KR20130069434A - 현상 장치, 및 현상 장치의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

현상 장치는 현상 롤러와, 자기 롤러와, 트랜스와, 스위칭부와, 출력제어부와, 콘덴서를 포함한다. 상기 현상 롤러는 감광체 드럼에 대향한다. 상기 자기 롤러는 자기 브러시에 의해 상기 현상 롤러로의 토너의 공급 및 토너의 박리를 행한다. 상기 트랜스는 상기 현상 롤러에 인가하는 교류 전압을 생성한다. 상기 스위칭부는 상기 트랜스에 대한 통전, 차단을 행한다. 상기 출력제어부는, 상기 스위칭부에 의한 스위칭의 듀티비를 변화시킬 때, 제1 듀티비로부터 제2 듀티비까지 단계적으로 듀티비를 복수회 변화시킨다. 상기 콘덴서는 일단이 상기 트랜스에 접속되고 타단이 상기 스위칭부에 접속된다.

Description

현상 장치, 및 현상 장치의 제어 방법{DEVELOPING APPARATUS, AND CONTROL METHOD OF DEVELOPING APPARATUS}

본 개시는 토너를 이용하여 정전 잠상의 현상을 행하는 현상 장치, 및 현상 장치의 제어 방법에 관한 것이다.

복합기, 복사기, 프린터, 팩시밀리와 같은 화상 형성 장치에는, 토너를 이용하여 정전 잠상을 현상하여 인쇄를 행하는 것이 있다. 그리고, 화상 형성 장치에는, 자성체로 이루어지는 캐리어와 토너를 포함하는 현상제(소위 2성분 현상제)를 이용하는 것이 있다. 그리고, 2성분 현상제를 이용할 때, 캐리어에 의한 자기 브러시를 감광체 드럼에 직접 접촉시키는 것은 화질 등의 점에서 바람직하지 않다. 여기서, 감광체 드럼에 대향하여 토너를 담지하는 현상 롤러를 배치하고, 현상 롤러에 대향시킨 자기 롤러로 자기 브러시를 형성하고, 자기 브러시에 의해 토너만을 현상 롤러로 이행시켜, 자기 브러시를 감광체 드럼에 접촉시키지 않고 정전 잠상을 현상하는 방식(「터치다운 현상」이나 「하이브리드 현상」이라고 칭하는 경우도 있다)의 현상 장치를 가지는 화상 형성 장치가 제공되고 있다. 이 방식에 의하면, 화질, 인쇄 속도, 토너의 수명, 캐리어의 비산 방지와 같은 다양한 점에서, 1성분 현상 방식이나 종래의 2성분 현상 방식에 비하여 유리하다.

예를 들면, 토너의 박층을 표면에 형성하는 현상 롤러와, 자성 캐리어에 의해 토너를 현상 롤러에 공급하는 자기 롤러를 사용하여, 정전 잠상을 현상 롤러에 의해 차례대로 현상하여 용지 상에 화상 형성을 행하는 화상 형성 방법이나 화상 형성 장치가 알려져 있다.

상술과 같은 터치 다운 현상 방식에서는, 현상 롤러에 교류 전압(예를 들면, 피크간 전압이 1~2kV 정도)을 인가한다. 그리고, 현상 롤러로부터 대전한 토너를 비상시켜 정전 잠상의 현상이 행해진다. 그리고, 트랜지스터와 같은 스위칭 소자를 이용하여 통전의 ON/OFF를 나타내는 신호를 트랜스에 입력하여, 현상 롤러에 인가하는 교류 전압을 얻는 경우가 있다.

여기서, 감광체 드럼과 현상 롤러간에서의 리크 발생의 방지(방전 발생의 방지)나, 토너상의 얼룩 발생 방지의 관점으로부터, 화상 형성 장치의 상태에 따라(모드에 따라), 스위칭에서의 듀티비를 가변시키고 싶은 경우가 있다. 그러나, 스위칭에서의 듀티비를 변화시키는 것은 트랜스에 균형이 잡히지 않은 전압(에너지에 치우침이 있는 전압)을 인가하게 되어, 트랜스에서 편자(偏磁)가 발생한다.

그리고, 편자가 생겨 자속이 치우치면, 트랜스가 직류로 바이어스된 것과 같은 상태로 된다. 정격보다도 큰 전류(과전류)가 흐름으로써, 스위칭 소자 파괴의 가능성이 높아진다. 특히, 순간적 듀티비의 변화량이 클수록, 보다 큰 편자가 발생한다. 그리고, 편자가 생긴 상태에서의 트랜스에 대한 교류 전압 인가 등에 의해 자기 포화가 발생하면, 트랜스의 임피던스가 크게 저하하여, 스위칭 소자에 꽤 큰 전류가 흐를 가능성이 있다. 따라서, 듀티비를 변화시킬 때, 스위칭 소자의 파괴가 발생할 정도의 대전류가 흐르지 않도록 해야한다는 문제가 있다.

또한, 종래, 알려져 있는 현상 장치로는, 상술한 고속이고 소형의 하이브리드 현상 장치가 있다. 그러나, 듀티비를 변화시킬 때 스위칭 소자에 대전류가 흐를 가능성이 있는 점에 대해서는 고려되어 있지 않았다. 따라서, 종래의 기술에서는, 상기의 문제를 해결할 수 없다.

상기 문제점을 감안하여, 본 개시는 스위칭 소자에 큰 전류가 흐르는 것을 막아, 문제없이 듀티비를 변화할 수 있도록 하고, 리크 발생을 정확하게 막아, 토너상의 얼룩 발생 방지를 도모한다.

상기 문제의 해결을 위해, 본 개시된 제1의 양태에 따른 현상 장치는 현상 롤러와, 자기 롤러와, 트랜스와, 스위칭부와, 출력제어부와, 콘덴서를 포함한다. 상기 현상 롤러는 토너를 담지하여 감광체 드럼에 대향된다. 상기 자기 롤러는 상기 현상 롤러에 대향하여 배치되고, 자기 브러시에 의해 상기 현상 롤러로의 토너의 공급 및 상기 현상 롤러로부터의 토너의 박리를 행한다. 상기 트랜스는 상기 현상 롤러에 인가하는 교류 전압을 생성한다. 상기 스위칭부는 상기 트랜스에 대한 통전, 차단을 행한다. 상기 출력제어부는, 상기 스위칭부에 의한 스위칭에서의 듀티비를 제1 듀티비로부터 제2 듀티비까지 변화시킬 때, 제1 듀티비로부터 제2 듀티비까지 단계적으로, 듀티비를 복수회 변화시킨다. 상기 콘덴서는 일단이 상기 트랜스에 접속됨과 더불어 타단이 상기 스위칭부에 접속된다.

본 개시에 의하면, 듀티비를 변화시켜도 스위치에 큰 전류가 흐르는 것을 막아, 문제없이 듀티비를 변화시킬 수 있다. 또한, 상태(모드)에 따라 변화시켜야 할 듀티비의 양이 커도, 문제없이 듀티비를 변화시킬 수 있으므로, 정확한 리크 발생의 방지나, 토너상의 얼룩 발생의 방지를 도모할 수 있다.

도 1은 프린터의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 화상 형성 유닛의 단면도이다.
도 3은 프린터의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 현상 장치를 나타내는 블록도이다.
도 5는 전압 인가 모드의 전이를 나타내는 설명도이다.
도 6은 듀티비의 차에 의한 영향을 설명하기 위한 설명도이다.
도 7은 듀티비의 단계적인 변화를 설명하기 위한 설명도이다.
도 8은 듀티비를 작게 하는 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트이다.
도 9는 듀티비를 크게 하는 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트이다.

이하, 본 개시된 실시 형태를 도 1~도 9를 이용하여 설명한다. 이하의 설명에서는, 현상 장치(1)를 포함하는 전자 사진 방식의 텐덤형 프린터(100)(화상 형성 장치에 상당)를 예로 들어 설명한다. 단, 본 실시 형태에 기재되어 있는 구성, 배치와 같은 각 요소는 개시의 범위를 한정하는 것은 아니고 단순한 설명예에 불과하다.

(화상 형성 장치의 개략)

우선, 도 1, 도 2를 이용하여, 실시 형태에 관한 프린터(100)의 개략을 설명한다. FIG. 1은 프린터(100)의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 2는 화상 형성 유닛(40)의 단면도이다.

도 1에 나타내는 바와같이, 본 실시 형태의 프린터(100)는 본체 내에, 급지부(2), 반송부(3), 화상 형성부(4), 중간 전사부(5), 정착부(6) 등을 포함한다.

급지부(2)는 보통지(OA 용지), OHP 시트, 라벨 용지와 같은 각종 시트를 수용한다. 급지부(2)에는, 모터와 같은 구동 기구(도시하지 않음)에 의해 회전하고, 1매씩 용지를 반송부(3)에 송출하는 급지 롤러(21)가 설치된다. 그리고, 반송부(3)는 급지부(2)로부터 공급된 시트를, 중간 전사부(5), 정착부(6)를 거쳐 배출 트레이(31)까지 인도한다. 반송부(3)에는, 반송 롤러쌍(32)이나 가이드(33) 및 반송되는 시트를 중간 전사부(5)의 바로 앞에서 대기시키고, 타이밍에 맞춰 송출하는 레지스트 롤러쌍(34)이나 배출 롤러쌍(35) 등이 설치된다.

화상 형성부(4)는 형성해야 할 화상의 화상 데이터에 의거하여, 토너상을 형성한다. 그리고, 화상 형성부(4)는 4색분의 화상 형성 유닛(40Bk~40M)과 노광 장치(41)를 포함한다. 구체적으로, 화상 형성부(4)는 블랙 화상을 형성하는 화상 형성 유닛(40Bk)과, 옐로우의 화상을 형성하는 화상 형성 유닛(40Y)과, 시안의 화상을 형성하는 화상 형성 유닛(40C)과, 마젠타의 화상을 형성하는 화상 형성 유닛(40M)을 포함한다.

도 2에 의거하여, 각 화상 형성 유닛(40Bk~40M)을 상세히 기술한다. 또한, 각 화상 형성 유닛(40Bk~40M)은 형성하는 토너상의 색이 다르지만, 모두 기본적으로 동일한 구성이다. 여기서, 이하에서는 화상 형성 유닛(40Bk)을 예로 들어 설명하는데, 이하의 설명에서는, 색을 나타내는 Bk, Y, C, M의 부호는 특별히 설명하는 경우를 제외하고 생략한다. 또한, 공통되는 부재에는, 화상 형성 유닛(40)에서 공통의 부호를 붙여 설명한다.

화상 형성 유닛(40)은 감광체 드럼(42)을 포함한다. 감광체 드럼(42)은 회전 가능하게 지지된다. 감광체 드럼(42)은 모터(74)(도 3 참조)의 구동력을 받아, 소정의 주속도로 회전 구동된다. 예를 들면, 감광체 드럼(42)은 알루미늄과 같은 금속을 기체로 하고, OPC(비정질 실리콘 등이어도 된다)로 이루어지는 감광층을 외주면에 가진다. 그리고, 감광체 드럼(42)은 대전, 노광, 현상의 프로세스를 거쳐 둘레면에 토너상을 담지한다(상 담지체). 또한, 본 실시 형태의 감광체 드럼(42)은 양대전형이다. 이 때문에, 토너도 양대전되는 것을 이용한다.

화상 형성 유닛(40)의 대전 장치(43)는 대전 롤러(43a)를 가진다. 대전 롤러(43a)는 대응하는 감광체 드럼(42)에 접한다. 또한, 대전 롤러(43a)에는, 감광체 드럼(42)을 대전시키기 위한 전압이 인가된다. 그리고, 대전 장치(43)는 감광체 드럼(42)의 표면을 일정한 전위로 대전시킨다. 또한, 대전 장치(43)는 코로나 방전식이나, 브러시 등을 이용하여 감광체 드럼(42)을 대전시키는 것이어도 된다.

화상 형성 유닛(40)의 하방의 노광 장치(41)는 감광체 드럼(42)을 향해 레이저광을 출력한다. 노광 장치(41)는 내부에, 반도체 레이저 장치(레이저 다이오드), 다각형 미러, 다각형 모터, fθ 렌즈, 미러(도시하지 않음) 등의 광학계 부재를 포함한다. 노광 장치(41)는 이들 광학계의 부재를 이용하여, 화상 데이터를 컬러 색 분해한 화상 신호에 의거한 광 신호(레이저 광, 파선으로 도시)를, 대전된 감광체 드럼(42)에 조사한다. 노광 장치(41)는 감광체 드럼(42)의 주사 노광을 행함으로써 감광체 드럼(42)의 둘레면에 정전 잠상을 형성한다. 구체적으로, 본 실시 형태의 감광체 드럼(42)은 양대전되고, 광의 조사 부분은 전위가 내려간다. 감광체 드럼(42)의 전위의 저하 부분에 양대전 토너가 부착된다. 또한, 어레이형상의 LED를 이용한 것 등, 레이저 방식 이외의 노광 장치(41)를 이용해도 된다.

화상 형성 유닛(40)의 현상 장치(1)는 토너와 자성체로 이루어지는 캐리어를 포함하는 현상제(즉 2성분 현상제)를 수납한다. 화상 형성 유닛(40Bk)의 것은 블랙, 화상 형성 유닛(40Y)의 것은 옐로우, 화상 형성 유닛(40C)의 것은 시안, 화상 형성 유닛(40M)의 것은 마젠타의 현상제를 수납한다. 또한, 현상 장치(1)는 현상제를 수용하는 컨테이너(도시하지 않음)와 접속되고, 토너의 소비에 따라, 토너의 보급이 현상 장치(1)에 대하여 이루어진다.

현상 장치(1)는 현상 롤러(11)와, 자기 롤러(12)와, 반송 부재(13)를 포함한다. 그리고, 현상 롤러(11)는 대응하는 감광체 드럼(42)과 대향하여, 상호 축선이 평행하게 된다. 또한, 현상 롤러(11)와 대응하는 감광체 드럼(42)과의 사이에, 갭(간극)이 형성된다. 갭은 소정의 길이로 된다(1㎜ 이하).

인쇄 시, 현상 롤러(11)의 둘레면에는 토너의 박층이 형성된다. 그리고, 현상 롤러(11)는 대전되는 토너를 담지한다. 감광체 드럼(42)을 향해 토너를 비상시키고, 토너로 정전 잠상을 현상하기 때문에, 전압이 현상 롤러(11)에 인가된다(도 4등 참조, 상세는 후술).

현상 장치(1)의 자기 롤러(12)는 대응하는 현상 롤러(11)와 대향하고, 상호 축선이 평행하게 된다. 현상 롤러(11)로의 토너의 공급이나 토너의 회수, 박리를 위해, 자기 롤러(12)에는, 전압이 인가된다(도 4 등 참조, 상세한 것은 후술).

본 실시 형태의 현상 장치(1)에는 반송 부재(13)가 2개 설치된다. 반송 부재(13)는 자기 롤러(12)의 하방에 설치된다. 2개의 반송 부재(13)는 회전 방향이 각각 상이하다. 예를 들면, 반송 부재(13)는 나선형상의 날개를 가지고, 토너와 캐리어를 포함하는 현상제를 교반하면서 반송한다. 이 반송에 따른 캐리어와의 마찰에 의해 토너가 대전된다.

현상 롤러(11)의 롤러 축(11a)과 자기 롤러(12)의 롤러 축(12a)은 지축 부재(도시하지 않음) 등으로 고정하여 지지된다. 그리고, 현상 롤러(11)의 롤러축(11a)에는, 축선 방향으로 연장되고, 단면 대략 직사각형의 자석(11b)이 부착된다. 또한, 자기 롤러(12)의 롤러축(12a)에도 축선 방향으로 연장되고, 단면 대략 부채형의 자석(12b)이 부착된다. 또한, 현상 롤러(11)와 자기 롤러(12)는 각각, 자석(11b), 자석(12b)을 덮는 원통형상의 슬리브(11c, 12c)를 가진다. 슬리브(11c, 12c)는 도시하지 않은 구동 기구에 의해 회전된다.

그리고, 현상 롤러(11)의 자석(11b)과 자기 롤러(12)의 자석(12b)은, 현상 롤러(11)와 자기 롤러(12)의 대향 위치에서 이극(異極)이 대향한다. 이에 따라, 현상 롤러(11)와 자기 롤러(12) 간에, 자성체의 캐리어에 의한 자기 브러시가 형성된다. 자기 브러시를 담지한 자기 롤러(12)의 슬리브(12c)의 회전이나 자기 롤러(12)로의 전압 인가 등으로, 토너가 현상 롤러(11)에 공급되고, 현상 롤러(11)에 토너의 박층이 형성된다. 또한, 자기 브러시는 현상 롤러(11) 표면에 남은 토너를 벗겨내 회수한다.

청소 장치(44)는 감광체 드럼(42)의 청소를 행한다. 각 청소 장치(44)는 감광체 드럼(42)의 축선 방향으로 연장되고, 수지로 형성되는 블레이드(45)나, 감광체 드럼(42) 표면을 문질러 남은 토너 등을 제거하는 러빙 롤러(46)를 가진다. 블레이드(45)나 러빙 롤러(46)는 감광체 드럼(42)에 접촉하고, 감광체 드럼(42) 상의 잔류 토너와 같은 오염을 긁어내 제거한다. 또한, 청소 장치(44)의 상방에 감광체 드럼(42)에 대하여 광을 조사하여 제전(除電)을 행하는 제전 장치(47)(예를 들면, 어레이형상의 LED)가 설치된다.

도 1로 되돌아가 설명을 계속한다. 중간 전사부(5)는 감광체 드럼(42)으로부터 토너상의 1차 전사를 받아, 시트에 2차 전사를 행한다. 중간 전사부(5)는 복수의 1차 전사 롤러(51Bk~51M), 중간 전사 벨트(52), 구동 롤러(53), 종동 롤러(54, 55, 56), 2차 전사 롤러(57), 벨트 청소 장치(58) 등을 포함한다.

중간 전사 벨트(52)는 유전체 수지 등으로 구성된다. 또한, 중간 전사 벨트(52)는 1차 전사 롤러(51Bk~51M), 구동 롤러(53), 종동 롤러(54, 55, 56)에 걸쳐진다. 그리고, 모터(74)와 같은 구동 기구(도시하지 않음)에 접속되는 구동 롤러(53)의 회전 구동에 의해, 중간 전사 벨트(52)는 도 1의 지면 시계 방향으로 주회한다. 각 1차 전사 롤러(51Bk~51M)와 대응하는 감광체 드럼(42)은 무단형상의 중간 전사 벨트(52)를 사이에 끼워넣는다. 각 1차 전사 롤러(51Bk~51M)에는, 1차 전사를 행하기 위한 전압이 인가된다. 화상 형성 유닛(40)으로 형성된 토너상(블랙, 옐로우, 시안, 마젠타의 각 색)은 밀리지 않고 차례대로 중첩되면서 중간 전사 벨트(52)에 1차 전사된다.

또한, 구동 롤러(53)와 2차 전사 롤러(57)는 중간 전사 벨트(52)를 사이에 두고, 닙(2차 전사부)을 형성한다. 2차 전사 롤러(57)에는 소정의 전압이 인가된다. 그리고, 각 색이 겹쳐진 중간 전사 벨트(52) 상의 토너상은 시트에 2차 전사된다. 또한, 2차 전사 후의 중간 전사 벨트(52) 상의 잔류 토너 등은 벨트 청소 장치(58)로 제거되어 회수된다.

정착부(6)는 2차 전사부보다도 시트 반송 방향 하류측에 배치된다. 정착부(6)는 발열원을 내장하는 정착 롤러(61)와, 이에 압접되는 가압 롤러(62)를 포함한다. 정착부(6)는 정착 롤러(61)와 가압 롤러(62)의 닙에, 토너상이 전사된 시트를 통과시킨다. 닙을 통과하면 토너상은 가열·가압되고, 그 결과, 토너상이 시트에 정착한다. 정착 후의 시트는 배출 트레이(31)에 배출되어, 1매의 용지의 인쇄가 완료한다.

(프린터(100)의 하드웨어 구성)

다음에, 도 3에 의거하여, 실시 형태에 관련된 프린터(100)의 하드웨어 구성을 설명한다. 도 3은 프린터(100)의 하드웨어 구성의 일예를 나타내는 블록도이다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 관련된 프린터(100)는 제어부(7)를 가진다. 제어부(7)는 장치의 각 부를 제어한다. 제어부(7)는 CPU(71), 화상 처리부(72)와 같은 처리를 행하기 위한 회로, 소자를 포함한다. 또한, 프린터(1OO)에는 기억부(73)가 설치된다. 기억부(73)는 ROM, RAM, 플래시 ROM과 같은 불휘발성과 휘발성의 기억 장치의 조합이다. 또한, 본 실시 형태의 설명에서는, 제어부(7)가 인쇄의 제어를 행하는 예를 설명하는데, 인쇄를 행하는 부분을 제어하는 엔진 제어부나, 전체 제어나 화상 처리를 행하는 메인 제어부 등, 기능, 역할에 따라 제어를 행하는 부분(기판)을 복수종, 분할하여 설치해도 된다.

CPU(71)는 중앙 연산 처리 장치이며, 기억부(73)에 저장되고, 전개되는 제어 프로그램에 의거하여 프린터(100)의 각 부의 제어나 연산을 행한다. 기억부(73)는 프린터(100)의 제어 프로그램 외, 제어 데이터 등, 각종 데이터를 기억할 수 있다. 또한, 현상 롤러(11)나 자기 롤러(12)에 대한 전압 인가에서의 듀티비나 직류 바이어스 전압의 설정치 등, 현상 롤러(11)나 자기 롤러(12)에 대한 전압 인가 설정에 관한 프로그램이나 데이터도 기억부(73)에 기억된다.

그리고, 제어부(7)는 급지부(2), 반송부(3), 화상 형성부(4), 중간 전사부(5), 정착부(6) 등과 접속되고, 기억부(73)의 제어 프로그램이나 데이터에 의거하여 적절히 화상 형성이 행해지도록 각 부의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(7)는 프린터(100) 내에 1 또는 복수개 설치되는 모터(74)를 제어한다. 제어부(7)는 모터(74)를 회전시켜 감광체 드럼(42), 현상 롤러(11), 자기 롤러(12)와 같은 각종 회전체를 회전시킨다. 이 모터(74)의 구동을 이용하여, 현상 롤러(11) 및 자기 롤러(12)의 각 슬리브는 회전한다.

또한, 제어부(7)에는, I/F부(75)(인터페이스부)를 통하여, 컴퓨터(200)(퍼스널 컴퓨터 등)가 접속된다. 컴퓨터(200)는 프린터(100)에 인쇄를 행하게 하는 내용을 포함하는 인쇄용 데이터의 송신원이다. 예를 들면, 인쇄용 데이터에는, 인쇄의 설정 데이터나 화상 데이터 등이 포함된다. 제어부(7)는 수신한 인쇄용 데이터에 의거하여 화상 처리부(72)에 화상 처리를 행하게 하여, 노광 장치(41)용 화상 데이터를 생성한다. 노광 장치(41)는 그 화상 데이터를 수신하고, 감광체 드럼(42)에 정전 잠상을 형성한다.

(현상 장치(1)에서의 전압 인가)

다음에, 도 4를 이용하여, 현상 장치(1)에서의 전압 인가를 설명한다. 도 4는 현상 장치(1)를 나타내는 블록도이다.

상술과 같이, 본 실시 형태의 현상 장치(1)에는 현상 롤러(11)와 자기 롤러(12)가 설치된다. 토너에 의한 정전 잠상의 현상이나, 현상 롤러(11)로의 토너의 공급이나, 현상 롤러(11)로부터의 토너의 박리를 위해 현상 롤러(11)와 자기 롤러(12)에는 전압이 인가된다. 바꾸어 말하면, 토너를 적절히 이동시키기 위해, 현상 롤러(11)와 자기 롤러(12)에는 전압이 인가된다.

현상 장치(1)에는 현상 롤러(11)와 자기 롤러(12)에 전압을 인가하기 위해서 고압 전원부(8)가 포함된다. 고압 전원부(8)는 공급되는 전압의 승압을 행하여, 현상 롤러(11)나 자기 롤러(12)에 전압을 인가(출력)한다.

본 실시 형태의 고압 전원부(8)는 트랜지스터(81)(npn형, 스위칭부에 상당), 콘덴서(82), 트랜스(83), 현상 롤러 바이어스부(84), 자기 롤러 바이어스부(85), 출력 제어부(80)를 포함한다. 각 현상 장치(1)가 현상을 개시하고, 종료하는 타이밍이 상이하므로, 1개의 현상 장치(1)에 대하여(현상 롤러(11)와 자기 롤러(12)의 1개의 조합에 대하여), 1개의 고압 전원부(8)가 설치된다.

트랜지스터(81)의 콜렉터는 전원 장치(9)와 접속된다. 전원 장치(9)는 프린터(100)의 내부에 설치되어, 상용 전원이 입력된다. 전원 장치(9)는 정류, 평활 등을 행하여 직류 전압을 출력한다. 예를 들면, 전원 장치(9)는 DC(24V)를 출력하여, 트랜지스터(81)에 인가된다.

트랜지스터(81)의 베이스에는 출력 제어부(80)가 접속된다. 출력 제어부(80)는 클록 신호를 트랜지스터(81)의 베이스에 입력한다. 출력 제어부(80)는 클록 신호에 의해 트랜지스터(81)의 스위칭을 행한다. 출력 제어부(80)에 의한 트랜지스터(81)의 스위칭 주파수는 고정해도 된다. 스위칭 주파수는, 수 kHz 정도로 할 수 있다(3~5kHz 정도).

트랜지스터(81)의 이미터는 콘덴서(82)와 접속된다. 또한, 콘덴서(82)는 트랜스(83)의 1차측에 접속된다. 콘덴서(82)는 출력 제어부(80)가 출력하는 클록 신호를 증폭시킨 파형으로부터 직류 성분을 제거한 신호(전압)를 트랜스(83)에 입력한다. 바꾸어 말하면, 트랜스(83)에 교류 파형을 입력한다.

트랜스(83)는 1차측에 입력된 전압을 승압한 전압을 출력한다. 그리고, 2차측은 적어도 2계통의 출력을 가지고, 한쪽이 현상 롤러(11), 다른쪽이 자기 롤러(12)에 접속된다. 또한, 승압비는 각 출력에서 상이해도 된다. 또한, 현상 롤러(11)측의 출력에는, 현상 롤러(11)에 인가하는 교류 전압을 바이어스하는 현상 롤러 바이어스부(84)가 설치된다. 마찬가지로, 자기 롤러(12)측의 출력에도, 자기 롤러(12)에 인가하는 교류 전압을 바이어스하는 자기 롤러 바이어스부(85)가 더 설치된다. 현상 롤러 바이어스부(84)에 의해 직류 전압에서 바이어스된 교류 전압이 현상 롤러(11)에 인가된다. 또한, 자기 롤러 바이어스부(85)에 의해, 직류 전압에서 바이어스된 교류 전압이 자기 롤러(12)에 인가된다.

현상 롤러 바이어스부(84)나 자기 롤러 바이어스부(85)는 전원 장치(9)의 출력 전압을 받아 승압을 행하는 컨버터이다. 그리고, 현상 롤러 바이어스부(84)와 자기 롤러 바이어스부(85)는 출력을 변화시킬 수 있는 회로이다. 바꾸어 말하면, 현상 롤러 바이어스부(84)와 자기 롤러 바이어스부(85)는 바이어스할 전압의 크기를 바꿀 수 있다.

(현상 장치(1)에서의 전압 인가의 모드)

다음에, 도 5를 이용하여, 본 실시 형태의 현상 장치(1)에서의 전압 인가의 모드를 설명한다. 도 5는 전압 인가 모드의 전이를 나타내는 설명도이다.

본 실시 형태의 현상 장치(1)는 모드로서, 토너에 의해 정전 잠상의 현상을 행하는 현상 실행 모드와, 정전 잠상의 현상을 행하지 않는 현상 불실행 모드를 가진다. 또한, 현상 불실행 모드는 제1 모드, 제2 모드를 포함한다. 고압 전원부(8)는 모드에 따라, 현상 롤러(11)나 자기 롤러(12)에 인가하는 직류 전압(바이어스)의 크기나, 트랜지스터(81)의 스위칭의 듀티비를 변화시킨다. 또한, 인쇄를 행하지 않으면 현상 롤러(11)나 자기 롤러(12)에 전압을 인가할 필요는 없다. 이 때문에, 현상 장치(1)의 상태(모드)로는, 상기의 3개의 모드(현상 실행 모드, 제1 모드, 제2 모드) 외에, 현상 롤러(11)나 자기 롤러(12)에 전압을 인가하지 않는 인가가 없는 상태도 있다.

현상 실행 모드는 현상 롤러(11)에 토너를 보급하면서, 토너를 비상시켜, 감광체 드럼(42) 상의 정전 잠상의 현상을 행할 때의 모드이다. 제1 모드(현상 미실행 모드의 일종)는 현상 실행 모드로 이행하기 전의 모드이며, 현상 롤러(11)에 토너를 공급하여 현상 롤러(11) 표면(슬리브(11c))의 토너의 박층을 가지런히 하는 모드이다.

제2 모드(현상 미실행 모드의 일종)는 현상 롤러(11)의 표면으로부터 토너를 박리, 회수하는 모드이며, 현상 롤러(11)의 표면의 토너를 교체하여, 현상 롤러(11)에 대한 토너의 고착을 막는 모드이다.

우선, 현상 실행 모드에서는, 고압 전원부(8)는 미리 정해진 피크간 전압의 교류 전압을 현상 롤러(11)에 인가한다. 또한, 현상 실행 모드에서는, 현상 롤러(11)에 토너를 보급하기 위해, 현상 롤러 바이어스부(84)와 자기 롤러 바이어스부(85)는 현상 롤러 바이어스부(84)의 출력 전압치가 자기 롤러 바이어스부(85)의 출력 전압치보다 작아지도록, 직류 전압을 출력한다. 바꾸어 말하면, 「자기 롤러 바이어스부(85)의 출력 전압 ＞ 현상 롤러 바이어스부(84)의 출력 전압」으로 한다. 이에 따라, 양대전되어 있는 토너는 자기 롤러(12)로부터 현상 롤러(11) 방향으로 이동하기 쉽게 한다.

다음에, 제1 모드는 인쇄 전에 현상 롤러(11)의 둘레면에 토너의 박층을 형성하는 모드이다. 이 때문에, 자기 롤러(12)로부터 현상 롤러(11)에 대전된 토너가 이동하도록 바이어스를 인가할 필요가 있다. 이 때문에, 현상 실행 모드와 마찬가지로, 현상 롤러 바이어스부(84)와 자기 롤러 바이어스부(85)는, 현상 롤러 바이어스부(84)의 출력 전압치가 자기 롤러 바이어스부(85)의 출력 전압치보다도 작아지도록, 직류 전압을 출력한다. 또한, 제1 모드에서는, 제1 모드용의 피크간 전압의 교류 전압을 현상 롤러(11)에 인가해도 된다.

또한, 제2 모드는 현상 롤러(11)의 둘레면으로부터 토너를 박리하고, 자기 롤러(12)측에 토너를 회수해 버리는 모드이다. 이 때문에, 현상 롤러(11)로부터 자기 롤러(12)를 향해 토너가 이동하기 쉬워지도록 바이어스를 인가할 필요가 있다. 이 때문에, 제2 모드에서는, 현상 롤러 바이어스부(84)와 자기 롤러 바이어스부(85)는 현상 롤러 바이어스부(84)의 출력 전압치가 자기 롤러 바이어스부(85)의 출력 전압치보다도 커지도록, 직류 전압을 출력한다. 이에 따라, 양대전되어 있는 토너는 현상 롤러(11)로부터 자기 롤러(12) 방향을 향해 이동한다. 또한, 제2 모드에서도, 제2 모드용의 피크간 전압의 교류 전압을 현상 롤러(11)에 인가해도 된다.

또한, 제1 모드나 제2 모드로 되고 나서 현상 롤러(11)가 일주하는 시간이 경과한 후에 다른 모드로 이행한다. 바꾸어 말하면, 적어도 현상 롤러(11)가 일주하는 동안, 제1 모드나 제2 모드는 계속된다.

제어부(7)는 프린터(100)의 상태에 따라, 출력 제어부(80)나, 현상 롤러 바이어스부(84)나, 자기 롤러 바이어스부(85)에 모드를 지시하는 신호를 입력한다. 현상 롤러 바이어스부(84)와 자기 롤러 바이어스부(85)는 지시된 모드에 따라 출력 전압치의 크기를 전환한다.

그리고, 도 5에서는 3종류의 모드 천이예를 나타내고 있다. 우선, 도 5중의 최상단에는, 1매만 인쇄할 때의 상태 천이를 나타내고 있다. 1매만 인쇄할 때, 제어부(7)는 고압 전원부(8)를 제어하고, 현상 개시 전의 인가가 없는 상태로부터, 현상 장치(1)를 제1 모드로 하고, 토너의 박층을 현상 롤러(11)의 표면(슬리브(11c))에 형성시킨다. 그 후, 제어부(7)는 고압 전원부(8)를 제어하고, 현상 장치(1)를 현상 실행 모드로 하여, 자기 롤러(12)로부터 현상 롤러(11)로의 토너 보급을 계속시킨다. 그리고, 현상 완료(인쇄 완료)에 따라, 제어부(7)는 고압 전원부(8)를 제어하고, 현상 장치(1)를 제2 모드로 하여, 현상 롤러(11)로부터 토너를 회수시킨다. 그 후, 현상 장치(1)는 인가가 없는 상태로 된다.

다음에, 도 5 중의 중단에는, 25매 미만의 범위에서, 복수 페이지에 연속하여 인쇄를 행할 때의 상태 천이를 나타내고 있다. 현상 개시까지는 1매만 인쇄할 때와 동일하다. 그리고, 1페이지째에 대응하는 토너상의 현상이 개시되면, 제어부(7)는 고압 전원부(8)를 제어하고, 지간(紙間)에서는 현상 장치(1)를 제1 모드로 한다. 이 때문에, 제1 모드와 현상 실행 모드가 반복된다. 그리고, 작업에서의 현상(인쇄)이 완료하면, 제어부(7)는 고압 전원부(8)를 제어하여, 현상 장치(1)를 제2 모드로 한다. 그 후, 현상 장치(1)는 인가가 없는 상태로 된다.

다음에, 도 5중의 하단에는, 25매 이상 복수 페이지에 연속하여 인쇄를 행할 때의 상태 천이를 나타내고 있다. 현상 개시까지는 1매만 인쇄할 때와 동일하다. 그리고, 1페이지째에 대응하는 토너상의 현상이 개시되면, 원칙적으로, 제어부(7)는 고압 전원부(8)를 제어하고, 지간에서는 현상 장치(1)를 제1 모드로 한다. 이를 위해, 제1 모드와 현상 실행 모드가 반복된다. 그리고, 25매 인쇄를 실행하면, 제어부(7)는 고압 전원부(8)를 제어하여, 현상 장치(1)를 제2 모드로 하고, 현상 롤러(11)의 둘레면의 토너를 리프레시한다. 또한, 51매 이상 연속하여 인쇄할 때, 25매 인쇄할때마다 제2 모드가 행해진다. 제2 모드 후, 다시, 제어부(7)는 고압 전원부(8)를 제어하여, 현상 장치(1)를 제1 모드로 한 후, 현상이 재개된다. 현상(인쇄) 완료했을 때, 제어부(7)는 고압 전원부(8)를 제어하여, 현상 장치(1)를 제2 모드로 하고, 그 후, 현상 장치(1)는 인가가 없는 상태로 된다. 또한, 본 설명에서는, 25매를 기준으로 하여 제2 모드를 실행하는 예를 나타내는데 25매에 한정되지 않고, 기준은 26매 이상이어도 되고, 24매 이하여도 된다.

(각 모드에서의 듀티비)

다음에, 도 6을 이용하여 본 실시 형태의 현상 장치(1)에서의 전압 인가의 모드와 듀티비의 변경을 설명한다. 도 6은 듀티비의 차에 의한 영향을 설명하기 위한 설명도이다.

본 실시 형태의 프린터(100)에서는, 현상 롤러(11)에 인가하는 교류 전압의 듀티비가 변화한다. 구체적으로는, 출력 제어부(80)는 현상 장치(1)의 모드에 의해 트랜지스터(81)의 스위칭의 듀티비를 변화시킨다. 그리고, 출력 제어부(80)는 현상 실행 모드에서는 제1 모드, 제2 모드보다도 트랜지스터(81)의 스위칭에서의 듀티비를 크게 한다. 또한, 출력 제어부(80)는 제1 모드, 제2 모드에서의 듀티비를 현상 실행 모드에서의 듀티비보다도 작게 한다.

우선, 도 6을 이용하여, 듀티비에 의해 토너의 비상이 상이한 점을 설명한다. 도 6에서의 상측의 타이밍 차트의 듀티비는 하측의 타이밍 차트의 듀티비보다도 크다. 또한, 도 6에서는, 상측의 타이밍 차트의 듀티비는 40% 정도이며, 하측의 타이밍 차트의 듀티비는 30% 정도이다.

우선, 도 6의 각 타이밍 차트에서의 실선은 현상 롤러(11)에 인가되는 전압 변동을 나타내는 파형이다(출력 제어부(80)의 트랜지스터(81)의 스위칭에 의해 생성되는 파형을 승압한 파형). 따라서, 각 타이밍 차트에서의 세로축은 전압의 진폭을 나타낸다. 이 파형에서의 피크간 전압은 1kV~2kV의 범위에서 설정된다. 그리고, 도 6의 VO(파선으로 표시하는 라인)는 OV(그라운드)이다.

콘덴서(82)는 직류 성분을 제거한다. 이 때문에, 현상 롤러(11)에 인가되는 전압 변동을 나타내는 파형의 피크간 전압 중, V0의 라인의 위치는, 1주기에서의 High인 시간과 진폭의 곱과 Low인 시간과 진폭의 곱이 동일해지는 위치가 된다(면적 중심). 예를 들면, 직사각형파에서 듀티비가 50%이고, 피크간 전압이 1000V이면, VO의 라인으로부터 플러스측의 피크까지의 전위차와 VO의 라인으로부터 마이너스측의 피크까지의 전위차는 모두 500V가 된다. 또한, 직사각형파에서 듀티비가 40%이고, 피크간 전압이 1000V이면, VO의 라인으로부터 플러스측의 피크까지의 전위차는 600V가 되고, VO의 라인으로부터 마이너스측의 피크까지의 전위차는 400V가 된다.

또한, 도 6의 각 타이밍 차트에서의 VL의 라인(2점 쇄선으로 표시하는 라인)은 노광 후의 감광체 드럼(42)의 전위(예를 들면, 100~200V 정도)를 나타낸다. 또한, 도 6의 각 타이밍 차트에서의 Va의 라인(일점 쇄선으로 표시하는 라인)은, 대전 시의 감광체 드럼(42)의 전위를 나타낸다(예를 들면, 400~600V 정도). 또한, 도 6의 각 타이밍 차트에서의 Vmax의 라인(간격이 넓은 파선 중 상방의 라인)은 현상 롤러 바이어스부(84)에 의해 바이어스했을 때의 현상 롤러(11)에 인가되는 전압의 플러스측의 피크치를 나타낸다. 도 6의 각 타이밍 차트에서의 Vmin의 라인(간격이 넓은 파선 중 하방의 라인)은, 현상 롤러 바이어스부(84)에 의해 바이어스했을 때의 현상 롤러(11)에 인가되는 전압의 마이너스측의 피크치를 나타낸다.

현상 시, 현상 롤러(11)로부터 감광체 드럼(42)에서 노광된 부분에 양대전된 토너가 비상한다. 이 때문에, 노광 후의 감광체 드럼(42)의 전위(VL)와 Vmax의 전위차가 클수록 토너에 작용하는 정전력은 커지고, 토너가 움직이는 속도는 빨라진다.

여기서, 도 6에 도시하는 바와같이, 면적 중심의 생각으로부터, 듀티비가 클 때의 노광 후의 감광체 드럼(42)의 전위(VL)와 Vmax의 전위차(도 6에 화살표 A1로 표시한다)보다도, 듀티비가 작을 때의 노광 후의 감광체 드럼(42)의 전위(VL)와 Vmax의 전위차(도 6에 실선 화살표 A2로 표시한다)의 쪽이 커진다. 따라서, 듀티비가 작을수록 급준하게 토너를 비상시켜 빠르게 노광된 도트에 토너를 실을 수 있다. 이 때문에, 듀티비가 작을수록, 1도트의 재현성은 높아진다고 한다.

그러나, 듀티비가 작을수록, 경험 상, 현상된 토너상에 얼룩이 나타나기 쉬워지는 것이 알려져 있다. 예를 들면, 동 농도의 베타 화상을 인쇄했을 때, 듀티비가 작을수록, 인쇄 결과에 농담의 얼룩이 나타나기 쉽다(「현상 구동 얼룩」이라고 불리는 경우도 있다). 현상 구동 얼룩의 발생 메카니즘은 완전하게 해명되어 있는 것은 아니지만, 현상 롤러(11)나 감광체 드럼(42)에는 제조 상의 오차나 설치 오차가 있어, 감광체 드럼(42)과 현상 롤러(11)간의 갭의 길이는 축선 방향의 어느 장소에서나 같지 않고, 또한 회전에 따라 갭이 변동한다. 그리고, 1도트의 재현성이 높아질수록(듀티비를 작게 할수록), 갭의 편차가 형성된 화상의 얼룩이 되어 나타난다고 생각된다.

한편, 듀티비를 크게 하면, 경험 상, 리크(방전)가 발생하기 쉬워지는 것도 알려져 있다. 감광체 드럼(42)과 현상 롤러(11)의 갭은 미소(1㎜ 이하)하며, 감광체 드럼(42)과 현상 롤러(11)의 전위차가 커질수록 리크는 발생하기 쉬워진다.

여기서, 본 실시 형태의 현상 장치(1)에서는, 현상 롤러(11)에 인가되는 전압이 작아졌을 때에 리크가 발생하기 쉽다. 그리고, 현상 롤러(11)에 인가되는 마이너스측의 피크 전압이 보다 작을수록(보다 마이너스), 리크가 발생하기 쉬워진다. 또한, 토너의 대전 특성이나 감광체 드럼(42)의 대전 특성 등에 따라, 현상 롤러(11)에 인가되는 전압이 클수록 리크가 발생하기 쉬워지는 것도 있을 수 있다.

그리고, 도 6에 나타내는 바와같이, 면적 중심의 생각으로부터, 듀티비가 클 때의 대전 후의 감광체 드럼(42)의 전위(Va)와 현상 롤러(11)에 인가되는 전압이 마이너스측의 피크 시의 전위(Vmin)의 차(도 6에 화살표 A3로 표시한다)는 듀티비가 작을 때의 대전 후의 감광체 드럼(42)의 전위(Va)와 현상 롤러(11)에 인가되는 전압이 마이너스측의 피크 시의 전위(Vmin)의 차(도 6에 실선 화살표 A4로 표시한다)보다도 크다. 바꾸어 말하면, 듀티비가 클수록, 본 실시 형태의 현상 장치(1)에서는 리크(방전)가 발생하기 쉽다.

리크가 발생하면, 감광체 드럼(42)의 전위가 저하하여 토너가 부착되어 버리는 경우가 있다. 현상 실행시 이외에 감광체 드럼(42)에 토너가 부착되면, 중간 전사 벨트(52)나 2차 전사 롤러(57)를 토너로 오염시켜 버리는 경우가 있다. 이에 따라 용지에 토너가 부착되어 용지가 오염되는 경우가 있다. 또한, 리크 시의 전류가 크면, 감광체 드럼(42)에 미소한 구멍이 개구되기도 하여, 이후에 형성되는 토너상의 화질을 저하시켜 버리는 경우도 있다.

여기서, 본 실시 형태의 프린터(100)에서는, 고압 전원부(8)의 출력 제어부(80)는 현상 실행 모드일 때, 토너상의 얼룩을 억제하여 화질을 향상시키기 위해, 제1 모드나 제2 모드일 때보다도 듀티비를 크게 한다. 한편, 고압 전원부(8)의 출력 제어부(80)는 리크의 발생을 막기 위해 제1 모드, 제2 모드에서는 현상 실행 모드보다도 듀티비를 작게 한다. 이와 같이, 현상 실행 모드, 제1 모드, 제2 모드에서의 듀티비가 미리 정해진다.

제어부(7)는 인쇄 과정이나, 프린터(100)의 상태나, 인쇄 매수 등에 따라, 출력 제어부(80)에 현상 장치(1)의 모드를 지시한다. 제어부(7)는 노광 장치(41)에서의 노광 개시에 따라 출력 제어부(80)에 현상 실행 모드로의 이행을 지시한다. 또한, 제어부(7)는 노광 장치(41)에서의 노광 종료에 따라 출력 제어부(80)에 제1 모드나 제2 모드로의 이행을 지시한다. 출력 제어부(80)는 제어부(7)의 모드 지시에 따라, 듀티비를 변화시킨다. 혹은, 제어부(7)는 듀티비 그 자체를 지시하는 신호를 출력 제어부(80)에 부여하고, 출력 제어부(80)는 지시에 따라 듀티비를 변화시켜도 된다.

(듀티비의 단계적 변화)

다음에, 도 7~도 9를 이용하여, 본 실시 형태에서의 듀티비의 단계적 변화를 설명한다. 도 7은 듀티비의 단계적인 변화를 설명하기 위한 설명도이다. 도 8은 듀티비를 작게 할 때의 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트이다. 도 9는 듀티비를 크게 할 때의 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트이다.

본 실시 형태에서는, 모드에 따라 듀티비를 변화시킨다. 본 실시 형태의 프린터(100)에서, 출력 제어부(80)는 현상 실행 모드일 때 듀티비를 40% 정도로 하고, 지간이나 현상 실행전이나 현상 완료 후의 제1 모드나 제2 모드일 때 듀티비를 30% 정도로 한다. 또한, 본 실시 형태의 설명에서는, 제1 모드와 제2 모드의 듀티비는 동일하지만, 차이를 두어도 된다.

그러나, 트랜스(83)(코일)를 이용하고 있는 경우, 듀티비의 변경은 양과 음이 비대칭인 전압을 트랜스(83)에 인가하게 된다. 양과 음이 비대칭인 전압을 트랜스(83)에 인가하면, 트랜스(83)에 편자가 발생하고, 직류 바이어스를 인가한 것과 같은 상태로 된다.

특히, 편자가 발생한 상태에서 트랜스(83)에 교류 전압을 인가하면, 자기 포화가 발생하기 쉬워진다. 자기 포화가 발생하면, 통상, 트랜스(83)의 임피던스는 권선 저항분만으로 되어 큰 전류가 흐른다. 그러면, 콘덴서(82)를 통하여 트랜스(83)에 접속되는 트랜지스터(81)에 큰 전류가 흘러, 트랜지스터(81)를 파괴하는 경우가 있다.

듀티비의 변화량(1회당 변화폭)이 클수록 트랜스(83)에서의 편자의 정도는 커진다. 편자의 정도가 큰 상태에서는 자기 포화가 생기기 쉽다. 예를 들면, 실시 형태의 현상 장치(1)에서는, 현상 실행 모드와 제1 모드나 제2 모드에서 10% 정도, 듀티비가 다르다. 그리고, 듀티비를 한꺼번에 10% 변화시키면 편자의 정도가 커진다.

한편, 듀티비의 변화에 의해 편자가 발생하면, 트랜스(83)는 바이어스된 것과 같은 상태로 되고, 일시적으로 콘덴서(82)와 트랜스(83)간의 전위는 변화한다. 그리고, 콘덴서(82)와 트랜스(83)의 공진에 의해, 콘덴서(82)와 트랜스(83)간의 전위는 진동하면서 시간의 경과와 함께 편자가 수속된다. 따라서, 트랜스(83)의 편자는 시간의 경과와 함께 수속되는 경향을 나타낸다. 또한, 편자의 정도가 작을수록 편자는 빨리 수속하는 경향이 있다.

여기서, 본 실시 형태의 현상 장치(1)에서, 출력 제어부(80)는 단계적으로 듀티비를 변경하고, 1회당 듀티비의 변화량을 억제하면서, 시간을 들여 편자를 수속하면서, 목표의 듀티비로까지 변화시킨다. 이에 따라, 출력 제어부(80)는 트랜지스터(81)를 과전류로 파괴하지 않고 듀티비를 변경할 수 있다.

여기서, 도 7을 이용하여 듀티비의 변화를 설명한다. 도 7의 예는 연속하여 용지에 인쇄를 행하고, 지간에서의 현상 실행 모드→제1 모드→현상 실행 모드로 모드를 천이시킬 때의 듀티비의 변화를 나타내고 있다. 또한, 도 7의 예에서는, 현상 실행 모드의 듀티비를 40%로서 나타내고, 제1 모드의 듀티비를 30%로서 나타내고 있다. 또한, 듀티비는 상기의 예에 한정되지 않는다.

여기서, 천이 전의 모드에서의 듀티비를 「제1 듀티비」로 칭한다. 또한, 목표로 하는 듀티비(천이 후의 모드의 듀티비)를 「제2 듀티비」로 칭한다. 도 7의 예에서는, 현상 실행 모드로부터 제1 모드로의 천이에 따른 듀티비의 변경에서는, 제1 듀티비가 40%이며, 제2 듀티비가 30%이다. 또한, 제1 모드로부터 현상 실행 모드로의 복귀에 따른 듀티비의 변경에서는, 제1 듀티비가 30%이며, 제2 듀티비가 40%이다.

도 7에 나타내는 바와같이, 제1 듀티비(현재의 모드에서 제1 듀티비)로부터 제2 듀티비(목표로 하는 듀티비)로 변화시킬 때, 출력 제어부(80)는 트랜스(83)에서 자기 포화가 생기지 않는 간격폭(도 7에서 간격폭을 ΔD로서 도시)이고, 미리 정해진 시간(도 7에서 미리 정해진 시간을 ΔT로서 도시)을 확보하면서 듀티비를 변화시킨다.

도 7의 예에서는 간격폭은 2%이다. 이 간격폭은 미리 실험을 행하는 등에 의해, 트랜스(83)에 자기 포화가 생기지 않는 값으로 정할 수 있다. 또한, 미리 정해진 시간은 임의로 정할 수 있는 시간이며, 간격폭으로 듀티를 변화시켜도 파괴될 정도의 전류가 트랜지스터(81)에 흐르지 않도록 정한다. 예를 들면, 미리 정해진 시간은 몇밀리초(2밀리초) 정도로 정할 수 있다(지간의 시간은 250밀리초 정도).

도 7에 나타내는 바와같이, 제1 듀티비와 제2 듀티비의 차가 10%이며, 간격폭이 2%이면, 출력 제어부(80)는 듀티비를 5단계로 나누어(5회 변화시켜) 제1 듀티비를 제2 듀티비로까지 변화시킨다. 이 단계수는 6단계 이상이어도 되고, 2단계~4단계여도 되지만, 단계수가 많을수록 트랜스(83)에 자기 포화가 발생하기 어려워지므로, 5단계 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 듀티비로부터 제2 듀티비로 변화시키는데 시간을 너무 많이 필요로 하면, 다음의 모드로 천이하기까지 현상 롤러(11)에서의 토너의 박층의 형성이나 조정 등의 모드간의 처리를 할 수 없게 되므로, 20단계 이하로 하는 것이 바람직하다.

다음에, 도 8을 이용하여, 듀티비를 작게 할 때의 처리의 흐름의 일예를 설명한다. 또한, 본 실시 형태의 현상 장치(1)에서는, 현상 실행 모드로부터 제1 모드 또는 제2 모드로 이행할 때가, 듀티비를 작게 하는 경우에 해당한다. 이 경우, 제1 듀티비는 현상 실행 모드의 듀티비(40% 정도)이며, 제2 듀티비는 제1 모드 또는 제2 모드의 듀티비(30% 정도)이다.

이 때문에, 도 8의 스타트는 제어부(7)로부터 출력 제어부(80)나 현상 롤러 바이어스부(84)나 자기 롤러 바이어스부(85)에 현상 실행 모드로부터 제1 모드나 제2 모드로의 천이의 지시가 입력된 시점이다.

제1 모드나 제2 모드로의 천이가 지시되었을 때, 현상 롤러 바이어스부(84)는 현상 롤러(11)에 인가하는 직류 전압을 변화시키고, 자기 롤러 바이어스부(85)는 자기 롤러(12)에 인가하는 직류 전압을 변화시킨다(단계＃11). 또한, 현상 실행 모드와 제1 모드에서 바이어스를 변화시키지 않으면, 단계＃11은 필요없는 경우가 있다.

계속하여, 출력 제어부(80)는 클록 신호의 듀티비를 미리 정해진 간격폭만큼 작게 한다(단계＃12). 또한, 제1 듀티비로부터 제2 듀티비에 도달할 때까지 간격폭은 변동시켜도 된다. 그리고, 출력 제어부(80)는 목표로 하는 듀티비(제2 듀티비)에 도달했는지 여부를 확인한다(단계＃13).

만약, 듀티비가 제2 듀티비에 도달해 있으면(단계＃13의 Yes), 본 플로우는 종료한다(엔드). 그리고, 출력 제어부(80)는 모드의 천이나 인가가 없는 지시를 제어부(7)으로부터 받을 때까지 듀티비를 유지하면서 트랜지스터(81)의 스위칭을 행한다. 한편, 듀티비가 제2 듀티비에 도달해 있지 않으면(단계＃13의 No), 출력 제어부(80)는 다음에 듀티비를 간격폭만큼 변화시키는 (단계적으로 변화시키는) 시점에 도달했는지 여부의 확인을 계속한다(단계＃14, 단계＃14의 No→단계＃14). 출력 제어부(80)는 내부에 타이머를 가지고 계시 기능을 포함한다. 그리고, 출력 제어부(80)는 먼저 듀티비를 변화시키고 나서 다음에 간격폭만큼 듀티비를 변화시켜야 할 시점에 도달했는지 여부를 확인한다. 이 때, 먼저 듀티비를 변화시키고 나서 다음에 간격폭만큼 듀티비를 변화시킬 때까지의 간격은, 자기 포화가 생기지 않도록, 미리 정해진 시간 이상으로 된다. 만약, 다음에 듀티비를 간격폭만큼 변화시키는 시점에 도달하면(단계＃14의 Ycs), 플로우는 단계＃12로 돌아간다.

다음에, 도 9를 이용하여, 듀티비를 크게 할 때의 처리의 흐름의 일예를 설명한다. 또한, 본 실시 형태의 현상 장치(1)에서는, 제1 모드로부터 현상 실행 모드로 이행할 때가, 듀티비를 크게 하는 경우에 해당한다. 그리고, 듀티비를 크게 할 때, 제1 듀티비는 제1 모드의 듀티비(30% 정도)이며, 제2 듀티비는 현상 실행 모드의 듀티비(40% 정도)이다.

이 때문에, 도 9의 스타트는 제어부(7)로부터 출력 제어부(80)나 현상 롤러 바이어스부(84)나 자기 롤러 바이어스부(85)에 제1 모드로부터 현상 실행 모드로의 천이의 지시가 입력된 시점이다.

현상 실행 모드로의 천이가 지시되었을 때, 현상 롤러 바이어스부(84)는 현상 롤러(11)에 인가하는 직류 전압을 변화시키고, 자기 롤러 바이어스부(85)는 자기 롤러(12)에 인가하는 직류 전압을 변화시킨다(단계＃21). 또한, 현상 실행 모드와 제1 모드에서 직류 전압(바이어스)을 변화시키지 않으면, 단계＃21은 필요없다.

계속하여, 출력 제어부(80)는 클록 신호의 듀티비를 미리 정해진 간격폭만큼 크게 한다(단계＃22). 또한, 제1 듀티비로부터 제2 듀티비에 도달할 때까지 나눔폭은 변동시켜도 된다. 또한, 듀티비를 크게 할 때와 작게 할 때에는, 편자의 정도가 다를 수 있으므로, 듀티비를 크게할 때와 작게 할 때에 나눔폭의 크기(1단계당 듀티비의 변화량)를 바꾸어도 된다. 그리고, 출력 제어부(80)는 목표로 하는 듀티비(제2 듀티비)에 도달했는지 여부를 확인한다(단계＃23).

만약, 듀티비가 제2 듀티비에 도달해 있으면(단계＃23의 Yes), 본 플로우는 종료한다(엔드). 그리고, 출력 제어부(80)는 모드의 천이의 지시를 제어부(7)로부터 받을 때까지 듀티비를 유지하면서 트랜지스터(81)의 스위칭을 행한다. 한편, 듀티비가 제2 듀티비에 도달해 있지 않으면(단계＃23의 No), 출력 제어부(80)는 다음에 듀티비를 간격폭만큼 변화시키는 (단계적으로 변화시키는) 시점에 도달했는지 여부의 확인을 계속한다(단계＃24, 단계＃24의 No→단계＃24). 이 점은 단계＃14와 동일하므로, 설명을 생략한다.

이와 같이 하여, 본 실시 형태의 현상 장치(1)는, 토너를 담지하여 감광체 드럼(42)에 대향되는 현상 롤러(11)와, 현상 롤러(11)에 대향하여 배치되고, 자기 브러시에 의해 현상 롤러(11)로의 토너의 공급 및 현상 롤러(11)로부터의 토너의 박리를 행하는 자기 롤러(12)와, 현상 롤러(11)에 인가하는 교류 전압을 생성하는 트랜스(83)와, 트랜스(83)에 대한 통전, 차단을 행하는 스위칭부(트랜지스터(81))와, 스위칭부가 스위칭에서의 듀티비를 제1 듀티비로부터 제2 듀티비까지 변화시킬 때, 제1 듀티비로부터 제2 듀티비까지 단계적으로, 듀티비를 여러 차례 변화시키는 출력제어부(80)와, 일단이 트랜스(83)에 접속됨과 더불어 타단이 스위칭부에 접속되는 콘덴서(82)를 포함한다.

콘덴서(82)와 트랜스(83)에 의한 에너지의 진동은 있지만, 듀티비를 변화시킴으로써 발생한 트랜스(83)에서의 편자(자속의 치우침)는 시간의 경과와 함께 감소하고, 수속되는 경향(편자가 해소되는 경향)을 나타낸다. 또한, 듀티비의 변화량이 작은 쪽이 편자의 정도가 작고, 수속까지 필요로 하는 시간도 짧다.

여기서, 출력제어부(80)는, 제1 듀티비로부터 제2 듀티비에까지 스위칭에서의 듀티비를 변화시킬 때, 제1 듀티비로부터 제2 듀티비까지 단계적으로 듀티비를 복수회 변화시킨다. 이에 따라, 듀티비를 작은 간격으로(단계적으로) 변화시킬 수 있다. 따라서, 제1 듀티비로부터 제2 듀티비로 단번에 듀티비를 변화시키는 경우에 비해 트랜스(83)에서의 편자의 정도를 억제할 수 있다. 또한, 트랜스(83)의 임피던스의 저하를 억제하고, 스위칭부에 큰 전류(과전류)가 흐르는 것을 막을 수 있어, 스위칭부를 파괴하지 않는다.

또한, 토너상의 얼룩의 발생을 방지하는데 적절한 듀티비로 하거나, 현상 롤러(11)와 감광체 드럼(42)의 사이에서 리크가 생기지 않는 듀티비로 하기 위해, 임의로 듀티비를 문제없이 변화시킬 수 있다. 따라서, 리크가 없고, 토너상의 얼룩의 발생이 억제된 고화질의 화상을 얻을 수 있는 현상 장치(1)를 제공할 수 있다.

또한, 출력제어부(80)는 트랜스(83)에서 자기 포화가 생기지 않는 간격폭으로, 미리 정해진 시간을 확보하면서 제1 듀티비로부터 제2 듀티비까지 듀티비를 변화시킨다. 이에 따라, 확실히 트랜스(83)에서 자기 포화가 생기지 않도록 듀티비를 변화시킬 수 있다. 또한, 듀티비를 변화시키고 나서, 적어도 미리 정해진 시간이 경과하고 나서 다음의 단계적인 듀티비의 변화가 이루어지므로, 듀티비의 변화에 의해 발생한 편자가 수속될 때까지의 시간이 확보된다. 따라서, 듀티비의 변화에 의해 큰 전류가 흘러 스위칭부가 파괴되는 것을 확실하게 없앨 수 있다.

또한, 인쇄 중, 큰 듀티비인 쪽이 토너상의 얼룩을 적절히 해소할 수 있는 경우가 있다. 한편, 인쇄하고 있지 않은 상태에서는, 토너의 박리에 의한 현상 롤러(11)의 표면의 노출 등에 의해, 작은 듀티비인 쪽이, 리크가 생기기 어려운 경우가 있다. 여기서, 제어부(7)(출력제어부(80))는, 감광체 드럼(42)에 형성된 정전 잠상의 현상을 행하는 현상 실행 모드에서의 듀티비와, 감광체 드럼(42)에 형성된 정전 잠상의 현상을 행하지 않는 현상 미실행 모드에서의 듀티비를 다르게 한다. 현상 실행 모드에서의 듀티비는, 현상 미실행 모드에서의 듀티비보다도 크다. 현상 실행 모드로부터 현상 미실행 모드로 이행할 때에, 스위칭부는, 현상 실행 모드에서의 듀티비를 제1 듀티비로 함과 더불어 현상 미실행 모드에서의 듀티비를 제2 듀티비로 하여 듀티비를 변화시킨다. 현상 미실행 모드로부터 현상 실행 모드로 이행할 때에, 스위칭부는, 현상 미실행 모드에서의 듀티비를 제1 듀티비로 함과 더불어 현상 실행 모드에서의 듀티비를 제2 듀티비로 하여 듀티비를 변화시킨다. 이에 따라, 토너상의 얼룩을 적절히 해소하면서, 리크가 발생되기 어렵게 할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 현상 장치(1)는, 현상 롤러(11)에 직류 전압을 인가하여 바이어스시키는 현상 롤러 바이어스부(84)와, 자기 롤러(12)에 직류 전압을 인가하여 바이어스시키는 자기 롤러 바이어스부(85)를 포함하고, 현상 미실행 모드에는, 현상 롤러 바이어스부(84)와 자기 롤러 바이어스부(85)는 출력을 변화시킴으로써, 현상 롤러(11)로의 토너의 공급을 행하면서 토너의 회수, 박리를 행하는 제1 모드와, 제1 모드보다도 현상 롤러(11)로의 토너 공급량을 줄여 현상 롤러(11)로부터의 토너의 회수, 박리를 중시하는 제2 모드가 설치되어 있다. 현상 롤러 바이어스부(84)와 자기 롤러 바이어스부(85)는, 인쇄 완료 시, 또는, 미리 정해진 매수를 연속하여 현상을 행했을 때, 제2 모드에서 전압을 인가하고, 현상 실행 모드의 이행 전에 제1 모드에서 전압을 인가한다. 이에 따라, 인쇄 완료 시점이나 미리 정해진 매수를 연속하여 현상을 행한 시점에서, 제2 모드에 의해, 일단, 현상 롤러(11) 상의 토너를 제거하여 리프레시할 수 있다. 따라서, 현상 롤러(11)에 대한 토너의 고착 등이 없어져, 고화질을 유지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 스위칭부는 트랜지스터(81)이다. 이에 따라, 듀티비를 변화시켜도 트랜지스터(81)에 대전류는 흐르지 않는다. 따라서, 트랜지스터(81)가 파괴되는 것을 없앨 수 있다.

또한, 제1 듀티비로부터 제2 듀티비까지 스위칭에서의 듀티비를 변화시킬 때, 제1 듀티비로부터 제2 듀티비까지의 단계수는 5단계 이상, 20단계 이하이다. 바꾸어 말하면, 출력제어부(80)는 제1 듀티비로부터 제2 듀티비까지 스위칭에서의 듀티비를 변화시킬 때, 5단계 이하, 20단계 이하의 범위의 단계수로 단계적으로 듀티비를 변화시킨다. 이에 따라, 듀티비의 변화에 기인하는 대전류에 의해 스위칭부가 파괴되지 않는다.

또한, 상기 미리 정해진 시간은 상기 간격폭으로 듀티비를 변화시켜도 파괴될 정도의 전류가 상기 스위칭부(트랜지스터(81))에 흐르지 않는 시간이다. 이에 따라, 듀티비의 변화에 기인하는 대전류에 의해 스위칭부가 파괴되지 않는 간격으로 단계적으로 듀티비가 전환된다.

또한, 화상 형성 장치(프린터(100))는, 본 실시 형태에 나타내는 현상 장치(1)를 포함한다. 이에 따라, 현상 장치(1)의 고장이 없고, 토너상의 얼룩이 없어 고화질이며, 리크 발생에 의한 문제가 발생하지 않는 화상 형성 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 개시는 현상 장치의 제어 방법의 발명으로도 파악할 수 있다.

또한, 상기의 실시 형태에서는, 양대전의 감광체 드럼(42)이나 토너를 예로 들어 설명했는데, 음대전의 감광체 드럼(42)이나 토너를 이용한 경우에도 적용할 수 있다. 이 때, 음대전용으로 현상을 실행하고 있는 상태(현상 실행 모드)에서는, 얼룩이 적어지도록 듀티비를 정하고, 현상을 실행하지 않은 상태(현상 불실행 모드)에서는 리크가 발생하지 않도록 듀티비를 정하면 좋다.

이상, 본 실시 형태에 대해서 설명했는데, 본 개시의 범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 개시된 주지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경을 추가하여 실시할 수 있다.

Claims (7)

1. 토너를 담지하고 감광체 드럼에 대향되는 현상 롤러와,
   상기 현상 롤러에 대향하여 배치되며, 자기 브러시에 의해 상기 현상 롤러로의 토너의 공급 및 상기 현상 롤러로부터의 토너의 박리를 행하는 자기 롤러를 포함하는 현상 장치에 있어서,
   상기 현상 롤러에 인가하는 교류 전압을 생성하는 트랜스와,
   상기 트랜스에 대한 통전, 차단을 행하는 스위칭부와,
   상기 스위칭부에 의한 스위칭에서의 듀티비를 제1 듀티비로부터 제2 듀티비까지 변화시킬 때, 제1 듀티비로부터 제2 듀티비까지 단계적으로 듀티비를 복수회 변화시키는 출력제어부와,
   일단이 상기 트랜스에 접속됨과 더불어 타단이 상기 스위칭부에 접속되는 콘덴서를 포함하는, 현상 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 출력제어부는 상기 트랜스에서 자기 포화가 발생하지 않는 간격폭으로, 미리 정해진 시간을 확보하면서 상기 제1 듀티비로부터 상기 제2 듀티비까지 듀티비를 변화시키는, 현상 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 출력제어부는 상기 감광체 드럼에 형성된 정전 잠상의 현상을 행하는 현상 실행 모드에서의 듀티비와, 상기 감광체 드럼에 형성된 정전 잠상의 현상을 행하지 않는 현상 미실행 모드에서의 듀티비를 다르게 하고,
   상기 현상 실행 모드에서의 듀티비는, 상기 현상 미실행 모드에서의 듀티비보다도 크고,
   상기 현상 실행 모드로부터 상기 현상 미실행 모드로 이행할 때에, 상기 출력제어부는, 상기 현상 실행 모드에서의 듀티비를 상기 제1 듀티비로 함과 더불어 상기 현상 미실행 모드에서의 듀티비를 상기 제2 듀티비로 하여 듀티비를 변화시키고,
   상기 현상 미실행 모드로부터 상기 현상 실행 모드로 이행할 때에, 상기 출력제어부는, 상기 현상 미실행 모드에서의 듀티비를 상기 제1 듀티비로 함과 더불어 상기 현상 실행 모드에서의 듀티비를 상기 제2 듀티비로 하여 듀티비를 변화시키는, 현상 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 현상 롤러에 직류 전압을 인가하여 바이어스시키는 현상 롤러 바이어스부와,
   상기 자기 롤러에 직류 전압을 인가하여 바이어스시키는 자기 롤러 바이어스부를 포함하고,
   상기 현상 미실행 모드에는, 상기 현상 롤러 바이어스부와 상기 자기 롤러 바이어스부는 출력을 변화시킴으로써, 상기 현상 롤러로의 토너의 공급을 행하면서 토너의 회수, 박리를 행하는 제1 모드와, 상기 제1 모드보다도 상기 현상 롤러로의 토너 공급량을 줄여 상기 현상 롤러로부터의 토너의 회수, 박리를 중시하는 제2 모드가 설정되고,
   상기 현상 롤러 바이어스부와 상기 자기 롤러 바이어스부는, 인쇄 완료 시, 또는, 미리 정해진 매수를 연속하여 현상을 행했을 때, 상기 제2 모드에서 전압을 인가하고, 상기 현상 실행 모드의 이행 전에 상기 제1 모드에서 전압을 인가하는, 현상 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   제1 듀티비로부터 제2 듀티비까지 스위칭에서의 듀티비를 변화시킬 때, 제1 듀티비로부터 제2 듀티비까지의 단계수는 5단계 이상, 20단계 이하인, 현상 장치.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 미리 정해진 시간은 상기 간격폭으로 듀티비를 변화시켜도 파괴될 정도의 전류가 상기 스위칭부에 흐르지 않는 시간인, 현상 장치.
7. 트랜스에 의해 현상 롤러에 인가하는 교류 전압을 생성하는 단계와,
   상기 트랜스에 콘덴서를 통하여 접속된 스위칭부의 스위칭에 의해 상기 트랜스에 대한 통전, 차단을 행하고, 제1 듀티비로부터 제2 듀티비까지 스위칭에서의 듀티비를 변화시킬 때, 제1 듀티비로부터 제2 듀티비까지 단계적으로 듀티비를 복수회 변화시키는 단계를 포함하는, 현상 장치의 제어 방법.

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