(57)【要約】【課題】印刷時に外的要因による現像ローラの電位の大きな変動を抑えて、直流電圧印加部の出力電圧の不安定化を防ぎ、かつ、放電検出時、感度良く放電の発生を検出する。【解決手段】画像形成装置は、感光体ドラムと、トナーを担持する現像ローラ８１と、現像ローラ８１に電圧を印加する直流電圧印加部８５及び交流電圧印加部８６と、直流電圧の変動に基づき現像ローラ８１と感光体ドラム間での放電発生を検出する検出部１４と、制御部１０と、直流電圧から直流電圧印加部８５へのフィードバック用の電圧を生成する第１抵抗部Ｒ１と、導通のＯＮ／ＯＦＦの切替可能なスイッチ部１９を有する第２抵抗部Ｒ２と、を有し、制御部１０は、印刷時、スイッチ部１９を制御して、第２抵抗部Ｒ２を導通状態とし、放電検出時、スイッチ部１９を制御して、第２抵抗部Ｒ２を非導通状態とする。【選択図】図８
2010122593.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、前記感光体ドラムへのトナーの供給のため、トナーを担持する現像ローラと、
前記現像ローラに印加するための直流電圧を出力する直流電圧印加部と、
前記直流電圧印加部と接続され、前記直流電圧印加部の出力電圧に重畳して交流電圧を印加した電圧を前記現像ローラに印加する交流電圧印加部と、
前記現像ローラに印加される直流電圧の変動に基づき、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、
装置の制御を行うとともに、前記検出部の出力電圧に基づき、放電の発生の有無を認識する制御部と、
前記現像ローラに印加される直流電圧から、前記直流電圧印加部へのフィードバック用の電圧を生成する第１抵抗部と、
前記直流電圧印加部と前記交流電圧印加部との間に接続され、導通のＯＮ／ＯＦＦの切替可能なスイッチ部を有する第２抵抗部と、を有し、
前記直流電圧印加部は、フィードバック用の電圧の入力を受け、出力調整、又は、出力停止を行い、
前記制御部は、
印刷時、前記スイッチ部を制御して、前記第２抵抗部を導通状態とし、
前記交流電圧印加部に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変化させて、前記感光体ドラムと前記現像ローラ間で放電の発生する電圧の検出を行う放電検出時、前記スイッチ部を制御して、前記第２抵抗部を非導通状態とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像ローラにトナーを供給するための磁気ローラと、
前記磁気ローラに電圧を印加してトナーを前記現像ローラに移動させる磁気ローラバイアス部と、を備え、
前記磁気ローラバイアス部は、コンデンサを経た前記交流電圧印加部の出力を受け、
前記磁気ローラは、前記コンデンサを経た前記交流電圧印加部の出力と前記磁気ローラバイアス部の出力が重畳された電圧の印加を受けることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１抵抗部は、前記第２抵抗部よりも抵抗値が大きい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、帯電したトナーを十分に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】
特許文献１の発明にもあるように、現像ローラに交流電圧と直流電圧を重畳させた電圧を印加する場合がある。そして、現像ローラに直流電圧を印加する直流電圧印加部は、出力する直流電圧が適正な範囲を保つように、自己の出力のフィードバックを受ける場合がある。又、放電が生ずると、現像ローラと感光体ドラム間で電流が流れるが、放電発生時の電流を抵抗で電圧（基本的に放電電流は一方向に流れるので直流電圧）に変換し、電圧変化を捉えて、放電の発生やその大きさを認識する場合がある。従って、直流電圧印加部の出力側に放電を検出するための検出部（放電検出用回路）を接続することがある。
【０００６】
ここで、放電開始電圧を探し当てる場合のように、検出しようとする放電が微少である場合、放電発生時の電流を電圧に変換する抵抗の抵抗値は大きいほうが、放電時の電圧変動幅が大きくなり、感度良く放電の発生を検出できる。しかし、抵抗値を高くすると、印刷時、外的要因により電位上昇等の現像ローラの電位の変化があった場合、直流電圧印加部へのフィードバック電圧にも大きな変化を与え、直流電圧印加部の出力の停止や、出力電圧の低下など、直流電圧印加部の出力電圧が不安定になるという問題がある。そして、直流電圧印加部の出力電圧が不安定となれば、形成される画像の濃度の異常など、画質に悪影響を及ぼすという問題がある。
【０００７】
尚、特許文献１を見ると、リーク（放電）を検知するための構成としては、放電発生時に流れる電流を検出する電流検出器についての記述があるが（特許文献１：段落［００２４］等参照）、その電流検出器の具体的な構成は一切記載されず、又、現像ローラに印加する直流電圧のフィードバックを行う構成でもない。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。
【０００８】
本発明は、上記問題点を鑑み、印刷時に外的要因による現像ローラの電位の大きな変動を抑えて、直流電圧印加部の出力電圧の不安定化を防ぎ、かつ、放電検出時、感度良く放電の発生を検出することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、前記感光体ドラムへのトナーの供給のため、トナーを担持する現像ローラと、前記現像ローラに印加するための直流電圧を出力する直流電圧印加部と、前記直流電圧印加部と接続され、前記直流電圧印加部の出力電圧に重畳して交流電圧を印加した電圧を前記現像ローラに印加する交流電圧印加部と、前記現像ローラに印加される直流電圧の変動に基づき、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、装置の制御を行うとともに、前記検出部の出力電圧に基づき、放電の発生の有無を認識する制御部と、前記現像ローラに印加される直流電圧から、前記直流電圧印加部へのフィードバック用の電圧を生成する第１抵抗部と、前記直流電圧印加部と前記交流電圧印加部との間に接続され、導通のＯＮ／ＯＦＦの切替可能なスイッチ部を有する第２抵抗部と、を有し、前記直流電圧印加部は、フィードバック用の電圧の入力を受け、出力調整、又は、出力停止を行い、前記制御部は、印刷時、前記スイッチ部を制御して、前記第２抵抗部を導通状態とし、前記交流電圧印加部に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変化させて、前記感光体ドラムと前記現像ローラ間で放電の発生する電圧の検出を行う放電検出時、前記スイッチ部を制御して、前記第２抵抗部を非導通状態とすることとした。
【００１０】
この構成によれば、制御部は、印刷時、スイッチ部を制御して、第２抵抗部を導通状態とし、放電検出時、スイッチ部を制御して、第２抵抗部を導通状態とするので、印刷時では、第１抵抗部と第２抵抗部とは並列の関係となり、直流電圧印加部と交流電圧印加部間の合成抵抗値は下がる。従って、外的要因で現像ローラの電位が変動しても、電荷を逃がしやすくなる。即ち、直流電圧印加部にフィードバックされる電圧値の大きな上昇等がなくなり、直流電圧印加部の動作を安定化させることができる。その結果、形成される画像の濃度が安定し、高画質の画像形成装置を提供することができる。
【００１１】
一方、放電検出時、第２抵抗部を非導通状態として、印刷時よりも直流電圧印加部と交流電圧印加部間の抵抗値を大きくするので、微少な放電でも、電圧の変化が捉えやすくなり、感度良く放電の発生の検出を行うことができる。従って、放電開始電圧を高精度に探し当てることができ、印刷時、放電が発生せず、かつ、できるだけ大きなピーク間電圧の交流電圧を現像ローラに印加して、現像効率を高めることができ、高画質の画像形成装置を提供することができる。
【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、前記現像ローラにトナーを供給するための磁気ローラと、前記磁気ローラに電圧を印加してトナーを前記現像ローラに移動させる磁気ローラバイアス部と、を備え、前記磁気ローラバイアス部は、コンデンサを経た前記交流電圧印加部の出力を受け、前記磁気ローラは、前記コンデンサを経た前記交流電圧印加部の出力と前記磁気ローラバイアス部の出力が重畳された電圧の印加を受けることとした。
【００１３】
磁気ローラバイアス部は、コンデンサを経た交流電圧印加部の出力が接続され、磁気ローラは、交流電圧印加部の出力と磁気ローラバイアス部の出力が重畳された電圧の印加を受ける構成では、磁気ローラバイアス部の出力変動が外的要因となって、直流電圧印加部にフィードバックされる電圧値の大きな変動を招き、直流電圧印加部の動作が不安定となることがある。しかし、この構成によれば、磁気ローラバイアス部と交流電圧印加部の出力側とが接続されても、直流電圧印加部の動作が不安定とならない。
【００１４】
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、前記第１抵抗部は、前記第２抵抗部よりも抵抗値が大きいこととした。この構成によれば、第１抵抗部は、第２抵抗部よりも抵抗値が高いので外部要因で現像ローラの電位変動が生じても、印刷時、第２抵抗部の抵抗値が第１抵抗部よりも低く、かつ、導通状態であるので、速やかに電荷を逃がすことができる。従って、外部要因による現像ローラの電位変動を速やかに収束させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の画像形成装置によれば、印刷時には、第２抵抗部を導通させるので、外的要因によって現像ローラの電位に変化があっても、フィードバック用の電圧の大きな変化を避けることができる。従って、直流電圧印加部の停止等による濃度異常等がなく、現像ローラに安定して直流電圧を印加できる画像形成装置を提供することができる。又、放電検出時には、第２抵抗部を導通させて放電の発生を感度よく検出することができる。
【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８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】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。）
【００２１】
各感光体ドラム９は、回転可能に支持され、モータＭ（図３参照）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、アルミニウム等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、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。
【００２２】
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３参照）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の表面は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。
【００２３】
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）。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）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等（図３等参照、詳細は後述）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部８４（図３等参照、詳細は後述）に接続され、磁気ローラバイアス部８４による直流電圧と交流電圧を重畳させた電圧（磁気ローラバイアス）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。
【００２４】
各現像ローラ８１と各磁気ローラ８２の各ローラ軸８１１、８２１は、支軸部材（不図示）等で固定支持される。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、不図示の駆動機構で、このスリーブ８１２、８２２は回転する。又、現像ローラ８１の磁石８１３と、磁気ローラ８２の磁石８２３とは、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。
【００２５】
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）。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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）。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
（プリンタ１のハードウェア構成）
次に、図３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３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。
【００３３】
図３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。更に、本発明に関し、印刷時や放電検出時や現像ローラ８１等に印加する電圧の設定等のプログラムも記憶部１２に記憶される。
【００３４】
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。又、制御部１０には、モータＭが接続され、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。
【００３５】
又、制御部１０には、Ｉ／Ｆ部１８（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。
【００３６】
又、制御部１０には、直流電圧印加部８５が接続される。直流電圧印加部８５は、現像ローラ８１に印加するための直流電圧を出力する回路であり、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の出力する直流電圧値をＣＰＵ１１の指示や、フィードバック用の参照電圧Ｖｒｅｆの入力を受け、出力調整、又は、出力停止を行って制御する。
【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、制御部１０には、交流電圧印加部８６が接続される。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、直流電圧印加部８５と接続され、直流電圧印加部８５の出力電圧に重畳して交流電圧を印加した電圧を現像ローラ８１に印加する。又、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（例えば、ＤＣ−ＡＣインバータ）。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３参照）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の構成は上記に限らず、交流電圧のピーク間電圧、デューティ比、周波数等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】
更に、本発明に関し、詳細は後述するが、直流電圧印加部８５と交流電圧印加部８６の間には、第１抵抗部Ｒ１と第２抵抗部Ｒ２が接続される。第１抵抗部Ｒ１は、直流電圧印加部８５の出力が正常か、又、直流電圧印加部８５の出力値を一定に保つために、現像ローラ８１に印加される直流電圧から、直流電圧印加部８５へのフィードバック用の参照電圧Ｖｒｅｆを生成する。そして、生成された参照電圧Ｖｒｅｆは、出力制御部８７に入力され、直流電圧印加部８５は、ＣＰＵ１１に指示された出力値を保つ。
【００４２】
又、第２抵抗部Ｒ２は、直流電圧印加部８５と交流電圧印加部８６との間に接続され、導通のＯＮ／ＯＦＦの切替可能なスイッチ部１９を有し、制御部１０からの制御信号（切替信号）によって、導通、非導通が選択可能である。そして、制御部１０は、第２抵抗部Ｒ２を印刷時には、導通状態とし、放電検出時には、非導通状態とする（詳細は後述）。
【００４３】
検出部１４は、例えば、交流電圧印加部８６と直流電圧印加部８５間に接続され、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回路であり、放電発生時に流れる電流（電圧）による現像ローラ８１に印加される直流電圧の変動に基づき、現像ローラ８１に印加されている電圧の変化を検出する（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。具体的には、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、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。
【００４４】
又、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、磁気ローラ８２が配される。そして、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に印加して、トナーを現像ローラ８１に移動させる磁気ローラバイアス部８４が接続される。この磁気ローラバイアス部８４も制御部１０と接続され、制御部１０は、磁気ローラバイアス部８４のＯＮ／ＯＦＦや、出力電圧等の制御を行う。
【００４５】
（印刷時及び放電検出時に現像ローラ８１に印加する現像バイアスの設定）
次に、図４及び図５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４は、本発明の実施形態に係る現像ローラ８１に印加する電圧の一例を示すタイミングチャートである。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。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。
【００４６】
まず、図４に基づき、印刷時と放電検出時での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４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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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４下段）。
【００５０】
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、本実施形態の感光体ドラム９は正帯電であって、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、感光体ドラム９には、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。従って、本実施形態のプリンタ１では、現像ローラ８１の＋側の電位が高いときに放電が発生する。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。
【００５１】
次に、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８４（図３参照）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８２（直流）」は磁気ローラバイアス部８４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。
【００５２】
〈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。
【００５３】
〈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。
【００５４】
〈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。
【００５５】
〈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）。
【００５６】
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。
【００５７】
（放電発生検出動作の制御の流れ）
次に、図６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６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。
【００５８】
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。
【００５９】
まず、プリンタ１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）、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、かつ、第２抵抗部Ｒ２は、非導通の状態とされる（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。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。
【００６０】
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、放電発生を検出したかを確認する（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（不図示）やユーザ端末のディスプレイ等にエラー表示（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）。
【００６１】
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は、次の放電検出状態が１回目ならば、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１回目用の設定値（例えば、記憶部に記憶）とし、２回目以降の放電検出状態ならば、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Ｓ７）。
【００６２】
その後、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８５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Ｓ８）。
【００６３】
そして、カウント数が０回かを確認し（ステップＳ９）、０回であれば（ステップＳ９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。
【００６４】
ステップＳ９で、カウント値が１回以上ならば（ステップＳ９のＮｏ）、放電発生として、ＣＰＵ１１の指示で、Ｖｐｐ制御部８８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Ｓ１２）、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Ｓ１３）。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。
【００６５】
その後、ステップＳ８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Ｓ１４）。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。
【００６６】
次に、カウント数が０回かを確認し（ステップＳ１５）、０回であれば（ステップＳ１５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Ｓ１６）。もし達していれば（ステップＳ１６のＹｅｓ）、ステップＳ１１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Ｓ１３に戻る。一方、カウント値が１回以上であれば（ステップＳ１５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Ｓ１１に進む。
【００６７】
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Ｎｏ、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４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）。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
次に、求められたＶ+2に基づき、ＣＰＵ１１は、図４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）。
【００７１】
（現像バイアス及び磁気ローラバイアス印加のための構成）
次に、図７及び図８に基づき、本発明の実施形態に係る現像バイアス及び磁気ローラバイアス印加のための構成を説明する。図７は、本発明の実施形態に係る現像バイアス及び磁気ローラバイアス印加のための構成の一例を示す説明図である。図８は、本発明の実施形態に係る現像バイアス及び磁気ローラバイアス印加のための構成の詳細な一例を示す説明用回路図である。
【００７２】
ただし、図７、図８では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。尚、放電検出時、ＣＰＵ１１に入力される検出部１４（アンプ１５）の出力は、順次切り替えられ、各画像形成部３ごとに放電検出が行われる。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、記載の煩雑さの回避のため、以下では、ａ、ｂ、ｃ、ｄの符号は省略して説明する。
【００７３】
図７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。
【００７４】
そして、アンプ１５と制御部１０の間に、Ａ／Ｄ変換器１７が設けられる。Ａ／Ｄ変換器１７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。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１７は、１つのみでよい。
【００７５】
又、図７に示すように、直流電圧印加部８５と交流電圧印加部８６間には、直流電圧印加部８５へのフィードバック用の参照電圧Ｖｒｅｆを生成する第１抵抗部Ｒ１と、制御部１０（ＣＰＵ１１）からの制御信号（切替信号）とスイッチ部１９により導通、非導通が選択可能な第２抵抗部Ｒ２が接続される。
【００７６】
次に、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、ローラ軸８２１に、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部８４が接続される。そして、磁気ローラバイアス部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に移動する。
【００７７】
更に、交流電圧印加部８６の出力は、現像ローラ８１のローラ軸８１１に接続されるとともに、分岐し、カップリング用のコンデンサＣを経て、磁気ローラバイアス印加部に入力される。この接続により、磁気ローラ８２に印加される電圧は、交流電圧印加部８６の出力する交流電圧に磁気ローラバイアス部８４の出力電圧を重畳させたものとなる。
【００７８】
次に、図８を用いて、より詳細に現像バイアス及び磁気ローラバイアス印加のための構成を説明する。まず、上述したように、直流電圧印加部８５には、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータを採用することができ、直流電圧印加部８５は、電源装置１６から直流電圧の供給を受け、昇圧を行って直流電圧を出力する。
【００７９】
又、交流電圧印加部８６には、上述したように、例えば、ＤＣ−ＡＣインバータを採用することができ、交流電圧印加部８６は、電源装置１６から直流電圧の供給を受け、昇圧等を行って直流電圧印加部８５の出力電圧に、交流電圧を重畳させて出力する。言い換えると、交流電圧印加部８６の出力する交流電圧は、直流電圧印加部８５の出力する直流電圧でバイアスされる。
【００８０】
そして、例えば、直流電圧印加部８５と交流電圧印加部８６の間には、第１抵抗部Ｒ１が接続される。第１抵抗部Ｒ１は、例えば、直列に接続された抵抗Ｒ１ａと抵抗Ｒ１ｂの２つの抵抗からなる。そして、第１抵抗部Ｒ１の一端は、直流電圧印加部８５と交流電圧印加部８６の間の導線に接続され、他端は、グランドに接続される。又、直流電圧印加部８５の出力制御部８７には、抵抗Ｒ１ａと抵抗Ｒ１ｂ間の電圧がフィードバック用の参照電圧Ｖｒｅｆとして入力される。言い換えると、抵抗Ｒ１ａと抵抗Ｒ１ｂの分圧により生成される電圧が参照電圧Ｖｒｅｆとなる。
【００８１】
更に、例えば、直流電圧印加部８５と交流電圧印加部８６の間には、第２抵抗部Ｒ２が接続される。第２抵抗部Ｒ２は、例えば、抵抗Ｒ２ａとトランジスタＴｒ（スイッチ部１９に相当）で構成される。抵抗Ｒ２ａは、一端がトランジスタＴｒのコレクタに接続され、他端が直流電圧印加部８５と交流電圧印加部８６の間の導線に接続される。そして、トランジスタＴｒのベースと制御部１０のＣＰＵ１１のポートのうちの１つと接続され、ＣＰＵ１１は、ポートの電圧のＨｉｇｈとＬｏｗの状態の切替で、第２抵抗部Ｒ２の導通、非導通を切り替えることができる。
【００８２】
更に、本実施形態のプリンタ１では、交流電圧印加部８６の出力する現像バイアスは、コンデンサＣを経て、磁気ローラバイアス部８４に入力される。即ち、磁気ローラバイアス部８４は、コンデンサＣを経た交流電圧印加部８６の出力を受ける。磁気ローラバイアス部８４は、例えば、交流電圧と直流電圧を重畳させた電圧を磁気ローラ８２に印加するので、現像ローラ８１とは別に、交流電源８４Ａと直流電源８４Ｂを有し、例えば、コンデンサＣを経た現像バイアスは、直流成分が除去された交流電圧、即ち、交流電圧印加部８６が生成する交流電圧の波形となり、その後、交流電源８４Ａと直流電源８４Ｂの間に入力される。
【００８３】
尚、本実施形態のトナーは正帯電であり、トナーの移動には静電気力を用いるので、印刷時等、磁気ローラ８２から現像ローラ８１にトナーを移動させる場合、例えば、磁気ローラバイアス部８４の直流電源８４Ｂの出力電圧値（例えば、３００〜５００Ｖ）は、現像バイアスの直流電圧値（例えば、５０〜２００Ｖ）よりも大きくする。この各直流電圧値の設定により、磁気ローラ８２の方が電位の高い状態を形成でき、トナーは移動しやすい状態となる。又、磁気ローラバイアス部８４の交流電源８４Ａの出力電圧は、例えば、交流電圧印加部８６の出力と逆位相で同じ周波数とし、又、交流電圧印加部８６の出力交流電圧よりもピーク間電圧、デューティ比を大きくする。
【００８４】
このような構成とすることで、現像バイアス中の交流電圧を基準に、磁気ローラ８２に磁気ローラバイアスが印加される。即ち、磁気ローラ８２は、コンデンサＣを経た交流電圧印加部８６の出力と磁気ローラバイアス部８４の出力が重畳された電圧の印加を受ける。従って、現像ローラ８１と磁気ローラ８２間の電位差は、磁気ローラバイアス部８４の交流電圧の波形と同じように変化する。従って、磁気ローラ８２から現像ローラ８１に供給するトナーの量等を、磁気ローラバイアス部８４が印加する交流電圧のピーク間電圧やデューティ比で調整することができる。一方で、現像ローラ８１から感光体ドラムへのトナー供給量を調整するには、直流電圧印加部８５と交流電圧印加部８６の出力電圧を調整すれば良い。即ち、現像バイアスと磁気ローラバイアスを別個に調整でき、バランスやトナー供給量の調整を容易に取ることができる。
【００８５】
（外的要因による現像ローラ８１の電位変化による問題）
次に、図８を利用して、外的要因による現像ローラ８１の電位の変化のため生ずる問題及び解決策を説明する。まず、印刷時、現像ローラ８１の電位が上昇してしまう（浮き上がる）場合がある。例えば、現像ローラ８１は、印刷時回転するが、この回転による摩擦による現像ローラ８１の保持するトナーの電位上昇等によって、現像ローラ８１の電位が上昇してしまうことがある（摩擦帯電）。
【００８６】
更に、磁気ローラバイアス部８４では、磁気ローラ８２から現像ローラ８１へのトナーを適正に供給するため、印刷中などに、制御部１０が磁気ローラバイアス部８４に直流電源８４Ｂの出力値を変化させる指示を行い（例えば上昇）、直流電源８４Ｂの出力電圧が変化する場合がある。このような場合、交流電圧印加部８６と磁気ローラバイアス部８４間には、コンデンサＣは存在するものの過渡現象によって、電位上昇等、現像ローラ８１の電位変化を引き起こす場合がある。更に、その変化が急峻、急激である場合もある。
【００８７】
このような、摩擦帯電や、磁気ローラバイアス部８４と現像ローラ８１の接続等の外的要因によって、電位上昇等の現像ローラ８１の電位の変化が生ずると、交流電圧印加部８６と直流電圧印加部８５間の電位（図８において、ＶDC3として図示）も上昇する（尚、交流電圧印加部８６は、直流電圧印加部８５の出力に交流電圧を重畳させるのみ）。
【００８８】
そして、直流電圧印加部８５と交流電圧印加部８６間の電位が上昇すると、第１抵抗部Ｒ１で生成されるフィードバック用の参照電圧Ｖｒｅｆの電位も上昇する。電位変化が急激である場合など、直流電圧印加部８５は、外的要因で現像ローラ８１の電位上昇が生じたのに、自己の出力電圧が上昇しすぎたと判断し、出力制御部８７は、直流電圧印加部８５の出力電圧値を大きく下げることや、直流電圧印加部８５を停止させる場合がある。そして、ＤＣ−ＤＣコンバータ等は、一度停止すれば、再び出力電圧値が回復するまで、一定の時間を有する。このような直流電圧印加部８５の停止が印刷中に生ずれば、形成されるトナー像の濃度異常等を引き起こし、画質低下の原因となる。
【００８９】
そこで、本実施形態のプリンタ１では、例えば、直流電圧印加部８５と交流電圧印加部８６の間に、印刷時導通状態とされる第２抵抗部Ｒ２が設けられる（図８中、破線で囲う部分）。第２抵抗部Ｒ２は、図８に示すように、トランジスタＴｒで導通を制御される。そして、印刷時、トランジスタＴｒを導通状態とするので、外的要因により、直流電圧印加部８５と交流電圧印加部８６間の電位が上昇しかけても、第１抵抗部Ｒ１と第２抵抗部Ｒ２の合成抵抗値は下がり、電流が流れやすくなり、第２抵抗部Ｒ２を設けない場合に比べ、素早く電荷をグランドに逃がすことができる。従って、直流電圧印加部８５と交流電圧印加部８６間の急激な電位変化が生じ難くなる。このように、本実施形態のプリンタ１の制御部１０は、印刷時、スイッチ部１９を制御してトランジスタＴｒをＯＮ状態とし、第２抵抗部Ｒ２を導通状態とするので、直流電圧印加部８５の動作停止等が防がれる。
【００９０】
ところで、直流電圧印加部８５と交流電圧印加部８６の間には、放電の発生を検出するための検出部１４が接続される。尚、本実施形態のプリンタ１では、上述したように、放電検出時、デューティ比等を制御して、現像ローラ８１の電位が高い状態（Ｈｉｇｈ状態）の時に放電が生じ、放電電流は抵抗で電圧変換され、放電の発生は、現像ローラ８１に印加される直流電圧の変化として把握できる。そのため、検出部１４は、直流電圧の変化を捉えるため、例えば、直流電圧印加部８５と交流電圧印加部８６の間で接続される。そして、本実施形態のプリンタ１は、放電開始電圧を検出する。即ち、大放電でなく、微少放電の発生を検出し、微少な電流に基づき、放電発生を把握する。又、放電電流を検出する場合、高抵抗値の抵抗で電圧に変換した方が、感度良く放電を検出することができる。
【００９１】
そこで、本実施形態のプリンタ１では、交流電圧印加部８６に現像ローラ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て、感光体ドラムと現像ローラ８１間で放電の発生する電圧の検出を行う放電検出時、制御部１０は、スイッチ部１９を制御し、トランジスタＴｒをＯＦＦ状態として、第２抵抗部Ｒ２を非導通状態とする。これにより、交流電圧印加部８６と直流電圧印加部８５間の抵抗値は大きくなるので、放電の電流による直流電圧印加部８５と交流電圧印加部８６間の直流電圧の変化が大きくなり、検出部１４は、放電の発生を感度良く検出することができる。
【００９２】
更に、本実施形態のプリンタ１では、第１抵抗部Ｒ１の抵抗値（抵抗Ｒ１ａと抵抗Ｒ１ｂの合成抵抗値）の方が、第２抵抗部Ｒ２の抵抗値よりも大きい（例えば、１０対１）。従って、印刷時、直流電圧印加部８５と交流電圧印加部８６間の電圧が上昇し難くなり、又、放電検出時、放電発生の検出における感度を高めることができる。
【００９３】
このようにして、制御部１０は、印刷時、スイッチ部１９を制御し、第２抵抗部Ｒ２を導通状態とし、放電検出時、スイッチ部１９を制御して、第２抵抗部Ｒ２を導通状態とするので、印刷時では、第１抵抗部Ｒ１と第２抵抗部Ｒ２とは並列の関係となり、直流電圧印加部８５と交流電圧印加部８６間の合成抵抗値は下がる。従って、外的要因で現像ローラ８１の電位が変動しても、電荷を逃がしやすくなる。即ち、直流電圧印加部８５にフィードバックされる電圧値の大きな上昇等がなくなり、直流電圧印加部８５の動作を安定化させることができる。その結果、形成される画像の濃度が安定し、高画質の画像形成装置を提供することができる。
【００９４】
一方、放電検出時は、第２抵抗部Ｒ２を非導通状態として、印刷時よりも直流電圧印加部８５と交流電圧印加部８６間の抵抗値を大きくするので、微少な放電でも、電圧の変化が捉えやすくなり、感度良く放電の発生の検出を行うことができる。従って、放電開始電圧を高精度に探し当てることができ、印刷時、放電が発生せず、かつ、できるだけ大きなピーク間電圧の交流電圧を現像ローラ８１に印加して、現像効率を高めることができ、高画質の画像形成装置を提供することができる。
【００９５】
又、磁気ローラバイアス部８４は、コンデンサＣを経た交流電圧印加部８６の出力が接続され、磁気ローラ８２は、交流電圧印加部８６の出力と磁気ローラバイアス部８４の出力が重畳された電圧の印加を受ける構成では、磁気ローラバイアス部８４の出力変動が外的要因となって、直流電圧印加部８５にフィードバックされる電圧値の変動を招き、直流電圧印加部８５の動作が停止する等、不安定になることがある。しかし、本実施形態の構成によれば、磁気ローラバイアス部８４と交流電圧印加部８６の出力側とが接続されても、直流電圧印加部８５の動作が不安定とならない。又、第１抵抗部Ｒ１は、第２抵抗部Ｒ２よりも抵抗値が高いので外部要因で現像ローラ８１の電位変動が生じても、印刷時、第２抵抗部Ｒ２の抵抗値が第１抵抗部Ｒ１よりも低く、かつ、導通状態であるので、速やかに電荷を逃がすことができる。従って、外部要因による現像ローラ８１の電位変動を速やかに収束させることができる。
【００９６】
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）。
【００９７】
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。
【００９８】
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】
【００９９】
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】
【０１００】
【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４】実施形態に係る現像ローラに印加する電圧の一例を示すタイミングチャートである。
【図５】実施形態に係る放電検出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】実施形態に係るプリンタの放電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７】実施形態に係る現像バイアス及び磁気ローラバイアス印加のための構成の一例を示す説明図である。
【図８】実施形態に係る現像バイアス及び磁気ローラバイアス印加のための構成の詳細な一例を示す説明用回路図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１    プリンタ１（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  ＣＰＵ（制御部の一部）
１２  記憶部                            １４  検出部
１９  スイッチ部                        Ｒ１  第１抵抗部
Ｒ２  第２抵抗部
【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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