(57)【要約】【課題】放電が始まるピーク間電圧の検出をできるだけ短時間で行うとともに、複数の画像形成部での放電の同時発生による悪影響を低レベルに抑える。【解決手段】画像形成装置は、感光体ドラムと、ギャップが設けられつつ対向する現像ローラを含む画像形成部と、現像ローラに電圧を印加する交流電圧印加部と、放電発生を検出するための検出部と、制御部と、を備え、放電が始まるピーク間電圧の検出時、制御部は、直前の変化量の半分の変化量でピーク間電圧を変化させて現像ローラへの交流電圧の印加を繰り返させ、直前の交流電圧印加で放電が発生した場合はピーク間電圧を大きくする方向に、放電が発生しなかった場合はピーク間電圧を小さくする方向に変化させる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラムと、前記感光体ドラムへのトナーの供給のため、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する現像ローラと、を含む画像形成部と、
前記現像ローラに電圧を印加する交流電圧印加部と、
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、
前記交流電圧印加部を制御し、又、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、を備え、
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、前記感光体ドラムと前記現像ローラ間で放電が始まるピーク間電圧の検出時、
前記制御部は、まず、前記現像ローラに印加する交流電圧のピーク間電圧の範囲である調整幅の半分の大きさの変化量で、前記調整幅の最小値を大きくする方向に変化させたピーク間電圧の交流電圧を前記現像ローラに印加させ、その後、前記交流電圧印加部が設定可能な最小の前記変化量以下となるまで、直前の変化量の半分の変化量でピーク間電圧を変化させて前記現像ローラへの交流電圧の印加を繰り返させるとともに、ピーク間電圧を変化させる際、直前の交流電圧印加で放電が発生した場合はピーク間電圧を大きくする方向に、放電が発生しなかった場合はピーク間電圧を小さくする方向に変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
複数の前記画像形成部を有し、各前記画像形成部に、それぞれ前記交流電圧印加部と、前記検出部と、が設けられ、
前記制御部は、複数の前記現像ローラに同時に交流電圧を印加して放電の検出を行わせるとともに、ピーク間電圧を大きくする方向に変化させる前記画像形成部の数が所定数よりも大きい場合、一部の画像形成部を待ち状態とし、ピーク間電圧を大きくする方向に変化させる前記画像形成部を所定数以下とした上で、各現像ローラに交流電圧を印加す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】
各画像形成部には優先順位が定められ、
前記制御部は、優先順位の低い前記画像形成部から待ち状態とすることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
各画像形成部は並列に配され、
優先順位は、両端に配された画像形成部のうち、いずれか１つの画像形成部が第１位であり、第１位の画像形成部から遠い画像形成部の優先順位は第２位に設定されることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記調整幅は、前記最小の変化量と２の累乗を乗じた値に設定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項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、プリンタ、複合機、複写機、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、直流と交流が重畳された、いわゆる現像バイアスが現像ローラに印加され、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。印刷中に放電が発生すると、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。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（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】
印刷時に放電が生じない範囲で、できるだけ大きなピーク間電圧の交流電圧を印加するため、特許文献１に記載のように、放電をわざと生じさせ、放電が始まるピーク間電圧がどのあたりかを検出する画像形成装置が存在する。一般に、このような放電検出動作は、工場のラインでの検査時、顧客先への設置時、環境（温度、湿度等）に大きな変化があった時など、頻繁に行われ得る。しかし、放電が始まるピーク間電圧検出に長時間要すれば、検査や設置時のセットアップの時間や画像形成装置を使用できない時間が増えるので、放電が始まるピーク間電圧の検出は、できるだけ短時間とすべきという問題がある。
【０００６】
しかも、画像形成装置は、カラー画像形成のため、画像形成部を複数備えることがある（例えば、ブラック用、イエロー用、シアン用、マゼンタ用の４つ）。例えば、４つの画像形成部を有する画像形成装置で、放電が始まるピーク間電圧の検出が、画像形成部ごとに（１つずつ）行われれば、非常に時間がかかる。
【０００７】
そのため、同時に複数の画像形成部を有する画像形成装置では、放電が始まるピーク間電圧の検出を複数の画像形成部で並行し、所要時間の短縮化を図ることが考えられる。しかし、複数の画像形成部で同時に放電が発生すると、ノイズが非常に大きくなる場合がある。例えば、画像形成装置では、各画像形成部の他、制御基板、高電圧を発生させる高圧基板などがフレームをグランドとし、放電の同時発生で大きな電流がフレームに流れ込むと、各電気回路に誤動作、暴走等の悪影響を与える可能性がある。従って、同時に複数の画像形成部で、放電の同時発生を防ぐべきであるという問題がある。
【０００８】
尚、特許文献１を見ると、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が（特許文献１：請求項１等参照）、ΔＶｍａｘを急速に増加させても正確に放電が始まるピーク間電圧を検出できないので、検出を短時間で終わらせ難いという問題がある。又、特許文献１記載の発明を複数の画像形成部を有する画像形成装置に適用し、放電の検出動作を並行させた場合、複数の画像形成部で同時に放電が発生する可能性が低いとは言えないので、放電の同時発生による電気回路への悪影響を回避できない。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、放電が始まるピーク間電圧の検出をできるだけ短時間で行うとともに、複数の画像形成部での放電同時発生による悪影響を低レベルに抑え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、前記感光体ドラムへのトナーの供給のため、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する現像ローラと、を含む画像形成部と、前記現像ローラに電圧を印加する交流電圧印加部と、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、前記交流電圧印加部を制御し、又、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、を備え、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、前記感光体ドラムと前記現像ローラ間で放電が始まるピーク間電圧の検出時、前記制御部は、まず、前記現像ローラに印加する交流電圧のピーク間電圧の範囲である調整幅の半分の大きさの変化量で、前記調整幅の最小値を大きくする方向に変化させたピーク間電圧の交流電圧を前記現像ローラに印加させ、その後、前記交流電圧印加部が設定可能な最小の変化量以下となるまで、直前の変化量の半分の変化量でピーク間電圧を変化させて前記現像ローラへの交流電圧の印加を繰り返させるとともに、ピーク間電圧を変化させる際、直前の交流電圧印加で放電が発生した場合はピーク間電圧を大きくする方向に、放電が発生しなかった場合はピーク間電圧を小さくする方向に変化させることとした。
【００１１】
この構成によれば、ピーク間電圧の変化量を半分に小さくしていくので、従来のようにピーク間電圧を徐々に大きくする場合に比べ、効率的に放電が始まるピーク間電圧の検出が行われる。従って、放電が始まるピーク間電圧の検出の所要時間が短くなる。
【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、複数の前記画像形成部を有し、各前記画像形成部に、それぞれ前記交流電圧印加部と、前記検出部と、が設けられ、前記制御部は、複数の前記現像ローラに同時に交流電圧を印加して放電の検出を行わせるとともに、ピーク間電圧を大きくする方向に変化させる前記画像形成部の数が所定数よりも大きい場合、一部の画像形成部を待ち状態とし、ピーク間電圧を大きくする方向に変化させる前記画像形成部を所定数以下とした上で、各現像ローラに交流電圧を印加することとした。
【００１３】
この構成によれば、複数の画像形成部を備える場合でも、同時に放電検出を行うので、放電が始まるピーク間電圧の検出に要する時間を短くすることができる。又、大きくする方向にピーク間電圧を変化させると、交流電圧印加時に放電が発生しやすくなるところ、この構成によれば、ピーク間電圧を大きくする方向に変化させる画像形成部を所定数以下とするので、所定数を超えた複数の放電の同時発生を防ぐことができる。従って、電気回路の誤動作、暴走等の放電の悪影響による異常発生を防ぐことができる。
【００１４】
ここで、所定数は任意に設定できる整数であるが、所定数と画像形成部の全個数を同数とすれば、単純に全画像形成部に同時に交流電圧を印加する場合と差が無くなるので、０よりも大きく画像形成部の全個数から１を引いた数までとする。又、所定数を多くすれば放電が始まるピーク間電圧の検出に要する時間は短くなるが、放電の同時発生が生じやすくなる。一方、所定数を少なくすれば放電の同時発生による悪影響を軽減できるが、放電が始まるピーク間電圧の検出に要する時間は長くなる。従って、所定数は、放電の同時発生による悪影響と検出時間との兼ね合いで適宜設定することができる。
【００１５】
又、請求項３に係る発明は、請求項２記載の発明において、各画像形成部には優先順位が定められ、前記制御部は、優先順位の低い前記画像形成部から待ち状態とすることとした。この構成によれば、優先順位の低い画像形成部から待ち状態とされるので、放電が始まるピーク間電圧の検出を行う画像形成部の順序を制御することができる。
【００１６】
又、請求項４に係る発明は、請求項３記載の発明において、各画像形成部は並列に配され、優先順位は、両端に配された画像形成部のうち、いずれか１つの画像形成部が第１位であり、第１位の画像形成部から遠い画像形成部の優先順位は第２位に設定されることとした。この構成によれば、位置的に離れた関係にある画像形成部から優先的に、放電が始まるピーク間電圧検出のための交流電圧印加がなされるので、放電が同時に発生しても、放電による電流がフレームのグランドに流れ込むタイミングをずらす等によって、放電による悪影響をある程度軽減することができる。従って、放電が同時に発生しても、電気回路での誤動作や暴走が発生し難くなる。
【００１７】
又、請求項５に係る発明は、請求項１〜４の発明において、前記調整幅は、前記最小の変化量と２の累乗を乗じた値に設定されることとした。この構成によれば、ピーク間電圧を変化させる際に、変化量を正確に半分にすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、放電が始まるピーク間電圧の検出をできるだけ短時間で行える。又、複数の画像形成部での放電の所定数を超えた同時発生を回避し、放電による悪影響を低レベルに抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態に係るプリンタの概略構成を示す模型的正面断面図である。
【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検出の概要を説明するためのブロック図である。
【図６】実施形態に係る各画像形成部での放電が始まるピーク間電圧の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７】実施形態に係る各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８】実施形態に係るプリンタでの放電が始まるピーク間電圧の検出動作の制御の基本的な流れの一例を示すフローチャートである。
【図９】実施形態に係るプリンタでの放電が始まるピーク間電圧の検出動作の詳細な一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図１乃至図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。
【００２１】
（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の概略構成を示す模型的正面断面図である。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、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。
【００２２】
操作パネル１ａは、液晶表示部や、各種キーを備え、プリンタ１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。シート供給部２ａは、例えば、コピー用紙、ＯＨＰシート等の各種シートを収容し、モータ等の駆動機構（不図示）で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等を経て排出トレイ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。
【００２３】
図１及び図２に示すように、プリンタ１は、感光体ドラム９と、感光体ドラム９へのトナーの供給のため、感光体ドラム９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する現像ローラ８１を含み、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、複数の画像形成部３（４色分）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３ｋ（帯電装置７ｋ、現像装置８ｋ、除電装置３１ｋ、清掃装置３２ｋ等を具備）と、イエローの画像を形成する画像形成部３ｙ（帯電装置７ｙ、現像装置８ｙ、除電装置３１ｙ、清掃装置３２ｙ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３ｍ（帯電装置７ｍ、現像装置８ｍ、除電装置３１ｍ、清掃装置３２ｍ等を具備）と、を備える。
【００２４】
ここで、図２に基づき、各画像形成部３ｋ〜３ｍを詳述する。尚、各画像形成部３ｋ〜３ｍ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ｋ、ｙ、ｃ、ｍ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３ｋ、３ｙ、３ｃ、３ｍ内の各部材に、識別的にｋ、ｙ、ｃ、ｍの符号を付すこととする。）
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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８ｋはブラック、現像装置８ｙはイエロー、現像装置８ｃはシアン、現像装置８ｍ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。
【００２８】
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と磁気ローラ８２の対向位置の磁石８１３と磁石８２３では、異極が向かい合う。
【００２９】
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）。
【００３０】
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ブラシ３４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、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。
【００３１】
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、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。
【００３２】
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６参照）。
【００３３】
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５１ｋ〜５１ｍ、中間転写ベルト５２、駆動ローラ５３、従動ローラ５４〜５６、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。
【００３４】
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５４〜５６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。
【００３５】
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。
【００３６】
（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、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、放電の発生の有無を確認し、感光体ドラム９と現像ローラ８１間で放電が始まるピーク間電圧を検出するために行う。
【００３７】
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等が設けられる。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ｋ、ｙ、ｃ、ｍの符号を付しても良いが、各画像形成部３に対し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、図３の説明では、ｋ、ｙ、ｃ、ｍの符号は省略して説明する。
【００３８】
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、直流電圧印加部８５と、交流電圧印加部８６が接続される。
【００３９】
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。
【００４０】
直流電圧印加部８５は、プリンタ１内の電源装置１６等（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。
【００４１】
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し、現像ローラ８１に電圧を印加する回路である。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。
【００４２】
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。
【００４３】
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、直流と昇圧後の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。
【００４４】
検出部１４は、現像ローラ８１と感光体ドラム９間での放電発生を検出するための回路であり、放電発生時に現像ローラ８１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。尚、ＣＰＵ１１が増幅回路を有していれば、アンプ１５は不要である。
【００４５】
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。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。尚、ＣＰＵ１１にＡ／Ｄ変換機能を有すれば、Ａ／Ｄ変換器は不要である。
【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して、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。
【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。尚、図４では、便宜上、画像形成部３等は１つのみ図示している。
【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、例えば、交流電圧印加部８６の出力やそのタイミングを制御し、又、検出部１４の出力に基づき放電発生を認識するほか、装置の各部を制御する。そして、例えば、制御部１０は、ＣＰＵ１１、記憶部１２等で構成される。ＣＰＵ１１は、制御部１０内での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。尚、プリンタ１では多数の制御を行う必要があるので、プリンタ１の全体制御を司る基板や、各モータの駆動を制御する基板等、機能を分割された形態で複数のＣＰＵ１１を有する等、制御部１０は分散されて構成されてもよい。
【００４９】
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、各種データを記憶する。尚、本発明に関し、記憶部１２は、放電が始まるピーク間電圧を検出するプログラムや、印刷時に現像ローラ８１に印加する電圧の設定等を記憶する。
【００５０】
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、モータＭは、制御部１０と接続され、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や磁気ローラ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。
【００５２】
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。又、各画像形成部３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。
【００５３】
（現像バイアス印加と放電検出の概要）
次に、図５に基づき、本発明の実施形態に係る放電検出の概要を説明する。図５は、本発明の実施形態に係る放電検出の概要を説明するためのブロック図である。
【００５４】
図２や、図５に示すように、本実施形態のプリンタ１には、感光体ドラム９に対向する現像ローラ８１を含む画像形成部３ｋ〜３ｍが計４つ設けられる。そして、各画像形成部３に対し、現像ローラ８１に現像バイアスを印加するための交流電圧印加部８６（８６ｋ〜８６ｍ）、直流電圧印加部８５（８５ｋ〜８５ｍ）、放電を検出するための検出部１４（１４ｋ〜１４ｍ）、アンプ１５（１５ｋ〜１５ｍ）、Ａ／Ｄ変換器１７（１７ｋ〜１７ｍ）がそれぞれ設けられる。即ち、本実施形態のプリンタ１は、複数の画像形成部３を有し、各画像形成部３に、それぞれ交流電圧印加部８６や検出部１４等が設けられる。
【００５５】
ここで、図２、図３で示したように、各現像ローラ８１と各感光体ドラム９間には、微少なギャップ（例えば、１００〜数百μｍ程度）を設けられる。しかし、各画像形成部３では、感光体ドラム９と現像ローラ８１の取付における誤差や平行度の誤差等が存在する。又、各感光体ドラム９は、蒸着等で感光層が形成され、各現像ローラ８１にはアルミニウム等を加工して形成したスリーブ８１２が用いられるが、感光体ドラム９や現像ローラ８１（スリーブ）は、製造上、完全な円筒形状、円柱形状とすることが難しい。即ち、各感光体ドラム９や各現像ローラ８１には、ふれ（理想的な形状とのずれ）が存在する。
【００５６】
このような誤差やふれの存在で、各画像形成部３で各現像ローラ８１と各感光体ドラム９間のギャップ長に、微少な差異が存在する。そうすると、放電が始まる交流電圧のピーク間電圧が各画像形成部３で異なる。従って、放電が始まるピーク間電圧の検出は、それぞれの画像形成部３について行う必要がある。
【００５７】
具体的に、ピーク間電圧を変化させながら、各現像ローラ８１への交流電圧印加を繰り返し、放電の発生を確認し、放電が始まるピーク間電圧が検出される。又、放電が発生した画像形成部３の認識のため、各Ａ／Ｄ変換器１７からの放電検出信号がＣＰＵ１１に入力される。尚、ＣＰＵ１１と各Ａ／Ｄ変換器１７間に放電が検出された画像形成部３を示す信号を生成する放電検出用回路を別途設け、ＣＰＵ１１にその信号を入力しても良い。
【００５８】
そして、各画像形成部３では、検出された放電が始まるピーク間電圧に基づき、印刷時に各現像ローラ８１に印加する交流電圧の大きさが決定される。そして、各画像形成部３には、それぞれ交流電圧印加部８６が設けられるので、印刷時に異なるピーク間電圧の交流電圧を各現像ローラ８１に印加することができる。
【００５９】
（現像ローラ８１に印加する交流電圧の設定）
次に、図６及び図７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６は、本発明の実施形態に係る各画像形成部３での放電が始まるピーク間電圧の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７は、本発明の実施形態に係る各現像ローラ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、図６及び図７における説明は、各画像形成部３で共通するので、画像形成部３の区別を示すｋ、ｙ、ｃ、ｍの符号は省略する。
【００６０】
まず、図６に基づき、放電が始まるピーク間電圧の検出動作の概略を説明する。尚、図６での、「現像ローラ（交流）」は、各交流電圧印加部８６が各現像ローラ８１に交流電圧を印加するタイミングを示す。「現像ローラ（直流）」は、各直流電圧印加部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、各磁気ローラバイアス部８４（図４参照）が各磁気ローラ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）」は各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、各帯電装置７が各感光体ドラム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での各感光体ドラム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、各検出部１４による放電発生検出タイミングを示す。
【００６１】
ここで、詳細は後述するが、本実施形態のプリンタ１では、各画像形成部３に対し、基本的に、同時に現像ローラ８１に交流電圧を印加して、放電発生の有無を確認する。従って、以下に説明する各動作は、基本的に各画像形成部３で同時に行われる。
【００６２】
〈初期動作〉
本発明に係る放電が始まるピーク間電圧の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、試験的に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。
【００６３】
〈準備状態〉
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、放電が始まるピーク間電圧の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。その後、条件変更状態（１回目）に移行する。
【００６４】
〈条件変更状態〉
条件変更状態では、ＣＰＵ１１の指示に基づき、交流電圧印加部８６の出力する交流電圧のピーク間電圧の設定等が行われる。そして、各条件変更状態では設定されたピーク間電圧で交流電圧印加部８６が出力を行うように、Ｖｐｐ制御部８８が出力の調整、設定を行う。２回目以降の条件変更状態では、直前に印加したピーク間電圧から変化させて（例えば、上昇、下降）、Ｖｐｐ制御部８８が出力の調整、設定を行う。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。
【００６５】
〈放電検出状態〉
放電検出状態では条件変更状態で設定されたピーク間電圧で現像ローラ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）。尚、ピーク間電圧を変更した交流電圧の印加が一定回数に到るまで、各画像形成部３の現像ローラ８１には交流電圧の印加が繰り返される。
【００６６】
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。上述したように、感光体ドラム９や現像ローラ８１には「ふれ」が存在するが、回転により感光体ドラム９と現像ローラ８１間のギャップ長が短くなる状態が、放電検出状態中に現れる。尚、図６では、１回目やｎ回目の放電検出状態で、いずれかの画像形成部３で放電が検出されたことを示す。
【００６７】
次に、図７に基づき、現像ローラ８１への電圧の印加について説明する。尚、図７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。
【００６８】
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（例えば、５０〜１００Ｖ程度）。「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。
【００６９】
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、放電検出状態で、各現像ローラ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（例えば、５０〜２００Ｖ程度）。又、「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）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。
【００７０】
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値に設定する（図７下段）。
【００７１】
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は正極性で帯電し、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。
【００７２】
（放電が始まるピーク間電圧の検出の制御の基本的な流れ）
次に、図８に基づき、本発明の実施形態に係るプリンタ１の放電が始まるピーク間電圧の検出動作の制御の基本的な流れの一例を説明する。図８に基づき、本発明の実施形態に係るプリンタ１での放電が始まるピーク間電圧の検出動作の制御の基本的な流れの一例を示すフローチャートである。
【００７３】
これら放電が始まるピーク間電圧の検出動作は、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。また、主電源投入時に行っても良い。尚、プリンタ１の設置時に行うのは、設置環境の標高で気圧が変化し（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。
【００７４】
又、環境変化に対応するため、画像形成装置は、温度センサや湿度センサを備える場合があり、図示しないが、本実施形態のプリンタ１も備える。そして、前回の放電検出動作時の温度や湿度を記憶部１２等に記憶しておき、前回の放電検出動作時の温度や湿度と一定値以上異なった際に、放電が始まるピーク間電圧の検出が行われても良い。
【００７５】
図８を説明する。操作パネル１ａ等に対し所定操作がなされ、放電が始まるピーク間電圧の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全ての画像形成部３において、感光体ドラム９、各スリーブ等や、中間転写部５での各ローラ等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、放電が始まるピーク間電圧の検出動作が終了するまで継続する。次に、図６で説明した初期動作が全ての画像形成部３で実行される（ステップＳ２）。次に、図６で説明した準備状態への移行が全画像形成部３で実行され（ステップＳ３）、例えば、ＣＰＵ１１の指示により、各帯電電圧印加部７２が、各帯電装置７に電圧印加を開始する。
【００７６】
次に、全ての画像形成部３で、図６で説明した条件変更状態と放電検出状態が繰り返され、各画像形成部３で、放電が始まるピーク間電圧の検出が行われる（ステップＳ４）。尚、ステップＳ４の詳細は、後述する。
【００７７】
そして、ステップＳ４で各画像形成部３の放電が始まるピーク間電圧が決定されると、その検出、決定された各画像形成部３のピーク間電圧Ｖｐｐ２、周波数ｆ２、デューティ比Ｄ２、バイアス設定値Ｖｄｃ２から、図７の電位差Ｖ+2（Ｖｐｐ２印加時の感光体ドラム９と現像ローラ８１の電位差）を、画像形成部３ごとに求める（ステップＳ５）。
【００７８】
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各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。
【００７９】
具体的には、放電検出動作時の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。
【００８０】
次に、求められたそれぞれのＶ+2に基づき、ＣＰＵ１１は、図７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を各画像形成部３について設定し、その設定値を記憶部１２等に記憶する（ステップＳ６）。具体的に、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、それぞれの画像形成部３での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。
【００８１】
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であって、画像形成部３ごとに異なる交流電圧を印加できる。そして、印刷時のピーク間電圧の設定が完了すれば、放電発生検出と印刷時のピーク間電圧の設定は終了する（エンド）。このように、それぞれ定められたピーク間電圧が、各画像形成部３での図７におけるＶｐｐ１となる。
【００８２】
（放電が始まるピーク間電圧の検出制御の詳細）
次に、図９に基づき、本発明の実施形態に係るプリンタ１の放電が始まるピーク間電圧の検出動作の制御の詳細な一例を説明する。即ち、図８におけるステップＳ４の詳細を説明する。図９は、本発明の実施形態に係るプリンタ１での放電が始まるピーク間電圧の検出動作の詳細な一例を示すフローチャートである。
【００８３】
まず、図９に示すフローチャートの説明に入る前に、本説明での前提について述べる。本説明では、各画像形成部３での現像バイアスにおける交流電圧のピーク間電圧を８００Ｖ〜１０５６Ｖの範囲で変化させて放電が始まるピーク間電圧を検出するものとする。また、交流電圧印加部８６のＶｐｐ制御部８８は、１Ｖ単位でピーク間電圧の変更が可能とする。従って、本実施形態のプリンタ１では、放電が始まるピーク間電圧の検出で、２５６Ｖ（２５６段階）の範囲を調整幅とする。即ち、調整幅は、最小の変化量と２の累乗を乗じた値（１Ｖ×２8）に設定される。
【００８４】
次に、図９に示すフローチャートにおける各記号（符号）について説明する。まず「Ｖｏｆ」は、放電の検出におけるピーク間電圧の最小値を示し、本説明では８００Ｖとなる。「Ｖｍ」、「Ｖｋ」、「Ｖｙ」、「Ｖｃ」は、次の放電検出状態（実際の交流電圧印加）時のピーク間電圧を示す。「Ｖｄ＿ｍ」、「Ｖｄ＿ｋ」、「Ｖｄ＿ｙ」、「Ｖｄ＿ｃ」は、各画像形成部３で、条件変更状態で変化させるピーク間電圧の変化量を示す。尚、「ｍ」、「ｋ」、「ｙ」、「ｃ」の符号は、それぞれ「マゼンダの画像形成部３ｍ」、「ブラックの画像形成部３ｋ」、「イエローの画像形成部３ｙ」、「シアンの画像形成部３ｃ」に関する値であることを示し、以下同様である。
【００８５】
ここで、本実施形態のプリンタ１では、放電が始まるピーク間電圧の検出のため、最初に各画像形成部３で各現像ローラ８１に交流電圧を印加する際（最初の放電検出状態）、調整幅の半分の値（本説明では、１２８Ｖ）をＶｏｆに加えた値のピーク間電圧で交流電圧が印加される（本説明では、９２８Ｖとなる）。次に現像ローラ８１に交流電圧を印加する際、直前の設定時よりも調整幅の半分の値の更に半分の変化量（本説明では変化量は６４Ｖ）で交流電圧のピーク間電圧を変化させる（具体的に、９２８＋６４＝９９２Ｖ若しくは９２８−６４＝８６４Ｖとされる）。その後現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧の設定が行われるたびに、交流電圧のピーク間電圧は、前の設定時に比べ変化量の半分で変化する（本説明では、交流電圧を印加するたびに、変化量は６４Ｖ→３２Ｖ→１６Ｖ→８Ｖ→４Ｖ→２Ｖ→１Ｖと変わる）。
【００８６】
即ち、放電が始まるピーク間電圧の検出のため、制御部１０は、まず、現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧の範囲である調整幅の半分の大きさの変化量で、調整幅の最小値を大きくする方向に変化させたピーク間電圧の交流電圧を現像ローラ８１に印加させ、その後、交流電圧印加部が設定可能な最小の変化量以下となるまで、直前の変化量の半分の変化量でピーク間電圧を変化させて現像ローラ８１への交流電圧の印加を繰り返させる。
【００８７】
又、「Ｎｍ」、「Ｎｋ」、「Ｎｙ」、「Ｎｃ」は、それぞれ、各画像形成部３で交流電圧を印加して放電の有無の検出を行った回数（＝放電検出状態に到った回数）である。尚、各Ｖｐｐ制御部８８は、１Ｖ単位でピーク間電圧の変更が可能であり、調整幅が２５６（２8）Ｖであり、ピーク間電圧の変化量を半分にしつつ現像ローラ８１への交流電圧印加を繰り返すから、Ｎｍ〜Ｎｃの最大値は本例では８（回）となる。又、「Ｐｍ」、「Ｐｋ」、「Ｐｙ」、「Ｐｃ」は、それぞれ、各画像形成部３での次の交流電圧印加（次の放電検出状態）でのピーク間電圧の変化の方向を示し、直前に印加した交流電圧のピーク間電圧よりも大きくする場合は、「＋１」、小さくする場合は、「−１」が設定される。尚、「＋１」となるか、「−１」となるかは、現像ローラ８１に交流電圧を印加した際、放電が発生したか否かで定まる（ステップＳ４１９参照）。
【００８８】
又、「Ｌｍ」、「Ｌｋ」、「Ｌｙ」、「Ｌｃ」は、それぞれ、各画像形成部３での次の交流電圧印加（次の放電検出状態）での放電が発生する確率を示す。具体的に、Ｐｍ、Ｐｋ、Ｐｙ、Ｐｃに「＋１」が設定されている場合、ピーク間電圧は大きくなる方向に変化するので、対応する色のＬｍ、Ｌｋ、Ｌｙ、Ｌｃは、「＋１」が設定される。一方、Ｐｍ、Ｐｋ、Ｐｙ、Ｐｃに「−１」が設定されている場合、対応する色のＬｍ、Ｌｋ、Ｌｙ、Ｌｃは、「０」が設定される。尚、最初に、各現像ローラ８１に交流電圧を印加する場合、放電が発生するか不明なので、Ｐｍ、Ｐｋ、Ｐｙ、Ｐｃ、Ｌｍ、Ｌｋ、Ｌｙ、Ｌｃは、全て「＋１」と設定する。
【００８９】
又、「Ｆｍ」、「Ｆｋ」、「Ｆｙ」、「Ｆｃ」は、現像ローラ８１に交流電圧を印加する際、実際に交流電圧印加を行うかを決めるフラグを示す。本説明では放電検出状態で、現像ローラ８１に交流電圧を印加する場合は「＋１」が設定され、印加しない場合は、「０」が設定される。
【００９０】
以上の前提のもと、図９に示すフローチャートの説明を行う。まず、図９におけるスタートは、図８を用いて説明した放電検出動作時の際、全画像形成部３での準備状態への移行（ステップＳ３）が完了した時点である。そして、条件変更状態に到った際（図９におけるステップＳ４０１〜４１６までが条件変更状態に相当）、制御部１０（ＣＰＵ１１等）は、放電が始まるピーク間電圧の検出のための初期設定を行う。具体的には、Ｖｏｆ＝８００Ｖ、Ｖｄ＿ｍ＝Ｖｄ＿ｋ＝Ｖｄ＿ｙ＝Ｖｄ＿ｃ＝１２８Ｖと設定する。又、Ｐｍ＝Ｐｋ＝Ｐｙ＝Ｐｃ＝＋１、Ｌｍ＝Ｌｋ＝Ｌｙ＝Ｌｃ＝＋１と設定する（ステップＳ４０１）。この設定では、現像ローラ８１に印加されうる最小のピーク間電圧である８００Ｖを基準として、全ての画像形成部３で、８００Ｖに対する変化量が、１２８Ｖと設定される。従って、最初の放電検出状態で、各画像形成部３で実際に現像ローラ８１には８００＋１２８＝９２８Ｖのピーク間電圧の交流電圧が印加される。そして、Ｎｍ〜Ｎｃは、放電が始まるピーク間電圧を検出するため、実際に現像ローラ８１に交流電圧を印加した回数（放電検出状態の回数）を示し、初期は全て０と設定される。
【００９１】
次に、制御部１０は、マゼンタの画像形成部３ｍでの放電検出実行回数につき、Ｎｍ＜８であるかを確認する（ステップＳ４０２）。即ち、直前の交流電圧を印加した際のピーク間電圧の変化量と、各Ｖｐｐ制御部８８が変更可能な単位（１Ｖ）とが同じとなったため、もはや変化量を半分に小さくできないかを確認する。言い換えると、最大回数、放電検出状態に移行したかを確認する。もし、Ｎｍ≧８ならば（ステップＳ４０２のＮｏ）、放電の発生の有無を確認する必要はないので、制御部１０は、マゼンタの画像形成部３ｍのフラグをＦｍ＝０とし（ステップＳ４０３）、放電検出状態となっても交流電圧を印加しないように設定する。
【００９２】
一方、Ｎｍ＜８ならば（ステップＳ４０２のＹｅｓ）、制御部１０は、Ｖｍ＝Ｖｏｆ＋（Ｐｍ×Ｖｄ＿ｍ）、Ｖｄ＿ｍ＝Ｖｄ＿ｍ／２、Ｎｍ＝Ｎｍ＋１、Ｆｍ＝＋１と設定する（ステップＳ４０４）。このステップＳ４０４で、放電検出状態で現像ローラ８１に印加される交流電圧のピーク間電圧が決定される。この決定に従って、制御部１０は、Ｖｐｐ制御部８８に指示し、Ｖｐｐ制御部８８は、決定されたピーク間電圧を出力するように、交流電圧のピーク間電圧を設定、変化させる。又、Ｖｄ＿ｍ＝Ｖｄ＿ｍ／２の計算式によって、次回の放電検出状態の際のピーク間電圧の変化量が半分とされる。又、フラグを示すＦｍは、＋１に設定され、次の放電検出状態では、現像ローラ８１に設定されたピーク間電圧の交流電圧が印加される。
【００９３】
次に、制御部１０は、ブラックの画像形成部３ｋでの放電検出実行回数につき、Ｎｋ＜８であるかを確認する（ステップＳ４０５）。尚、ステップＳ４０５〜Ｓ４０７は、ステップＳ４０２〜４０４と、画像形成部３が異なるだけであり、基本的な考え方は同様に適用できるので、援用するものとしてステップＳ４０５〜４０７の説明は省略する。
【００９４】
そして、ステップＳ４０７の後、制御部１０は、（Ｌｍ＋Ｌｋ＋Ｌｙ）≦所定数であるかを確認する（ステップＳ４０８）。後述のステップＳ４１９で、放電の発生の有無によって、次に現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧を大きくする方向に変化させるか、小さくする方向に変化させるかが決定されるが、ピーク間電圧を大きくする方向に変化させる場合、放電が発生する確率が大きくなる。そうすると、複数の画像形成部３で同時に放電が発生する確率が大きくなる。そこで、制御部１０は、（Ｌｍ＋Ｌｋ＋Ｌｙ）≦所定数であるかを確認して、ピーク間電圧を大きくする方向に変化させる画像形成部３の数を所定数以下に抑える。
【００９５】
ここで、所定数は、０よりも大きな整数の値を取り任意に設定できる整数であり、本説明では２〜３と設定することができ、尚、所定数は所定数と画像形成部３の個数を同数とすれば、単純に全画像形成部３に同時に交流電圧を印加する場合と差が無くなるので、画像形成部３の全個数から１を引いた数までとする。所定数＝２ならば、放電が同時に発生し得る画像形成部３の数を２つまで認めることになる。又、所定数＝３ならば、所定数が１や２の場合に比べ、放電の同時発生は起きやすくなるが、放電が始まるピーク間電圧の検出の所要時間が最も短くなる。尚、所定数は、プリンタ１におけるフレーム等に対するノイズ対策の程度や、制御部１０等の電気回路でのノイズによる誤作動、暴走等の生じにくさ、放電が始まるピーク間電圧の検出時間との兼ね合い等を勘案して適宜設定できる。
【００９６】
尚、最も放電の同時発生が少なくなるので、所定数＝１とすることもできるが、所定数＝１とする場合は、ステップＳ４０５の前に（Ｌｍ＋Ｌｋ）≦所定数（＝１）を確認するステップを別途設け、条件を満たす場合、ブラックの画像形成部３ｋのフラグを示すＦｋ＝０とするステップも設ける必要がある。
【００９７】
そして、（Ｌｍ＋Ｌｋ＋Ｌｙ）≦所定数であれば（ステップＳ４０８のＹｅｓ）、同時に発生する放電の数を所定数以下にとどめられるので、ステップＳ４０９に移行し、制御部１０がイエローの画像形成部３ｙでの放電検出実行回数につき、Ｎｙ＜８であるかを確認する。尚、ステップＳ４０９は、ステップＳ４０２、Ｓ４０５と同様であるため、詳細な説明を省略する。一方、（Ｌｍ＋Ｌｋ＋Ｌｙ）＞所定数である場合（ステップＳ４０８のＮｏ）、及び、Ｎｙ≧８である場合（ステップＳ４０９のＮｏ）、制御部１０は、イエローの画像形成部３ｙのフラグをＦｙ＝０とし（ステップＳ４１０）、次の放電検出状態では、交流電圧を印加されず待ち状態とされる。これにより、放電の同時発生確率を減らすことができる。
【００９８】
又、Ｎｙ＜８ならば（ステップＳ４０９のＹｅｓ）、ステップＳ４１１に移行し、制御部１０はイエローの画像形成部３について各値の設定を行う。尚、ステップＳ４１１は、上述したステップＳ４０４、４０７と同様であり、詳細な説明は省略する。ステップＳ４１０又はステップＳ４１１の後、制御部１０は、（Ｌｍ＋Ｌｋ＋Ｌｙ＋Ｌｃ）≦所定数であるかを確認する（ステップＳ４１２）。ステップＳ４１２は、ステップＳ４０８と同様に、制御部１０が、（Ｌｍ＋Ｌｋ＋Ｌｙ＋Ｌｃ）≦所定数であるかを確認して、ピーク間電圧を大きくする方向に変化させる画像形成部３の数を所定数以下に抑えて、複数の画像形成部３で同時に放電が発生する確率を小さくする。
【００９９】
このように、制御部１０は複数の現像ローラ８１に同時に交流電圧を印加して放電検出を行わせるとともに、ピーク間電圧を大きくする方向に変化させる画像形成部３の数が所定数よりも大きい場合、一部の画像形成部３を待ち状態とし、ピーク間電圧を大きくする方向に変化させる画像形成部３を所定数以下とした上で、各現像ローラ８１に交流電圧を印加する。
【０１００】
更に、本フローチャートの実行の結果、マゼンタとブラックの画像形成部３で優先的に交流電圧印加と放電検出が行われる。即ち、本実施形態のプリンタ１では、各画像形成部３には優先順位が定められ、制御部１０は、優先順位の低い画像形成部３から待ち状態とする。尚、本実施形態のプリンタ１での優先順位は、具体的に、マゼンタ＞ブラック＞イエロー＞シアンである。ここで、並列に配される各画像形成部３の位置関係を見ると（図１参照）、両端に配される画像形成部３であるマゼンタの画像形成部３ｍとブラックの画像形成部３ｋの優先順位が、プログラムの実行上、高く設定される。即ち、優先順位は、両端に配された画像形成部３のうち、いずれか１つの画像形成部３が第１位であり、第１位の画像形成部３から最も遠い画像形成部３の優先順位が第２位に設定される。これにより、放電の同時発生があっても、放電によるノイズの悪影響は軽減される。
【０１０１】
ステップＳ４１２の後、（Ｌｍ＋Ｌｋ＋Ｌｙ＋Ｌｃ）≦所定数である場合（ステップＳ４１２のＹｅｓ）、ステップＳ４１３に移行し、（Ｌｍ＋Ｌｋ＋Ｌｙ＋Ｌｃ）＞所定数である場合、ステップＳ４１４に移行する。尚、ステップＳ４１３は、ステップＳ４０２、４０５、４０９と同様であり、ステップＳ４１４は、ステップＳ４０３、４０６、４１１と同様であり、ステップＳ４１５は、ステップＳ４０４、４０７、４１０と同様であり、対象とする画像形成部３が異なるのみなので、説明を省略する。
【０１０２】
そして、ステップＳ４１４又はＳ４１５の後、制御部１０は、Ｎｍ＋Ｎｋ＋Ｎｙ＋Ｎｃ≧３２であるか確認する（ステップＳ４１６）。即ち、制御部１０は、現像ローラ８１に交流電圧を印加した回数（放電検出状態の回数）が、３２回に到達したかを確認し、全画像形成部３で８回ずつ放電検出が行われたかを確認する。もし、Ｎｍ＋Ｎｋ＋Ｎｙ＋Ｎｃ＜３２ならば（ステップＳ４１６のＮｏ）、制御部１０は、Ｆｍ〜Ｆｃのうち、＋１の画像形成部３のみで、設定されたピーク間電圧で現像ローラ８１に交流電圧を印加させ、放電検出が実行される（ステップＳ４１７）。
【０１０３】
そして、制御部１０は、検出部１４の出力から各画像形成部３で放電発生の有無を確認する（ステップＳ４１８）。そして、制御部１０は、放電があった画像形成部３については、Ｐｘ＝−１、Ｌｘ＝０と設定する（但し、ｘ：ｍ、ｋ、ｙ、ｃのいずれか。以下同様）。放電が無かった画像形成部３については、Ｐｘ＝＋１、Ｌｘ＝＋１と設定する。これにより、放電があった画像形成部３では、次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は小さくなる方向に変化する。一方、放電が無かった画像形成部３では、次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は大きくなる方向に変化する。即ち、制御部１０は、ピーク間電圧を変化させる際、直前の交流電圧印加で放電が発生した場合はピーク間電圧を大きくする方向に、放電が発生しなかった場合はピーク間電圧を小さくする方向に変化させる。
【０１０４】
従って、放電検出状態が繰り返されるごとに、交流電圧のピーク間電圧は、放電が始まるピーク間電圧に近づく。又、交流電圧を印加しないで放電検出を実行しなかった画像形成部３（待ち状態等）については、Ｐｘ、Ｌｘの値を維持する。又、放電検出を８回行った画像形成部３については、所定数の計算の関係上不要なので、Ｌｘ＝０と設定する（ステップＳ４１９）。その後、ステップＳ４０２に戻る。
【０１０５】
一方、Ｎｍ＋Ｎｋ＋Ｎｙ＋Ｎｃ≧３２ならば（ステップＳ４１６のＹｅｓ）、制御部１０は、各画像形成部３について、放電が始まるピーク間電圧を決定する（ステップＳ４２０→エンド）。制御部１０は、各画像形成部３で８回目に印加した交流電圧のピーク間電圧を把握しているところ、８回目の放電検出状態の時に放電が検出されなければ、例えば、８回目に印加した交流電圧のピーク間電圧よりも１Ｖ大きいピーク間電圧を放電が始まるピーク間電圧と決定することができる。一方、８回目に放電が検出されれば、例えば、８回目に印加した交流電圧のピーク間電圧を放電が始まるピーク間電圧と決定することができる。尚、本実施形態のように、Ｖｐｐ制御部８８が変化可能な最小単位まで、ピーク間電圧の変化量を半分にすることを繰り返すので、８回目に印加した交流電圧のピーク間電圧を放電が始まるピーク間電圧とみなすことも可能である。又、放電が始まるピーク間電圧の決定方法は、上記の方法に限られず、８回目に印加した交流電圧のピーク間電圧に多少のマージンを設けても良い。その後、印刷時の交流電圧のピーク間電圧が各画像形成部３で設定される（図８のステップＳ６）。
【０１０６】
このようにして、本発明によれば、ピーク間電圧の変化量を半分に小さくしていくので、従来のようにピーク間電圧を徐々に大きくする場合に比べ、効率的に放電が始まるピーク間電圧の検出が行われる。従って、放電が始まるピーク間電圧の検出の所要時間が短くなる。又、複数の画像形成部３を備える場合でも、同時に放電検出を行うので、放電が始まるピーク間電圧の検出に要する時間を短くすることができる。又、大きくする方向にピーク間電圧を変化させると、交流電圧印加時に放電が発生しやすくなるところ、この構成によれば、ピーク間電圧を大きくする方向に変化させる画像形成部３を所定数以下とするので、所定数を超えた複数の放電の同時発生を防ぐことができる。従って、電気回路の誤動作、暴走等の放電の悪影響による異常発生を防ぐことができる。
【０１０７】
又、優先順位の低い画像形成部３から待ち状態とされるので、放電の発生の検知を行う画像形成部３の順序を制御することができる。又、位置的に離れた関係にある画像形成部３から優先的に、放電が始まるピーク間電圧検出のための交流電圧印加がなされるので、放電が同時に発生しても、放電による電流がフレームのグランドに流れ込むタイミングをずらす等によって、放電による悪影響をある程度軽減することができる。従って、放電が同時に発生しても、電気回路での誤動作や暴走が発生し難くなる。又、調整幅は、最小の変化量と２の累乗を乗じた値に設定されるので、ピーク間電圧を変化させる際に、変化量を正確に半分にすることができる。
【０１０８】
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、Ｖｐｐ制御部８８の最小の変化幅を１Ｖとして説明したが、Ｖｐｐ制御部８８の有する機能によって異なる（例えば、例えば、２Ｖ〜１０Ｖ等）。又、放電が始まるピーク間電圧を検出する際の調整幅も２５６Ｖとして説明したが、調整幅もＶｐｐ制御部８８の有する機能に応じて定めればよい。例えば、最小の変化幅が１０Ｖで２５６段階のピーク間電圧の変化が可能であれば、調整幅は２．５６ｋＶとなる。
【０１０９】
又、上記実施形態では、調整幅を最小の変化量と２の累乗を乗じた値として、変化量を正確に半分とする場合を示したが、端数が出る等で正確に半分にできない場合、Ｖｐｐ制御部が設定可能であって、直前の変化量を半分にした値に最も近い変化量でピーク間電圧を変更するようにしても良い。
【０１１０】
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】
【０１１１】
本発明は、現像ローラに交流電圧を印加して印刷を行うプリンタ、複合機等の画像形成装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１    プリンタ（画像形成装置）    １０  制御部
１２  記憶部                      １４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）  検出部
３（３ｋ、３ｙ、３ｃ、３ｍ）    画像形成部
８１（８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄ）  現像ローラ
８６（８６ａ、８６ｂ、８６ｃ、８６ｄ）  交流電圧印加部
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】
2010175847.tif 000009
【図８】
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【図９】
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