記記憶部に記憶され、前記入力部に入力された標高に応じ、前記交流電圧印加部が段階的にピーク間電圧を上昇させていく際に最初に印加する交流電圧のピーク間電圧を定める標高データを参照し、前記交流電圧印加部に、前記標高データに定められたピーク間電圧の交流電圧から印加させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記標高データは、標高が低い場合よりも標高が高い場合のほうが、交流電圧のピーク間電圧の値が小さく定められていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記感光体ドラムと前記現像ローラと検出部の複数の組み合わせと、
いずれの前記検出部からの出力を前記制御部に伝達するか選択するためのスイッチを備え、
前記制御部は、前記スイッチを制御して、前記放電検出を行う前記組み合わせを切り換えて、１つずつ、各前記組み合わせの前記放電検出を行う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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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には、感光体ドラムと、これに対向する現像ローラとが、ギャップを設けて配されるものがある。そして、例えば、現像ローラに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、感光体ドラム上の静電潜像が現像され、現像されたトナー像が用紙に転写、定着されることで、印刷が行われる。
【０００３】
そして、十分に帯電した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、大電流が流れ、感光体ドラムに微少な穴（ピンホール）ができてしまう等の損傷を引き起こす場合がある。従って、ピーク間電圧を大きくするにしても、放電が生じない範囲に留めなければならない。
【０００４】
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）。
【特許文献１】特許第３８１５３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、放電の生ずる電位差が定まる大きな要因としての、現像ローラと感光体ドラムとのギャップ長は、感光体ドラムや現像ローラの取付、設置の誤差や、感光体ドラムや現像ローラの理想的な形状からのフレ等のため、各画像形成装置で異なる。又、放電の生ずる電位差は、気圧などの影響を受け変動する。そのため、現像ローラに印加する交流電圧の大きさを段階的に上昇させていく等、交流電圧のピーク間電圧を変化させつつ（切り換えつつ）、放電の発生を検出し、放電が発生した交流電圧のピーク間電圧等に基づき、現像ローラと感光体ドラムの電位差を把握し、印刷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。
【０００６】
そして、いきなりピーク間電圧の大きな交流電圧を現像ローラに印加すると、放電で感光体ドラムの損傷を招く場合がある。そこで、例えば、設定可能なピーク間電圧の最低値から、段階的に（例えば、数十Ｖずつ）ピーク間電圧を上げ、放電が発生するか確認を繰り返す。更に、感光体ドラムや現像ローラにフレがあるため、放電開始電圧を精度よく検出、測定するには、交流電圧の印加中、複数回、感光体ドラムや現像ローラを回転させる必要がある。従って、ピーク間電圧の段階的な上昇の繰り返しや、感光体ドラム等の複数回の回転等のため、放電検出（放電開始電圧の検出）では、時間が必要となる。
【０００７】
そして、放電検出は、生産ラインでの検査時に行われることがあるが、放電検出に時間を要すると、生産性、コストの点で不利という問題がある。又、放電検出は、顧客先での設置時にも行われることがあるが、放電検出に時間を要すると、セットアップに時間を要してしまうという問題がある。尚、例えば、タンデム式の画像形成装置のように、感光体ドラムと現像ローラの組み合わせを複数備える場合、放電開始電圧検出までの時間を短くするため、Ａ／Ｄ変換器等の放電検出用の部品等を複数設け、複数の画像形成部で放電開始電圧検出動作を並行させることもあるが、これでは、放電検出用の構成に要するコストが高くなるという問題がある。
【０００８】
尚、特許文献１を見ると、特許文献１には、「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を徐々に増加させる」という記載があるが（特許文献１：請求項１、段落［００１５］等参照）、放電検出時間を短縮化のための記載、示唆はない。従って、特許文献１記載の発明では、上記の問題を解決できない。
【０００９】
本発明は、上記問題点を鑑み、放電検出時、交流電圧印加部が段階的にピーク間電圧を上昇させていく際に最初に現像ローラに印加する交流電圧のピーク間電圧の値を、入力された標高に応じた値とし、放電開始電圧の検出までの時間を短くすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、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、前記検出部の出力に基づき放電発生を認識する制御部と、データを記憶するための記憶部と、設置場所の標高を装置に入力するための入力部と、を備え、前記交流電圧印加部が、前記現像ローラに印加する交流電圧のピーク間電圧を段階的に上昇させて、前記感光体ドラムと前記現像ローラ間で放電が発生する電圧の検出を行う放電検出時、前記制御部は、前記記憶部に記憶され、前記入力部に入力された標高に応じ、前記交流電圧印加部が段階的にピーク間電圧を上昇させていく際に最初に印加する交流電圧のピーク間電圧を定める標高データを参照し、前記交流電圧印加部に、前記標高データに定められたピーク間電圧の交流電圧から印加させることとした。
【００１１】
この構成によれば、従来のように設定可能なピーク間電圧の最低値からではなく、標高に合わせて、交流電圧印加部が段階的にピーク間電圧を上昇させていく際に最初に現像ローラに印加する交流電圧のピーク間電圧が定められる。これにより、到底放電が生じないようなピーク間電圧での放電検出動作をとばすことができる。従って、放電開始電圧の検出、測定を迅速に行うことができ、放電検出に要する時間の短縮化を図ることができる。
【００１２】
又、請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記標高データは、標高が低い場合よりも標高が高い場合のほうが、交流電圧のピーク間電圧の値が小さく定められていることとした。標高が高ければ気圧が下がり、標高の低い場所よりも低い電圧で放電が生じやすくなるところ、この構成によれば、標高データでは、標高が低い場合よりも標高が高い場合のほうが、交流電圧印加部が段階的にピーク間電圧を上昇させていく際に、交流電圧印加部が最初に印加する交流電圧のピーク間電圧の値が小さく定められているので、放電が開始される交流電圧のピーク間電圧を迅速に探し当てることができる。
【００１３】
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、前記感光体ドラムと前記現像ローラと検出部の複数の組み合わせと、いずれの前記検出部からの出力を前記制御部に伝達するか選択するためのスイッチを備え、前記制御部は、前記スイッチを制御して、前記放電検出を行う前記組み合わせを切り換えて、１つずつ、各前記組み合わせの前記放電検出を行うこととした。
【００１４】
この構成によれば、タンデム式の画像形成装置のように、感光体ドラムと現像ローラの組み合わせが複数設けられる場合、組み合わせごとに放電開始電圧の検出を行っても、検出に要する時間が長時間に及ぶことがない。従って、従来のように、放電検出時間の短縮化のため、組み合わせごとに、放電時に発生する電流をアナログ値からデジタル値に変換するためのＡ／Ｄ変換器等を複数設けて、各組み合わせで放電検出を並行させる必要が無くなる。即ち、放電を検出する構成を簡易化することができ、コスト的に有利な画像形成装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の画像形成装置によれば、放電検出時、交流電圧印加部が段階的にピーク間電圧を上昇させていく際に最初に現像ローラに印加する交流電圧のピーク間電圧の値を、入力された標高に応じ変化させ、放電開始電圧の検出までの時間の短くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
【００１７】
（画像形成装置の概略構成）
まず、図１、図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、本体上部に操作パネル１ａ（入力部に相当）を有し、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、定着装置６等が設けられる。
【００１８】
図１の破線で示すように、操作パネル１ａは、使用者がプリンタ１に対し、動作指示を与えるため各種入力を行う部分である。具体的には、操作パネル１ａには、操作メニューや選択されたメニューやプリンタ１の状態を表示するための液晶表示部１ｂと、複数の操作用のキー１ｃが設けられる。そして、本発明に関し、生産ラインでの検査担当者や、顧客先でセットアップを行うサービスマンは、操作パネル１ａを操作して、プリンタ１に放電開始電圧の検出を行う指示を与えるとともに、プリンタ１の存在、設置場所での標高の入力を行うことができる。
【００１９】
前記シート供給部２ａは、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で、シートを搬送路２ｂに送り出す。そして、搬送路２ｂは、シートを搬送し、シート供給部２ａからのシートを、中間転写部５、定着装置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。
【００２０】
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。
【００２１】
ここで、図２に基づき、各画像形成部３ａ〜３ｄを詳述する。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、以下の説明では、いずれの画像形成部３に属するか識別するための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。）
【００２２】
各感光体ドラム９は、回転可能に支持され、モータＭからの駆動力を受けて回転し、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基体の外周面上にアモルファスシリコン等の感光層等を有し、駆動装置（不図示）によって所定のスピードで紙面反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。
【００２３】
各帯電装置７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。尚、帯電装置７は、コロナ放電式や、ブラシ等を用いて感光体ドラム９を帯電させるものでも良い。
【００２４】
各現像装置８は、トナーと磁性体のキャリアを含む現像剤（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。現像ローラ８１は、感光体ドラム９に所定のギャップ（例えば、１ｍｍ以下）が設けられつつ対向し、画像形成時に帯電するトナーを担持し、感光体ドラム９へのトナーの供給のため、交流電圧印加部８６（図３参照）が接続される。そして、各磁気ローラ８２は、現像ローラ８１に対向するとともに、磁気ローラバイアス印加部８４（図３参照）に接続され、磁気ローラバイアス印加部８４による直流電圧と交流電圧を重畳させた電圧印加により現像ローラ８１にトナーを供給する。そして、各搬送部材８３は、各磁気ローラ８２の下方に設けられる。
【００２５】
各現像ローラ８１と各磁気ローラ８２の各ローラ軸８１１、８２１は固定されて支軸部材（不図示）等で支持される。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、印刷時や放電検出時、不図示の駆動機構により、このスリーブ８１２、８２２が回転させられる。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。
【００２６】
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への電圧印加等で、現像ローラ８１に、トナーが供給され、現像ローラ８１に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、トナーとキャリアの摩擦等で、トナーを帯電させる（本実施形態では、トナーは正帯電）。
【００２７】
各清掃装置３２は、感光体ドラム９の清掃を行うため、感光体ドラム９の軸線方向に延び、例えば樹脂で形成されるブレード３３や、感光体ドラム９表面を擦って残トナー等を除去する摺擦ローラ３４を有する。ブレード３３や摺擦ローラ３４は、感光体ドラム９に当接し、転写後の残留トナーを等の汚れを掻き取って除去する。この除去された残トナー等は、又、各清掃装置３２の上方に、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。
【００２８】
各画像形成部３の下方の露光装置４は、レーザ光を出力するレーザユニットであり、入力されるカラー色分解された画像信号に基づき、光信号であるレーザ光（破線で図示）を、各感光体ドラム９に出力し、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。例えば、露光装置４は、内部に、半導体レーザ装置（レーザダイオード）、ポリゴンミラー、ポリゴンモータ、ｆθレンズ、ミラー（不図示）等が設けられる。この構成で、レーザ光が露光装置４から各感光体ドラム９に照射され画像データに併せた静電潜像が感光体ドラム９上に形成される。具体的に、本実施形態の各感光体ドラム９は正帯電し、光の照射部分は電位が下がり（例えば、ほぼ０Ｖ）、電位の低下部分に正帯電トナーが付着する（例えば、ベタ塗り画像の場合、全ライン、全画素にレーザ光を照射）。尚、露光装置４は、多数のＬＥＤからなるもの等を用いてもよい。
【００２９】
尚、露光装置４には、レーザ光の照射範囲内、かつ、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（Central Processing Unit）に入力されて放電発生の有無の検出時の同期信号として用いられる（図５参照）。
【００３０】
図１に戻り説明を続ける。中間転写部５は、感光体ドラム９からトナー像の１次転写を受けて、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、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、各感光体ドラム９とで、無端状の中間転写ベルト５２を挟み、転写電圧を印加する転写電圧印加部（不図示）に接続され、トナー像を中間転写ベルト５２に転写する。
【００３１】
中間転写ベルト５２は、誘電体樹脂等で構成され、駆動ローラ５３、従動ローラ５４、５５、５６に張架され、モータＭ等の駆動機構（不図示）に接続される駆動ローラ５３の回転駆動により図１の紙面時計方向に周回する。又、駆動ローラ５３と２次転写ローラ５７は、中間転写ベルト５２を挟み、ニップ（２次転写部）を形成する。トナー像の転写では、各１次転写ローラ５１に所定の電圧を印加し、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、順次、ずれなく重畳されつつ中間転写ベルト５２に１次転写される。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上の残トナー等は、ベルト清掃装置５８で除去されて回収される。
【００３２】
前記定着装置６は、２次転写部よりもシート搬送方向下流側に配され、２次転写されたトナー像を加熱・加圧してシートに定着させる。そして、定着装置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。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。
【００３３】
（放電検出用の構成）
次に、図３に基づき、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放電検出に関する構成を示す説明図である。
【００３４】
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のそれぞれについて、各画像形成部３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では同様のものが設けられるので、記載の煩雑さを回避するため、以下では、ａ、ｂ、ｃ、ｄの符号は省略して説明する。
【００３５】
図３に示すように、感光体ドラム９にギャップが設けられつつ対向する現像ローラ８１は、ローラ軸８１１、キャップ８１４、トナーを担持するスリーブ８１２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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、ＤＣ−ＤＣコンバータや、出力電圧が異なる出力端までの経路を複数有し、印刷時と放電検出時で、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。
【００３８】
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が出力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。
【００３９】
例えば、交流電圧印加部８６は、複数のスイッチング素子等を備える電源回路であり、出力の正負をスイッチングで反転させ、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（図４参照）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。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。
【００４０】
そして、交流電圧印加部８６は、例えば、内部に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。
【００４１】
検出部１４は、現像ローラ８１と感光体ドラム９間の放電発生を検出するためのための回路であり、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（放電検出信号）。そして、検出部１４は、放電検出信号をアンプ１５に出力する。アンプ１５は、検出部１４からの放電検出信号を増幅しＣＰＵ１１に向けて出力する。
【００４２】
そして、アンプ１５と制御部１０の間に、スイッチ１７とＡ／Ｄ変換器１８が設けられる。スイッチ１７（マルチプレクサ）は、複数の画像形成部３（言い換えると、感光体ドラム９と現像ローラ８１と検出部１４、アンプ１５の組み合わせ）のうち、いずれの画像形成部３からの放電検出信号をＣＰＵ１１に入力するか選択する回路である。そして、ＣＰＵ１１は、スイッチ１７にスイッチ切替信号を与え、放電検出を行う画像形成部３からの放電検出信号を選択する制御を行う。尚、図３では、他の画像形成部３からスイッチ１７に入力される導線を破線で示している。
【００４３】
このスイッチ１７により、本実施形態のプリンタ１では、画像形成部３を１つずつ選択した上で、放電検出が行われる。即ち、プリンタ１は、感光体ドラム９と現像ローラ８１と検出部１４の複数の組み合わせと、いずれの検出部１４からの出力を制御部１０に伝達するか選択するためのスイッチ１７を備え、制御部１０は、スイッチ１７を制御して、放電検出を行う組み合わせを切り換えて、１つずつ、各組み合わせの放電検出を行う。
【００４４】
Ａ／Ｄ変換器１８は、アンプ１５のアナログ出力をデジタル変換してＣＰＵ１１に入力する回路である。このＡ／Ｄ変換された検出部１４（アンプ１５）の出力から、ＣＰＵ１１は、放電の発生や、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。そして、本実施形態のプリンタ１では、１つの画像形成部３ずつ放電検出が行われるので、Ａ／Ｄ変換器１８は、１つのみでよい。
【００４５】
後述するように、本実施形態のプリンタ１では、１つの画像形成部３あたりの放電開始電圧の検出に要する時間が短いので、従来のように、放電開始電圧の検出に要する時間の短縮のため、複数の画像形成部３の放電開始電圧の検出を同時進行できるように、複数のＡ／Ｄ変換器１８を設ける必要が無く、プリンタ１の製造コストを抑えることができる。尚、ＣＰＵ１１は、Ａ／Ｄ変換用のポート、回路を内蔵することがあり、この場合、Ａ／Ｄ変換器１８は不要となるが、本実施形態のプリンタ１によれば、複数の画像形成部３の放電開始電圧の検出を並行させるため、ＣＰＵ１１のＡ／Ｄ変換用のポートを複数占有する必要が無い。更に、Ａ／Ｄ変換ポートが足りない場合は、Ａ／Ｄ変換器１８を複数個、外付けする場合もあったが、本実施形態のプリンタ１では、Ａ／Ｄ変換器１８を複数個、外付けする必要も無くなる。
【００４６】
次に、磁気ローラ８２と、磁気ローラ８２に電圧を印加する構成を説明する。上述したように、所定の隙間（この隙間に磁気ブラシが形成される）を設けつつ、現像ローラ８１に対向して、互いの軸線方向が平行となるように、磁気ローラ８２が配される。磁気ローラ８２は、ローラ軸８２１、トナーとキャリアを担持するスリーブ８２２、キャップ８２４を有する。ローラ軸８２１はスリーブ８２２を挿通され、スリーブ８２２の両端に円形のキャップ８２４が嵌入される。又、磁気ローラ８２のローラ軸８２１には、直流電圧と交流電圧とが重畳された電圧（磁気ローラバイアス）を磁気ローラ８２に印加する磁気ローラバイアス印加部８４が接続される。そして、磁気ローラバイアス印加部８４が、磁気ローラバイアスを印加することで、帯電したトナーが静電気力で現像ローラ８１に供給される。    
【００４７】
（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。
【００４８】
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、装置の各部を制御するとともに、検出部１４の出力に基づき放電発生を認識する。例えば、制御部１０は、ＣＰＵ１１、記憶部１２等で構成される。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の制御プログラムのほか、制御データ等、各種データを記憶する。尚、本発明に関し、放電検出や現像ローラ８１等に印加する電圧の設定用プログラムも記憶部１２に記憶される。又、放電検出時、交流電圧印加部８６が段階的にピーク間電圧を上昇させていく際に、現像ローラ８１に最初に印加する交流電圧のピーク間電圧を定めた標高データも記憶部１２に記憶される（詳細は後述）。
【００４９】
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。
【００５０】
又、制御部１０には、モータＭが接続され、各画像形成部３の各感光体ドラム９、各現像ローラ８１、各磁気ローラ８２等を回転させるための駆動力を供給する。そして、制御部１０は、印刷時や放電検出時に、モータＭを駆動させ、上記の各感光体ドラム９を回転させる。又、このモータＭの駆動を利用して、現像ローラ８１及び磁気ローラ８２の各スリーブを回転させることができる。
【００５１】
又、制御部１０には、Ｉ／Ｆ部１９（インターフェイス部）を介し、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は、その画像データを受信し、感光体ドラム９に静電潜像を形成する。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。尚、ユーザ端末１００では、プリンタ１の設置される標高の入力を行うことができ、ユーザ端末１００からＩ／Ｆ部１９を経て制御部１０に標高を示すデータを送り込むことができる。従って、Ｉ／Ｆ部１９が標高を入力するための入力部となる。
【００５２】
又、本発明に関し、制御部１０（ＣＰＵ１１）には、検出部１４（アンプ１５）の出力が入力される。そして、放電検出時、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いずれかの交流電圧印加部８６に与え、スイッチ１７により選択された検出部１４（アンプ１５）のＡ／Ｄ変換後の出力から、その画像形成部３での放電発生の有無の検出や、放電の大きさを判断する。
【００５３】
（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一例を示す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。
【００５４】
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部（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４６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。
【００５５】
〈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。この初期動作の後、準備状態に移行する。
【００５６】
〈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、デフォルト測定でのピーク間電圧にまで高められる。尚、デフォルト測定での現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧は、例えば、設定可能な最小値とされる。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、放電が起こりえない状態での放電発生を確かめるものであり、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。
【００５７】
〈条件変更状態〉
条件変更状態となった場合、現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧は、段階的に変化される（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（１回目）に移行する。
【００５８】
〈放電検出状態〉
放電検出状態（１回目）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）。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）。
【００５９】
放電検出状態は、一定時間（例えば、１秒〜数秒間）続き、その間、感光体ドラム９や現像ローラ８１は複数回、回転する。そして、ＣＰＵ１１へのアンプ１５の入力から放電発生を検出しない場合等、一定の場合、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で、放電の有無が確認される。言い換えると、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、基本的に、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。
【００６０】
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、上段に印刷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。
【００６１】
まず、印刷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、露光装置４による露光後の感光体ドラム９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、印刷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、印刷時の現像ローラ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。
【００６２】
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、露光装置４による露光後の感光体ドラム９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。
【００６３】
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）となるように設定する。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（尚、Ｖｐｐ２は、条件変更状態ごとに値が変化する）。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）。
【００６４】
ここで、デューティ比Ｄ２は、印刷時のデューティ比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％）。このように、デューティ比Ｄ２を設定するのは、現像ローラ８１の電位が低い時（負側のピーク時）に放電が生ずると、本実施形態の感光体ドラム９は、大電流が流れる特性（ダイオード的特性）を有するため、できるだけ、負側のピークの電圧の絶対値を小さくするためである。そして、周波数ｆ２は、交流電圧のプラス側時間が印刷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、印刷時の周波数ｆ１＝４ｋＨｚであれば、ｆ２＝３ｋＨｚ）。これにより、印刷時と同じ時間、正極性の電圧が現像ローラ８１に印加される。
【００６５】
（標高データ）
次に、図７に基づき、本発明の実施形態に係る標高データの一例を説明する。図７は、本発明の実施形態に係る標高データの一例を示す説明図である。
【００６６】
まず、放電と標高との関係を説明する。本実施形態のプリンタ１では、標高が高いほど（気圧が低いほど）放電開始電圧は小さくなり、標高が低いほど（気圧が高いほど）、放電開始電圧が大きくなることが経験的に得られている。更に、過去に出荷された他の画像形成装置でも、標高が高いほど放電開始電圧が小さくなることが経験的に得られている。このような特性の直接的な理由は、完全には明らかではないが、感光体ドラムと現像ローラ間には、通常の空気と比べ、トナーのような誘電体や、その他、粉塵が多数存在し、気圧が上がると、電子は、粉塵等や、その分子に多数回衝突しやすくなり、電子の平均エネルギーが低下し、放電開始電圧が下がる等の理由が考えられる。
【００６７】
そうすると、図５に示したように、段階的にピーク間電圧を大きくして放電開始電圧の検出を行う際、標高の低い場所では、標高の高い場所よりも放電が生じ難いので、ある程度、大きなピーク間電圧から現像ローラ８１に印加し始めれば、放電開始電圧を効率的に検出することができる。言い換えると、交流電圧印加部８６が印加可能な交流電圧のピーク間電圧の最低値から、放電が発生するまでピーク間電圧を大きくするのではなく、ピーク間電圧の小さな期間をスキップして、標高が高い場合よりも、ある程度高いピーク間電圧から放電検出を開始すれば、それほど時間を要さずに、放電開始電圧を検出できる。
【００６８】
一方、段階的にピーク間電圧を大きくして放電開始電圧の検出を行う際、標高の高い場所ではそれほど交流電圧のピーク間電圧が大きくならないうちに放電が検出されるので、標高の低い場所よりも、現像ローラ８１には、低めの交流電圧のピーク間電圧から印加し始めれば、それほど時間を要さずに、放電開始電圧を検出できる。
【００６９】
そこで、本実施形態のプリンタ１は、放電検出時、プリンタ１の設置場所の標高の入力を受け付ける。この標高の入力を操作パネル１ａに行うことができる。又、ユーザ端末１００で標高を入力できるようにし、入力された標高をデータとして、制御部１０は、ユーザ端末１００から受け取ることができる。そして、入力された標高に基づき、制御部１０は、放電検出時、放電開始電圧を検出するために、最初に現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧を決定し、その決定されたピーク間電圧を交流電圧印加部８６に指示する。これにより、プリンタ１が設置された現地の標高に応じて、交流電圧印加部８６が段階的にピーク間電圧を上昇させていく際に最初に現像ローラ８１に印加される交流電圧のピーク間電圧が切り替わる。
【００７０】
次に、図７に基づき、入力された標高に応じ、交流電圧印加部８６が段階的にピーク間電圧を上昇させていく際に最初に印加する交流電圧のピーク間電圧の決定を説明する。言い換えると、最初の放電検出状態時に現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧の決定を説明する。図７に示すテーブルのうち、（ａ）のテーブルＴＢ１は、最初の放電検出状態で印加する交流電圧のピーク間電圧の決定の概念を説明するためのものである。
【００７１】
そして、図７（ａ）に示す標高の列の欄（Ｘ１〜Ｘｎが書き込まれた列の欄）は、生産ラインでの検査担当者や設置場所でのサービスマンが選択可能な標高を示す数値である。操作パネル１ａの液晶表示部１ｂやユーザ端末１００のディスプレイには、Ｘ１〜Ｘｎの値が表示され、検査担当者等は、プリンタ１の存在する場所の標高と最も近い値を、操作パネル１ａやユーザ端末１００で選択入力する。尚、図７（ａ）での大小関係は、Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ３・・・＜Ｘｎとする。即ち、Ｘｎに近づくほど標高は高いものとする。又、Ｘｎのｎは、任意の整数であり、適宜設定することができ、ｎの値が大きいほど、標高に応じて、細かく最初の放電検出状態で印加する交流電圧のピーク間電圧を決定できる。
【００７２】
そして、図７（ａ）に示す標高の列の欄（Ｙ１〜Ｙｎが書き込まれた欄）は、最初の放電検出状態で印加する交流電圧のピーク間電圧を示す数値である。ここで、本実施形態のプリンタ１では、標高が高いほど、放電開始電圧が小さくなるので、図７（ａ）でのＹ１〜Ｙｎの大小関係は、Ｙ１＞Ｙ２＞Ｙ３・・・＞Ｙｎとなる。これらのＸ１〜Ｘｎと、Ｙ１〜Ｙｎから構成されるテーブルＴＢ１が、標高に応じて、最初の放電検出状態で印加する交流電圧のピーク間電圧を決定するための標高データとなる。尚、標高データは、記憶部１２に記憶される。
【００７３】
尚、Ｙ１〜Ｙｎの具体的な値は、開発時の実験に基づき定めることができる。例えば、複数のプリンタ１を配した室内の気圧を各標高における気圧（例えば、晴天時の気圧や平均気圧）に設定し、放電開始電圧を検出する。そして、検出された各標高での放電開始電圧のうち、最低値を基準として、基準値よりも数十〜数百Ｖ程度低いピーク間電圧をＹ１〜Ｙｎとして定めることができる。
【００７４】
具体的に、放電開始電圧の検出を行う場合、検査担当者等は、例えば、現地の標高が、０≦Ｘ１＜（Ｘ１＋Ｘ２）／２ならばＸ１を、（Ｘ１＋Ｘ２）／２≦Ｘ２＜（Ｘ２＋Ｘ３）／２ならばＸ２と言うように、操作パネル１ａ等に表示される最も近い標高の値を選択して入力する。制御部１０は、記憶部１２の標高データを参照して、選択入力された標高に応じ、最初の放電検出状態で印加する交流電圧のピーク間電圧を定め、そのピーク間電圧を交流電圧印加部８６に指示する。
【００７５】
そして、図７（ｂ）に、更に具体的な標高データ（テーブルＴＢ２）の例を示す。この図７に示す例では、標高が５００ｍ刻みで定められる。例えば、プリンタ１の設置場所が標高０ｍ〜２５０ｍ未満なら、検査担当者は、操作パネル１ａ等に表示される最も近い標高０ｍを選択する。これにより、制御部１０は、最初の放電検出状態で印加する交流電圧のピーク間電圧を１２００Ｖと定める。
【００７６】
（放電発生検出動作の制御の流れ）
次に、図８、図９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。図９は、本発明の実施形態に係る現像ローラ８１に、放電検出時に印加する交流電圧のピーク間電圧を定めるためのテーブルＴＢ３の一例を示す説明図である。
【００７７】
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の交換時に行われる。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。
【００７８】
まず、操作パネル１ａ等の入力部に所定操作がなされ、放電発生検出動作が開始されると（スタート）、操作パネル１ａ等の入力部は、プリンタ１の設置場所での標高の入力の有無を確認する(ステップＳ１)。もし、標高の入力が無ければ（ステップＳ１のＮｏ）、標高の入力があるまで待機状態を続ける（ステップＳ１のループ）。
【００７９】
一方、標高の入力があれば（ステップＳ１のＹｅｓ）、ＣＰＵ１１の指示で、モータＭや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Ｓ２）。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。次に、図５で説明した初期動作が行われる（ステップＳ３）。次に、図５で説明した準備状態に移行し（ステップＳ４）、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。
【００８０】
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Ｓ５）。この時、放電発生を検出したかを確認する（ステップＳ６）。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Ｓ６のＹｅｓ）、ギャップ長の異常や検出部１４等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Ｓ７）を行って、放電発生検出動作は終了する（エンド）。
【００８１】
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Ｓ６のＮｏ）、次の放電検出状態が、最初のものであるか確認する（ステップＳ８）。言い換えると、次の現像バイアス印加が、放電開始電圧検出のために、交流電圧印加部８６が段階的にピーク間電圧を上昇させていく際に最初に印加するものかの確認を行う。
【００８２】
もし、最初のものであれば（ステップＳ８のＹｅｓ）、図５で説明した条件変更状態に移行した際、制御部１０は、記憶部１２の標高データを参照し、入力された標高に応じて、最初の放電検出状態で現像ローラ８１に印加すべき交流電圧のピーク間電圧を決定し、その決定されたピーク間電圧を出力するように、交流電圧印加部８６に指示する。これにより、最初の放電検出状態で現像ローラ８１に印加すべき交流電圧のピーク間電圧が、標高データに基づき設定される（ステップＳ９）。
【００８３】
即ち、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段階的に上昇させて、感光体ドラム９と現像ローラ８１間で放電が発生する電圧の検出を行う放電検出時、制御部１０は、記憶部１２に記憶され、操作パネル１ａやＩ／Ｆ部１９に入力された標高に応じ、交流電圧印加部８６が段階的にピーク間電圧を上昇させていく際に最初に印加する交流電圧のピーク間電圧を定める標高データを参照し、交流電圧印加部８６に、標高データに定められたピーク間電圧の交流電圧から印加させる。そして、標高データは、上述したように、標高が低い場合よりも標高が高い場合のほうが、交流電圧のピーク間電圧の値が小さく定められる。
【００８４】
一方、２回目以降の放電検出状態であれば（ステップＳ８のＮｏ）、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直前の値よりも所定の刻み幅ΔＶａ（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Ｓ１０）。
【００８５】
図９を用いて、説明を加えると、例えば、最初の放電検出状態で、交流電圧印加部８６が現像ローラ８１に６００Ｖのピーク間電圧を加えて、感光体ドラム９や現像ローラ８１を複数周回転させても放電を検出しなかった場合、次回の放電検出状態では、ΔＶａ（図９の例では、ΔＶａ＝１００Ｖ）だけ増加させた７００Ｖのピーク間電圧を有する交流電圧を、交流電圧印加部８６は、現像ローラ８１に印加する。言い換えると、最初に放電が検出されるまでは、図９の（１）列の欄の上方から下方に向けて、現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧が、放電検出状態ごとに切り換えられる。
【００８６】
そして、図９に示すテーブルＴＢ３では、多数の段階（１〜ｎ段階まで）を有するが、本実施形態のプリンタ１では、入力された標高によって、最初の放電検出状態で段階が切り替わり、交流電圧印加部８６が現像ローラ８１に印加するピーク間電圧が変化する。例えば、標高３０００ｍ付近ならば、６００Ｖ（図９に示す１番目の段階）、標高２５００ｍ付近ならば、７００Ｖ（図９に示す２番目の段階）というように、標高によって、最初の放電検出状態で現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧が変化する。
【００８７】
次に、ステップＳ９とステップＳ１０の後、放電検出状態に移行し、交流電圧印加部８６と直流電圧印加部によって、現像ローラ８１に現像バイアスを印加する。具体的には、設定された交流電圧等を現像ローラ８１に印加し、ＣＰＵ１１の指示により露光が行われ、その間、ＣＰＵ１１はアンプ１５の出力電圧が所定の閾値を越えた回数をカウントする（ステップＳ１１）。
【００８８】
そして、カウント数が０回かを確認し（ステップＳ１２）、０回であれば（ステップＳ１２のＹｅｓ）、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が確認する（ステップＳ１３）。達していれば（ステップＳ１３のＹｅｓ）、ステップＳ１４に移行する（詳細は後述）。達していなければ（ステップＳ１３のＮｏ）、ステップＳ８に戻る。
【００８９】
ステップＳ１２で、カウント値が１回以上ならば（ステップＳ１２のＮｏ）、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、直前に印加したピーク間電圧の値よりも所定の刻み幅ΔＶａだけ減少させ（ステップＳ１５）、さらに所定の刻み幅ΔＶｂだけ増加させた値に設定する（ステップＳ１６）。ここで、所定の刻み幅ΔＶｂは、所定の刻み幅ΔＶａを分割したものとできる（例えば、ΔＶａ＝５０Ｖであれば、ΔＶｂ＝１０Ｖ、ΔＶａ＝１００Ｖであれば、ΔＶｂ＝２０Ｖ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。
【００９０】
ここで、図９を用いて、説明を加えると、放電検出時、テーブルＴＢ３の（１）列の欄の値のピーク間電圧を現像ローラ８１に印加して放電を検出した場合、直前に印加したピーク間電圧が属する段階から１段階戻り、次に、図９に示す行方向で、現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧を切り換える。
【００９１】
図９を例に挙げると、例えば、７００Ｖ（２番目の段階）のピーク間電圧を現像ローラ８１に印加した際に放電が検出されれば、１番目の段階に戻り、１番目の段階に属する（２）の列に定められた値のピーク間電圧（図９では６２０Ｖ）を現像ローラ８１に印加して、感光体ドラム９や現像ローラ８１を複数回周回させ、放電の有無を確認する。放電の検出が無いと、次は、（３）の列に定められた６４０Ｖ、更に、６４０Ｖでも放電の検出が無いと、（４）の列に定められた６６０Ｖと現像ローラ８１に印加するピーク間電圧を、交流電圧印加部８６は変化させていく。このように、放電が検出されるまで、図９の横方向にΔＶｂ単位で、交流電圧印加部８６は、ピーク間電圧を切り換え、放電が検出されれば、その放電検出時のピーク間電圧を放電開始電圧として、制御部１０は認識する。
【００９２】
その後、ステップＳ１１と同様に、放電検出状態となり、ＣＰＵ１１は、アンプ１５の出力電圧が所定の閾値を越えた回数をカウントする（ステップＳ１７）。言い換えると、刻み幅ΔＶａ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ΔＶｂ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。
【００９３】
次に、カウント数が０回かを確認し（ステップＳ１８）、０回であれば（ステップＳ１８のＹｅｓ）、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Ｓ１９）。もし達していれば（ステップＳ１９のＹｅｓ）、ステップＳ１４に移行する。もし、達していなければ（ステップＳ１９のＮｏ）、ステップＳ１６に戻る。一方、カウント値が１回以上であれば（ステップＳ１８のＮｏ）、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Ｓ１４に進む。
【００９４】
次に、ステップＳ１４について、詳述する。放電発生検出時（ステップＳ１８のＮｏ、ステップＳ１９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Ｓ１３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Ｓ１４）。
【００９５】
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。
【００９６】
具体的には、放電発生検出動作時のＶｐｐ２は、段階的に変更されるので、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。
【００９７】
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、印刷時に現像ローラ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Ｓ２０）。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、使用トナー等を考慮して、開発時の実験に基づき、例えば、求められたＶ+2に対し、印刷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、印刷時、放電が発生しないできるだけ大きな交流電圧を印加できる。そして、このＶｐｐ１の設定が完了すれば、１つの画像形成部３について、放電発生検出と印刷時のＶｐｐ１の設定は終了する（エンド）。
【００９８】
このようにして、本実施形態の構成によれば、従来のように設定可能なピーク間電圧の最低値からではなく、標高に合わせて、交流電圧印加部８６が段階的にピーク間電圧を上昇させていく際に最初に現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧が定められる。これにより、到底放電が生じないようなピーク間電圧での放電検出動作をとばすことができる。従って、放電開始電圧の検出、測定を迅速に行うことができ、放電検出に要する時間の短縮化を図ることができる。
【００９９】
又、標高が高ければ気圧が下がり、標高の低い場所よりも低い電圧で放電が生じやすくなるところ、この構成によれば、標高データでは、標高が低い場合よりも標高が高い場合のほうが、交流電圧印加部８６が段階的にピーク間電圧を上昇させていく際に、交流電圧印加部８６が最初に印加する交流電圧のピーク間電圧の値が小さく定められているので、放電が開始される交流電圧のピーク間電圧を迅速に探し当てることができる。
【０１００】
又、この構成によれば、タンデム式の画像形成装置（例えば、プリンタ１）のように、感光体ドラム９と現像ローラ８１の組み合わせが複数設けられる場合、組み合わせごとに放電開始電圧の検出を行っても、検出に要する時間が長時間に及ぶことがない。従って、従来のように、放電検出時間の短縮化のため、組み合わせごとに、放電時に発生する電流をアナログ値からデジタル値に変換するためのＡ／Ｄ変換器１８等を複数設けて、各組み合わせで放電検出を並行させる必要が無くなる。即ち、放電を検出する構成を簡易化することができ、コスト的に有利な画像形成装置を提供することができる。
【０１０１】
次に、他の実施形態について説明する。上記の実施形態では、各感光体ドラム９から中間転写ベルト５２に１次転写し、その後、シートに２次転写する例を挙げたが、各感光体ドラム９からシートに直接トナー像を転写する構成においても、本発明を適用することができる（例えば、各感光体ドラム９に転写ローラが直接接し、シートがそのニップを通過する態様や、搬送用ベルトが各感光体ドラム９に接し、シートを搬送用ベルトに載せ、シートがそのニップを通過する態様など）。
【０１０２】
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。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。
【０１０３】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は、感光体ドラムと現像ローラとを有し、現像ローラに印加する現像バイアスを上昇させていき、放電を検出する画像形成装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】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。
【図２】実施形態に係る各画像形成部の拡大断面図である。
【図３】実施形態に係る放電検出に関する構成を示す説明図である。
【図４】実施形態に係るプリンタのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図５】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】実施形態に係る現像ローラに印加する交流電圧の一例を示すタイミングチャートである。
【図７】実施形態に係る標高データの一例を示す説明図である。
【図８】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。
【図９】実施形態に係る現像ローラに、放電検出時に印加する交流電圧のピーク間電圧を定めるためのテーブルの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１    プリンタ（画像形成装置）            １ａ  操作パネル（入力部）
３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）  画像形成部  ４    露光装置
８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）  現像装置
８１（８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄ）  現像ローラ
８２（８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ）  磁気ローラ
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                            １１  ＣＰＵ１１（制御部１０の一部）
１２  記憶部                            １４  検出部
１７  スイッチ                          １９  Ｉ／Ｆ部（入力部）
【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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