(57)【要約】【課題】使用により、感光体ドラムと現像ローラ間のギャップ長が長くなっても、感光体ドラムと帯電部間で流れる電流が増加することを利用しつつ、交流電圧のピーク間電圧を大きくして、画像への悪影響を防ぐ。【解決手段】画像形成装置は、感光体ドラム９と、感光体ドラム９を帯電させる帯電部と、トナーを担持して交流電圧印加部８６が接続される現像ローラ８１と、感光体ドラム９に当接する清掃部材と、帯電部と感光体ドラム９の間の電流を測るための測定部１７と、電流の大きさに応じて交流電圧印加部８６が印加する交流電圧のピーク間電圧を決定するための電圧決定用データを記憶する記憶部１２と、交流電圧印加部８６を制御する制御部１０と、を有し、制御部１０は、電流と電圧決定用データを参照し、電流の絶対値が大きくなるに従ってピーク間電圧が大きくなるように、印刷時に交流電圧印加部８６に印加させる。【選択図】図９
2010151981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラムと、
前記感光体ドラムを一定の電位で帯電させる帯電部と、
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、
前記感光体ドラムに当接して清掃する清掃部材と、
前記帯電部と前記感光体ドラムの間で流れる電流の大きさを測るための測定部と、
前記電流の大きさに応じて、前記交流電圧印加部が印加する交流電圧のピーク間電圧を決定するための電圧決定用データを記憶する記憶部と、
前記交流電圧印加部が印加する交流電圧を制御する制御部と、を有し、
前記電圧決定用データは、前記電流の絶対値が小さい場合よりも大きい場合の方が、前記ピーク間電圧が大きくなるように定められ、
前記制御部は、前記電流と前記電圧決定用データを参照して、前記電流の絶対値が大きくなるに従って前記ピーク間電圧が大きくなるように、前記ピーク間電圧を決定し、決定した前記ピーク間電圧を印刷時に前記交流電圧印加部に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検出部を有し、
前記制御部は、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が開始される前記ピーク間電圧を検出し、
又、放電が開始される前記ピーク間電圧よりも小さくなるように、印刷時の前記ピーク間電圧の基準としての基準ピーク間電圧を決定し、
更に、前記電流の絶対値が大きくなるに従って、前記ピーク間電圧が前記基準ピーク間電圧から大きくなるように、印刷時に印加する前記ピーク間電圧を決定す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】
前記感光体ドラムは、ＯＰＣドラムであ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。
【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、一般に、感光体ドラムには、転写されなかったトナーの除去等、清掃部材（例えば、ブラシ）が当接されることがある。印刷時等、感光体ドラムは回転され、表面をブラシ等で削られるので、画像形成装置の使用時間に比例して感光体ドラム表面の層厚（膜厚）が減っていく。そして、感光体ドラムと現像ローラ間のギャップ長をコロやバネ等の部材で一定で保つ構成でない場合、使用時間に比例してギャップ長が長くなっていく。
【０００６】
そして、感光体ドラムと現像ローラ間のギャップ長が長くなっても、現像ローラに印加する交流電圧のピーク間電圧が一定であると、トナーの飛翔距離は変わらないので、感光体ドラムに付着するトナーの量は少なくなる。従って、使用時間に比例して、濃度が低下してゆき、形成される画像は影響を受けるという問題がある。
【０００７】
ここで、特許文献１に示されるように、たとえ、リーク（放電）を検出して、放電が生じない最大限の現像バイアスを設定しても、やがて、使用時間に比例して、感光体ドラムの感光層の層厚が減少し、感光体ドラムと現像ローラ間のギャップ長が変化することを避けることはできない。従って、特許文献１記載の発明では、上記問題を解決することはできない。尚、特許文献１記載のリーク検知を頻繁に行って、現像バイアスの設定を行うことも不可能ではないが、特許文献１記載のリーク検知は、最大の電位差ΔＶｍａｘを徐々に増加させるので、現像バイアスの設定完了まで、かなりの時間を要する。又、頻繁にリーク検知を行うと、それだけ感光体ドラムに損傷を与える機会が多くなり、弊害が多く、上記問題に対する有効な解決策ではない。
【０００８】
本発明は、上記問題点を鑑み、使用により、感光体ドラムの感光層の膜厚が薄くなり、感光体ドラムと現像ローラ間のギャップ長が長くなっても、感光体ドラムと帯電部間で流れる電流が増加することを利用しつつ、交流電圧のピーク間電圧を大きくして、簡易にギャップ長の変化による画像への悪影響を防ぐことを課題とする。
【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、前記感光体ドラムを一定の電位で帯電させる帯電部と、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、前記感光体ドラムに当接して清掃する清掃部材と、前記帯電部と前記感光体ドラムの間で流れる電流の大きさを測るための測定部と、前記電流の大きさに応じて、前記交流電圧印加部が印加する交流電圧のピーク間電圧を決定するための電圧決定用データを記憶する記憶部と、前記交流電圧印加部が印加する交流電圧を制御する制御部と、を有し、前記電圧決定用データは、前記電流の絶対値が小さい場合よりも大きい場合の方が、前記ピーク間電圧が大きくなるように定められ、前記制御部は、前記電流と前記電圧決定用データを参照して、前記電流の絶対値が大きくなるに従って前記ピーク間電圧が大きくなるように、前記ピーク間電圧を決定し、決定した前記ピーク間電圧を印刷時に前記交流電圧印加部に印加させることとした。
【００１０】
この構成によれば、使用により、感光体ドラム表面が削られると、感光体ドラムの抵抗値が下がり、帯電部と感光体ドラム間で流れる電流が増加することに着目し、感光体ドラムと現像ローラ間のギャップ長が長くなるに従い、現像ローラに印加される交流電圧のピーク間電圧は大きくなっていくので、ギャップ長が長くなっても、トナーの飛翔距離が伸び、総合的にみて、感光体ドラムに付着するトナーの量に大きな変化がなくなる。即ち、帯電部と感光体ドラム間で流れる電流に基づき、現像ローラに印加する交流電圧のピーク間電圧を、適切に補正することができる。従って、形成画像の濃度が薄くなるといった、使用時間に比例した画像への影響をなくすことができる。
【００１１】
又、請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記現像ローラと前記感光体ドラム間での放電発生を検出する検出部を有し、前記制御部は、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が開始される前記ピーク間電圧を検出し、又、放電が開始される前記ピーク間電圧よりも小さくなるように、印刷時の前記ピーク間電圧の基準としての基準ピーク間電圧を決定し、更に、前記電流の絶対値が大きくなるに従って、前記ピーク間電圧が前記基準ピーク間電圧から大きくなるように、印刷時に印加する前記ピーク間電圧を決定することとした。
【００１２】
この構成によれば、まず、感光体ドラムの感光層の摩耗がない状態で、放電が生じない範囲で、最大限に現像効率を高めたピーク間電圧が設定され、その設定されたピーク間電圧を基準として、現像ローラと感光体ドラム間のギャップ長が長くなるに従い、ピーク間電圧を大きくしていくので、現像効率の高い状態を維持することができる。従って、高画質が維持される画像形成装置を提供することができる。
【００１３】
又、請求項３に係る発明は、請求項１又は２の発明において、前記感光体ドラムは、ＯＰＣドラムであることとした。表面の感光層としてＯＰＣ（Organic Photo Conductor、「有機感光体」と呼ばれることがある）を用いたドラムである場合、ＯＰＣは、一般的にアモルファスシリコン等の他の感光体に比べて、削れて感光層の層厚が薄くなりやすい傾向がある。しかし、この構成によれば、ＯＰＣドラムであっても、形成画像の濃度が薄くなるといった、使用時間に比例した画像への影響をなくすことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の画像形成装置によれば、感光体ドラムの感光層が削れ、感光体ドラムと現像ローラ間のギャップ長が長くなっても、感光体ドラムと帯電部間の電流を目安として、交流電圧のピーク間電圧を大きくする補正を行い、ギャップ長の変化による画像への悪影響を防ぐ。又、その補正は、一定の時間を要する放電検知を再度行う必要もなく、容易、迅速に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図１乃至図１０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。
【００１６】
（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、本実施形態に係るプリンタ１は、図１に示すように、正面上部に操作パネル１ａが、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。
【００１７】
操作パネル１ａは、液晶表示部や、各種キーを備え、プリンタの状態（例えば、エラーやモード）の表示や、ユーザからの各種の入力を受け付ける。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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。）
【００２０】
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。
【００２１】
各帯電装置７は、感光体ドラム９を一定の電位で帯電させる帯電ローラ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に接して、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、コロナ放電装置等を用いて感光体ドラム９を帯電させるものでも良い。
【００２２】
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部８４（図３参照）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。
【００２３】
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。
【００２４】
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）。
【００２５】
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（清掃部材に相当）や、感光体ドラム９表面を擦って残トナー等を除去するブラシ３４（清掃部材に相当）を有する。ブレード３３やブラシ３４は、感光体ドラム９に当接して、転写後の残留トナーを等の汚れを掻き取って除去、清掃する。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。
【００２６】
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。
【００２７】
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）。
【００２８】
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５１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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
（現像バイアス印加と放電検出用の構成）
次に、図３に基づき、現像バイアス印加と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バイアス印加と放電検出に関する構成を示す説明図である。尚、放電検出は、放電開始電圧（放電が始まるピーク間電圧）を探し当てるために行うものであり、放電開始電圧に基づき、印刷時に現像ローラ８１に印加する基準となる交流電圧のピーク間電圧（以下、「基準ピーク間電圧」という。）が決定される。
【００３２】
ここで、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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にトナーが供給される。
【００４２】
（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。
【００４３】
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、例えば、交流電圧印加部８６が印加する交流電圧を制御するなど、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。
【００４４】
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、記憶部１２は、放電を検出して現像ローラ８１等に印加する基準ピーク間電圧の設定用プログラムや、電流の大きさに応じて、交流電圧印加部８６が印加する交流電圧のピーク間電圧を決定するための電圧決定用データ（詳細は後述）やプログラムを記憶する。
【００４５】
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、モータＭは、各画像形成部３の各感光体ドラム９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、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。
【００４６】
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。
【００４７】
又、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、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。
【００４８】
又、各画像形成部の各帯電装置７（帯電ローラ７１）には、個別に帯電電圧印加部７２が接続され、帯電ローラ７１は感光体ドラム９に当接し、感光体ドラム９を帯電させる。そして、感光体ドラム９はフレーム等に接地され（図８参照）、又、帯電ローラ７１と感光体ドラム９の間で流れる電流の測定を行う測定部１７が感光体ドラム９に接続される。
【００４９】
（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。
【００５０】
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。
【００５１】
〈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。
【００５２】
〈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。
【００５３】
〈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。
【００５４】
〈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）。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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）。
【００６０】
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。
【００６１】
（放電発生検出動作の制御の流れ）
次に、図７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７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。
【００６２】
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。
【００６３】
まず、操作パネル１ａ等に対し所定操作がなされ、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。
【００６４】
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１ａ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）。
【００６５】
一方、ＣＰＵ１１に放電が発生しなければ（ステップＳ５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Ｓ７）。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。
【００６６】
もし、最初のものであれば（ステップＳ７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、最初の放電検出状態で、予め定められた現像ローラ８１に印加すべき交流電圧の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（例えば、デフォルト測定に＋数十〜１００Ｖ程度の値）。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定まる（ステップＳ８）。
【００６７】
一方、２回目以降の放電検出状態であれば（ステップＳ７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、１０〜１００Ｖなど）だけ増加させる設定が行われる（ステップＳ９）。
【００６８】
次に、ステップＳ８とステップＳ９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Ｓ１０）。
【００６９】
そして、カウント数が０回かを確認し（ステップＳ１１）、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Ｓ１２）。達していれば（ステップＳ１２のＹｅｓ）、ステップＳ１３に移行する（詳細は後述）。達していなければ（ステップＳ１２のＮｏ）、ステップＳ７に戻る。
【００７０】
ステップＳ１１で、カウント値が１回以上ならば（ステップＳ１１のＮｏ）、放電発生と認定し、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、放電発生検出時（ステップＳ１１のＮｏ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Ｓ１２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Ｓ１３）。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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基準ピーク間電圧（＝感光体ドラム９が摩耗していない状態でのＶｐｐ１）を設定する（ステップＳ１４）。具体的に、基準ピーク間電圧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基準ピーク間電圧の値をテーブル化し、ＣＰＵ１１がそのテーブルを参照し、基準ピーク間電圧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。
【００７４】
これにより、感光体ドラム９が摩耗していない状態で、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、この基準ピーク間電圧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基準ピーク間電圧の設定は終了する（エンド）。このように定められた基準ピーク間電圧が、感光体ドラム９が摩耗していない状態でのＶｐｐ１となる。即ち、制御部１０は、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で放電が開始されるピーク間電圧を検出し、又、放電が開始されるピーク間電圧よりも小さくなるように、印刷時のピーク間電圧の基準としての基準ピーク間電圧を決定する。
【００７５】
（基準ピーク間電圧の補正）
次に、図８〜図１０を用いて、帯電ローラ７１と感光体ドラム９間の電流の大きさに基づいた、基準ピーク間電圧の補正の一例を説明する。図８は、本発明の実施形態に係る帯電ローラ７１と感光体ドラム９間の電流の大きさを測定するための構成の一例の説明図である。図９は、本発明の実施形態に係る帯電ローラ７１と感光体ドラム９間の電流の大きさに基づく基準ピーク間電圧の補正の設定制御の一例を示すフローチャートである。図１０は、本発明の実施形態の基準ピーク間電圧の補正に係る電圧決定用データのデータテーブルの一例を示す説明図である。
【００７６】
まず、図８を参照しつつ、帯電ローラ７１と感光体ドラム９間の電流の大きさに基づいて基準ピーク間電圧を補正する理由を説明する。図８に示すように、本実施形態のプリンタ１では、転写残トナー等、感光体ドラム９に付着する汚れ除去のため、清掃部材としてのブラシ３４等が感光体ドラム９に当接する。そして、感光体ドラム９とブラシ３４は、それぞれ回転し（例えば印刷時）、感光体ドラム９はブラシ３４等で擦られて、表面がクリーニングされる。
【００７７】
一般に、感光体ドラム９は、基体部分がアルミニウム等の導電性の金属であり、その上部に塗布等によって周面に薄層（薄膜）が設けられる。そして、本実施形態の感光体ドラム９では、ＯＰＣによる感光層（例えば、層厚は２０〜１００μｍ程度）が基体の周面を覆うように設けられる。即ち、感光体ドラム９は、ＯＰＣドラムである。ＯＰＣの硬さは、種類により多様であるが、摩耗がほとんど無い程度までは硬くすることができず、ブラシ３４等との摩擦で、少しずつ削られる（摩耗する）。
【００７８】
従って、印刷を行うごとに、感光体ドラム９と現像ローラ８１のギャップ長は、少しずつ広がっていく。ここで、本実施形態のプリンタ１では、ギャップ長が例えば、１００μｍ程度となるように、感光体ドラム９と現像ローラ８１は取付、支持される。そして、例えば、１５〜２０μｍほど感光層が摩耗すると、電荷維持の困難性や画像の劣化のため取り替えとなる。従って、感光体ドラム９と現像ローラ８１のギャップ長は、使用開始から交換までの間に、当初のギャップ長に対して最大で十数％〜数十％の割合で、変化する。
【００７９】
感光体ドラム９と現像ローラ８１の取付誤差や、感光体ドラム９や現像ローラ８１の成形上のふれ（理想的な円筒、円柱形状とのずれ）などのため、画像形成装置には、放電開始電圧の個体差があるので、上述のように放電を検出して、放電が発生しない範囲で現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧を最大限大きくする。しかし、ギャップ長は、使用によって次第に広がり、放電を検出して現像バイアスを設定した時から、プリンタ１の使用時間が長くなるほど（印刷枚数が多くなるほど）、物理的に、ギャップ長が長くなるので、感光体ドラム９に到達するトナーが少なくなり、現像の際に感光体ドラム９に付着するトナーが減少し、形成される画像の濃度が薄くなるなど、形成される画像に影響が現れる。
【００８０】
そうすると、形成される画像が薄くなることを解消するには、使用時間が長くなるにつれて、トナーをより遠くまで飛翔させるため、次第に現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧を増加させる補正を行えばよい。しかし、闇雲にピーク間電圧を大きくすれば、印刷時に放電が発生する畏れがある。従って、感光体ドラム９の感光層の層厚がどれほどであって、放電による現像バイアスの設定からどれほど削られ、ギャップ長がどれほど長くなったかを把握する必要がある。しかし、個体ごとに感光体ドラム９の感光層の層厚を直接的に測定する装置を搭載することは、精度、コスト、スペース等の点で非現実的である。
【００８１】
そこで、本実施形態のプリンタ１では、帯電ローラ７１と感光体ドラム９間に流れる電流の大きさに着目して、現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧を変化させる。具体的には、感光層が削られていくに従って、感光体ドラム９の抵抗値は小さくなり、感光体ドラム９を一定電位に帯電させる際に、流れる電流が多くなる傾向がある。本実施形態では、感光体ドラム９は正帯電性であるため、帯電ローラ７１は、正極性の電圧を印加するので、使用時間に比例して、帯電ローラ７１から感光体ドラム９に流れ込む電流は増えるという傾向が現れる（負帯電性のドラムであれば、電流の向きは逆方向）。この電流の大きさに着目することにより、間接的に感光体ドラム９の感光層の層厚を把握でき、放電が生じないように、交流電圧のピーク間電圧を次第に大きくしていくことができる。
【００８２】
まず、図８に基づき、帯電ローラ７１と感光体ドラム９間の電流ｉの大きさに基づき、現像バイアスに反映させる構成の一例を説明する。尚、図８では、１色分の画像形成部を図示し、ＣＰＵ１１以外は、各画像形成部に設けられる。
【００８３】
図８に示すように、感光体ドラム９は、例えば、ドラムの回転軸がフレーム等のグランドに接続され、感光体ドラム９とグランド間に測定部１７が接続される。測定部１７は、必要に応じて増幅を行い、帯電ローラ７１と感光体ドラム９間の電流ｉの大きさ（帯電ローラ７１から感光体ドラム９に流れ込む電流の大きさ）を把握するための回路である。この測定部１７は、電流ｉを抵抗Ｒで変換した電圧を測定し、ＣＰＵ１１に入力する。ＣＰＵ１１は、入力された電圧をＡ／Ｄ変換して、電流ｉの大きさを把握する。尚、測定部１７に増幅回路やＡ／Ｄ変換器を設けて、ディジタル値がＣＰＵ１１に入力されても良い。
【００８４】
ＣＰＵ１１は、測定部１７から入力された電圧値が大きいほど、帯電ローラ７１から感光体ドラム９に流れ込む電流が大きく、感光体ドラム９の感光層が削れ、感光体ドラム９と現像ローラ８１のギャップ長が長くなっていると判断することができる。そこで、測定部１７から入力された電圧値に基づき、ＣＰＵ１１は、交流電圧印加部８６に現像ローラ８１に印加すべき交流電圧のピーク間電圧を指示し、Ｖｐｐ制御部１０は、指示に応じて、基準ピーク間電圧補正した交流電圧を出力する。
【００８５】
次に、図９及び図１０に基づき、具体的な、帯電ローラ７１と感光体ドラム９間の電流の大きさに基づく、基準ピーク間電圧の補正の設定制御（以下、「補正設定制御」という。）の一例を説明する。尚、この補正設定制御は、各画像形成部３について、１つずつ順に行われる。
【００８６】
又、本補正設定制御の実施時は、例えば、電源投入時や、先の補正設定制御から所定枚数（例えば、数百〜数千枚）を印刷した時点や、直前の印刷から所定時間経過（例えば、数十分経過）し、プリンタ１が未使用状態であるなど、画質、生産性、使用者の利便性等を考慮して、任意のタイミングで補正設定制御を実行することができる。
【００８７】
まず、図９におけるスタートは、補正設定制御の実行タイミングに到った時点である。次に、制御部１０は、感光体ドラム９や中間転写ベルト５２などを回転させ（ステップＳ２１）、帯電電圧印加部７２に指示し、帯電ローラ７１により感光体ドラム９を帯電させる（ステップＳ２２）。次に、測定部１７は、帯電ローラ７１から感光体ドラム９に流れ込む電流の大きさを測定する（ステップＳ２３）。具体的には、測定部１７は、電流ｉを変換して得られた電圧値を取得し、電圧値が電流の大きさを把握する際の目安となる。
【００８８】
次に、制御部１０（ＣＰＵ１１）は、測定部１７から電圧値の入力を受ける（ステップＳ２４）。次に、制御部１０は、記憶部１２の電圧決定用データを参照し、電圧値に応じて、基準ピーク間電圧からどれほどピーク間電圧を大きくして、印刷時に現像ローラ８１に交流電圧を印加するか決定する（ステップＳ２５→エンド）。そこで、図１０に、電圧決定用データの一例を示す。
【００８９】
図１０にデータテーブルとして示す電圧決定用データは、測定部１７で測定された電圧値に応じて、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を定めるためのものである。まず、図１０におけるＶｘは、放電検出により基準ピーク間電圧を設定した際に、測定部１７により得られた電圧値（本説明ではＶX0と置く）と、図９に示す補正設定制御時に測定された電圧値（本説明ではＶX1と置く）との差分である。言い換えると、感光体ドラム９の感光層の摩耗が、ほとんど無い状態での測定部１７による測定値（ＶX0）と、使用により感光体ドラム９の感光層がある程度削れた状態での測定部１７による測定値（ＶX1）との差である。即ち、初期設定としての放電の検出による基準ピーク間電圧の設定時からどれだけ電流が変化したかを確認することで、感光体ドラム９の摩耗の程度が把握される。具体的には、以下の式で表される。
Ｖｘ＝ＶX1−ＶX0
尚、本実施形態のプリンタ１では、感光体ドラム９は使用時間に比例して、帯電ローラ７１から感光体ドラム９に流れ込む電流は多くなる特性があるので、使用から間もない場合、測定誤差がある場合などを除き、基本的に、Ｖｘ＞０となる。例えば、ＶX0は、感光体ドラム９の交換や基準ピーク間電圧の再設定時まで、記憶部１２に記憶させておく。
【００９０】
そして、電圧決定用データでは、Ｖｘに対する閾値（電圧値）が設けられる（図１０では、ＶTH1〜ＶTHnとして図示）。尚、本実施形態のプリンタ１では、使用時間が長くなるほど、電流の増加により、Ｖｘは、ＶTHnに近づく。又、図１０において、ｎは任意の整数であり、ｎの値が多いほど、細かな基準ピーク間電圧の補正設定が行えることになる。そして、Ｖｘの値に応じて、基準ピーク間電圧に対する補正値（図１０では、Ｖｐｐａ〜Ｖｐｐｎとして図示）が決定される。尚、ＶｘがＶTHnに近づくほど、感光体ドラム９の摩耗が進み、現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧を大きくする必要があるので、Ｖｐｐａ＜Ｖｐｐｂ＜Ｖｐｐｃ＜・・・＜Ｖｐｐｎの関係がある。
【００９１】
そして、図１０に示すテーブルの最右欄に示すように、基準ピーク間電圧に対してＶｐｐａ〜Ｖｐｐｎのいずれかを加える形で、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の補正が行われる。これにより、摩耗により、感光体ドラム９と現像ローラ８１間のギャップ長が長くなっても、形成される画像の濃度は維持される。
【００９２】
即ち、電圧決定用データは、電流の絶対値が小さい場合よりも大きい場合の方が、ピーク間電圧が大きくなるように定められ、制御部１０は、電流と電圧決定用データを参照して、電流の絶対値が大きくなるに従ってピーク間電圧が大きくなるように、ピーク間電圧を決定し、決定したピーク間電圧を印刷時に交流電圧印加部８６に印加させる。より具体的には、電流の絶対値が大きくなるに従って、Ｖｐｐ１を補正してピーク間電圧が基準ピーク間電圧から大きくなるように、印刷時のピーク間電圧を決定する（補正する）。
【００９３】
ここで、電圧決定用データにおける閾値ＶTH1〜ＶTHn、及び、補正値Ｖｐｐａ〜Ｖｐｐｎの決定方法について述べておく。帯電や飛翔に関するトナーの特性や、感光体ドラム９、現像ローラ８１の材質等によって、電圧決定用データにおける閾値ＶTH1〜ＶTHn、及び、補正値Ｖｐｐａ〜Ｖｐｐｎの決定方法は多様であるが、例えば、機種ごとに実験を繰り返し、帯電ローラ７１から感光体ドラム９に流れ込む電流の大きさの変化に対して、感光体ドラム９の感光層の層厚が実際にどれほど変化しているかを測定し、変化した層厚に対し、ピーク間電圧を放電が生じない範囲でどれほど大きくすれば、感光体ドラム９までトナーが十分に飛翔するか検証する。これらの測定、検証結果により、統計的に、電流量の変化と、感光体ドラム９の感光層の層厚の変化の相関関係を確認し、基準ピーク間電圧の補正値を把握し、電圧決定用データにおける閾値ＶTH1〜ＶTHn、及び、補正値Ｖｐｐａ〜Ｖｐｐｎの値を定めることができる。
【００９４】
このようにして、本発明の実施形態によれば、使用により、感光体ドラム９表面が削られると、感光体ドラム９の抵抗値が下がり、帯電ローラ７１（帯電部）と感光体ドラム９間で流れる電流が増加することに着目し、感光体ドラム９と現像ローラ８１間のギャップ長が長くなるに従い、現像ローラ８１に印加される交流電圧のピーク間電圧は大きくなっていくので、ギャップ長が長くなっても、トナーの飛翔距離が伸び、総合的にみて、感光体ドラム９に付着するトナーの量に大きな変化がなくなる。即ち、帯電ローラ７１と感光体ドラム９間で流れる電流に基づき、現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧を、適切に補正することができる。従って、形成画像の濃度が薄くなるといった、使用時間に比例した画像への影響をなくすことができる。
【００９５】
又、まず、感光体ドラム９の感光層の摩耗がない状態で、放電が生じない範囲で、最大限に現像効率を高めたピーク間電圧が設定され、その設定されたピーク間電圧を基準（基準ピーク間電圧）として、現像ローラ８１と感光体ドラム９間のギャップ長が長くなるに従い、ピーク間電圧を大きくしていくので、現像効率の高い状態を維持することができる。従って、高画質が維持される画像形成装置を提供することができる。又、表面の感光層としてＯＰＣ（Organic Photo Conductor、「有機感光体」と呼ばれることがある）を用いたＯＰＣドラムである場合、ＯＰＣは、一般的にアモルファスシリコン等の他の感光体に比べて、削れて感光層の層厚が薄くなりやすい傾向がある。しかし、この構成によれば、ＯＰＣドラムであっても、形成画像の濃度が薄くなるといった、使用時間に比例した画像への影響をなくすことができる。
【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。この場合、電流の向きは上記実施形態の説明と逆方向となるが、電流の大きさは、計測部１７が変換された電圧値を把握することで確認できる。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帯電ローラ等を有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】実施形態に係る現像バイアス印加と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８】実施形態に係る帯電ローラと感光体ドラム間の電流の大きさを測定するための構成の一例の説明図である。
【図９】実施形態に係る帯電ローラと感光体ドラム間の電流の大きさに基づく基準ピーク間電圧の補正の設定制御の一例を示すフローチャートである。
【図１０】実施形態に係る基準ピーク間電圧の補正に用いる電圧決定用データのデータテーブルの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１    プリンタ（画像形成装置）              １０  制御部
１２  記憶部                                １４  検出部
１７  測定部                                ８６  交流電圧印加部
３３（３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ）  ブレード
３４（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ）  ブラシ（清掃部材）
７１（７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ）  帯電ローラ（帯電部）
８１（８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄ）  現像ローラ
９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）  感光体ドラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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