(57)【要約】【課題】圧電トランスの出力電圧を高い分解能で制御することができる。【解決手段】負荷３１４に電圧を印加する電源装置であって、第１のパルス信号（ＰＷＭ＿Ｖ）のデューティ比で可変して直流電圧を発生するＤＣ−ＤＣコンバータ３０９と、第２のパルス信号（ＰＷＭ＿Ｆ）の駆動周波数で直流電圧をスイッチングして、一次側交流電圧を発生する一次側回路３１０と、駆動周波数に応じて昇圧比を変化させ、一次側に入力される一次側交流電圧を昇圧比で昇圧した二次側交流電圧を発生する圧電トランス３１１と、負荷３１４に二次側交流電圧を印加する二次側回路３１２と、二次側交流電圧の値と、負荷３１４に印加する目標電圧とに基づき、クロック信号の周波数を分周してデューティ比を変化させた新たな第１のパルス信号と、クロック信号の周波数を分周して駆動周波数を変化させた新たな第２のパルス信号とを生成する電圧制御部２４０とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に電圧を印加する電源装置であって、
第１のパルス信号のデューティ比で可変して直流電圧を発生するＤＣ−ＤＣコンバータと、
第２のパルス信号の駆動周波数で前記直流電圧をスイッチングして、一次側交流電圧を発生する一次側回路と、
前記駆動周波数に応じて昇圧比を変化させ、一次側に入力される前記一次側交流電圧を前記昇圧比で昇圧した二次側交流電圧を発生する圧電トランスと、
前記負荷に前記二次側交流電圧を印加する二次側回路と、
クロック信号を発生する発振器と、
前記二次側交流電圧の値と、前記負荷に印加する目標電圧とに基づき、前記クロック信号の周波数を分周して前記デューティ比を変化させた新たな前記第１のパルス信号と、前記クロック信号の周波数を分周して前記駆動周波数を変化させた新たな前記第２のパルス信号とを生成する電圧制御部と
を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記一次側回路は、前記駆動周波数を離散的に変化させたときに前記圧電トランスに発生する二次側離散電圧を補間するように、前記一次側交流電圧を変化させることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記圧電トランスに発生する前記二次側交流電圧を、前記電圧制御部に帰還させる帰還回路を備えることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
前記負荷、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ、前記一次側回路および前記圧電トランスは、各々複数備えられ、
前記一次側回路は、それぞれの負荷に対応する前記目標電圧になるように、それぞれの前記一次側交流電圧および前記駆動周波数を可変することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の電源装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の電源装置を備える画像形成装置。
【請求項６】
負荷に電圧を印加する電源装置であって、
クロック信号を発生する発振器と、
前記クロック信号の周波数を分周してデューティ比を変化させた第１のパルス信号を出力する第１の分周手段と、
前記クロック信号の周波数を分周して前記駆動周波数を変化させた第２のパルス信号を出力する第２の分周手段と、
前記第１のパルス信号のデューティ比で可変して直流電圧を発生するＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記第２のパルス信号の駆動周波数で前記直流電圧をスイッチングして、一次側交流電圧を発生する一次側回路と、
前記駆動周波数に応じて昇圧比を変化させ、一次側に入力される前記一次側交流電圧を前記昇圧比で昇圧した二次側交流電圧を発生する圧電トランスと、
前記負荷に前記二次側交流電圧を印加する二次側回路と、
前記二次側交流電圧と、前記負荷に印加する目標電圧とを比較して、前記第１のパルス信号と前記第２のパルス信号とを生成する電圧制御部とを備え、
前記クロック信号の固定周波数から生成された前記第１のパルス信号により前記圧電トランスを駆動させることで、前記ＤＣ−ＤＣコンバータが発生する直流電圧を、前記電圧制御部により前記デューティ比で可変して、前記圧電トランスの二次側交流電圧を前記目標電圧にすることを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置、およびこれを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電源装置は、駆動周波数に応じて昇圧比が変化する圧電トランスと、この圧電トランスに駆動周波数を入力する圧電トランス駆動回路とを含み、外部電源からの電圧（駆動電圧）が圧電トランスの一次側に印加され、圧電トランスの二次側出力電圧を負荷に印加した。この電源装置において、圧電トランスの一次側には外部電源から一定の電圧（ＤＣ２４Ｖ）が印加されるように構成されているので、圧電トランス駆動回路が圧電トランスの一次側に印加される駆動電圧の駆動周波数によって、圧電トランスの二次側出力電圧が決まっていた。
この圧電トランス駆動回路は、制御部（マイコン）からの交流信号（ＰＷＭ信号）により制御されて、前記駆動周波数の電圧を発生する。この圧電トランス駆動回路が出力する駆動周波数は、制御部からの交流信号の周波数に基づくものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５０１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の電源装置は、圧電トランスの一次側に印加される駆動電圧が固定されており、二次側出力電圧設定の自由度が少なかった。例えば、特許文献１に記載の電源装置は、転写バイアスのように負荷が軽い場合、圧電トランスの二次側出力電圧による影響が大きく、駆動周波数の分解能が粗い（低い）と制御を行うことができないという問題点があった。
この分解能を高くする方法として、交流信号生成部（電圧制御部）が出力する交流信号の周波数を高くする方法があるが、そのためには、専用の交流信号生成部を設計する必要があった。すなわち、一般的な汎用性の高いマイコンを代わりに用いることができず、電源装置は高価なものとなった。
【０００５】
本発明は、以上のような問題を解決するためになされたものであり、圧電トランスの出力電圧を高い分解能で制御することができる電源装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明の電源装置は、負荷に電圧を印加する電源装置であって、第１のパルス信号のデューティ比で可変して直流電圧を発生するＤＣ−ＤＣコンバータと、第２のパルス信号の駆動周波数で前記直流電圧をスイッチングして、一次側交流電圧を発生する一次側回路と、前記駆動周波数に応じて昇圧比を変化させ、一次側に入力される前記一次側交流電圧を前記昇圧比で昇圧した二次側交流電圧を発生する圧電トランスと、前記負荷に前記二次側交流電圧を印加する二次側回路と、クロック信号を発生する発振器と、前記二次側交流電圧の値と、前記負荷に印加する目標電圧とに基づき、前記クロック信号の周波数を分周して前記デューティ比を変化させた新たな前記第１のパルス信号と、前記クロック信号の周波数を分周して前記駆動周波数を変化させた新たな前記第２のパルス信号とを生成する電圧制御部とを備える構成とした。
【０００７】
圧電トランスは、駆動周波数、および一次側交流電圧により、二次側交流電圧が変化する。そこで、一次側交流電圧と駆動周波数との双方を可変することにより、二次側電圧設定の自由度を高めることができる。そして、駆動周波数を離散的に変化させたときに圧電トランスに発生する二次側離散電圧を補間するように、一次側交流電圧を変化させることにより、圧電トランスの出力電圧を高い分解能で制御することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、圧電トランスの出力電圧を高い分解能で制御することができる。これにより、高い精度で負荷に印加する電圧を制御することができる。この電源装置を画像形成装置に用いることで、印刷品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る画像形成装置を制御する制御回路、およびその周辺部品の構成図である。
【図３】第１の実施形態に係る画像形成装置が備える、電源装置およびその周辺部品の構成図である。
【図４】図３に示す転写バイアス発生部の具体的な回路構成図である。
【図５】第１の実施形態に係る画像形成装置が備える転写バイアス制御部の構成を示すブロック図である。
【図６】目標ＰＷＭ周期（ａ）と、補正値（−６〜＋６）に対応するクロック周期（ｂ）との組み合わせによる、分周比を示す。
【図７】圧電トランス特性テーブルの一例を示す図である。
【図８】駆動周波数が１０９．０６１２ｋＨｚ時の出力電圧とデューティ比の関係を示す図である。
【図９】駆動周波数が１０９．８４５７ｋＨｚ時の出力電圧とデューティ比の関係を示す図である。
【図１０】駆動周波数が１１０．６４０９ｋＨｚ時の出力電圧とデューティ比の関係を示す図である。
【図１１】駆動周波数が１１１．１２３０ｋＨｚ時の出力電圧とデューティ比の関係を示す図である。
【図１２】４色の目標電圧値のうち、最大の目標電圧値を記憶させるフローチャートである。
【図１３】記憶された最大電圧値に基づき、駆動周波数を決定するフローチャートである。
【図１４】第１の実施形態における高電圧出力制御フローである。
【図１５】（図１４のステップＳ８０９の処理）目標電圧値に対する検出ＡＤＣ値の割合に応じて減算するフローチャートである。
【図１６】無負荷および短絡負荷の駆動周波数と出力電圧の関係を示す図である。
【図１７】ＣＨ１がＤＣ−ＤＣコンバータ３０９からオートトランス４１５に入力される点の電位、ＣＨ２が圧電トランス３１１の一次側電位、ＣＨ３がＦＥＴ４１６のドレイン電位、ＣＨ４が高電圧プローブにより１／２０００に変換された負荷３１４と抵抗４２３との間を測定した電位を示す実験結果である。
【図１８】図８〜図１１に示す各駆動周波数の時の出力電圧とデューティ比の関係をグラフにした図である。
【図１９】圧電トランスの種類によって異なる圧電トランスの特性の一例を示す図である。
【図２０】第２の実施形態に係る画像形成装置が備える、電源装置およびその周辺部品の構成図である。
【図２１】図２０に示す帯電バイアス発生部の具体的な回路構成図である。
【図２２】第２の実施形態に係る画像形成装置が備える帯電バイアス制御部の構成を示すブロック図である。
【図２３】４つの周期設定レジスタの分周値設定値と出力電圧の関係を示してある。
【図２４】１００ＭΩ負荷、駆動周波数が１１２．３５９６ｋＨｚ時のＰＷＭデューティ比と出力電圧の関係を示す図である。
【図２５】１０ＭΩ負荷、駆動周波数が１１０．１９２８ｋＨｚ時のＰＷＭデューティ比と出力電圧の関係を示す図である。
【図２６】第２の実施形態における高電圧出力制御フローである。
【図２７】１０Ωおよび１００Ωの短絡負荷の駆動周波数と出力電圧の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）につき詳細に説明する。なお、各図は、本発明について概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
【００１１】
《第１の実施形態》
（構成の説明）
図１は、第１の実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。図１において、画像形成装置１０１（１０１Ａ）は、電子写真方式を用いたタンデムカラー印刷装置であり、４色の現像器１０２（１０２Ｋ，１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ）と、４つの露光手段としてのＬＥＤヘッド１０３（１０３Ｋ，１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃ）と、転写ローラ１１１（１１１Ｋ，１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃ）と，定着器１２３と、用紙カセット１１７と、転写ベルト１１４を含む搬送部と、スタッカ（排紙トレー）１２９と、転写ベルトクリーニングブレード１１５と、転写ベルトクリーナ容器１１６とを備える。
なお、トナーカートリッジ１０４（１０４Ｋ，１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ）は現像器１０２（１０２Ｋ，１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ）にそれぞれ着脱可能で、内部のトナーを現像器内部に供給可能な構造となっている。
【００１２】
現像器１０２は、内部に、感光体ドラム１０９（１０９Ｋ，１０９Ｙ，１０９Ｍ，１０９Ｃ）と、帯電手段としての帯電ローラ１０５（１０５Ｋ，１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ）と、現像手段としての現像ローラ１０７（１０７Ｋ，１０７Ｙ，１０７Ｍ，１０７Ｃ）および供給ローラ１０６（１０６Ｋ，１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ）と、現像ブレード１０８（１０８Ｋ，１０８Ｙ，１０８Ｍ，１０８Ｃ）と、クリーニングブレード１１０（１１０Ｋ，１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ）とを備える。また、各ローラは、軸が転写媒体である用紙１７の搬送方向に垂直であって、搬送面に平行となる方向に配設されている。
【００１３】
感光体ドラム１０９は、帯電ローラ１０５によって、一様に負極に帯電される。帯電された感光体ドラム１０９は、ＬＥＤヘッド１０３の発光・照射によって、照射部が放電され、静電潜像が形成される。例えば、感光体ドラム１０９は、−６００Ｖの帯電電位（表面電位）から−４０Ｖに放電される。
【００１４】
一方、供給ローラ１０６は、負のバイアス電圧（例えば、−３００Ｖ）が印加されており、トナーカートリッジ１０４内部の現像剤としてのトナーを帯電させ、帯電したトナーを現像ローラ１０７に供給する。現像ブレード１０８は、現像ローラ１０７に供給されたトナーを薄層化し、現像ローラ１０７の表面に一様なトナー層を形成する。現像ローラ１０７は、負のバイアス電圧（例えば、−２００Ｖ）が印加されており、電界の作用により、負に帯電されたトナーを静電潜像に移動させる。感光体ドラム１０９は、現像ローラ１０７からトナーが移動することにより、静電潜像がトナー像（現像剤像）として現像される。クリーニングブレード１１０は、転写後の残トナーをクリーニングする機構である。
【００１５】
転写ローラ１１１（１１１Ｋ，１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃ）は、転写ベルト１１４裏面から転写位置にバイアス電圧が印加可能に配置される。転写ベルト駆動ローラ１１２および転写ベルト従動ローラ１１３は、転写ベルト１１４を張架し、ローラの駆動によって用紙１７を搬送可能となっている。また、転写ローラ１１１は、正のバイアス電圧（例えば、＋２５００Ｖ）が印加されており、感光体ドラム１０９の表面に形成され、負に帯電されたトナー画像を用紙１７に転写する。
【００１６】
転写ベルトクリーニングブレード１１５は、転写ベルト１１４上のトナーを掻き落とせるようになっていて、転写ベルトクリーナ容器１１６には、転写ベルトクリーニングブレード１１５により掻き落とされたトナーが収容される。
【００１７】
用紙カセット１１７は、画像形成装置１０１に着脱可能に取り付けられ、用紙１７が積載される。給紙ローラ１１８は、転写媒体である用紙１７を用紙カセット１１７から給紙し、用紙ガイド１１９に沿って搬送する。レジストローラ１２０，１２１は、停止状態のところに用紙１７を突き当て、スキュー補正後に所定タイミングでレジストローラ１２０，１２１を駆動し、転写ベルト１１４に用紙１７を搬送する。用紙検出センサ１４０は、接触又は非接触で用紙１７の通過を検知する。
【００１８】
定着器１２３は、加熱部材１２４および圧着部材１２５を備え、加熱部材１２４は、サーミスタ２６５および定着器ヒータ２５９（図２）を備え、用紙１７上に転写されたトナー像を熱と加圧とによって用紙１７に定着する。なお、加熱部材１２４および圧着部材１２５は、互いに圧接させられ、ニップ部が形成されている。画像形成装置１０１は、排出ローラ１２６，１２７によって用紙ガイド１２８に沿って用紙１７を搬送し、排紙トレー１２９にフェースダウンで排出する。
【００１９】
（図２）
図２は、第１の実施形態に係る画像形成装置を制御する制御回路、およびその周辺部品の構成図である。図２において、画像形成装置１０１は、前記したＬＥＤヘッド１０３（１０３Ｋ，１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃ）と、現像器１０２（１０２Ｋ，１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ）と、転写ローラ１１１（１１１Ｋ，１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃ）と、定着器１２３とを備え、さらにホストインタフェース部２５０と、給紙モータ２５４と、搬送モータ２５５と、転写ベルト駆動モータ２５６と、定着器駆動モータ２５７と、感光体ドラム駆動モータ２５８と、記憶部２１５と、用紙検出センサ１４０と、これらを全体制御する制御回路２００とを備える。
記憶部２１５は、データやプログラムを記憶する構成部であり、画像形成装置１０１Ａの内部に設置された、不揮発性の記憶装置であり、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable PROM）、フラッシュメモリである。
【００２０】
制御回路２００は、ホストインタフェース部２５０から入力される印刷データをコマンド／画像データに変換処理するコマンド／画像処理部２５１と、各モータ（給紙モータ２５４，搬送モータ２５５，転写ベルト駆動モータ２５６，定着器駆動モータ２５７，感光体ドラム駆動モータ２５８（図２））を駆動するモータ制御部２０５と、ＬＥＤヘッド１０３を駆動するＬＥＤヘッドインタフェース部２５２と、帯電ローラ１０５にバイアス電圧を印加する帯電バイアス発生部２６１と、供給ローラ１０６および現像ローラ１０７にバイアス電圧を印加する現像／供給バイアス発生部２６２と、転写ローラ１１１にバイアス電圧を印加する転写バイアス発生部２６３と、帯電バイアス発生部２６１，現像／供給バイアス発生部２６２，転写バイアス発生部２６３，コマンド／画像処理部２５１，モータ制御部２０５，およびＬＥＤヘッドインタフェース部２５２を制御するプリンタエンジン制御部２５３とを備える。
【００２１】
ホストインタフェース部２５０は、外部機器（ホスト）から送信される印刷データ（例えば、コマンドデータ，文書データ，画像データ）を受信し、印刷データをコマンド／画像処理部２５１に送信する。コマンド／画像処理部２５１は、ホストインタフェース部２５０から印刷データを受信し、ページ記述言語で記述された印刷データを画像データ（ビットマップデータ）に変換し、ＬＥＤヘッドインタフェース部２５２に画像データを送る。
【００２２】
ＬＥＤヘッドインタフェース部２５２は、プリンタエンジン制御部２５３によってヘッド駆動パルス等が同期制御され、コマンド／画像処理部２５１が出力する画像データを用いてＬＥＤヘッド１０３Ｋ，１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃを発光させる。
【００２３】
（プリンタエンジン制御部２５３）
プリンタエンジン制御部２５３は、コマンド／画像処理部２５１から入力された印刷データや画像データを記憶部２１５に一時的に格納する。また、プリンタエンジン制御部２５３は、各モータ（２１０，２１１，２１２，２１３，２１４）を制御するモータ制御値を演算すると共に、帯電ローラ１０５、供給ローラ１０６、現像ローラ１０７、および転写ローラ１１１に印加するバイアス電圧（目標電圧値）を演算する。
【００２４】
プリンタエンジン制御部２５３は、目標電圧値等を含むシリアル信号を生成し、電圧制御部２４０（２４１，２４２，２４３）に出力する。
ここで、プリンタエンジン制御部２５３は、帯電ローラ１０５に印加する目標電圧値を電圧制御部２４１に出力し、供給ローラ１０６および現像ローラ１０７に印加する目標電圧値を電圧制御部２４２に出力し、転写ローラ１１１に印加する目標電圧値を電圧制御部２４３に出力する。
【００２５】
（電圧制御部２４０）
電圧制御部２４０は、電圧制御部２４１と、電圧制御部２４２と、電圧制御部２４３とで構成される。
電圧制御部２４１は、帯電バイアス発生部２６１が帯電ローラ１０５に印加する電圧を制御する。
電圧制御部２４２は、現像／供給バイアス発生部２６２が供給ローラ１０６および現像ローラ１０７に印加する電圧を制御する。
電圧制御部２４３は、転写バイアス発生部２６３が転写ローラ１１１に印加する電圧を制御する。
これら電圧制御部２４１、電圧制御部２４２、および電圧制御部２４３は、それぞれ同じ構成を有し、同様の処理を行う。そのため、以下説明はいずれか１つとし、その際、特別な記載がない限り、電圧制御部２４０と称して説明する。この電圧制御部２４０については、詳細を後記する。
【００２６】
そして、帯電バイアス発生部２６１は、帯電ローラ１０５にバイアス電圧を印加する。また、転写バイアス発生部２６３は、転写ローラ１１１にバイアス電圧を印加する。また、現像／供給バイアス発生部２６２は、供給ローラ１０６および現像ローラ１０７にバイアス電圧を印加する。
【００２７】
（用紙検出センサ１４０）
用紙検出センサ１４０は、転写バイアスの発生タイミング、およびＬＥＤヘッド１０３の点灯タイミングを調整するために用いられる。プリンタエンジン制御部２５３は、各モータ（給紙モータ２５４、搬送モータ２５５、転写ベルト駆動モータ２５６、定着器駆動モータ２５７、感光体ドラム駆動モータ２５８（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ各１個ずつ配置））を所定のタイミングで駆動させる。定着器１２３は、プリンタエンジン制御部２５３によって、定着器ヒータ２５９の温度制御がサーミスタ２６５の検出値に応じて行われる。
【００２８】
ここで、本実施形態での主要な制御対象は、各色の現像器１０２が備える帯電ローラ１０５、供給ローラ１０６、および現像ローラ１０７それぞれに印加するバイアス電圧と、各色の転写ローラ１１１に印加するバイアス電圧である。これらは同様の構成を４色分並置するので、以下では、１色分の説明をする。
【００２９】
（図３）
図３は、第１の実施形態に係る画像形成装置が備える、電源装置、およびその周辺部品の構成図である。電源装置１００は、ＤＣ電源３０８，３１５と、電圧制御部２４３と、転写バイアス発生部２６３とで構成される。
【００３０】
（電圧制御部２４０（２４３））
電圧制御部２４０（２４１，２４１，２４３）は、プリンタエンジン制御部２５３と接続され、プリンタエンジン制御部２５３からの指示と、転写バイアス発生部２６３からフィードバックされるアナログ信号とから、転写バイアス発生部２６３を制御するＰＷＭ信号を出力する構成部である。
ここで、電圧制御部２４０が備える各構成の詳細な動作については、後記する図５を用いて説明する。
【００３１】
電圧制御部２４０（２４３）は、プリンタエンジン制御部２５３と接続され、ＲＥＳＥＴ信号３０１と、３チャンネルのシリアル信号（ＳＣＩ３０２）とが送信される。
内蔵ＯＳＣ（オシレータ）３０４は、電圧制御部２４０に内蔵されており、約４０ＭＨｚのクロック信号を発生する。
【００３２】
電圧制御部２４０（２４３）は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０９と接続するＰＷＭ＿Ｖポート３０５と、圧電トランス駆動回路３１０Ｃと接続するＰＷＭ＿Ｆポート３０６と、出力電圧変換手段３１３からフィードバックされるアナログ信号を受信するＡＤＣ端子３０７と、電源端子であるＶＤＤ端子３１６とを備える。
【００３３】
電圧制御部２４０（２４３）は、圧電トランス３１１の一次側に入力する電圧を制御するＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｖと、圧電トランス３１１の駆動周波数であるＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆとを出力する。
ＰＷＭ＿Ｖポート３０５は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０９の出力電圧を制御するＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｖを出力する端子である。このＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｖは、デューティ比が規定された矩形波信号であり、後記するＡＤＣ端子３０７に入力されたアナログ信号から得られるＡＤＣ検出値と、目標電圧値とが等しくなるように、デューティ比が調整（微調整）される。
それぞれのＰＷＭ＿Ｖポート３０５からは、ＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｃ，３０５Ｍ，３０５Ｙ，３０５Ｋ（以下総称としてＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｖと称する）が出力される。
【００３４】
このＰＷＭ＿Ｖポート３０５は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色それぞれに対応した４つの端子を有し、それぞれから、ＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｃ、ＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｍ、ＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｙ、ＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｋが出力される。
【００３５】
ＰＷＭ＿Ｆポート３０６は、圧電トランス駆動回路３１０を制御するＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆを出力する端子である。このＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆは、各色の転写バイアス発生部２６３に共通のパルス信号であり、すなわち、各色の圧電トランス３１１（３１１Ｃ，３１１Ｍ，３１１Ｙ，３１１Ｋ）共通の駆動周波数のパルス信号である。この駆動周波数は、ＰＷＭ＿Ｖポート３０５から出力されるＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｖのうち、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０９に最大の電圧を出力させるＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｖの、その最大の目標電圧値に対応する駆動周波数である。この駆動周波数は、後記する図７に示す駆動周波数と電圧値とが対応するテーブルを用いて決定される。
【００３６】
ＡＤＣ端子３０７は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色それぞれに対応した、ＡＤＣ端子３０７Ｃ、ＡＤＣ端子３０７Ｍ、ＡＤＣ端子３０７Ｙ、ＡＤＣ端子３０７Ｋの４つの端子を有し、それぞれに出力電圧変換手段３１３（３１３Ｃ，３１３Ｍ，３１３Ｙ，３１３Ｋ）からアナログ信号が入力される。
【００３７】
（ＤＣ電源３０８、３１５）
ＤＣ電源３０８は、２４Ｖの直流電源であり、ＤＣ電源３１５は３．３Ｖの直流電源である。ＤＣ電源３０８およびＤＣ電源３１５は、図示しない低圧電源装置によって商用電源ＡＣ１００Ｖから変圧・整流・定電圧制御されることによって実現される。
ＤＣ電源３０８は、各色の転写バイアス回路３５０（３５０Ｃ、３５０Ｍ、３５０Ｙ、３５０Ｋ）のＤＣ−ＤＣコンバータ３０９（３０９Ｃ、３０９Ｍ、３０９Ｙ、３０９Ｋ）に２４Ｖの直流電圧を印加する。
ＤＣ電源３１５は、電圧制御部２４３の電源であり、３．３Ｖの直流電圧を発生する。
【００３８】
（転写バイアス発生部２６３）
ここで、転写バイアス発生部２６３は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色分の転写バイアス回路３５０を並置する（シアン転写バイアス回路３５０Ｃ、マゼンタ転写バイアス回路３５０Ｍ、イエロー転写バイアス回路３５０Ｙ、ブラック転写バイアス回路３５０Ｋ）。各色の転写バイアス回路３５０の内部構成は同一であるため、以下では、１色分のシアン転写バイアス回路３５０Ｃについて説明をする。
【００３９】
（シアン転写バイアス回路３５０Ｃ）
シアン転写バイアス回路３５０Ｃは、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０９Ｃと、圧電トランス駆動回路３１０Ｃと、圧電トランス３１１Ｃと、整流回路３１２Ｃと、出力電圧変換手段３１３Ｃとを備え、整流回路３１２Ｃの出力側と出力電圧変換手段３１３Ｃの入力側と外部の負荷３１４Ｃとは互いにＸ点で接続されている。
【００４０】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３０９Ｃは、電圧制御部２４０のＰＷＭ＿Ｖポート３０５Ｃから入力されるＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｃのデューティに応じて、ＤＣ電源３０８から印加される２４Ｖの直流電圧を０〜２２Ｖ程度に降圧して、この直流電圧を圧電トランス駆動回路３１０Ｃに印加する。
【００４１】
圧電トランス駆動回路３１０Ｃは、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０９Ｃが発生する直流電圧を、電圧制御部２４０から入力されるＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆ（パルス信号）の周波数でスイッチングして、共振電流を流し、発生した交流電圧（一次側交流電圧）を圧電トランス３１１Ｃの一次側に印加する。
【００４２】
圧電トランス３１１Ｃは、一次側に印加された交流電圧を、ＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆの駆動周波数に応じた昇圧比で昇圧させて、昇圧された交流電圧（二次側交流電圧）を整流回路３１２Ｃに印加する。
【００４３】
整流回路３１２Ｃは、圧電トランス３１１Ｃから入力される（高電圧の）交流電圧を、（高電圧の）直流電圧に整流してＸ点に出力する。
【００４４】
出力電圧変換手段３１３Ｃは、整流回路３１２Ｃが出力する（高電圧の）直流電圧がＸ点を介して印加され、３．３Ｖ以下の直流電圧に降圧して、アナログ信号を出力する。このアナログ信号が電圧制御部２４３のＡＤＣ端子３０７Ｃに入力される。
【００４５】
外部の負荷３１４Ｃは、転写ローラ１１１Ｃの芯金等で構成され、整流回路３１２Ｃが出力する（高電圧の）直流電圧（転写バイアス電圧）がＸ点を介して印加される。
【００４６】
（図４）
図４は、図３に示す転写バイアス発生部の具体的な回路構成図であり、特にシアン転写バイアス発生回路を中心として詳細に説明する回路図である。図中で、図３と同じ構成要素には同じ符号を付している。
ここで、図４では、シアン転写バイアス回路３５０Ｃの回路図のみ示しているが、マゼンタ転写バイアス回路３５０Ｍ、イエロー転写バイアス回路３５０Ｙ、ブラック転写バイアス回路３５０Ｋも同一構成の回路である。そのため記載を省略する。
【００４７】
ここで、図２で不図示の共通回路４００は、電圧制御部２４３のＰＷＭ＿Ｆポート３０６と、各色の転写バイアス発生部２６３との間に接続されるバッファ回路（反転回路）である。共通回路４００に入力されたＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆは、ＮＰＮトランジスタ４０４により反転され、各色の圧電トランス駆動回路３１０のＮＰＮトランジスタ４１４のベースに入力される。
この共通回路４００は、以下、圧電トランス駆動回路３１０Ｃの一部として説明する。
【００４８】
ＤＣ―ＤＣコンバータ３０９Ｃは、抵抗４０５〜抵抗４０７と、ＮＰＮトランジスタ４０８，４０９と、電解コンデンサ４１０とで構成される。
圧電トランス駆動回路３１０Ｃは、抵抗４１１〜４１３と、ＮＰＮトランジスタ４１４と、オートトランス４１５と、ＮチャンネルパワーＭＯＳＦＥＴ４１６と、コンデンサ４１７とで構成される。
【００４９】
共通回路４００は、抵抗４０１〜４０３と、ＮＰＮトランジスタ４０４とで構成される。
整流回路３１２Ｃは、高耐圧ダイオード４１８，４１９と、高耐圧コンデンサ４２０とで構成される。
出力電圧変換手段３１３Ｃは、１００ＭΩの抵抗４２１と、３３ｋΩの抵抗４２２と、抵抗４２４と、コンデンサ４２５と、オペアンプ４２６とで構成される。
Ｘ点と負荷３１４Ｃとの間には、１００ＭΩの抵抗４２３が接続されている。
【００５０】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３０９Ｃは、ＮＰＮトランジスタ４０８により出力電圧が調整される。以下、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０９Ｃの電源電圧（即ち、ＤＣ電源３０８の出力電圧）をＶｃｃとし、抵抗４０５の抵抗値をＲＢとし、直流電流増幅率をｈＦＥとし、ＮＰＮトランジスタ４０８のベース−エミッタ間電圧ＶＢＥを無視する。このとき、ＮＰＮトランジスタ４０９がオフしているときは、抵抗４０５およびＮＰＮトランジスタ４０８全体の等価抵抗は、ＲＢ／（１＋ｈＦＥ）となる。
【００５１】
一方、ＮＰＮトランジスタ４０９がオンすると、ＮＰＮトランジスタ４０８のベース電位が低下し、その結果、ＮＰＮトランジスタ４０８がオフ状態となり、負荷電流による放電が行われる。よって、ＰＷＭ＿Ｖ信号３０５ＶによりＨとＬの信号が交互に出力されることにより、前記した等価抵抗、電解コンデンサ４１０、および負荷抵抗から構成されるＣＲフィルタ回路で平滑され、０〜２２ＶのＤＣ電圧がＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｖのデューティ比に応じて出力される。
【００５２】
共通回路４００から出力されるＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆは、ＮＰＮトランジスタ４１４のベースに入力され、極性を元に戻され、抵抗４１１を介して２４ＶのＤＣ電源３０８にプルアップされる。これにより、ＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆの振幅は３．３Ｖから２４Ｖに変換され、ＮチャンネルパワーＭＯＳＦＥＴ４１６のゲートに入力される、前記矩形波によりスイッチングされ、オートトランス４１５、およびコンデンサ４１７とで、共振電流が流れ、オートトランス４１５の一次側に電圧（半波正弦波）が発生し、オートトランス巻数比で昇圧された電圧が二次側に誘起し、図１７で示すような波形が圧電トランス３１１の一次側に印加される。
図１６は、無負荷および短絡負荷の駆動周波数と出力電圧との関係を示す図である。
【００５３】
図１７は、ＣＨ１がＤＣ−ＤＣコンバータ３０９からオートトランス４１５に入力される点の電位であり、ＣＨ２が圧電トランス３１１の一次側電位であり、ＣＨ３がＦＥＴ４１６のドレイン電位であり、ＣＨ４が高電圧プローブにより１／２０００に変換された負荷３１４と抵抗４２３との間を測定した電位である。この図１７は、実際に動作させて測定して得られた波形である。
【００５４】
オートトランス４１５、コンデンサ４１７、および圧電トランス３１１により構成される共振回路によって、図１７に示す共振波形が得られる。圧電トランス３１１により昇圧されたＡＣ電圧は、ダイオード４１８と、ダイオード４１９と、コンデンサ４２０とにより、直流電圧に整流・平滑されて、直流高電圧が抵抗４２３を介して負荷３１４に印加される。それと共に、抵抗４２１（１００ＭΩ）と抵抗４２２（３３ｋΩ）とにより、３３／１０００３３に分圧され、抵抗４２４とコンデンサ４２５とによるＲＣフィルタによりリップルが除去され、オペアンプ４２６によりインピーダンス変換されて、電圧制御部２４３のＡＤＣ端子３０７にフィードバック入力される。
【００５５】
（図５）
図５は、第１の実施形態に係る画像形成装置が備える転写バイアス制御部の構成を示すブロック図である。
この電圧制御部２４０は、本発明を実施するために特別に開発された専用ＬＳＩではなく、一般的な汎用性の高いマイコン（ＣＰＵ）である。例えば、ルネサスエレクトロニクス社のＲ８Ｃ／２ｘシリーズであり、このマイコンは周波数調整機能としてのオシレータ（内蔵ＯＳＣ３０４）を備える。
【００５６】
電圧制御部２４０は、内蔵ＯＳＣ３０４と、演算処理部５０１と、オシレータ制御レジスタ５０２と、シリアル通信制御部５０３と、アナログ信号（ＡＳ）３０７が入力されるＡＤコンバータ５１０と、ＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆを出力するＰＷＭ＿Ｆ信号生成部５６１と、ＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｃを生成する第１ＰＷＭ＿Ｖ信号生成部５６２と、ＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｍ、ＰＷＭ＿Ｖ信号３０５ＹおよびＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｋを生成する第２ＰＷＭ＿Ｖ信号生成部５６３と、一時的にデータを記憶するバッファ５４６とを備える。
【００５７】
電圧制御部２４０は、ＰＷＭ＿Ｖポート３０５からＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｖを出力し、ＰＷＭ＿Ｆポート３０６からＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆを出力し、ＡＤＣ端子３０７にアナログ信号が入力される。電圧制御部２４０は、内部にアナログデジタルコンバータ（図５のＡＤコンバータ５１０）を備え、ＡＤＣ端子３０７に入力されたアナログ信号を１０ｂｉｔのデジタル信号に変える。
【００５８】
ここで、ＰＷＭ＿Ｆ信号生成部５６１、第１ＰＷＭ＿Ｖ信号生成部５６２、第２ＰＷＭ＿Ｖ信号生成部５６３は、それぞれデューティ設定レジスタ５２０，５３０，５４０，５４１，５４２と、ＰＷＭ制御レジスタ５２１，５３１，５４３と、周期設定レジスタ５２２，５３２，５４４と、ＰＷＭ５２３，５３３，５４５とで構成される。
以下、第１ＰＷＭ＿Ｖ信号生成部５６２および第２ＰＷＭ＿Ｖ信号生成部５６３が備えるＰＷＭ＿Ｆ信号生成部５６１と共通する構成要素については、同一の名称にし、それらの重複する説明を省略する。
【００５９】
（ＰＷＭ＿Ｆ信号生成部５６１）
ＰＷＭ＿Ｆ信号生成部５６１は、デューティ設定レジスタ５２０と、ＰＷＭ制御レジスタ５２１と、周期設定レジスタ５２２と、ＰＷＭ５２３とを備える。
周期設定レジスタ５２２には、圧電トランス駆動周波数に対応する分周比が設定される。
デューティ設定レジスタ５２０には、周期設定レジスタ５２２に設定された分周比の約３５％の値（Ｄ値）が設定される。
ＰＷＭ制御レジスタ５２１には、所定のタイミングでＯＮ／ＯＦＦを示すビットが設定される。
ＰＷＭ５２３は、デューティ設定レジスタ５２０に設定されたＤ値から得られるデューティ比に基づきＰＷＭ信号を生成し、ＰＷＭ制御レジスタ５２１に設定されたビット（ＯＮ／ＯＦＦ）に応じて、生成したＰＷＭ信号を出力する。ここで、ＰＷＭ５２３はＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆを生成し、ＰＷＭ５２３の１チャンネル目の端子ＰＷＭ５２３−１（図３のＰＷＭ＿Ｆポート３０６に該当）からＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆを出力する。
【００６０】
（第１ＰＷＭ＿Ｖ信号生成部５６２）
同様に、第１ＰＷＭ＿Ｖ信号生成部５６２は、デューティ設定レジスタ５３０と、ＰＷＭ制御レジスタ５３１と、周期設定レジスタ５３２と、ＰＷＭ５３３とを備える。これにより、第１ＰＷＭ＿Ｖ信号生成部５６２は、１チャンネル目の端子ＰＷＭ５３３−１（図３のＰＷＭ＿Ｖポート３０５Ｃに該当）からＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｃを出力する。
【００６１】
（第２ＰＷＭ＿Ｖ信号生成部５６３）
同様に、第２ＰＷＭ＿Ｖ信号生成部５６３は、デューティ設定レジスタ５４０，５４１，５４２と、ＰＷＭ制御レジスタ５４３と、周期設定レジスタ５４４と、ＰＷＭ５４５とを備える。これにより、第２ＰＷＭ＿Ｖ信号生成部５６３は、ＰＷＭ５４５において、１チャンネル目の端子ＰＷＭ５４５−１（図３のＰＷＭ＿Ｖポート３０５Ｍに該当）からＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｍを出力し、２チャンネル目の端子ＰＷＭ５４５−２（図３のＰＷＭ＿Ｖポート３０５Ｙに該当）からＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｙを出力し、３チャンネル目の端子ＰＷＭ５４５−３（図３のＰＷＭ＿Ｖポート３０５Ｋに該当）からＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｋを出力する。
【００６２】
（演算処理部５０１）
演算処理部５０１は、記憶部２１５（図２）に記憶されたデータ（図７に示す圧電トランス特性テーブル６０１）を用いて、各種値を決定し、出力する。
例えば、演算処理部５０１は、図７に示すＯＳＣ補正値、Ｄｕｔｙ、分周比を決定し、ＯＳＣ補正値をオシレータ制御レジスタ５０２に設定し、Ｄｕｔｙをデューティ設定レジスタ５２０等に設定し、分周比を周期設定レジスタ５２２等に設定する。
【００６３】
（圧電トランス特性テーブル６０１）
ここで、図７に示す圧電トランス特性テーブル６０１について説明するが、まず、図６について説明する。この図６は、目標ＰＷＭ周期（ａ）であるＰＷＭ信号の分周比（＝１／駆動周波数）と、オシレータ制御レジスタ５０２による補正値（−６〜＋６）に対応するクロック周期（ｂ）との組み合わせによる、周期設定レジスタ５３２に設定する分周比を示す。図６の太枠内の値を１６進数に変換した値が、図７に示す圧電トランス特性テーブル６０１の分周比である。
【００６４】
内蔵ＯＳＣ３０４が発生するクロック信号は４０ＭＨｚである。例えば、周期９μｓｅｃ、駆動周波数が１１１．１１ｋＨｚ（＝１０００／９）の場合、９０００ｎｓｅｃ／２５ｎｓｅｃ＝３６０分周となる。ここで、ＰＷＭ周期設定値を１変化させて、３６１分周とすると、周期９．０２５μｓｅｃ、駆動周波数が１１０．８０ｋＨｚ（＝１０００／９．０２５）となる。すなわち、ＰＷＭ周期設定値を１変化させると、駆動周波数が０．３１ｋＨｚ変化する。この変化量は、転写バイアスのように数μＡ〜数十μＡという負荷が小さいとき、圧電トランス出力電圧の変化量が大きく、分解能が不足する。そのため、（図７に駆動周波数と出力電圧の関係が示してあるが）駆動周波数が１１１．１２ｋＨｚのときと、１１０．８００９ｋＨｚのときとの出力電圧差は、無負荷で６００Ｖを超えてしまう。そこでクロック周期と、分周比との組み合わせにより、分解能を高める考え方を示したものが図７に示す圧電トランス特性テーブル６０１である。
【００６５】
図７に示すように、圧電トランス特性テーブル６０１の左の列ａに目標とする周期（目標ＰＷＭ周期）を９０００ｎｓｅｃから５ｎｓｅｃ刻みで９１７５ｎｓｅｃまでを示す。１行目の補正値はオシレータ制御レジスタ５０２に設定する補正値（−６〜＋６）であり、この補正値により変化するクロック周期、２３．８９ｎｓｅｃから２６．１６ｎｓｅｃまでを２行目の列ｂに示す。
この目標ＰＷＭ周期とは、目標電圧値を、ＰＷＭ＿Ｖポート３０５から出力されるＰＷＭ＿Ｖ信号５３３Ｖの駆動周波数にして出力する。このＰＷＭ＿Ｖ信号５３３Ｖの分周比（＝１／駆動周波数）である。
【００６６】
（圧電トランス特性テーブル６０１）
圧電トランス特性テーブル６０１は、図６に示す列ａの目標ＰＷＭ周期（＝１／駆動周波数）を得るための、クロック周期と、周期設定レジスタ５３２に設定する分周比値との対応を示している。この分周比は整数値しか取りえないので、この値の中から小数部が０に近い数値を抽出する。図６に示す太枠で囲った値が抽出された値である。
例えば、電圧制御部２４０に、一般的なルネサスエレクトロニクス社のＲ８Ｃ／２ｘシリーズを用いることで、同様の調整が可能である。
【００６７】
（図７）
図７に示す圧電トランス特性テーブル６０１は、長さが３２ｍｍの圧電トランス３１１の周波数特性を示すものあり、各駆動周波数において、実験を行って得られた値である。ここで、駆動周波数が１０９．０６１２ｋＨｚ，１０９．８４５７ｋＨｚ，１１０．６４０９ｋＨｚ，１１１．１２３０ｋＨｚのときの実験結果を出力電圧とデューティ比の関係を示す図として図８〜図１１に示す。
【００６８】
この圧電トランス特性テーブル６０１は、駆動周波数、補正値、周期、分周比、Ｄｕｔｙ、無負荷、短絡、ＯＳＣ補正値、およびテーブル番号で構成される。
テーブル番号は、バッファメモリのアドレス値である。圧電トランス特性テーブル６０１におけるテーブル番号と同一行のデータが、アドレス値で示されるバッファメモリの記憶領域に記憶されていることを示す。
補正値は、オシレータ制御レジスタ５０２による補正値（±６）である。周期は、クロック周期である。分周比は、周期設定レジスタ５２２等に設定する値である。Ｄｕｔｙ（デューティ比）は、デューティ設定レジスタ５２０等に設定する値である。無負荷および短絡の項目には、それぞれの場合における、ＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｖのデューティ比を１／４００１としたときのＸ点（図４）の電位が記載してある。つまり、無負荷は、図４に示す抵抗４２３および負荷３１４を接続せずに接地した場合である。そして、短絡は、図４に示す負荷３１４を接続せず、１００ＭΩの抵抗４２３を介して接地した場合である。このＸ点の電位が抵抗４２１と抵抗４２２とで分圧されて、出力電圧変換手段３１３を介してフィードバックされ、その電圧（アナログ信号）がＡＤＣ端子３０７Ｃに入力される。ＯＳＣ補正値は、オシレータ制御レジスタ５０２に設定する値である。
図１６に、図７に示す無負荷および短絡負荷の駆動周波数と出力電圧の関係を示す。
【００６９】
図５に戻る。
（オシレータ制御レジスタ５０２）
オシレータ制御レジスタ５０２は、演算処理部５０１により設定される、ＯＳＣ補正値（図７）を記憶する。
【００７０】
（シリアル通信制御部５０３）
シリアル通信制御部５０３は、プリンタエンジン制御部２５３と接続され、シリアル信号のＳＣＩ３０２を用いてプリンタエンジン制御部２５３と通信する構成部である。
【００７１】
（ＡＤコンバータ５１０）
ＡＤコンバータ５１０は、アナログ信号のＡＳ３０７Ｃが入力されるＡＤＣ５１０−１と、ＡＳ３０７Ｍが入力されるＡＤＣ５１０−２と、ＡＳ３０７Ｙが入力されるＡＤＣ５１０−３と、ＡＳ３０７Ｋが入力されるＡＤＣ５１０−４との４つで構成される。ＡＤコンバータ５１０は、入力されたアナログ信号を、１０ｂｉｔ／３．３Ｖのデジタル信号に変換して演算処理部５０１に出力する。
【００７２】
図８〜図１１は、各駆動周波数のときの出力電圧とデューティ比との関係を示す図であり、駆動周波数が１０９．０６１２ｋＨｚ（図８）、１０９．８４５７ｋＨｚ（図９）、１１０．６４０９ｋＨｚ（図１０）、１１１．１２３０ｋＨｚ（図１１）のときを示している。そして、図１８は、これらの関係をグラフにした図である。
【００７３】
《動作の説明》
まず、本実施形態における画像形成装置全体の概略動作を説明する。
図１の画像形成装置１０１は、外部機器からホストインタフェース部２５０（図２）を介してＰＤＬ（Page Description Language）等で記述された印刷データを入力する。入力された印刷データは、コマンド／画像処理部２５１によってビットマップデータに変換される。
【００７４】
画像形成装置１０１は、定着器１２３の加熱部材１２４、および圧着部材１２５（図１）を、サーミスタ２６５の検出値に応じて定着器ヒータ２５９（図２）を制御することにより所定温度にした後、印字動作を開始する。画像形成装置１０１は、用紙カセット１１７にセットされた用紙１７を給紙モータ２５４（図２）で駆動する給紙ローラ１１８で給紙する。用紙ガイド１１９に沿って用紙１７を搬送し、停止状態のレジストローラ１２０，１２１の対に用紙１７を突き当て、スキューを補正した後、以下で説明する画像形成動作に同期したタイミングで搬送モータ２５５（図２）を駆動開始し、レジストローラ１２０，１２１によって用紙１７は転写ベルト１１４上に搬送される。
【００７５】
このとき、前記ビットマップデータに応じて各色のＬＥＤヘッド１０３（１０３Ｋ，１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃ）が点灯される。これにより、各色の感光体ドラム１０９（１０９Ｋ，１０９Ｙ，１０９Ｍ，１０９Ｃ）には、静電潜像が形成される。
各色の現像器１０２（１０２Ｋ，１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ）は、電子写真プロセスにより現像器１０２内の感光体ドラム１０９にトナー像を形成する。現像器１０２によって現像されたトナー像は、転写ベルト１１４上を搬送される用紙１７に転写される。このとき、転写ベルト１１４を狭持して各色の感光体ドラム１０９に対向して配設されている各色の転写ローラ１１１（１１１Ｋ，１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃ）は、転写バイアス電圧が印加されている。
用紙１７の表面上に４色のトナー像を転写した後、定着器１２３は、加熱・加圧により用紙１７にトナー像を定着させ、排出ローラ１２６，１２７は、用紙ガイド１２８に沿って用紙１７を搬送し、排紙する。
【００７６】
《転写バイアス発生部２６３の動作説明》
次に図３を用いて、転写バイアス発生部２６３の動作について説明する。ここでは、転写バイアス発生部２６３の動作について説明するが、帯電バイアス発生部２６１および現像／供給バイアス発生部２６２も同様の動作を行うため、説明を省略する。
また、転写バイアス発生部２６３は、シアン転写バイアス回路３５０Ｃ、マゼンタ転写バイアス回路３５０Ｍ、イエロー転写バイアス回路３５０Ｙ、およびブラック転写バイアス回路３５０Ｋを備えるが、それぞれ同じ構成となるので、以下では、シアン転写バイアス回路３５０Ｃのみ説明する。
【００７７】
（１）電圧制御部２４０の初期化
まず、プリンタエンジン制御部２５３は、電圧制御部２４０の初期化を行うために、ＲＥＳＥＴ信号３０１を電圧制御部２４０に出力する。続いて、プリンタエンジン制御部２５３は、シリアル信号のＳＣＩ３０２を用いて、電圧制御部２４０と３線式同期クロック通信を行い、コマンドを送信する。これにより、高電圧出力設定値の設定や、高電圧出力開始／終了指示等を、予め定められた所定のフォーマットを用いて行う。
【００７８】
そして、電圧制御部２４０は、プリンタエンジン制御部２５３からＲＥＳＥＴ信号３０１が入力されなくなったとき（信号解除後）に初期化を行う。電圧制御部２４０は、初期化動作を、不図示の発振器からの低速クロック信号で開始し、不図示のメモリから初期化プログラムを読み込んで、内蔵ＯＳＣ３０４の動作開始等の初期化動作を行う。
【００７９】
この初期化動作により、それぞれのＰＷＭ＿Ｖポート３０５から出力されるＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｖ（３０５Ｃ，３０５Ｍ，３０５Ｙ，３０５Ｋ）はＨ（Ｈｉｇｈ）となり、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０９の出力電圧は０Ｖ近辺に低下し、ＰＷＭ＿Ｆポート３０６から出力されるＰＷＭ＿Ｆ信号３０６ＦはＬ（Ｌｏｗ）となり、圧電トランス駆動回路３１０は、駆動停止状態となる。
【００８０】
（２）目標電圧値を出力
次に、プリンタエンジン制御部２５３は、負荷３１４Ｃ（転写ローラ１１１Ｃ）に印加する目標電圧値の転写バイアスが印加されるよう、シリアル信号（ＳＣＩ３０２）を用いて目標電圧値を電圧制御部２４０に出力する。
【００８１】
（３）目標電圧値に対応する駆動周波数を出力
電圧制御部２４０は、シアン転写バイアス回路３５０Ｃに印加する目標電圧値と、マゼンタ転写バイアス回路３５０Ｍに印加する目標電圧値と、イエロー転写バイアス回路３５０Ｙに印加する目標電圧値と、ブラック転写バイアス回路３５０Ｋに印加する目標電圧値との４色の目標電圧値（設定電圧値）のうち、最大の目標電圧値（最大電圧値）に対応する駆動周波数を圧電トランス特性テーブル６０１を参照して決定し、その駆動周波数からＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆを生成して、共通回路４００に出力する。この駆動周波数の決定手順についての詳細な説明を後記する。
【００８２】
同時に、電圧制御部２４０は、ＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｖも周期を４００１サイクル、デューティ比を４０００／４００１とし、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０９の出力を０Ｖに維持したまま駆動を開始し、出力オフ状態である待機状態を維持する。
【００８３】
（４）電圧印加
用紙１７が感光体ドラム１０９と転写ローラ１１１とのニップ部に到達したときに同期して、プリンタエンジン制御部２５３は、シリアル信号（ＳＣＩ３０２）を用いて、高電圧オンを電圧制御部２４０に指示する。
【００８４】
これにより、電圧制御部２４０は、負荷３１４Ｃに印加する目標電圧値に対応する駆動周波数からＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｃを生成して、生成されたＰＷＭ＿Ｖ信号３０５ＣをＰＷＭ＿Ｖポート３０５ＣからＤＣ−ＤＣコンバータ３０９Ｃに出力する。
【００８５】
その後、電圧制御部２４０は、負荷３１４Ｃに印加された電圧が、出力電圧変換手段３１３を介して、フィードバックされて、アナログ信号として入力される。電圧制御部２４０は、このアナログ信号をデジタル変換することで、ＡＤＣ検出値、すなわち、負荷３１４Ｃに印加された電圧値（転写バイアス値）を取得することができる。
【００８６】
電圧制御部２４０は、出力電圧変換手段３１３を介してフィードバックされた転写バイアス値に基づき、ＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｃのデューティ比を制御する。このデューティ比を小さくすることで、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０９Ｃから圧電トランス駆動回路３１０Ｃに印加される電圧が変化する。例えば、０Ｖから２２Ｖ程度の範囲で変化する。
【００８７】
圧電トランス３１１Ｃの一次側には、圧電トランス駆動回路３１０Ｃにより昇圧された電圧が印加され、二次側から交流高電圧を出力する。整流回路３１２Ｃは、圧電トランス３１１Ｃから出力された交流高電圧を整流して、負荷３１４Ｃに印加する。また、Ｘ点で接続する出力電圧変換手段３１３は、負荷３１４Ｃに印加した転写バイアスを、０〜３．３Ｖにまで降圧して、アナログ信号として電圧制御部２４０のＡＤＣ端子３０７Ｃに出力する。これにより、出力電圧変換手段３１３を介して、負荷３１４Ｃに印加した転写バイアスの電圧値が電圧制御部２４０にフィードバックされる。
【００８８】
《電圧制御部２４０内部の動作説明》
次に図５を用いて、電圧制御部２４０内部の動作について説明する。
（１）電圧制御部２４０の初期化
電圧制御部２４０の演算処理部５０１は、プリンタエンジン制御部２５３からのＲＥＳＥＴ信号３０１を受信したことで、不図示のメモリに記憶されたプログラムを取得し実行する。このプログラムに記述された命令に従って、電圧制御部２４０が備える各種レジスタ（デューティ設定レジスタ５２０等、ＰＷＭ制御レジスタ５２１等、周期設定レジスタ５２２等）に設定を行う。
【００８９】
ここで、内蔵ＯＳＣ３０４の発振周波数を調整することで、圧電トランス駆動周波数を設定することができる。内蔵ＯＳＣ３０４は、演算処理部５０１によりオシレータ制御レジスタ５０２に設定されたＯＳＣ補正値（図７）を用いて、発振周波数の調整を行う。
そして、演算処理部５０１は、周期設定レジスタ５２２に、圧電トランス駆動周波数に対応する分周比を設定し、デューティ設定レジスタ５２０に、周期設定レジスタ５２２に設定した値（分周比）の約３５％の値（Ｄ値）を設定する。
さらに、演算処理部５０１は、ＰＷＭ制御レジスタ５２１に、所定のタイミングでＯＮ／ＯＦＦを示すビットを設定する。これにより、ＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆの出力開始／停止が制御される。
【００９０】
（ＣＭＹＫ用）
演算処理部５０１は、周期設定レジスタ５３２および周期設定レジスタ５４４に、“４００１”を設定する。これにより、ＰＷＭ５３３およびＰＷＭ５４５からは、約４０ＭＨｚ、４００１周期、すなわち１０ｋＨｚのＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｖ（ＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｃ，ＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｍ，ＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｙ，ＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｋ）が出力される。
【００９１】
さらに、演算処理部５０１は、目標電圧値の転写バイアスを負荷３１４Ｃに印加するために、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０９Ｃに出力するＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｃのデューティ比を増減する制御を行ってから、そのデューティ比をデューティ設定レジスタ５３０に設定する。同様に、デューティ比を増減する制御を行ってから、ＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｍのデューティ比をデューティ設定レジスタ５４０に設定し、ＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｙのデューティ比を増減する制御を行ってデューティ設定レジスタ５４１に設定し、ＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｋのデューティ比を増減する制御を行ってデューティ設定レジスタ５４２に設定する。このデューティ比は、周期設定レジスタ５２２に設定した値（Ｄ値）に１を増減する制御が行ってから、サイクル値（＝４０００）で除算した値である。
【００９２】
図１８は、図８〜図１１に示す各駆動周波数の時の出力電圧とデューティ比の関係をグラフにした図である。すなわち、図１８は、駆動周波数が１０９．０６１２ｋＨｚ、１０９．８４５７ｋＨｚ、１１０．６４０９ｋＨｚ、１１１．１２３０ｋＨｚのときに、無負荷とした場合における、Ｘ点の電位（出力電圧）と、ＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｖのデューティ比との関係を示す。
【００９３】
図１８に示すように、ＰＷＭによるスイッチングの特性上、非線形となるため、低電圧出力においてデューティ比の変化量は小さい。０〜１００％のデューティ比を４０００段階に変更しているため、５％のデューティ比では分解能が２００程度となる。図１８に示すように、駆動周波数が１０９．０６１２ｋＨｚの特性において、１５００〜４５００Ｖの出力電圧でのデューティ比の変化量が概ね５％程度である。すなわち、３０００Ｖ／２００＝１５Ｖであるため、１段階分の分解能は１５Ｖ程度である。このように分解能が粗いと、制御時にリップル電圧か大きくなってしまう。
【００９４】
そこで、出力電圧レンジに応じて、駆動周波数を段階的に分ける構成とした。電子写真直接転写タンデム方式の場合、転写バイアスは上流から下流に向かって暫増させる場合が多いが、各転写バイアス値で極端に大きな差がない。そのため、４色それぞれに印加させるバイアス電圧（目標電圧値）のうち、最大値のバイアス電圧を印加させるよう、最大の目標電圧値に対応する駆動周波数からＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆを生成して、共通回路４００に出力する。これにより、共通のＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆを用いて、４色それぞれの圧電トランス駆動回路３１０を駆動させ、デューティ比を各色独立で制御する構成とした（図４参照）。
【００９５】
ここで、電圧制御部２４０が出力するＰＷＭ信号は、１つの周期設定に対して複数チャンネルの周期が等しく、デューティ比を各チャンネルで独立に変化させることができる構成の製品が多いためこのような構成としたが、もちろんマイコンの種類によっては各色に駆動周波数を異なる構成としてもよい。この場合には４色それぞれの圧電トランス駆動回路３１０に、独立したＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆを出力してもよい。
【００９６】
（図１２）
図１２は４色の目標電圧値（設定電圧値）のうち、最大の目標電圧値（最大電圧値）を記憶させるフローチャートである。このフローチャートは、シアン転写設定電圧値（Ｃ設定電圧）と、マゼンタ転写設定電圧値（Ｍ設定電圧）と、イエロー転写設定電圧値（Ｙ設定電圧）と、ブラック転写設定電圧値（Ｋ設定電圧）との４つの電圧値を一つずつ比較して、そのうち最大電圧値をバッファ５４６（図５）に一旦記憶させる処理を示す。
このフローチャートに記す最大電圧値とは、出力電圧変換手段３１３を介してフィードバックされ、ＡＤＣ端子３０７に入力された１０ｂｉｔ値である。
【００９７】
まず、シアン転写設定電圧値（Ｃ設定電圧）とマゼンタ転写設定電圧値（Ｍ設定電圧）とを比較し、Ｃ設定電圧がＭ設定電圧より大きいか否かを判定する（ステップＳ６０１）。判定の結果、Ｃ設定電圧＞Ｍ設定電圧であれば（ステップＳ６０１，Ｙｅｓ）、ステップＳ６０２を実行する。一方、Ｃ設定電圧≦Ｍ設定電圧であれば（ステップＳ６０１，Ｎｏ）、ステップＳ６０３を実行する。
【００９８】
シアン転写設定電圧値（Ｃ設定電圧）とイエロー転写設定電圧値（Ｙ設定電圧）とを比較し、Ｃ設定電圧がＹ設定電圧より大きいか否かを判定する（ステップＳ６０２）。判定の結果、Ｃ設定電圧＞Ｙ設定電圧であれば（ステップＳ６０２，Ｙｅｓ）、ステップＳ６０４を実行する。一方、Ｃ設定電圧≦Ｙ設定電圧であれば（ステップＳ６０２，Ｎｏ）、ステップＳ６０５を実行する。
【００９９】
シアン転写設定電圧値（Ｃ設定電圧）とブラック転写設定電圧値（Ｋ設定電圧）とを比較し、Ｃ設定電圧がＫ設定電圧より大きいか否かを判定する（ステップＳ６０４）。判定の結果、Ｃ設定電圧＞Ｋ設定電圧であれば（ステップＳ６０４，Ｙｅｓ）、ステップＳ６０８を実行する。一方、Ｃ設定電圧≦Ｋ設定電圧であれば（ステップＳ６０４，Ｎｏ）、ステップＳ６０９を実行する。
【０１００】
シアン転写設定電圧値（Ｃ設定電圧）は、これまでの比較処理により、他のマゼンタ転写設定電圧値（Ｍ設定電圧）や、イエロー転写設定電圧値（Ｙ設定電圧）、ブラック転写設定電圧値（Ｋ設定電圧）よりも大きな電圧値であることが判定された。これにより、シアン転写設定電圧値（Ｃ設定電圧）を最大電圧値として、バッファ５４６（図５）に記憶させる。
【０１０１】
ブラック転写設定電圧値（Ｋ設定電圧）は、これまでの比較処理により、他のシアン転写設定電圧値（Ｃ設定電圧）や、マゼンタ転写設定電圧値（Ｍ設定電圧）、イエロー転写設定電圧値（Ｙ設定電圧）よりも大きな電圧値であることが判定された。これにより、ブラック転写設定電圧値（Ｋ設定電圧）を最大電圧値として、バッファ５４６（図５）に記憶させる。
【０１０２】
以上のような判定処理と記憶処理とを含む、ステップＳ６０１〜ステップＳ６１５に示す処理を行って、シアン転写設定電圧値（Ｃ設定電圧）と、マゼンタ転写設定電圧値（Ｍ設定電圧）と、イエロー転写設定電圧値（Ｙ設定電圧）と、ブラック転写設定電圧値（Ｋ設定電圧）との４つの電圧値を一つずつ比較して、そのうち最大電圧値をバッファ５４６（図５）に記憶させる。
【０１０３】
（図１３）
図１３は、ステップＳ６０１〜ステップ６１５の処理でバッファ５４６（図５）に記憶された最大電圧値に基づき、駆動周波数を決定するフローチャートである。
【０１０４】
まず、電圧制御部２４０は、最大電圧値が５０００Ｖより大きいか否かを判定する（ステップＳ７０１）。判定の結果、最大電圧値＞５０００Ｖであれば（ステップＳ７０１，Ｙｅｓ）、ステップＳ７０２を実行する。一方、最大電圧値≦５０００Ｖであれば（ステップＳ７０１，Ｎｏ）、ステップＳ７０３を実行する。
【０１０５】
ステップＳ７０１でＹｅｓの場合、電圧制御部２４０は、図７の圧電トランス特性テーブル６０１を参照して、駆動周波数を１０９．０６１２ｋＨｚ、すなわち、分周比を１６Ｃｈｅｘ、Ｄｕｔｙ（＝Ｄ値）を７Ｆｈｅｘ、ＯＳＣ補正値を＋１に設定する（ステップＳ７０２）。そして、電圧制御部２４０は、この設定に基づき、ＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆを生成する。
【０１０６】
ステップＳ７０１でＮｏの場合、電圧制御部２４０は、最大電圧値が３０００Ｖより大きいか否かを判定する（ステップＳ７０３）。判定の結果、最大電圧値＞３０００Ｖであれば（ステップＳ７０３，Ｙｅｓ）、ステップＳ７０４を実行する。一方、最大電圧値≦３０００Ｖであれば（ステップＳ７０３，Ｎｏ）、ステップＳ７０５を実行する。
【０１０７】
ステップＳ７０３でＹｅｓの場合、電圧制御部２４０は、図７の圧電トランス特性テーブル６０１を参照して、駆動周波数を１０９．８４５７ｋＨｚ、すなわち、分周比を１５Ｃｈｅｘ、Ｄｕｔｙ（＝Ｄ値）を７Ａｈｅｘ、ＯＳＣ補正値を＋６に設定する（ステップＳ７０４）。そして、電圧制御部２４０は、この設定に基づき、ＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆを生成する。
【０１０８】
ステップＳ７０３でＮｏの場合、電圧制御部２４０は、最大電圧値が１５００Ｖより大きいか否かを判定する（ステップＳ７０５）。判定の結果、最大電圧値＞１５００Ｖであれば（ステップＳ７０５，Ｙｅｓ）、ステップＳ７０６を実行する。一方、最大電圧値≦１５００Ｖであれば（ステップＳ７０５，Ｎｏ）、ステップＳ７０７を実行する。
【０１０９】
ステップＳ７０５でＹｅｓの場合、電圧制御部２４０は、図７の圧電トランス特性テーブル６０１を参照して、駆動周波数を１１０．６４０９ｋＨｚ、すなわち、分周比を１５Ｆｈｅｘ、Ｄｕｔｙ（＝Ｄ値）を７Ｂｈｅｘ、ＯＳＣ補正値を＋４に設定する（ステップＳ７０６）。そして、電圧制御部２４０は、この設定に基づき、ＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆを生成する。
【０１１０】
ステップＳ７０５でＮｏの場合、電圧制御部２４０は、図７の圧電トランス特性テーブル６０１を参照して、駆動周波数を１１１．１２３０ｋＨｚ、すなわち、分周比を１５８ｈｅｘ、Ｄｕｔｙ（＝Ｄ値）を７８ｈｅｘ、ＯＳＣ補正値を＋６に設定する（ステップＳ７０７）。そして、電圧制御部２４０は、この設定に基づき、ＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆを生成する。
【０１１１】
（図１４）
次に図１４を用いて高電圧出力制御フローを説明する。図１４のフロー実行前に前記説明した図１２、図１３のフローは実行済である。
まず、電圧制御部２４０は、ＰＷＭ＿Ｖポート３０５からＰＷＭ＿Ｖ信号３０５ＶをＨ（Ｈｉｇｈ）で出力する（ステップＳ８０１）。これにより、ＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｖを受信したＤＣ−ＤＣコンバータ３０９は出力電圧を０Ｖ近辺に低下させる。そのため、圧電トランス駆動回路３１０にはほとんど電圧が印加されない。
【０１１２】
電圧制御部２４０は、図１２に示す処理の設定に基づき、ＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆを生成して、ＰＷＭ＿Ｆポート３０６から出力する（ステップＳ８０２）。この時点では、圧電トランス駆動回路３１０のオートトランス４１５の一次側に印加される電圧はほぼ０Ｖであるので、ＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆ（駆動パルス）が入力がされても、圧電トランス駆動回路３１０は駆動しないため、その先の圧電トランス３１１から高電圧は出力されない。
【０１１３】
その後、電圧制御部２４０は、ＰＷＭ＿Ｖ信号３０５Ｖの周期をＦＡ１ｈｅｘ（＝４００１）に設定し、デューティをＦＡ０ｈｅｘ（＝４０００）に設定する（ステップＳ８０３）。この時点でも、ＰＷＭ＿Ｖ出力は１／４００１のデューティであるため、電圧制御部２４０はＰＷＭ＿Ｖ信号３０５ＶをＬ（Ｌｏｗ）で出力する。そのため、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０９は出力電圧を０Ｖ近辺に維持する。そのため、圧電トランス駆動回路３１０にはほとんど電圧が印加されない。
【０１１４】
そして、電圧制御部２４０は、シリアル信号のＳＣＩ３０２を介してプリンタエンジン制御部２５３から高電圧出力開始の指示を受信したか否かを判定する（ステップＳ８０４）。
高電圧出力開始の指示を受信していれば（ステップＳ８０４，Ｙｅｓ）、ステップＳ８０５を実行する。一方、受信していなければ（ステップＳ８０４，Ｎｏ）、プリンタエンジン制御部２５３から高電圧出力開始の指示を受信するまで、ステップＳ８０４の処理を繰り返す。
【０１１５】
電圧制御部２４０は、出力電圧変換手段３１３Ｃからアナログ信号（ＡＤＣ検出値）を受信する（ステップＳ８０５）。このアナログ信号（ＡＤＣ検出値）は、出力電圧変換手段３１３Ｃを介してフィードバックされる負荷３１４Ｃに印加された転写バイアスに相当する。
【０１１６】
電圧制御部２４０は、アナログ信号をＡＤ変換して得られるＡＤＣ検出値が、目標電圧値より大きいか否かを判定する（ステップＳ８０６）。ＡＤＣ検出値＞目標電圧値であれば（ステップＳ８０６，Ｙｅｓ）、ステップＳ８０８を実行する。一方、ＡＤＣ検出値≦目標電圧値であれば（ステップＳ８０６，Ｎｏ）、ステップＳ８０７を実行する。
【０１１７】
次に、電圧制御部２４０は、ＡＤＣ検出値と目標電圧値とが等しいか否かを判定する（ステップＳ８０７）。ＡＤＣ検出値＝目標電圧値であれば（ステップＳ８０７，Ｙｅｓ）、ステップＳ８１０を実行する。一方、ＡＤＣ検出値＜目標電圧値であれば（ステップＳ８０７，Ｎｏ）、ステップＳ８０９を実行する。
【０１１８】
電圧制御部２４０は、デューティ設定レジスタ５２０に設定された値（ＰＷＭ＿Ｖデューティ設定値）に１を加算する（ステップＳ８０８）。
電圧制御部２４０は、デューティ設定レジスタ５２０に設定された値（ＰＷＭ＿Ｖデューティ設定値）を、目標電圧値に対する検出ＡＤＣ値の割合に応じて減算する（ステップＳ８０９）。詳細は、図１５のフローチャートを用いた説明を後記する。
【０１１９】
そして、電圧制御部２４０は、シリアル信号のＳＣＩ３０２を介してプリンタエンジン制御部２５３から高電圧出力停止の指示を受信したか否かを判定する（ステップＳ８１０）。
高電圧出力停止の指示を受信していれば（ステップＳ８１０，Ｙｅｓ）、ステップＳ８０１に戻る。一方、受信していなければ（ステップＳ８１０，Ｎｏ）、ステップＳ８０５に戻る。
【０１２０】
（図１５）
次に図１５にて、図１４のステップＳ８０９の処理を示すフローチャートを用いて説明する。
電圧制御部２４０は、ＡＤＣ検出値が目標電圧値の１／１６以下か否かを判定する（ステップＳ９０１）。ＡＤＣ検出値≦目標電圧値×１／１６であれば（ステップＳ９０１，Ｙｅｓ）、デューティ設定レジスタ５２０に設定された値（ＰＷＭ＿Ｖデューティ設定値）を３００ｈｅｘ減算し（ステップＳ９０２）、処理を終了する。
一方、ＡＤＣ検出値＞目標電圧値×１／１６であれば（ステップＳ９０１，Ｎｏ）、ステップＳ９０３を実行する。
【０１２１】
電圧制御部２４０は、ＡＤＣ検出値が目標電圧値の１／８以下か否かを判定する（ステップＳ９０３）。ＡＤＣ検出値≦目標電圧値×１／８であれば（ステップＳ９０３，Ｙｅｓ）、デューティ設定レジスタ５２０に設定された値（ＰＷＭ＿Ｖデューティ設定値）を１００ｈｅｘ減算し（ステップＳ９０４）、処理を終了する。
一方、ＡＤＣ検出値＞目標電圧値×１／８であれば（ステップＳ９０３，Ｎｏ）、ステップＳ９０５を実行する。
【０１２２】
電圧制御部２４０は、ＡＤＣ検出値が目標電圧値の１／４以下か否かを判定する（ステップＳ９０５）。ＡＤＣ検出値≦目標電圧値×１／４であれば（ステップＳ９０５，Ｙｅｓ）、デューティ設定レジスタ５２０に設定された値（ＰＷＭ＿Ｖデューティ設定値）を４０ｈｅｘ減算し（ステップＳ９０６）、処理を終了する。
一方、ＡＤＣ検出値＞目標電圧値×１／４であれば（ステップＳ９０５，Ｎｏ）、ステップＳ９０７を実行する。
【０１２３】
電圧制御部２４０は、ＡＤＣ検出値が目標電圧値の１／２以下か否かを判定する（ステップＳ９０７）。ＡＤＣ検出値≦目標電圧値×１／２であれば（ステップＳ９０７，Ｙｅｓ）、デューティ設定レジスタ５２０に設定された値（ＰＷＭ＿Ｖデューティ設定値）を２０ｈｅｘ減算し（ステップＳ９０８）、処理を終了する。
一方、ＡＤＣ検出値＞目標電圧値×１／２であれば（ステップＳ９０７，Ｎｏ）、ステップＳ９０９を実行する。
【０１２４】
電圧制御部２４０は、ＡＤＣ検出値が目標電圧値の３／４以下か否かを判定する（ステップＳ９０９）。ＡＤＣ検出値≦目標電圧値×３／４であれば（ステップＳ９０９，Ｙｅｓ）、デューティ設定レジスタ５２０に設定された値（ＰＷＭ＿Ｖデューティ設定値）を１０ｈｅｘ減算し（ステップＳ９１０）、処理を終了する。
一方、ＡＤＣ検出値＞目標電圧値×３／４であれば（ステップＳ９０９，Ｎｏ）、ステップＳ９１１を実行する。
【０１２５】
電圧制御部２４０は、ＡＤＣ検出値が目標電圧値の７／８以下か否かを判定する（ステップＳ９１１）。ＡＤＣ検出値≦目標電圧値×７／８であれば（ステップＳ９１１，Ｙｅｓ）、デューティ設定レジスタ５２０に設定された値（ＰＷＭ＿Ｖデューティ設定値）を８ｈｅｘ減算し（ステップＳ９１２）、処理を終了する。
一方、ＡＤＣ検出値＞目標電圧値×７／８であれば（ステップＳ９１１，Ｎｏ）、デューティ設定レジスタ５２０に設定された値（ＰＷＭ＿Ｖデューティ設定値）を１ｈｅｘ減算し（ステップＳ９１３）、処理を終了する。
【０１２６】
以上説明した図１２〜図１５に示すフローチャートは、１色分の処理であり、４色それぞれで同様の処理か行われる。
また、目標電圧値の１／１６、１／８、１／４、１／２、３／４、７／８のそれぞれの決定値は予め計算され、記憶部２１５（図２）に記憶されていてもよい。
【０１２７】
以上説明した処理により、負荷によらず４色の転写バイアス共に目標電圧に制御される。第１の実施形態においては１０００Ｖ以下での制御分解能が低くなっているが、制御電圧範囲は１０００〜７０００Ｖを想定している。構成によって制御電圧範囲をさらに低くする場合等は駆動周波数切替を増して低い昇圧比を追加する。もしくは供給電圧を２４Ｖより低い電圧を選択する等により対応可能である。
【０１２８】
図７の特性は長さ３２ｍｍの圧電トランスのものであり、圧電トランスの種類によって当然異なってくる。また製造時のバラツキにより若干異なってくる。ゆえに４つの圧電トランスの特性が図１９の模式図に示すような特性であった場合に実線の最も周波数特性が低い値を図７のテーブル値として保持すればよい。またテーブル値は予め高電圧電源装置単体でテストして図７のテーブル値を求めて、マイコンの不揮発性メモリに記憶させてもよい。
【０１２９】
（効果）
以上説明したように。圧電トランスを駆動周波数制御でなく供給電圧制御とすることにより専用ＬＳＩを開発することなく汎用マイコンで圧電トランスの出力制御が可能となった。また駆動周波数範囲を狭くすることが可能となり、高い駆動周波数の昇圧比が低い効率の悪い領域を使用せずに済み、消費電力が低下した。
【０１３０】
《第２の実施形態》
第１の実施形態に係る画像形成装置は、共通のＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆを用いて、４色それぞれの圧電トランス駆動回路１３１０を制御しているが、さらに短時間で負荷の電圧を目標電圧にする必要が生じる場合がある。そこで、第２の実施形態では、各色の圧電トランス駆動回路１３１０をそれぞれ個別に制御する構成とした。
【０１３１】
（構成の説明）
以下に、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態で説明した各図（図１〜図１９）において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
図１および図２については第１の実施形態と同様の構成であるため説明を省略する。第１の実施形態では、図３を用いて、転写バイアス発生部２６３が４色の負荷３１４Ｃ，３１４Ｍ，３１４Ｙ，３１４Ｋ（転写ローラ１１１）に電圧を印加する構成を説明したが、第２の実施形態では、図２０を用いて、帯電バイアス発生部２６１が４色の負荷３２４Ｃ，３２４Ｍ，３２４Ｙ，３２４Ｋ（帯電ローラ１０５）に電圧を印加する構成を説明する。
【０１３２】
図２０は、第２の実施形態に係る画像形成装置が備える、電源装置、およびその周辺部品の構成図である。この電源装置１００Ａは、ＤＣ電源３０８，３１５と、電圧制御部１２４１と、帯電バイアス発生部２６１とで構成される。
【０１３３】
ここで、第１の実施形態では、転写バイアス発生部２６３を構成する、シアン転写バイアス回路３５０Ｃ、マゼンタ転写バイアス回路３５０Ｍ、イエロー転写バイアス回路３５０Ｙ、ブラック転写バイアス回路３５０Ｋには、電圧制御部２４３から、各色共通のＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆが入力されていた。
【０１３４】
この第２の実施形態では、帯電バイアス発生部２６１を構成する、シアン帯電バイアス回路１３５０Ｃ、マゼンタ帯電バイアス回路１３５０Ｍ、イエロー帯電バイアス回路１３５０Ｙ、ブラック帯電バイアス回路１３５０Ｋには、電圧制御部２４３から、各色それぞれ個々のＰＷＭ＿Ｆ信号１３０６Ｆが入力される。
【０１３５】
図２０に示すように、電圧制御部１２４１は、ＰＷＭ＿Ｆポート１３０６ＣからＰＷＭ＿Ｆ信号１３０６Ｃをシアン帯電バイアス回路１３５０Ｃに入力する。
ここで、帯電バイアス発生部２６１は、シアン帯電バイアス回路１３５０Ｃ、マゼンタ帯電バイアス回路１３５０Ｍ、イエロー帯電バイアス回路１３５０Ｙ、およびブ-ラック帯電バイアス回路１３５０Ｋを備えるが、それぞれ同じ構成となるので、以下では、図２１に示すように、シアン帯電バイアス回路１３５０Ｃのみ説明する。
【０１３６】
図２１は、図２０に示す帯電バイアス発生部の具体的な回路構成図である。
図中の回路は１チャンネル分であるが同じ回路が４個、並置される。但し、電圧制御部１２４０については４チャンネルに対して１つである。
第１の実施形態において、共通回路４００を構成していた抵抗１４０１、抵抗１４０２、抵抗１４０３、ＮＰＮトランジスタ１４０４は、第２の実施形態において、圧電トランス駆動回路１３１０に含まれる。すなわち、４チャネルそれぞれで共通回路４００を備える。
また、高耐圧ダイオード１４１８、高耐圧ダイオード１４１９は第１の実施形態に対してアノードとカソードが逆極性に接続されることにより負バイアスを出力する構成となる。抵抗１４２３が１００ｋΩ、抵抗１４２４が３０ｋΩ、抵抗１４２５が２０ＭΩである。
【０１３７】
図２２は第２の実施形態の電圧制御部１２４０のブロック図である。
第１の実施形態の電圧制御部２４０が備える、ＰＷＭ＿Ｆ信号生成部５６１、第１ＰＷＭ＿Ｖ信号生成部５６２、および第２ＰＷＭ＿Ｖ信号生成部５６３の代わりに、第２の実施形態の電圧制御部１２４０は、シアンＰＷＭ＿Ｖ信号生成部１５６１、マゼンタＰＷＭ＿Ｖ信号生成部１５６２、イエローＰＷＭ＿Ｖ信号生成部１５６３、およびブラックＰＷＭ＿Ｖ信号生成部１５６４を備える。
【０１３８】
ここで、第２の実施形態の電圧制御部１２４０は、第１の実施形態と異なり、オシレータ制御レジスタ５０２を備えない。これは、内蔵ＯＳＣ１３０４が駆動周波数の調整を行っていないためである。第１の実施形態では、圧電トランスの昇圧能力を最大限利用する構成としたため、オシレータ制御レジスタ５０２を用いて内蔵ＯＳＣ１３０４が出力する駆動周波数の微調整を行っている。これに対して、第２の実施形態では、圧電トランスの昇圧能力に対して、半分以下の領域を利用する構成としたため、オシレータ制御レジスタ５０２を備えない。
【０１３９】
（動作の説明）
動作については第１の実施形態と異なる部分のみ説明する。
図２０に示すように、第２の実施形態の電圧制御部１２４１は、ＰＷＭ＿Ｖポート１３０５，ＰＷＭ＿Ｆポート１３０６，ＡＤＣ端子１３０７の入出力端子を、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの帯電バイアス発生部２６１に対して各４チャンネルそれぞれ備える。それぞれのＰＷＭ＿Ｖ信号１３０５ＶとＰＷＭ＿Ｆ信号１３０６Ｆとの組は、同周期で設定され、同じ周波数の信号を出力する。
【０１４０】
電圧制御部１２４１は、ＰＷＭ＿Ｖ信号１３０５Ｖのデューティ比を変えることにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３０９の出力を調整することができる。また、ＰＷＭ＿Ｆ信号１３０６Ｆの周期（周波数）を変えることにより圧電トランス１３１１の昇圧比を調整することができる。この時のＰＷＭ＿Ｆ信号１３０６Ｆのオン期間は固定される。
【０１４１】
電圧制御部１２４１は、ＰＷＭ＿Ｖ信号１３０５Ｖの周期はＰＷＭ＿Ｆ信号１３０６Ｆの周期変化と共に可変されることとなるが、それによるデューティ比の変化量は第２の実施形態においてわずかであり、出力変化等に影響を及ぼさない程度である。
出力電圧変換手段３１３は、負の高電圧出力を正の低電圧出力に変換し、ＡＤコンバータ５１０で変換される。負荷（電流負荷）は１０〜１００μＡの範囲である。
【０１４２】
図２１を用いて説明する。
整流回路１３１２Ｃは、ダイオード１４１９と抵抗１４２３との間の負電位を正に反転して、３０／２００３０に降圧する。例えば、−１０００Ｖの出力は＋１．４９８Ｖに変換される。これがＡＤＣ端子１３０７に入力される。出力電圧０Ｖ時のＡＤＣ入力値はほぼ０００ｈｅｘであり、制御極性は第１の実施形態と同様となる。
【０１４３】
図２２を用いて説明する。
デューティ設定レジスタ１５２０、デューティ設定レジスタ１５３０、デューティ設定レジスタ１５４０、デューティ設定レジスタ１５５０には、初期値として０Ｄ０ｈｅｘが設定される。またデューティ設定レジスタ１５２１、デューティ設定レジスタ１５３１、デューティ設定レジスタ１５４１、デューティ設定レジスタ１５５１には、０８０ｈｅｘが設定される。すなわち、１６０〜１７３ｈｅｘの分周比が設定されることに対して、Ｄｕｔｙ（＝Ｄ値）は分周比の３６．４〜３４．５％が設定される。出力特性は図２７に示すグラフのようになり、負荷により周波数特性が異なる。
電圧制御部１２４１は、まず分周比を１６０ｈｅｘから１ずつ増加し、目標電圧値に近づいてからデューティ制御に切り替え、目標電圧値に制御する。それ故、ＤＣ−ＤＣコンバータに入力するＰＷＭ信号も０Ｄ０ｈｅｘのオンデューティ、５６〜５９％を開始条件としている。
【０１４４】
（図２６）
次に図２６を用いて第２の実施形態における高電圧出力制御フローを説明する。
まず、電圧制御部１２４１は、ＰＷＭ周期設定値を１６０ｈｅｘにし、周波数を１１３．６３６４ｋＨｚとする（ステップＳ１００１）。
電圧制御部１２４１は、ＰＷＭ＿Ｆデューティ（すなわち圧電トランス駆動パルスデューティ）を０８０ｈｅｘに設定する（ステップＳ１００２）。
電圧制御部１２４１は、ＰＷＭ＿Ｖデューティ（すなわちＤＣ−ＤＣコンバータスイッチングパルスデューティ）を０Ｄ０ｈｅｘの初期値に設定する（ステップＳ１００３）。
【０１４５】
そして、電圧制御部１２４１は、シリアル信号のＳＣＩ３０２を介してプリンタエンジン制御部２５３から高電圧出力開始の指示を受信したか否かを判定する（ステップＳ１００４）。
高電圧出力開始の指示を受信していれば（ステップＳ１００４，Ｙｅｓ）、ステップＳ１００５を実行する。一方、受信していなければ（ステップＳ１００４，Ｎｏ）、プリンタエンジン制御部２５３から高電圧出力開始の指示を受信するまで、ステップＳ１００４の処理を繰り返す。
【０１４６】
電圧制御部１２４１は、ＰＷＭ制御レジスタの当該ビットを設定し、ＰＷＭ＿Ｖ信号３０５ＶとＰＷＭ＿Ｆ信号３０６Ｆとの双方の出力を同時に開始する（ステップＳ１００５）。ここで、この出力を行う前は、ＰＷＭ＿Ｆ信号３０６ＦはＬ（Ｌｏｗ）で出力し、ＰＷＭ＿Ｖ信号３０５ＶはＨ（Ｈｉｇｈ）で出力している（初期状態）。
【０１４７】
電圧制御部１２４１は、出力電圧変換手段１３１３Ｃからアナログ信号（ＡＤＣ検出値）を受信する（ステップＳ１００６）。このアナログ信号（ＡＤＣ検出値）は、出力電圧変換手段１３１３Ｃを介してフィードバックされる負荷３２４Ｃに印加された帯電バイアスに相当する。
【０１４８】
電圧制御部１２４１は、ＡＤＣ検出値が目標電圧値の７／８より小さいか否かを判定する（ステップＳ１００７）。ＡＤＣ検出値＜目標電圧値×７／８であれば（ステップＳ１００７，Ｙｅｓ）、ＰＷＭ周期設定値に１を加算する（ステップＳ１００８）。例えば、１６０ｈｅｘが設定されている場合には、１を加算して、１６１ｈｅｘとする。そして、ステップＳ１０１２を実行する。
一方、ＡＤＣ検出値≧目標電圧値×７／８であれば（ステップＳ１００７，Ｎｏ）、ステップＳ１００９を実行する。
【０１４９】
電圧制御部１２４１は、ＡＤＣ検出値が目標電圧値より小さいか否かを判定する（ステップＳ１００９）。ＡＤＣ検出値＜目標電圧値であれば（ステップＳ１００９，Ｙｅｓ）、
ＰＷＭ＿Ｖデューティ設定値を１減算し（ステップＳ１０１０）、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０９の出力電圧を上げる。そして、ステップＳ１０１２を実行する。
一方、ＡＤＣ検出値≧目標電圧値であれば（ステップＳ１００９，Ｎｏ）、ＰＷＭ＿Ｖデューティ設定値に１を加算し（ステップＳ１０１１）、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０９出力を下げる。そして、ステップＳ１０１２を実行する。
【０１５０】
次に、電圧制御部１２４１は、シリアル信号のＳＣＩ３０２を介してプリンタエンジン制御部２５３から高電圧出力停止の指示を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０１２）。高電圧出力停止の指示を受信していれば（ステップＳ１０１２，Ｙｅｓ）、ステップＳ１０１３を実行する。一方、受信していなければ（ステップＳ１０１２，Ｎｏ）、ステップＳ１００６に戻る。
【０１５１】
電圧制御部１２４１は、ＰＷＭ＿Ｆ信号１３０６ＣをＰＷＭ＿Ｖポート１３０５ＣからＬ（Ｌｏｗ）で出力し、ＰＷＭ＿Ｖ信号１３０５ＣをＰＷＭ＿Ｆポート１３０７ＣからＨ（Ｈｉｇｈ）を出力する。これにより、シアン帯電バイアス回路１３５０Ｃが負荷３１４Ｃ（帯電ローラ１０５Ｃ）に印加されていた高電圧出力を停止させる。
【０１５２】
（図２４，図２５）
図２４に１００ＭΩ負荷時、駆動周波数が１１２．３５９６ｋＨｚ時のＰＷＭ＿Ｖデューティ変化による出力変化を示す。図２５に１０ＭΩ負荷時、駆動周波数が１１０．１９２８ｋＨｚ時のＰＷＭ＿Ｖデューティ変化による出力変化を示す。
【０１５３】
例えば、目標電圧を−１０００Ｖとし、負荷が１００ＭΩ相当であるとき、図２３で示すように分周値を１６０ｈｅｘから増加させると、１６４ｈｅｘのときに出力電圧が−９４０Ｖとなり、絶対値が目標電圧の７／８を越える。図２４に示すように、ＰＷＭ＿Ｖデューティを０Ｄ０ｈｅｘから暫減させていくと、０Ｃ０〜０Ｂ０ｈｅｘの間で、目標電圧である−１０００Ｖの出力電圧値を得ることができる。
【０１５４】
同様に、負荷１０ＭΩの場合には図２３に示すように１６０ｈｅｘから分周値を増加させると１６Ｂｈｅｘにて出力電圧値−９３０Ｖを得ることができる。図２５に示すように、ＰＷＭ＿Ｖデューティを０Ｄ０ｈｅｘから暫減させていくと、０Ｂ８〜０Ｂ０ｈｅｘの間で、目標電圧である−１０００Ｖの出力電圧値を得ることができる。
【０１５５】
実際の負荷は前記１０〜１００ＭΩ負荷の間のいずれかとなるので前記フローの通り制御することにより目標電圧を得ることが可能となる。また帯電バイアスも−８００〜−１２００Ｖの範囲であるので目標電圧が異なっても同様に制御可能である。
【０１５６】
（効果）
以上説明したように駆動周波数を段階的に粗く変化させた後、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を、スイッチングデューティを可変して出力を調整することにより圧電トランスの昇圧比の高い効率の良い領域を使いつつ、マイコン等の汎用ＰＷＭ出力と低いクロック周波数にて圧電トランスが定電圧制御可能となった。
【０１５７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されず、適宜変更して実施することが可能である。
本発明においては。カラータンデム直接転写方式の画像形成装置として表明したが、モノクロの画像形成装置、カラー中間転写装置にも適用可能であるし、帯電、転写以外のバイアス源にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１５８】
１００  電源装置
２５３  プリンタエンジン制御部
２６３  転写バイアス発生部
３０１  ＲＥＳＥＴ信号
３０２  ＳＣＩ
３０４  内蔵ＯＳＣ
３０５  ＰＷＭ＿Ｖポート
３０５Ｖ（３０５Ｃ，３０５Ｍ，３０５Ｙ，３０５Ｋ）  ＰＷＭ＿Ｖ信号
３０６  ＰＷＭ＿Ｆポート
３０６Ｆ  ＰＷＭ＿Ｆ信号
３０７  ＡＤＣ端子
３０８  ＤＣ電源（２４Ｖ）
３０９  ＤＣ−ＤＣコンバータ
３１０  圧電トランス駆動回路（一次側回路）
３１１  圧電トランス
３１２  整流回路（二次側回路）
３１３  出力電圧変換手段（帰還回路）
３１４  負荷
３１５  ＤＣ電源（３．３Ｖ）
３１６  ＶＤＤ端子
３５０Ｃ  シアン転写バイアス回路
３５０Ｋ  ブラック転写バイアス回路
３５０Ｍ  マゼンタ転写バイアス回路
３５０Ｙ  イエロー転写バイアス回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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