JP5919176B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明はトナーを用いて静電潜像の現像を行う現像装置、この現像装置を含む画像形成装置に関する。

複合機、複写機、プリンター、ファクシミリのような画像形成装置には、トナーを用いて静電潜像を現像して印刷を行うものがある。そして、画像形成装置には、磁性体からなるキャリアとトナーを含む現像剤（いわゆる二成分現像剤）を用いるものがある。そして、二成分現像剤を用いるとき、キャリアによる磁気ブラシを感光体ドラムに直接接触させることは画質などの点で好ましくない。そこで、特許文献１に記載されるように、感光体ドラムに対向してトナーを担持する現像ローラーを配し、現像ローラーに対向させた磁気ローラーで磁気ブラシを形成し、磁気ブラシによりトナーのみを現像ローラーに移行させ、磁気ブラシを感光体ドラムに当接させずに静電潜像を現像する方式（「タッチダウン現像」や「ハイブリッド現像」と称することもある）の現像装置を有する画像形成装置が提供されている。この方式によれば、画質、印刷速度、トナーの寿命、キャリアの飛散防止のような様々な点で、一成分現像方式や従来の二成分現像方式に対して有利である。

具体的に、特許文献１には、トナーの薄層を表面に形成する現像ローラーと、磁性キャリアによりトナーを現像ローラーに供給する磁気ローラーとを使用し、静電潜像を現像ローラーにより次々に現像して用紙上に画像形成を行なう画像形成方法や画像形成装置が記載されている（特許文献１：請求項１、図１等参照）。

特開２００６−２２１１０７号公報

上述のようなタッチダウン現像方式では、現像ローラーに交流電圧（例えば、ピーク間電圧が１〜２ｋＶ程度）を印加する。そして、現像ローラーから帯電したトナーを飛翔させて静電潜像の現像が行われる。そして、トランジスタのようなスイッチング素子を用いて通電のＯＮ／ＯＦＦを示す信号をトランスに入力し、現像ローラーに印加する交流電圧を得る場合がある。

ここで、感光体ドラムと現像ローラー間でのリーク発生の防止（放電発生の防止）や、トナー像のムラの発生の防止の観点から、画像形成装置の状態に応じて（モードに応じて）、スイッチングでのデューティ比を可変させたい場合がある。しかし、スイッチングでのデューティ比を変化させることは、トランスに均衡のとれていない電圧（エネルギーに偏りがある電圧）を印加することになり、トランスで偏磁が生ずる。

そして、偏磁が生じ磁束が偏ると、トランスが直流でバイアスされたような状態になる。定格よりも大きな電流（過電流）が流れることによって、スイッチング素子破壊の可能性が高くなる。特に、瞬間的なデューティ比の変化量が大きいほど、より大きな偏磁が生ずる。そして、偏磁が生じた状態でのトランスへの交流電圧印加などにより磁気飽和が生ずると、トランスのインピーダンスが大きく低下し、スイッチング素子にかなり大きな電流が流れる可能性がある。従って、デューティ比を変化させるとき、スイッチング素子の破壊が生ずるほどの大電流が流れないようにすべきであるという問題がある。

尚、従来、知られている現像装置としては、上述した高速で小型のハイブリッド現像装置がある。しかし、デューティ比を変化させるときスイッチング素子に大電流が流れる可能性が有る点については考慮されていなかった。従って、従来の技術では、上記の問題を解決できない。

本発明は、上記問題点を鑑み、スイッチング素子に大きな電流が流れることを防いで、問題なくデューティ比を変化できるようにし、的確なリーク発生の防止や、トナー像のムラの発生の防止を図ることを課題とする。

上記目的を達成するために請求項１に係る現像装置は、現像ローラーと、磁気ローラーと、トランスと、出力制御部と、スイッチング部と、コンデンサーを含む。前記現像ローラーはトナーを担持し感光体ドラムに対向される。前記磁気ローラーは前記現像ローラーに対向して配され、磁気ブラシにより前記現像ローラーへのトナーの供給及び前記現像ローラーからのトナーの剥離を行う。前記トランスは前記現像ローラーに印加する交流電圧を生成する。前記スイッチング部は前記トランスへの通電、遮断を行う。前記出力制御部は前記スイッチング部によるスイッチングでのデューティ比を第１デューティ比から第２デューティ比にまで変化させるとき、前記第１デューティ比から前記第２デューティ比まで段階的に、デューティ比を複数回変化させる。前記コンデンサーは、一端が前記トランスに接続されるとともに他端が前記スイッチング部に接続される。前記出力制御部は、前記感光体ドラムに形成された静電潜像の現像を行う現像実行モードでのデューティ比と、前記感光体ドラムに形成された静電潜像の現像を行わない現像未実行モードでのデューティ比を異ならせる。前記現像実行モードでのデューティ比は、前記現像未実行モードでのデューティ比よりも大きい。複数ページに連続して印刷を行うときの紙間で前記現像実行モードから前記現像未実行モードに移行して前記現像ローラーの表面のトナーの薄層を整えてから前記現像実行モードに戻すとき、前記出力制御部は、前記現像実行モードから前記現像未実行モードに移行する際に、前記出力制御部は前記現像実行モードでのデューティ比を前記第１デューティ比とするとともに前記現像未実行モードでのデューティ比を前記第２デューティ比としてデューティ比を変化させ、前記現像未実行モードから前記現像実行モードに移行する際に、前記出力制御部は前記現像未実行モードでのデューティ比を前記第１デューティ比とするとともに前記現像実行モードでのデューティ比を前記第２デューティ比としてデューティ比を変化させる。

コンデンサーとトランスによるエネルギーの振動はあるものの、デューティ比を変化させることにより生じたトランスでの偏磁（磁束の偏り）は時間の経過により減少し、時間とともに収束する傾向（偏磁が解消される傾向）を示す。そこで、この構成によれば、スイッチング部は、第１デューティ比から第２デューティ比にまでスイッチングでのデューティ比を変化させるとき、第１デューティ比から第２デューティ比まで段階的に、デューティ比を複数回変化させる。これにより、デューティ比を小刻みに（段階的に）時間をかけつつ変化させることができる。従って、第１デューティ比から第２デューティ比に一気にデューティ比を変化させる場合に比べてトランスでの偏磁の程度を抑えることができる。又、トランスのインピーダンスの低下を抑え、スイッチング部に大きな電流（過電流）が流れることを防ぐことができ、スイッチング部を壊すことが無い。

更に、トナー像のムラの発生の防止するうえで適切なデューティ比としたり、現像ローラーと感光体ドラムの間でリークが生じないデューティ比としたりするため、任意にデューティ比を問題なく可変させることができる。従って、リークがなく、トナー像のムラの発生が抑えられた高画質の現像装置を提供することができる。また、印刷中、大き目のデューティ比である方がトナー像のムラを適切に解消できる場合がある。一方で、印刷していない状態では、トナーの剥離による現像ローラーの表面の露出などにより、小さめのデューティ比である方が、リークが生じにくくなる場合がある。そこで、この構成によれば、現像実行モードから現像未実行モードに移行するとき、出力制御部は現像実行モードでのデューティ比を第１デューティ比とするとともに現像未実行モードでのデューティ比を第２デューティ比としてデューティ比を変化させ、現像未実行モードから現像実行モードに移行するとき、出力制御部は現像未実行モードでのデューティ比を第１デューティ比とするとともに現像実行モードでのデューティ比を第２デューティ比としてデューティ比を変化させる。これにより、トナー像のムラを適切に解消しつつ、リークを発生し難くすることができる。

又、請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、前記出力制御部は、数ミリ秒の予め定められた時間を確保しつつデューティ比を変化させても前記トランスで磁気飽和が生じないように予め定められた刻み幅で、前記第１デューティ比から前記第２デューティ比にまでデューティ比を変化させることとした。

この構成によれば、出力制御部はデューティ比を変化させるとき、トランスで磁気飽和が生じない刻み幅で、予め定められた時間を確保しつつ第１デューティ比から第２デューティ比にデューティ比を変化させる。これにより、確実にトランスで磁気飽和が生じないようにデューティ比を変化させることができる。又、デューティ比を変化させてから、少なくとも予め定められた時間経過してから次の段階的なデューティ比の変化がなされるので、デューティ比の変化により発生した偏磁の程度が収まるまで時間が確保される。従って、デューティ比の変化によって大きな電流が流れてスイッチング部が壊れることを確実に無くすことができる。また、デューティ比の変化に起因する大電流によりスイッチング部が壊れることがない間隔で段階的にデューティ比が切り替えられる。

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、前記現像ローラーに直流電圧を印加してバイアスさせる現像ローラーバイアス部と、前記磁気ローラーに直流電圧を印加してバイアスさせる磁気ローラーバイアス部と、を含み、前記現像未実行モードには、前記現像ローラーバイアス部と前記磁気ローラーバイアス部は出力を変化させることにより、前記現像ローラーへのトナーの供給を行いつつトナーの剥離を行う第１モードと、前記第１モードよりも前記現像ローラーへのトナー供給量を減らし前記現像ローラーからのトナーの剥離を重視する第２モードが設けられ、前記現像ローラーバイアス部と前記磁気ローラーバイアス部は、印刷完了時、又は、予め定められた枚数連続して現像を行ったとき、前記第２モードで電圧を印加し、前記現像実行モードの移行前に前記第１モードで電圧を印加することとした。

この構成によれば、現像ローラーバイアス部と磁気ローラーバイアス部は、印刷完了時、又は、予め定められた枚数連続して現像を行ったとき、第２モードで電圧を印加し、現像実行モードの移行前に第１モードで電圧を印加する。これにより、印刷完了時点や予め定められた枚数連続して現像を行った時点で、第２モードによって、一端、現像ローラー上のトナーを除去してリフレッシュすることができる。従って、現像ローラーへのトナーの固着などが無くなり、高画質を維持することができる。

又、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３の発明において、前記スイッチング部は、トランジスタを含むこととした。

この構成によれば、スイッチング部は、トランジスタである。これにより、デューティ比を変化させてもトランジスタに大電流は流れない。従って、トランジスタが壊れることを無くすことができる。

又、請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４の発明において、第１デューティ比から第２デューティ比にまでスイッチングでのデューティ比を変化させるとき、第１デューティ比から第２デューティ比までの段階数は５段階以上、２０段階以下であることとした。これにより、デューティ比の変化に起因する大電流によりスイッチング部が壊れることがない。

又、請求項６に係る画像形成装置は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の現像装置を含むこととした。

この構成によれば、現像装置の故障が無く、トナー像のムラが無くて高画質であり、リーク発生による問題が生じない画像形成装置を提供することができる。

本発明の現像装置によれば、デューティ比を変化させてもスイッチに大きな電流が流れることを防ぎ、問題なくデューティ比を変化させることができる。又、状態（モード）に応じて変化させるべきデューティ比の量が大きくても、問題なくデューティ比を変化させることができるので、的確なリーク発生の防止や、トナー像のムラの発生の防止を図ることができる。

プリンターの構成を示す断面図である。 画像形成ユニットの断面図である。 プリンターのハードウェア構成を示すブロック図である。 現像装置を示すブロック図である。 電圧印加のモードの遷移を示す説明図である。 デューティ比の差による影響を説明するための説明図である。 デューティ比の段階的な変化を説明するための説明図である。 デューティ比を小さくする処理の流れを示すフローチャートである。 デューティ比を大きくする処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図１〜図9を用いて説明する。以下の説明では、現像装置１を含む電子写真方式のタンデム型のプリンター１００（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、配置のような各要素は、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）
まず、図１、図２を用いて、実施形態に係るプリンター１００の概略を説明する。図１はプリンター１００の構成を示す断面図である。図２は画像形成ユニット４０の断面図である。

図１に示すように、本実施形態のプリンター１００は本体内に、給紙部２、搬送部３、画像形成部４、中間転写部５、定着部６等を含む。

給紙部２は普通紙（ＯＡ用紙）、ＯＨＰシート、ラベル用紙のような各種シートを収容する。給紙部２には、モーターのような駆動機構（不図示）により回転し、１枚ずつ用紙を搬送部３に送り出す給紙ローラー２１が設けられる。そして、搬送部３は給紙部２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３１まで導く。搬送部３には、搬送ローラー対３２やガイド３３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ー対３４や排出ローラー対３５等が設けられる。

画像形成部４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。そして、画像形成部４は４色分の画像形成ユニット４０Ｂｋ〜４０Ｍと露光装置４１を含む。具体的に、画像形成部４はブラックの画像を形成する画像形成ユニット４０Ｂｋと、イエローの画像を形成する画像形成ユニット４０Ｙと、シアンの画像を形成する画像形成ユニット４０Ｃと、マゼンタの画像を形成する画像形成ユニット４０Ｍ、を含む。

図２に基づき、各画像形成ユニット４０Ｂｋ〜４０Ｍを詳述する。尚、各画像形成ユニット４０Ｂｋ〜４０Ｍは形成するトナー像の色が異なるが、いずれも基本的に同様の構成である。そこで、以下では画像形成ユニット４０Ｂｋを例に挙げて説明するが、以下の説明では、色を示すＢｋ、Ｙ、Ｃ、Ｍの符号は特に説明する場合を除き省略する。又、共通する部材には、画像形成ユニット４０で共通の符号を付して説明する。

画像形成ユニット４０は感光体ドラム４２を含む。感光体ドラム４２は回転可能に支持される。感光体ドラム４２はモーター７４（図３参照）の駆動力を受け、所定の周速度で回転駆動される。例えば、感光体ドラム４２はアルミニウムのような金属を基体とし、ＯＰＣ（アモルファスシリコン等でもよい）からなる感光層を外周面に有する。そして、感光体ドラム４２は帯電、露光、現像のプロセスを経て周面にトナー像を担持する（像担持体）。尚、本実施形態の感光体ドラム４２は正帯電型である。そのため、トナーも正帯電するものを用いる。

画像形成ユニット４０の帯電装置４３は帯電ローラー４３ａを有する。帯電ローラー４３ａは対応する感光体ドラム４２に接する。又、帯電ローラー４３ａには、感光体ドラム４２を帯電させるための電圧が印加される。そして、帯電装置４３は感光体ドラム４２の表面を一定の電位で帯電させる。尚、帯電装置４３はコロナ放電式や、ブラシ等を用いて感光体ドラム４２を帯電させるものでも良い。

画像形成ユニット４０の下方の露光装置４１は感光体ドラム４２に向けてレーザー光を出力する。露光装置４１は内部に、半導体レーザー装置（レーザーダイオード）、ポリゴンミラー、ポリゴンモーター、ｆθレンズ、ミラー（不図示）などの光学系部材を含む。露光装置４１はこれらの光学系の部材を用いて、画像データをカラー色分解した画像信号に基づいた光信号（レーザー光、破線で図示）を、帯電した感光体ドラム４２に照射する。露光装置４１は感光体ドラム４２の走査露光を行うことで感光体ドラム４２の周面に静電潜像を形成する。具体的に、本実施形態の感光体ドラム４２は正帯電し、光の照射部分は電位が下がる。感光体ドラム４２の電位の低下部分に正帯電トナーが付着する。尚、アレイ状のＬＥＤを用いたもの等、レーザー方式以外の露光装置４１を用いてもよい。

画像形成ユニット４０の現像装置１はトナーと磁性体からなる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。画像形成ユニット４０Ｂｋのものブラック、画像形成ユニット４０Ｙのものはイエロー、画像形成ユニット４０Ｃのものはシアン、画像形成ユニット４０Ｍのものはマゼンタの現像剤を収納する。尚、現像装置１は現像剤を収容するコンテナー（不図示）と接続され、トナーの消費に伴い、トナーの補給が現像装置１に対してなされる。

現像装置１は現像ローラー１１と、磁気ローラー１２と、搬送部材１３を含む。そして、現像ローラー１１は対応する感光体ドラム４２と対向し、互いの軸線が平行とされる。又、現像ローラー１１と対応する感光体ドラム４２との間に、ギャップ（隙間）が設けられる。ギャップは所定の長さとされる（１ｍｍ以下）。

印刷の際、現像ローラー１１の周面にはトナーの薄層が形成される。そして、現像ローラー１１は帯電するトナーを担持する。感光体ドラム４２に向けてトナーを飛翔させ、トナーで静電潜像を現像するため、電圧が現像ローラー１１に印加される（図４など参照、詳細は後述）。

現像装置１の磁気ローラー１２は対応する現像ローラー１１と対向し、互いの軸線が平行とされる。現像ローラー１１へのトナーの供給や、現像ローラー１１からトナーを除去するために、磁気ローラー１２には、電圧が印加される（図４等参照、詳細は後述）。

本実施形態の現像装置１には、搬送部材１３が２本設けられる。搬送部材１３は磁気ローラー１２の下方に設けられる。２本の搬送部材１３は回転方向がそれぞれ異なる。例えば、搬送部材１３は螺旋状の羽根を有し、トナーとキャリアを含む現像剤を攪拌しつつ搬送する。この搬送に伴うキャリアとの摩擦によりトナーが帯電する。

現像ローラー１１のローラー軸１１ａと磁気ローラー１２のローラー軸１２ａは、支軸部材（不図示）などで固定して支持される。そして、現像ローラー１１のローラー軸１１ａには、軸線方向にのび、断面略矩形の磁石１１ｂが取り付けられる。又、磁気ローラー１２のローラー軸１２ａにも軸線方向にのび、断面略扇形の磁石１２ｂが取り付けられる。又、現像ローラー１１と磁気ローラー１２はそれぞれ、磁石１１ｂ、磁石１２ｂを覆う円筒状のスリーブ１１ｃ、１２ｃを有する。スリーブ１１ｃ、１２ｃは不図示の駆動機構により回転される。

そして、現像ローラー１１の磁石１１ｂと磁気ローラー１２の磁石１２ｂとは、現像ローラー１１と磁気ローラー１２の対向位置で異極が向かい合う。これにより、現像ローラー１１と、磁気ローラー１２間に、磁性体のキャリアによる磁気ブラシが形成される。磁気ブラシを担持した磁気ローラー１２のスリーブ１２ｃの回転や磁気ローラー１２への電圧印加等で、トナーが現像ローラー１１に供給され、現像ローラー１１にトナーの薄層が形成される。又、磁気ブラシは現像ローラー１１表面に残るトナーを引き剥がして回収する。

清掃装置４４は感光体ドラム４２の清掃を行う。各清掃装置４４は感光体ドラム４２の軸線方向に延び、樹脂で形成されるブレード４５や、感光体ドラム４２表面を擦って残トナー等を除去する摺擦ローラー４６を有する。ブレード４５や摺擦ローラー４６は感光体ドラム４２に当接し、感光体ドラム４２上の残留トナーのような汚れを掻き取って除去する。又、清掃装置４４の上方に感光体ドラム４２に対し光を照射して除電を行う除電装置４７（例えば、アレイ状のＬＥＤ）が設けられる。

図１に戻り説明を続ける。中間転写部５は感光体ドラム４２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。中間転写部５は複数の１次転写ローラー５１Ｂｋ〜５１Ｍ、中間転写ベルト５２、駆動ローラー５３、従動ローラー５４、５５、５６、２次転写ローラー５７、ベルト清掃装置５８等を含む。

中間転写ベルト５２は誘電体樹脂等で構成される。又、中間転写ベルト５２は１次転写ローラー５１Ｂｋ〜５１Ｍ、駆動ローラー５３、従動ローラー５４、５５、５６に張架される。そして、モーター７４のような駆動機構（不図示）に接続される駆動ローラー５３の回転駆動により、中間転写ベルト５２は図１の紙面時計方向に周回する。各１次転写ローラー５１Ｂｋ〜５１Ｍと対応する感光体ドラム４２は無端状の中間転写ベルト５２を挟み込む。各１次転写ローラー５１Ｂｋ〜５１Ｍには、１次転写を行うための電圧が印加される。画像形成ユニット４０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）はずれなく順次重畳されつつ中間転写ベルト５２に１次転写される。

又、駆動ローラー５３と２次転写ローラー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。２次転写ローラー５７には所定の電圧が印加される。そして、各色重ね合わされた中間転写ベルト５２上のトナー像はシートに２次転写される。尚、２次転写後の中間転写ベルト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。

定着部６は２次転写部よりもシート搬送方向下流側に配される。定着部６は発熱源を内蔵する定着ローラー６１と、これに圧接される加圧ローラー６２を含む。定着部６は定着ローラー６１と加圧ローラー６２のニップに、トナー像が転写されたシートを通過させる。ニップを通過するとトナー像は加熱・加圧され、その結果、トナー像がシートに定着する。定着後のシートは排出トレイ３１に排出され、１枚の用紙の印刷が完了する。

（プリンター１００のハードウェア構成）
次に、図３に基づき、実施形態に係るプリンター１００のハードウェア構成を説明する。図３はプリンター１００のハードウェア構成を示すブロック図である。

図３に示すように、本実施形態に係るプリンター１００は制御部７を有する。制御部７は装置の各部を制御する。制御部７はＣＰＵ７１、画像処理部７２のような処理を行うための回路、素子を含む。又、プリンター１００には、記憶部７３が設けられる。記憶部７３はＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュＲＯＭのような不揮発性と揮発性の記憶装置の組み合わせである。尚、本実施形態の説明では、制御部７が印刷の制御を行う例を説明するが、印刷を行う部分を制御するエンジン制御部や、全体制御や画像処理を行うメイン制御部等、機能、役割に応じて制御を行う部分（基板）を複数種、分割して設けてもよい。

ＣＰＵ７１は中央演算処理装置であり、プリンター１００の各部の制御を行い、記憶部７３に格納され、展開される制御プログラムに基づき演算を行う。記憶部７３はプリンター１００の制御プログラムのほか、制御データ等、各種データを記憶できる。更に、現像ローラー１１や磁気ローラー１２への電圧印加でのデューティ比や直流バイアス電圧の設定値等、現像ローラー１１や磁気ローラー１２に対する電圧印加設定に関するプログラムやデータも記憶部７３に記憶される。

そして、制御部７は給紙部２、搬送部３、画像形成部４、中間転写部５、定着部６等と接続され、記憶部７３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７はプリンター１００内に１又は複数個設けられるモーター７４を制御する。制御部７はモーター７４を回転させて感光体ドラム４２、現像ローラー１１、磁気ローラー１２のような各種回転体を回転させる。このモーター７４の駆動を利用して、現像ローラー１１及び磁気ローラー１２の各スリーブは回転する。

又、制御部７には、Ｉ／Ｆ部７５（インターフェイス部）を介し、コンピューター２００（パーソナルコンピュータ等）が接続される。コンピューター２００はプリンター１００に印刷を行わせる内容を含む印刷用データの送信元である。例えば、印刷用データには、印刷の設定データや画像データなどが含まれる。制御部７は受信した印刷用データに基づき画像処理部７２に画像処理を行わせて、露光装置４１用の画像データを生成する。露光装置４１はその画像データを受信し、感光体ドラム４２に静電潜像を形成する。

（現像装置１での電圧印加）
次に、図４を用いて、現像装置１での電圧印加を説明する。図４は現像装置１を示すブロック図である。

上述のように、本実施形態の現像装置１には現像ローラー１１と磁気ローラー１２が設けられる。トナーによる静電潜像の現像や、現像ローラー１１へのトナーの供給や、現像ローラー１１からのトナーの剥離のため現像ローラー１１と磁気ローラー１２には電圧が印加される。言い換えると、トナーを適切に移動させるため、現像ローラー１１と磁気ローラー１２には電圧が印加される。

現像装置１には現像ローラー１１と磁気ローラー１２に電圧を印加するために高圧電源部８が含まれる。高圧電源部８は供給される電圧の昇圧を行い、現像ローラー１１や磁気ローラー１２に電圧を印加（出力）する。

本実施形態の高圧電源部８はトランジスタ８１（ｎｐｎ型、スイッチング部に相当）、コンデンサー８２、トランス８３、現像ローラーバイアス部８４、磁気ローラーバイアス部８５、出力制御部８０を含む。各現像装置１が現像を開始し、終了するタイミングは異なるので、１つの現像装置１に対し（現像ローラー１１と磁気ローラー１２の１つの組み合わせに対し）、１つの高圧電源部８が設けられる。

トランジスタ８１のコレクタは電源装置９と接続される。電源装置９はプリンター１００の内部に設けられ、商用電源が入力される。電源装置９は整流、平滑等を行って直流電圧を出力する。例えば、電源装置９はＤＣ２４Ｖを出力し、トランジスタ８１に印加する。

トランジスタ８１のベースには出力制御部８０が接続される。出力制御部８０はクロック信号をトランジスタ８１のベースに入力する。出力制御部８０はクロック信号によりトランジスタ８１のスイッチングを行う。出力制御部８０によるトランジスタ８１のスイッチング周波数は固定してもよい。スイッチング周波数は、数ｋＨｚ程度とできる（３〜５ｋＨｚ程度）

トランジスタ８１のエミッタはコンデンサー８２と接続される。又、コンデンサー８２はトランス８３の一次側に接続される。コンデンサー８２は出力制御部８０が出力するクロック信号を増幅した波形から直流成分を除去した信号（電圧）をトランス８３に入力する。言い換えると、トランス８３に交流波形を入力する。

トランス８３は一次側に入力された電圧を昇圧した電圧を出力する。そして、二次側は少なくとも２系統の出力を有し、一方が現像ローラー１１、他方が磁気ローラー１２に接続される。尚、昇圧比は各出力で異なっていてもよい。又、現像ローラー１１側の出力には、現像ローラー１１に印加する交流電圧をバイアスする現像ローラーバイアス部８４が設けられる。同様に、又、磁気ローラー１２側の出力にも、磁気ローラー１２に印加する交流電圧をバイアスする磁気ローラーバイアス部８５が設けられる。現像ローラーバイアス部８４により直流電圧でバイアスされた交流電圧が現像ローラー１１に印加される。又、磁気ローラーバイアス部８５により、直流電圧でバイアスされた交流電圧が磁気ローラー１２に印加される。

現像ローラーバイアス部８４や磁気ローラーバイアス部８５は電源装置９の出力電圧を受けて昇圧を行うコンバーターである。そして、現像ローラーバイアス部８４と磁気ローラーバイアス部８５は出力を変化させることができる回路である。言い換えると、現像ローラーバイアス部８４と磁気ローラーバイアス部８５はバイアスする電圧の大きさを変えられる。

（現像装置１での電圧印加のモード）
次に、図５を用いて、本実施形態の現像装置１での電圧印加のモードを説明する。図５は電圧印加のモードの遷移を示す説明図である。

本実施形態の現像装置１はモードとして、トナーにより静電潜像の現像を行う現像実行モードと、静電潜像の現像を行わない現像不実行モードを有する。又、現像不実行モードは第１モード、第２モードを含む。高圧電源部８はモードに応じて、現像ローラー１１や磁気ローラー１２に印加する直流電圧（バイアス）の大きさや、トランジスタ８１のスイッチングのデューティ比を変化させる。尚、印刷を行わないのであれば現像ローラー１１や磁気ローラー１２に電圧を印加する必要は無い。そのため、現像装置１の状態（モード）としては、上記の３つのモード（現像実行モード、第１モード、第２モード）の他に、現像ローラー１１や磁気ローラー１２に電圧を印加しない印加無しの状態もある。

現像実行モードは現像ローラー１１にトナーを補給しつつ、トナーを飛翔させ、感光体ドラム４２上の静電潜像の現像を行うときのモードである。第１モード（現像未実行モードの一種）は現像実行モードに移行する前のモードであり、現像ローラー１１にトナーを供給し現像ローラー１１表面（スリーブ１１ｃ）のトナーの薄層を整えるモードである。第２モード（現像未実行モードの一種）は現像ローラー１１の表面からトナーを剥離、回収するモードであり、現像ローラー１１の表面のトナーを入れ替え、現像ローラー１１へのトナーの固着を防ぐモードである。

まず、現像実行モードでは、高圧電源部８は予め定められたピーク間電圧の交流電圧を現像ローラー１１に印加する。又、現像実行モードでは、現像ローラー１１にトナーを補給するため、現像ローラーバイアス部８４と磁気ローラーバイアス部８５は現像ローラーバイアス部８４の出力電圧値が磁気ローラーバイアス部８５の出力電圧値よりも小さくなるように、直流電圧を出力する。言い換えると、「磁気ローラーバイアス部８５の出力電圧＞現像ローラーバイアス部８４の出力電圧」とする。これにより、正帯電しているトナーは磁気ローラー１２から現像ローラー１１方向に移動しやすくする。

次に、第１モードは印刷前に現像ローラー１１の周面にトナーの薄層を形成するモードである。そのため、磁気ローラー１２から現像ローラー１１に帯電したトナーが移動するようにバイアスを印加する必要がある。そのため、現像実行モードと同様に、現像ローラーバイアス部８４と磁気ローラーバイアス部８５は、現像ローラーバイアス部８４の出力電圧値が磁気ローラーバイアス部８５の出力電圧値よりも小さくなるように、直流電圧を出力する。又、第１モードでは、第１モード用のピーク間電圧の交流電圧を現像ローラー１１に印加してもよい。

又、第２モードは現像ローラー１１の周面からトナーを剥離し、磁気ローラー１２側にトナーを回収してしまうモードである。そのため、現像ローラー１１から磁気ローラー１２に向けてトナーが移動しやすくなるようにバイアスを印加する必要がある。そのため、第２モードでは、現像ローラーバイアス部８４と磁気ローラーバイアス部８５は現像ローラーバイアス部８４の出力電圧値が磁気ローラーバイアス部８５の出力電圧値よりも大きくなるように、直流電圧を出力する。これにより、正帯電しているトナーは現像ローラー１１から磁気ローラー１２方向に向けて移動する。又、第２モードでも、第２モード用のピーク間電圧の交流電圧を現像ローラー１１に印加してもよい。

尚、第１モードや第２モードになってから現像ローラー１１が１周する時間が経過した後に他のモードに移行する。言い換えると、少なくとも現像ローラー１１が１周する間、第１モードや第２モードは継続する。

制御部７はプリンター１００の状態に応じて、出力制御部８０や、現像ローラーバイアス部８４や、磁気ローラーバイアス部８５にモードを指示する信号を入力する。現像ローラーバイアス部８４と磁気ローラーバイアス部８５は指示されたモードに応じて出力電圧値の大きさを切り替える。

そして、図５では３種類のモード遷移例を示している。まず、図５のうち最上段には、１枚のみ印刷するときの状態遷移を示している。１枚のみ印刷するとき、制御部７は高圧電源部８を制御して、現像開始前の印加無しの状態から、現像装置１を第１モードとし、トナーの薄層を現像ローラー１１の表面（スリーブ１１ｃ）に形成させる。その後、制御部７は高圧電源部８を制御して、現像装置１を現像実行モードとし、磁気ローラー１２から現像ローラー１１へのトナー補給を継続させる。そして、現像完了（印刷完了）に伴い、制御部７は高圧電源部８を制御して、現像装置１を第２モードとし、現像ローラー１１からトナーを回収させる。その後、現像装置１は印加無しの状態となる。

次に、図５のうち中段には、２５枚未満の範囲で、複数ページに連続して印刷を行うときの状態遷移を示している。現像開始までは１枚のみ印刷するときと同様である。そして、１ページ目に対応するトナー像の現像が開始されると、制御部７は高圧電源部８を制御して、紙間では現像装置１を第１モードとする。そのため、第１モードと現像実行モードが繰り返される。そして、ジョブでの現像（印刷）が完了すると、制御部７は高圧電源部８を制御して、現像装置１を第２モードとする。その後、現像装置１は印加無しの状態となる。

次に、図５のうち下段には、２５枚以上複数ページに連続して印刷を行うときの状態遷移を示している。現像開始までは１枚のみ印刷するときと同様である。そして、１ページ目に対応するトナー像の現像が開始されると、原則、制御部７は高圧電源部８を制御して、紙間では現像装置１を第１モードとする。そのため、第１モードと現像実行モードが繰り返される。そして、２５枚印刷を実行すると、制御部７は高圧電源部８を制御して、現像装置１を第２モードとし、現像ローラー１１の周面のトナーをリフレッシュする（取り除く）。尚、５１枚以上連続して印刷するとき、２５枚印刷するごとに第２モードが行われる。第２モードの後、再び、制御部７は高圧電源部８を制御して、現像装置１を第１モードとした後、現像が再開される。現像（印刷）完了したとき、制御部７は高圧電源部８を制御して、現像装置１を第２モードとし、その後、現像装置１は印加無しの状態となる。尚、本説明では、２５枚を基準として第２モードを実行する例を示すが２５枚に限られず、基準は２６枚以上でもよいし、２４枚以下でもよい。

（各モードでのデューティ比）
次に、図６を用い、本実施形態の現像装置１での電圧印加のモードとデューティ比の変更を説明する。図６はデューティ比の差による影響を説明するための説明図である。

本実施形態のプリンター１００では、現像ローラー１１に印加する交流電圧のデューティ比が変化する。具体的には、出力制御部８０は現像装置１のモードによってトランジスタ８１のスイッチングのデューティ比を変化させる。そして、出力制御部８０は現像実行モードでは第１モード、第２モードよりもトランジスタ８１のスイッチングでのデューティ比を大きくする。又、出力制御部８０は第１モード、第２モードでのデューティ比を現像実行モードでのデューティ比よりも小さくする。

まず、図６を用いて、デューティ比によってトナーの飛翔が異なる点を説明する。図６での上側のタイミングチャートのデューティ比は下側のタイミングチャートのデューティ比よりも大きい。尚、図６では、上側のタイミングチャートのデューティ比は４０％程度であり、下側のタイミングチャートのデューティ比は３０％程度である。

まず、図６の各タイミングチャートでの実線は現像ローラー１１に印加される電圧変動を示す波形である（出力制御部８０のトランジスタ８１のスイッチングにより生成される波形を昇圧した波形）。従って、各タイミングチャートでの縦軸は電圧の振幅を示す。この波形でのピーク間電圧は１ｋＶ〜２ｋＶの範囲で設定される。そして、図６のＶ０（破線で示すライン）は、０Ｖ（グランド）である。

コンデンサー８２は直流成分を除去する。そのため、現像ローラー１１に印加される電圧変動を示す波形のピーク間電圧のうち、Ｖ０のラインの位置は、１周期でのＨｉｇｈである時間と振幅の積とＬｏｗである時間と振幅の積が等しくなるような位置となる（面積中心）。例えば、矩形波でデューティ比が５０％であり、ピーク間電圧が１０００Ｖであれば、Ｖ０のラインからプラス側のピークまでの電位差とＶ０のラインからマイナス側のピークまでの電位差は、いずれも５００Ｖとなる。又、矩形波でデューティ比が４０％であり、ピーク間電圧が１０００Ｖであれば、Ｖ０のラインからプラス側のピークまでの電位差は６００Ｖとなり、Ｖ０のラインからマイナス側のピークまでの電位差は４００Ｖとなる。

又、図６の各タイミングチャートでのＶＬのライン（二点鎖線で示すライン）は露光後の感光体ドラム４２の電位（例えば、１００〜２００Ｖ程度）を示す。又、図６の各タイミングチャートでのＶａのライン（一点鎖線で示すライン）は、帯電時の感光体ドラム４２の電位を示す（例えば、４００〜６００Ｖ程度）。さらに、図６の各タイミングチャートでのＶｍａｘのライン（間隔が広い破線のうち上方のライン）は現像ローラーバイアス部８４によりバイアスしたときの現像ローラー１１に印加される電圧のプラス側のピーク値を示す。図６の各タイミングチャートでのＶｍｉｎのライン（間隔が広い破線のうち下方のライン）は、現像ローラーバイアス部８４によりバイアスしたときの現像ローラー１１に印加される電圧のマイナス側のピーク値を示す。

現像のとき、現像ローラー１１から感光体ドラム４２で露光された部分に正帯電されたトナーが飛翔する。そのため、露光後の感光体ドラム４２の電位（ＶＬ）とＶｍａｘの電位差が大きいほどトナーに働く静電力は大きくなり、トナーが動く速度が速くなる。

ここで、図６示すように、面積中心の考え方から、デューティ比が大きいときの露光後の感光体ドラム４２の電位（ＶＬ）とＶｍａｘの電位差（図６に白抜矢印Ａ１で示す）よりも、デューティ比が小さいときの露光後の感光体ドラム４２の電位（ＶＬ）とＶｍａｘの電位差（図６に実線矢印Ａ２で示す）の方が大きくなる。従って、デューティ比が小さいほど急峻にトナーを飛翔させて素早く露光されたドットにトナーを載せることができる。このため、デューティ比が小さいほど、１ドットの再現性は高くなると言われる。

しかし、デューティ比が小さいほど、経験上、現像されたトナー像にムラが現れやすくなることが知られている。例えば、同濃度のベタ画像を印刷したとき、デューティ比が小さいほど、印刷結果に濃淡のムラが表れやすい（「現像駆動ムラ」と呼ばれることもある）。現像駆動ムラの発生メカニズムは完全に解明されているわけではないが、現像ローラー１１や感光体ドラム４２には製造上の誤差や取付誤差があり、感光体ドラム４２と現像ローラー１１間のギャップの長さは軸線方向のどの場所でも同じではなく、更に回転に伴いギャップが変動する。そして、１ドットの再現性が高くなるほど（デューティ比を小さくするほど）、ギャップのフレが形成した画像のムラとなって現れると考えられている。

一方、デューティ比を大きくすれば、経験上、リーク（放電）が発生しやすくなることも知られている。感光体ドラム４２と現像ローラー１１のギャップは微少（１ｍｍ以下）であり、感光体ドラム４２と現像ローラー１１の電位差が大きくなるほど、リークは生じやすくなる。

ここで、本実施形態の現像装置１では、現像ローラー１１に印加される電圧が小さくなったときにリークが発生しやすい。そして、現像ローラー１１に印加されるマイナス側のピーク電圧がより小さいほど（よりマイナスほど）、リークが発生しやすくなる。尚、トナーの帯電特性や感光体ドラム４２の帯電特性などにより、現像ローラー１１に印加される電圧が大きいほどリークが発生しやすくなることもあり得る。

そして、図６に示すように、面積中心の考え方から、デューティ比が大きいときの帯電後の感光体ドラム４２の電位（Ｖａ）と現像ローラー１１に印加される電圧がマイナス側のピーク時の電位（Ｖｍｉｎ）との差（図６に白抜矢印Ａ３で示す）はデューティ比が小さいときの帯電後の感光体ドラム４２の電位（Ｖａ）と現像ローラー１１に印加される電圧がマイナス側のピーク時の電位（Ｖｍｉｎ）との差（図６に実線矢印Ａ４で示す）よりも大きい。言い換えると、デューティ比が大きいほど、本実施形態の現像装置１ではリーク（放電）が生じやすい。

リークが生ずれば、感光体ドラム４２の電位が低下してトナーが付着してしまうことがある。現像実行時以外に感光体ドラム４２にトナーが付着すると、中間転写ベルト５２や２次転写ローラー５７をトナーで汚してしまうことがある。これにより用紙にトナーが付着して用紙が汚れることがある。又、リーク時の電流が大きければ、感光体ドラム４２に微少な穴が開くことがあり、以後に形成されるトナー像の画質を低下させてしまうこともある。

そこで、本実施形態のプリンター１００では、高圧電源部８の出力制御部８０は現像実行モードのとき、トナー像のムラを抑え画質を向上させるため、第１モードや第２モードの時よりもデューティ比を大きくする。一方、高圧電源部８の出力制御部８０はリークの発生を防ぐため第１モード、第２モードでは現像実行モードよりもデューティ比を小さくする。このように、現像実行モード、第１モード、第２モードでのデューティ比が予め定められる。

制御部７は印刷過程や、プリンター１００の状態や、印刷枚数等に応じて、出力制御部８０に現像装置１のモードを指示する。制御部７は露光装置４１での露光開始に伴い出力制御部８０に現像実行モードへの移行を指示する。又、制御部７は露光装置４１での露光終了に伴い出力制御部８０に第１モードや第２モードへの移行を指示する。出力制御部８０は制御部７のモード指示に応じ、デューティ比を変化させる。あるいは、制御部７はデューティ比そのものを指示する信号を出力制御部８０に与え、出力制御部８０は指示に応じてデューティ比を変化させても良い。

（デューティ比の段階的変化）
次に、図７〜図9を用いて、本実施形態でのデューティ比の段階的変化を説明する。図７はデューティ比の段階的な変化を説明するための説明図である。図8はデューティ比を小さくするときの処理の流れを示すフローチャートである。図9はデューティ比を大きくするときの処理の流れを示すフローチャートである。

本実施形態では、モードに応じてデューティ比を変化させる。本実施形態のプリンター１００では、出力制御部８０は現像実行モードのときデューティ比を４０％程度とし、紙間や現像実行前や現像完了後の第１モードや第２モードのときデューティ比を３０％程度とする。尚、本実施形態の説明では、第１モードと第２モードのデューティ比は同じであるが、差を設けても良い。

しかし、トランス８３（コイル）を用いている場合、デューティ比の変更は正と負が非対称な電圧をトランス８３に印加することになる。正と負が非対称な電圧をトランス８３に印加すると、トランス８３に偏磁が生じ、直流のバイアスを印加したような状態となる。

特に、偏磁が生じている状態でトランス８３に交流電圧を印加すると、磁気飽和が生じやすくなる。磁気飽和が生ずると、通常、トランス８３のインピーダンスは巻線抵抗分のみとなり大きな電流が流れる。そうすると、コンデンサー８２を介してトランス８３に接続されるトランジスタ８１に大きな電流が流れ、トランジスタ８１を壊すことがある。

デューティ比の変化量（１回あたりの変化幅）が大きいほどトランス８３での偏磁の程度は大きくなる。偏磁の程度が大きな状態では磁気飽和が生じやすい。例えば、本実施形態の現像装置１では、現像実行モードと第１モードや第２モードで１０％程度、デューティ比が異なる。そして、デューティ比を一気に１０％変化させると偏磁の程度が大きくなる。

一方、デューティ比の変化により偏磁が生ずると、トランス８３はバイアスされたような状態となり、一時的にコンデンサー８２とトランス８３間の電位は変化する。そして、コンデンサー８２とトランス８３の共振により、コンデンサー８２とトランス８３間の電位は振動しながら時間の経過とともに偏磁が収まってゆく。従って、トランス８３の偏磁は時間の経過とともに収まる傾向を示す。又、偏磁の程度が小さいほど、偏磁は早く収束する傾向がある。

そこで、本実施形態の現像装置１では、出力制御部８０は段階的にデューティ比を変更して、１回あたりのデューティ比の変化量を抑えつつ、時間をかけて偏磁を収めつつ、目標のデューティ比にまで変化させる。これにより、出力制御部８０はトランジスタ８１を過電流で壊すことなくデューティ比を変更できる。

そこで、図７を用いてデューティ比の変化を説明する。図７の例は連続して用紙に印刷を行い、紙間での現像実行モード→第１モード→現像実行モードとモードを遷移させるときのデューティ比の変化を示している。尚、図７の例では、現像実行モードのデューティ比を４０％として示し、第１モードのデューティ比を３０％として示している。尚、デューティ比は上記の例に限られない。

ここで、遷移前のモードでのデューティ比を「第１デューティ比」と称する。又、目標とするデューティ比（遷移後のモードのデューティ比）を「第２デューティ比」と称する。図７の例では、現像実行モードから第１モードへの遷移に伴うデューティ比の変更では、第１デューティ比が４０％であり、第２デューティ比が３０％である。又、第１モードから現像実行モードへの復帰に伴うデューティ比の変更では、第１デューティ比が３０％であり、第２デューティ比が４０％である。

図７に示すように、第１デューティ比（現在のモードで第１デューティ比）をから第２デューティ比（目標とするデューティ比）に変化させるとき、出力制御部８０はトランス８３で磁気飽和が生じない刻み幅（図７で刻み幅をΔＤとして図示）で、予め定められた時間（図７で予め定められた時間をΔＴとして図示）を確保しつつデューティ比を変化させる。

図７の例では、刻み幅は２％である。この刻み幅は予め実験を行う等により、トランス８３に磁気飽和が生じないような値に定めることができる。予め定められた時間は数ミリ秒（２ミリ秒）程度と定めることができる（紙間の時間は２５０ミリ秒程度）。

図７に示すように、第１デューティ比と第２デューティ比の差が１０％であり、刻み幅が２％であれば、出力制御部８０はデューティ比を５段階に分けて（５回変化させて）第１デューティ比を第２デューティ比にまで変化させる。この段階数は６段階以上でもよいし、２段階〜４段階でもよいが、段階数が多いほどトランス８３に磁気飽和が生じ難くなるので、５段階以上にすることが好ましい。又、第１デューティ比から第２デューティ比に変化させるのに時間を要しすぎると、次のモードに遷移するまでに現像ローラー１１でのトナーの薄層の形成や調整などのモード間の処理ができなくなるので、２０段階以下とすることが好ましい。

次に、図8を用いて、デューティ比を小さくするときの処理の流れを説明する。尚、本実施形態の現像装置１では、現像実行モードから第１モード又は第２モードに移行するときが、デューティ比を小さくするときに該当する。この場合、第１デューティ比は現像実行モードのデューティ比（４０％程度）であり、第２デューティ比は第１モード又は第２モードのデューティ比（３０％程度）である。

そのため、図8のスタートは制御部７から出力制御部８０や現像ローラーバイアス部８４や磁気ローラーバイアス部８５に現像実行モードから第１モードや第２モードへの遷移の指示が入力された時点である。

第１モードや第２モードへの遷移が指示されたとき、現像ローラーバイアス部８４は現像ローラー１１に印加する直流電圧を変化させ、磁気ローラーバイアス部８５は磁気ローラー１２に印加する直流電圧を変化させる（ステップ♯１１）。尚、現像実行モードと第１モードとでバイアスを変化させないならば、ステップ♯１１は必要ない場合がある。

続いて、出力制御部８０はクロック信号のデューティ比を予め定められた刻み幅だけ小さくする（ステップ♯１２）。尚、第１デューティ比から第２デューティ比に到るまで刻み幅は変動させてもよい。そして、出力制御部８０は目標とするデューティ比（第２デューティ比）に到達したか否かを確認する（ステップ♯１３）。

もし、デューティ比が第２デューティ比に到達していれば（ステップ♯１３のＹｅｓ）、本フローは終了する（エンド）。そして、出力制御部８０はモードの遷移や印加無の指示を制御部７から受けるまでデューティ比を維持しつつトランジスタ８１のスイッチングを行う。一方、デューティ比が第２デューティ比に到達していなければ（ステップ♯１３のＮｏ）、出力制御部８０は次にデューティ比を刻み幅だけ変化させる（段階的に変化させる）時点に到達したか否かの確認を続ける（ステップ♯１４、ステップ♯１４のＮｏ→ステップ♯１４）。出力制御部８０は内部にタイマーを有し計時機能を含む。そして、出力制御部８０は先にデューティ比を変化させてから次に刻み幅だけデューティ比を変化させるべき時点に到ったか否かを確認する。このとき、先にデューティ比を変化させてから次に刻み幅だけデューティ比を変化させるまでの間隔は、磁気飽和が生じないように、予め定められた時間以上とされる。もし、次にデューティ比を刻み幅だけ変化させる時点に到れば（ステップ♯１４のＹｅｓ）、フローはステップ♯１２に戻る。

次に、図9を用いて、デューティ比を大きくするときの処理の流れを説明する。尚、本実施形態の現像装置１では、第１モードから現像実行モードに移行するときが、デューティ比を大きくするときに該当する。そして、デューティ比を大きくするとき、第１デューティ比は第１モードのデューティ比（３０％程度）であり、第２デューティ比は現像実行モードのデューティ比（４０％程度）である。

そのため、図9のスタートは制御部７から出力制御部８０や現像ローラーバイアス部８４や磁気ローラーバイアス部８５に第１モードから現像実行モードへの遷移の指示が入力された時点である。

現像実行モードへの遷移が指示されたとき、現像ローラーバイアス部８４は現像ローラー１１に印加する直流電圧を変化させ、磁気ローラーバイアス部８５は磁気ローラー１２に印加する直流電圧を変化させる（ステップ♯２１）。尚、現像実行モードと第１モードとで直流電圧（バイアス）を変化させないならば、ステップ♯２１は必要ない。

続いて、出力制御部８０はクロック信号のデューティ比を予め定められた刻み幅だけ大きくする（ステップ♯２２）。尚、第１デューティ比から第２デューティ比に到るまで刻み幅は変動させてもよい。又、デューティ比を大きくするときと小さくするときでは、偏磁の程度が異なり得るので、デューティ比を大きくするときと小さくするときとで刻み幅の大きさ（１段階あたりのデューティ比の変化量）を変えてもよい。そして、出力制御部８０は目標とするデューティ比（第２デューティ比）に到達したか否かを確認する（ステップ♯２３）。

もし、デューティ比が第２デューティ比に到達していれば（ステップ♯２３のＹｅｓ）、本フローは終了する（エンド）。そして、出力制御部８０はモードの遷移の指示を制御部７から受けるまでデューティ比を維持しつつトランジスタ８１のスイッチングを行う。一方、デューティ比が第２デューティ比に到達していなければ（ステップ♯２３のＮｏ）、出力制御部８０は次にデューティ比を刻み幅だけ変化させる（段階的に変化させる）時点に到達したか否かの確認を続ける（ステップ♯２４、ステップ♯２４のＮｏ→ステップ♯２４）。この点はステップ♯１４と同様であるので、説明を省略する。

このようにして、本実施形態の現像装置１は、トナーを担持し感光体ドラム４２に対向される現像ローラー１１と、現像ローラー１１に対向して配され、磁気ブラシにより現像ローラー１１へのトナーの供給及び現像ローラー１１からのトナーの剥離を行う磁気ローラー１２と、現像ローラー１１に印加する交流電圧を生成するトランス８３と、トランス８３への通電、遮断を行うスイッチング部（トランジスタ８１）と、スイッチング部によるスイッチングでのデューティ比を第１デューティ比から第２デューティ比にまで変化させるとき、第１デューティ比から第２デューティ比まで段階的にデューティ比を複数回変化させる出力制御部８０と、一端がトランス８３に接続されるとともに他端がスイッチング部に接続されるコンデンサー８２と、を含む。

コンデンサー８２とトランス８３によるエネルギーの振動はあるものの、デューティ比を変化させることにより生じたトランス８３での偏磁（磁束の偏り）は時間の経過とともに減少し、収束する傾向（偏磁が解消される傾向）を示す。又、デューティ比の変化量が小さい方が偏磁の程度が小さく、収束までに要する時間も短い。

そこで、出力制御部８０は、第１デューティ比から第２デューティ比にまでスイッチングでのデューティ比を変化させるとき、第１デューティ比から第２デューティ比まで段階的に、デューティ比を複数回変化させる。これにより、デューティ比を小刻みに（段階的に）変化させることができる。従って、第１デューティ比から第２デューティ比に一気にデューティ比を変化させる場合に比べてトランス８３での偏磁の程度を抑えることができる。又、トランス８３のインピーダンスの低下を抑え、スイッチング部に大きな電流（過電流）が流れることを防ぐことができ、スイッチング部を壊すことが無い。

更に、トナー像のムラの発生を防止するうえで適切なデューティ比としたり、現像ローラー１１と感光体ドラム４２の間でリークが生じないデューティ比としたりするため、任意にデューティ比を問題なく変化させることができる。従って、リークがなく、トナー像のムラの発生が抑えられた現像装置１を提供することができる。

又、出力制御部８０はトランス８３で磁気飽和が生じない刻み幅で、予め定められた時間を確保しつつ第１デューティ比から第２デューティ比にまでデューティ比を変化させる。これにより、確実にトランス８３で磁気飽和が生じないようにデューティ比を変化させることができる。又、デューティ比を変化させてから、少なくとも予め定められた時間が経過してから次の段階的なデューティ比の変化がなされるので、デューティ比の変化により発生した偏磁が収まるまでの時間が確保される。従って、デューティ比の変化によって大きな電流が流れてスイッチング部が壊れることを確実に無くすことができる。

又、印刷中、大き目のデューティ比である方がトナー像のムラを適切に解消できる場合がある。一方で、印刷していない状態では、トナーの剥離による現像ローラー１１の表面の露出などにより、小さめのデューティ比である方が、リークが生じにくくなる場合がある。そこで、制御部７（出力制御部８０）は、感光体ドラム４２に形成された静電潜像の現像を行う現像実行モードでのデューティ比と、感光体ドラム４２に形成された静電潜像の現像を行わない現像未実行モードでのデューティ比を異ならせる。現像実行モードでのデューティ比は、現像未実行モードでのデューティ比よりも大きい。現像実行モードから現像未実行モードに移行する際に、出力制御部８０は、現像実行モードでのデューティ比を第１デューティ比とするとともに現像未実行モードでのデューティ比を第２デューティ比としてデューティ比を変化させる。現像未実行モードから現像実行モードに移行する際に、出力制御部８０は、現像未実行モードでのデューティ比を第１デューティ比とするとともに現像実行モードでのデューティ比を第２デューティ比としてデューティ比を変化させる。これにより、トナー像のムラを適切に解消しつつ、リークを発生し難くすることができる。

又、本実施形態の現像装置１は、現像ローラー１１に直流電圧を印加してバイアスさせる現像ローラーバイアス部８４と、磁気ローラー１２に直流電圧を印加してバイアスさせる磁気ローラーバイアス部８５と、を含み、現像未実行モードには、現像ローラーバイアス部８４と磁気ローラーバイアス部８５は出力を変化させることにより、現像ローラー１１へのトナーの供給を行いつつ現像ローラー１１からのトナーの剥離を行う第１モードと、第１モードよりも現像ローラー１１へのトナー供給量を減らし現像ローラー１１からのトナーの剥離を重視する第２モードが設けられている。現像ローラーバイアス部８４と磁気ローラーバイアス部８５は、印刷完了時、又は、予め定められた枚数連続して現像を行ったとき、第２モードで電圧を印加し、現像実行モードの移行前に第１モードで電圧を印加する。これにより、印刷完了時点や予め定められた枚数連続して現像を行った時点で、第２モードによって、一端、現像ローラー１１上のトナーを除去してリフレッシュすることができる。従って、現像ローラー１１へのトナーの固着などが無くなり、高画質を維持することができる。

又、本実施形態では、スイッチング部はトランジスタ８１である。これにより、デューティ比を変化させてもトランジスタ８１に大電流は流れない。従って、トランジスタ８１が壊れることを無くすことができる。

又、第１デューティ比から第２デューティ比にまでスイッチングでのデューティ比を変化させるとき、第１デューティ比から第２デューティ比までの段階数は５段階以上、２０段階以下である。言い換えると、出力制御部８０は第１デューティ比から第２デューティ比にまでスイッチングでのデューティ比を変化させるとき、５段階以上、２０段階以下の範囲の段階数で段階的にデューティ比を変化させる。これにより、デューティ比の変化に起因する大電流によりスイッチング部が壊れることがない。

又、画像形成装置（プリンター１００）は、本実施形態に示す現像装置１を含む。これにより、現像装置１の故障が無く、トナー像のムラが無くて高画質であり、リーク発生による問題が生じない画像形成装置を提供することができる。

又、本発明は現像装置の制御方法の発明としても捉えることができる。

尚、上記の実施形態では、正帯電の感光体ドラム４２やトナーを例に挙げて説明したが、負帯電の感光体ドラム４２やトナーを用いた場合にも適用することができる。このとき、負帯電用に現像を実行している状態（現像実行モード）では、ムラが少なくなるようにデューティ比を定め、現像を実行していない状態（現像不実行モード）ではリークが生じないようにデューティ比を定めればよい。

以上、本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。

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ーとを有し、現像ローラーに印加する電圧のデューティ比を変化させる画像形成装置に利用可能である。

１００ プリンター（画像形成装置） １ 現像装置
１１ 現像ローラー １２ 磁気ローラー
４２ 感光体ドラム ８１ トランジスタ（スイッチング部）
８２ コンデンサー ８３ トランス
８４ 現像ローラーバイアス部 ８５ 磁気ローラーバイアス部

Claims (6)

1. トナーを担持し感光体ドラムに対向される現像ローラーと、
   前記現像ローラーに対向して配され、磁気ブラシにより前記現像ローラーへのトナーの供給及び前記現像ローラーからのトナーの剥離を行う磁気ローラーと、
   前記現像ローラーに印加する交流電圧を生成するトランスと、
   前記トランスへの通電、遮断を行うスイッチング部と、
   前記スイッチング部によるスイッチングでのデューティ比を第１デューティ比から第２デューティ比にまで変化させるとき、前記第１デューティ比から前記第２デューティ比まで段階的に、デューティ比を複数回変化させる出力制御部と、
   一端が前記トランスに接続されるとともに他端が前記スイッチング部に接続されるコンデンサーを含み、
   前記出力制御部は、前記感光体ドラムに形成された静電潜像の現像を行う現像実行モードでのデューティ比と、前記感光体ドラムに形成された静電潜像の現像を行わない現像未実行モードでのデューティ比を異ならせ、
   前記現像実行モードでのデューティ比は、前記現像未実行モードでのデューティ比よりも大きく、
   複数ページに連続して印刷を行うときの紙間で前記現像実行モードから前記現像未実行モードに移行して前記現像ローラーの表面のトナーの薄層を整えてから前記現像実行モードに戻すとき、
   前記出力制御部は、前記現像実行モードから前記現像未実行モードに移行する際に、前記出力制御部は前記現像実行モードでのデューティ比を前記第１デューティ比とするとともに前記現像未実行モードでのデューティ比を前記第２デューティ比としてデューティ比を変化させ、
   前記現像未実行モードから前記現像実行モードに移行する際に、前記出力制御部は前記現像未実行モードでのデューティ比を前記第１デューティ比とするとともに前記現像実行モードでのデューティ比を前記第２デューティ比としてデューティ比を変化させることを特徴とする現像装置。
2. 前記出力制御部は、数ミリ秒の予め定められた時間を確保しつつデューティ比を変化させても前記トランスで磁気飽和が生じないように予め定められた刻み幅で、前記第１デューティ比から前記第２デューティ比にまでデューティ比を変化させることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記現像ローラーに直流電圧を印加してバイアスさせる現像ローラーバイアス部と、
   前記磁気ローラーに直流電圧を印加してバイアスさせる磁気ローラーバイアス部と、を含み、
   前記現像未実行モードには、前記現像ローラーバイアス部と前記磁気ローラーバイアス部は出力を変化させることにより、前記現像ローラーへのトナーの供給を行いつつトナーの剥離を行う第１モードと、前記第１モードよりも前記現像ローラーへのトナー供給量を減らし前記現像ローラーからのトナーの剥離を重視する第２モードが設けられ、
   前記現像ローラーバイアス部と前記磁気ローラーバイアス部は、印刷完了時、又は、予め定められた枚数連続して現像を行ったとき、前記第２モードで電圧を印加し、前記現像実行モードの移行前に前記第１モードで電圧を印加することを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 前記スイッチング部は、トランジスタを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の現像装置。
5. 前記第１デューティ比から前記第２デューティ比にまでスイッチングでのデューティ比を変化させるとき、前記第１デューティ比から前記第２デューティ比までの段階数は５段階以上、２０段階以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の現像装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像装置を含む画像形成装置。

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