JP5081769B2

JP5081769B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5081769B2
Application number: JP2008218794A
Authority: JP
Inventors: 研介藤原; 保清水; 良太前田; 浩次藤井
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
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Priority date: 2008-08-27
Filing date: 2008-08-27
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2028-08-27
Also published as: JP2010054743A

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、感光体ドラムと対向する現像ローラとが、ギャップを設けて配されることがある。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、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、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、放電が生ずる電位差を決定する大きな要因としての、現像ローラと感光体ドラムとのギャップは、感光体ドラムや現像ローラの取付、設置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。そうすると、放電が発生せず、かつ、できるだけ大きい交流電圧の印加の設定を行うには、現像ローラに印加する交流電圧の大きさを変化させつつ、放電の発生の有無を検出し、放電が発生した交流電圧の大きさに基づき、現像ローラと感光体ドラムの電位差を把握し、印刷時にこの電位差を若干下回るように、現像ローラに印加する交流電圧を定める設定を行う必要がある。

ここで、放電発生の有無を検出し、放電が発生する現像ローラと感光体ドラムの電位差を正確に把握するには、感光体ドラムの表面電位を安定させる必要がある。なぜなら、感光体ドラムの表面電位がばらつくと、同じ大きさの交流電圧を現像ローラに印加しても、放電が発生する場合と、発生しない場合が生じるためである。

尚、特許文献１を見ると、例えば、「・・・感光体ドラムの表面電位は、_-５５０Ｖにし・・・」（特許文献１：段落［００２８］等参照）など記載されているのみで、何ら感光体ドラムの表面電位を安定させる方法の記載はない。例えば、感光体ドラムの表面に汚れや、傷がある場合や、バイアス回路の故障、異常等、特許文献１記載の発明では、感光体ドラムの表面電位が安定するか不明という問題がある。

又、通常、感光体ドラムには、形成されたトナー像の転写のための中間転写体や転写ローラが接するが、特許文献１記載の発明では、負帯電のトナーを用い、放電検出時、感光体ドラムに負極性の電圧を印加するので、この時、感光体ドラム上に残留するトナーが、中間転写体や転写ローラ等の転写部材に移動する可能性がある。そうすると、感光体ドラムと転写部材の摩擦係数が変動し、中間転写体や感光体ドラム等の回転ムラの原因となる場合がある。この回転ムラは、画像形成時、トナー像形成や、転写の位置ずれ等の要因となり、形成される画像品質の低下を招く場合があるという問題がある。

本発明は、上記問題点を鑑み、放電の発生の確認時、感光体ドラムの表面電位を安定させ、放電が生ずる感光体ドラムと現像ローラの電位差を正確に確定し、又、放電の発生の確認後での、形成画像の品質低下をなくすことを目的とする。

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、前記感光体ドラムを一定の電位で帯電させる帯電部と、帯電後の前記感光体ドラムの露光を行って静電潜像を形成する露光部と、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、直流電圧印加部と、交流電圧印加部が接続される現像ローラと、転写用の電圧を印加する転写電圧印加部に接続され、トナー像を中間転写体又はシートに転写する転写部と、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、前記制御部が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、前記検出部により放電の発生を検出する放電発生検出時に、前記制御部は、前記転写電圧印加部に指示して転写時と逆極性の電圧を前記転写部に印加させ、前記帯電部に前記感光体ドラムの帯電を行わせ、前記露光部に前記感光体ドラムの周面全体にわたり露光させることとした。

この構成によれば、放電が発生する現像ローラと感光体ドラム間の電位差を把握するため、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を検出、確認する場合、帯電部に感光体ドラムの帯電を行わせ、露光部に感光体ドラムの周面全体にわたり露光させるので、帯電部が感光体ドラムを一定の電位で帯電させ、感光体ドラムが露光されることにより、露光後の感光体ドラムの表面電位は安定する（例えば、ほぼ０Ｖ）。従って、基準となる感光体ドラムの表面電位が安定するので放電が発生する現像ローラと感光体ドラムの電位差を正確に把握することができる。

又、この構成では、転写部にトナー像の転写時とは逆極性の電圧を印加させるので、中間転写体や転写ローラ等の転写部材への、感光体ドラム上のトナーの移動を防ぐことができ、これにより、転写部材等や、これらに当接する感光体ドラムの回転ムラの発生を抑えることができ、トナー像形成や転写等を、ずれなく正確に行うことができる。

又、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、放電発生検出時、前記制御部は、印刷時よりも、前記帯電部の帯電出力を減らす指示を与えることとした。この構成によれば、制御部は、通常の印刷時よりも帯電部の帯電出力を減らすように指示を出すので、露光部の露光により、確実に感光体ドラムの表面電位を安定させることができる。更に、帯電部では、感光体ドラムを帯電させるため比較的高い電圧が印加されるが、この帯電のための電圧印加により、オゾンが発生することがあり、このオゾンが機内の粉塵（トナー、現像剤中の外添剤等）と反応し、帯電生成物が生成される。この帯電生成物が感光体ドラムに付着すると、感光体ドラムや転写部材の摩擦係数が変動し、回転ムラを引き起こす場合がある。又、オゾンは、感光体ドラム表面と反応し、水分を吸着させやすくする。そうすると、帯電生成物が感光体ドラムに降り積もった場合や、水分に帯電生成物が溶け込んだ場合、感光体ドラムの抵抗が下がり、感光体ドラム表面での電荷が移動し、形成される画像の品質が低下する場合がある（いわゆる、像流れ）。そして、本発明では放電の発生の検出、確認のため、帯電部が帯電を行うところ、検出作業が長時間に及べば、帯電生成物が多く生成される場合がある。しかし、この構成では、制御部は、通常の印刷時よりも帯電部の帯電出力を減少させるので、オゾンや帯電生成物の発生量が減少し、回転ムラの発生や放電検出後の画像形成での画質の劣化をなくすことができる。

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、前記感光体ドラムの清掃を行う清掃部を有することとした。この構成によれば、感光体ドラムの清掃を行う清掃部を有するので、転写部材に付着するトナーを減少させることができる。又、帯電生成物が感光体ドラムに付着しても、付着量を減らすことができる。従って、感光体ドラム等の回転速度ムラや、画質劣化の度合を下げることができる。

又、請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の発明において、放電発生検出時に放電が発生したことを検出した場合、前記制御部は、放電発生時に前記現像ローラに印加していた交流電圧のピーク値に対する前記感光体ドラムと前記現像ローラ間の電位差を求め、画像形成時における前記現像ローラと前記感光体ドラムの表面電位の電位差が前記電位差よりも小さくなるように、画像形成時に現像ローラに印加すべき交流電圧を定めることとした。この構成によれば、正確に把握された放電が発生する現像ローラと感光体ドラムの電位差に基づき、現像効率を高めた、適切な画像形成時に放電の生じない交流電圧の設定を行うことができる。

本発明の画像形成装置によれば、現像ローラと感光体ドラム間の放電発生を検出し、放電が発生する現像ローラと感光体ドラムの電位差を把握する場合、感光体ドラムの表面電位が安定するので、正確な現像ローラと感光体ドラムの電位差を把握することができる。又、放電の測定により生ずる画像形成時の転写部材や感光体ドラムの回転ムラの発生や帯電生成物による画像品質の低下のない画像形成装置を提供することができる。

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乃至図３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。図３は、本発明の実施形態に係る露光装置４（露光部に相当）の一例を示す模式図である。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。

前記シート供給部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により搬送路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、シート供給部２ａから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。

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。

ここで、図２に基づき、各画像形成部３ａ〜３ｄについて詳述する。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。尚、本実施形態の各感光体ドラム９は、正帯電型である。

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。又、各帯電ローラ７１の表面の異物を除去する清掃ブラシ７３（例えば、軸に樹脂等のブラシを巻き付けたもの）が設けられる。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。

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。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、所定の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の各ローラ軸８１１、８２１は固定される。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、画像形成時は、このスリーブ８１２、８２２が回転する（図４参照）。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。

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には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。

ここで、図３に基づき、露光装置４の概略構成を説明する。図３に示すように、露光装置４には、半導体レーザ装置４１（レーザダイオード）と、レーザ光を反射させる平面反射面を複数持ち高速回転するポリゴンミラー４２（ポリゴンモータ４３により回転）と、ｆθレンズ４４、レーザ光を適宜、各感光体ドラム９に向けて反射させるミラー４５等が設けられる（尚、図３では１色分の構成のみを図示。例えば、４色の場合、ポリゴンミラー４２は共有され、その他の半導体レーザ装置４１、ｆθレンズ４４、ミラー４５等は各色分備えられる）。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。

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４６が設けられる。この受光素子４６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、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）。

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次転写を行うもので、各１次転写ローラ５１ａ〜５１ｄ（転写部に相当）、中間転写ベルト５２（中間転写体に相当）、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（図９参照）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の回転駆動により紙面反時計方向に周回する。中間転写ベルト５２は、例えば、誘電体樹脂で構成される。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に所定の電圧を印加して、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４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周辺の構成を示す。ただし、図４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、各画像形成部の区別を示す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４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５参照）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および周波数を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、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変換部されたアンプ１５の出力から、ＣＰＵ１１は、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。

（プリンタ１のハードウェア構成）
次に、図５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５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５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、定着装置、操作パネル１３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。

尚、図５に示す操作パネル１３は、例えば、プリンタ１の正面上方に設けられ、液晶画面を有し、種々の設定情報、警告等を表示する。又、操作パネル１３は、種々の操作ボタンを有し、ユーザからの操作を受け付ける。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５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段階的に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の電位差を把握し、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。

（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詳細を説明する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。

まず、図６に基づき、放電発生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、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８２バイアス部（図５参照）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８２バイアス部が磁気ローラ８２に直流電圧を印加するタイミングを示す。

又、「帯電ローラ」は、帯電装置７が感光体ドラム９を帯電させるタイミングを示す。「同期信号」は、露光装置４の受光素子４６が出力する同期用信号である。「露光」は、露光装置４での感光体ドラム９の露光（レーザ光照射）タイミングを示す。「放電検出（検出部出力）」は、検出部１４による放電発生検出タイミングを示す。

〈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。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、弊害があるので、若干量、感光体ドラム９にトナーが供給される。初期動作の後、準備状態に移行する。

〈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。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、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。

〈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。

〈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）。

放電検出状態は、一定時間（例えば、１秒〜数秒間）続き、ＣＰＵ１１へのアンプ１５の入力から放電発生を認識しない場合等、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。

次に、図７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７では、上段に画像形成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。

まず、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、放電有無検出時に、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）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、画像形成時と同じ正極性の電圧が現像ローラ８に印加される。

尚、バイアスの放電発生検出用の設定値Ｖｄｃ２は、画像形成時の設定値Ｖｄｃ１よりも高く設定することが望ましい。トナーは正極性に帯電し、放電発生検出時に磁気ローラ８２から現像ローラ８１に供給されるトナーの量を抑えることができるからである。

（放電発生検出動作の制御の流れ）
次に、図８に基づき、本発明の実施形態に係るプリンタ１の放電発生検出動作の制御の流れの一例を説明する。図８は、本発明の実施形態に係るプリンタ１の放電発生検出動作の制御の流れの一例を示す、フローチャートである。尚、このフローチャートは、１つの画像形成部３に対する制御であり、全色行う場合、本実施形態では、４回繰り返される。

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、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。

まず、操作部において所定の操作がされ、放電発生検出動作が開始されると（スタート）、ＣＰＵ１１の指示で、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。尚、放電発生検出動作では、基本的に、現像ローラ８１はトナーを担持しない。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。

次に、図６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、放電発生を検出しないことを確認する（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（例えば、現像ローラ８１への交流電圧の大きさが極めて低い等）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Ｎｏ）、ギャップの異常や検出部１４等のハードの異常が考えられる。この場合、操作パネル１３等にエラー表示（ステップＳ６）を行って、放電発生検出動作は終了する（エンド）。

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Ｙｅｓ）、図６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）。

そして、次に、放電検出状態に移行し、具体的には、ΔＶ１だけピーク間電圧を増加させた交流電圧を現像ローラ８１に印加し、ＣＰＵ１１の指示により所定時間露光が行われ、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）。そして、カウント数が０回でないかを確認し（ステップＳ９）、０回であれば（ステップＳ９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。

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Ｙｅｓ）、放電発生として、ＣＰＵ１１の指示で、Ｖｐｐ制御部８８（図４）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、現状より所定の刻み幅ΔＶ１だけ減少させ（ステップＳ１２）、さらに所定の刻み幅ΔＶ２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ΔＶ２は、所定の刻み幅ΔＶ１を分割したものとできる（例えば、ΔＶ１＝５０Ｖであれば、ΔＶ２＝１０Ｖ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。

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Δ１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Δ２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。

次に、カウント数が０回でないかを確認し（ステップＳ１５）、０回であれば（ステップＳ１５のＮｏ）、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Ｓ１７のＮｏ）、ステップＳ１２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Ｙｅｓ）、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。

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Ｙｅｓ、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Ｓ９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５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）。

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。

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。

要するに、本実施形態のプリンタ１は、放電発生検出時に放電が発生したことを検出した場合、制御部１０は、放電発生時に前記現像ローラ８１に印加していた交流電圧のピーク値に対する感光体ドラム９と前記現像ローラ８１間の電位差を求め、画像形成時における現像ローラ８１と感光体ドラム９の表面電位の電位差が電位差よりも小さくなるように、画像形成時に現像ローラ８１に印加すべき交流電圧を定めるのである。

そして、このＶｐｐ１の設定が完了すれば、放電発生検出と画像形成時のＶｐｐ１の設定は終了する（エンド）。そして、プリンタ１は、この制御完了後、画像形成可能な状態に復帰する。このように、本発明によれば、現像効率が高く、かつ、画像形成時に放電が発生しない、現像ローラ８１に印加すべきＶｐｐ１を自動的に設定することができる。

次に、図９を利用して、本発明の利点を説明する。図９（ａ）は、放電発生検出時の画像形成部３の一部拡大図であり、（ｂ）は、中間転写ベルト５２に付着するトナー量と中間転写ベルト５２の摩擦係数の変動の関係の一例を示すグラフであり、（ｃ）は、放電発生検出時の画像形成部３の一部拡大図であり、（ｄ）は、本発明の実施形態に係る放電発生検出時の画像形成部３の一部拡大図である。

まず、図９（ａ）について説明する。図９（ａ）は、放電発生検出時の画像形成部３での電圧印加の一例を示す。図９（ａ）では、放電発生検出時、帯電装置７と転写ローラには、帯電のための電圧が印加されないことを示している。

放電発生検出時、感光体ドラム９の電位が安定していないと、同じ現像バイアスを印加しても、放電が発生する場合と放電が発生しない場合が生じやすくなる。従って、上述した画像形成時の交流電圧のピーク間電圧Ｖｐｐ１の設定の精度が落ち、又、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧Ｖｐｐ１を設定しても、放電が発生してしまう可能性がある。

そこで、感光体ドラム９の表面電位を安定させるには、図９（ａ）に示すように、放電発生検出時、帯電装置７と１次転写ローラ５１の電圧を印加をしない方法がある。これにより、感光体ドラム９の電位はほぼゼロ（グランドレベル）で安定する。ここで、本実施形態のプリンタ１では、放電発生検出時、基本的に現像ローラ８１にトナーを担持させない。具体的に、磁気ローラ８２に正極性の電圧を印加すると、トナーの帯電極性は正なので、斥力でトナーが磁気ローラ８２から現像ローラ８１に移動する。従って、磁気ローラ８２に電圧を印加せず、現像ローラ８１にトナーを担持させないように仕向ける。

しかし、感光体ドラム９表面には、残留するトナーが存在する。又、スリーブ８１２の回転にトナーが引きずられる等、スリーブ８１２のトナーは完全になくならず、現像ローラ８１上のトナーが感光体ドラム９に飛翔する場合がある。そうすると、中間転写ベルト５２の方がトナーよりも電位が低いため、図９（ａ）に示すように、中間転写ベルト５２方向に移動してしまうトナーが現れる。そして、中間転写ベルト５２に、放電発生検出時の間、少しずつ中間転写ベルト５２にトナーが移り続けることになる。

そうすると、図９（ｂ）で一例を示すように、中間転写ベルト５２のトナーの付着量によって、中間転写ベルト５２の摩擦係数（ミュー）が変動するという問題がある。本実施形態のプリンタ１では、中間転写ベルト５２として、例えば、ゴムベルトを採用でき、ゴムベルト自体の摩擦係数は、大きい。しかし、適量のトナーをのせると、トナーという微少な粒子がゴムベルト表面に付着した状態となり、ゴムベルトは、摩擦係数が下がる傾向を示す。しかし、更に、トナー量が多くなると、摩擦係数が大きくなる（多すぎると、例えばベルト清掃装置５８が動作してかき取ってしまう等の理由による）。

トナーの種類や粒径、中間転写ベルト５２の材質、感光体ドラム９表面の材質、ベルト清掃装置５８が動作条件等、摩擦係数は、多様な要因が関与し、図９（ｂ）の特性は一例に過ぎないが、中間転写ベルト５２でのトナー量が変わると、中間転写ベルト５２の摩擦係数が変動することは明らかである。そして、トナーは通常、万遍なく中間転写ベルト５２に分布しないので、ベルト表面の摩擦係数がばらつき、その結果、中間転写ベルト５２と、中間転写ベルト５２に接する感光体ドラム９の回転ムラ（回転速度ムラ）が生ずる。

そして、回転ムラが生ずれば、放電が発生するピーク間電圧の変動（即ち、画像形成時の交流電圧の設定の正確性の低下）や、放電発生検出後の画像形成でのトナー像の転写位置やトナー像形成位置のずれ等の原因となる。そこで、図９（ｃ）に示すように、制御部１０は、転写電圧印加部５９に指示して、中間転写ベルト５２にトナーがのらないように、トナーの帯電極性とは逆極性の電圧（以下、「逆バイアス」という。本実施形態では、正極性）を１次転写ローラ５１５１に印加することが考えられる。この逆バイアスにより、中間転写ベルト５２へのトナーの移動を防ぐことができる。

しかし、トナーの移動を確実に防ぐには、比較的大きな（例えば、トナーの帯電電位を確実に上回る）逆バイアスを１次転写ローラ５１に印加する必要がある。そうすると、感光体ドラム９が逆バイアス印加のため、帯電する。尚、感光体ドラム９と１次転写ローラ５１の対向部分と清掃装置３２の間に、除電装置３１が存在するが、感光体ドラム９上のトナー等や粉塵等が光を妨げ、確実に除電できない場合がある。従って、放電発生検出時、図９（ｃ）の方法では、感光体ドラム９の表面電位は安定しにくい。

そこで、本実施形態に係る発明では、放電発生検出時、図９（ｄ）に示すように、ＣＰＵ１１の指示により、帯電電圧印加部７２が帯電装置７で感光体ドラム９を帯電させ、露光装置４での感光体ドラム９の露光を継続して（周面全体に）行う。これにより、感光体ドラム９と現像ローラ８１が対向する区間Ｌにおいては感光体ドラム９の表面電位が、ほぼゼロＶで安定する。これにより、放電が発生するかしないかといったばらつきがなくなり、又、放電発生時の感光体ドラム９と現像ローラ８１の電位差を正確に把握することができる。尚、図９に示す本発明では、１次転写ローラ５１の逆バイアスも当然印加する。

又、帯電装置７での帯電により、通常、オゾンや帯電生成物が発生する。オゾンは、感光体ドラム９の表面と反応し、水分を吸着し、これに帯電生成物が溶け込むと、感光体ドラム９の抵抗が低下し、静電潜像を乱し、画質低下の原因となる（像流れ）。又、生成された帯電生成物が感光体ドラム９に降り積もり固着すれば、感光体ドラム９の摩擦係数を変化させ、回転ムラの原因となる。尚、画像形成時であれば、トナーの研磨剤的な作用と清掃装置３２の研磨、清掃作用で、像流れや帯電生成物の固着はある程度防がれる。

しかし、放電発生検出時、現像ローラ８１には、基本的にトナーを担持させないので、帯電生成物による弊害が顕著に表れやすい。ここで、放電発生検出時では、感光体ドラム９の表面電位を安定できれば良いので、制御部１０の指示で、帯電電圧印加部７２は、放電発生検出時、画像形成時よりも小さい電圧を印加する（例えば、画像形成時の２０〜８０％等）。従って、帯電ローラ７１に印加される電圧は、画像形成時よりも小さくなるから、オゾンや帯電生成物の生成量が少なくなる。従って、本発明では、帯電生成物やオゾンによる弊害も軽減される。又、画像形成時よりも、露光装置４からのレーザ光のレーザパワーを上げなくても、十分に感光体ドラム９の表面電位を落とすことができる。

要するに、本発明では、制御部１０が現像ローラ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により放電の発生を検出する放電発生検出時に、制御部１０は、転写電圧印加部５９に指示して転写時とは逆極性の電圧を転写ローラに印加させ、帯電装置７に感光体ドラム９の帯電を行わせ、露光部に感光体ドラム９の周面全体にわたり露光させる。又、この時、制御部１０は、印刷時よりも、帯電装置７の帯電出力を減らす指示を与える。

このようにして、本発明の実施形態によれば、放電が発生する現像ローラ８１と感光体ドラム９間の電位差を把握するため、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を検出、確認する場合、帯電部（帯電装置７）に感光体ドラム９の帯電を行わせ、露光部（露光装置４）に感光体ドラム９の周面全体にわたり露光させるので、帯電部が感光体ドラム９を一定の電位で帯電させ、感光体ドラム９が露光されることにより、露光後の感光体ドラム９の表面電位（Ｖ０）は安定する（例えば、ほぼ０Ｖ）。従って、基準となる感光体ドラム９の表面電位が安定するので放電が発生する現像ローラ８１と感光体ドラム９の電位差を正確に把握することができる。

又、転写部（１次転写ローラ５１）にトナー像の転写時とは逆極性の電圧を印加するので、中間転写体や転写ローラ等の転写部材（例えば、中間転写ベルト５２）への、感光体ドラム９上のトナーの移動を防ぐことができ、転写部材等や、これらに当接する感光体ドラム９の回転ムラの発生を抑えることができ、画像形成のトナー像形成や転写等を、ずれなく正確に行うことができる。又、制御部１０は、通常の印刷時よりも帯電部の帯電出力を減らすように指示を出すので、露光部の露光により、確実に感光体ドラム９の表面電位を安定させることができる。更に、帯電部では、感光体ドラム９を帯電させるため比較的高い電圧が印加されるが、この帯電のための電圧印加により、オゾンが発生することがあり、このオゾンが機内の粉塵（トナー、現像剤中のる外添剤等）と反応し、帯電生成物が生成される。この帯電生成物が感光体ドラム９に付着すると、感光体ドラム９や転写部材の摩擦係数が変動し、回転ムラを引き起こす場合がある。又、オゾンは、感光体ドラム９表面と反応し、水分を吸着させやすくする。そうすると、帯電生成物が感光体ドラム９に降り積もった場合や、水分に帯電生成物が溶け込んだ場合、感光体ドラム９の抵抗が下がり、感光体ドラム９表面での電荷が移動し、形成される画像の品質が低下する場合がある（いわゆる、像流れ）。そして、本発明では放電の発生の検出、確認のため、帯電部が帯電を行うところ、検出作業が長時間に及べば、帯電生成物が多く生成される場合がある。しかし、この構成では、制御部１０は、通常の印刷時よりも帯電部の帯電出力を減少させるので、オゾンや帯電生成物の発生量が減少し、回転ムラの発生や放電検出後の画像形成での画質の劣化をなくすことができる。

又、感光体ドラム９の清掃を行う清掃部（清掃装置３２）を有するので、転写部材に付着するトナーを減少させることができる。又、帯電生成物が感光体ドラム９に付着しても、付着量を減らすことができる。従って、感光体ドラム９等の回転速度ムラや、画質劣化の度合を下げることができる。又、正確に把握された放電が発生する現像ローラ８１と感光体ドラム９の電位差に基づき、現像効率を高めた、適切な画像形成時に放電の生じない交流電圧の設定を行うことができる。

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）。

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。具体的に、放電発生検出時、帯電装置７は、感光体ドラム９に負極性の電圧を印加し、露光装置４が、表面電位をほぼゼロＶで安定させる。又、転写ローラには、負極性の逆バイアス電圧を印加することになる。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。

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、現像ローラに現像バイアス（直流＋交流）を印加する画像形成装置に利用可能である。

本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。本実施形態に係る各画像形成部の拡大断面図である。本実施形態に係る露光装置の一例を示す模式図である。本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を示す。本実施形態に係るプリンタのハードウェア構成の一例のブロック図である。本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。本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。本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。（ａ）は、放電発生検出時の画像形成部の一部拡大図であり、（ｂ）は、中間転写ベルトに付着するトナー量と中間転写ベルトの摩擦係数の変動の関係の一例を示すグラフであり、（ｃ）は、放電発生検出時の画像形成部の一部拡大図であり、（ｄ）は、本発明の実施形態に係る放電発生検出時の画像形成部の一部拡大図である。

符号の説明

１プリンタ（画像形成装置）４露光装置（露光部）
３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）画像形成部
３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ）清掃装置
５１（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ）１次転写ローラ５１（転写部）
５２中間転写ベルト（中間転写体）５９転写電圧印加部
７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）帯電装置（帯電部）
７１（７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ）帯電ローラ（帯電部の一部）
８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）現像装置
８１（８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄ）現像ローラ
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１１ＣＰＵ（制御部１０の一部）
１４検出部

Claims

周面にトナー像を担持する感光体ドラムと、
前記感光体ドラムを一定の電位で帯電させる帯電部と、
帯電後の前記感光体ドラムの露光を行って静電潜像を形成する露光部と、
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、
転写用の電圧を印加する転写電圧印加部に接続され、トナー像を中間転写体又はシートに転写する転写部と、
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、
前記制御部が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、前記検出部により放電の発生を検出する放電発生検出時に、
前記制御部は、前記転写電圧印加部に指示して転写時と、逆極性の電圧を前記転写部に印加させ、前記帯電部に前記感光体ドラムの帯電を行わせ、前記露光部に前記感光体ドラムの周面全体にわたり露光させることを特徴とする画像形成装置。
放電発生検出時、
前記制御部は、印刷時よりも、前記帯電部の帯電出力を減らす指示を与えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記感光体ドラムの清掃を行う清掃部を有す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。
放電発生検出時に放電が発生したことを検出した場合、
前記制御部は、放電発生時に前記現像ローラに印加していた交流電圧のピーク値に対する前記感光体ドラムと前記現像ローラ間の電位差を求め、画像形成時における前記現像ローラと前記感光体ドラムの表面電位の電位差が前記電位差よりも小さくなるように、画像形成時に現像ローラに印加すべき交流電圧を定めることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。