JP5452000B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

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

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

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

上述したように、放電による弊害を生じさせず、トナーを十分飛翔させて現像効率を高めるには、感光体ドラムと現像ローラ間での放電が発生せず、かつ、できる限り大きい交流電圧を現像ローラに印加することになる。ここで、放電発生の有無には、現像ローラと感光体ドラムとのギャップ（隙間）の長さが、大きく関係する。しかし、このギャップ長は、感光体ドラムや現像ローラの取付、支持における誤差のため、各画像形成装置で異なる。又、放電が生ずる電位差は、気圧などの影響を受け変動する。従って、放電が生ずる電位差は、各画像形成装置や設置環境等で異なる。そのため、例えば、工場での製品検査時や、製品の設置時等に放電が発生せず、かつ、できる限り（ピーク間が）大きい交流電圧の初期設定がなされる。特許文献１は、この設定の１形態を示すと認められる。

しかし、感光体ドラムや現像ローラの使用による経時変化のため、放電が発生する交流電圧の大きさが変化する場合がある。例えば、設置環境等での画像形成装置への衝撃や、ジャム処理やメンテナンスで感光体ドラム等に力が加えられることや、感光体ドラムや現像ローラの表面の摩耗等で、ギャップ長が微妙に変わる場合がある。又、感光体ドラムの感光層劣化や、現像ローラへの交流電圧印加回路の劣化や、感光体ドラムを帯電させる帯電装置の帯電能力の低下等の経年劣化も要因となり得る。又、設置環境での気圧、気温、湿度の大きな変化等も放電が発生する交流電圧の大きさを変化させる場合もある。即ち、製品検査時等の時点で、画像形成時に印加する交流電圧が最適となるように設定しても、これらの経時変化的な要因のため、現状では、放電が発生し、又は、現像効率が低くなっている場合があるという問題がある。

従って、画像形成時に印加する交流電圧の設定を、経時変化に応じて調整していく必要があるが、特許文献１記載の発明のように、最大の電位差ΔＶｍａｘを徐々に増加させ、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と（特許文献１：請求項１等参照）、リーク発生と判断するまで非常に長い時間がかかる問題がある（例えば、リーク発生電圧が、設定可能な上限値に近い場合等）。特に、カラー機で感光体ドラムと現像ローラの組み合わせを複数有する場合（例えば、タンデム式）、各色について調整を行うと非常に長い時間がかかる。そして、この間、使用者は、画像形成装置を使用できず、使用者の利便性及び画像形成装置の生産性を損なうという問題がある。

本発明は、上記問題点を鑑み、経時変化により、画像形成時に印加する現像ローラに印加する交流電圧の調整が必要な場合、簡易かつ高効率に、使用者の利便性、画像形成装置の生産性を損わず、画像形成時に印加する交流電圧の調整を行うことを課題とする。

上記目的を達成するために請求項１に係る画像形成装置は、周面にトナー像を担持する感光体ドラムと、前記感光体ドラムにギャップが設けられつつ対向し、画像形成時にトナーを担持し、前記感光体ドラムへのトナーの供給のため、交流電圧印加部が接続される現像ローラとを含み、それぞれ色の異なるトナー像を形成する複数の画像形成部と、データを記憶する記憶部と、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検出部と、装置の各部を制御するとともに、前記検出部の出力が入力され放電発生を認識する制御部と、を有し、前記制御部は、前記現像ローラに印加する交流電圧を変化させつつ放電の発生の有無を確認して、前記現像ローラに印加する交流電圧の調整を所定のタイミングで実行し、１回の前記調整では、１つの前記画像形成部に対してのみ前記調整を行うように制御することとした。

この構成によれば、１回の調整では、１つの画像形成部に対してのみ調整を行うので、全色の画像形成部に対して調整を行う場合に比べ、迅速に調整が終了する。従って、使用者の利便性や画像形成装置の生産性を大きく損なうことがない。又、経時変化では、現像ローラに印加する最適な交流電圧が変化しても劇的な変化は通常なく、１回の調整で１つの画像形成部に対してのみ調整を行うとしても、十分に、現像効率は、高い状態で維持され、画像の濃度が維持された高画質の画像形成装置を提供することができる。

又、前記制御部は、調整を行う前記画像形成部の順番の１周分の回数を前記画像形成部の総数とし、前記１周分の回数の間に各画像形成部に対し１回ずつ前記調整が実行されるように、前記調整を行う前記画像形成部の順番を決定し、かつ、前記１周内での前記調整を行う前記画像形成部の順番を固定しないこととした。更に、各前記画像形成部を使用履歴を示す履歴データが、前記記憶部に記憶され、２周目以降の前記調整時、前記制御部は、前記履歴データに基づき、前周での前記調整から現在までの使用時間の長い前記画像形成部から、前記調整を行うこととした。

この構成では、１周分の回数の間に、各画像形成部に対し１回ずつ調整が実行されるので、全ての画像形成部は、万遍なく調整の対象となる。又、１周分の間での調整を行う画像形成部の順番を固定しないので、例えば、使用頻度の高い画像形成部等の各種事情を考慮して、調整を行う画像形成部の順番を決定することができる。更に、この構成では、履歴データに基づき、前周での調整時から現在までの使用時間の長い画像形成部から、調整を行うので、前回の調整からの使用時間が長く（例えば、白黒画像を頻繁に印刷する場合など）、経時変化の影響が大きく現れやすい画像形成部に対し優先的に調整を行うことができる。言い換えると、経時変化の影響が現れ難く、あまり使用されない画像形成部を後回しにすることができる。従って、画像形成時に印加する交流電圧について、効率よく経時変化に対する調整を行うができ、画像形成装置の状況に応じた交流電圧の設定を行うことができる。

又、請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記記憶部には、前記調整時、現在、画像形成時に前記現像ローラに印加する交流電圧の大きさに応じ、最初に前記現像ローラに印加すべき交流電圧に関する設定データが記憶され、前記調整時、前記制御部は、前記設定データに基づき、前記交流電圧印加部に前記現像ローラに交流電圧を印加させ、放電の発生を認識した場合、前記制御部は、画像形成時に前記現像ローラに印加する交流電圧を小さくさせるとともに、前記設定データを更新し、放電の発生の認識しない場合、前記制御部は、画像形成時に前記現像ローラに印加する交流電圧を大きく又は現状維持させるとともに、画像形成時の交流電圧を大きくする場合のみ前記設定データを更新することとした。

この構成によれば、画像形成時に現像ローラに印加すべき交流電圧を、放電が生じず、かつ、現像効率が高い状態で維持でき、濃度等の変動が少なく、形成される画像の品質画像形成装置を提供することができる。

又、請求項３に係る画像形成装置は、周面にトナー像を担持する感光体ドラムと、前記感光体ドラムにギャップが設けられつつ対向し、画像形成時にトナーを担持し、前記感光体ドラムへのトナーの供給のため、交流電圧印加部が接続される現像ローラとを含み、それぞれ色の異なるトナー像を形成する複数の画像形成部と、データを記憶する記憶部と、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検出部と、装置の各部を制御するとともに、前記検出部の出力が入力され放電発生を認識する制御部と、を有し、前記交流電圧印加部及び前記検出部は前記画像形成部ごとに設けられ、前記記憶部には、前記調整時、現在、画像形成時に前記現像ローラに印加する交流電圧の大きさに応じ、最初に前記現像ローラに印加すべき交流電圧に関する設定データが記憶され、前記制御部は、前記現像ローラに印加する交流電圧を変化させつつ放電の発生の有無を確認して画像形成時に前記現像ローラに印加すべき交流電圧を決定する調整を所定のタイミングで実行し、１回の前記調整では、１つの前記画像形成部に対してのみ前記調整を行うように制御し、調整を行う前記画像形成部の順番の１周分の回数を前記画像形成部の総数とし、前記１周分の回数の間に各画像形成部に対し１回ずつ前記調整が実行されるように、前記調整を行う前記画像形成部の順番を決定し、かつ、前記１周内での前記調整を行う前記画像形成部の順番を固定せず、前記調整時、前記設定データに基づき、前記交流電圧印加部に前記現像ローラに交流電圧を印加させ、放電の発生を認識した場合、前記制御部は、画像形成時に前記現像ローラに印加する交流電圧を小さくさせるとともに、前記設定データを更新し、放電の発生の認識しない場合、前記制御部は、画像形成時に前記現像ローラに印加する交流電圧を大きく又は現状維持させるとともに、画像形成時の交流電圧を大きくする場合のみ前記設定データを更新し、２周目以降の前記調整時、前周の前記調整で画像形成時に前記現像ローラに印加する交流電圧の大きさの変更があった場合、前記制御部は、画像形成時に印加する交流電圧の変更があった前記画像形成部から、前記調整を行うこととした。

この構成によれば、１回の調整では、１つの画像形成部に対してのみ調整を行うので、全色の画像形成部に対して調整を行う場合に比べ、迅速に調整が終了する。従って、使用者の利便性や画像形成装置の生産性を大きく損なうことがない。又、経時変化では、現像ローラに印加する最適な交流電圧が変化しても劇的な変化は通常なく、１回の調整で１つの画像形成部に対してのみ調整を行うとしても、十分に、現像効率は、高い状態で維持され、画像の濃度が維持された高画質の画像形成装置を提供することができる。又、この構成では、１周分の回数の間に、各画像形成部に対し１回ずつ調整が実行されるので、全ての画像形成部は、万遍なく調整の対象となる。又、１周分の間での調整を行う画像形成部の順番を固定しないので、例えば、使用頻度の高い画像形成部等の各種事情を考慮して、調整を行う画像形成部の順番を決定することができる。又、この構成によれば、画像形成時に現像ローラに印加すべき交流電圧を、放電が生じず、かつ、現像効率が高い状態で維持でき、濃度等の変動が少なく、形成される画像の品質画像形成装置を提供することができる。更に、この構成では、制御部は、画像形成時に印加する交流電圧の変更があった画像形成部から調整を行うので、前回の交流電圧の調整（変更）が正しいか、早い段階で確認することができる。従って、もし、前回の交流電圧の調整が誤りであれば速やかに再調整されることになる。

又、請求項４に係る画像形成装置は、周面にトナー像を担持する感光体ドラムと、前記感光体ドラムにギャップが設けられつつ対向し、画像形成時にトナーを担持し、前記感光体ドラムへのトナーの供給のため、交流電圧印加部が接続される現像ローラとを含み、それぞれ色の異なるトナー像を形成する複数の画像形成部と、データを記憶する記憶部と、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検出部と、装置の各部を制御するとともに、前記検出部の出力が入力され放電発生を認識する制御部と、を有し、前記交流電圧印加部及び前記検出部は前記画像形成部ごとに設けられ、前記記憶部には、前記調整時、現在、画像形成時に前記現像ローラに印加する交流電圧の大きさに応じ、最初に前記現像ローラに印加すべき交流電圧に関する設定データが記憶され、前記制御部は、前記現像ローラに印加する交流電圧を変化させつつ放電の発生の有無を確認して画像形成時に前記現像ローラに印加すべき交流電圧を決定する調整を所定のタイミングで実行し、１回の前記調整では、１つの前記画像形成部に対してのみ前記調整を行うように制御し、調整を行う前記画像形成部の順番の１周分の回数を前記画像形成部の総数とし、前記１周分の回数の間に各画像形成部に対し１回ずつ前記調整が実行されるように、前記調整を行う前記画像形成部の順番を決定し、かつ、前記１周内での前記調整を行う前記画像形成部の順番を固定せず、前記調整時、前記設定データに基づき、前記交流電圧印加部に前記現像ローラに交流電圧を印加させ、放電の発生を認識した場合、前記制御部は、画像形成時に前記現像ローラに印加する交流電圧を小さくさせるとともに、前記設定データを更新し、放電の発生の認識しない場合、前記制御部は、画像形成時に前記現像ローラに印加する交流電圧を大きく又は現状維持させるとともに、画像形成時の交流電圧を大きくする場合のみ前記設定データを更新し、２周目以降の前記調整時、前記制御部は、所定回数にわたって、前記調整を行っても画像形成時に印加する交流電圧の変更のない前記画像形成部の前記調整を１又は複数周とばすこととした。

この構成によれば、１回の調整では、１つの画像形成部に対してのみ調整を行うので、全色の画像形成部に対して調整を行う場合に比べ、迅速に調整が終了する。従って、使用者の利便性や画像形成装置の生産性を大きく損なうことがない。又、経時変化では、現像ローラに印加する最適な交流電圧が変化しても劇的な変化は通常なく、１回の調整で１つの画像形成部に対してのみ調整を行うとしても、十分に、現像効率は、高い状態で維持され、画像の濃度が維持された高画質の画像形成装置を提供することができる。又、この構成では、１周分の回数の間に、各画像形成部に対し１回ずつ調整が実行されるので、全ての画像形成部は、万遍なく調整の対象となる。又、１周分の間での調整を行う画像形成部の順番を固定しないので、例えば、使用頻度の高い画像形成部等の各種事情を考慮して、調整を行う画像形成部の順番を決定することができる。又、この構成によれば、画像形成時に現像ローラに印加すべき交流電圧を、放電が生じず、かつ、現像効率が高い状態で維持でき、濃度等の変動が少なく、形成される画像の品質画像形成装置を提供することができる。更に、この構成では、所定回数にわたって、前記調整後に、画像形成時に印加する交流電圧の変更がない場合、調整の必要性が少なく、しばらく調整を行わなくても画質の劣化が現れ難いと予測できるので、その色の調整を１又は複数周とばし、例えば、使用頻度が高い画像形成部等、調整の必要性が高い画像形成部での調整の頻度を増やすことができる。

又、請求項５に係る発明は、請求項１乃至４の発明において、主電源投入後の立上時、前回の調整から所定枚数印刷を行った時、画像形成開始時、画像形成が終了してから画像形成の指示がない状態が所定時間継続した時のいずれか、若しくは、これらの時の複数の組み合わせを実行タイミングとして、前記制御部は、前記調整を行うこととした。

この構成では、主電源投入後の立ち上げ時、前回の調整から所定枚数印刷を行った時、画像形成開始時、画像形成が終了してから画像形成の指示がない状態が所定時間継続した時など、大きな経時変化が生じうる場合や、使用者が使用していない、或いは、できない状態に、調整を行うので、画質は維持され、又、使用者の利便性、画像形成装置の生産性の低下がない。

上述の通り、本発明によれば、簡易かつ高効率に、使用者の利便性、画像形成装置の生産性を損わず、画像形成時に印加する交流電圧の調整を行うことができる。

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

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

シート供給部２ａは、中間転写部５等に向け、例えば、コピー用紙、ＯＨＰシート、ラベル用紙等の各種シートを収容し、モータ等の駆動機構（不図示）により回転する給紙ローラ２１でシートを搬送路２ｂに送り出す。そして、搬送路２ｂは、プリンタ１内でシートを搬送し、供給されたシートを、中間転写部５、定着部６を経て排出トレイ２２まで導く。搬送路２ｂは、搬送ローラ対２３やガイド２４及び搬送され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等を有する。

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

ここで、図２に基づき、各画像形成部３ａ〜３ｄ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、下の説明では、各画像形成部３内のａ、ｂ、ｃ、ｄの符号は、特に説明する場合を除き省略する（尚、図２では、画像形成部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ内の各部材に、識別的にａ、ｂ、ｃ、ｄの符号を付すこととする。）

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

各帯電装置７（帯電部に相当）は、帯電ローラ７１を有し、感光体ドラム９を一定の電位で帯電させる。各帯電ローラ７１は、各感光体ドラム９に接し、感光体ドラム９に合わせ回転する。又、各帯電ローラ７１には、帯電電圧印加部７２（図５参照）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、各帯電ローラ７１の表面の清掃用の清掃ブラシ７３（例えば、軸に樹脂製ブラシ等を巻き付けたもの）が設けられる。又、帯電装置７は、コロナ放電や帯電ブラシ等を用いるものでも良い。

各現像装置８は、トナーと磁性体のキャリアを含む現像剤（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。各現像ローラ８１は、それぞれ感光体ドラム９に対向し、所定のギャップ（例えば、１ｍｍ以下）を設けて配される。そして、各磁気ローラ８２は、各現像ローラ８１の右斜め上方に対向し、隙間を設けて配される。そして、各搬送部材８３は、各磁気ローラ８２の上方に設けられる。

各現像ローラ８１と各磁気ローラ８２のローラ軸８１１、８２１は固定される。又、現像ローラ８１と磁気ローラ８２の内部のローラ軸８１１、８２１には、軸線方向にのびる磁石８１３、８２３が取り付けられる。そして、各現像ローラ８１と各磁気ローラ８２は、それぞれ磁石８１３、８２３を覆う円筒状のスリーブ８１２、８２２を有し、画像形成時、後述の調整時、このスリーブ８１２、８２２が回転する（図３参照）。又、磁石８１３と磁石８２３は、各スリーブ８１２、８２２の最接近位置で異極が向かい合う。

これにより、各現像ローラ８１と、各磁気ローラ８２間には、磁性体キャリアで磁気ブラシが形成される。磁気ブラシと磁気ローラ８２のスリーブ８２２の回転や磁気ローラ８２への電圧印加（磁気ローラバイアス印加部８４：図５参照）等で、現像ローラ８１に、トナーが供給され、現像ローラ８１にトナーの薄層が形成される。又、現像後に残留したトナーは、磁気ブラシで現像ローラ８１から引き剥がされる。各搬送部材８３は、例えば、軸に対しスクリューが螺旋状に設けられ、現像剤を各現像装置８内で搬送、撹拌し、トナーを所定のレベルに帯電させる（本実施形態では、トナーは正帯電）。

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

各画像形成部３の上方の露光装置４（露光部に相当）は、入力されるカラー色分解された画像信号をレーザ出力部（不図示）にて光信号にそれぞれ変換し、変換された光信号であるレーザ光（破線で図示）を出力し、帯電後の感光体ドラム９の走査露光を行って、静電潜像を形成する。尚、露光装置４は、多数のＬＥＤからなるもの等を用いてもよい。露光装置４は、半導体レーザ装置（レーザダイオード）、ポリゴンミラー（ポリゴンモータにより回転）、ｆθレンズ、ミラー等の光学系部材（不図示）を備え、レーザ光を各感光体ドラム９に照射し、画像データに併せた静電潜像を感光体ドラム９上に形成する。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）

図１に戻り、中間転写部５は、感光体ドラム９からトナー像の１次転写を受けて、シートに２次転写を行い、各１次転写ローラ５１ａ〜５１ｄ、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、無端状の中間転写ベルト５２を介して各感光体ドラム９に当接し、転写用の電圧を印加する転写電圧印加部５９（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。

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

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

（放電検出用の構成）
次に、本発明の特徴となる各現像ローラ８１への現像バイアス印加と各感光体ドラム９間の放電検出に関する構成を説明する。

図３は、本発明の実施形態に係る現像ローラ８１への現像バイアス印加と感光体ドラム９間の放電発生検出に関する現像ローラ８１周辺の構成図である。ただし、図３は１つの画像形成部３についてのみ示し、画像形成部３ごとに直流電圧印加部８５、交流電圧印加部８６、検出部１４、アンプ１５が設けられ、各アンプ１５の出力が、後述する制御部１０のＣＰＵ１１に入力される。ここで、直流電圧印加部８５、交流電圧印加部８６、検出部１４、アンプ１５のそれぞれについて、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。

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、画像形成時にトナーを担持するスリーブ８１２、キャップ８１４を有する。ローラ軸８１１はスリーブ８１２を挿通され、スリーブ８１２の両端に円形のキャップ８１４が嵌入される。又、現像ローラ８１のローラ軸８１１には、感光体ドラム９へのトナーの供給のため、直流電圧印加部８５と、交流電圧印加部８６が接続される。

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

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

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

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

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

検出部１４は、現像ローラ８１と感光体ドラム９間での放電発生時に流れる電流を電圧信号に変換し、現像ローラ８１と感光体ドラム９間での放電の発生を検出する回路であり、変換した電圧信号をアンプ１５に出力する。アンプ１５は、検出部１４からの電圧信号を増幅しＣＰＵ１１に出力する。ＣＰＵ１１は、アンプ１５からの電圧信号をＡ／Ｄ変換する。このＡ／Ｄ変換されたアンプ１５の出力から、ＣＰＵ１１は、放電の発生や放電の大きさ（流れた電流の大きさ）を認識することができる。

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

図４に示すように、本実施形態に係るプリンタ１は、内部に制御部１０を有する。制御部１０は、プリンタ１の各部を制御し、検出部１４の出力が入力され放電発生を認識する。例えば、制御部１０は、ＣＰＵ１１、記憶部１２等から構成される。ＣＰＵ１１は、中央演算処理装置であり、記憶部１２に格納され、展開される制御プログラムに基づきプリンタ１の各部の制御や演算を行う。記憶部１２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュＲＯＭ等の不揮発性と揮発性の記憶装置の組み合わせで構成される。例えば、記憶部１２は、プリンタ１の制御プログラム、制御データ等を記憶する。尚、本発明に関し、放電検出や現像ローラ８１に印加する交流電圧の設定、調整用プログラムも記憶部１２に記憶される。

そして、制御部１０は、シート供給部２ａ、搬送路２ｂ、画像形成部３、露光装置４、中間転写部５、定着部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、印刷を行う画像データの送信元となるユーザ端末１００（パーソナルコンピュータ等）等が接続され、制御部１０は、受信した画像データを画像処理し、露光装置４に送信し、露光装置４はその画像データに基づき、感光体ドラム９に静電潜像を形成する。又、図４に示す、磁気ローラバイアス印加部８４は、磁気ローラ８２に、交流と直流を重畳した電圧を印加する回路である。又、帯電電圧印加部７２は、帯電ローラ７１に帯電用の電圧を印加する回路である。

又、本発明に関し、制御部１０（ＣＰＵ１１）は、検出部１４（アンプ１５）が接続される。又、本発明の実施時、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に与えつつ、検出部１４（アンプ１５）の出力から放電発生の有無の検出や、放電の大きさを判断する。そして、放電発生を検出した場合、制御部１０は、その時の直流電圧や交流電圧のピーク間電圧等の値に基づき、放電発生時の現像ローラ８１の感光体ドラム９の電位差の把握し、画像形成時に放電が生じないように、画像形成動作時に印加すべき現像バイアスの設定を決定する。尚、現像バイアスの設定値は記憶部１２に記憶できる。

又、本発明に関し、各画像形成部３には、例えば、履歴データを記憶するチップ状のメモリ３４（記憶部に相当）が搭載される。ここで、履歴データとは、画像形成部３の寿命管理の観点から累計印刷枚数や、印刷実行日時とその枚数や、使用時間（稼働時間）を示すデータなどを含むことができる。又、履歴データには、後述する現像ローラ８１に印加する交流電圧の調整を行った日時のデータを含むこともできる。又、先の交流電圧の調整からの現在までの各画像形成部３の使用時間をデータとして記憶しても良いし、調整後に印刷された枚数に、１枚あたりに要する時間を乗じて換算（例えば、ＣＰＵ１１が演算）して、先の調整からの使用時間が記憶されても良い。この画像形成部３に関する使用や調整の履歴に関する履歴データは、制御部１０の記憶部１２に記憶しても良い。

（現像ローラ８１に印加する交流電圧の初期設定）
次に、図５及び図６に基づき、現像ローラ８１に印加する交流電圧の初期設定方法の一例を説明する。図５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初期設定方法の一例を示すフローチャートである。図６は、本発明の実施形態に係る現像ローラ８１に印加する交流電圧の詳細を説明するタイミングチャートである。尚、この初期設定動作は、各画像形成部３について、１つずつ順に行われ、計４回行われる。

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

まず、操作部（不図示）において所定の操作がされ、初期設定制御が開始されると（スタート）、ＣＰＵ１１の指示で、不図示の駆動機構により、感光体ドラム９、現像ローラ８１、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初期設定が終了するまで継続する。

次に、初期設定を行うにあたり、予備的動作としての初期動作が行われる（ステップＳ２）。例えば、初期動作では、現像ローラ８１と磁気ローラ８２にそれぞれ、交流と直流の電圧が印加される。この初期動作での磁気ローラ８２への電圧印加により、少量のトナーが磁気ローラ８２から現像ローラ８１に供給される。放電発生検出では、基本的に、現像ローラ８１にトナーを担持させないが、全くトナーを担持させないと、感光体ドラム９とこれに接する回転部材（中間転写ベルト５２等）との摩擦が大きくなりすぎる等、弊害が生じうるので、若干量、感光体ドラム９にトナーが供給される。

次に、放電の発生を検出するための準備状態に移行する（ステップＳ３）、例えば、準備状態では、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。尚、初期設定動作が終了するまで、帯電装置７に印加される電圧はＯＮとすることができる。又、現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧が、予め定められた最初の値となるように高められる（例えば、設定可能な最低値）。

放電検出状態に移行し、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♯４）。具体的には、制御部１０は、準備状態で設定された交流電圧、又は、後述する条件変更状態で設定された交流電圧を印加させ、検出部１４の出力から放電の発生を検出、認識する。又、この時、ＣＰＵ１１の指示により、露光装置４が露光を継続して行う（感光体ドラム９全面を露光して、表面電位をほぼゼロＶまで落とし、安定させるため）。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（例えば、記憶部１２が記憶）が送り込まれる。

ここで、図６に基づき、放電検出状態で現像ローラ８１に印加される電圧について説明しておく。画像形成時のタイミングチャートにおける矩形波は、現像ローラ８１に印加される現像バイアス（交流＋直流）の波形の一例である。そして、「Ｖｄｃ１」は、直流電圧印加部８５のバイアスの電位を示す。「Ｖ０」は、感光体ドラム９の露光装置４による露光後の電位（ほぼ０Ｖ＝明電位）を示す。「Ｖ１」は、感光体ドラム９の帯電後の電位（露光しない部分の電位。例えば、２００〜３００Ｖ程度）を示す。「Ｖ₊₁」は、Ｖ０と、画像形成時の現像バイアスの正のピーク値との電位差を示す。「Ｖ_-」は、Ｖ１と現像バイアスの負のピーク値との電位差を示す。「Ｖｐｐ１」は、画像形成時の現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧を示す。又、「Ｔ１」は、矩形波におけるＨｉｇｈ状態（正極性状態）の時間である。「Ｔ０１」は、矩形波の周期を示す。

一方、放電検出状態のタイミングチャートにおける矩形波は、で、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６上段と同様、感光体ドラム９の露光装置４による露光後の電位（ほぼ０Ｖ）を示す。「Ｖ₊₂」は、検出時の現像バイアスの正のピーク値とＶ０との電位差を示す。「Ｖｐｐ２」は、検出時の現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧を示す。「Ｔ２」は、矩形波におけるＨｉｇｈ状態（正極性状態）の時間である。「Ｔ０２」は、矩形波の周期である。

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

ここで、デューティ比Ｄ２（条件：５０％未満）は、画像形成時のデューティ比Ｄ１（周期Ｔ０１に対するＨｉｇｈの時間Ｔ１の比、Ｔ１／Ｔ０１）より小さく設定される（例えば、Ｄ１＝４０％、Ｄ２＝３０％）。そして、周波数ｆ２は、交流電圧のプラス側時間が画像形成時と放電発生検出時で同じとなるよう設定される（即ち、Ｔ１＝Ｔ２。例えば、Ｄ１＝４０％、Ｄ２＝３０％の場合、画像形成時の周波数ｆ１＝４ｋＨｚであれば、ｆ２＝３ｋＨｚ）。これにより、画像形成時と同じ時間だけ、正極性の電圧が現像ローラ８１８に印加される。

放電検出状態で、デューティ比Ｄ２を画像形成時よりも小さくすることで、交流電圧の平均値（Ｖｄｃ２）との関係で、現像ローラ８１での正側のピーク値とＶｄｃ２の電位差の方が、負側よりも大きくなる。本実施形態の感光体ドラム９の感光層は、正帯電のアモルファスシリコンであり、現像ローラ８１の電位が感光体ドラム９よりも低い状態では、理由は多々考えられるが、放電時に大電流が流れやすい特性があることが経験的に得られている。しかし、本実施形態の放電検出状態では、現像ローラ８１の電位を感光体ドラム９よりも大きくし、放電時に大電流が流れ難くして、感光体ドラム９の損傷（例えば、放電で感光体ドラム９に微少な穴が開く等）が防がれる。

図５に戻り、説明を続ける。ステップ♯４の後、制御部１０は、カウント数が０回でないかを確認し（ステップＳ５）、０回で無ければ（ステップＳ５のＮｏ）、放電発生ありとして、ステップ♯８に移行する（詳細は後述）。尚、この時、放電発生時の交流電圧のピーク間電圧から所定の刻み幅ΔＶ１だけ減少させた後、ΔＶ１よりも小さい所定の刻み幅ΔＶ２だけ増加させ、放電検出状態と条件変更状態（後述のステップ♯７）を繰り返し、放電が発生するピーク間電圧をより細かく探し当ててもよい。

一方、０回であれば（ステップＳ５のＮｏ）、放電発生なしとして、現状のピーク間電圧が設定可能な最大値（例えば、１５００〜３０００Ｖ）に達しているかをＣＰＵ１１が確認し（ステップＳ６）、達していれば（ステップＳ６のＹｅｓ）、ステップＳ８に移行する（詳細は後述）。一方、達していなければ（ステップＳ６のＮｏ）、条件変更状態に移行する。この条件変更状態では、ＣＰＵ１１の指示で、Ｖｐｐ制御部８８が、交流電圧印加部８６の出力する交流電圧のピーク間電圧を現状より所定の刻み幅ΔＶ１（例えば、３０〜１００Ｖなど）だけ増加させる設定が行われる（ステップＳ７）。その後、放電検出状態に戻る（ステップ♯３へ）。これにより、放電発生が認められるまで、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。

次に、ステップＳ８について、詳述する。放電発生検出時（ステップＳ５のＮｏ）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Ｓ６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Ｓ８）。

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。又、設定値としてのデューティ比Ｄ２と、Ｖｄｃ２を基準とし、正側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（図６参照）。

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

次に、求められたＶ₊₂に基づき、ＣＰＵ１１は、図５に示したＶ₊₁と、Ｖ_-がいずれも求められたＶ₊₂よりも、小さくなるように、画像形成時に現像ローラ８１に印加する交流電圧のピーク間電圧Ｖｐｐ１を設定し、制御部１０は記憶部１２のフラッシュＲＯＭ等に不揮発的に記憶させる（ステップＳ９）。具体的に、Ｖｐｐ１の決定方法は多様であるが。例えば、Ｖ₊₁とＶ_-をＶ₊₂よりも、どれほど小さくすれば放電が発生しないか（マージンをどれほどとるべきか）は、使用トナーにより異なる等の事情から、開発時の実験に基づき、例えば、求められたＶ₊₂に対し、画像形成時に放電が発生しないと認められるＶｐｐ１の値をテーブル化し、ＣＰＵ１１がそのテーブルを参照し、Ｖｐｐ１が定められても良い。尚、このテーブルも記憶部１２に記憶しておけばよい。これにより、画像形成時、放電が発生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、画像形成時の現像ローラ８１に印加する交流電圧Ｖｐｐ１の設定は終了する（エンド）。そして、プリンタ１は、制御完了後、画像形成可能な状態に復帰する。

（現像ローラ８１に印加する交流電圧の調整）
次に、図７及び図８に基づき、経時変化に対応する現像ローラ８１に印加する交流電圧の調整の一例を説明する。図７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調整の制御の一例を示すフローチャートである。図８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調整におけるタイミングチャートである。

尚、図８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。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。「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１４出力）」は、検出部１４による放電発生検出タイミングを示す。

ここで、経時変化と現像ローラ８１に印加する交流電圧の調整の必要性を説明する。感光体ドラム９や現像ローラ８１の使用で、感光体ドラム９や現像ローラ８１のギャップ長が変化する場合がある。例えば、各部材（例えば、帯電ローラ７１）との摩擦で、感光体ドラム９等の感光層の層厚が変化した場合や、ジャム処理やメンテナンスで感光体ドラム９等に力が加わったため、ギャップ長が微妙に変わった場合や、感光体ドラム９と現像ローラ８１のギャップの維持部材（例えば、感光体ドラム９等の回転軸を支える支軸部材等）が摩耗した場合や、落下等のプリンタ１に衝撃があった場合などが考えられる。

そして、ギャップ長は、感光体ドラム９と現像ローラ８１間で、放電が生ずる交流電圧の大きさに影響を与える。従って、ギャップ長が変化すれば、放電の生ずる交流電圧の大きさが変化する。尚、設置環境での気圧、気温、湿度等の環境や、現像ローラ８１に交流電圧を印加する回路の劣化等も、放電開始電圧が変化する要因となり得る。

従って、図５や図６を用いて説明したように、初期設定として、放電が発生せず、かつ現像効率が高くなるように、現像ローラ８１に印加する交流電圧を精度良く定めても、経時変化の影響により、初期設定が、将来にわたり、現像ローラ８１に印加すべき交流電圧として最適であるとは限らない。従って、経年変化に対応して、画像形成時に印加すべき交流電圧を調整（キャリブレーション）する必要がある。

そこで、制御部１０が、所定のタイミングで、現像ローラ８１に印加する交流電圧を変化させつつ放電の発生の有無を確認して、画像形成時に現像ローラ８１に印加する交流電圧の調整の一例を説明する。尚、この調整は所定のタイミングで行われるが、そのタイミングとしては、主電源投入後の立ち上げ時、前回の放電発生検出動作から所定枚数（例えば、数十枚〜数百枚）印刷を行った時、画像形成開始時、画像形成が終了してから画像形成の指示がない状態が所定時間継続した時（例えば、スリープモードに入る直前等）のいずれか、若しくは、これらの時の複数の組み合わせを実行タイミングとして、調整を実行することができる。

そして、図７のスタートは、交流電圧の調整を実行する所定のタイミングに至り、制御部１０が、交流電圧の調整制御を開始した時点である（スタート）。そして、制御部１０は画像形成部３や中間転写部５等の各種回転体の回転を開始させる（ステップ♯２１）。

次に、制御部１０は、交流電圧の調整時に最初に現像ローラ８１に印加すべき交流電圧を決定する（ステップ♯２２）。ここで、本実施形態では、感光体ドラム９の損傷回避のため、調整時も、現像ローラ８１の電位が高い状態で放電させ、放電電流が一方向でのみ流れるようにする。そこで、本実施形態では、交流電圧の調整時に最初に現像ローラ８１に印加する交流電圧は、現在の画像形成時に印加する交流電圧（図６におけるＶｐｐ１）から、テーブル等やＶｐｐ１を求めた際の逆演算を例えばＣＰＵ１１が行って、交流電圧の調整時用（初期設定と同様）の交流電圧Ｖｐｐ２を決定する（図６参照）。

言い換えると、制御部１０の記憶部１２には、現在の画像形成時に現像ローラ８１に印加する交流電圧の情報が、設定データ（例えば、ピーク間電圧、直流バイアス値、デューティ比、周波数等の各パラメータ）として記憶されており、その設定データに基づき、テーブル等を参照し、調整時の放電検出において、最初に現像ローラ８１に印加すべき交流電圧が決定される。例えば、上述の初期設定後では、設定データの内容は、初期設定によって決定された画像形成時に現像ローラ８１に印加する交流電圧に関してのデータとなる。又、後述するように、交流電圧の調整により、画像形成時に現像ローラ８１に印加すべき交流電圧の変更があれば、設定データは、変更後の交流電圧に関してのデータとなる。尚、設定データには、現在の画像形成時に現像ローラ８１に印加する交流電圧の情報だけでなく、交流電圧の調整時に最初に現像ローラに印加すべき交流電圧の情報そのものが含まれていても良い。

そして、帯電装置７の動作開始や、交流電圧印加部８６の出力電圧を、調整時に現像ローラに最初に印加する交流電圧値（設定データにより定められる）にまで高める準備状態に移行する（ステップ♯２３、図８参照）。本制御での準備状態は、初期設定時の準備状態と基本的に同様である（図５参照）。その後、露光装置４が露光を継続して行う等の、放電検出状態に移行し（図８参照）、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Ｓ２４）。尚、本制御での放電検出状態は、デューティ比、直流バイアス値等、初期設定時の放電検出状態と基本的に同様である（図５、図６参照）。そして、制御部１０は、カウント数が０回かを確認する（ステップＳ２５）。

もし、放電を検出しなければ（ステップ２５のＹｅｓ）、準備状態に移行し、制御部１０は、最初に印加する交流電圧よりもピーク間電圧が大きい交流電圧（例えば＋１０〜＋５０Ｖ等）を現像ローラ８１に印加するようにＶｐｐ制御部１０に指示する（ステップＳ２６、図８参照）。そして、放電検出状態に移行し（図８参照）、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し（ステップ♯２７）、制御部１０は、カウント数が０回でないかを確認する（ステップＳ２８）。

もし、放電を検出すれば（ステップ２８のＮｏ）、設定データに変更を加えず終了する（エンド）。一方、放電を検出しなければ（ステップ♯２８のＹｅｓ）、制御部１０は、初期設定の場合と同様に、直前の放電検出状態での交流電圧に基づき、電位差Ｖ₊₂（放電検出時での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、画像形成時に現像ローラ８１に印加すべき交流電圧Ｖｐｐ１を決定する（ステップ♯２９）。

もし、ステップ♯２５において、放電を検出すれば（ステップＳ２５のＮｏ）、このままでは、画質の低下や感光体ドラム９の損傷が懸念されるので、準備状態に移行し、制御部１０は、最初に印加する交流電圧よりもピーク間電圧が小さい交流電圧（例えば−１０〜−５０Ｖ等）を現像ローラ８１に印加するようにＶｐｐ制御部１０に指示する（ステップＳ３０）。そして、放電検出状態に移行し、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し（ステップ♯３１）、制御部１０は、カウント数が０回でないかを確認する（ステップＳ３２）。

もし、カウント数が０回でなく放電を検出すれば（ステップ３２のＹｅｓ）、まだ交流電圧が大きすぎると判断できるので、直前の放電検出状態での交流電圧よりも、更にピーク間電圧が小さい交流電圧（例えば−１０〜−５０Ｖ）を基準として電位差Ｖ₊₂（放電検出時での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、画像形成時に現像ローラ８１に印加すべき交流電圧Ｖｐｐ１を決定する（ステップ♯３３）。

一方、ステップ♯３２において、カウント数が０回で、放電を検出しなければ（ステップ♯３２のＹｅｓ）、直前の放電検出状態での交流電圧を基準とし、画像形成時に現像ローラ８１に印加すべき交流電圧Ｖｐｐ１を決定する（ステップ♯２９）。そして、ステップ♯２９、３３で決定された画像形成時に印加すべき交流電圧を、設定データとして更新・記憶する（ステップ♯３４）。そして、交流電圧の調整制御は、終了する（エンド）。

まとめると、記憶部１２は、調整時、現在、画像形成時に現像ローラ８１に印加する交流電圧の大きさに応じ、最初に現像ローラ８１に印加すべき交流電圧に関する設定データを記憶する。そして、調整時、制御部１０は、設定データに基づき、交流電圧印加部８６に現像ローラ８１に交流電圧を印加させ、放電の発生を認識した場合、制御部１０は、画像形成時に現像ローラ８１に印加する交流電圧を小さくさせるとともに、設定データを更新し、放電の発生の認識しない場合、制御部１０は、画像形成時に現像ローラ８１に印加する交流電圧を大きく又は現状維持させるとともに、画像形成時の交流電圧を大きくする場合のみ設定データを更新する。

（交流電圧の調整を行う画像形成部３の順番決定）
次に、図９に基づき、本実施形態の交流電圧の調整を行う画像形成部３の順番決定の一例を説明する。図９は、本実施形態の交流電圧の調整を行う画像形成部３の順番決定の一例を示すフローチャートである。

本実施形態のプリンタ１では、現像ローラ８１に印加する交流電圧の調整を行うが、１回の交流電圧の調整では、１つの画像形成部３に対してのみ交流電圧の調整を行う。これにより、１回の交流電圧の調整に要する時間は、全ての画像形成部３に対して調整を行う場合に比べ、調整動作に要する時間は、はるかに短くなる（１／４）。これにより、交流電圧の調整が終了するまで、使用者を長時間待たせることがない。

そこで、現像ローラ８１に印加する交流電圧の調整を行う画像形成部３の順番、選択が問題となるので、本実施形態のプリンタ１での画像形成部３の順番、選択の決定における制御を図９に基づき説明する。

まず、図９におけるスタートは、交流電圧の調整のタイミングに至って直後の状態である。次に、制御部１０は、交流電圧の調整の履歴データ（上述したように、記憶部１２やメモリ３４に記憶されている）を確認し（ステップ♯４１）、制御部１０は履歴データを確認しつつ、現在の周で既に交流電圧の調整を行った画像形成部３を選択対象から除外し（ステップ♯４２）、制御部１０は、現在の交流電圧調整か１周目であるかを確認する（ステップ♯４３）。ここで、画像形成部３の総数分の交流電圧の調整回数分で１周が構成される（本例では４回で１周）である。又、１周につき、基本的に、各画像形成部３に対し１回ずつ現像ローラ８１に印加する交流電圧の調整が実行される（周単位）。

もし、１週目であれば（ステップ♯４３のＹｅｓ）、制御部１０は、履歴データを確認しつつ、予め定められた順番（例えば、ブラック→シアン→マゼンタ→イエロー）に基づき、未だ交流電圧の調整を行っておらず、順番が上位の色の画像形成部３について、交流電圧の調整を実行する画像形成部３を決定する（ステップ♯４４）。

一方、１週目でなければ（２週目以降であれば）（ステップ♯４３のＮｏ）、スキップ対象を選択対象から除外する（ステップ♯４５）。ここで、本実施形態のプリンタ１では、過去の交流電圧の調整において、ｎ回（所定回数に相当）、画像形成時に現像ローラ８１に印加する交流電圧に変更が無かった場合、以後も画像形成時に現像ローラ８１に印加する交流電圧に変更はないと予測できるので、ｍ周のあいだにわたり、交流電圧の調整をとばす（スキップする）設定がなされている（ｎ及びｍは任意の整数）。即ち、２周目以降の調整時、制御部１０は、所定回数にわたって、調整を行っても画像形成時に印加する交流電圧の変更のない画像形成部３の調整を１又は複数周とばす。従って、スキップ対象とは、現在の周では交流電圧の調整がとばされる画像形成部３である。尚、ｎ及びｍは、任意に設定できるが、例えば、ｎ＝３ならばｍ＝１のように設定でき、スキップが完了すれば、その画像形成部３については、ｎはリセットされる。

このように、交流電圧の調整の選択対象を絞り込んだ上で、次に、制御部１０は、選択対象となる画像形成部３が２つ以上存在するか確認する（ステップ♯４６）。もし存在しなければ（ステップ♯４６のＮｏ）、残った１つの画像形成部３を、交流電圧の調整を行う対象に決定する（ステップ♯４７）。一方、選択対象となる画像形成部３が２つ以上存在すれば（ステップ♯４６のＮｏ）、制御部１０は、履歴データを確認しつつ、前周で交流電圧の変更のあった画像形成部３が存在するかを確認する（ステップ♯４８）。即ち、２周目以降の調整時、前周の調整で画像形成時に現像ローラ８１に印加する交流電圧の大きさの変更があった場合、制御部１０は、画像形成時に印加する交流電圧の変更があった画像形成部３から、調整を行うのである。

もし、存在すれば（ステップ♯４８のＹｅｓ）、前周で交流電圧の変更のあった画像形成部３が複数存在するかを確認する（ステップ♯４９）。もし、複数存在すれば（ステップ♯４９のＹｅｓ）、制御部１０は、履歴データを確認して、前周で交流電圧の調整動作の対象となってから、現在までの使用時間が長い方の画像形成部３を交流電圧の調整を行う対象に決定する（ステップ♯５０）。即ち、記憶部１２等に記憶され、各画像形成部３を使用履歴を示す履歴データを参照して、２周目以降の調整時、制御部１０は、履歴データに基づき、前周での調整から現在までの使用時間の長い画像形成部３から、調整を行う。もし、複数存在しなければ（ステップ♯４９のＮｏ）、前周で交流電圧の変更のあった、その画像形成部３を交流電圧の調整を行う対象に決定する（ステップ♯５１）。

ステップ♯４８で、前周で交流電圧の変更のあった画像形成部３が存在しなければ（ステップ♯４８のＮｏ）、制御部１０は、履歴データを確認して、前周で交流電圧の調整動作の対象となってから、現在までの使用時間が長い方の画像形成部３を交流電圧の調整を行う対象に決定する（ステップ♯５２）

調整の順番決定では、制御部１０は、画像形成部３の総数を１周分の回数とし、１周分の回数の間に、各画像形成部３に対し１回ずつ調整が実行されるように、調整を行う画像形成部３の順番を決定し、かつ、１周内での調整を行う画像形成部３の順番を固定しない。

このようにして、本実施形態によれば、１回の調整では、１つの画像形成部３に対してのみ調整を行うので、全色の画像形成部３に対して調整を行う場合に比べ、迅速に調整が終了する。従って、使用者の利便性や画像形成装置の生産性を大きく損なうことがない。又、経時変化では、現像ローラ８１に印加する最適な交流電圧が変化しても劇的な変化は通常なく、１回の調整で１つの画像形成部３に対してのみ調整を行うとしても、十分に、現像効率は、高い状態で維持され、濃度が維持された高画質の画像形成装置（例えば、プリンタ１）が提供される。又、１周分の回数の間に、各画像形成部３に対し１回ずつ調整が実行されるので、全ての画像形成部３は、万遍なく調整の対象となる。又、１周分の間での調整を行う画像形成部３の順番を固定しないので、例えば、使用頻度の高い画像形成部３等の各種事情を考慮して、調整を行う画像形成部３の順番を決定することができる。

又、画像形成時に現像ローラ８１に印加すべき交流電圧を、放電が生じず、かつ、現像効率が高い状態で維持でき、濃度等の変動が少なく、形成される画像の品質画像形成装置を提供することができる。又、履歴データに基づき、前周での調整時から現在までの使用時間の長い画像形成部３から、調整を行うので、前回の調整からの使用時間が長く（例えば、白黒画像を頻繁に印刷する場合など）、経時変化の影響が大きく現れやすい画像形成部３に対し優先的に調整を行うことができる。言い換えると、経時変化の影響が現れ難く、あまり使用されない画像形成部３を後回しにすることができる。従って、画像形成時に印加する交流電圧について、効率よく経時変化に対する調整を行うができ、画像形成装置の状況に応じた交流電圧の設定を行うことができる。

又、制御部１０は、画像形成時に印加する交流電圧の変更があった画像形成部３から調整を行うので、前回の交流電圧の調整（変更）が正しいか、早い段階で確認することができる。従って、もし、前回の交流電圧の調整が誤りであれば速やかに再調整されることになる。又、所定回数にわたって、調整後に、画像形成時に印加する交流電圧の変更がない場合、調整の必要性が少なく、しばらく調整を行わなくても画質の劣化が現れ難いと予測できるので、その色の調整を１又は複数周とばし、例えば、使用頻度が高い画像形成部３等、調整の必要性が高い画像形成部３での調整の頻度を増やすことができる。又、主電源投入後の立ち上げ時、前回の調整から所定枚数印刷を行った時、画像形成開始時、画像形成が終了してから画像形成の指示がない状態が所定時間継続した時など、大きな経時変化が生じうる場合や、使用者が使用していない、或いは、できない状態に、調整を行うので、使用者の利便性、画像形成装置の生産性の低下がない。

次に、他の実施形態を説明する。上記の実施形態では、放電電流の流れる方向によっては大電流となり、損傷が生じるという感光体ドラム９の特性から、交流電圧の調整時（及び初期設定時）と、画像形成時では、現像ローラ８１に印加する交流電圧の大きさは、同じではない場合を例に挙げて説明した。しかし、画像形成時に印加する交流電圧を初期設定値として、調整時にも印加し、放電が生ずるか検出し、その検出の有無によって、交流電圧の調整を行っても良い。この場合、テーブル等を用いた変換作業は不要にできる。

又、上記の実施形態では、正帯電の感光体ドラム９やトナーを例に挙げて説明したが、本発明は負帯電の感光体ドラム９やトナーを用いた場合にも適用することができる。又、上記の実施形態では、交流電圧の調整を行う画像形成部３の順番決定では、使用時間の長さと、前周での交流電圧の変更の両方を基準とする場合を示したが、その優先順位は適宜設定できる（上記の実施形態では、前周での交流電圧の変更のあった画像形成時に対し優先的に交流電圧の調整が実施される）。いずれか一方のみを基準としても良い。又、調整タイミングの到達ごとに、調整を行う画像形成部３を決定する例を示したが、一周分が完了した時、次の周での交流電圧の調整の順番を決定してしまっても良い。

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

本発明は、感光体ドラムと現像ローラを有し、現像ローラに交流電圧を印加する画像形成装置に利用可能である。

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。 実施形態に係る各画像形成部の拡大断面図である。 実施形態に係る現像ローラへの現像バイアス印加と感光体ドラム間の放電発生検出に関する現像ローラ周辺の構成図である。 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。 実施形態に係る現像ローラに印加する交流電圧の初期設定方法の一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る現像ローラに印加する交流電圧の詳細を説明するタイミングチャートである。 実施形態に係る現像ローラに印加する交流電圧の調整の制御の一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る現像ローラに印加する交流電圧の調整におけるタイミングチャートである。 実施形態に係る交流電圧の調整を行う画像形成部の順番決定の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ プリンタ（画像形成装置） ３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ） 画像形成部
３４ メモリ（記憶部の一種）
８１（８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄ） 現像ローラ
８６ 交流電圧印加部 ９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ） 感光体ドラム
１０ 制御部 １２ 記憶部
１４ 検出部

Claims (5)

1. 周面にトナー像を担持する感光体ドラムと、前記感光体ドラムにギャップが設けられつつ対向し、画像形成時にトナーを担持し、前記感光体ドラムへのトナーの供給のため、交流電圧印加部が接続される現像ローラとを含み、それぞれ色の異なるトナー像を形成する複数の画像形成部と、
   データを記憶する記憶部と、
   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検出部と、
   装置の各部を制御するとともに、前記検出部の出力が入力され放電発生を認識する制御部と、を有し、
   前記交流電圧印加部及び前記検出部は前記画像形成部ごとに設けられ、
   各前記画像形成部の使用履歴を示す履歴データが、前記記憶部に記憶され、
   前記制御部は、前記現像ローラに印加する交流電圧を変化させつつ放電の発生の有無を確認して画像形成時に前記現像ローラに印加すべき交流電圧を決定する調整を所定のタイミングで実行し、
   １回の前記調整では、１つの前記画像形成部に対してのみ前記調整を行うように制御し、調整を行う前記画像形成部の順番の１周分の回数を前記画像形成部の総数とし、前記１周分の回数の間に各画像形成部に対し１回ずつ前記調整が実行されるように、前記調整を行う前記画像形成部の順番を決定し、かつ、前記１周内での前記調整を行う前記画像形成部の順番を固定せず、２周目以降の前記調整時、前記履歴データに基づき、前周での前記調整から現在までの使用時間の長い前記画像形成部から、前記調整を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記憶部には、前記調整時、現在、画像形成時に前記現像ローラに印加する交流電圧の大きさに応じ、最初に前記現像ローラに印加すべき交流電圧に関する設定データが記憶され、
   前記調整時、
   前記制御部は、前記設定データに基づき、前記交流電圧印加部に前記現像ローラに交流電圧を印加させ、
   放電の発生を認識した場合、前記制御部は、画像形成時に前記現像ローラに印加する交流電圧を小さくさせるとともに、前記設定データを更新し、
   放電の発生の認識しない場合、前記制御部は、画像形成時に前記現像ローラに印加する交流電圧を大きく又は現状維持させるとともに、画像形成時の交流電圧を大きくする場合のみ前記設定データを更新することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 周面にトナー像を担持する感光体ドラムと、前記感光体ドラムにギャップが設けられつつ対向し、画像形成時にトナーを担持し、前記感光体ドラムへのトナーの供給のため、交流電圧印加部が接続される現像ローラとを含み、それぞれ色の異なるトナー像を形成する複数の画像形成部と、
   データを記憶する記憶部と、
   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検出部と、
   装置の各部を制御するとともに、前記検出部の出力が入力され放電発生を認識する制御部と、を有し、
   前記交流電圧印加部及び前記検出部は前記画像形成部ごとに設けられ、
   前記記憶部には、前記調整時、現在、画像形成時に前記現像ローラに印加する交流電圧の大きさに応じ、最初に前記現像ローラに印加すべき交流電圧に関する設定データが記憶され、
   前記制御部は、前記現像ローラに印加する交流電圧を変化させつつ放電の発生の有無を確認して画像形成時に前記現像ローラに印加すべき交流電圧を決定する調整を所定のタイミングで実行し、１回の前記調整では、１つの前記画像形成部に対してのみ前記調整を行うように制御し、調整を行う前記画像形成部の順番の１周分の回数を前記画像形成部の総数とし、前記１周分の回数の間に各画像形成部に対し１回ずつ前記調整が実行されるように、前記調整を行う前記画像形成部の順番を決定し、かつ、前記１周内での前記調整を行う前記画像形成部の順番を固定せず、前記調整時、前記設定データに基づき、前記交流電圧印加部に前記現像ローラに交流電圧を印加させ、放電の発生を認識した場合、前記制御部は、画像形成時に前記現像ローラに印加する交流電圧を小さくさせるとともに、前記設定データを更新し、放電の発生の認識しない場合、前記制御部は、画像形成時に前記現像ローラに印加する交流電圧を大きく又は現状維持させるとともに、画像形成時の交流電圧を大きくする場合のみ前記設定データを更新し、２周目以降の前記調整時、前周の前記調整で画像形成時に前記現像ローラに印加する交流電圧の大きさの変更があった場合、前記制御部は、画像形成時に印加する交流電圧の変更があった前記画像形成部から、前記調整を行うことを特徴とする画像形成装置。
4. 周面にトナー像を担持する感光体ドラムと、前記感光体ドラムにギャップが設けられつつ対向し、画像形成時にトナーを担持し、前記感光体ドラムへのトナーの供給のため、交流電圧印加部が接続される現像ローラとを含み、それぞれ色の異なるトナー像を形成する複数の画像形成部と、
   データを記憶する記憶部と、
   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検出部と、
   装置の各部を制御するとともに、前記検出部の出力が入力され放電発生を認識する制御部と、を有し、
   前記交流電圧印加部及び前記検出部は前記画像形成部ごとに設けられ、
   前記記憶部には、前記調整時、現在、画像形成時に前記現像ローラに印加する交流電圧の大きさに応じ、最初に前記現像ローラに印加すべき交流電圧に関する設定データが記憶され、
   前記制御部は、前記現像ローラに印加する交流電圧を変化させつつ放電の発生の有無を確認して画像形成時に前記現像ローラに印加すべき交流電圧を決定する調整を所定のタイミングで実行し、１回の前記調整では、１つの前記画像形成部に対してのみ前記調整を行うように制御し、調整を行う前記画像形成部の順番の１周分の回数を前記画像形成部の総数とし、前記１周分の回数の間に各画像形成部に対し１回ずつ前記調整が実行されるように、前記調整を行う前記画像形成部の順番を決定し、かつ、前記１周内での前記調整を行う前記画像形成部の順番を固定せず、前記調整時、前記設定データに基づき、前記交流電圧印加部に前記現像ローラに交流電圧を印加させ、放電の発生を認識した場合、前記制御部は、画像形成時に前記現像ローラに印加する交流電圧を小さくさせるとともに、前記設定データを更新し、放電の発生の認識しない場合、前記制御部は、画像形成時に前記現像ローラに印加する交流電圧を大きく又は現状維持させるとともに、画像形成時の交流電圧を大きくする場合のみ前記設定データを更新し、２周目以降の前記調整時、前記制御部は、所定回数にわたって、前記調整を行っても画像形成時に印加する交流電圧の変更のない前記画像形成部の前記調整を１又は複数周とばすことを特徴とする画像形成装置。
5. 主電源投入後の立上時、前回の調整から所定枚数印刷を行った時、画像形成開始時、画像形成が終了してから画像形成の指示がない状態が所定時間継続した時のいずれか、若しくは、これらの時の複数の組み合わせを実行タイミングとして、前記制御部は、前記調整を行う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。

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