JP5611267B2 - 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と、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、ファクシミリ等の画像形成装置にはトナーで感光体ドラム上に形成された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、磁性体の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た現像では、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と画質など各種の点で好ましくない。そこで、本出願人は、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）の現像装置を含む画像形成装置を提供している。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等の様々な点で、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）を印加し、帯電したトナーを飛翔させて静電潜像の現像を行う。この場合、スイッチングにより通電のＯＮ／ＯＦＦを示す信号を生成し、コンデンサーを用いて直流成分を除去した信号をトランスの一次側に入力し、現像ローラーに印加する交流電圧をトランスの二次側から得る場合がある。

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、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とトランス等に均衡がとれていない電圧（エネルギーに片寄りがある電圧）を印加することになる。そのため、トランスで偏磁や磁気飽和が生ずることがある。偏磁や磁気飽和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り、大きな電流（過電流）が流れやすくなる。そして、定格よりも大きな電流が流れれば、スイッチング素子が破壊されてしまう。更に、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じ、スイッチング素子に大電流が流れやすくなる。

そこで、段階的に複数回デューティ比を変化させて目標とするデューティ比に到達させることが考えられる。ここで、トランスとコンデンサー間のエネルギーの共振（振動）により、一旦、デューティ比を変化させると、コンデンサーの電極間電圧の周期的な変動が生ずる（トランス側でも生ずる）。そして、このエネルギーの振動に関連し、コンデンサーの電極間電圧の変動の周期中、特にスイッチング素子に大電流が流れやすいタイミング（時間帯）がある場合がある。そのため、段階的にデューティ比を変化させるにしてもスイッチング素子に大電流が流れないようにする必要があるという問題がある。

又、コンデンサーの電極間電圧の変動の周期はコンデンサーとトランスの共振の周期（共振周波数）と関係がある。共振の周期（共振周波数）はコンデンサーの静電容量とトランス（１次コイル）のインダクタンス値に基づき定まる。そして、静電容量やインダクタンス値は温度によって変化する。このため、コンデンサーの電極間電圧の変動の周期中、スイッチング素子に大電流が流れやすい時間帯も温度によって変化する。従って、デューティ比を変えるタイミングが固定（一律）であれば、スイッチング素子に大電流が流れることを防ぎ切れないという問題がある。

尚、特許文献１記載の発明によれば、特別な部材等を新たに設けることなく画質や、トナーの寿命や、キュリアの飛散防止や、印刷速度等の点で有利な高速で小型のハイブリッド現像装置を実現できる。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の言及はない。従って、特許文献１記載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、環境や状態によらず、大電流がスイッチング素子に流れることを確実に防ぎ、安全にデューティ比を変え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、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、コンデンサーと一次側に前記コンデンサーが接続され、二次側から前記現像ローラーに印加する交流電圧を出力するトランスと、前記コンデンサーと接続され、前記コンデンサーと前記トランスの直列回路への通電、遮断のスイッチングを行うスイッチング素子を含むスイッチング部と、前記スイッチング部のスイッチングを制御する制御信号を生成し、前記制御信号のデューティ比を制御する制御部と、前記コンデンサーと前記トランスの周辺温度又は前記コンデンサーと前記トランスのそれぞれの温度を検知するための１又は複数の温度検知部と、前記温度検知部を用いて検知された温度に応じて前記直列回路の共振の周期を求めるための温度特性データを記憶する記憶部と、を含み、段階的、連続的に前記制御信号のデューティ比を変えるとき、前記制御部は、前記温度検知部を用いて検知された温度と前記温度特性データに基づき、前記直列回路の共振の周期を求め、求めた共振の周期に基づく前記コンデンサーの電圧変動の周期中、前半の半周期と後半の半周期のうち、前記スイッチング部に流れる電流が小さい方の半周期の時間帯である変更時間帯の間に、次段階の前記制御信号の前記デューティ比の変更を行い、前記変更時間帯は、前記コンデンサーの電圧変動の周期中、前記コンデンサーの電極間電圧が変動における中央値よりも大きい間であることをとした。

コンデンサーとトランス（コイル）の直列回路に入力する信号のデューティ比を変化させると、共振により、コンデンサーの電極間の電圧は共振の周期と同じ周期で変動することが経験的にわかっている。ここで、コンデンサーの静電容量やトランスのインダクタンス値は温度に応じて変化するので、共振の周期（共振周波数）は温度により変化する。そして、現像を行うため、コンデンサーやトランスに電圧を印加すると（電流を流すと）、コンデンサーやトランスの温度は上昇する。そのため、共振の周期（共振周波数）は現像装置の使用状態（温度状態）にあわせて、随時変化する。従って、デューティ比を変えると大きな電流が現像装置内で流れる時間帯はコンデンサーやトランスの温度によって変化する。

そこで、この構成によれば、段階的に複数回連続して制御信号のデューティ比を変えるとき、制御部は、温度検知部を用いて検知された温度と温度特性データに基づき、直列回路の共振の周期を求め、求めた共振の周期に基づくコンデンサーの電圧変動の周期中、前半の半周期と後半の半周期のうち、スイッチング部に流れる電流が小さい方の半周期の時間帯である変更時間帯の間に、次段階の制御信号のデューティ比の変更を行う。これにより、デューティ比を変化させてコンデンサーの電極間の電圧が周期的に振動していても、コンデンサーやトランスの温度を考慮しつつ、スイッチング素子に大電流が流れにくい時間帯で次段階のデューティ比の変更が行うことができる。従って、現像装置の状態や温度によらず、スイッチング素子を破損させることが無く、安全に所望のデューティ比にまで制御信号のデューティ比を変化させることができる。また、コンデンサーとトランスの一次側のコイルとの間でエネルギーが振動している状態のとき、コンデンサーの電極間電圧が小さいときにデューティ比を変化させると、スイッチング素子に大きな電流が流れることが経験的に分かっている。そのメカニズムは完全に解明されている訳ではないが、通常、電力を蓄えたコンデンサーとコイルが連結されていると、電流がコイルに流れはじめると、コンデンサーにかかる電圧が低くなっていく（エネルギーがコイル側に移動する）。このように、コンデンサーからの電力がコイル（トランスの一次側）に流れ込んでいる状態でデューティ比を変化させると、コンデンサーの電極間電圧の更なる上昇が生ずる場合がある。このコンデンサーの電極間電圧の更なる上昇がスイッチング部に大電流を流す要因の一つである可能性がある。そこで、変更時間帯は、コンデンサーの電極間電圧が変動における中央値よりも大きい間とする。これにより、スイッチング素子に大電流が流れにくいと経験的に予め分かっている時間帯でデューティ比を変化させることができる。従って、スイッチング素子を破損させることが無く、安全、速やかに所望のデューティ比に変化させることができる。

又、請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、前記制御部は、求めた共振の周期の半周期が予め定められた基準時間よりも長いとき、前記デューティ比を変えてから最初の前記変更時間帯の間に次段階の前記制御信号の前記デューティ比の変更を行い、求めた共振の周期の半周期が予め定められた基準時間以下であるとき、２回目の前記変更時間帯の間に次段階の前記制御信号の前記デューティ比の変更を行うこととした。

この構成によれば、制御部は、求めた共振の周期の半周期が予め定められた基準時間よりも長いとき、デューティ比を変えてから最初の変更時間帯の間に次段階の制御信号のデューティ比の変更を行い、求めた共振の周期の半周期が予め定められた基準時間以下であるとき、２回目の変更時間帯の間に次段階の制御信号のデューティ比の変更を行う。これにより、デューティ比を変更すべき時間帯（変更時間帯）が比較的長いとき（求めた共振の周期の半周期が予め定められた基準時間よりも長いとき）、最初の変更時間帯の間に速やかに、再度のデューティ比の変更が行われる。従って、所望のデューティ比とするまでの時間を短くすることができる。一方、デューティ比を変更すべき時間帯（変更時間帯）が比較的短いとき（求めた共振の周期の半周期が予め定められた基準時間よりも短いとき）、２回目の変更時間帯の間に速やかに、再度のデューティ比の変更が行われる。これにより、デューティ比を変化させてから次にデューティ比を変化するまでの時間が短くて問題があるときでも、大電流が流れない安全な時間帯で次段階のデューティ比の変更が実行される。

尚、「基準時間」は任意に定めることができる時間であり、デューティ比を変更してから最低限確保すべき時間の観点から定めることができる。例えば、トランスでの磁気飽和の発生を押さえるために確保すべき時間の観点から基準時間は定められてもよい。又、制御部がデューティ比を変更するのに必要な時間を考慮して基準時間を定めてもよい。

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、前記記憶部は前記温度検知部を用いて検知された温度に応じた前記コンデンサーの静電容量と前記トランスのインダクタンス値を定めたデータを前記温度特性データとして記憶し、前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記温度特性データを参照して検知された温度での前記コンデンサーの静電容量と前記トランスのインダクタンス値を求め、求めた静電容量とインダクタンス値を用いた演算により前記直列回路の共振の周期を求めることとした。

この構成によれば、制御部は、記憶部に記憶された温度特性データを参照して現在のコンデンサーの静電容量とトランスのインダクタンス値を求め、求めた静電容量とインダクタンス値を用いた演算により直列回路の共振の周期を求める。これにより、現像を行うことにより絶えず変化するコンデンサーやトランスの温度に応じた共振の周期を演算により求めることができる。

又、請求項４に係る発明は、請求項１又は２の発明において、前記記憶部は前記温度検知部を用いて検知された温度に応じた前記直列回路の共振の周期を予め定めたデータを前記温度特性データとして記憶し、前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記温度特性データを参照し、前記直列回路の共振の周期を求めることとした。

この構成によれば、制御部は、記憶部に記憶された温度特性データを参照し、直列回路の共振の周期を求める。これにより、温度特性データから直接的に共振の周期を求めることができる。

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、前記制御部は、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前記制御信号の前記デューティ比と、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前記制御信号の前記デューティ比を異ならせ、前記現像実行モードでの前記デューティ比は、前記現像未実行モードよりも大きく、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と、前記スイッチング部は、前記現像実行モードでの前記デューティ比から前記現像未実行モードでの前記デューティ比に向けて段階的に複数回にわけて前記デューティ比を小さくし、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と、前記スイッチング部は、前記現像未実行モードでの前記デューティ比から前記現像実行モードでの前記デューティ比に向けて段階的に複数回にわけて前記デューティ比を大きくすることとした。

印刷中と印刷していない状態では、制御信号（コンデンサーに印加する電圧）のデューティ比を異ならせる方がトナー像のムラを適切に解消でき、又、現像ローラーと感光体ドラム間でのリークを生じにくくできる場合がある。そこで、この構成によれば、制御部は、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制御信号のデューティ比と、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制御信号のデューティ比を異ならせる。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、デューティ比を変えても大電流が流れず、安全に所望のデューティ比に変化させることができる現像装置を画像形成装置は含む。従って、現像装置の故障が無く、トナー像の現像を行っている時と行っていない時とで、デューティ比を滑らかに変えることができ、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、コンデンサーやトランスの温度によらず、スイッチング素子などに確実に大電流が流れないようにし、安全にデューティ比を変えることができる。

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の一例を示すブロック図である。 現像装置の一例を示すブロック図である。 現像装置の高圧電源部での各電圧の波形の一例を示すタイミングチャートである。 電圧印加のモードの遷移の一例を示す説明図である。 現像ローラーに印加する電圧の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の概要を示す説明図である。 デューティ比を変化させる変更時間帯を説明するための説明図である。 コンデンサーやトランスの周辺温度を検知する構成の一例を示すブロック図である。 共振の周期を求めるための温度特性データの一例を示す説明図である。 共振の周期を求めるための温度特性データの一例を示す説明図である。 制御クロック信号等のデューティ比を変化させるときの処理の流れの一例を示すフローチャートである。 コンデンサーとトランスの温度を検知する構成の一例を示すブロック図である。 共振の周期を求めるための温度特性データの一例を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図１〜図１５を用いて説明する。まず、図１〜図１３を用いて第１の実施形態を説明する。以下の実施形態では、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）
まず、図１、図２を用いて、第１の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。

例えば、給紙部２は普通紙（ＯＡ用紙）、ＯＨＰシート、ラベル用紙等の各種シートを収容する。給紙部２には、モーター等の駆動機構（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、ガイド３３、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。

形成すべき画像の画像データに基づき、画像形成部４は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。

ここで、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はアルミニウム等の金属を基体とし、ＯＰＣ（アモルファスシリコン等でもよい）によ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に接し、感光体ドラム４２に合わせて回転する。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は各感光体ドラム４２に向けてレーザー光を出力する。例えば、露光装置４１は内部に、複数の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）等を含む。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、帯電後の感光体ドラム４２に照射する。このように、露光装置４１は走査露光を行い、それぞれの感光体ドラム４２の周面に画像データに併せた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（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）。尚、現像装置１はトナー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、逐次、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。ギャップは所定の幅とされる（例えば、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、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て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等参照、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トナーの回収、剥離のため、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。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。２本の搬送部材１３は回転方向がそれぞれ異なる。

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）等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とは非接触に配置され、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のスリーブ１１ｃ上にトナーの薄層が形成される。又、トナーにより感光体ドラム４２の表面に形成された静電潜像を現像した後に現像ローラー１１の表面に残るトナーを、磁気ブラシは引き剥がして回収する。

画像形成ユニット４０の清掃装置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、例えば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上の残留トナー等の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、１次転写ローラー５１Ｂｋ〜５１Ｍ、駆動ローラー５３、従動ローラー５４〜５６に張架される。そして、モーター等の駆動機構（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、２次転写ニップを形成する。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とを含む。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。定着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に基づき第１の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の一例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は主制御部７（制御部に相当）を有する。主制御部７は装置の各部を制御する。例えば、主制御部７は、ＣＰＵ７１、画像処理部７２等の処理を行うための回路、素子を含む。又、プリンター１００には、記憶装置７３（記憶部に相当）が設けられる。例えば、記憶装置７３はＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュＲＯＭ等の不揮発性と揮発性の記憶用の素子の組み合わせである。尚、本実施形態の説明では、主制御部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、記憶装置７３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ー１００の各部の制御や演算を行う。例えば、記憶装置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装置７３に記憶される。

そして、主制御部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、記憶装置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、主制御部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。主制御部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等の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１１ｃ、１２ｃは回転する。

又、主制御部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。主制御部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、図５を用いて、現像装置１での電圧印加の態様の一例を説明する。図４は現像装置１の一例を示すブロック図である。図５は現像装置１の高圧電源部８での各電圧の波形の一例を示すタイミングチャートである。

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、磁気ローラー１２から現像ローラー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等を行い、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。

例えば、本実施形態の高圧電源部８は信号制御部８０（制御部に相当）、コンデンサー８１、トランス８２、スイッチング部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を含む。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。

例えば、コンデンサー８１には電解コンデンサーが用いられる。コンデンサー８１の電極の一方はスイッチング部８３に接続される。又、コンデンサー８１の他方の電極はトランス８２の一次コイル８２１に接続される。これにより、コンデンサー８１とトランス８２は直列回路８６として接続される（コンデンサー８１とトランス８２の直列回路８６、図４において三点鎖線で図示）。コンデンサー８１はスイッチング部８３が出力する信号（電圧）から直流成分を除去した信号をトランス８２の一次コイル８２１に入力する。

信号制御部８０はコンデンサー８１に入力する制御クロック信号Ｓ１（制御信号に相当）を生成しスイッチング部８３に出力する。信号制御部８０はプリンター１００のモードや現像の実行、不実行に応じ、主制御部７の指示に基づき、制御クロック信号Ｓ１のデューティ比を変える。信号制御部８０が出力した制御クロック信号Ｓ１と同様のデューティ比の交流電圧が現像ローラー１１に印加される（詳細は後述）。そのため、信号制御部８０は制御クロック信号Ｓ１のデューティ比を制御することにより、現像ローラー１１に印加する交流電圧のデューティ比を制御する。

信号制御部８０は信号制御部８０の動作制御を司る制御回路８０１（例えば、ＣＰＵやマイコン）、制御回路８０１の指示に基づくデューティ比の制御クロック信号Ｓ１を生成する制御信号生成部８０２、制御クロック信号Ｓ１の生成の制御に関するデータを記憶するメモリー８０３（記憶部に相当）等を含む。又、例えば、スイッチング部８３には、第１トランジスタ８３１（スイッチング素子に相当）、第２トランジスタ８３２（スイッチング素子に相当）が含まれる。

信号制御部８０は各トランジスタにあわせて電圧値等を調整した制御クロック信号Ｓ１を第１トランジスタ８３１と第２トランジスタ８３２に与える（制御クロック信号Ｓ１の周波数は数ｋＨｚ程度とできる。例えば、３〜５ｋＨｚ程度）。そして、例えば、第１トランジスタ８３１はｐｎｐ型のトランジスタである。第１トランジスタ８３１は制御クロック信号Ｓ１がＨｉｇｈのときＯＦＦであり、ＬｏｗのときＯＮとなる。

そして、第１トランジスタ８３１のエミッタは電源装置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、第１トランジスタ８３１に印加する。又、第１トランジスタ８３１のベースには信号制御部８０が接続される。又、第１トランジスタ８３１のコレクタには第２トランジスタ８３２とコンデンサー８１が接続される。

第２トランジスタ８３２はｎｐｎ型のトランジスタである。第２トランジスタ８３２のベースは信号制御部８０に接続され、コレクタは第１トランジスタ８３１のコレクタとコンデンサー８１に接続され、エミッタはグランドに接続される。第２トランジスタ８３２は制御クロック信号Ｓ１がＨｉｇｈのときＯＮであり、ＬｏｗのときＯＦＦとなる。従って、第１トランジスタ８３１がＯＮ状態のとき第２トランジスタ８３２はＯＦＦ状態であり、第１トランジスタ８３１がＯＦＦ状態のとき第２トランジスタ８３２はＯＮ状態である。

ここで、第１トランジスタ８３１はｐｎｐ型であり、第１トランジスタ８３１のコレクタにコンデンサー８１が接続されるので、コンデンサー８１には、制御クロック信号Ｓ１が反転した論理の電圧が印加される。言い換えると、第１トランジスタ８３１のコレクタには、制御クロック信号Ｓ１の論理を反転させ、増幅した信号が生ずる。コンデンサー８１に印加される電圧は、制御クロック信号Ｓ１と周波数が同じで、そのデューティ比が（１−制御クロック信号Ｓ１のデューティ比）となる。従って、コンデンサー８１に印加される電圧のデューティ比と制御クロック信号Ｓ１のデューティ比を足すと１となる関係となる。例えば、制御クロック信号Ｓ１のデューティ比が１０％ならば、コンデンサー８１に印加される電圧のデューティ比は９０％となる。

コンデンサー８１は第１トランジスタ８３１のコレクタと接続される。又、コンデンサー８１はトランス８２の一次側（一次コイル８２１）に接続される。コンデンサー８１は第１トランジスタ８３１のＯＮ／ＯＦＦにより印加される電圧から直流成分を除去した信号（電圧）をトランス８２に入力する。言い換えると、トランス８２に交流波形を入力する。

トランス８２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。

例えば、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はバイアス電圧の大きさを変えられる。

ここで、図５を用いて、現像装置１の高圧電源部８での各電圧の波形の一例を説明する。図５で最上段に示すチャートは制御クロック信号Ｓ１を示すチャートである。尚、第２トランジスタ８３２のＯＮ／ＯＦＦも最上段に示すチャートと同様となる。そして、図５で２段目に示すチャートは第１トランジスタ８３１のＯＮ／ＯＦＦを示すチャートである。図５に示すように、第１トランジスタ８３１のＯＮ／ＯＦＦのタイミングと制御クロック信号Ｓ１の論理は反転する。図５で３段目に示すチャートはコンデンサー８１のプラス側の電極の電圧の推移を示すチャートである。図５で４段目に示すチャートはコンデンサー８１のマイナス側の電極の電圧の推移を示すチャートである。３段目と４段目のチャートで示すように、第１トランジスタ８３１がＯＮのとき電源装置９の出力電圧がコンデンサー８１に印加され、第１トランジスタ８３１がＯＦＦすると第２トランジスタ８３２がＯＮし、コンデンサー８１からの放電がなされる。そして、本実施形態では、コンデンサー８１は制御クロック信号Ｓ１が生成されると、制御クロック信号Ｓ１のデューティ比に応じた電荷を蓄える。

又、図５の最下段に示すチャートは、現像ローラー１１側の二次コイル８２２の出力波形の一例である。図５に示すように、本実施形態のトランス８２はコンデンサー８１に印加される電圧の論理と反対の論理の波形を出力するタイプである（反転出力）。言い換えると、コンデンサー８１に印加される電圧とＨｉｇｈとＬｏｗが逆転した波形を現像ローラー１１側の二次コイル８２２は出力する。従って、現像ローラー１１に印加される交流電圧の波形と制御クロック信号Ｓ１の波形は同様となり、現像ローラー１１に印加される交流電圧のデューティ比は制御クロック信号Ｓ１のデューティ比と同様となる。

（現像装置１での電圧印加のモード）
次に、図６を用いて、第１の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６は電圧印加のモードの遷移の一例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。現像装置１の高圧電源部８は、各モードにより、現像ローラー１１や磁気ローラー１２に印加する直流電圧の大きさや、制御クロック信号Ｓ１のデューティ比（コンデンサー８１に印加される電圧のデューティ比）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ので、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、予め定められたピーク間電圧の交流電圧が現像ローラー１１に印加される。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」として、正帯電しているトナーを磁気ローラー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、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、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に印加してもよい。

例えば、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、第１モードや第２モードは少なくとも現像ローラー１１の１周に要する間、継続する。

例えば、主制御部７はプリンター１００の状態に応じて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６では３種類のモード遷移例を示している。まず、図６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、主制御部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、主制御部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、主制御部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６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、主制御部７は高圧電源部８を制御し、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、主制御部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６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、主制御部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、主制御部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。尚、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、主制御部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、主制御部７は高圧電源部８を制御し、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７を用いて、第１の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７は現像ローラー１１に印加する電圧の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、制御クロック信号Ｓ１のデューティ比を変化させて、現像ローラー１１に印加する交流電圧のデューティ比や、コンデンサー８１に印加される電圧のデューティ比を変化させる。具体的には、制御信号生成部８０２は現像装置１のモードによって制御クロック信号Ｓ１のデューティ比（第１トランジスタ８３１のスイッチングのデューティ比）を変化させる。そして、制御信号生成部８０２は、現像実行モードでは第１モード、第２モードよりも制御クロック信号Ｓ１（現像ローラー１１への印加電圧）のデューティ比を大きくする。この場合、出力反転の関係から、コンデンサー８１に印加される電圧のデューティ比は小さくなる。

まず、図７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７は現像ローラー１１に印加する電圧波形の一例を示している。図７での上側のタイミングチャートに示す現像ローラー１１に印加する電圧のデューティ比（４０％程度）は、下側のタイミングチャートに示す現像ローラー１１に印加する電圧のデューティ比（３０％程度）よりも大きい。

まず、図７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。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、例えば、１ｋＶ〜２ｋＶの範囲で設定される。そして、図７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８１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７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７の各タイミングチャートでのＶｄ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７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７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ので、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７示すように、面積中心の考え方から、現像ローラー１１に印加される電圧の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７に白抜矢印Ａ１で示す）よりも、現像ローラー１１に印加される電圧の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７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、現像ローラー１１に印加される電圧の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、現像ローラー１１に印加される電圧の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間のギャップの幅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、ギャップのフレがムラとなって現れると考えられている。

一方、現像ローラー１１に印加される電圧の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）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（よりマイナスであるほど）、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７に示すように、面積中心の考え方から、現像ローラー１１に印加される電圧の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（Ｖｄ）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７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（Ｖｄ）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７に実線矢印Ａ４で示す）よりも大きい。言い換えると、現像ローラー１１に印加される電圧の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（信号制御部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モードの時よりも現像ローラー１１に印加される電圧のデューティ比を大きくする（制御クロック信号Ｓ１のデューティ比を大きくする）。一方、高圧電源部８（信号制御部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現像ローラー１１に印加される電圧のデューティ比を小さくする（制御クロック信号Ｓ１の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。

例えば、主制御部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、信号制御部８０に現像装置１のモードを指示する。例えば、主制御部７は露光装置４１での露光開始に伴い、信号制御部８０に現像実行モードへの移行を指示する。又、主制御部７は露光装置４１での露光終了に伴い、信号制御部８０に第１モードや第２モードへの移行を指示する。信号制御部８０は主制御部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、主制御部７はデューティ比そのものを指示する信号を信号制御部８０に与え、信号制御部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８を用いて、第１の実施形態でのデューティ比の段階的変化を説明する。図８はデューティ比の段階的な変化の概要を示す説明図である。

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。例えば、本実施形態のプリンター１００では、信号制御部８０は現像実行モードのとき、制御クロック信号Ｓ１のデューティ比や現像ローラー１１に印加される電圧のデューティ比を４０％程度とし（コンデンサー８１に印加される電圧のデューティ比は６０％程度）、紙間や現像実行前や現像完了後の第１モードや第２モードのとき制御クロック信号Ｓ１や現像ローラー１１に印加される電圧のデューティ比を３０％程度（コンデンサー８１に印加される電圧のデューティ比は７０％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。又、各モードでのデューティ比は上記の例に限られない。

しかし、トランス８２（コイル）を用いている場合、デューティ比を変更すると、トランス８２に対し、正と負が非対称な電圧を印加することになる。正と負が非対称な電圧をトランス８２に印加すると、トランス８２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８２に交流電圧を印加すると、磁気飽和が生じやすくなる。磁気飽和が生じてしまうと、通常、トランス８２のインピーダンスは巻線抵抗分のみとなる。そうすると、コンデンサー８１を介してトランス８２に接続される第１トランジスタ８３１に大きな電流が流れ、第１トランジスタ８３１を壊すことがある。

デューティ比の変化量が大きいほどトランス８２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くなる。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り、スイッチング部８３（第１トランジスタ８３１）を壊す可能性が高くなる。

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８２はバイアスされた状態となり、一時的にコンデンサー８１とトランス８２間の電位は変化する。そして、コンデンサー８１とトランス８２の共振により、コンデンサー８１とトランス８２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８２の偏磁は時間の経過とともに収まる傾向を示す。

そこで、本実施形態の現像装置１では、信号制御部８０は段階的に制御クロック信号Ｓ１（コンデンサー８１に印加される電圧）の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、目標のデューティ比に変化させる。これにより、第１トランジスタ８３１を過電流で壊すことなくデューティ比を変更することができる。

そこで、図８を用いてデューティ比の変化の一例を説明する。図８の例は、連続して用紙に印刷を行い、現像実行モード→紙間による第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の一例を示している。尚、図８の例では、現像実行モードの制御クロック信号Ｓ１のデューティ比を４０％程度（コンデンサー８１に印加される電圧のデューティ比は６０％程度）として示し、第１モードの制御クロック信号Ｓ１のデューティ比を３０％程度（コンデンサー８１に印加される電圧のデューティ比は７０％程度）として示している。

図８に示すように、現像実行モードから第１モードの制御クロック信号Ｓ１のデューティ比に変化させるとき、信号制御部８０（制御信号生成部８０２）はトランス８２で磁気飽和が生じない刻み幅（図８で刻み幅の一例をΔＤとして図示）でデューティ比を変化させる。又、第１モードの制御クロック信号Ｓ１のデューティ比から現像実行モードの制御クロック信号Ｓ１のデューティ比に戻すときも、信号制御部８０はトランス８２で磁気飽和が生じない刻み幅（図８で刻み幅の一例をΔＤとして図示）でデューティ比を変化させる。例えば、図８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８２に磁気飽和が生じないような値に任意に定めることができる。

図８に示すように、変化させるべき制御クロック信号Ｓ１のデューティ比の幅が１０％であり、刻み幅が２％であれば、信号制御部８０は５段階に分けて（５回変化させて）デューティ比を変化させる。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８２に磁気飽和が生じ難くなるので、例えば、５段階以上にすることが好ましい。

（デューティ比を変化させるタイミング）
次に、図９〜図１２を用いてデューティ比を変化させる時間帯を説明する。図９はデューティ比を変化させる変更時間帯Ｔ２を説明するための説明図である。図１０はコンデンサー８１やトランス８２の周辺温度を検知する構成の一例を示すブロック図である。図１１は共振の周期を求めるための温度特性データの一例を示す説明図である。図１２は共振の周期を求めるための温度特性データの一例を示す説明図である。

上述のように、本実施形態では、制御クロック信号Ｓ１のデューティ比を段階的に変化させて、コンデンサー８１に印加される電圧のデューティ比や現像ローラー１１に印加する電圧波形を変化させる。デューティ比を変化させてから時間が経過するほどトランス８２に磁気飽和は生じ難くなるものの、デューティ比の変更は紙間（ページの現像と次のページの現像の間）などで行われるので、目標とするデューティ比への到達は速やかに行うことが好ましい。

ここで、デューティ比を変化させることで、コンデンサー８１の電極間電圧に変動が生じている間（共振が収まっていない間）、次の段階にデューティ比を変化させると（２段階目以降のデューティ比の変化を行うと）、第１トランジスタ８３１に大きな電流が流れる時間帯（以下、「第１時間帯Ｔ１」と称する。）があることが経験的に分かっている。大きな電流により、第１トランジスタ８３１が壊れてしまいかねない。そのため、デューティ比を段階的に変化させるとき、第１トランジスタ８３１に大電流が流れないようにしつつ、速やかに目標のデューティ比に到達させる必要がある。

この第１時間帯Ｔ１について、図９を用いて説明する。図９のうち最上段のチャートは制御クロック信号Ｓ１（現像ローラー１１に印加する電圧）の波形を示す。図９では、破線の時点で制御クロック信号Ｓ１のデューティ比を４０％程度から３６％程度に変化させている（現像実行モードから第１モードへの遷移の一例）。

又、図９のうち、２段目のチャートはコンデンサー８１に印加される電圧（コンデンサー８１の電極間電圧）の波形を示す。図９では、破線の時点でコンデンサー８１に印加される電圧のデューティ比は６０％程度から６４％程度に変化している（現像実行モードから第１モードへの遷移の一例）。

このようなデューティ比の変化により、コンデンサー８１の電極間の電圧（コンデンサー８１が蓄える電荷量）に変動が生ずる。例えば、図９に示すように、制御クロック信号Ｓ１のデューティ比を小さくすると（コンデンサー８１に印加される電圧のデューティ比が増えると）、コンデンサー８１の電極間の電圧は上昇する傾向を示す。

図９のうち、最下段のチャートはコンデンサー８１の電極間の電圧値の変動の一例を示す。デューティ比を変化させると、トランス８２の一次コイル８２１との振動により、コンデンサー８１の電極間の電圧は一定の周期Ｌ１で振動する。そして、振幅は徐々に小さくなりつつ、周期Ｌ１中での変動の（振幅の）中央値Ｖ１に収束する。図９において、変動の周期をＬ１で示す。

ここで、コンデンサー８１の電極間の電圧変動はコンデンサー８１とトランス８２（１次コイル）間のエネルギーの振動と関わりがある。そして、本発明の発明者は実験等により、コンデンサー８１の電極間の電圧変動の周期Ｌ１は直列回路８６（コンデンサー８１とトランス８２）の共振の周期と関連すること（同じかほぼ等しいこと）を認識、確認している。

そして、発明者の実験により、コンデンサー８１の電極間電圧値の変動（振動）での谷の部分（図９において斜線網掛で示す）でデューティ比を変化させると、第１トランジスタ８３１に大電流が流れやすいことが経験的に得られている。言い換えると、コンデンサー８１の電極間電圧の変動の周期Ｌ１中、後半の半周期であり、コンデンサー８１の電極間の電圧値が変動（振幅）の中央値Ｖ１よりも小さい値にある時間帯（第１時間帯Ｔ１）にデューティ比を変化させると、大きな電流が第１トランジスタ８３１に流れることがわかっている。別の言い方をすれば、コンデンサー８１の電極間電圧の変動の周期Ｌ１中、後半の半周期よりも前半の半周期（変更時間帯Ｔ２）でデューティ比を変化させた方が、第１トランジスタ８３１に大きな電流が流れない。

尚、高圧電源部８内の回路構成や制御クロック信号Ｓ１の波形などの各種要因により、コンデンサー８１の電極間電圧の変動の周期Ｌ１中、後半ではなく前半で第１トランジスタ８３１に大きな電流が流れる場合もあり得る。この場合、コンデンサー８１の電極間電圧の変動の周期Ｌ１中、後半が次段階のデューティ比への変更を行うべき変更時間帯Ｔ２となり、前半が第１時間帯Ｔ１となる。

第１時間帯Ｔ１でデューティ比を変更すると第１トランジスタ８３１に大電流が流れるメカニズムや理由は明確ではないが、コンデンサー８１とトランス８２のエネルギーの振動の観点から見れば、コンデンサー８１の電圧値が小さくなっている状態はトランス８２側にエネルギーが移動し、偏磁が大きくなっている可能性がある状態である。そのような状態で、更にデューティ比を変化させて、コンデンサー８１の電圧を上昇（変化）させる要因を生じさせると、更なる偏磁やコンデンサー８１の充放電を招き、更にクロック印加によって磁気飽和が生じやすくなることが、第１トランジスタ８３１に大電流が流れる要因の一つの可能性がある。

そこで、本実施形態では、デューティ比を変化させた後、次段階のデューティ比を変化させるとき、信号制御部８０は周期Ｌ１のうち第１トランジスタ８３１に大きな電流が流れる可能性がある第１時間帯Ｔ１を除いた変更時間帯Ｔ２で制御クロック信号Ｓ１のデューティ比を変化させる。

ここで、図１０〜図１２を用いて、デューティ比を変化させたときのコンデンサー８１の電極間電圧の変動の周期Ｌ１の求め方を説明する。まず、コンデンサー８１の電極間電圧の変動は共振現象に起因するものである。そして、共振の周期は２π√ＬＣ［ｓ］（但し、Ｌ＝インダクタンス値［Ｈ］、Ｃ＝静電容量［Ｆ］。）を用いて求めることができる。従って、コンデンサー８１の静電容量とトランス８２のインダクタンス値を用いて、共振周波数や共振の周期を求めることができる。例えば、Ｌ＝１．５ｍＨ、Ｃ＝１５０μＦであれば、共振の周期は約３ｍｓ程度となる。

ところが、コンデンサー８１やトランス８２は温度によりその特性が変化する。用いる部品のタイプや特性にもよるが、例えば、コンデンサーの静電容量は温度上昇とともに大きくなることが多い。又、温度に比例して静電容量が変わるとは限らない。又、温度上昇に伴うインダクタンス値の増減の程度はトランスの種類によって異なる。

具体的には、現像動作を行うと、コンデンサー８１やトランス８２等に電流が流れ、高圧電源部８は発熱する。例えば、現像を行うページ数が多くなるほど、コンデンサー８１やトランス８２の温度は高くなってゆく。例えば、コンデンサー８１やトランス８２の温度は室温〜約９０°Ｃ程度の範囲で変化する。又、室温や複合機の機内温度も複合機の状態や設置環境に応じて変化し、常に同じ状態が保たれる訳ではない。

このように、コンデンサー８１やトランス８２の温度は変化するので、コンデンサー８１の電極間電圧の変動の周期Ｌ１（共振の周期）は随時変化する。そのため、ある固定された温度（例えば、室温２５°Ｃ程度）でのコンデンサー８１の静電容量とトランス８２のインダクタンス値に基づき、温度を問わずに一律に定めた周期を元にデューティ比を変更すべき時間帯を定め、次段階のデューティ比への変更を行うと、大きな電流が第１トランジスタ８３１等で流れてしまうことがある。

そこで、図１０に示すように、本実施形態の現像装置１では、高圧電源部８内にコンデンサー８１やトランス８２の周辺温度を検知するための温度センサー８７（温度検知部に相当）が設けられる。例えば、温度センサー８７はサーミスターを含み、温度によってその出力値が変化する。

そして、温度センサー８７の出力を信号制御部８０に入力し、信号制御部８０がコンデンサー８１やトランス８２の周辺温度を認識する。この場合、例えば、信号制御部８０はメモリー８０３に記憶された温度センサー８７の出力値と温度を対応づけたデータに基づき、周辺温度を認識する。尚、メモリー８０３はデューティ比を変化させてからのどの時点を周期Ｌ１の起点Ｆ１（図９参照）とするかを示す周期Ｌ１の起点Ｆ１に関するデータも記憶している。

そして、信号制御部８０は認識した温度とメモリー８０３に記憶された温度特性データに基づき、コンデンサー８１の電極間電圧の変動の周期Ｌ１（直列回路８６の共振の周期）を求める。図１１に示すように、例えば、温度特性データは温度センサー８７を用いて検知された（認識された）温度に応じてコンデンサー８１の静電容量とトランス８２のインダクタンス値を定めたテーブル状のデータである。信号制御部８０は温度特性データに基づき、検知された温度に応じた静電容量とインダクタンス値を求め、図１１に示す式に基づき、共振の周期（周期Ｌ１）を求める。

そして、信号制御部８０はデューティ比を変化させてから予め定められた起点Ｆ１（図９参照）を周期Ｌ１の開始点として計時を開始し、変更時間帯Ｔ２（周期Ｌ１の前半）の間に、制御クロック信号Ｓ１のデューティ比を次段階のデューティ比に変更する。

このとき、求めた共振の周期（コンデンサー８１の電極間電圧の変動の周期Ｌ１）の半周期が予め定められた基準時間よりも長いとき、信号制御部８０はデューティ比を変更してから最初の変更時間帯Ｔ２の間に、次段階のデューティ比の変更を行う。これにより、迅速にデューティ比を変更することができる。一方、求めた共振の周期（コンデンサー８１の電極間電圧の変動の周期Ｌ１）の半周期が予め定められた基準時間以下のとき、信号制御部８０はデューティ比を変更してから２回目の変更時間帯Ｔ２の間に、次段階のデューティ比の変更を行う。これにより、第１トランジスタ８３１等、現像装置１で大きな電流が流れて回路が壊れることを防ぐことができる。

そのため、「基準時間」は、トランス８２での磁気飽和の発生を押さえるためにデューティ比を変更してから最低限確保すべき時間の観点から定めることができる。又、段階的にデューティ比を変化させるので、デューティ比を変化させてから制御クロック信号Ｓ１の１周期が経過した以降に次段階のデューティの変更が行われるように、基準時間が定められる。又、温度に応じて基準時間を変化させてもよい。信号制御部８０がデューティ比を変更するのに必要な時間を考慮して基準時間を定めてもよい。これにより、段階的、連続的にデューティ比を変更しても、トランス８２での磁気飽和の発生は抑えられる。

又、図１２に示すように、例えば、温度特性データは温度センサー８７を用いて検知された（認識された）温度に応じた直列回路８６の共振の周期Ｌ１（コンデンサー８１の電極間電圧の変動の周期Ｌ１）を求めた結果を定めたテーブル状のデータとしてもよい。この場合、信号制御部８０は共振の周期（共振周波数）を求める演算は不要で有り、温度特性データを参照して直接的に周期Ｌ１を求める。

尚、上記の例では、温度センサー８７の出力を信号制御部８０に入力し、信号制御部８０が温度を認識し共振の周期（周期Ｌ１）を信号制御部８０が求める例を説明した。しかし、図１０に示すように、温度センサー８７の出力を主制御部７に入力し、主制御部７がコンデンサー８１やトランス８２の周辺温度を認識してもよい。この場合、主制御部７は記憶装置７３に記憶された温度センサー８７の出力値と温度を対応づけたデータに基づき、温度を認識する。そして、認識した温度に基づき、主制御部７が共振の周期（周期Ｌ１）を求めてもよい。この場合、温度特性データは記憶装置７３に記憶され、主制御部７は記憶装置７３の記憶を参照して共振の周期（周期Ｌ１）を求める。そして、主制御部７は求めた共振の周期（周期Ｌ１）を示すデータを信号制御部８０に送信するようにしてもよい。

尚、上記の例では、制御クロック信号Ｓ１のデューティ比を小さくして、現像ローラー１１に印加される電圧のデューティ比を小さくする（コンデンサー８１に印加される電圧のデューティ比を大きくする）ときの周期的に変動するコンデンサー８１に印加される電圧の大きさや第１トランジスタ８３１での電流の流れやすさに基づき、第１時間帯Ｔ１や変更時間帯Ｔ２を定める例を示した。そして、本実施形態の現像装置１では、制御クロック信号Ｓ１のデューティ比を大きくして、コンデンサー８１に印加される電圧のデューティ比を小さくし、現像ローラー１１に印加される電圧のデューティ比を大きくするときでも、第１時間帯Ｔ１（変動の谷の部分で）で大電流が流れやすい傾向があるので、制御クロック信号Ｓ１のデューティ比を小さくするときと、制御クロック信号Ｓ１のデューティ比を大きくするときのいずれの場合も第１時間帯Ｔ１と変更時間帯Ｔ２を定め、信号制御部８０は変更時間帯Ｔ２で次段階のデューティ比への変更を行う。尚、制御クロック信号Ｓ１のデューティ比を大きくするときと小さくするときで同じように第１時間帯Ｔ１と変更時間帯Ｔ２を定めてもよい。

（デューティ比変化時の処理の流れ）
次に、図１３を用いて、制御クロック信号Ｓ１等のデューティ比を変化させるときの処理の流れの一例を説明する。図１３は制御クロック信号Ｓ１等のデューティ比を変化させるときの処理の流れの一例を示すフローチャートである。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や、第１モード又は第２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変化させるときに該当する。

そのため、図１０のスタートは主制御部７から信号制御部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や、第１モード又は第２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。

現像実行モードから第１モードや第２モードへの遷移や第１モード又は第２モードから現像実行モードへの遷移の指示されたとき、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♯１）。尚、現像ローラー１１や磁気ローラー１２に印加するバイアスを変化させないならば、ステップ♯１は必要ない。

続いて、信号制御部８０は制御クロック信号Ｓ１のデューティ比を予め定められた刻み幅ΔＤだけ変化させる（ステップ♯２）。尚、現像実行モードから第１モードや第２モードに遷移するとき、制御クロック信号Ｓ１のデューティ比は小さくされる。又、第１モード又は第２モードから現像実行モードに遷移するとき、制御クロック信号Ｓ１のデューティ比は大きくされる。デューティ比の刻み幅は変動させてもよい。その結果、コンデンサー８１に印加される電圧のデューティ比や、現像ローラー１１に印加する電圧の波形も変化する。そして、信号制御部８０は目標とするデューティ比に到達しているか否かを確認する（ステップ♯３）。

もし、デューティ比が目標とするデューティ比に到達していれば（ステップ♯３のＹｅｓ）、本フローは終了する（エンド）。そして、信号制御部８０（制御信号生成部８０２）はモードの遷移や印加無の指示を主制御部７から受けるまでデューティ比を維持しつつ第１トランジスタ８３１や第２トランジスタ８３２のスイッチングを行う。主制御部７から信号制御部８０に対してモード遷移やデューティ比変更の指示があると、フローが再びステップ♯１から開始される。

一方、デューティ比が目標とするデューティ比に到達していなければ（ステップ♯３のＮｏ）、信号制御部８０は次にデューティ比を刻み幅だけ変化させてもよい時点に到達したか否かの確認を続ける（ステップ♯４、ステップ♯４のＮｏ→ステップ♯４）。例えば、信号制御部８０は内部にタイマーを有し計時機能を含む。そして、制御回路８０１部９２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。

具体的には、信号制御部８０１は先にデューティ比を変化させると、温度センサー８７の出力に基づくコンデンサー８１等の温度やメモリー８０３等に記憶された温度特性データを確認する。そして、信号制御部８０は直列回路８６の共振の周期（コンデンサー８１の電極間電圧の変動の周期Ｌ１）を求める。そして、信号制御部８０はコンデンサー８１の電極間電圧の変動の周期Ｌ１中、変更時間帯Ｔ２に到達したか否かを確認する。信号制御部８０は、デューティ比を変化させてから最初の変更時間帯Ｔ２でステップ♯４をＹｅｓと判断してもよいし、２回目以降の変更時間帯Ｔ２でステップ♯４をＹｅｓと判断してもよい。もし、次にデューティ比を刻み幅ΔＤだけ変化させる時点に到れば（ステップ♯４のＹｅｓ）、フローはステップ♯２に戻る。

（第２の実施形態）
次に、図１４、図１５を用いて第２の実施形態を説明する。図１４はコンデンサー８１とトランス８２の温度を検知する構成の一例を示すブロック図である。図１５は共振の周期を求めるための温度特性データの一例を示す説明図である。

第２の実施形態はコンデンサー８１とトランス８２の温度をそれぞれ検知し、検知されたコンデンサー８１とトランス８２の温度に基づき、直列回路８６の共振の周期Ｌ１（コンデンサー８１の電極間電圧の変動の周期Ｌ１）を求める点で第１の実施形態と異なる。その他の点については第１の実施形態と同様でよい。そのため、第１の実施形態と共通する部分については、第１の実施形態での説明を援用するものとし、説明、図示を省略する。

まず、本実施形態の現像装置１では、高圧電源部８内にコンデンサー８１やトランス８２の周辺温度を検知するための温度センサー８７が設けられる点は第１の実施形態と同様である。例えば、各温度センサー８７はサーミスターを含み、温度によって出力値が変化する。しかし、本実施形態では、図１４に示すように、コンデンサー８１とトランス８２のそれぞれに対して１つの温度センサー８７が設けられる。コンデンサー８１用の温度センサー８７はコンデンサー８１の温度を正確に検知するため、コンデンサー８１と接触する。又、トランス８２用の温度センサー８７はトランス８２の温度を正確に検知するため、トランス８２と接触する。尚、各温度センサー８７は非接触としてもよい。

そして、温度センサー８７の出力を信号制御部８０に入力し、信号制御部８０がコンデンサー８１の温度とトランス８２のそれぞれの温度を認識する。この場合、例えば、信号制御部８０はメモリー８０３に記憶された温度センサー８７の出力値と温度を対応づけたデータに基づき、コンデンサー８１とトランス８２のそれぞれの温度を認識する。

そして、信号制御部８０は認識した温度とメモリー８０３に記憶された温度特性データに基づき、コンデンサー８１の電極間電圧の変動の周期Ｌ１（直列回路８６の共振の周期）を求める。図１５に示すように、例えば、温度特性データは検知された（認識された）コンデンサー８１の温度に応じてコンデンサー８１の静電容量を定めたデータと、検知された（認識された）トランス８２の温度に応じてトランス８２のインダクタンス値を定めたテーブル状のデータである。信号制御部８０は温度特性データに基づき、検知された温度に応じた静電容量とインダクタンス値を求め、図１５に示す式に基づき、周期Ｌ１を求める。

そして、信号制御部８０はデューティ比を変化させてから予め定められた起点Ｆ１（図９参照）を周期Ｌ１の開始点として計時を開始し、第１の実施形態と同様に変更時間帯Ｔ２（本実施形態の場合、周期Ｌ１の前半）の間に、制御クロック信号Ｓ１のデューティ比を次段階のデューティ比に変更する。

このとき、求めた共振の周期（コンデンサー８１の電極間電圧の変動の周期Ｌ１）の半周期が予め定められた基準時間よりも長いとき、信号制御部８０はデューティ比を変更してから最初の変更時間帯Ｔ２の間に、次段階のデューティ比の変更を行う。最初の変更時間帯Ｔ２でデューティ比を変更しても、トランス８２での磁気飽和の発生を押さえるだけの時間を確保できるためである。これにより、迅速にデューティ比を変更することができる。

一方、求めた共振の周期（コンデンサー８１の電極間電圧の変動の周期Ｌ１）の半周期が予め定められた基準時間以下のとき、信号制御部８０はデューティ比を変更してから２回目の変更時間帯Ｔ２の間に、次段階のデューティ比の変更を行う。トランス８２での磁気飽和の発生を押さえるだけの時間を確保するためである。これにより、第１トランジスタ８３１等、現像装置１で大きな電流が流れて回路が壊れることを防ぐことができる。

尚、上記の例では、温度センサー８７の出力を信号制御部８０に入力し、信号制御部８０が温度を認識し共振の周期（周期Ｌ１）を信号制御部８０が求める例を説明した。しかし、図１４に示すように、温度センサー８７の出力を主制御部７に入力し、主制御部７がコンデンサー８１とトランス８２のそれぞれの温度を認識してもよい。例えば、主制御部７は記憶装置７３に記憶された温度センサー８７の出力値と温度を対応づけたデータに基づき、コンデンサー８１とトランス８２のそれぞれの温度を認識する。

そして、主制御部７が共振の周期Ｌ１を求めてもよい。この場合、温度特性データは記憶装置７３に記憶され、主制御部７は記憶装置７３の記憶を参照して周期Ｌ１を求める。そして、主制御部７は求めた周期Ｌ１を示すデータを信号制御部８０に送信するようにしてもよい。

コンデンサー８１とトランス８２（コイル）の直列回路８６に入力する信号のデューティ比を変化させると、共振により、コンデンサー８１の電極間の電圧は共振の周期と同じ周期で変動することが経験的にわかっている。ここで、コンデンサー８１の静電容量やトランス８２のインダクタンス値は温度に応じて変化するので、共振の周期（共振周波数）は温度により変化する。そして、現像を行うため、コンデンサー８１やトランス８２に電圧を印加すると（電流を流すと）、コンデンサー８１やトランス８２の温度は上昇する。そのため、共振の周期は現像装置１の使用状態（温度状態）にあわせて、随時変化する。従って、デューティ比を変えると大きな電流が現像装置１内で流れる時間帯はコンデンサー８１やトランス８２の温度によって変化する。

そこで、第１、第２の各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、コンデンサー８１と、一次側にコンデンサー８１が接続され、二次側から現像ローラー１１に印加する交流電圧を出力するトランス８２と、コンデンサー８１と接続され、コンデンサー８１とトランス８２の直列回路８６への通電、遮断のスイッチングを行うスイッチング素子（第１トランジスタ８３１等）を含むスイッチング部８３と、スイッチング部８３のスイッチングを制御する制御信号（制御クロック信号Ｓ１）を生成し、制御信号のデューティ比を制御する信号制御部８０と、コンデンサー８１とトランス８２の周辺温度又はコンデンサー８１とトランス８２のそれぞれの温度を検知するための１又は複数の温度検知部（温度センサー８７、第１の実施形態では１つ、第２の実施形態ではコンデンサー８１とトランス８２のそれぞれに対して１つ）と、温度検知部を用いて検知された温度に応じて直列回路８６の共振の周期を求めるための温度特性データを記憶する記憶部（メモリー８０３や記憶装置７３）と、を含み、段階的、連続的に制御信号のデューティ比を変えるとき、信号制御部８０は、温度検知部を用いて検知された温度と温度特性データに基づき、直列回路８６の共振の周期を求め、求めた共振の周期に基づくコンデンサー８１の電圧変動の周期Ｌ１中、前半の半周期と後半の半周期のうち、スイッチング部８３に流れる電流が小さい方の半周期の時間帯である変更時間帯Ｔ２の間に、次段階の制御信号（制御クロック信号Ｓ１）のデューティ比の変更を行う。

これにより、デューティ比を変化させてコンデンサー８１の電極間の電圧が周期的に振動していても、コンデンサー８１やトランス８２の温度を考慮しつつ、スイッチング素子（第１トランジスタ８３１等）に大電流が流れにくい時間帯で次段階のデューティ比の変更が行うことができる。従って、現像装置１の状態や温度によらず、スイッチング素子を破損させることが無く、安全に所望のデューティ比にまで制御信号（制御クロック信号Ｓ１）のデューティ比を変化させることができる。

又、信号制御部８０は、求めた共振の周期の半周期が予め定められた基準時間よりも長いとき、デューティ比を変えてから最初の変更時間帯Ｔ２の間に次段階の制御信号（制御クロック信号Ｓ１）のデューティ比の変更を行い、求めた共振の周期の半周期が予め定められた基準時間以下であるとき、２回目の変更時間帯Ｔ２の間に次段階の制御信号のデューティ比の変更を行う。これにより、デューティ比を変更すべき時間帯（変更時間帯Ｔ２）が比較的長いとき（求めた共振の周期の半周期が予め定められた基準時間よりも長いとき）、最初の変更時間帯Ｔ２の間に速やかに、再度のデューティ比の変更が行われる。従って、所望のデューティ比とするまでの時間を短くすることができる。一方、デューティ比を変更すべき時間帯（変更時間帯Ｔ２）が比較的短いとき（求めた共振の周期の半周期が予め定められた基準時間よりも短いとき）、２回目の変更時間帯Ｔ２の間に速やかに、再度のデューティ比の変更が行われる。これにより、デューティ比を変化させてから次にデューティ比を変化するまでの時間が短い場合、磁気飽和が生じて大電流が流れない安全な時間帯で次段階のデューティ比の変更が実行される。

又、記憶部（メモリー８０３や記憶装置７３）は温度検知部（温度センサー８７）を用いて検知された温度に応じたコンデンサー８１の静電容量とトランス８２のインダクタンス値を定めたデータを温度特性データとして記憶し、信号制御部８０は記憶部に記憶された温度特性データを参照して検知された温度でのコンデンサー８１の静電容量とトランス８２のインダクタンス値を求め、求めた静電容量とインダクタンス値を用いた演算により直列回路８６の共振の周期を求める。これにより、現像を行うことにより絶えず変化するコンデンサー８１やトランス８２の温度に応じた共振の周期を演算により求めることができる。

又、記憶部（メモリー８０３や記憶装置７３）は温度検知部（温度センサー８７）を用いて検知された温度に応じた直列回路８６の共振の周期を予め定めたデータを温度特性データとして記憶し、信号制御部８０は、記憶部（メモリー８０３や記憶装置７３）に記憶された温度特性データを参照し、直列回路８６の共振の周期を求める。これにより、温度特性データから直接的に共振の周期を求めることができる。

コンデンサー８１とトランス８２の一次側のコイルとの間でエネルギーが振動している状態のとき、コンデンサー８１の電極間電圧が小さいときにデューティ比を変化させると、スイッチング素子（第１トランジスタ８３１等）に大きな電流が流れることが経験的に分かっている。そのメカニズムは完全に解明されている訳ではないが、通常、電力を蓄えたコンデンサー８１とコイルが連結されている場合、電流がコイルに流れはじめると、コンデンサー８１にかかる電圧が低くなっていく（エネルギーがコイル側に移動する）。このように、コンデンサー８１からの電力がコイル（トランス８２の一次側）に流れ込んでいる状態でデューティ比を変化させると、コンデンサー８１の電極間電圧の更なる上昇が生ずる場合がある。このコンデンサー８１の電極間電圧の更なる上昇がスイッチング部８３に大電流を流す要因の一つである可能性がある。そこで、変更時間帯Ｔ２はコンデンサー８１の電極間電圧が変動における中央値Ｖ１よりも大きい間とする。これにより、スイッチング素子に大電流が流れにくいと経験的に予め分かっている時間帯でデューティ比を変化させることができる。従って、スイッチング素子を破損させることが無く、安全、速やかに所望のデューティ比に変化させることができる。

印刷中と印刷していない状態では、制御信号（制御クロック信号Ｓ１）（コンデンサー８１に印加する電圧）のデューティ比を異ならせる方がトナー像のムラを適切に解消でき、又、現像ローラー１１と感光体ドラム４２間でのリークを生じにくくできる場合がある。そこで、信号制御部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制御信号（制御クロック信号Ｓ１）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制御信号（制御クロック信号Ｓ１）のデューティ比を異ならせ、現像実行モードでのデューティ比は、現像未実行モードよりも大きく、現像実行モードから現像未実行モードに移行すると、スイッチング部８３は、現像実行モードでのデューティ比から現像未実行モードでのデューティ比に向けて段階的に複数回にわけてデューティ比を小さくし、現像未実行モードから現像実行モードに移行すると、スイッチング部８３は、現像未実行モードでのデューティ比から現像実行モードでのデューティ比に向けて段階的に複数回にわけてデューティ比を大きくする。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、画像形成装置（例えば、プリンター１００）は、上述の現像装置１を含む。これにより、デューティ比を変えても大電流が流れず、安全に所望のデューティ比に変化させることができる現像装置１を画像形成装置（例えば、プリンター１００）は含む。従って、現像装置１の故障が無く、トナー像の現像を行っている時と行っていない時とで、デューティ比を滑らかに変えることができ、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。

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、本発明は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４２と現像ローラー１１とを有し、現像ローラー１１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 ７ 主制御部（制御部）
７３ 記憶装置（記憶部） ８０ 信号制御部（制御部）
８０３ メモリー（記憶部） ８１ コンデンサー
８２ トランス ８３ スイッチング部
８３１ 第１トランジスタ（スイッチング素子）
８６ 直列回路 ８７ 温度センサー（温度検知部）
Ｌ１ 周期 Ｓ１ 制御クロック信号（制御信号）
Ｔ２ 変更時間帯 Ｖ１ 中央値

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、
   コンデンサーと
   一次側に前記コンデンサーが接続され、二次側から前記現像ローラーに印加する交流電圧を出力するトランスと、
   前記コンデンサーと接続され、前記コンデンサーと前記トランスの直列回路への通電、遮断のスイッチングを行うスイッチング素子を含むスイッチング部と、
   前記スイッチング部のスイッチングを制御する制御信号を生成し、前記制御信号のデューティ比を制御する制御部と、
   前記コンデンサーと前記トランスの周辺温度又は前記コンデンサーと前記トランスのそれぞれの温度を検知するための１又は複数の温度検知部と、
   前記温度検知部を用いて検知された温度に応じて前記直列回路の共振の周期を求めるための温度特性データを記憶する記憶部と、を含み、
   段階的、連続的に前記制御信号のデューティ比を変えるとき、
   前記制御部は、前記温度検知部を用いて検知された温度と前記温度特性データに基づき、前記直列回路の共振の周期を求め、求めた共振の周期に基づく前記コンデンサーの電圧変動の周期中、前半の半周期と後半の半周期のうち、前記スイッチング部に流れる電流が小さい方の半周期の時間帯である変更時間帯の間に、次段階の前記制御信号の前記デューティ比の変更を行い、
   前記変更時間帯は、前記コンデンサーの電圧変動の周期中、前記コンデンサーの電極間電圧が変動における中央値よりも大きい間であることを特徴とする現像装置。
2. 前記制御部は、求めた共振の周期の半周期が予め定められた基準時間よりも長いとき、前記デューティ比を変えてから最初の前記変更時間帯の間に次段階の前記制御信号の前記デューティ比の変更を行い、求めた共振の周期の半周期が予め定められた基準時間以下であるとき、２回目の前記変更時間帯の間に次段階の前記制御信号の前記デューティ比の変更を行うことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記記憶部は前記温度検知部を用いて検知された温度に応じた前記コンデンサーの静電容量と前記トランスのインダクタンス値を定めたデータを前記温度特性データとして記憶し、
   前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記温度特性データを参照して検知された温度での前記コンデンサーの静電容量と前記トランスのインダクタンス値を求め、求めた静電容量とインダクタンス値を用いた演算により前記直列回路の共振の周期を求め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. 前記記憶部は前記温度検知部を用いて検知された温度に応じた前記直列回路の共振の周期を予め定めたデータを前記温度特性データとして記憶し、
   前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記温度特性データを参照し、前記直列回路の共振の周期を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
5. 前記制御部は、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前記制御信号の前記デューティ比と、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前記制御信号の前記デューティ比を異ならせ、
   前記現像実行モードでの前記デューティ比は、前記現像未実行モードよりも大きく、
   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と、前記スイッチング部は、前記現像実行モードでの前記デューティ比から前記現像未実行モードでの前記デューティ比に向けて段階的に複数回にわけて前記デューティ比を小さくし、
   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と、前記スイッチング部は、前記現像未実行モードでの前記デューティ比から前記現像実行モードでの前記デューティ比に向けて段階的に複数回にわけて前記デューティ比を大きくすることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の現像装置。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の現像装置を含むことを特徴とする画像形成装置。

Images