专利名称：显影装置、显影装置的控制方法
技术领域：
本发明涉及利用调色剂进行静电潜像的显影的显影装置、以及包含该显影装置的图像形成装置。另外，涉及显影装置的控制方法。
背景技术：
数码复合机、复印机、打印机、传真机这样的图像形成装置中有利用调色剂来对静电潜像进行显影并印刷的装置。并且，在图像形成装置中，有些利用包含由磁体构成的载体和调色剂在内的显影剂(所谓的双组分显影剂)。并且，在利用双组分显影剂时，使由载体构成的磁刷直接与感光鼓接触从图像质量等方面来看不是优选的。因此，提供了具有如下方式(称作“降落显影”或“混合显影”)的显影装置的图像形成装置:与感光鼓相对配置承载调色剂的显影辊，通过与显影辊相对的磁辊来形成磁刷，通过磁刷来仅使调色剂转移到显影辊，不使磁刷与感光鼓抵接来显影静电潜像。根据该方式，在图像质量、印刷速度、调色剂的寿命、防止载体飞散这样的各方面对于单组分显影方式或现有的双组分显影方式是有利的。例如，公知有如下图像形成方法或图像形成装置:使用在表面形成调色剂的薄层的显影辊、以及通过磁性载体将调色剂供应给显影辊的磁辊，并且将静电潜像通过显影辊依次显影并在纸张上形成图像。在如上所述的降落显影方式中，对显影辊施加交流电压(例如，峰间电压为I 2kV左右)。然后，使从显影辊带电的调色剂飞溅进行静电潜像的显影。并且，有如下情况:利用如晶体管这样的开关元件将表示通电的接通(ON)/切断(OFF)的信号输入到变压器，以获得施加到显影辊的交流电压。这里，从防止感光鼓和显影辊之间的漏电的发生(防止产生放电)或防止发生调色剂像不均匀的观点来看，有时想要根据图像形成装置的状态(根据模式)使开关的占空比可变。然而，使开关的占空比变化会导致不均衡的电压(能量有偏移的电压)施加到变压器而在变压器中产生偏磁。并且，一旦产生偏磁而磁通量偏移，则变压器成为通过直流被偏置的状态。由于流过大于额定电流的电流(过电流)，开关元件损坏的可能性变大。尤其是，瞬间的占空比的变化量越大，则会产生越大的偏磁。并且，一旦通过在产生了偏磁的状态下对变压器的交流电压施加等而发生了磁饱和，则变压器的阻抗大幅度地降低，有可能有相当大的电流流过开关元件。因此，存在如下问题:当使占空比变化时，应该使得不会流过开关元件的损坏的那样的大电流。另外，作为以往公知的显影装置，有上述的快速且小型的混合显影装置。但是，没有考虑当使占空比变化时可能会有大电流流过开关元件这点。因此，在现有技术中，无法解决上述的问题
发明内容
为了解决上述问题，本发明的一个方面所涉及的显影装置包括显影辊、磁辊、变压器、开关部、电容器以及输出控制部。所述显影辊承载调色剂并与感光鼓相对。所述磁辊被配置为与所述显影辊相对，并且通过磁刷来进行对所述显影辊的调色剂供应以及从所述显影辊的调色剂的剥离。所述变压器生成施加到所述显影辊的交流电压。所述开关部进行对所述变压器的通电、断电。所述输出控制部在将开关中的占空比从第I占空比改变至第2占空比时，从第I占空比至第2占空比阶段性地多次改变占空比。所述电容器的一端与所述变压器连接并且另一端与所述开关部连接。本发明的其他方面所涉及的显影装置的控制方法包括以下步骤。通过变压器来生成施加到显影辊的交流电压。通过开关部的开关来进行对所述变压器的通电、断电。在将开关中的占空比从第I占空比改变至第2占空比时，从第I占空比至第2占空比阶段性地多次改变占空比。
图1是示出打印机的构成的截面图；图2是图像形成单元的截面图；图3是示出打印机的硬件构成的框图；图4是示出显影装置的框图；图5是示出电压施加的模式的变化的说明图；图6是用于说明占空比的差的影响的说明图；图7是用于说明占空比的阶段性的变化的说明图；图8是示出减小占空比的处理的流程的流程图；图9是示出增加占空比的处理的流程的流程图。
具体实施例方式以下，利用图1 图9来说明本发明的实施方式。在以下的说明中，以包含显影装置I的电子照相方式的串联型的打印机100(相当于图像形成装置)为例进行说明。但是，记载在本实施方式中的构成、配置这样的各要素并不是用于限定发明的范围，而仅仅是说明例。(图像形成装置的概要)首先，利用图1、图2，说明实施方式所涉及的打印机100的概要。图1是示出打印机100的构成的截面图。图2是图像形成单元40的截面图。如图1所示，本实施方式的打印机100在其主体内包括:供纸部2、运送部3、图像形成部4、中间转印部5、定影部6等。供纸部2容纳普通纸(0A纸张)、OHP片材、标签纸张这样的各种片材。在供纸部2中设有供纸辊21，所述供纸辊21通过电机这样的驱动机构(未图示)来旋转并将纸张逐张地运送到运送部3。然后，运送部3将从供纸部2供应的片材经由中间转印部5、定影部6引导至排出盘31。运送部3设置有使运送辊对32、导向部件33以及被运送来的片材在中间转印部5跟前等待、并配合时机送出的校准辊对34和排出辊对35等。图像形成部4基于应形成的图像的图像数据来形成调色剂像。然后，图像形成部4包含四个颜色的图像形成单元40Bk 40M以及曝光装置41。具体来说，图像形成部4包括形成黑色图像的图像形成单元40Bk、形成黄色图像的图像形成单元40Y、形成青色图像的图像形成单元40C、形成品红色图像的图像形成单元40M。基于图2，详细说明各图像形成单元40Bk 40M。另外，各图像形成单元40Bk 40M所形成的调色剂像的颜色不同，但是都具有基本相同的构成。因此，以下，以图像形成单元40Bk为例进行说明，在以下的说明中，除了特别说明的情况之外省略表示颜色的Bk、Y、C、M的符号。另外，对于相同的部件，在图像形成单元40中标注相同的符号说明。图像形成单兀40包括感光鼓42。感光鼓42被以可旋转的方式支撑。感光鼓42受到电机74(参照图3)的驱动力，以预定的圆周速度被旋转驱动。例如，感光鼓42以铝这样的金属作为基体，并在外周面具有由OPC(可以是无晶硅等)构成的感光层。并且，感光鼓42经由带电、曝光、显影的过程而在周面上承载调色剂像(像承载体)。另外，本实施方式的感光鼓42为正带电型。因此，调色剂也使用正带电的调色剂。图像形成单元40的带电装置43具有带电辊43a。带电辊43a与对应的感光鼓42接触。另外，对带电辊43a施加用于使感光鼓42带电的电压。然后，带电装置43使感光鼓42的表面以固定的电位带电。另外，带电装置43可以利用电晕放电式或电刷等来使感光鼓42带电。图像形成单元40的下方的曝光装置41向感光鼓42输出激光。曝光装置41的内部包括:半导体激光装置(激光二极管)、多面反射镜、多棱电机、fe透镜、反射镜(未图示)等光学系统部件。曝光装置41利用这些光学系统的部件，将基于对图像数据彩色分解后的图像信号的光信号(激光、用虚线表示)照射到带电的感光鼓42上。曝光装置41通过进行感光鼓42的扫描曝光来在感光鼓42的周面上形成静电潜像。具体来说，本实施方式的感光鼓42带正电,光的照射部分的电位降低。感光鼓42的电位降低的部分附着带正电的调色剂。另外，可以使用利用了阵列形的LED的装置等、激光方式以外的曝光装置41。图像形成单元40的显影装置I容纳包括调色剂和由磁性体构成的载体的显影剂(所谓的双组分显影剂)。图像形成单元40Bk的显影装置容纳黑色显影剂、图像形成单元40Y的显影装置容纳黄色显影剂、图像形成单元40C的显影装置容纳青色显影剂、图像形成单元40M的显影装置容纳品红色显影剂。另外，显影装置I与容纳显影剂的容器(未图示)连接，随着调色剂的消耗，而对显影装置I进行调色剂的补给。显影装置I包括显影辊11、磁辊12、运送部件13。并且，显影辊11与对应的感光鼓42相对，并且彼此的轴线平行。另外，在显影辊11和对应的感光鼓42之间设置有间隔(间隙)。间隔为预定的长度(Imm以下)。当进行印刷时，显影辊11的周面上形成调色剂薄层。然后，显影辊11承载带电的调色剂。为了使调色剂向感光鼓42飞溅、并用调色剂来显影静电潜像而对显影辊11施加电压(参照图4等，具体后述)。显影装置I的磁辊12与对应的显影辊11相对，并且彼此的轴线平行。为了进行对显影辊11的调色剂的供应或调色剂的回收、剥离而对磁辊12施加电压(参照图4等，具体后述)。在本实施方式的显影装置I中，设置有2个运送部件13。运送部件13设置在磁辊12的下方。2个运送部件13的旋转方向各不相同。例如，运送部件13具有螺旋状的翼，一边搅拌包含有调色剂和载体的显影剂一边运送。通过与该运送相伴随的与载体之间的摩擦而调色剂带电。显影辊11的辊轴Ila和磁辊12的辊轴12a通过支轴部件(未图示)等被固定并支撑。并且，在显影辊11的辊轴IIa上安装有磁铁11b，该磁铁Ilb在轴线方向上延伸并且其截面大致为矩形。另外，磁辊12的辊轴12a上也安装有磁铁12b，该磁铁12b在轴线方向上延伸并且其截面大致为扇形。另外，显影辊11和磁辊12分别具有覆盖磁铁lib、磁铁12b的圆筒形的套筒llc、12c。套筒llc、12c通过未图示的驱动机构被旋转。并且，显影辊11的磁铁Ilb和磁辊12的磁铁12b在显影辊11和磁辊12相对的位置处其相反极相对。由此，在显影辊11和磁辊12之间形成通过磁性体的载体构成的磁刷。通过承载了磁刷的磁辊12的套筒12c的旋转或对磁辊12的电压施加等，调色剂被供应到显影辊U，在显影辊11上形成调色剂的薄层。另外，磁刷将残留在显影辊11表面上的调色剂剥下来进行回收。清扫装置44进行感光鼓42的清扫。各清扫装置44具有在感光鼓42的轴线方向上延伸并由树脂形成的刮板45、以及擦拭感光鼓42表面而除去残留调色剂等的滑擦辊46。刮板45和滑擦辊46与感光鼓42抵接，并刮除感光鼓42上的残留调色剂这样的污染物。另夕卜，清扫装置44的上方设有对感光鼓42照射光并进行除电的除电装置47 (例如，阵列状的LED)。返回图1继续进行说明。中间转印部5从感光鼓42受到调色剂像的I次转印，并对片材进行2次转印。中间转印部5包括多个I次转印辊51Bk 51M、中间转印带52、驱动辊53、从动辊54、55、56、2次转印辊57、带清扫装置58等。中间转印带52由介质树脂等构成。另外，中间转印带52架设在I次转印棍51Bk 51M、驱动辊53、从动辊54、55、56上。并且，通过连接在如电机74这样的驱动机构(未图示)上的驱动辊53的旋转驱动，中间转印带52向图1的纸面的顺时针方向转动。各I次转印辊51Bk 51M和对应的感光鼓42夹持无端状的中间转印带52。对各I次转印辊51Bk 51M施加用于进行I次转印的电压。由图像形成单元40形成的调色剂像(黑色、黄色、青色、品红色的各颜色)无偏移地依次重叠并I次转印到中间转印带52。另外，驱动辊53和2次转印辊57夹持中间转印带52并形成压印部(2次转印部)。对2次转印辊57施加预定的电压。并且，叠加有各颜色的中间转印带52上的调色剂像被2次转印到片材。另外，2次转印后的中间转印带52上的残留调色剂等通过带清扫装置58被去除并回收。定影部6比2次转印部配置在片材运送方向下游侧。定影部6包括内置有发热源的定影棍61以及与其压接的加压棍62。定影部6使转印有调色剂像的片材通过定影棍61和加压辊62的压印部。当通过压印部时，调色剂像被加热、加压，其结果是调色剂像被定影到片材。定影后的片材被排出到排出盘31，完成一张纸张的印刷。(打印机100的硬件构成)接下来，基于图3，说明实施方式所涉及的打印机100的硬件构成。图3是示出打印机100的硬件构成的一个例子的框图。如图3所示，本实施方式所涉及的打印机100具有控制部7。控制部7对装置的各部进行控制。控制部7包括CPU 71、以及如图像处理部72这样的用于进行处理的电路、元件。另外，打印机100中设有存储部73。存储部73是ROM、RAM、闪存ROM这样的非易失性和易失性的存储装置的组合。另外，在本实施方式的说明中，虽然说明了控制部7进行印刷控制的例子，但是也可以根据功能、作用而将进行控制的部分(基板)分成多种设置，如控制进行印刷的部分的引擎控制部、以及进行整体控制和图像处理的主控制部等。CPU71是中央运算处理装置，基于被存储在存储部73中并被扩展的控制程序来进行打印机100的各部的控制和计算。存储部73除了打印机100的控制程序之外还可以存储控制数据等各种数据。并且，如在对显影辊11和磁辊12的电压施加中的占空比和直流偏置电压的设定值等、与对显影辊11和磁辊12的电压施加设定相关的程序和数据也被存储到存储部73中。并且，控制部7与供纸部2、运送部3、图像形成部4、中间转印部5、定影部6等连接，基于存储部73的控制程序和数据控制各部的动作，以便适当地进行图像形成。另外，控制部7控制打印机100内设置有I个或多个的电机74。控制部7使电机74旋转以使感光鼓42、显影辊11、磁辊12这样的各种旋转体旋转。利用该电机74的驱动，显影辊11以及磁辊12的各套筒旋转。另外，在控制部7上经由I/F部75 (接口部)连接有计算机200 (个人计算机等)。计算机200是印刷用数据的发送源，所述印刷用数据包括使打印机100进行印刷的内容。例如，在印刷用数据中包含有印刷的设定数据和图像数据等。控制部7基于所接收的印刷用数据来使图像处理部72进行图像处理，生成曝光装置41用的图像数据。曝光装置41接收该图像数据，在感光鼓42上形成静电潜像。(显影装置I中的电压施加)接下来，利用图4，说明显影装置I中的电压施加。图4是示出显影装置I的框图。如上所述，本实施方式的显影装置I中设有显影辊11和磁辊12。为了通过调色剂进行的静电潜像的显影、对显影辊11的调色剂的供应、从显影辊11的调色剂的剥离而对显影辊11和磁辊12施加电压。换言之，为了恰当地移动调色剂而对显影辊11和磁辊12施加电压。显影装置I中为了对显影辊11和磁辊12施加电压而包括高压电源部8。高圧电源部8进行被供应的电压的升压，并将电压施加(输出)给显影辊11和磁辊12。本实施方式的高圧电源部8包括晶体管81 (npn型、相当于开关部)、电容器82、变压器83、显影棍偏置部84、磁棍偏置部85、输出控制部80。各显影装置I开始、结束显影的定时不同，因此对I个显影装置I (对显影辊11和磁辊12的I个组合)设置I个高圧电源部8。晶体管81的集电极与电源装置9连接。电源装置9设置在打印机100的内部，并输入商用电源。电源装置9进行整流、平滑等并输出直流电压。例如，电源装置9输出DC24V，并施加给晶体管81。晶体管81的基极与输出控制部80连接。输出控制部80将时钟信号输入到晶体管81的基极。输出控制部80通过时钟信号进行晶体管81的开关。通过输出控制部80对晶体管81的开关频率可以是固定的。开关频率可以是几kHz左右(3 5kHz左右)。晶体管81的发射极与电容器82连接。另外，电容器82连接在变压器83的一次侦U。电容器82将从放大输出控制部80所输出的时钟信号的波形中去除直流成分之后的信号(电压)输入到变压器83。换言之，对变压器83输入交流波形。变压器83输出将输入到一次侧的电压升压后的电压。并且，二次侧至少具有两个系统的输出，一个与显影辊11连接，另一个与磁辊12连接。另外，升压比可以根据各输出不同。另外，在显影辊11侧的输出设有使施加到显影辊11的交流电压偏置的显影辊偏置部84。同样地，另外，在磁辊12侧的输出也设有使施加到磁辊12的交流电压偏置的磁辊偏置部85。通过显影辊偏置部84用直流电压偏置的交流电压被施加到显影辊11。另外，通过磁辊偏置部85用直流电压偏置的交流电压被施加到磁辊12。显影棍偏置部84和磁棍偏置部85是接受电源装置9的输出电压而进行升压的变换器。并且，显影辊偏置部84和磁辊偏置部85是能够改变输出的电路。换言之，显影辊偏置部84和磁棍偏置部85可以改变偏置的电压的大小。(显影装置I中的电压施加的模式)接下来，利用图5说明本实施方式的显影装置I中的电压施加的模式。图5是示出电压施加的模式的变化的说明图。本实施方式的显影装置I作为模式而具有通过调色剂进行静电潜像的显影的执行显影模式、以及不进行静电潜像的显影的不执行显影模式。另外，不执行显影模式包括第I模式、第2模式。高圧电源部8根据模式改变施加到显影辊11和磁辊12的直流电压(偏置)的大小、晶体管81的开关的占空比。另外，如果不进行印刷，则没有必要对显影辊11或磁辊12施加电压。因此，作为显影装置I的状态(模式)除了上述的3个模式(执行显影模式、第I模式、第2模式)之外还有未对显影棍11和磁棍12施加电压的未施加状态。执行显影模式是:对显影辊11补给调色剂，并且使调色剂飞溅，进行感光鼓42上的静电潜像的显影时的模式。第I模式(不执行显影模式的一种)是转入到执行显影模式之前的模式，并且是对显影辊11供应调色剂并整理显影辊11表面(套筒lie)的调色剂的薄层的模式。第2模式(不执行显影模式的一种)是从显影辊11的表面剥离、回收调色剂的模式，并且是替换显影辊11的表面的调色剂并防止对显影辊11的调色剂的粘附的模式。首先，在执行显影模式中，高圧电源部8将预先设定的峰间电压的交流电压施加给显影辊11。另外，在执行显影模式中，为了对显影辊11补给调色剂，显影辊偏置部84和磁棍偏置部85输出直流电压，以使得显影棍偏置部84的输出电压值小于磁棍偏置部85的输出电压值。换言之，成为“磁辊偏置部85的输出电压>显影辊偏置部84的输出电压”。由此，使得带正电的调色剂容易从磁辊12向显影辊11方向移动。接下来，第I模式是在印刷前对显影辊11的周面形成调色剂的薄层的模式。因此，需要施加偏置以使得带电的调色剂从磁辊12向显影辊11移动。因此，与执行显影模式同样地，显影辊偏置部84和磁辊偏置部85输出直流电压，以使得显影辊偏置部84的输出电压值小于磁棍偏置部85的输出电压值。另外,在第I模式中，也可以将第I模式用的峰间电压的交流电压施加给显影辊11。另外，第2模式是从显影辊11的周面剥离调色剂并将调色剂回收到磁辊12侧的模式。因此，需要施加偏置以使得调色剂容易从显影辊11向磁辊12移动。因此，在第2模式中，显影辊偏置部84和磁辊偏置部85输出直流电压，以使得显影辊偏置部84的输出电压值大于磁辊偏置部85的输出电压值。由此，带正电的调色剂从显影辊11向磁辊12方向移动。另外，在第2模式中，也可以将第2模式用的峰间电压的交流电压施加给显影辊11。
另外，在成为第I模式或第2模式之后，经过了显影辊11转I圈的时间之后转入到其他模式。换言之，在至少显影辊11转I圈的期间第I模式或第2模式是持续的。控制部7根据打印机100的状态对输出控制部80、显影辊偏置部84、磁辊偏置部85输入指示模式的信号。显影辊偏置部84和磁辊偏置部85根据被指示的模式来切换输出电压值的大小。并且，在图5中示出3种模式变化的例子。首先，图5中的最上方的部分表示只印刷I张时的状态变化。当只印刷I张时，控制部7控制高圧电源部8，使显影装置I从显影开始前的未施加状态成为第I模式，在显影辊11的表面(套筒lie)上形成调色剂的薄层。之后，控制部7控制高圧电源部8，使显影装置I成为执行显影模式，持续从磁辊12向显影辊11补给调色剂。然后，随着显影完成(印刷完成)，控制部7控制高圧电源部8，使显影装置I成为第2模式，从显影辊11回收调色剂。之后，显影装置I成为未施加状态。接下来，图5中的中间部分示出在不足25张的范围内连续印刷多页时的状态变化。开始显影为止与仅印刷I张时相同。然后，一旦开始与第I页对应的调色剂像的显影，则控制部7控制高圧电源部8，在纸张之间使显影装置I成为第I模式。因此，重复第I模式和执行显影模式。然后，一旦作业中的显影(印刷)完成，则控制部7控制高圧电源部8，使显影装置I成为第2模式。之后，显影装置I成为未施加状态。接下来，图5中的下方的部分示出当连续印刷25张以上的多页时的状态变化。开始显影为止与仅印刷I张时相同。然后，一旦开始与第I页对应的调色剂像的显影，则原则上控制部7控制高圧电源部8，在纸张之间使显影装置I成为第I模式。因此，重复第I模式和执行显影模式。然后，一旦执行了 25张的印刷，则控制部7控制高圧电源部8，使显影装置I成为第2模式，刷新显影辊11的周面的调色剂。另外，当连续印刷51张以上时，每当印刷25张就执行第2模式。在第2模式之后，控制部7再次控制高圧电源部8，使显影装置I成为第I模式之后，重新开始显影。当显影(印刷)完成时，控制部7控制高圧电源部8，使显影装置I成为第2模式，然后，显影装置I成为未施加状态。另外，在本说明中，示出了以25张为基准执行第2模式的例子，但是不限于25张，基准可以是26张以上，也可以是24张以下。(各模式中的占空比)接下来，利用图6说明本实施方式的显影装置I中的电压施加的模式和占空比的改变。图6是用于说明由于占空比的差的影响的说明图。在本实施方式的打印机100中，施加到显影辊11的交流电压的占空比变化。具体来说，输出控制部80通过显影装置I的模式来改变晶体管81的开关的占空比。并且，输出控制部80在执行显影模式中，使得晶体管81的开关中的占空比大于第I模式、第2模式。另外，输出控制部80使得第I模式、第2模式中的占空比小于执行显影模式中的占空比。首先，利用图6，说明根据占空比而调色剂的飞溅不同的点。图6中的上侧的时序图的占空比大于下侧的时序图的占空比。另外，在图6中，上侧的时序图的占空比为40%左右，下侧的时序图的占空比为30%左右。首先，图6的各时序图中的实线是示出施加到显影辊11的电压变化的波形(对输出控制部80的通过晶体管81的开关来生成的波形进行升压后的波形)。因此，在各时序图中的纵轴表示电压的振幅。该波形中的峰间电压设定在IkV 2kV的范围内。并且，图6的VO (用虚线示出的线)是OV (接地)。电容器82去除直流成分。因此，表示施加到显影辊11的电压变化的波形的峰间电压中、VO的线的位置为I个周期中的高电平(High)的时间和振幅的乘积和低电平(Low)的时间和振幅的乘积变得相等的位置(面积中心)。例如，如果在矩形波中占空比为50%、峰间电压为1000V，则从VO的线到正⑴侧的峰的电位差以及从VO的线到负㈠侧的峰的电位差都是500V。另外，如果在矩形波中占空比为40%、峰间电压为1000V，则从VO的线到正(+)侧的峰的电位差成为600V，从VO的线到负(_)侧的峰的电位差成为400V。另外，图6的各时序图中的VL的线(用双点划线表示的线)表示曝光后的感光鼓42的电位(例如，100 200V左右)。另外，图6的各时序图中的Va的线(用单点划线表示的线)表示带电时的感光鼓42的电位(例如，400 600V左右)。并且，图6的各时序图中的Vmax的线(间隔大的虚线中的上方的线)表示通过显影辊偏置部84偏置时的施加给显影辊11的电压的正(+)侧的峰值。图6的各时序图中的Vmin的线(间隔大的虚线中的下方的线)表示通过显影辊偏置部84偏置时的施加给显影辊11的电压的负(-)侧的峰值。当进行显影时，带正电的调色剂从显影辊11飞溅到感光鼓42中被曝光的部分。因此，曝光后的感光鼓42的电位(VL)和Vmax的电位差越大，作用到调色剂的静电力越大，调色剂移动的速度越快。这里，如图6所示，从面积中心考虑，占空比小时的曝光后的感光鼓42的电位(VL)和Vmax的电位差(图6中用实线箭头A2表示)大于占空比大时的曝光后的感光鼓42的电位(VL)和Vmax的电位差(图6中用白色箭头Al表示)。因此，占空比越小，越能够快速地使调色剂飞溅以更早地将调色剂放到被曝光的点上。因此，可以说占空比越小，I点的再现性越高。然而，占空比越小，在经验上可以知道被显影的调色剂像越容易产生不均匀。例如，当印刷了同浓度的固体图像时，占空比越小，印刷结果中越容易产生浓淡不均匀(也称作“显影驱动不均”)。显影驱动不均的产生原理虽然没有完全弄清，但是显影辊11或感光鼓42存在制造上的误差或安装误差，感光鼓42和显影辊11之间的间隔的长度在轴线方向的哪一处都不同，并且间隔随着旋转而变化。并且，可以认为I点的再现性越高(占空比越小)、间隔的偏差作为所形成的图像的不均来显现。另一方面，如果增加占空比，则在经验上还可以知道越容易发生漏电(放电)。感光鼓42和显影辊11的间隔是微少(Imm以下)的，感光鼓42和显影辊11的电位差越大，越容易产生漏电。这里，在本实施方式的显影装置I中，施加给显影辊11的电压变小了时容易发生漏电。并且，施加给显影辊11的负(-)侧的峰电压越小(更加负)，越容易发生漏电。另夕卜，通过调色剂的带电特性和感光鼓42的带电特性等,也可能施加给显影棍11的电压越大越容易发生漏电。这里，如图6所示，从面积中心考虑，当占空比大时的带电后的感光鼓42的电位(Va)和施加给显影辊11的电压处于负㈠侧的峰时的电位(Vmin)的电位差(图6中用白色箭头A3表示)大于当占空比小时的带电后的感光鼓42的电位(Va)和施加给显影辊11的电压处于负㈠侧的峰时的电位(Vmin)的电位差(图6中用实线箭头A4表示)。换言之，占空比越大，本实施方式的显影装置I中越容易发生漏电(放电)。如果发生漏电，则感光鼓42的电位降低，从而有时会附着调色剂。一旦除了执行显影时之外调色剂附着到感光鼓42，则中间转印带52或2次转印辊57有时会被调色剂污染。由此，存在调色剂附着到纸张上而污染纸张的情况。另外，如果漏电时的电流大，则感光鼓42有时会开微小的孔，导致以后形成的调色剂像的图像质量下降。因此，在本实施方式的打印机100中，高圧电源部8的输出控制部80在执行显影模式时为了抑制调色剂像的不均匀并提高图像质量而使得占空比大于第I模式或第2模式时的占空比。另一方面，高圧电源部8的输出控制部80为了防止漏电的发生而在第I模式、第2模式中使得占空比小于执行显影模式的占空比。如上所述，预先设定执行显影模式、第I模式、第2模式中的占空比。控制部7根据印刷过程、打印机100的状态、印刷张数等来向输出控制部80指示显影装置I的模式。控制部7随着曝光装置41中的曝光开始而向输出控制部80指示转入执行显影模式。另外，控制部7随着曝光装置41中的曝光结束而向输出控制部80指示转入第I模式或第2模式。输出控制部80根据控制部7的模式指示来使占空比变化。或者，控制部7也可以将指示占空比本身的信号提供给输出控制部80，输出控制部80根据指示来使占空比变化。(占空比的阶段性的变化)接下来，利用图7 图9说明本实施方式中的占空比的阶段性的变化。图7是用于说明占空比的阶段性的变化的说明图。图8是示出当减小占空比时的处理的流程的流程图。图9是示出当增加占空比时的处理的流程的流程图。在本实施方式中，根据模式来改变占空比。在本实施方式的打印机100中，输出控制部80在执行显影模式时使占空比成为40%左右，在纸张之间、在显影执行之前或在显影完成之后的第I模式或第2模式时使占空比成为30 %左右。另外，在本实施方式的说明中，第I模式和第2模式的占空比是相同的，然而也可以设置差异。但是，在利用变压器83 (线圈)的情况下，占空比的改变将正和负不对称的电压施加到变压器83。一旦将正和负不对称的电压施加到变压器83，则变压器83产生偏磁，成为施加了直流的偏置的状态。尤其是，一旦以产生了偏磁的状态对变压器83施加交流电压，则容易产生磁饱和。一旦产生磁饱和，则一般变压器83的阻抗只有绕组电阻，从而流过大的电流。于是，在经由电容器82与变压器83连接的晶体管81中流过大的电流，有时会破坏晶体管81。若占空比的变化量(每I回的变化幅度)越大，则变压器83中的偏磁程度也越大。在偏磁程度大的状态下，容易产生磁饱和。例如，在实施方式的显影装置I中，在执行显影模式和第I模式或第2模式中占空比相差10%左右。并且，当将占空比一下子变化10%时，偏磁程度变大。另一方面，一旦由于占空比的变化而产生偏磁，则变压器83成为被偏置的状态，电容器82和变压器83之间的电位暂时变化。然后，通过电容器82和变压器83的共振，电容器82和变压器83之间的电位一边振动一边随着时间的经过而偏磁逐渐收敛。因此，变压器83的偏磁示出随着时间的经过而收敛的趋势。另外，若偏磁程度越小，则具有偏磁越快收敛的趋势。
因此，在本实施方式的显影装置I中，输出控制部80阶段性地改变占空比，抑制每I回的占空比的变化量，并且随着时间的推移使偏磁收敛，将占空比变化至目标占空比。由此，输出控制部80不会因过电流损坏晶体管81而能够改变占空比。因此，利用图7说明占空比的变化。图7的例子示出连续地对纸张进行印刷、并以纸张之间执行显影模式一第I模式一执行显影模式来使模式变化时的占空比的变化。另夕卜，在图7的例子中，将执行显影模式的占空比示出为40%，将第I模式的占空比示出为30%。另外，占空比不限于上述的例子。这里，将变化前的模式中的占空比称作“第I占空比”。另外，将作为目标的占空比(变化后的模式的占空比)称作“第2占空比”。在图7的例子中，在与从执行显影模式到第I模式的变化相伴随的占空比的改变中，第I占空比为40%，第2占空比为30%。另夕卜，在与从第I模式返回到执行显影模式相伴随的占空比的改变中，第I占空比为30%，第2占空比为40%。如图7所示，当从第I占空比(当前的模式中为第I占空比)变化为第2占空比(作为目标的占空比)时，输出控制部80以在变压器83中不产生磁饱和的步长(图7中将步长图示为AD)来一边确保预先设定的(图7中将预先设定的时间图示为AT) —边改变占空比。在图7的例子中，步长为2%。该步长是预先通过实验等能够规定为变压器83中不产生磁饱和的值。另外，预先设定的时间是能够任意规定的时间，规定为:即便用步长改变占空比也不会有破坏晶体管81的程度的电流流过晶体管81。例如，预先设定的时间可以规定为几毫秒(2毫秒)左右(纸张间的时间为250毫秒左右)。如图7所示，如果第I占空比和第2占空比的差为10%、步长为2%，则输出控制部80将占空比分为5阶段(变化5次)来从第I占空比变化至第2占空比。该阶段数可以是6阶段以上，也可以是2阶段 4阶段，然而，由于阶段数越多变压器83中越难产生磁饱和，因此优选的是5阶段以上。另外，若从第I占空比到第2占空比的变化需要过多的时间，则由于在变化至下一个模式之前无法进行显影辊11中的调色剂的薄层的形成或调整等的模式之间的处理，因此优选的是20阶段以下。接下来，利用图8，说明当减小占空比时的处理的流程的一个例子。另外，在本实施方式的显影装置I中，从执行显影模式转入第I模式或第2模式的时候相当于减小占空比的时候。在该情况下，第I占空比为执行显影模式的占空比(40%左右)，第2占空比为第I模式或第2模式的占空比(30%左右)。因此，图8的开始是从控制部7向输出控制部80、显影辊偏置部84、磁辊偏置部85输入了从执行显影模式到第I模式或第2模式的变化的指示的时间点。当进行了向第I模式或第2模式的变化的指示时，显影辊偏置部84使施加到显影辊11的直流电压变化，并且磁辊偏置部85使施加到磁辊12的直流电压变化(步骤#11)。另外，如果不在执行显影模式和第I模式中改变偏置，则步骤#11有时是不需要的。接下来，输出控制部80将时钟信号的占空比仅减小预先设定的步长(步骤#12)。另外，在从第I占空比到第2占空比为止，步长也可以变化。然后，输出控制部80确认是否到达了作为目标的占空比(第2占空比)(步骤#13)。如果占空比到达了第2占空比(步骤#13的“是”)，则结束该流程(结束)。然后，输出控制部80直到从控制部7接受模式变化或不施加的指示为止一边维持着占空比一边进行晶体管81的开关。另一方面，如果占空比没有到达第2占空比(步骤#13的“否”)，则输出控制部80继续确认是否到达了下一次使占空比仅变化步长(阶段性地变化)的时间点(步骤#14、步骤#14的“否”一步骤#14)。输出控制部80在其内部包含定时器并具有计时功能。然后，输出控制部80确认在先前改变占空比之后是否到达了下一次应使占空比仅变化步长的时间点。此时，从先前改变占空比之后到下一次使占空比仅变化步长的间隔为预先设定的时间以上，以便不产生磁饱和。如果到达了下一次使占空比仅变化步长的时间点(步骤#14的“是”)，则流程返回到步骤#12。接下来，利用图9说明当增加占空比时的处理的流程的一个例子。另外，在本实施方式的显影装置I中，从第I模式转入执行显影模式的时候相当于增加占空比的时候。并且，当增加占空比时，第I占空比为第I模式的占空比(30%左右)，第2占空比为执行显影模式的占空比(40%左右)。因此，图9的开始是从控制部7向输出控制部80、显影辊偏置部84、磁辊偏置部85输入了从第I模式到执行显影模式的变化的指示的时间点。当进行了向执行显影模式的变化的指示时，显影辊偏置部84使施加到显影辊11的直流电压变化，并且磁辊偏置部85使施加到磁辊12的直流电压变化(步骤#21)。另外，如果不在执行显影模式和第I模式中改变直流电压(偏置)，则不需要步骤#21。接下来，输出控制部80将时钟信号的占空比仅增加预先设定的步长(步骤#22)。另外，在从第I占空比到第2占空比为止，步长也可以变化。另外，在增加占空比时和减小占空比时，偏磁程度可以不同，因此，也可以在增加占空比时和减小占空比时改变步长的大小(每I阶段的占空比的变化量)。然后，输出控制部80确认是否到达了作为目标的占空比(第2占空比)(步骤#23)。如果占空比到达了第2占空比(步骤#23的“是”)，则结束该流程(结束)。然后，输出控制部80直到从控制部7接受模式变化的指示为止一边维持着占空比一边进行晶体管81的开关。另一方面，如果占空比没有到达第2占空比(步骤#23的“否”)，则输出控制部80继续确认是否到达了下一次使占空比仅变化步长(阶段性地变化)的时间点(步骤#24、步骤#24的“否”一步骤#24)。在该方面与步骤#14相同，因此省略说明。如上所述，本实施方式的显影装置I包括:承载调色剂并与感光鼓42相对的显影辊U、配置为与显影辊11相对并通过磁刷来进行对显影辊I的调色剂的供应以及从显影辊11的调色剂的剥离的磁辊12、生成施加到显影辊11的交流电压的变压器83、进行对变压器83的通电、断电的开关部(晶体管81)、一端连接在变压器83上并且另一端连接在开关部的电容器82、以及在将开关中的占空比从第I占空比改变至第2占空比时，从第I占空比至第2占空比阶段性地多次改变占空比的输出控制部。虽然有由于电容器82和变压器83引起的能量的振动，但是通过改变占空比来产生的变压器83中的偏磁(磁通量的偏移)具有随着时间的经过而减小并收敛的趋势(消除偏磁的趋势)。另外，占空比的变化量越小偏磁程度越小且收敛为止所需要的时间也短。因此，输出控制部在将开关中的占空比从第I占空比改变至第2占空比时，从第I占空比至第2占空比阶段性地多次改变占空比。由此，能够以小步长(阶段性地)改变占空比。因此，与将占空比从第I占空比一下子改变到第2占空比的情况相比，能够抑制变压器83中的偏磁程度。另外，能够抑制变压器83的阻抗降低，能够防止大的电流(过电流)流过开关部，不会损坏开关部。并且，为了使占空比成为防止调色剂像的不均匀的产生而适当的占空比、或者成为在显影辊11和感光鼓42之间不发生漏电的占空比，可以任意地毫无问题地改变占空比。因此，能够提供无漏电、并能够获得抑制了调色剂像的不均匀的产生的图像质量高的图像的显影装置I。另外，输出控制部以在变压器83中不发生磁饱和的步长一边确保预先设定的时间一边将占空比从第I占空比变化至第2占空比。由此，能够改变占空比使得可靠地不在变压器83中发生磁饱和。另外，在使占空比变化之后，至少经过预先设定的时间之后进行下一次阶段性的占空比的变化，因此，能够确保因占空比的变化而发生的偏磁收敛为止的时间。因此，能够可靠地防止由于占空比的变化而有大的电流流过开关部从而损坏开关部的情况。另外，在印刷中、较大的占空比的情况下，能够恰当地消除调色剂像的不均匀。另一方面，在不进行印刷的状态下，由于通过调色剂的剥离而显影辊11的表面的暴露等，较小的占空比的情况下，难以发生漏电。因此，控制部7(输出控制部)使得执行显影模式中的占空比和不执行显影模式中的占空比不同，在所述执行显影模式中进行形成在感光鼓42上的静电潜像的显影，在所述不执行显影模式中不进行形成在感光鼓42上的静电潜像的显影。执行显影模式中的占空比大于不执行显影模式中的占空比。当从执行显影模式转入不执行显影模式时，输出控制部将执行显影模式中的占空比作为第I占空比并且将不执行显影模式中的占空比作为第2占空比来改变占空比。当从不执行显影模式转入执行显影模式时，输出控制部将不执行显影模式中的占空比作为第I占空比并且将执行显影模式中的占空比作为第2占空比来改变占空比。由此，能够恰当地消除调色剂像的不均匀，并且难以发生漏电。另外，本实施方式的显影装置I包括对显影辊11施加直流电压而使施加到所述显影辊的交流电压偏置的显影辊偏置部84、对磁辊12施加直流电压而使施加到所述磁辊的交流电压偏置的磁棍偏置部85,在不执行显影模式中，显影棍偏置部84和磁棍偏置部85通过改变输出而设置第I模式和第2模式，所述第I模式中，进行对显影辊11的调色剂的供应并且进行调色剂的回收、剥离，在所述第2模式中，比第I模式减少对显影辊11的调色剂供应量并重视从显影辊11的调色剂的回收、剥离。显影辊偏置部84和磁辊偏置部85在印刷完成时、或者连续进行了预先设定的张数的显影时，以第2模式施加电压，在转入执行显影模式之前以第I模式施加电压。由此，在印刷完成时间点、或者连续进行了预先设定的张数的显影的时间点，通过第2模式暂时去除显影辊11上的调色剂并进行刷新。因此，消除了对显影辊11的调色剂的粘附等，能够维持高的图像质量。另外，在本实施方式中，开关部为晶体管81。由此，即便改变占空比，也不会有大电流流过晶体管81。因此，能够防止损坏晶体管81。另外，当将开关中的占空比从第I占空比改变至第2占空比时，从第I占空比至第2占空比为止的阶段数为5阶段以上、20阶段以下。换言之，输出控制部在将开关中的占空比从第I占空比改变至第2占空比时，以大于等于5阶段且小于等于20阶段的范围内的阶段数来阶段性地改变占空比。由此，防止由于占空比的变化而引起的大电流导致开关部的损坏。另外，所述预先设定的时间是即便以所述步长改变占空比也不会有导致损坏的程度的电流经过所述开关部(晶体管81)的时间。由此，以不会发生由于占空比的变化而引起的大电流导致开关部的损坏的间隔来阶段性地改变占空比。另外，图像形成装置(打印机100)包括本实施方式所示的显影装置I。由此，能够提供不发生显影装置I的故障、调色剂像均匀且图像质量高、并且不产生漏电的问题的图像形成装置。另外，本发明也可以作为显影装置的控制方法的发明来掌握。另外，在上述的实施方式中，以带正电的感光鼓42或调色剂为例进行了说明，但是也可以适用于利用了带负电的感光鼓42或调色剂的情况。此时，在以带负电来执行显影的状态(执行显影模式)下，以不均匀程度降低的方式规定占空比，在不执行显影的状态(不执行显影模式)下，以不发生漏电的方式规定占空比即可。以上，虽然对本实施方式进行了说明，但是本发明的范围并不限于此，在不脱离发明的宗旨的范围内可以进行各种改变来实施。
权利要求
1.一种显影装置，包括: 显影辊，所述显影辊承载调色剂并与感光鼓相对； 磁辊，所述磁辊被配置为与所述显影辊相对，并且通过磁刷来进行对所述显影辊的调色剂供应以及从所述显影辊的调色剂的剥离； 变压器，所述变压器生成施加到所述显影辊的交流电压； 开关部，所述开关部进行对所述变压器的通电、断电；以及 电容器，所述电容器的一端与所述变压器连接并且另一端与所述开关部连接， 所述显影装置还包括: 输出控制部，所述输出控制部在将开关中的占空比从第I占空比改变至第2占空比时，从第I占空比至第2占空比阶段性地多次改变占空比。
2.如权利要求1所述的显影装置，其中， 所述输出控制部以在所述变压器中不发生磁饱和的步长来一边确保预先设定的时间一边将占空比从所述第I占空比改变至所述第2占空比。
3.如权利要求1所述的显影装置，其中， 所述输出控制部使执行显影模式中的占空比和不执行显影模式中的占空比不同，在所述执行显影模式中进行对形成在所述感光鼓上的静电潜像的显影，在所述不执行显影模式中不进行对形成在所述感光鼓上的静电潜像的显影， 所述执行显影模式中的占 空比大于所述不执行显影模式中的占空比， 当从所述执行显影模式转入所述不执行显影模式时，所述输出控制部将所述执行显影模式中的占空比作为所述第I占空比，并且将所述不执行显影模式中的占空比作为所述第2占空比来改变占空比， 当从所述不执行显影模式转入所述执行显影模式时，所述输出控制部将所述不执行显影模式中的占空比作为所述第I占空比，并且将所述执行显影模式中的占空比作为所述第2占空比来改变占空比。
4.如权利要求3所述的显影装置，其中， 所述显影装置还包括: 显影辊偏置部，所述显影辊偏置部对所述显影辊施加直流电压而使施加到所述显影辊的交流电压偏置；以及 磁辊偏置部，所述磁辊偏置部对所述磁辊施加直流电压而使施加到所述磁辊的交流电压偏置， 在所述不执行显影模式中，所述显影辊偏置部和所述磁辊偏置部通过改变输出而设置第I模式和第2模式，在所述第I模式中，进行对所述显影辊的调色剂的供应并且进行调色剂的回收、剥离，在所述第2模式中，与所述第I模式相比减少对所述显影辊的调色剂供应量并重视从所述显影辊的调色剂的回收、剥离， 所述显影辊偏置部和所述磁辊偏置部在印刷完成时、或者连续进行了预先设定的张数的显影时，以所述第2模式施加电压，在转入所述执行显影模式之前以所述第I模式施加电压。
5.如权利要求1所述的显影装置，其中， 当将开关中的占空比从第I占空比改变至第2占空比时，从第I占空比至第2占空比的阶段数大于等于5阶段且小于等于20阶段。
6.如权利要求2所述的显影装置，其中， 所述预先设定的时间是即便以所述步长改变占空比也不会有导致损坏的程度的电流流过所述开关部的时间。
7.—种显影装置的控制方法，包括以下步骤: 通过变压器来生成施加到显影辊的交流电压， 通过开关部的开关来进行对所述变压器的通电、断电， 在将开关中的占空比从第I占空比改变至第2占空比时，从第I占空比至第2占空比阶段性地多次改变 占空比。
全文摘要
本发明提供显影装置和显影装置的控制方法。本发明的显影装置包括显影辊，承载调色剂并与感光鼓相对；磁辊，被配置为与所述显影辊相对，并且通过磁刷来进行对所述显影辊的调色剂供应以及从所述显影辊的调色剂的剥离；变压器，生成施加到所述显影辊的交流电压；开关部，进行对所述变压器的通电、断电；电容器，一端与所述变压器连接并且另一端与所述开关部连接；以及输出控制部，在将开关中的占空比从第1占空比改变至第2占空比时，从第1占空比至第2占空比阶段性地多次改变占空比。通过使用本发明的显影装置，能够防止即便改变占空比也有大的电流流过开关，能够毫无问题地改变占空比。能够防止漏电的产生或调色剂像的不均匀的产生。
文档编号G03G15/06GK103163761SQ20121059215
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月14日 优先权日2011年12月16日
发明者藤原研介, 渡边昭宏, 渕本信行 申请人:京瓷办公信息系统株式会社