(57)【要約】【課題】変調信号の源振に発振子を用いない場合に比べて、形成される画像に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、交流出力信号Ｓ３８は発振子８２を源振とし、変調信号Ｓ１１は発振子８１を源振として生成される。【選択図】図２
2018049172.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部と、
前記帯電部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部と、
前記露光部により露光され前記像保持体に形成された静電潜像を現像する現像部と、
前記現像された画像を被転写体に転写する転写部とを、備え、
前記帯電部及び前記現像部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、
前記周波数設定信号及び前記変調信号は、発振子を源振として生成される
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記発振子は、前記周波数設定信号の源振である第１の発振子と、前記変調信号の源振である第２の発振子とであ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】
前記第１の発振子は、交流出力信号の電流を設定する交流電流設定信号の源振であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記発振子は、前記周波数設定信号及び前記変調信号の共通の源振であ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５】
前記発振子は、交流出力信号の電流を設定する交流電流設定信号の源振であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
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、
前記周波数設定信号及び前記変調信号は、発振子を源振として生成され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高電圧電源装置は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、高周波変調方式の交流高電圧電源装置を画像形成装置のバイアス電源に用いた場合、出力される交流高電圧信号に対して、スイッチ素子のスイッチングに用いる変調信号を生成するクロック信号に波形揺れが生じると、変調信号と交流高電圧信号とが干渉し、形成される画像に濃淡の縞が顕在化するおそれがある。
本発明の目的は、変調信号の源振に発振子を用いない場合に比べて、形成される画像に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部と、前記帯電部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部と、前記露光部により露光され前記像保持体に形成された静電潜像を現像する現像部と、前記現像された画像を被転写体に転写する転写部とを、備え、前記帯電部及び前記現像部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、前記周波数設定信号及び前記変調信号は、発振子を源振として生成され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、前記発振子は、前記周波数設定信号の源振である第１の発振子と、前記変調信号の源振である第２の発振子とであ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、前記第１の発振子は、交流出力信号の電流を設定する交流電流設定信号の源振であることを特徴とする請求項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、前記発振子は、前記周波数設定信号及び前記変調信号の共通の源振であ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５に記載の発明は、前記発振子は、交流出力信号の電流を設定する交流電流設定信号の源振であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置である。
請求項６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、前記周波数設定信号及び前記変調信号は、発振子を源振として生成され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、変調信号の源振に発振子を用いない場合に比べて、形成される画像に発生する濃淡の縞の顕在化が抑制される。
請求項２の発明によれば、発振子を複数設けない場合に比べて、分周比の設定が容易になる。
請求項３の発明によれば、発振子を共通にしない場合に比べて、別の基準信号を設けることを要しない。
請求項４の発明によれば、発振子を共通にしない場合に比べて、部品実装面積及び部品コストが削減される。
請求項５の発明によれば、発振子を共通にしない場合に比べて、別の基準信号を設けることを要しない。
請求項６の発明によれば、変調信号の源振に発振子を用いない場合に比べて、信号間による干渉が抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の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が構成された電源基板と信号生成基板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】第１の実施の形態における発振子、分周器及び積分回路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、発振子、分周器及び積分回路の回路図、（ｂ）は、クロック信号及び変調信号の波形である。
【図５】第１の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】第１の実施の形態が適用されない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７】クロック信号の波形及び交流出力信号の波形を模式的に示した図である。（ａ）は、第１の実施の形態が適用されるバイアス電源装置の場合、（ｂ）は、第１の実施の形態が適用されないバイアス電源装置の場合である。
【図８】第２の実施の形態が適用され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９】第３の実施の形態が適用され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。
【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。
｛第１の実施の形態｝
＜画像形成装置１＞
図１は、第１の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は帯電部の一例、感光体ドラム１２は像保持体の一例、プリントヘッド１４は露光部の一例、現像器１５は現像部の一例である。
【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】
第１の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部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が構成された電源基板１１０と、後述するクロック信号Ｓ０１と交流電流設定信号Ｓ３を供給する信号生成基板１２０とを備えるとする。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、他の帯電バイアス電源ユニット１３ａＹ、１３ａＭ、１３ａＣのいずれかであってもよい。
また、信号生成基板１２０は、帯電バイアス電源ユニット１３ａＹ、１３ａＭ、１３ａＣ、１３ａＫのそれぞれの電源基板１１０に共通に設けられてもよく、帯電バイアス電源ユニット１３ａＹ、１３ａＭ、１３ａＣ、１３ａＫのそれぞれの電源基板１１０に対してそれぞれ設けられてもよい。
【００２１】
また、バイアス電源装置１００は、他の一例として、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としてもよい。また、現像バイアス電源ユニット１５ａＫの代わりに、他の現像バイアス電源ユニット１５ａＹ、１５ａＭ、１５ａＣのいずれか１つを備えるとしてもよい。
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。
【００２２】
以下では、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が構成された電源基板１１０と信号生成基板１２０とを備えるとして説明する。この場合、バイアス電源装置１００は、帯電ロール１３Ｋを負荷とする。
【００２３】
図２は、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫが構成された電源基板１１０と信号生成基板１２０と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。
帯電バイアス電源ユニット１３ａＫが構成された電源基板１１０（以下では、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫと表記する。）は、交流出力部１２００と直流出力部１２５０とを備える。
信号生成基板１２０は、発振子８１と分周器７１、７２とを備える。発振子８１は、基準信号Ｓ０を生成し、分周器７１、７２に送信する。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交流電流設定信号Ｓ３を、交流出力部１２００の後述するアナログ電圧変換回路１２０１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。
クロック信号Ｓ０１は、後述する交流出力信号Ｓ３８の周波数を設定する。交流電流設定信号Ｓ３は、交流出力信号Ｓ３８の電流Ｉａｃを設定する。
発振子８１は、クロック信号Ｓ０１及び交流電流設定信号Ｓ３の源振であって、発振子８１の生成する基準信号Ｓ０を分周することにより、クロック信号Ｓ０１及び交流電流設定信号Ｓ３の周波数が設定される。
【００２４】
画像出力制御部３０は、直流出力部１２５０に直流電圧設定信号Ｓ４を送信する。また、画像出力制御部３０は、分周器７１、７２及び後述する分周器７３のそれぞれの分周比を設定する。
【００２５】
基準信号Ｓ０及びクロック信号Ｓ０１は、デューティ比５０％の矩形波信号である。交流電流設定信号Ｓ３は、パルス幅が変調されたパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）信号である。
なお、交流電流設定信号Ｓ３は、直流電圧設定信号Ｓ４と同様に、画像出力制御部３０が送信してもよい。
【００２６】
発振子８１は、例えば水晶発振子（水晶振動子）、セラミック発振子（セラミック振動子）など、環境温度の変化（温度ドリフト）に対して発振周波数の変動が抑制された素子であればよい。
【００２７】
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。
【００２８】
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、積分回路１２１２、発振子８２及び分周器７３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。）。
【００２９】
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、信号生成基板１２０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、前述したようにＰＷＭ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。
【００３０】
増幅回路１２０２は、アナログ電圧変換回路１２０１からのアナログ電圧信号Ｓ３１と、交流電流検出回路１２０９からの検出信号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、第１ローパスフィルタ１２０３に送信する。
【００３１】
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が送信する誤差増幅信号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、変調回路１２０４に送信する。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。
【００３２】
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。
【００３３】
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を受信し、積分回路１２１２から変調信号Ｓ１１を受信する。変調信号Ｓ１１は、例えば三角波である。
なお、変調信号Ｓ１１は、発振子８２が送信する基準信号Ｓ１を、分周器７３が予め定められた分周比で分周し、積分回路１２１２にて三角波とした信号である。分周器７３の分周比は、画像出力制御部３０によって設定される。変調信号Ｓ１１を生成する、発振子８２、分周器７３及び積分回路１２１２については、後述する図４で説明する。
【００３４】
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の電圧以上の期間と周波数設定信号Ｓ３３の電圧未満の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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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は、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。
【００４２】
発振子８１が第１の発振子の一例であり、発振子８２が第２の発振子の一例である。
【００４３】
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。
【００４４】
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が構成された電源基板１１０と、信号生成基板１２０とを備えるとした。そして、電源基板１１０及び信号生成基板１２０は、それぞれが１枚の回路基板であるとした。
しかし、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫが構成された電源基板１１０と信号生成基板１２０とは、それぞれが個別の回路基板上に構成されてもよく、一枚（一個）の回路基板上に構成されていてもよい。
一方、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫを構成する電源基板１１０は、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。
【００４５】
［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。
【００４６】
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。
【００４７】
（交流出力部１２００）
まず、交流出力部１２００を説明する。
発振子８２、分周器７３及び積分回路１２１２については後述する図４で説明するので、ここでは、発振子８２、分周器７３及び積分回路１２１２が生成する変調信号Ｓ１１以降を説明する。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
（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。
【００６５】
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。なお、バッファＢ２は、インバータとして機能する。
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
［発振子８２、分周器７３及び積分回路１２１２］
次に、発振子８２、分周器７３及び積分回路１２１２について説明する。
図４は、第１の実施の形態における発振子８２、分周器７３及び積分回路１２１２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、発振子８２、分周器７３及び積分回路１２１２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、発振子８２は、基準信号Ｓ１を生成して、分周器７３に送信する。分周器７３は、基準信号Ｓ１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、デューティ比５０％の矩形波信号である。なお、分周器７３の分周比は、画像出力制御部３０によって設定される。
【００７８】
図４（ａ）に示すように、積分回路１２１２は、誤差増幅器Ａｍｐ４、抵抗Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ６３、コンデンサＣ６１、Ｃ６２を備える。
積分回路１２１２の入力端子である抵抗Ｒ６１の一方の端子は、分周器７３に接続され、分周器７３からクロック信号Ｓ０２を受信する。
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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（繰り返し周波数）は、クロック信号Ｓ０２の周波数（繰り返し周波数）である。
すなわち、発振子８２は、変調信号Ｓ１１の源振であって、発振子８２が生成する基準信号Ｓ１を分周することにより、変調信号Ｓ１１の周波数が設定される。
【００８１】
発振子８２は、発振子８１と同様に、例えば水晶発振子（水晶振動子）、セラミック発振子など、環境温度の変化に対する発振周波数の変動が抑制された素子であればよい。
【００８２】
［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、第１の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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
クロック信号Ｓ０１は、発振子８１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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
図６は、第１の実施の形態が適用されないバイアス電源装置１００のブロック構成の一例を説明する図である。第１の実施の形態が適用されないバイアス電源装置１００においても、バイアス電源装置１００は、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫが構成された電源基板１１０と信号生成基板１２０とを備える。
しかし、第１の実施の形態が適用されないバイアス電源装置１００では、電源基板１１０の交流出力部１２００における変調信号Ｓ１１を生成する回路が、図２に示した第１の実施の形態が適用されるバイアス電源装置１００と異なっている。
【０１００】
すなわち、第１の実施の形態が適用されないバイアス電源装置１００における変調信号Ｓ１１を生成する回路は、第１の実施の形態が適用されるバイアス電源装置１００における発振子８２及び分周器７３の代わりに、ＲＣ回路１２１３が用いられている。
ＲＣ回路１２１３は、抵抗（Ｒ）とコンデンサ（Ｃ）との間で生じる充放電により、クロック信号Ｓ０２が設定される発振回路である。抵抗（Ｒ）及びコンデンサ（Ｃ）は環境温度の変動（温度ドリフト）によりそれらの値が変化しやすい。このため、ＲＣ回路１２１３で生成されるクロック信号Ｓ０２の周波数が変動しやすい。
【０１０１】
図７は、クロック信号Ｓ０２の波形及び交流出力信号Ｓ３８の波形を模式的に示した図である。図７（ａ）は、第１の実施の形態が適用されるバイアス電源装置１００の場合、図７（ｂ）は、第１の実施の形態が適用されないバイアス電源装置１００の場合である。図７（ａ）、（ｂ）において、上側がクロック信号Ｓ０２、下側が交流出力信号Ｓ３８である。クロック信号Ｓ０２及び交流出力信号Ｓ３８の波形は、縦軸が電圧（Ｖ）、横軸が時間（ｔ）である。なお、クロック信号Ｓ０２は、クロック信号Ｓ０１（基準信号Ｓ０）を基準にして示している。
【０１０２】
図７（ａ）に示すように、第１の実施の形態が適用されるバイアス電源装置１００では、クロック信号Ｓ０２は、波形揺れがほとんど見られない。このため、図７（ｂ）に比べて、交流出力信号Ｓ３８は、電圧（ピーク電圧）の変動が少ない。なお、波形揺れとは、環境温度の変動（温度ドリフト）などによりクロック信号Ｓ０２の周波数が変動し、波形が時間軸上においてずれる（ばらつく）ことをいう。
第１の実施の形態が適用されるバイアス電源装置１００における交流出力信号Ｓ３８に波形揺れがほとんど見られないことは、発振子８２により発振周波数（基準信号Ｓ１の周波数）の変動が抑制されていることによる。
すなわち、発振子８１が生成する基準信号Ｓ０と発振子８２が生成する基準信号Ｓ１との間の位相関係がずれにくいことによる。
【０１０３】
これに対して、図７（ｂ）に示すように、第１の実施の形態が適用されないバイアス電源装置１００では、クロック信号Ｓ０２は、波形揺れが見られる。
第１の実施の形態が適用されないバイアス電源装置１００におけるクロック信号Ｓ０２の揺れは、ＲＣ回路１２１３の発振周波数（クロック信号Ｓ０２の周波数）が環境温度の変動（温度ドリフト）により絶えずずれる（ばらつく）ことによる。このため、交流出力信号Ｓ３８は、電圧（ピーク電圧）が大きく変動する。
なお、クロック信号Ｓ０２の時間軸上におけるずれ量を、クロック信号Ｓ０２の波形揺れτとする。
【０１０４】
クロック信号Ｓ０２の周波数が変動する（ばらつく）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と変調信号Ｓ１１との干渉による周波数（干渉周波数）により交流出力信号Ｓ３８の電圧（ピーク電圧）が変動して、形成される画像に濃淡の縞（画質ムラ）が発生するおそれがある。なお、濃淡の縞（画質ムラ）は、バンディングと呼ばれる。以下では、バンディング（画質ムラ）と表記する。
【０１０５】
バンディング（画質ムラ）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６０Ｈｚであると、バンディング（画質ムラ）のピッチｐは５ｍｍとなる。
経験上、バンディングは、ピッチｐが例えば３ｍｍ以下、又は、１０ｍｍ以上であれば、顕在化しない（視認しづらい）ことが分かっている。
しかし、ピッチｐが例えば３ｍｍ超且つ１０ｍｍ未満になると、バンディング（画質ムラ）が顕在化してしまう（視認される）。
【０１０６】
表１は、クロック信号Ｓ０２の波形揺れτ及び交流出力信号Ｓ３８の電圧の変動と、形成された画像におけるバンディング（画質ムラ）との関係を示す。ここでは、波形揺れτをｎｓで表記する。そして、交流出力信号Ｓ３８の電圧の変動が小さい場合（図７（ａ）に近い状態）を「α」、交流出力信号Ｓ３８の電圧の変動が大きい場合（図７（ｂ）に近い状態）を「β」とする。そして、バンディング（画質ムラ）が顕在化しない（視認されにくい）場合を「Ａ」、バンディング（画質ムラ）が軽微な場合を「Ｂ」、バンディング（画質ムラ）が顕在化する（視認される）場合を「Ｃ」とする。
【０１０７】
【表１】
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【０１０８】
表１に示すように、クロック信号Ｓ０２の波形揺れτが０ｎｓの場合には、交流出力信号Ｓ３８の電圧の変動が小さく（「α」）、バンディング（画質ムラ）が顕在化しない（視認されにくい）。クロック信号Ｓ０２の波形揺れτが５ｎｓの場合には、交流出力信号Ｓ３８の電圧の変動が小さい（「α」）が、バンディング（画質ムラ）が軽微（「Ｂ」）である。クロック信号Ｓ０２の波形揺れτが１５ｎｓの場合には、交流出力信号Ｓ３８の電圧の変動が大きく（「β」）、バンディング（画質ムラ）が顕在化する（視認される）。
すなわち、バンディング（画質ムラ）を顕在化しない状態又は軽微な状態に抑えるためには、クロック信号Ｓ０２の波形揺れτを５ｎｓ以下にするとよい。
これには、発振子８１を源振とするクロック信号Ｓ０１と同様に、環境温度の変動（温度ドリフト）によるクロック信号Ｓ０２の周波数の変動が抑制される発振子（第１の実施の形態における発振子８２）を源振にするとよい。
【０１０９】
なお、第１の実施の形態では、発振子８１、８２の２個の発振子を用いている。
発振子８１は、交流出力信号Ｓ３８の周波数を設定するクロック信号Ｓ０１の源振であり、交流出力信号Ｓ３８の電流Ｉａｃを設定する交流電流設定信号Ｓ３の源振である。発振子８２は、変調信号Ｓ１１の源振である。
交流出力信号Ｓ３８の周波数は、例えば２ｋＨｚであり、変調信号Ｓ１１の周波数は、例えば、１００ｋＨｚである。すなわち、交流出力信号Ｓ３８と変調信号Ｓ１１とは、周波数が大きく異なる。よって、発振子８１の生成する基準信号Ｓ０と発振子８２の生成する基準信号Ｓ１とを異なる周波数とすることで、交流出力信号Ｓ３８を生成する分周器７２及び変調信号Ｓ１１を生成する分周器７３のそれぞれの分周比の設定が容易になる。
【０１１０】
また、交流出力信号Ｓ３８の周波数を設定するクロック信号Ｓ０１と交流出力信号Ｓ３８の電流Ｉａｃを設定する交流電流設定信号Ｓ３とが共通の発振子８１を源振とすることで、交流電流設定信号Ｓ３に対して、別の基準信号を設けることを要しない。
【０１１１】
｛第２の実施の形態｝
第１の実施の形態においては、クロック信号Ｓ０２を生成する発振子８２及び分周器７３は、電源基板１１０に設けられていた。
第２の実施の形態においては、クロック信号Ｓ０２を生成する発振子８２及び分周器７３は、信号生成基板１２０に設けられている。
他の構成は、第１の実施の形態と同様であるので、同様の部分の説明を省略し、異なる部分を説明する。
【０１１２】
図８は、第２の実施の形態が適用され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。第２の実施の形態が適用されるバイアス電源装置１００においても、バイアス電源装置１００は、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫが構成された電源基板１１０と信号生成基板１２０とを備える。
そして、発振子８２及び分周器７３は、信号生成基板１２０に設けられている。
【０１１３】
このようにしても、クロック信号Ｓ０２は発振周波数の変動が抑えられる発振子（第２の実施の形態における発振子８２）を源振にしているので、クロック信号Ｓ０２の波形揺れが抑制され、交流出力信号Ｓ３８の電圧の変動によるバンディング（画質ムラ）が抑制される。
【０１１４】
｛第３の実施の形態｝
第２の実施の形態が適用されるバイアス電源装置１００では、信号生成基板１２０に、発振子８１と発振子８２とが設けられていた。発振子８１は、クロック信号Ｓ０１及び交流電流設定信号Ｓ３の源振である。クロック信号Ｓ０１は、交流出力信号Ｓ３８の周波数を設定する周波数設定信号Ｓ３３の周波数を設定する。発振子８２は、クロック信号Ｓ０２の源振である。クロック信号Ｓ０２は、変調信号Ｓ１１の周波数を設定する。
このため、部品実装面積の増加及び部品のコストが増加する。
そこで、第３の実施の形態では、信号生成基板１２０において、発振子８２を省略し、発振子８１をクロック信号Ｓ０２の源振としている。
他の構成は、第１の実施の形態と同様であるので、同様の部分の説明を省略し、異なる部分を説明する。
【０１１５】
図９は、第３の実施の形態が適用され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。第３の実施の形態が適用されるバイアス電源装置１００においても、バイアス電源装置１００は、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫが構成された電源基板１１０と信号生成基板１２０とを備える。
そして、分周器７３は、信号生成基板１２０に設けられ、発振子８１から基準信号Ｓ０を受信する。
【０１１６】
このようにしても、クロック信号Ｓ０２は発振周波数の変動が抑えられる発振子（第３の実施の形態における発振子８１）を源振にしているので、クロック信号Ｓ０２の波形揺れが抑制され、交流出力信号Ｓ３８の電圧の変動によるバンディング（画質ムラ）が抑制される。
【０１１７】
第１の実施の形態から第３の実施の形態では、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。
【０１１８】
第１の実施の形態から第３の実施の形態では、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。
【０１１９】
そして、第１の実施の形態から第３の実施の形態では、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。
【０１２０】
さらに、第１の実施の形態から第３の実施の形態では、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】
【０１２１】
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、４０…画像処理部、６０…波形設定部、７１、７２、７３…分周器、８１、８２…発振子、１００…バイアス電源装置、１１０…電源基板、１２０…信号生成基板、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、１２１２…積分回路、１２１３…ＲＣ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、Ｓ１…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】
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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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