(57)【要約】【課題】信号の干渉によって発生する濃淡の縞の間隔を予め定められた間隔以上としない場合に比べて、信号の干渉によって発生する濃淡の縞の顕在化を抑制した画像形成装置などを提供する。【解決手段】画像形成装置のバイアス電源装置１００は、二次巻線から交流出力信号Ｓ３８を出力するトランス１２０８と、変調出力信号Ｓ３４に基づいてスイッチ素子をスイッチングさせてトランス１２０８の一次巻線に電流を供給するスイッチ回路１２０６と、交流出力信号Ｓ３８の周波数を設定する周波数設定信号Ｓ３３及び変調信号Ｓ１１を受信して変調出力信号Ｓ３４を生成する変調回路１２０４と、を備え、変調信号Ｓ１１及び交流出力信号Ｓ３８の各周波数は、変調信号Ｓ１１と交流出力信号Ｓ３８の高調波との干渉によって記録用紙上に発生する濃淡の縞の間隔が予め定められた間隔以上となるように設定されている。【選択図】図２
2018023234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像保持体と、
前記像保持体を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段により帯電された前記像保持体を露光し、当該像保持体に静電潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段により露光され前記像保持体に形成された前記静電潜像を現像する現像手段と、
前記現像された画像を被転写体に転写する転写手段とを、備え、
前記帯電手段及び前記現像手段の少なくとも一方は、交流と直流とを重畳した電界を用い、当該電界は、
一次巻線と二次巻線とを有し、当該一次巻線に電流が供給されることにより、当該二次巻線から交流出力信号を出力するトランスと、
スイッチ素子を有し、受信した変調出力信号に基づいて当該スイッチ素子をスイッチングさせて前記トランスの前記一次巻線に電流を供給するスイッチ回路と、
前記交流出力信号の周波数を設定する周波数設定信号と、変調信号とを受信してパルス幅変調された前記変調出力信号を生成する変調回路と、を備えたバイアス電源によって生成され、
前記変調信号及び前記交流出力信号の各周波数は、当該変調信号と当該交流出力信号の高調波との干渉によって前記被転写体上に発生する濃淡の縞の間隔が予め定められた間隔以上になるように設定されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
受信した基準信号を分周して前記交流出力信号の周波数を設定する第１の分周器と、
前記基準信号を分周して前記変調信号の周波数を設定する第２の分周器と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記変調信号と前記交流出力信号の高調波との干渉によって前記被転写体上に発生する濃淡の縞の間隔における前記予め定められた間隔は、１０ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
一次巻線と二次巻線とを有し、当該一次巻線に電流が供給されることにより、当該二次巻線から交流出力信号を出力するトランスと、
スイッチ素子を有し、受信した変調出力信号に基づいて当該スイッチ素子をスイッチングさせて前記トランスの前記一次巻線に電流を供給するスイッチ回路と、
前記交流出力信号の周波数を設定する周波数設定信号と、変調信号とを受信してパルス幅変調された前記変調出力信号を生成する変調回路と、を備え、
前記変調信号及び前記交流出力信号の各周波数は、当該変調信号と当該交流出力信号の高調波との干渉周波数が、予め定められた周波数以下になるように設定されている
ことを特徴とするバイアス電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及びバイアス電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の備える電源装置に、高周波変調方式、所謂Ｄ級アンプ方式の交流高電圧電源装置が用いられるようになってきた。高周波変調方式の交流電源装置はＢ級アンプ方式と比較してトランジスタの飽和領域での動作が可能となり損失が小さいため、省エネルギー化及び小型化に有効である。
【０００３】
特許文献１には、共振周波数信号の周波数を出力信号周波数信号の周波数の整数倍とすることで、出力変動を抑制する高圧電源装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５５５２９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、高周波変調方式は、スイッチ素子のスイッチングに用いる変調信号と出力される交流出力信号との干渉によって出力が変動することにより、濃淡の縞（濃度ムラ）が顕在化するおそれがある。しかし、周波数設定上、整数倍に設定しづらい場合が多い。
本発明の目的は、信号の干渉によって発生する濃淡の縞の間隔を予め定められた間隔以上としない場合に比べて、信号の干渉によって発生する濃淡の縞の顕在化を抑制した画像形成装置などを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、像保持体と、前記像保持体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段により帯電された前記像保持体を露光し、当該像保持体に静電潜像を形成する露光手段と、前記露光手段により露光され前記像保持体に形成された前記静電潜像を現像する現像手段と、前記現像された画像を被転写体に転写する転写手段とを、備え、前記帯電手段及び前記現像手段の少なくとも一方は、交流と直流とを重畳した電界を用い、当該電界は、一次巻線と二次巻線とを有し、当該一次巻線に電流が供給されることにより、当該二次巻線から交流出力信号を出力するトランスと、スイッチ素子を有し、受信した変調出力信号に基づいて当該スイッチ素子をスイッチングさせて前記トランスの前記一次巻線に電流を供給するスイッチ回路と、前記交流出力信号の周波数を設定する周波数設定信号と、変調信号とを受信してパルス幅変調された前記変調出力信号を生成する変調回路と、を備えたバイアス電源によって生成され、前記変調信号及び前記交流出力信号の各周波数は、当該変調信号と当該交流出力信号の高調波との干渉によって前記被転写体上に発生する濃淡の縞の間隔が予め定められた間隔以上になるように設定されていることを特徴とする画像形成装置である。
請求項２に記載の発明は、受信した基準信号を分周して前記交流出力信号の周波数を設定する第１の分周器と、前記基準信号を分周して前記変調信号の周波数を設定する第２の分周器と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
請求項３に記載の発明は、前記変調信号と前記交流出力信号の高調波との干渉によって前記被転写体上に発生する濃淡の縞の間隔における前記予め定められた間隔は、１０ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置である。
請求項４に記載の発明は、一次巻線と二次巻線とを有し、当該一次巻線に電流が供給されることにより、当該二次巻線から交流出力信号を出力するトランスと、スイッチ素子を有し、受信した変調出力信号に基づいて当該スイッチ素子をスイッチングさせて前記トランスの前記一次巻線に電流を供給するスイッチ回路と、前記交流出力信号の周波数を設定する周波数設定信号と、変調信号とを受信してパルス幅変調された前記変調出力信号を生成する変調回路と、を備え、前記変調信号及び前記交流出力信号の各周波数は、当該変調信号と当該交流出力信号の高調波との干渉周波数が、予め定められた周波数以下になるように設定されていることを特徴とするバイアス電源装置である。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、信号の干渉によって発生する濃淡の縞の間隔を予め定められた間隔以上としない場合に比べて、干渉によって発生する濃淡の縞の顕在化が抑制できる。
請求項２の発明によれば、基準信号を分周しない場合に比べて、干渉周波数の変動が抑制できる。
請求項３の発明によれば、濃淡の縞の間隔が１０ｍｍ未満である場合に比べて、干渉によって発生する濃淡の縞の顕在化が抑制できる。
請求項４の発明によれば、信号の干渉周波数を予め定められた周波数以下としない場合に比べて、適用された画像形成装置において干渉によって発生する濃淡の縞の顕在化が抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成の一例を示す図である。
【図２】帯電バイアス電源ユニット及び波形設定部を備えるバイアス電源装置のブロック構成の一例を説明する図である。
【図３】帯電バイアス電源ユニットの回路構成の一例を示す図である。
【図４】本実施の形態における波形設定部の一例を示す回路図、クロック信号及び変調信号の波形を示す図である。（ａ）は、波形設定部の回路図、（ｂ）は、クロック信号及び変調信号の波形である。
【図５】本実施の形態における帯電バイアス電源ユニットの動作を説明するタイムチャートである。
【図６】交流出力信号、変調信号及び交流出力信号と変調信号との干渉周波数の関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜画像形成装置１＞
図１は、本実施の形態が適用される画像形成装置１の全体構成の一例を示す図である。図１に示す画像形成装置１は、一般にタンデム型と呼ばれる画像形成装置である。この画像形成装置１は、各色の画像データに対応して画像形成を行なう画像形成プロセス部１０、画像形成プロセス部１０を制御する画像出力制御部３０、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２や画像読取装置３に接続され、これらから受信された画像データに対して予め定められた画像処理を施す画像処理部４０を備える。
【００１０】
画像形成プロセス部１０は、予め定められた間隔を置いて並列的に配置される複数の画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを備える。画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋをそれぞれ区別しないときは、画像形成ユニット１１と表記する。
画像形成ユニット１１Ｋは、静電潜像を形成してトナー像を保持する感光体ドラム１２Ｋ、感光体ドラム１２Ｋの表面を予め定められた電圧（帯電バイアス（帯電電界））に帯電する帯電ロール１３Ｋ、帯電ロール１３Ｋによって帯電された感光体ドラム１２Ｋを露光するプリントヘッド１４Ｋ、プリントヘッド１４Ｋによって得られた静電潜像を現像する現像器１５Ｋを備える。
さらに、帯電ロール１３Ｋには感光体ドラム１２Ｋを帯電するための帯電バイアスを供給する帯電バイアス電源ユニット１３ａＫが、現像器１５Ｋには現像器１５Ｋに予め定められた電圧（現像バイアス（現像電界））を供給するための現像バイアス電源ユニット１５ａＫが、それぞれ接続されている。
【００１１】
他の画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃも、同様に構成されている。すなわち、他の画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃでは、画像形成ユニット１１Ｋにおける感光体ドラム１２Ｋ、帯電ロール１３Ｋ、プリントヘッド１４Ｋ、現像器１５Ｋ、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫ、現像バイアス電源ユニット１５ａＫのそれぞれのＫをＹ、Ｍ、Ｃに置き換えればよい。これらをそれぞれ区別しないときは、感光体ドラム１２、帯電ロール１３、プリントヘッド１４、現像器１５、帯電バイアス電源ユニット１３ａ、現像バイアス電源ユニット１５ａと表記する。
ただし、現像器１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃは、収納されたトナーが異なる。これにより、画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。
ここで、帯電ロール１３は帯電手段の一例、感光体ドラム１２は像保持体の一例、プリントヘッド１４は露光手段の一例、現像器１５は現像手段の一例である。
【００１２】
ここで、帯電ロール１３は、例えば金属製シャフト表面にエピクロルヒドリンゴム層を形成し、さらにこのエピクロルヒドリンゴム層の表面に酸化錫の導電粉を含有させたポリアミドを厚さ３μｍほどコートしたものである。
さらに、感光体ドラム１２は、例えば金属製の薄肉の円筒形ドラムの表面に有機感光層を形成したもので、有機感光層が負極性に帯電するように構成されている。そして、現像器１５による現像は反転現像方式にて行われる。したがって、現像器１５で使用されるトナーは負極性帯電タイプのものである。
【００１３】
帯電ロール１３に帯電バイアスを供給するために、帯電バイアス電源ユニット１３ａが出力する電圧は、例えば、周波数が２ｋＨｚでピーク・ツー・ピーク値（ｐ−ｐ値）が２ｋＶの交流（ＡＣ）電圧（後述する交流出力電圧Ｖａｃ）に−６００Ｖの直流（ＤＣ）電圧（後述する直流出力電圧Ｖｄｃ）を重畳したものである。
また、現像器１５に現像バイアスを供給するために、現像バイアス電源ユニット１５ａが出力する電圧は、例えば、周波数が８ｋＨｚでｐ−ｐ値が１ｋＶのＡＣ電圧に−５００ＶのＤＣ電圧が重畳されたものである。
【００１４】
本実施の形態における帯電バイアス電源ユニット１３ａ及び現像バイアス電源ユニット１５ａは、後述するようにスイッチ素子をスイッチング（オンオフ）させて交流又は直流の高電圧の出力電力を得る高周波変調方式（Ｄ級アンプ方式）のスイッチング電源である。
高周波変調方式のスイッチング電源は省エネルギー化に有効なものとなっている。
【００１５】
また、画像形成装置１は、各画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋにて形成された各色のトナー像を被転写体の一例としての記録用紙に多重転写させるために、この記録用紙を搬送する用紙搬送ベルト２１と、用紙搬送ベルト２１を駆動させるロールである駆動ロール２２と、感光体ドラム１２のトナー像を記録用紙に転写させる転写手段の一例としての転写ロール２３と、記録用紙にトナー像を定着させる定着器２４とを備える。
【００１６】
この画像形成装置１において、画像形成プロセス部１０は、画像出力制御部３０から供給される各種の制御信号に基づいて画像形成動作を行う。そして、画像出力制御部３０による制御の下で、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）２や画像読取装置３から受信した画像データは、画像処理部４０によって画像処理が施され、各画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに供給される。そして、例えば黒（Ｋ）色の画像形成ユニット１１Ｋでは、感光体ドラム１２Ｋが矢印Ａ方向に回転しながら、帯電ロール１３Ｋにより予め定められた帯電バイアスに帯電され、画像処理部４０から供給された画像データに基づいて発光するプリントヘッド１４Ｋにより露光される。これにより、感光体ドラム１２Ｋ上には、黒（Ｋ）色画像に関する静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム１２Ｋ上に形成された静電潜像は、現像器１５Ｋにより現像され、感光体ドラム１２Ｋ上には黒（Ｋ）色のトナー像が形成される。
【００１７】
ここでは反転現像方式を用いている。感光体ドラム１２Ｋの表面は、帯電バイアス（例えば、ＡＣ電圧が重畳されたＤＣ電圧の−６００Ｖ）に帯電されている。プリントヘッド１４Ｋにより画像が書き込まれると、感光体ドラム１２Ｋ表面の電気導電率が大きくなり、プリントヘッド１４Ｋにより光が照射された部分の電圧が、例えば−６００Ｖから−２００Ｖになる。一方、トナーを収納する現像器１５Ｋには、現像バイアス（例えば、ＡＣ電圧が重畳されたＤＣ電圧の−５００Ｖ）が供給されている。すると、負極性帯電タイプのトナーは、感光体ドラム１２Ｋの表面の電圧が−２００Ｖの部分に付着する。このようにして、各色のトナー像が形成される。
画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃにおいても、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色トナー像が形成される。
【００１８】
各画像形成ユニット１１で形成された各色トナー像は、矢印Ｂ方向に移動する用紙搬送ベルト２１の移動に伴って供給された記録用紙に、転写ロール２３に印加された転写電界（転写バイアス）により、順次静電転写され、記録用紙上に各色トナーが重畳された合成トナー像が形成される。
その後、合成トナー像が静電転写された記録用紙は、定着器２４まで搬送される。定着器２４に搬送された記録用紙上の合成トナー像は、定着器２４によって熱及び圧力による定着処理を受けて記録用紙上に定着され、画像形成装置１から排出される。
【００１９】
なお、図１に示した画像形成装置１は、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）に対応する画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを備えるとした。画像形成装置１は、一つの画像形成ユニット１１を備えたものであってもよい。また、画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）以外の色の画像形成ユニット１１を備えていてもよい。
【００２０】
＜バイアス電源装置１００＞
［バイアス電源装置１００のブロック構成］
ここでは、バイアス電源装置１００は、一例として帯電バイアス電源ユニット１３ａＫ及び波形設定部６０を備えるとする。
バイアス電源装置１００は、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫの代わりに、他の帯電バイアス電源ユニット１３ａＹ、１３ａＭ、１３ａＣのいずれかを備えるとしてもよい。また、バイアス電源装置１００は、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫの代わりに、現像バイアス電源ユニット１５ａＫ、１５ａＹ、１５ａＭ、１５ａＣのいずれかを備えるとしてもよい。すなわち、バイアス電源装置１００は、帯電バイアス電源ユニット１３ａと現像バイアス電源ユニット１５ａとを置き換えても、同様に動作する。
【００２１】
図２は、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫ及び波形設定部６０を備えるバイアス電源装置１００のブロック構成の一例を説明する図である。なお、図２には、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫを制御する画像出力制御部３０、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫの負荷となる帯電ロール１３Ｋ、分周器７１、７２を表記している。
【００２２】
帯電バイアス電源ユニット１３ａＫは、交流出力部１２００と直流出力部１２５０とを備える。
画像出力制御部３０は、基準信号Ｓ０を生成する基準信号生成回路（発信源）３１を備える。基準信号生成回路３１は、基準信号Ｓ０を、分周器７１、７２に送信する。
画像出力制御部３０は、交流出力部１２００の後述するアナログ電圧変換回路１２０１に交流電流設定信号Ｓ３を送信し、直流出力部１２５０に直流電圧設定信号Ｓ４を送信する。
【００２３】
分周器７１は、基準信号Ｓ０を予め定められた分周比で分周したクロック信号Ｓ０１を、交流出力部１２００の後述する第１ローパスフィルタ１２０３に送信する。
また、分周器７２は、基準信号Ｓ０を予め定められた他の分周比で分周したクロック信号Ｓ０２を、波形設定部６０に送信する。
波形設定部６０は、クロック信号Ｓ０２を基に変調信号Ｓ１１を設定（生成）し、交流出力部１２００の後述する変調回路１２０４に送信する。
なお、分周器７１、７２の分周比は、画像出力制御部３０により設定される。
分周器７１が第１の分周器の一例であり、分周器７２が第２の分周器の一例である。
【００２４】
基準信号Ｓ０、クロック信号Ｓ０１、Ｓ０２は、デューティ比が５０％の矩形波信号である。また、変調信号Ｓ１１は、例えば三角波信号である。
【００２５】
画像形成装置１は、画像出力制御部３０により、基準信号生成回路３１が生成する基準信号Ｓ０を基準にして動作するように制御される。そして、バイアス電源装置１００も、画像出力制御部３０の基準信号生成回路３１が生成する基準信号Ｓ０を基準にして動作する。つまり、画像出力制御部３０の基準信号生成回路３１が生成する基準信号Ｓ０は、画像形成装置１の動作を制御する源振である。
【００２６】
次に、バイアス電源装置１００のブロック構成を詳細に説明する。
交流出力部１２００及び直流出力部１２５０は、共にスイッチ素子をスイッチング（オンオフ）することにより高電圧の出力電力を発生するスイッチング電源である。なお、図２では、一例として、交流出力部１２００は他励方式、直流出力部１２５０は自励方式であるとする。
【００２７】
帯電バイアス電源ユニット１３ａＫの交流出力部１２００は、アナログ電圧変換回路１２０１、増幅回路１２０２、第１ローパスフィルタ１２０３、変調回路１２０４、駆動回路１２０５、スイッチ回路１２０６、第２ローパスフィルタ１２０７、トランス１２０８、交流電流検出回路１２０９、交流電圧検出回路１２１０を備える。
なお、図２では、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫの直流出力部１２５０については、ブロック構成の表記を省略している（後述する図３参照。）。
【００２８】
以下では、交流出力部１２００の構成を、信号の送受信の関係及び動作の概要とで説明する。
アナログ電圧変換回路１２０１は、画像出力制御部３０から交流電流設定信号Ｓ３を受信する。交流電流設定信号Ｓ３は、パルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）された信号であって、デューティ比によりトランス１２０８が出力する交流（正弦波）電流Ｉａｃの値を設定する。このデューティ比は、例えば、３％〜１００％である。
そして、アナログ電圧変換回路１２０１は、受信した交流電流設定信号Ｓ３のデューティ比に対応した電圧の信号（以下、アナログ電圧信号Ｓ３１と表記する。）を生成し、増幅回路１２０２に送信する。
【００２９】
増幅回路１２０２は、アナログ電圧変換回路１２０１からアナログ電圧信号Ｓ３１と、交流電流検出回路１２０９から検出信号Ｓ５１とを受信する。なお、交流電流検出回路１２０９については後述する。
そして、増幅回路１２０２は、アナログ電圧信号Ｓ３１の電圧と検出信号Ｓ５１の電圧との差を増幅し、誤差増幅信号Ｓ３２を生成し送信する。
【００３０】
第１ローパスフィルタ１２０３は、クロック信号Ｓ０１と、増幅回路１２０２が出力する誤差増幅信号Ｓ３２とを受信する。そして、第１ローパスフィルタ１２０３は、クロック信号Ｓ０１から交流成分を取り出すとともに、ローパスフィルタにより高周波成分を遮断した周波数設定信号Ｓ３３を生成し、送信する。なお、この周波数設定信号Ｓ３３は、正弦波に近い波形になっている。そして、その振幅（ｐ−ｐ値）は、誤差増幅信号Ｓ３２によって設定される。
【００３１】
周波数設定信号Ｓ３３の周波数は、トランス１２０８が出力する交流出力信号Ｓ３８の周波数を設定する。なお、交流出力信号Ｓ３８は、交流出力電圧Ｖａｃ、交流出力電流Ｉａｃである。
周波数設定信号Ｓ３３は、デューティ比５０％の矩形波信号であるクロック信号Ｓ０１から正弦波成分を取り出した信号であるので、周波数設定信号Ｓ３３の周波数は、クロック信号Ｓ０１の繰り返し周波数である。
【００３２】
変調回路１２０４は、第１ローパスフィルタ１２０３から周波数設定信号Ｓ３３を、波形設定部６０から変調信号Ｓ１１を受信する。
そして、変調回路１２０４は、周波数設定信号Ｓ３３の電圧と変調信号Ｓ１１の電圧とを比較し、変調信号Ｓ１１の電圧が周波数設定信号Ｓ３３の電圧より大きい期間と小さい期間とで電圧が異なる変調出力信号Ｓ３４を生成し、駆動回路１２０５に送信する。後述するように、変調出力信号Ｓ３４は、変調信号Ｓ１１の電圧と周波数設定信号Ｓ３３との電圧差によってパルス幅が設定されるＰＷＭ信号となる。
【００３３】
駆動回路１２０５は、変調回路１２０４から変調出力信号Ｓ３４を受信し、スイッチ回路１２０６を駆動する駆動信号Ｓ３５に変換して、駆動信号Ｓ３５をスイッチ回路１２０６に送信する。駆動信号Ｓ３５も後述するようにＰＷＭ信号である。
スイッチ回路１２０６は、後述するように２つの電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２をスイッチ素子として備える（後述する図３参照）。駆動信号Ｓ３５は、ＰＷＭ信号であって、スイッチ回路１２０６の電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２が、交互にオンオフを繰り返す（スイッチングする）。これにより、スイッチ回路１２０６が第２ローパスフィルタ１２０７に送信するスイッチ出力信号Ｓ３６は、駆動信号Ｓ３５に追従したＰＷＭ信号となる。
【００３４】
第２ローパスフィルタ１２０７は、スイッチ回路１２０６から受信したスイッチ出力信号Ｓ３６の高周波成分を遮断して正弦波信号Ｓ３７を生成し、トランス１２０８に送信する。なお、後述するように、正弦波信号Ｓ３７は、完全な正弦波ではなく、波形に変動（凹凸又はギザギザ）を有している。
【００３５】
トランス１２０８は、一次巻線と二次巻線とを有し、一次巻線は第２ローパスフィルタ１２０７から正弦波信号Ｓ３７を受信する。トランス１２０８の二次巻線は、巻線比（一次巻線と二次巻線との巻線比）で設定される交流出力電圧Ｖａｃ（交流出力電流Ｉａｃ）の交流出力信号Ｓ３８を出力する。
【００３６】
なお、交流出力信号Ｓ３８（交流出力電圧Ｖａｃ（交流出力電流Ｉａｃ））は、直流出力部１２５０が出力する直流出力電圧Ｖｄｃ（直流出力電流Ｉｄｃ）と重畳されて出力電圧Ｖｏ（出力電流Ｉｏ）となって、感光体ドラム１２Ｋを帯電する帯電ロール１３Ｋに印加される。
【００３７】
交流電流検出回路１２０９は、帯電ロール１３Ｋを介して、感光体ドラム１２Ｋに流れる交流出力電流Ｉａｃを検知（モニタ）し、交流出力電流Ｉａｃに比例するように変換した直流電圧の検出信号Ｓ５１を増幅回路１２０２に送信する。
交流電圧検出回路１２１０は、帯電ロール１３Ｋに印加される交流出力電圧Ｖａｃを検知（モニタ）し、交流出力電圧Ｖａｃに比例するように変換した直流電圧の検出信号Ｓ５２を送信する。
【００３８】
図２においては、増幅回路１２０２は、交流電流検出回路１２０９から検出信号Ｓ５１を受信し、交流電流設定信号Ｓ３によって設定される値と交流出力電流Ｉａｃとの差が小さくなるようにフィードバック制御（電流制御）する。すなわち、交流出力電流Ｉａｃが交流電流設定信号Ｓ３によって設定される値より大きい場合には、交流出力電圧Ｖａｃを小さくするように制御し、交流出力電流Ｉａｃが交流電流設定信号Ｓ３によって設定される値より小さい場合には、交流出力電圧Ｖａｃを大きくするように制御する。
【００３９】
なお、図２では、交流電圧検出回路１２１０が送信する検出信号Ｓ５２は、いずれにも受信されていない。増幅回路１２０２が、交流電流検出回路１２０９の送信する検出信号Ｓ５１の代わりに、検出信号Ｓ５２を受信してもよい。この場合、交流出力電圧Ｖａｃが予め定められた値より大きい場合には、交流出力電圧Ｖａｃを小さくするように制御し、交流出力電圧Ｖａｃが予め定められた値より小さい場合には、交流出力電圧Ｖａｃを大きくするように制御する。
すなわち、交流電圧検出回路１２１０の検出信号５２を過電圧制御に用いてもよい。
【００４０】
バイアス電源装置１００が、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫの代わりに、現像バイアス電源ユニット１５ａＫ（他の現像バイアス電源ユニット１５ａＹ、１５ａＭ、１５ａＣのいずれであってもよい。）を備える場合には、交流出力電流Ｉａｃの代わりに、交流出力電圧Ｖａｃをフィードバックによって制御することがよい。
すなわち、画像形成装置１において、帯電バイアスは、電流が予め定められた値に維持されることがよく、現像バイアスは、電圧が予め定められた値に維持されることがよい。
以下では、交流電圧検出回路１２１０についての説明を省略する。
【００４１】
ここでは、バイアス電源装置１００は、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫ、波形設定部６０を備えるとした。帯電バイアス電源ユニット１３ａＫ、波形設定部６０は、それぞれが個別の回路基板上に構成されていてもよく、一枚（一個）の回路基板上に構成されていてもよい。また、分周器７１、７２が、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫ、波形設定部６０が構成された回路基板上に構成されていてもよい。
一方、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫが、一枚（一個）の回路基板上に構成されず、複数の回路基板に構成されてもよい。
【００４２】
ここでは、バイアス電源装置１００は、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫ及び波形設定部６０を備えるとしたが、バイアス電源装置１００は、波形設定部６０を備えず、波形設定部６０がバイアス電源装置１００の外部に設けられているとしてもよい。
また、バイアス電源装置１００の外側に分周器７１、７２を設けたが、バイアス電源装置１００が分周器７１、７２を備えてもよい。
ここでは、波形設定部６０及び分周器７１、７２は、すべての帯電バイアス電源ユニット１３ａ（ここでは、帯電バイアス電源ユニット１３ａＹ、１３ａＭ、１３ａＣ、１３ａＫ）に共通に設けられてもよく、帯電バイアス電源ユニット１３ａ毎又は帯電バイアス電源ユニット１３ａが複数の組に分けられた組毎に設けられてもよい。
さらに、画像出力制御部３０が基準信号Ｓ０を生成する基準信号生成回路３１を備えるとしたが、複数の基準信号生成回路３１を設け、それぞれの基準信号Ｓ０を、帯電バイアス電源ユニット１３ａ毎、又は、帯電バイアス電源ユニット１３ａが複数の組に分けられた組毎に供給してもよい。
【００４３】
［帯電バイアス電源ユニット１３ａＫの回路構成］
図３は、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫの回路構成の一例を示す図である。
なお、図３における各ブロックは、説明を容易にするため、図２と異なるように配置されている。また、各ブロックの配置は、模式的であって、この配置に限定されない。
また、図３に示す帯電バイアス電源ユニット１３ａＫの回路構成は、一例であって他の回路構成であってもよく、他の部品（誤差増幅器、比較器、バッファ、抵抗、コンデンサなど）や他の回路をさらに含んでいてもよい。
【００４４】
図３では、直流出力部１２５０の各ブロックの一例及びこれらの各ブロックの回路構成の一例も示している。
【００４５】
（交流出力部１２００）
まず、交流出力部１２００を説明する。
アナログ電圧変換回路１２０１は、バッファＢ１、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、コンデンサＣ１を備える。
アナログ電圧変換回路１２０１の入力端子は、抵抗Ｒ１の一方の端子であって、画像出力制御部３０から交流電流設定信号Ｓ３を受信する。抵抗Ｒ１の他方の端子は、バッファＢ１の入力端子に接続されている。また、バッファＢ１の入力端子は、抵抗Ｒ２の一方の端子に接続されている。抵抗Ｒ２の他方の端子は接地（接地電圧ＧＮＤ）されている。
バッファＢ１の出力端子は、抵抗Ｒ３の一方の端子に接続されている。抵抗Ｒ３の他方の端子は、アナログ電圧変換回路１２０１の出力端子であって、アナログ電圧信号Ｓ３１を送信する。さらに、抵抗Ｒ３の他方の端子は、コンデンサＣ１の一方の端子に接続されている。そして、コンデンサＣ１の他方の端子は接地（接地電圧ＧＮＤ）されている。
また、バッファＢ１は、基準電圧Ｖｒｅｆ１と接地電圧ＧＮＤとが供給されている。
【００４６】
アナログ電圧変換回路１２０１がＰＷＭ信号である交流電流設定信号Ｓ３を受信すると、コンデンサＣ１は基準電圧Ｖｒｅｆ１と接地電圧ＧＮＤの間の電圧に充電される。この電圧は、交流電流設定信号Ｓ３のデューティ比で決まる。これにより、ＰＷＭ信号である交流電流設定信号Ｓ３が直流電圧のアナログ電圧信号Ｓ３１に変換される。
【００４７】
増幅回路１２０２は、誤差増幅器Ａｍｐ１、抵抗Ｒ４、Ｒ５、コンデンサＣ２を備える。
誤差増幅器Ａｍｐ１の非反転入力端子（以下では、＋入力端子と表記する。）は、アナログ電圧変換回路１２０１の出力端子である抵抗Ｒ３の他方の端子に接続され、アナログ電圧信号Ｓ３１を受信する。誤差増幅器Ａｍｐ１の反転入力端子（以下では、−入力端子と表記する。）は、抵抗Ｒ５の一方の端子に接続されている。そして、抵抗Ｒ５の他方の端子は、交流電流検出回路１２０９に接続され、検出信号Ｓ５１を受信する。
そして、誤差増幅器Ａｍｐ１の出力端子は、抵抗Ｒ４の一方の端子に接続されている。抵抗Ｒ４の他方の端子は、増幅回路１２０２の出力端子である。
そして、コンデンサＣ２は、誤差増幅器Ａｍｐ１の−入力端子と誤差増幅器Ａｍｐ１の出力端子との間を接続している。
誤差増幅器Ａｍｐ１は、アナログ電圧信号Ｓ３１の電圧と検出信号Ｓ５１との電圧の差を増幅して、誤差増幅信号Ｓ３２を生成する。そして、誤差増幅信号Ｓ３２が、増幅回路１２０２の出力端子である抵抗Ｒ４の他方の端子から、第１ローパスフィルタ１２０３に送信される。
【００４８】
第１ローパスフィルタ１２０３は、誤差増幅器Ａｍｐ２、ｎｐｎトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、抵抗Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、ダイオードＤ１、コンデンサＣ３、Ｃ４、Ｃ５を備える。
抵抗Ｒ６の一方の端子は、第１ローパスフィルタ１２０３の入力端子であって、分周器７１からクロック信号Ｓ０１を受信する（図２参照）。抵抗Ｒ６の他方の端子は、ｎｐｎトランジスタＴｒ１のベース端子に接続されている。ｎｐｎトランジスタＴｒ１のエミッタ端子は接地（接地電圧ＧＮＤ）され、コレクタ端子はｎｐｎトランジスタＴｒ２のベース端子に接続されている。ｎｐｎトランジスタＴｒ２のエミッタ端子は接地（接地電圧ＧＮＤ）され、コレクタ端子はダイオードＤ１のカソード端子に接続されている。そして、ｎｐｎトランジスタＴｒ１のコレクタ端子（ｎｐｎトランジスタＴｒ２のベース端子）には、基準電圧Ｖｒｅｆ２が供給されている。
また、抵抗Ｒ７の一方の端子はｎｐｎトランジスタＴｒ１のベース端子に接続され、他方の端子は接地（接地電圧ＧＮＤ）されている。
ダイオードＤ１のアノード端子は、増幅回路１２０２の出力端子である抵抗Ｒ４の他方の端子に接続されている。また、ダイオードＤ１のアノード端子は、コンデンサＣ３の一方の端子に接続されている。
【００４９】
コンデンサＣ３の他方の端子は、抵抗Ｒ８の一方の端子と抵抗Ｒ９の一方の端子に接続されている。抵抗Ｒ８の他方の端子は、誤差増幅器Ａｍｐ２の−入力端子に接続されるとともに、コンデンサＣ４の一方の端子に接続されている。コンデンサＣ４の他方の端子は、誤差増幅器Ａｍｐ２の出力端子に接続されている。また、抵抗Ｒ９の他方の端子も誤差増幅器Ａｍｐ２の出力端子に接続されている。誤差増幅器Ａｍｐ２の出力端子はコンデンサＣ５及び抵抗Ｒ１０を介して接地（接地電圧ＧＮＤ）される。なお、誤差増幅器Ａｍｐ２の出力端子は、第１ローパスフィルタ１２０３の出力端子である。
誤差増幅器Ａｍｐ２の＋入力端子には、基準電圧Ｖｒｅｆ３が供給されている。
【００５０】
ここで、抵抗Ｒ６、Ｒ７は、ｎｐｎトランジスタＴｒ１に過剰な電流が流れることを抑制する。
ｎｐｎトランジスタＴｒ１は入力バッファとして働き、ｎｐｎトランジスタＴｒ２は、ダイオードＤ１とともに、誤差増幅信号Ｓ３２をクロック信号Ｓ０１で変調する。
コンデンサＣ３は、カップリングコンデンサであって、クロック信号Ｓ０１で変調された誤差増幅信号Ｓ３２から交流成分を取り出す。
誤差増幅器Ａｍｐ２、抵抗Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、コンデンサＣ４、Ｃ５はローパスフィルタを構成し、高周波成分を遮断して、正弦波である周波数設定信号Ｓ３３を生成する。
そして、周波数設定信号Ｓ３３が、第１ローパスフィルタ１２０３の出力端子である誤差増幅器Ａｍｐ２の出力端子から、変調回路１２０４に送信される。
なお、周波数設定信号Ｓ３３の振幅（ｐ−ｐ値）は、後述するように、誤差増幅信号Ｓ３２によって設定される。
【００５１】
ここで、図２では表記していない電圧生成回路１２１１を説明する。電圧生成回路１２１１は、変調回路１２０４、駆動回路１２０５、スイッチ回路１２０６、第２ローパスフィルタ１２０７に電源電圧Ｖｓ（例えば２４Ｖ）を供給する。この電源電圧Ｖｓは、論理レベルの電圧（後述する図５のローレベル（以下では「Ｌ」と表記する。）及びハイレベル（以下では「Ｈ」と表記する。）における「Ｈ」の電圧、例えば５Ｖ）と異なる。そこで、電圧生成回路１２１１は、電源電圧Ｖｓを生成するために設けられている。
【００５２】
次に、変調回路１２０４を説明する。
変調回路１２０４は、比較器Ｃｍｐを備える。比較器Ｃｍｐの＋入力端子は、変調信号Ｓ１１を受信する。そして、比較器Ｃｍｐの−入力端子は、第１ローパスフィルタ１２０３の出力端子（誤差増幅器Ａｍｐ２の出力端子）に接続され、周波数設定信号Ｓ３３を受信する。そして、比較器Ｃｍｐの出力端子は、駆動回路１２０５に接続されている。
比較器Ｃｍｐは、周波数設定信号Ｓ３３の電圧と変調信号Ｓ１１の電圧とを比較し、変調信号Ｓ１１の電圧が周波数設定信号Ｓ３３の電圧より大きい期間において、電源電圧Ｖｓとなり、変調信号Ｓ１１が周波数設定信号Ｓ３３より小さい期間において接地電圧ＧＮＤとなる変調出力信号Ｓ３４を生成し、送信する。変調出力信号Ｓ３４は、変調信号Ｓ１１の電圧と周波数設定信号Ｓ３３の電圧との差によって、パルス幅が設定されるＰＷＭ信号となる。
【００５３】
駆動回路１２０５は、ｐｎｐトランジスタＴｒ３、ｎｐｎトランジスタＴｒ４、抵抗Ｒ１１を備える。
抵抗Ｒ１１の一方の端子は、駆動回路１２０５の入力端子であって、変調回路１２０４の比較器Ｃｍｐの出力端子に接続され、変調出力信号Ｓ３４を受信する。そして、抵抗Ｒ１１の他方の端子はｐｎｐトランジスタＴｒ３のベース端子及びｎｐｎトランジスタＴｒ４のベース端子に共通に接続されている。ｐｎｐトランジスタＴｒ３のコレクタ端子は接地（接地電圧ＧＮＤ）され、ｎｐｎトランジスタＴｒ４のコレクタ端子は電源電圧Ｖｓに設定されている。そして、ｐｎｐトランジスタＴｒ３のエミッタ端子とｎｐｎトランジスタＴｒ４のエミッタ端子とは接続されて、駆動回路１２０５の出力端子である。駆動回路１２０５の出力端子は、駆動信号Ｓ３５をスイッチ回路１２０６に送信する。
抵抗Ｒ１１は、ｐｎｐトランジスタＴｒ３及びｎｐｎトランジスタＴｒ４に過剰な電流が流れることを抑制する。
【００５４】
変調出力信号Ｓ３４が接地電圧ＧＮＤであると、ｐｎｐトランジスタＴｒ３がオン且つｎｐｎトランジスタＴｒ４がオフとなって、駆動信号Ｓ３５が接地電圧ＧＮＤになる。変調出力信号Ｓ３４が電源電圧Ｖｓであると、ｐｎｐトランジスタＴｒ３がオフ且つｎｐｎトランジスタＴｒ４がオンとなって、駆動信号Ｓ３５が電源電圧Ｖｓになる。
すなわち、駆動信号Ｓ３５は、変調出力信号Ｓ３４と電圧の大小関係が同じＰＷＭ信号となる。駆動回路１２０５は、スイッチ回路１２０６に駆動のための電流を供給するバッファとして機能する。
【００５５】
スイッチ回路１２０６は、ｎチャネルの電界効果トランジスタＦＥＴ１、ｐチャネルの電界効果トランジスタＦＥＴ２、抵抗Ｒ１２、Ｒ１３を備える。
抵抗Ｒ１２の一方の端子及び抵抗Ｒ１３の一方の端子が共通に接続されて、スイッチ回路１２０６の入力端子となって、駆動回路１２０５から駆動信号Ｓ３５を受信する。抵抗Ｒ１２の他方の端子は電界効果トランジスタＦＥＴ１のゲート端子に接続され、抵抗Ｒ１３の他方の端子は電界効果トランジスタＦＥＴ２のゲート端子に接続されている。電界効果トランジスタＦＥＴ１のソース端子は接地（接地電圧ＧＮＤ）され、電界効果トランジスタＦＥＴ２のソース端子は電源電圧Ｖｓに設定されている。さらに、電界効果トランジスタＦＥＴ１のドレイン端子と電界効果トランジスタＦＥＴ２のドレイン端子とが接続されて、スイッチ回路１２０６の出力端子であって、スイッチ出力信号Ｓ３６を送信する。
【００５６】
駆動信号Ｓ３５が接地電圧ＧＮＤであると、電界効果トランジスタＦＥＴ１がオフ且つ電界効果トランジスタＦＥＴ２がオンとなって、スイッチ回路１２０６のスイッチ出力信号Ｓ３６は電源電圧Ｖｓになる。一方、駆動信号Ｓ３５が電源電圧Ｖｓであると、電界効果トランジスタＦＥＴ１がオン且つ電界効果トランジスタＦＥＴ２がオフとなって、スイッチ出力信号Ｓ３６は接地電圧ＧＮＤになる。すなわち、スイッチ回路１２０６のスイッチ出力信号Ｓ３６は、駆動信号Ｓ３５と電圧の大小関係が逆のＰＷＭ信号になる。
【００５７】
第２ローパスフィルタ１２０７は、インダクタンスＬ、抵抗Ｒ１４、Ｒ１５、コンデンサＣ６、Ｃ７、Ｃ８を備える。
インダクタンスＬの一方の端子は、スイッチ回路１２０６の出力端子に接続され、スイッチ出力信号Ｓ３６を受信する。インダクタンスＬの他方の端子は、トランス１２０８の一次巻線の一方の端子に接続されている。そして、電源電圧Ｖｓと接地電圧ＧＮＤとの間に、抵抗Ｒ１４及び抵抗Ｒ１５が直列に接続されている。その中点（抵抗Ｒ１４と抵抗Ｒ１５との接続点）は、トランス１２０８の一次巻線の他方の端子に接続されている。
そして、コンデンサＣ８は、トランス１２０８の一次巻線の一方の端子と他方の端子との間に接続されている。
インダクタンスＬとコンデンサＣ８とで構成されるＬＣ回路でローパスフィルタが構成されている。
また、コンデンサＣ７は、一方の端子が抵抗Ｒ１４と抵抗Ｒ１５との接続点に接続され、他方の端子が接地されている。コンデンサＣ７は、トランス１２０８の一次巻線の他方の端子の電圧の変動を抑制する。
そして、コンデンサＣ６は、電源電圧Ｖｓと接地電圧ＧＮＤとの間に設けられ、電源電圧Ｖｓの変動を抑制する。
第２ローパスフィルタ１２０７は、ＰＷＭ信号であるスイッチ出力信号Ｓ３６から正弦波を取り出して正弦波信号Ｓ３７を生成し、トランス１２０８に送信する。
【００５８】
トランス１２０８は、一次巻線と二次巻線とを備える。一次巻線が第２ローパスフィルタ１２０７に接続されている。
そして、二次巻線の一方の端子と他方の端子との間にコンデンサＣ９が接続されている。さらに、二次巻線の一方の端子は、抵抗Ｒ２６を介して、帯電ロール１３Ｋに接続されている。二次巻線の他方の端子は、直流出力部１２５０に接続されている。これにより、帯電ロール１３Ｋには、交流出力部１２００が出力する交流出力電圧Ｖａｃ（交流出力電流Ｉａｃ）と直流出力部１２５０が出力する直流出力電圧Ｖｄｃ（直流出力電流Ｉｄｃ）とが重畳された出力電圧Ｖｏ（出力電流Ｉｏ）が印加される。
【００５９】
交流電流検出回路１２０９は、ダイオードＤ２、Ｄ３、抵抗Ｒ１５、コンデンサＣ１０、Ｃ１１を備える。
コンデンサＣ１０の一方の端子は、交流電流検出回路１２０９の入力端子であって、トランス１２０８の二次巻線の他方の端子に接続されている。そして、コンデンサＣ１０の他方の端子は、ダイオードＤ２のカソード端子とダイオードＤ３のアノード端子とに接続されている。ダイオードＤ２のアノード端子は接地されている。ダイオードＤ３のカソード端子は、抵抗Ｒ１５の一方の端子とコンデンサＣ１１の一方の端子とに共通に接続されている。そして、抵抗Ｒ１５の他方の端子及びコンデンサＣ１１の他方の端子は接地されている。
そして、ダイオードＤ３のカソード端子は、交流電流検出回路１２０９の出力端子であって、増幅回路１２０２の抵抗Ｒ５を介して誤差増幅器Ａｍｐ１の−入力端子に接続され、検出信号Ｓ５１を増幅回路１２０２に送信する。
【００６０】
帯電ロール１３Ｋを介して感光体ドラム１２Ｋを帯電するために流れる交流出力電流Ｉａｃは、コンデンサＣ１０を介してダイオードＤ３に入力して、整流される。そして、抵抗Ｒ１５で電圧に変換され、検出信号Ｓ５１となる。
【００６１】
（直流出力部１２５０）
図２では省略した直流出力部１２５０は、図３に示すように、アナログ電圧変換回路１２５１、増幅回路１２５２、制御回路１２５３、スイッチ回路１２５４、トランス１２５５、整流回路１２５６、直流電圧検出回路１２５７を備える。
以下、それぞれの回路を説明する。
【００６２】
アナログ電圧変換回路１２５１は、画像出力制御部３０が送信する直流電圧設定信号Ｓ４を受信する。交流電流設定信号Ｓ３と同様に、この直流電圧設定信号Ｓ４は、ＰＷＭ信号であって、デューティ比により整流回路１２５６が出力する直流出力電圧Ｖｄｃの値を設定する。
アナログ電圧変換回路１２５１は、交流出力部１２００のアナログ電圧変換回路１２０１と同様な回路構成であって、バッファＢ２、抵抗Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、コンデンサＣ１２を備える。
抵抗Ｒ１６の一方の端子は、アナログ電圧変換回路１２５１の入力端子であって、直流電圧設定信号Ｓ４を受信する。そして、抵抗Ｒ１６の他方の端子は、バッファＢ２の入力端子に接続されている。また、バッファＢ２の入力端子は、抵抗Ｒ１７の一方の端子に接続されている。抵抗Ｒ１７の他方の端子は接地（接地電圧ＧＮＤ）されている。
バッファＢ２の出力端子は、抵抗Ｒ１８の一方の端子に接続されている。抵抗Ｒ１８の他方の端子は、アナログ電圧変換回路１２５１の出力端子であって、アナログ電圧信号Ｓ４１を、増幅回路１２５２に送信する。また、抵抗Ｒ１８の他方の端子は、コンデンサＣ１２の一方の端子に接続されている。そして、コンデンサＣ１２の他方の端子は接地されている。
また、バッファＢ２には、基準電圧Ｖｒｅｆ５と接地電圧ＧＮＤとが供給されている。
【００６３】
アナログ電圧変換回路１２５１が、ＰＷＭ信号である直流電圧設定信号Ｓ４を受信すると、コンデンサＣ１２の電圧が、バッファＢ２の電源電圧（Ｈｉｇｈ（ハイ）側の電圧）である基準電圧Ｖｒｅｆ５と基準電圧（Ｌｏｗ（ロー）側の電圧）との間の電圧に放電される。この電圧は、直流電圧設定信号Ｓ４のデューティ比で決まる。これにより、ＰＷＭ信号である直流電圧設定信号Ｓ４が直流電圧のアナログ電圧信号Ｓ４１に変換される。
【００６４】
増幅回路１２５２は、誤差増幅器Ａｍｐ３、抵抗Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２１、Ｒ２２、コンデンサＣ１３を備える。
抵抗Ｒ１９の一方の端子は、増幅回路１２５２の入力端子であって、アナログ電圧変換回路１２５１からアナログ電圧信号Ｓ４１を受信する。そして、抵抗Ｒ１９の他方の端子は、誤差増幅器Ａｍｐ３の−入力端子に接続されている。一方、誤差増幅器Ａｍｐ３の＋入力端子は、抵抗Ｒ２１を介して直流電圧検出回路１２５７に接続され、検出信号Ｓ４２を受信する。
抵抗Ｒ２０及びコンデンサＣ１３は直列接続され、抵抗Ｒ２０のコンデンサＣ１３と接続されていない端子が誤差増幅器Ａｍｐ３の−入力端子に接続されている。そして、コンデンサＣ１３の抵抗Ｒ２０と接続されていない端子が誤差増幅器Ａｍｐ３の出力端子に接続されている。
誤差増幅器Ａｍｐ３の出力端子は、抵抗Ｒ２２の一方の端子に接続されている。抵抗Ｒ２２の他方の端子は、増幅回路１２５２の出力端子であって、誤差増幅器Ａｍｐ３がアナログ電圧信号Ｓ４１と検出信号Ｓ４２と差を増幅した誤差増幅信号Ｓ４３を制御回路１２５３に送信する。
【００６５】
制御回路１２５３は、誤差増幅信号Ｓ４３に基づいて、スイッチ回路１２５４におけるスイッチ素子であるｎｐｎトランジスタＴｒ５をオンにする駆動信号Ｓ４４をスイッチ回路１２５４に送信する。
【００６６】
スイッチ回路１２５４は、スイッチ素子としてｎｐｎトランジスタＴｒ５を備える。ｎｐｎトランジスタＴｒ５のベース端子は、制御回路１２５３に接続され駆動信号Ｓ４４を受信する。また、ｎｐｎトランジスタＴｒ５のベース端子及びコレクタ端子は、トランス１２５５に接続されている。そして、ｎｐｎトランジスタＴｒ５のエミッタ端子は接地（接地電圧ＧＮＤ）されている。
ｎｐｎトランジスタＴｒ５の動作は、トランス１２５５の動作とともに後述する。
【００６７】
トランス１２５５は、一次巻線、一次側補助巻線、二次巻線を備える。一次巻線の一方の端子は電源電圧Ｖｓに設定され、他方の端子はｎｐｎトランジスタＴｒ５のコレクタ端子に接続されている。一方、一次側補助巻線の一方の端子は、スイッチ回路１２５４のｎｐｎトランジスタＴｒ５のベース端子と制御回路１２５３とに共通に接続されている。一次側補助巻線の他方の端子は接地（接地電圧ＧＮＤ）されている。
トランス１２５５の二次巻線の両端子は、整流回路１２５６に接続されている。
【００６８】
整流回路１２５６は、ダイオードＤ４、抵抗Ｒ２３、コンデンサＣ１４を備える。ダイオードＤ４は、カソード端子がトランス１２５５の二次巻線の一方の端子に接続され、アノード端子が抵抗Ｒ２３の一方の端子とコンデンサＣ１４の一方の端子とに接続されている。抵抗Ｒ２３の他方の端子は、整流回路１２５６の出力端子であって、交流出力部１２００のトランス１２０８の他方の端子に接続されている。また、コンデンサＣ１４の他方の端子は、トランス１２５５の二次巻線の他方の端子に接続されている。
整流回路１２５６は、二次巻線に誘起される電圧を、負（−）の直流出力電圧Ｖｄｃ（直流出力電流Ｉｄｃ）に変換する。
【００６９】
直流電圧検出回路１２５７は、抵抗Ｒ２４、Ｒ２５、コンデンサＣ１５を備える。
抵抗Ｒ２５とコンデンサＣ１５とは並列接続されている。この並列接続された一方の端子は、抵抗Ｒ２４を介して、整流回路１２５６の出力端子である抵抗Ｒ２３の他方の端子に接続されている。また、抵抗Ｒ２５及びコンデンサＣ１５の並列接続された他方の端子は、整流回路１２５６のコンデンサＣ１４の他方の端子に接続されるとともに、基準電圧Ｖｒｅｆ６に設定されている。
なお、基準電圧Ｖｒｅｆ６は、増幅回路１２５２における誤差増幅器Ａｍｐ３の＋入力端子の電圧が負にならないように設定する。
直流出力電圧Ｖｄｃは抵抗Ｒ２４と抵抗Ｒ２５とで分圧される。よって、直流電圧検出回路１２５７は、抵抗Ｒ２５に現れた電圧を検出（モニタ）し、直流出力電圧Ｖｄｃに比例した検出信号Ｓ４２を、増幅回路１２５２に送信する。
【００７０】
直流出力部１２５０のスイッチ回路１２５４及びトランス１２５５の動作を説明する。
スイッチ回路１２５４が制御回路１２５３からｎｐｎトランジスタＴｒ５をオンにする正（＋）の駆動信号Ｓ４４を受信することにより、ｎｐｎトランジスタＴｒ５がオンになる。すると、トランス１２５５の一次巻線を介して、ｎｐｎトランジスタＴｒ５のコレクタ端子−エミッタ端子間に電流が流れる。
【００７１】
トランス１２５５の一次巻線に電流が流れることで、一次側補助巻線にｎｐｎトランジスタＴｒ５のベース端子の電圧を上昇させる電圧が発生する。これにより、ｎｐｎトランジスタＴｒ５のコレクタ電流が時間とともに増加する。
なお、二次巻線にも電圧が発生するが、ダイオードＤ４の向きが電圧の向きと逆向きであるため、二次巻線には電流が流れない。
【００７２】
ｎｐｎトランジスタＴｒ５は増幅率が有限であるため、コレクタ電流はある値以上に達するとそれ以上には大きくなれず、一次巻線のコアの磁束の変化が止まる。すると、一次巻線には、流れていた方向と同じ方向に電流を流そうとする力が働き、これまでと逆向きの電圧が発生する。これによって、二次巻線にダイオードＤ４の向きと同じ向きの電圧が発生し、二次巻線に電流が流れる。
【００７３】
一方、一次巻線に発生した逆向きの電圧により、一次側補助巻線にも逆向きの電圧が発生し、ｎｐｎトランジスタＴｒ５のベース端子−エミッタ端子間を逆バイアスにする。これにより、ｎｐｎトランジスタＴｒ５がオフする。
ダイオードＤ４に流れる電流が０になると、一次巻線、一次側補助巻線、二次巻線に発生していた電圧が０Ｖになる。これにより、ｎｐｎトランジスタＴｒ５のベース端子−エミッタ端子間が制御回路１２５３からの駆動信号Ｓ４４により、再び正（＋）側に上昇する。これにより、ｎｐｎトランジスタＴｒ５が再びオンになる。
このように、ｎｐｎトランジスタＴｒ５をスイッチング（オンオフ）させることで、オフの期間に二次巻線に流れる電流により直流出力電圧Ｖｄｃが発生する。
【００７４】
［波形設定部６０］
次に、波形設定部６０について説明する。
図４は、本実施の形態における波形設定部６０の一例を示す回路図、クロック信号Ｓ０２及び変調信号Ｓ１１の波形を示す図である。図４（ａ）は、波形設定部６０の回路図、図４（ｂ）は、クロック信号Ｓ０２及び変調信号Ｓ１１の波形である。
図４（ａ）に示すように、画像出力制御部３０の基準信号生成回路３１は、基準信号Ｓ０を生成して、分周器７２に送信する。分周器７２は、基準信号Ｓ０を予め定められた分周比で分周して、クロック信号Ｓ０２を生成する。クロック信号Ｓ０２は、図４（ｂ）に示すように、矩形波信号である。
なお、分周器７２が分周する分周比は、画像出力制御部３０によって設定される。
【００７５】
図４（ａ）に示すように、波形設定部６０は、誤差増幅器Ａｍｐ４、抵抗Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ６３、コンデンサＣ６１、Ｃ６２を備える。
波形設定部６０の入力端子である抵抗Ｒ６１の一方の端子は、分周器７２に接続され、分周器７２からクロック信号Ｓ０２を受信する。クロック信号Ｓ０２は、デューティ比５０％の矩形信号である。
抵抗Ｒ６１の他方の端子は、誤差増幅器Ａｍｐ４の−入力端子に接続されている。コンデンサＣ６１は、誤差増幅器Ａｍｐ４の出力端子と−入力端子との間に設けられている。
そして、誤差増幅器Ａｍｐ４の＋入力端子は、誤差増幅器Ａｍｐ４の電源電圧Ｖｃｃ（例えば５Ｖ）と接地（接地電圧ＧＮＤ）との間に直列接続された抵抗Ｒ６２、Ｒ６３の接続点に接続されている。
また、誤差増幅器Ａｍｐ４の電源電圧Ｖｃｃと接地（接地電圧ＧＮＤ）との間に、コンデンサＣ６２が設けられている。
【００７６】
抵抗Ｒ６２、Ｒ６３は、電源電圧Ｖｃｃと接地（接地電圧ＧＮＤ）との間の電圧を分圧して、誤差増幅器Ａｍｐ４の＋入力端子の電圧を設定する。
コンデンサＣ６２は、電源電圧Ｖｃｃと接地（接地電圧ＧＮＤ）との間の電圧の変動を抑制するために設けられている。
【００７７】
誤差増幅器Ａｍｐ４は、抵抗Ｒ６１とコンデンサＣ６１とにより、コンデンサＣ６１の充放電時間が決まる積分回路を構成する。これにより、図４（ｂ）に示すように、三角波信号である変調信号Ｓ１１が得られる。なお、変調信号Ｓ１１の周波数は、クロック信号Ｓ０２の繰り返し周波数である。
【００７８】
本実施の形態では、画像出力制御部３０の基準信号生成回路３１が生成する基準信号Ｓ０に基づいて、変調信号Ｓ１１が生成されている。すなわち、変調信号Ｓ１１は、基準信号Ｓ０と相関関係を有している。
【００７９】
なお、図４（ａ）のクロック信号Ｓ０２を、矩形波生成回路によって、基準信号Ｓ０と相関させずに生成することができる。しかし、この場合のクロック信号Ｓ０２から生成された変調信号Ｓ１１は、基準信号Ｓ０と相関関係がなくなってしまう。
【００８０】
［帯電バイアス電源ユニット１３ａＫの動作］
次に、タイムチャートを用いて帯電バイアス電源ユニット１３ａＫの動作を説明する。
図５は、本実施の形態における帯電バイアス電源ユニット１３ａＫの動作を説明するタイムチャートである。図５では、上から順に、交流電流設定信号Ｓ３、アナログ電圧信号Ｓ３１、クロック信号Ｓ０１、周波数設定信号Ｓ３３、変調信号Ｓ１１、変調出力信号Ｓ３４、スイッチ出力信号Ｓ３６、出力電圧Ｖｏを示している。
なお、図６では、時刻ａ、時刻ｂ、時刻ｃ、…で示すように、アルファベット順に時刻が経過するとする。
【００８１】
交流電流設定信号Ｓ３は、画像出力制御部３０から帯電バイアス電源ユニット１３ａＫに送信される。交流電流設定信号Ｓ３は、「Ｌ」及び「Ｈ」の２値を有し、１周期の期間における「Ｌ」の期間と「Ｈ」の期間とが予め定められた比率（デューティ比）で設定されたＰＷＭ信号である。例えば、「Ｌ」は接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）で、「Ｈ」は５Ｖである。デューティ比により交流出力電流Ｉａｃの電流値が設定される。
図５では、交流電流設定信号Ｓ３は、時刻ａから時刻ｄまでの期間を１周期とする。そして、交流電流設定信号Ｓ３は、時刻ａから時刻ｅまでの期間では、デューティ比が７５％、時刻ｅから時刻ｆまでの期間では、デューティ比が５０％であるとして示している。
【００８２】
アナログ電圧信号Ｓ３１は、交流電流設定信号Ｓ３を受信したアナログ電圧変換回路１２０１によって生成される。図３に示したように、アナログ電圧変換回路１２０１は、交流電流設定信号Ｓ３によりコンデンサＣ１が充電されることでアナログ電圧信号Ｓ３１を生成する。
すなわち、アナログ電圧信号Ｓ３１は、交流電流設定信号Ｓ３のデューティ比が７５％である時刻ａから時刻ｅまでの期間では、基準電圧Ｖｒｅｆ１の７５％の電圧に、デューティ比が５０％である時刻ｅから時刻ｆまでの期間では、基準電圧Ｖｒｅｆ１の５０％の電圧に設定される。すなわち、アナログ電圧信号Ｓ３１は、その電圧が交流電流設定信号Ｓ３のデューティ比で設定される。
【００８３】
クロック信号Ｓ０１は、画像出力制御部３０の基準信号生成回路３１の生成する基準信号Ｓ０を分周器７１が分周して得られた信号である。クロック信号Ｓ０１は、「Ｌ」と「Ｈ」との２値を有し、デューティ比が５０％であって、繰返し周波数が交流出力信号Ｓ３８（交流出力電圧Ｖａｃ、交流出力電流Ｉａｃ）の周波数である。
図５では、クロック信号Ｓ０１の周波数は、説明の便宜上、後述する変調信号Ｓ１１の周波数の１／８であるとして図示している。
【００８４】
次に、周波数設定信号Ｓ３３を説明するため、図３を参照しながら、第１ローパスフィルタ１２０３の動作及び誤差増幅信号Ｓ３２を説明する。
図３に示したように、クロック信号Ｓ０１は、第１ローパスフィルタ１２０３のｎｐｎトランジスタＴｒ１のベース端子に入力される。ｎｐｎトランジスタＴｒ１は、クロック信号Ｓ０１が「Ｈ」である期間ではオンになって、コレクタ端子が接地電圧ＧＮＤになり、クロック信号Ｓ０１が「Ｌ」である期間ではオフになって、コレクタ端子が基準電圧Ｖｒｅｆ２になる。ここでは、基準電圧Ｖｒｅｆ２は正の電圧であって、例えば５Ｖとする。
ｎｐｎトランジスタＴｒ１のコレクタ端子は、ｎｐｎトランジスタＴｒ２のベース端子に接続されている。よって、ｎｐｎトランジスタＴｒ１のコレクタ端子が基準電圧Ｖｒｅｆ２である期間（クロック信号Ｓ０１が「Ｌ」の期間）では、ｎｐｎトランジスタＴｒ２はオンであって、そのコレクタ端子は接地電圧ＧＮＤになる。一方、ｎｐｎトランジスタＴｒ１のコレクタ端子が接地電圧ＧＮＤである期間（クロック信号Ｓ０１が「Ｈ」の期間）では、ｎｐｎトランジスタＴｒ２がオフであって、ｎｐｎトランジスタＴｒ２のコレクタ端子はフローティング状態になる。
【００８５】
ここで、増幅回路１２０２の出力である誤差増幅信号Ｓ３２は、アナログ電圧信号Ｓ３１の電圧と交流電流検出回路１２０９が出力する検出信号Ｓ５１の電圧との差を、誤差増幅器Ａｍｐ１が増幅した信号である。すなわち、誤差増幅信号Ｓ３２はアナログ電圧信号Ｓ３１に対応した（比例した）信号となる。
誤差増幅信号Ｓ３２が第１ローパスフィルタ１２０３に入力されると、ダイオードＤ１により変調される。ｎｐｎトランジスタＴｒ２のコレクタ端子が接地電圧ＧＮＤの期間（クロック信号Ｓ０１が「Ｌ」の期間）では、ダイオードＤ１が順方向バイアスになって、誤差増幅信号Ｓ３２は接地電圧ＧＮＤに引き込まれる。一方、ｎｐｎトランジスタＴｒ２のコレクタ端子がフローティング状態にある期間（クロック信号Ｓ０１が「Ｈ」の期間）ではダイオードＤ１が順方向バイアスにならず、誤差増幅信号Ｓ３２が維持される。すなわち、誤差増幅信号Ｓ３２は、第１ローパスフィルタ１２０３において、クロック信号Ｓ０１によって変調される。
【００８６】
そして、クロック信号Ｓ０１により変調された誤差増幅信号Ｓ３２は、第１ローパスフィルタ１２０３における誤差増幅器Ａｍｐ２などにより構成されるローパスフィルタを通過することで、正弦波である周波数設定信号Ｓ３３となる。
【００８７】
図５に示すように、周波数設定信号Ｓ３３の振幅（ｐ−ｐ値）は、アナログ電圧信号Ｓ３１（つまり、図５に示す交流電流設定信号Ｓ３）によって設定される。すなわち、時刻ａから時刻ｅまでの交流電流設定信号Ｓ３のデューティ比が７５％の期間における振幅Ｈ１は、時刻ｅから時刻ｆまでの交流電流設定信号Ｓ３のデューティ比が５０％の期間の振幅Ｈ２に比べ、大きい（７５／５０＝１．５倍）。
ここでは交流電流検出回路１２０９が出力する検出信号Ｓ５１の影響は受けないとしている。
【００８８】
変調信号Ｓ１１は、時刻ａから時刻ｃまでの期間を１周期とする三角波であって、時刻ａから時刻ｂまでの期間が三角波の立ち上がりに、時刻ｂから時刻ｃまでの期間が三角波の立ち下りに対応する。
なお、図５において、説明の便宜上、交流電流設定信号Ｓ３の周波数は、変調信号Ｓ１１の周波数の１／２として図示している。
【００８９】
前述したように変調回路１２０４の比較器Ｃｍｐは、周波数設定信号Ｓ３３の電圧と三角波である変調信号Ｓ１１の電圧とを比較し、変調信号Ｓ１１の電圧が周波数設定信号Ｓ３３の電圧より大きい期間では電源電圧Ｖｓとなり、変調信号Ｓ１１の電圧が周波数設定信号Ｓ３３より小さい期間において接地電圧ＧＮＤとなる変調出力信号Ｓ３４を生成して送信する。
図５では、変調信号Ｓ１１に重ねて、周波数設定信号Ｓ３３を破線で示している。変調出力信号Ｓ３４は、変調信号Ｓ１１と周波数設定信号Ｓ３３との大小関係によって、パルス幅が設定されるＰＷＭ信号となる。
【００９０】
図３に示したように、スイッチ回路１２０６の電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２は、変調出力信号Ｓ３４と電圧の大小関係が同じ駆動信号Ｓ３５によって交互にオンオフされる（図５ではＳ３４（Ｓ３５）と表記する。）。前述したように、変調出力信号Ｓ３４（駆動信号Ｓ３５）が接地電圧ＧＮＤのとき、電界効果トランジスタＦＥＴ１がオフ且つ電界効果トランジスタＦＥＴ２がオンとなって、スイッチ回路１２０６からのスイッチ出力信号Ｓ３６は電源電圧Ｖｓとなる。一方、変調出力信号Ｓ３４（駆動信号Ｓ３５）が電源電圧Ｖｓのとき、電界効果トランジスタＦＥＴ１がオン且つ電界効果トランジスタＦＥＴ２がオフとなって、スイッチ回路１２０６からのスイッチ出力信号Ｓ３６は接地電圧ＧＮＤとなる。すなわち、図５に示すように、変調出力信号Ｓ３４（駆動信号Ｓ３５）とスイッチ出力信号Ｓ３６とは、電圧の大小関係が逆になる。
【００９１】
第２ローパスフィルタ１２０７は、スイッチ回路１２０６の出力であるスイッチ出力信号Ｓ３６から正弦波信号Ｓ３７を取り出す。そして、正弦波信号Ｓ３７が、トランス１２０８を介して、交流出力信号Ｓ３８（交流出力電圧Ｖａｃ）となる。
【００９２】
一方、直流出力部１２５０も同様に動作する。図３に示したように、アナログ電圧変換回路１２５１は、直流電圧設定信号Ｓ４のデューティ比によって電圧が設定されるアナログ電圧信号Ｓ４１を生成し、増幅回路１２５２に送信する。増幅回路１２５２は、アナログ電圧信号Ｓ４１の電圧と直流電圧検出回路１２５７からの検出信号Ｓ４２の電圧との差を増幅し、誤差増幅信号Ｓ４３を制御回路１２５３に送信する。制御回路１２５３は、スイッチ回路１２５４のｎｐｎトランジスタＴｒ５をオンする電圧を生成する。そして、前述したように、スイッチ回路１２５４のｎｐｎトランジスタＴｒ５がオンオフ（スイッチング）を繰り返すことにより、トランス１２５５の二次巻線に電圧が誘起される。
整流回路１２５６は、誘起された電圧を整流して直流出力電圧Ｖｄｃを出力する。
【００９３】
そして、交流出力電圧Ｖａｃと直流出力電圧Ｖｄｃとが重畳された出力電圧Ｖｏが、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫから出力されて、帯電ロール１３Ｋに印加される。これにより、帯電ロール１３Ｋから感光体ドラム１２Ｋに、直流出力電流Ｉｄｃと共に、交流出力電流Ｉａｃが流れる。
前述したように、直流出力電圧Ｖｄｃが−６００Ｖ、交流出力電圧Ｖａｃが周波数２ｋＨｚ、ｐ−ｐ値２ｋＶであるとすると、出力電圧Ｖｏは、図５に示すように、接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）を挟んで正負に振動する。
【００９４】
なお、図３に示したように、交流電流検出回路１２０９は、交流出力電流Ｉａｃを検出（モニタ）し、電圧に変換した検出信号Ｓ５１を送信する。増幅回路１２０２の誤差増幅器Ａｍｐ１の−入力端子は、抵抗Ｒ５を介して検出信号Ｓ５１を受信する。すると、誤差増幅器Ａｍｐ１は、＋入力端子が受信するアナログ電圧信号Ｓ３１の電圧と−入力端子が受信する検出信号Ｓ５１の電圧との差を増幅することで、周波数設定信号Ｓ３３の振幅を制御する。
【００９５】
一方、直流電圧検出回路１２５７は、直流出力電圧Ｖｄｃを検出（モニタ）し、直流出力電圧Ｖｄｃに比例した検出信号Ｓ４２を送信する。増幅回路１２５２の誤差増幅器Ａｍｐ３の＋入力端子は、抵抗Ｒ２１を介して検出信号Ｓ４２を受信する。すると、誤差増幅器Ａｍｐ３は、＋入力端子が受信する検出信号Ｓ４２の電圧と−入力端子が受信するアナログ電圧信号Ｓ４１の電圧との差を増幅することで、直流出力電圧Ｖｄｃの値を制御する。
このようにして、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫは動作する。
【００９６】
帯電バイアス電源ユニット１３ａＫでは、スイッチ回路１２０６の電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２を、変調信号Ｓ１１に基づいてスイッチング（オンオフ）させることで、スイッチ出力信号Ｓ３６を生成している。スイッチ出力信号Ｓ３６は、ＰＷＭ信号である。そして、第２ローパスフィルタ１２０７により、スイッチ出力信号Ｓ３６を正弦波信号Ｓ３７としている。そして、正弦波信号Ｓ３７が、トランス１２０８にて昇圧されて、交流出力信号Ｓ３８（交流出力電圧Ｖａｃ、交流出力電流Ｉａｃ）になる。
しかし、正弦波信号Ｓ３７には、スイッチ回路１２０６のスイッチング（オンオフ）の影響による波形の乱れが重畳することが避けられない。すなわち、正弦波信号Ｓ３７は、滑らかな正弦波ではなく、正弦波に変調信号Ｓ１１の周波数で変動する凹凸（ギザギザ）が重畳した波形となる。よって、交流出力信号Ｓ３８も、正弦波に変調信号Ｓ１１の周波数で変動する凹凸が重畳する。
【００９７】
ここで、交流出力信号Ｓ３８の周波数と、変調信号Ｓ１１の周波数とが整数倍の関係にあれば、交流出力信号Ｓ３８に現れる変調信号Ｓ１１の周波数に対応した凹凸は、交流出力信号Ｓ３８の各周期において同じ位相の位置に重畳する。つまり、交流出力信号Ｓ３８は、周期毎に同じ波形が繰り返すことになる。
なお、帯電バイアスは、直流出力電圧Ｖｄｃに交流出力電圧Ｖａｃが重畳されている。このとき、交流出力信号Ｓ３８の周波数は、画像が形成された記録用紙上に、帯電バイアスのムラに対応した濃淡の縞（濃度ムラ）（以下、バンディングと表記する。）の顕在化が抑制されるように、例えば２ｋＨｚに設定されている。すなわち、直流出力電圧Ｖｄｃに交流出力信号Ｓ３８（交流出力電圧Ｖａｃ）が重畳しても、後述するように、周波数が高いために交流出力信号Ｓ３８によるバンディングは顕在化しない。
そして、変調信号Ｓ１１の周波数が、交流出力信号Ｓ３８の整数倍であれば、交流出力信号Ｓ３８より低い周波数の干渉を生じない。よって、交流出力信号Ｓ３８の周期より長い周期において、出力電圧Ｖｏの直流レベル（直流出力電圧Ｖｄｃ）の変動が抑制される。このため、バンディングは顕在化しない。
【００９８】
一方、交流出力信号Ｓ３８の周波数と、変調信号Ｓ１１の周波数とが整数倍の関係にない場合、変調信号Ｓ１１の周波数に対応した凹凸は、交流出力信号Ｓ３８の各周期において異なる位相で重畳する。これにより、交流出力信号Ｓ３８には、交流出力信号Ｓ３８の高調波と変調信号Ｓ１１とが干渉して、交流出力信号Ｓ３８より低い周波数の振動が生じることになる。振動の周波数は、交流出力信号Ｓ３８の高調波の周波数と変調信号Ｓ１１の周波数との差となる。ここでは、差の周波数の信号を干渉による信号と表記する。差の周波数を、干渉の周波数（干渉周波数）と表記する。
【００９９】
交流出力信号Ｓ３８より低い周波数の振動は、交流出力信号Ｓ３８の周期より長い周期において、出力電圧Ｖｏの直流レベル（直流出力電圧Ｖｄｃ）の変動を生じる。
例えば、感光体ドラム１２を帯電する帯電ロール１３の帯電バイアスに干渉による信号が重畳したとする。すると、感光体ドラム１２の表面に干渉周波数に対応して帯電バイアス（直流レベル）のムラ（変動）が発生する。このため、画像が形成された記録用紙上に、帯電バイアスのムラに対応したバンディングが発生する。
そして、バンディングによる濃淡の縞の間隔が顕在化する（視認されうる）と、画像の品質（画質）の劣化となる。
【０１００】
つまり、交流出力信号Ｓ３８は、交流出力信号Ｓ３８の基本波である正弦波に加え、交流出力信号Ｓ３８の基本波である正弦波の高調波と変調信号Ｓ１１とが干渉した信号とを成分として重畳されたものである。
そして、これらの信号において、交流出力信号Ｓ３８に比べて周波数の低い信号がバンディングを顕在化させるおそれがある。
【０１０１】
本実施の形態では、交流出力信号Ｓ３８は、画像出力制御部３０の基準信号生成回路３１が生成する基準信号Ｓ０を分周器７１が分周して生成される。また、変調信号Ｓ１１は、画像出力制御部３０の基準信号生成回路３１が生成する基準信号Ｓ０を分周器７２が分周して生成される。すなわち、分周器７１及び分周器７２が分周する基準信号Ｓ０は、共通である。
よって、交流出力信号Ｓ３８の周波数と変調信号Ｓ１１の周波数とは相互に関連するため、整数倍に設定しづらい。
また、画像形成装置１が、複数の交流出力信号Ｓ３８の周波数を使用する場合には、例え一つの交流出力信号Ｓ３８の周波数と変調信号Ｓ１１の周波数とを整数倍の関係に設定し得ても、他の交流出力信号Ｓ３８は、整数倍に設定し得ない場合がある。
【０１０２】
図６は、交流出力信号Ｓ３８、変調信号Ｓ１１、交流出力信号Ｓ３８と変調信号Ｓ１１との干渉周波数の関係を説明する図である。
ここでは、基準信号Ｓ０の周波数を５０ＭＨｚとし、交流出力信号Ｓ３８の周波数を、基準信号Ｓ０の５０ＭＨｚに対して分周比を１７８５７とした２８００．０２２４Ｈｚとしている。そして、変調信号Ｓ１１の周波数を７０ｋＨｚから１０１ｋＨｚの間に設定している。
すると、この変調信号Ｓ１１の周波数範囲に対して、交流出力信号Ｓ３８の高調波は、２８倍〜３６倍となる。すなわち、交流出力信号Ｓ３８の高調波の周波数は、図６に示したようになる。
【０１０３】
これらの交流出力信号Ｓ３８の高調波のそれぞれの周波数に対して、最も近い周波数の変調信号Ｓ１１の周波数は、基準信号Ｓ０の５０ＭＨｚに対して、分周比４９６〜６３８となる。
なお、この範囲において、交流出力信号Ｓ３８の高調波の周波数と一致する（整数倍となる）周波数の変調信号Ｓ１１は、選択できない。
そして、交流出力信号Ｓ３８の高調波の周波数と変調信号Ｓ１１の周波数との差である干渉周波数（Ｈｚ）は、図６に示すように、４Ｈｚから３９Ｈｚの間になる。
【０１０４】
バンディングのピッチ（間隔）をｐ（ｍｍ）、感光体ドラム１２の外周の速度（周速）（プロセス速度）をｖ（ｍｍ／ｓ）、干渉周波数をｆ（Ｈｚ）とすると、バンディングのピッチｐは、ｐ＝ｖ／ｆで表される。すなわち、バンディングのピッチｐは、干渉周波数ｆに反比例する。
そして、例えば、プロセス速度ｖが３００ｍｍ／ｓであるとき、干渉周波数ｆが３０Ｈｚであると、バンディングのピッチｐは１０ｍｍとなる。一方、干渉周波数ｆが５Ｈｚであると、バンディングのピッチｐは６０ｍｍとなる。
【０１０５】
表１は、バンディングが顕在化する（視認される）か否かを評価した結果を示す図である。バンディングのピッチｐ（ｍｍ）と評価結果を示す。バンディングが顕在化せず（視認されず）画質劣化と判定されない場合を「バンディングなし（Ａ）」、バンディングが顕在化する（視認される）が極めて軽微で画質劣化と判定されない場合を「バンディング極軽微（Ｂ）」、バンディングが顕在化して（視認されて）画質劣化と判定される場合を「バンディングあり（Ｃ）」と評価した。
【０１０６】
【表１】
2018023234.tif 000003
【０１０７】
バンディングのピッチｐが８ｍｍであると、バンディングが顕在化する（視認されうる）。一方、バンディングのピッチｐが２０ｍｍであると、バンディングが顕在化しない（視認されない）。画質劣化と判定されるバンディングのピッチｐと画質劣化と判定されないバンディングのピッチｐとの境界は、約１０ｍｍであることが分かる。
よって、バンディングのピッチｐが、１０ｍｍ以上となるように、交流出力信号Ｓ３８の周波数と変調信号Ｓ１１の周波数とを設定すればよい。プロセス速度ｖが３００ｍｍ／ｓである場合では、交流出力信号Ｓ３８の高調波の周波数と変調信号Ｓ１１の周波数との干渉周波数を３０Ｈｚ以下となるようにすればよい。
【０１０８】
よって、図６においては、変調信号Ｓ１１を太い枠線で囲った周波数に設定すればよい。例えば、変調信号Ｓ１１の変調周波数を、分周比５７６の約８６８０５．５６Ｈｚ（ここでは、小数点２桁目以下を四捨五入し、約を付して記載する。他も同じ。）とすると、干渉周波数が約４．８６Ｈｚとなる。また、変調信号Ｓ１１の変調周波数を、分周比５５８の約８９６０５．７３Ｈｚとすると、干渉周波数が約５．０２Ｈｚとなる。そして、変調信号Ｓ１１の変調周波数を、分周比５４１の約９２４２１．４４Ｈｚとすると、干渉周波数が約２０．７０Ｈｚとなる。さらに、変調信号Ｓ１１の変調周波数を、分周比４９６の約１００８０６．４５Ｈｚとすると、干渉周波数が約５．６５Ｈｚとなる。なお、図６に示した他の場合においては、干渉周波数は３０Ｈｚを超える。よって、プロセス速度ｖが３００ｍｍ／ｓであるとき、バンディングのピッチｐは、１０ｍｍ未満となって、視認されやすい。
【０１０９】
図３で示したように、変調信号Ｓ１１の周波数は、分周器７２によって基準信号Ｓ０から生成される。よって、画像出力制御部３０が、上記の変調周波数になるように、分周器７２の分周比を設定すればよい。
【０１１０】
帯電バイアスにおける交流出力信号Ｓ３８は、前述したように、例えば２ｋＶｐ−ｐである。この交流出力信号Ｓ３８の基本波である正弦波に、数Ｖの変動（凹凸）が重畳しても、バンディングが顕在化する（視認される）場合がある。
そこで、本実施の形態では、バンディングが生じることを前提にして、バンディングが顕在化しない（視認されない）ようにバンディングのピッチを大きくしている。すなわち、交流出力信号Ｓ３８の高調波と変調信号Ｓ１１との干渉周波数を低くするように、交流出力信号Ｓ３８と変調信号Ｓ１１とのそれぞれの周波数を設定している。
このようにすることで、バンディングによる画質劣化が抑制される。
【０１１１】
さらに、本実施の形態では、交流出力信号Ｓ３８の周波数を設定するクロック信号Ｓ０１及び変調信号Ｓ１１の周波数を設定するクロック信号Ｓ０２を、画像出力制御部３０の基準信号生成回路３１が生成する基準信号Ｓ０を分周して生成している。
よって、交流出力信号Ｓ３８と変調信号Ｓ１１との位相の関係が固定される。すなわち、干渉周波数が変動することが抑制される。
【０１１２】
本実施の形態においては、帯電バイアスを供給するバイアス電源装置１００を例として説明した。前述したように、現像バイアスを供給するバイアス電源装置１００としてもよい。
【０１１３】
本実施の形態では、負極性帯電タイプのトナーを用いるとしたが、正極性帯電タイプのトナーを用いてもよい。このときには、帯電バイアス電源ユニット１３ａの出力する直流出力電圧Ｖｄｃ及び現像バイアス電源ユニット１５ａの出力する直流出力電圧Ｖｄｃの極性を逆（正（＋）電圧）に設定すればよい。
【０１１４】
そして、本実施の形態では、画像出力制御部３０が送信する交流電流設定信号Ｓ３（図５参照）、直流電圧設定信号Ｓ４は、「Ｈ」と「Ｌ」との２つの電圧を有する信号とした。これは、これらの信号の画像出力制御部３０から帯電バイアス電源ユニット１３ａへの送信において、ノイズの影響を受けにくくするためである。よって、画像出力制御部３０が送信する交流電流設定信号Ｓ３、直流電圧設定信号Ｓ４をアナログ電圧の信号とし、帯電バイアス電源ユニット１３ａのアナログ電圧変換回路１２０１、１２５１を省略してもよい。
【０１１５】
さらに、本実施の形態では、画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）などのそれぞれの色に対応した複数の感光体ドラム１２を備えたタンデム型であるとして説明した。画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）などのそれぞれの色に対応した現像器を回転可能に取り付けた回転式現像装置を備えたマルチプル（ロータリー）型としてもよい。
【符号の説明】
【０１１６】
１…画像形成装置、１０…画像形成プロセス部、１１、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ…画像形成ユニット、１２、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ…感光体ドラム、１３、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ…帯電ロール、１３ａ、１３ａＹ、１３ａＭ、１３ａＣ、１３ａＫ…帯電バイアス電源ユニット、１４、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ…プリントヘッド、１５、１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ…現像器、１５ａ、１５ａＹ、１５ａＭ、１５ａＣ、１５ａＫ…現像バイアス電源ユニット、３０…画像出力制御部、３１…基準信号生成回路、４０…画像処理部、６０…波形設定部、７１、７２…分周器、１００…バイアス電源装置、１２００…交流出力部、１２０１、１２５１…アナログ電圧変換回路、１２０２、１２５２…増幅回路、１２０３…第１ローパスフィルタ、１２０４…変調回路、１２０５…駆動回路、１２０６、１２５４…スイッチ回路、１２０７…第２ローパスフィルタ、１２０８、１２５５…トランス、１２０９…交流電流検出回路、１２１０…交流電圧検出回路、１２１１…電圧生成回路、１２５０…直流出力部、１２５３…制御回路、１２５６…整流回路、１２５７…直流電圧検出回路、Ａｍｐ１、Ａｍｐ２、Ａｍｐ３、Ａｍｐ４…誤差増幅器、Ｃｍｐ…比較器、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２…電界効果トランジスタ、ＧＮＤ…接地電圧、Ｉｏ…出力電流、Ｉａｃ…交流出力電流、Ｉｄｃ…直流出力電流、Ｓ０…基準信号、Ｓ０１、Ｓ０２…クロック信号、Ｓ１１…変調信号、Ｓ３…交流電流設定信号、Ｓ３３…周波数設定信号、Ｓ３４…変調出力信号、Ｓ３５…駆動信号、Ｓ３６…スイッチ出力信号、Ｓ３７…正弦波信号、Ｓ３８…交流出力信号、Ｓ４…直流電圧設定信号、Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ４、Ｔｒ５…ｎｐｎトランジスタ、Ｔｒ３…ｐｎｐトランジスタ、Ｖｏ…出力電圧、Ｖａｃ…交流出力電圧、Ｖｃｃ、Ｖｓ…電源電圧、Ｖｄｃ…直流出力電圧、Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２、Ｖｒｅｆ３、Ｖｒｅｆ４、Ｖｒｅｆ５、Ｖｒｅｆ６…基準電圧
【図１】
2018023234.tif 000004
【図２】
2018023234.tif 000005
【図３】
2018023234.tif 000006
【図４】
2018023234.tif 000007
【図５】
2018023234.tif 000008
【図６】
2018023234.tif 000009