(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の負荷のそれぞれにバイアス電位を与える際に高周波成分の相互干渉が抑制できるバイアス電源装置等を提供する。【解決手段】バイアス電源装置１００Ｋは、帯電ロール１３Ｋに帯電バイアスを与える帯電バイアス電源ユニット１３ａＫおよび現像器１５Ｋに現像バイアスを与える現像バイアス電源ユニット１５ａＫを備えている。さらに、バイアス電源装置１００Ｋは、予め定められた周波数の基準信号Ｓ０を生成する基準信号生成部１３００Ｋ、基準信号Ｓ０を分周または分周された基準信号Ｓ０をさらに分周する分周器１３５１、１３５２、１３５３を備えている。分周器１３５１は、基準信号生成部１３００Ｋが発生する基準信号Ｓ０を分周して出力周波数信号Ｓ２ｂを、分周器１３５３は、出力周波数信号Ｓ２ｂを分周して出力周波数信号Ｓ２ａを、分周器１３５２は、基準信号Ｓ０を分周して搬送信号Ｓ３ａを生成する。【選択図】図２
2013164560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた周波数の基準信号を生成する基準信号生成部と、
それぞれが、接続される複数の負荷のそれぞれに対応して設けられた複数の電源ユニットと
を備えるバイアス電源装置であって、
前記複数の電源ユニットのそれぞれの電源ユニットは、
一次巻線と二次巻線とを有し、対応する負荷に当該二次巻線を介して電力を供給するトランスと、
前記基準信号の周波数または当該基準信号を分周して得られる周波数の鋸歯状波信号を生成する鋸歯状波生成回路と、
前記基準信号を分周して得られる周波数であって、前記鋸歯状波信号より小さい周波数の変調信号で当該鋸歯状波信号を変調しパルス幅変調された駆動信号を生成する変調回路と、
前記駆動信号により駆動され、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
を備えるバイアス電源装置。
【請求項２】
前記複数の電源ユニットにおいて、それぞれの前記変調信号の周波数が異なる少なくとも２つの電源ユニットの当該鋸歯状波信号の周波数と前記変調信号の周波数との比が共に予め定められた値になるように分周されることを特徴とする請求項１に記載のバイアス電源装置。
【請求項３】
像保持体と、
予め定められた周波数の基準信号を生成する基準信号生成部と、
一次巻線と二次巻線とを有し当該二次巻線を介して電力を供給する第１のトランスと、前記基準信号を分周して得られる周波数の第１の鋸歯状波信号を生成する鋸歯状波生成回路と、当該基準信号を分周して得られた、当該第１の鋸歯状波信号より周波数が小さい第１の変調信号で当該第１の鋸歯状波信号を変調してパルス幅変調された第１の駆動信号を生成する第１の変調回路と、当該第１の駆動信号により駆動されて当該第１のトランスの当該一次巻線に電流を供給する第１のスイッチ回路とを備え、前記像保持体を帯電する帯電手段と、
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、
一次巻線と二次巻線とを有し当該二次巻線を介して電力を供給する第２のトランスと、前記基準信号の周波数の第２の鋸歯状波信号を生成する第２の鋸歯状波生成回路と、当該基準信号を分周して得られた、当該第２の鋸歯状波信号より周波数が小さい第２の変調信号で当該第２の鋸歯状波信号を変調してパルス幅変調された第２の駆動信号を生成する第２の変調回路と、当該第２の駆動信号により駆動されて当該第２のトランスの当該一次巻線に電流を供給する第２のスイッチ回路とを備え、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
を備える画像形成装置。
【請求項４】
前記基準信号を分周して、前記第１の鋸歯状波生成回路に入力され、当該第１の鋸歯状波信号の周波数を設定する搬送信号を生成する第１の分周器と、
前記基準信号を分周して前記第２の変調信号を生成する第２の分周器と、
前記第２の変調信号を分周して前記第１の変調信号を生成する第３の分周器と
をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記基準信号を分周して、前記第２の変調信号を生成する第１の分周器と、
前記第１の鋸歯状波生成回路に入力され、前記第１の鋸歯状波信号の周波数を設定する搬送信号を生成する第２の分周器と、
前記搬送信号を分周して前記第１の変調信号を生成する第３の分周器と
をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１の分周器と前記第３の分周器とは、分周する比が同じであることを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイアス電源装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真複写機等の画像形成装置では、感光体ドラムに静電潜像が形成され、静電潜像が現像されてトナー像が形成された後、そのトナー像が記録用紙等に転写される。このような画像形成装置では、感光体ドラムに静電潜像を形成するため、感光体ドラムの表面を予め定められた電位に帯電する（帯電バイアス）。また、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像してトナー像を形成するため、現像器に予め定められた電位を印加する（現像バイアス）。このような帯電バイアスおよび現像バイアスの発生には、高調波変調方式の交流電源装置が用いられるようになってきた。高調波変調方式の交流電源装置は省エネルギー化に有効なものとなっている。
【０００３】
特許文献１には、電子写真方式の画像形成装置の感光体に当接して帯電させる帯電部材に、高圧直流電圧に高圧交流電圧を重畳させた出力を供給する帯電高圧生成回路と、前記感光体に形成された静電潜像を可視像とするための現像部材に、高圧直流電圧に高圧交流電圧を重畳させた出力を供給する現像高圧生成回路と、前記帯電高圧生成回路の高圧交流と現像高圧生成回路の高圧交流を同期させる同期回路とを備え、前記現像高圧生成回路の高圧交流の周波数を、印字密度に応じて、前記帯電高圧生成回路の高圧交流の周波数の整数倍に変更する構成の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】特開平６−１９４９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、複数の負荷のそれぞれにバイアス電位を与える際に高周波成分の相互干渉が抑制できるバイアス電源装置等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、予め定められた周波数の基準信号を生成する基準信号生成部と、それぞれが、接続される複数の負荷のそれぞれに対応して設けられた複数の電源ユニットとを備えるバイアス電源装置であって、前記複数の電源ユニットのそれぞれの電源ユニットは、一次巻線と二次巻線とを有し、対応する負荷に当該二次巻線を介して電力を供給するトランスと、前記基準信号の周波数または当該基準信号を分周して得られる周波数の鋸歯状波信号を生成する鋸歯状波生成回路と、前記基準信号を分周して得られる周波数であって、前記鋸歯状波信号より小さい周波数の変調信号で当該鋸歯状波信号を変調しパルス幅変調された駆動信号を生成する変調回路と、前記駆動信号により駆動され、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を備えるバイアス電源装置である。
請求項２に記載の発明は、前記複数の電源ユニットにおいて、それぞれの前記変調信号の周波数が異なる少なくとも２つの電源ユニットの当該鋸歯状波信号の周波数と前記変調信号の周波数との比が共に予め定められた値になるように分周されることを特徴とする請求項１に記載のバイアス電源装置である。
請求項３に記載の発明は、像保持体と、予め定められた周波数の基準信号を生成する基準信号生成部と、一次巻線と二次巻線とを有し当該二次巻線を介して電力を供給する第１のトランスと、前記基準信号を分周して得られる周波数の第１の鋸歯状波信号を生成する鋸歯状波生成回路と、当該基準信号を分周して得られた、当該第１の鋸歯状波信号より周波数が小さい第１の変調信号で当該第１の鋸歯状波信号を変調してパルス幅変調された第１の駆動信号を生成する第１の変調回路と、当該第１の駆動信号により駆動されて当該第１のトランスの当該一次巻線に電流を供給する第１のスイッチ回路とを備え、前記像保持体を帯電する帯電手段と、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、一次巻線と二次巻線とを有し当該二次巻線を介して電力を供給する第２のトランスと、前記基準信号の周波数の第２の鋸歯状波信号を生成する第２の鋸歯状波生成回路と、当該基準信号を分周して得られた、当該第２の鋸歯状波信号より周波数が小さい第２の変調信号で当該第２の鋸歯状波信号を変調してパルス幅変調された第２の駆動信号を生成する第２の変調回路と、当該第２の駆動信号により駆動されて当該第２のトランスの当該一次巻線に電流を供給する第２のスイッチ回路とを備え、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る画像形成装置である。
請求項４に記載の発明は、前記基準信号を分周して、前記第１の鋸歯状波生成回路に入力され、当該第１の鋸歯状波信号の周波数を設定する搬送信号を生成する第１の分周器と、前記基準信号を分周して前記第２の変調信号を生成する第２の分周器と、前記第２の変調信号を分周して前記第１の変調信号を生成する第３の分周器とをさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置である。
請求項５に記載の発明は、前記基準信号を分周して、前記第２の変調信号を生成する第１の分周器と、前記第１の鋸歯状波生成回路に入力され、前記第１の鋸歯状波信号の周波数を設定する搬送信号を生成する第２の分周器と、前記搬送信号を分周して前記第１の変調信号を生成する第３の分周器とをさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置である。
請求項６に記載の発明は、前記第１の分周器と前記第３の分周器とは、分周する比が同じであることを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、複数の負荷を駆動する場合において、基準信号発生部を負荷ごとに設ける場合に比較して、高周波成分の相互干渉が抑制できる。
請求項２の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、それぞれの負荷に対応して、より効率よくバイアスを与えることができる。
請求項３の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、基準信号発生部を帯電手段および現像手段にそれぞれ設ける場合に比較して、高周波成分の相互干渉による画質の劣化が抑制できる。
請求項４および請求項５の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、プロセスの速度に対応して、帯電バイアスの周波数および現像バイアスの周波数をより容易に変更することができる。
請求項６の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、プロセスの速度に対応して、帯電バイアスおよび現像バイアスをより効率よく与えることができる。
【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した図である。
【図２】バイアス電源装置のブロック構成の一例を示す図である。
【図３】帯電バイアス電源の回路構成の一例を示す図である。
【図４】鋸歯状波生成回路の一例を示す図である。
【図５】帯電バイアス電源の動作を説明するタイムチャートである。
【図６】バイアス電源装置の一例を示す図である。
【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した図である。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を備えている。
【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を備えている。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位で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を備えている。さらに、帯電ロール１３Ｋには感光体ドラム１２Ｋに帯電バイアスを印加するための帯電バイアス電源ユニット１３ａＫが、現像器１５Ｋに現像バイアスを印加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。
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、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。ただし、現像器１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃは、収納されたトナーが異なる。そして、これらを区別しないときは、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。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。
そして、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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。従って、現像器１５で使用される粉体の一例としてのトナーは負極性帯電タイプのものである。
なお、帯電ロール１３に帯電バイアスを与えるために、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）電圧に、−６００Ｖの直流（ＤＣ）電圧が重畳されたものである。また、現像器１５に現像バイアスを与えるために、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。
【００１３】
また、画像形成プロセス部１０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とを備えている。
【００１４】
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から受信された画像データは、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電位に帯電され、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。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。
【００１５】
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によって熱およ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。
【００１６】
＜バイアス電源装置１００Ｋ＞
［バイアス電源装置１００Ｋのブロック構成］
図２は、バイアス電源装置１００Ｋのブロック構成の一例を示す図である。このバイアス電源装置１００Ｋは、図１に示した画像形成装置１の画像形成ユニット１１Ｋにおいて、帯電ロール１３Ｋに帯電バイアスを与える帯電バイアス電源ユニット１３ａＫおよび現像器１５Ｋに現像バイアスを与える現像バイアス電源ユニット１５ａＫを備えている。さらに、バイアス電源装置１００Ｋは、予め定められた周波数の基準信号Ｓ０を生成する基準信号生成部１３００Ｋ、基準信号Ｓ０を分周または分周された基準信号Ｓ０をさらに分周する分周器１３５１、１３５２、１３５３を備えている。
そして、画像形成装置１は、他の画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃにおいても、バイアス電源装置１００Ｋと同様な、バイアス電源装置１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃをそれぞれ備えている。
【００１７】
では、バイアス電源装置１００Ｋのブロック構成を詳細に説明する。
バイアス電源装置１００Ｋの帯電バイアス電源ユニット１３ａＫは、交流電圧出力部１２００ａおよび直流電圧出力部１２５０ａを備えている。現像バイアス電源ユニット１５ａＫは、交流電圧出力部１２００ｂおよび直流電圧出力部１２５０ｂを備えている。交流電圧出力部１２００ａ、１２００ｂ、直流電圧出力部１２５０ａ、１２５０ｂは、スイッチ素子をスイッチングすることにより高電圧を発生するスイッチング電源である。なお、交流電圧出力部１２００ａ、１２００ｂは他励方式、直流電圧出力部１２５０ａ、１２５０ｂは自励方式である。
なお、他のバイアス電源装置１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃについても同様である。よって、バイアス電源装置１００Ｋについて説明し、他のバイアス電源装置１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃについては、詳細な説明を省略する。
【００１８】
バイアス電源装置１００Ｋにおける帯電バイアス電源ユニット１３ａＫは、アナログ電圧変換回路１２０１ａ、増幅回路１２０２ａ、第１ローパスフィルタ１２０３ａ、第１の鋸歯状波生成回路の一例である鋸歯状波生成回路１２０４ａ、第１の変調回路の一例である変調回路１２０５ａ、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）駆動回路１２０６ａ、第１のスイッチ回路の一例であるスイッチ回路１２０７ａ、第２ローパスフィルタ１２０８ａ、第１のトランスの一例であるトランス１２０９ａ、交流電流検出回路１２１０ａ、交流電圧検出回路１２１１ａを備えている。
【００１９】
一方、現像バイアス電源ユニット１５ａＫの交流電圧出力部１２００ｂも、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫの交流電圧出力部１２００ａと同様であって、アナログ電圧変換回路１２０１ｂ、増幅回路１２０２ｂ、第１ローパスフィルタ１２０３ｂ、第２の鋸歯状波生成回路の一例である鋸歯状波生成回路１２０４ｂ、第２の変調回路の一例である変調回路１２０５ｂ、ＦＥＴ駆動回路１２０６ｂ、第２のスイッチ回路の一例であるスイッチ回路１２０７ｂ、第２ローパスフィルタ１２０８ｂ、第２のトランスの一例であるトランス１２０９ｂ、交流電流検出回路１２１０ｂ、交流電圧検出回路１２１１ｂを備えている。
なお、図２では、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫの直流電圧出力部１２５０ａ、現像バイアス電源ユニット１５ａＫの直流電圧出力部１２５０ｂについては、ブロック構成の表記を省略している。
【００２０】
帯電バイアス電源ユニット１３ａＫと現像バイアス電源ユニット１５ａＫとは、上述したように同様の構成であるので、以下では帯電バイアス電源ユニット１３ａＫを説明する。
【００２１】
アナログ電圧変換回路１２０１ａは、制御部６０が送信する交流電流設定信号Ｓ１ａを入力とする。この交流電流設定信号Ｓ１ａは、パルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号であって、デューティ比によりトランス１２０９ａが出力する交流（正弦波）電流ＩＡＣａの電流値を設定する。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１２０１ａは、入力された交流電流設定信号Ｓ１ａのデューティ比に対応した電位の信号（以下、アナログ電圧信号Ｓ１１ａと呼ぶ）を生成し、出力とする。
【００２２】
増幅回路１２０２ａは、アナログ電圧変換回路１２０１ａが出力するアナログ電圧信号Ｓ１１ａと、交流電流検出回路１２１０ａが出力する電圧信号Ｓ１２ａとを入力とする。なお、交流電流検出回路１２１０ａについては後述する。
そして、増幅回路１２０２ａは、アナログ電圧信号Ｓ１１ａの電位と電圧信号Ｓ１２ａの電位との差を増幅し、誤差増幅信号Ｓ１３ａを生成し、出力とする。
【００２３】
第１ローパスフィルタ１２０３ａは、基準信号生成部１３００Ｋが発生する基準信号Ｓ０を第２の分周器の一例としての分周器１３５１が分周して得られる第２の変調信号の一例としての出力周波数信号Ｓ２ｂを、さらに第３の分周器の一例としての分周器１３５３が分周して得られる第１の変調信号の一例としての出力周波数信号Ｓ２ａと、増幅回路１２０２ａが出力する誤差増幅信号Ｓ１３ａとを入力とする。出力周波数信号Ｓ２ａは、デューティ比が５０％であって、トランス１２０９ａが出力する交流電圧ＶＡＣａ、交流電流ＩＡＣａの周波数を設定する。すなわち、トランス１２０９ａが出力する交流電圧ＶＡＣａ、交流電流ＩＡＣａの周波数は、出力周波数信号Ｓ２ａの周波数（＝１／周期）と一致する。なお、交流電流ＩＡＣａの周波数と交流電圧ＶＡＣａの周波数とは一致するので、以下では交流電圧ＶＡＣａと表記し、交流電流ＩＡＣａの表記を省略する。
そして、第１ローパスフィルタ１２０３ａは、出力周波数信号Ｓ２ａ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、正弦波信号Ｓ２１ａを生成し、出力とする。なお、この正弦波信号Ｓ２１ａの振幅（ｐ−ｐ値）は、誤差増幅信号Ｓ１３ａによって設定される。
これらの出力周波数信号Ｓ２ａ、Ｓ２ｂは、変調信号の一例である。
【００２４】
鋸歯状波生成回路１２０４ａは、基準信号生成部１３００Ｋが発生する基準信号Ｓ０を第１の分周器の一例としての分周器１３５２が分周した搬送信号Ｓ３ａを入力とし、この搬送信号Ｓ３ａを第１の鋸歯状波の一例としての鋸歯状波信号Ｓ３１ａに変換して、出力とする。搬送信号Ｓ３ａは、鋸歯状波信号Ｓ３１ａの繰返し周波数を設定する。
【００２５】
変調回路１２０５ａは、第１ローパスフィルタ１２０３ａが出力する正弦波信号Ｓ２１ａと、鋸歯状波生成回路１２０４ａが出力する鋸歯状波信号Ｓ３１ａとを入力とする。そして、変調回路１２０５ａは、正弦波信号Ｓ２１ａの電位と鋸歯状波信号Ｓ３１ａの電位とを比較し、鋸歯状波信号Ｓ３１ａの電位が正弦波信号Ｓ２１ａの電位より大きい期間と小さい期間とで、電位が異なる第１の駆動信号の一例としての駆動信号Ｓ２２ａを生成し、出力とする。駆動信号Ｓ２２ａは、鋸歯状波信号Ｓ３１と正弦波信号Ｓ２１ａとの電位の差によってパルス幅が設定されるＰＷＭ信号である。
【００２６】
ＦＥＴ駆動回路１２０６ａは、変調回路１２０５ａが出力する駆動信号Ｓ２２ａを入力とし、スイッチ回路１２０７ａを駆動する。
スイッチ回路１２０７ａ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構成されている。駆動信号Ｓ２２ａはＰＷＭ信号であるので、スイッチ回路１２０７ａの電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２は、交互にオンオフを繰り返す。よって、スイッチ回路１２０７ａが出力するスイッチ出力信号Ｓ２３ａも、駆動信号Ｓ２２ａに追従したパルス幅変調（ＰＷＭ）された信号である。
【００２７】
第２ローパスフィルタ１２０８ａは、スイッチ回路１２０７ａが出力するスイッチ出力信号Ｓ２３ａを通過させて、高周波成分を遮断して正弦波である正弦波出力信号Ｓ２４ａを生成し、出力とする。
【００２８】
トランス１２０９ａは、一次巻線と二次巻線とを有し、第２ローパスフィルタ１２０８ａが出力する正弦波出力信号Ｓ２４ａを一次巻線の入力とし、巻線比で設定される交流電圧ＶＡＣａを二次巻線の出力とする。すなわち、トランス１２０９ａは、二次巻線を介して、電力を供給する。
そして、交流電圧ＶＡＣａは、直流電圧出力部１２５０ａが出力する直流電圧ＶＤＣａと重畳されて、感光体ドラム１２Ｋの表面を帯電する帯電ロール１３Ｋに印加される。
【００２９】
交流電流検出回路１２１０ａは、帯電ロール１３Ｋを介して、感光体ドラム１２Ｋの表面に流れる交流電流ＩＡＣａを検知（モニタ）し、交流電流ＩＡＣａに比例するように変換された直流の電圧信号Ｓ１２ａを出力とする。
交流電圧検出回路１２１１ａは、帯電ロール１３Ｋに印加される交流電圧ＶＡＣａを検知（モニタ）し、交流電圧ＶＡＣａに比例するように変換された直流の電圧信号Ｓ１４ａを出力とする。
図２においては、交流電流検出回路１２１０ａの出力である電圧信号Ｓ１２ａが、増幅回路１２０２ａの入力となり、交流電流設定信号Ｓ１ａによって設定される値と交流電流ＩＡＣａとの差を小さくするように制御（電流制御）されている。
【００３０】
なお、図２では、交流電圧検出回路１２１１ａが出力する電圧信号Ｓ１４ａはいずれにも供給されていない。電圧信号Ｓ１４ａを、交流電流検出回路１２１０ａの出力する電圧信号Ｓ１２ａとともに、増幅回路１２０２ａの入力とし、交流電圧ＶＡＣａが予め定められた値より大きくなった場合に、交流電圧ＶＡＣａを小さくするように制御してもよい。すなわち、交流電圧検出回路１２１１ａを過電圧制御に用いてもよい。以下では、交流電圧検出回路１２１１ａについての説明を省略する。
【００３１】
図２では、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、基準信号生成部１３００Ｋ、分周器１３５１、１３５２、１３５３は、それぞれが分けて表記されている。これらは、それぞれが個別の回路基板上に構成されてもよく、すべてまたはいくつかがまとめられて１のまたは複数の回路基板上に構成されてもよい。また、基準信号生成部１３００Ｋは、制御部６０に設けられてもよい。
【００３２】
一方、現像バイアス電源ユニット１５ａＫは、基準信号生成部１３００Ｋが発生する基準信号Ｓ０が搬送信号Ｓ３ｂとして、鋸歯状波生成回路１２０４ｂに入力されている。また、搬送信号Ｓ３ｂを分周器１３５１で分周して得られた出力周波数信号Ｓ２ｂが、第１ローパスフィルタ１２０３ｂに入力されている。他は、上記の帯電バイアス電源ユニット１３ａＫと同様であるので、説明における符号のａをｂに変更すればよい。なお、現像バイアス電源ユニット１５ａＫでは、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫと異なって、交流電圧検出回路１２１１ｂの出力信号（符号無し）が、増幅回路１２０２ｂに入力されている。
なお、鋸歯状波生成回路１２０４ｂが第２の鋸歯状波信号の一例である鋸歯状波信号Ｓ３１ｂを生成して出力し、変調回路１２０５ｂが第２の駆動信号の一例である駆動信号Ｓ２２ｂを生成して出力する。
【００３３】
［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。現像バイアス電源ユニット１５ａＫの回路構成は、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫと同様であるので図面および説明を省略する。
なお、図３における各回路の配置は、説明を容易にするために、図２と異なっている。図３は、各回路を模式的に示したものであって、各回路の配置はこの配置に限定されない。
【００３４】
（交流電圧出力部１２００ａ）
まず、交流電圧出力部１２００ａを説明する。
アナログ電圧変換回路１２０１ａは、バッファＢ１、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、コンデンサＣ１を備えている。
アナログ電圧変換回路１２０１ａの入力端子は、抵抗Ｒ１の一方の端子であって、制御部６０が送信する交流電流設定信号Ｓ１ａが入力される。そして、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。さらに、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（接地電位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１２０１ａの出力端子であって、アナログ電圧信号Ｓ１１ａを出力する。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されている。
また、バッファＢ１には、基準電位Ｖｒｅｆ１と接地電位ＧＮＤとが供給されている。
【００３５】
アナログ電圧変換回路１２０１ａにＰＷＭ信号である交流電流設定信号Ｓ１ａが入力されると、コンデンサＣ１は基準電位Ｖｒｅｆ１と接地電位ＧＮＤの間の電位に充電される。この電位は、交流電流設定信号Ｓ１ａ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Ｓ１ａがアナログ電圧であるアナログ電圧信号Ｓ１１ａに変換される。
【００３６】
増幅回路１２０２ａは、誤差増幅器Ａｍｐ１、抵抗Ｒ４、Ｒ５、コンデンサＣ２を備えている。
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１２０１ａ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Ｓ１１ａが入力される。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１２１０ａに接続され、電圧信号Ｓ１２ａが入力される。
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１２０２ａの出力端子であって、誤差増幅器Ａｍｐ１がアナログ電圧信号Ｓ１１ａと電圧信号Ｓ１２ａとの電位の差を増幅した誤差増幅信号Ｓ１３ａを出力する。
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。
【００３７】
第１ローパスフィルタ１２０３ａ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を備えている。
抵抗Ｒ６の一方の端子は、第１ローパスフィルタ１２０３ａの入力端子であって、基準信号生成部１３００Ｋが生成する基準信号Ｓ０を分周器１３５１が分周し、さらに分周器１３５３が分周して得られた出力周波数信号Ｓ２ａが入力される（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のコレクタ端子には、基準電位Ｖｒｅｆ２が供給されている。
そして、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、
他方の端子は接地されている。
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Ｓ１３ａを出力周波数信号Ｓ２ａで変調する。
なお、抵抗Ｒ６、Ｒ７は、ｎｐｎトランジスタＴｒ１に過電流が流れることを抑制する。
【００３８】
コンデンサＣ３は、カップリングコンデンサであって、出力周波数信号Ｓ２ａで変調された誤差増幅信号Ｓ１３ａ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、正弦波である正弦波信号Ｓ２１ａを生成する。なお、誤差増幅器Ａｍｐ２には基準電位Ｖｒｅｆ３が供給されている。
なお、正弦波信号Ｓ２１ａの振幅（ｐ−ｐ値）は、誤差増幅信号Ｓ１３ａによって設定される。また、正弦波信号Ｓ２１ａの周波数は、出力周波数信号Ｓ２ａの繰返し周波数と一致する。
【００３９】
ここで、図２では表記していない電圧生成回路１２１２を説明する。電圧生成回路１２１２は、変調回路１２０５ａ、ＦＥＴ駆動回路１２０６ａ、スイッチ回路１２０７ａ、第２ローパスフィルタ１２０８ａに電源電位Ｖｓを供給する。電源電位Ｖｓは、例えば２４Ｖである。この電源電位Ｖｓは論理レベルの電位、論理レベルである「Ｈ」レベル、「Ｌ」レベルにおける「Ｈ」レベルに用いられる電位、例えば５Ｖと異なる。このため、電圧生成回路１２１２が設けられている。
【００４０】
次に、変調回路１２０５ａを説明する。
変調回路１２０５ａは、比較器Ｃｍｐを備えている。比較器Ｃｍｐの＋入力端子は、鋸歯状波生成回路１２０４ａに接続され、鋸歯状波信号Ｓ３１ａが入力される。そして、比較器Ｃｍｐの−入力端子は、第１ローパスフィルタ１２０３ａの出力端子に接続され、正弦波信号Ｓ２１ａが入力される。そして、比較器Ｃｍｐの出力端子は、ＦＥＴ駆動回路１２０６ａに接続されている。
比較器Ｃｍｐは、正弦波信号Ｓ２１ａの電位と鋸歯状波信号Ｓ３１ａの電位とを比較し、鋸歯状波信号Ｓ３１ａの電位が正弦波信号Ｓ２１ａの電位より大きい期間において、電源電位Ｖｓとなり、鋸歯状波信号Ｓ３１ａが正弦波信号Ｓ２１ａより小さい期間において接地電位ＧＮＤとなる駆動信号Ｓ２２ａを生成し、出力する。
【００４１】
ＦＥＴ駆動回路１２０６ａは、ｐｎｐトランジスタＴｒ３、ｎｐｎトランジスタＴｒ４、抵抗Ｒ１１を備えている。
抵抗Ｒ１１の一方の端子は、ＦＥＴ駆動回路１２０６ａの入力端子であって、駆動信号Ｓ２２ａが入力される。そして、抵抗Ｒ１１の他方の端子はｐｎｐトランジスタＴｒ３のベース端子および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され、ｎｐｎトランジスタＴｒ４のコレクタ端子は電源電位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、出力端子となっている。この出力端子は、スイッチ回路１２０７ａに接続されている。抵抗Ｒ１１は、ｐｎｐトランジスタＴｒ３およびｎｐｎトランジスタＴｒ４に過電流が流れることを抑制する。
【００４２】
そして、駆動信号Ｓ２２ａの電位が接地電位ＧＮＤであると、ｐｎｐトランジスタＴｒ３がオン、ｎｐｎトランジスタＴｒ４がオフとなって、出力端子が接地電位ＧＮＤになる。駆動信号Ｓ２２ａの電位が電源電位Ｖｓであると、ｐｎｐトランジスタＴｒ３がオフ、ｎｐｎトランジスタＴｒ４がオンとなって、出力端子が電源電位Ｖｓになる。
すなわち、ＦＥＴ駆動回路１２０６ａの出力端子の電位は、変調回路１２０５ａの出力端子の駆動信号Ｓ２２ａと同じとなる。ＦＥＴ駆動回路１２０６ａは、スイッチ回路１２０７ａの駆動のための電流を供給するバッファとして機能する。
【００４３】
スイッチ回路１２０７ａ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を備えている。
抵抗Ｒ１２の一方の端子と抵抗Ｒ１３の一方の端子とは、接続されて、スイッチ回路１２０７ａの入力端子となって、ＦＥＴ駆動回路１２０６ａの出力端子（ｐｎｐトランジスタＴｒ３のエミッタ端子およびｎｐｎトランジスタＴｒ４のエミッタ端子）に接続されている。そして、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され、電界効果トランジスタＦＥＴ２のソース端子は電源電位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のドレイン端子とは、接続されて、スイッチ回路１２０７ａの出力端子となって、スイッチ出力信号Ｓ２３ａを出力する。
【００４４】
駆動信号Ｓ２２ａが接地電位ＧＮＤであると、電界効果トランジスタＦＥＴ１がオフ、電界効果トランジスタＦＥＴ２がオンとなって、スイッチ回路１２０７ａが出力するスイッチ出力信号Ｓ２３ａは電源電位Ｖｓになる。一方、駆動信号Ｓ２２ａが電源電位Ｖｓであると、電界効果トランジスタＦＥＴ１がオン、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Ｓ２３ａは接地電位ＧＮＤになる。すなわち、スイッチ回路１２０７ａが出力するスイッチ出力信号Ｓ２３ａの電位は、駆動信号Ｓ２２ａと逆になる。なお、スイッチ出力信号Ｓ２３ａは、パルス幅が交流電流設定信号Ｓ１ａで定められるＰＷＭ信号である。
【００４５】
第２ローパスフィルタ１２０８ａは、インダクタンスＬ、抵抗Ｒ１４、Ｒ１５、コンデンサＣ６、Ｃ７、Ｃ８を備えている。
インダクタンスＬの一方の端子は、スイッチ回路１２０７ａの出力端子に接続され、他方の端子は、トランス１２０９ａの一次巻線の一方の端子に接続されている。そして、電源電位Ｖｓと接地電位ＧＮＤとの間に、抵抗Ｒ１４および抵抗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１２０９ａ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１２０９ａ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とのＬＣ回路でローパスフィルタを構成する。
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１２０９ａの一次巻線の他方の端子の電位の変動を抑制する。
そして、コンデンサＣ６は、電源電位Ｖｓと接地電位ＧＮＤとの間に設けられ、電源電位Ｖｓの変動を抑制する。
第２ローパスフィルタ１２０８ａは、ローパスフィルタによりＰＷＭ信号であるスイッチ出力信号Ｓ２３ａから正弦波出力信号Ｓ２４ａを取り出して、出力する。
【００４６】
トランス１２０９ａは、前述したように、一次巻線が第２ローパスフィルタ１２０８ａに接続されている。トランス１２０９ａは、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。そして、二次巻線の一方の端子は、抵抗Ｒ２６に接続され、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、直流電圧出力部１２５０ａに接続されている。これにより、帯電ロール１３Ｋには、交流電圧出力部１２００ａが出力する交流電圧ＶＡＣａと、直流電圧出力部１２５０ａが出力する直流電圧ＶＤＣａとが重畳された出力電圧Ｖａが印加され、出力電流Ｉａが流れる。
【００４７】
交流電流検出回路１２１０ａは、ダイオードＤ２、Ｄ３、抵抗Ｒ１５、コンデンサＣ１０、Ｃ１１を備えている。
コンデンサＣ１０の一方の端子は、交流電流検出回路１２１０ａの入力端子であって、トランス１２０９ａ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の一方の端子とに接続されている。そして、抵抗Ｒ１５の他方の端子およびコンデンサ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１２１０ａの出力端子であって、抵抗Ｒ５を介して、増幅回路１２０２ａの誤差増幅器Ａｍｐ１の−入力端子に接続されている。
【００４８】
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電流ＩＡＣａは、コンデンサＣ１０を介してダイオードＤ３に入力され、整流される。そして、抵抗Ｒ１５で電圧に変換され、電圧信号Ｓ１２ａとして出力される。
そして、電圧信号Ｓ１２ａは、抵抗Ｒ５を介して、増幅回路１２０２ａの誤差増幅器Ａｍｐ１の−入力端子に入力される。
【００４９】
（直流電圧出力部１２５０ａ）
図２では省略した直流電圧出力部１２５０ａは、図３に示すように、アナログ電圧変換回路１２５１ａ、増幅回路１２５２ａ、制御回路１２５３ａ、トランス１２５４ａ、整流回路１２５５ａ、直流電圧検出回路１２５６ａを備えている。
以下、それぞれの回路を説明する。
【００５０】
アナログ電圧変換回路１２５１ａは、制御部６０が送信する直流電圧設定信号Ｓ４ａを入力とする。交流電流設定信号Ｓ１ａと同様に、この直流電圧設定信号Ｓ４ａは、ＰＷＭ信号であって、デューティ比により整流回路１２５５ａの出力する直流電圧ＶＤＣａの値を設定する。
アナログ電圧変換回路１２５１ａは、交流電圧出力部１２００ａのアナログ電圧変換回路１２０１ａと同様に、バッファＢ２、抵抗Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、コンデンサＣ１２を備えている。
抵抗Ｒ１６の一方の端子は、アナログ電圧変換回路１２５１ａの入力端子であって、制御部６０が送信する直流電圧設定信号Ｓ４ａが入力される。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Ｒ２の他方の端子は接地されている。
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１２５１ａの出力端子であって、アナログ電圧信号Ｓ４１ａを出力する。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は、基準電位Ｖｒｅｆ６が供給される。
【００５１】
アナログ電圧変換回路１２５１ａに、ＰＷＭ信号である直流電圧設定信号Ｓ４ａが入力されると、コンデンサＣ１２が基準電位Ｖｒｅｆ６と接地電位ＧＮＤとの間の電位に充電される。この電位は、直流電圧設定信号Ｓ４ａ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Ｓ４ａがアナログ電圧のアナログ電圧信号Ｓ４１ａに変換される。
【００５２】
増幅回路１２５２ａは、誤差増幅器Ａｍｐ３、抵抗Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２１、Ｒ２２、コンデンサＣ１３を備えている。
抵抗Ｒ１９の一方の端子は、増幅回路１２５２ａの入力端子であって、アナログ電圧変換回路１２５１ａからアナログ電圧信号Ｓ４１ａが入力される。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ＶＤＣａを検出（モニタ）する直流電圧検出回路１２５６ａに接続され、電圧信号Ｓ４２ａが入力される。
抵抗Ｒ２０およびコンデンサＣ１３は直列接続され、抵抗Ｒ２０側の端子が誤差増幅器Ａｍｐ３の−入力端子に接続されている。そして、コンデンサＣ１３側の端子が誤差増幅器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１２５２ａの出力端子であって、誤差増幅器Ａｍｐ３がアナログ電圧信号Ｓ４１ａと電圧信号Ｓ４２ａと差を増幅した誤差増幅信号Ｓ４３ａを出力する。
【００５３】
制御回路１２５３ａは、誤差増幅信号Ｓ４３ａに基づいて後述するトランス１２５４ａの自励発信動作を制御して出力を制御する。
【００５４】
トランス１２５４ａは、一次巻線が主巻線と補助巻線との２段に分けて設けられている。主巻線の一方の端子は、電源電位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、補助巻線の一方の端子は、ｎｐｎトランジスタＴｒ５のベース端子と制御回路１２５３ａとに接続されている。補助巻線の他方の端子は接地されている。そして、ｎｐｎトランジスタＴｒ５のエミッタ端子は接地されている。
トランス１２５４ａの二次巻線の両端子は、整流回路１２５５ａに接続されている。
【００５５】
制御回路１２５３ａは、ｎｐｎトランジスタＴｒ５をオン、オフする信号をトランス１２５４ａの補助巻線に発生させるためのスイッチとして働く。
【００５６】
整流回路１２５５ａは、ダイオードＤ４、抵抗Ｒ２３、コンデンサＣ１４を備えている。ダイオードＤ４は、カソード端子がトランス１２５４ａ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、交流電圧出力部１２００ａのトランス１２０９ａ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１２５４ａの二次巻線の他方の端子に接続されている。
整流回路１２５５ａは、二次巻線に誘起される矩形波状の電圧を、負（−）の直流電圧ＶＤＣａに変換する。
【００５７】
直流電圧検出回路１２５６ａは、抵抗Ｒ２４、Ｒ２５、コンデンサＣ１５を備えている。
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１２５５ａ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、並列接続された他方の端子は、整流回路１２５５ａのコンデンサＣ１４の他方の端子に接続されるとともに、基準電位Ｖｒｅｆ７が供給されている。
なお、基準電位Ｖｒｅｆ７は、増幅回路１２５２ａの誤差増幅器Ａｍｐ３の＋入力端子および−入力端子の電位が負にならないように設定されている。
直流電圧ＶＤＣａは抵抗Ｒ２４と抵抗Ｒ２５とで分圧されるので、直流電圧検出回路１２５６ａは、抵抗Ｒ２５に現れた電圧を検出（モニタ）し、電圧信号Ｓ４２ａとして出力する。電圧信号Ｓ４２ａは、増幅回路１２５２ａの誤差増幅器Ａｍｐ３の＋入力端子に抵抗Ｒ２１を介して入力される。
【００５８】
（鋸歯状波生成回路１２０４ａ）
次に、鋸歯状波信号Ｓ３１ａを生成する鋸歯状波生成回路１２０４ａについて説明する。
図４は、鋸歯状波生成回路１２０４ａの一例を示す図である。なお、鋸歯状波生成回路１２０４ａは、ここで示す構成に限定されるものではなく、一般的に知られた他の構成を用いることができる。
図４に示す鋸歯状波生成回路１２０４ａは、ｐｎｐトランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１２、Ｔｒ１３、ｎｐｎトランジスタＴｒ１４、抵抗Ｒ３０、Ｒ３１、コンデンサＣ３０を備えている。
ｐｎｐトランジスタＴｒ１１のコレクタ端子と抵抗Ｒ３０の一方の端子とは接続されている。ｐｎｐトランジスタＴｒ１１のエミッタ端子は基準電位Ｖｒｅｆ５が供給されている。抵抗Ｒ３０の他方の端子は接地されている。
一方、ｐｎｐトランジスタＴｒ１２のコレクタ端子とｐｎｐトランジスタＴｒ１３のエミッタ端子とは接続されている。ｐｎｐトランジスタＴｒ１２のエミッタ端子は基準電位Ｖｒｅｆ５に設定されている。一方、ｐｎｐトランジスタＴｒ１３のコレクタ端子は、コンデンサＣ３０の一方の端子（鋸歯状波生成回路１２０４ａの出力端子）に接続されている。コンデンサＣ３０の他方の端子は接地されている。
そして、ｐｎｐトランジスタＴｒ１１のベース端子とｐｎｐトランジスタＴｒ１２のベース端子とは接続されるとともに、これらのベース端子はｐｎｐトランジスタＴｒ１２のコレクタ端子に接続されている。
さらに、ｐｎｐトランジスタＴｒ１３のコレクタ端子はｎｐｎトランジスタＴｒ１４のコレクタ端子に接続される。ｎｐｎトランジスタＴｒ１４は、エミッタ端子が抵抗Ｒ３１を介して接地されるとともに、ベース端子に基準信号生成部１３００Ｋの生成する基準信号Ｓ０を分周器１３５２により分周された搬送信号Ｓ３ａが入力される。
ｎｐｎトランジスタＴｒ１４のコレクタ端子は、鋸歯状波生成回路１２０４ａの出力端子であって、鋸歯状波信号Ｓ３１ａを出力する。
【００５９】
ｐｎｐトランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１２、Ｔｒ１３により定電流回路が構成され、コンデンサＣ３０と抵抗Ｒ３０とにより設定される時定数により、鋸歯状波信号Ｓ３１ａの立上り波形が設定される。一方、搬送信号Ｓ３の立上りエッジでｎｐｎトランジスタＴｒ１４がオンすることで、鋸歯状波信号Ｓ３１ａの立下り波形が設定される（後述する図５の鋸歯状波信号Ｓ３１ａ参照）。なお、抵抗Ｒ３１は、ｎｐｎトランジスタＴｒ１４がオンのとき、ｎｐｎトランジスタＴｒ１４に流れる電流を制限する。
このようにして生成される鋸歯状波信号Ｓ３１ａは、アナログ電圧で変化するアナログ信号である。そして、鋸歯状波信号Ｓ３１ａの繰返し周波数は、搬送信号Ｓ３の繰返し周波数と同じとなる。
【００６０】
（基準信号生成部１３００Ｋ）
基準信号生成部１３００Ｋは、水晶振動子などを用いて構成することができる。水晶振動子が発生する信号を基準信号Ｓ０としてもよく、水晶振動子が発生する信号の周波数を分周器により分周して基準信号Ｓ０としてもよい。
【００６１】
（分周器１３５１、１３５２、１３５３）
分周器１３５１、１３５２、１３５３は、Ｄタイプフリップフロップ（Ｄ−ＦＦ）を用いて構成されることができる。Ｄ−ＦＦは、パルス状の入力信号が１個入る毎に、出力の論理レベル（「Ｈ」および「Ｌ」）が反転する。すなわち、１個のＤ−ＦＦによって、周波数が１／２になる（分周される）。複数のＤ−ＦＦを直列に接続することにより、段数の２倍の数で分周された周波数の出力信号が得られる。また、リセット信号を入力することで、２の倍数以外の数で分周された出力信号が得られる。
また、分周器１３５１、１３５２、１３５３は、広く用いられているカウンタＩＣを用いて構成してもよい。
【００６２】
［帯電バイアス電源ユニット１３ａＫの動作］
次に、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫの動作を説明する。
図５は、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、交流電流設定信号Ｓ１ａ、アナログ電圧信号Ｓ１１ａ、出力周波数信号Ｓ２ａ、正弦波信号Ｓ２１ａ、搬送信号Ｓ３ａ、鋸歯状波信号Ｓ３１、駆動信号Ｓ２２ａ、スイッチ出力信号Ｓ２３ａ、出力電圧Ｖａを示している。なお、本実施の形態では、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫに入力される搬送信号Ｓ３ａは、基準信号生成部１３００Ｋの生成する基準信号Ｓ０を分周器１３５２が分周した信号である。
以下では、図３、４を参照しつつ、図５により帯電バイアス電源ユニット１３ａの動作を説明する。
なお、図５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。
【００６３】
交流電流設定信号Ｓ１ａは、制御部６０から帯電バイアス電源ユニット１３ａに送信される。交流電流設定信号Ｓ１ａは、ローレベル（以下では「Ｌ」と表記する。）とハイレベル（以下では「Ｈ」と表記する。）との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」は接地電位ＧＮＤ（０Ｖ）で、「Ｈ」は５Ｖである。デューティ比により交流電流ＩＡＣａの電流値が設定される。
図５では、交流電流設定信号Ｓ１ａ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Ｓ１ａは、時刻ａから時刻ｅまでの期間のデューティ比を７５％、時刻ｅから時刻ｆまでの期間のデューティ比を５０％として示している。
【００６４】
アナログ電圧信号Ｓ１１ａは、交流電流設定信号Ｓ１ａが入力されたアナログ電圧変換回路１２０１ａ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１２０１ａは、交流電流設定信号Ｓ１ａ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Ｓ１１ａを生成する。
すなわち、アナログ電圧信号Ｓ１１ａは、交流電流設定信号Ｓ１ａのデューティ比が７５％の時刻ａから時刻ｅまでの期間では、基準電位Ｖｒｅｆ１の７５％の電位に、デューティ比が５０％の時刻ｅから時刻ｆまでの期間では、基準電位Ｖｒｅｆ１の５０％の電位に設定される。すなわち、アナログ電圧信号Ｓ１１ａは、その電位が交流電流設定信号Ｓ１ａのデューティ比で設定される。
【００６５】
出力周波数信号Ｓ２ａは、基準信号生成部１３００Ｋの生成する基準信号Ｓ０を分周器１３５１で分周し、さらに分周器１３５３で分周して得られた信号である。そして、出力周波数信号Ｓ２ａは、「Ｌ」と「Ｈ」との２値を有し、デューティ比が５０％の信号であって、繰返し周期が交流電圧ＶＡＣａ、交流電流ＩＡＣａの周波数となる。ここでは、出力周波数信号Ｓ２ａの周波数は、後述する搬送信号Ｓ３ａの周波数の１／８の周波数とする。
図３に示したように、出力周波数信号Ｓ２ａは、第１ローパスフィルタ１２０３ａ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、出力周波数信号Ｓ２ａが「Ｈ」である期間ではオンになるため、コレクタ端子が接地電位ＧＮＤになり、「Ｌ」である期間ではオフであるため、コレクタ端子が基準電位Ｖｒｅｆ２になる。ここでは、基準電位Ｖｒｅｆ２は正の電位であって、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位Ｖｒｅｆ２である期間（出力周波数信号Ｓ２ａが「Ｌ」の期間）では、ｎｐｎトランジスタＴｒ２は、オンであって、コレクタ端子は接地電位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位ＧＮＤである期間（出力周波数信号Ｓ２ａが「Ｈ」の期間）では、ｎｐｎトランジスタＴｒ２は、オフであって、コレクタ端子は基準電位Ｖｒｅｆ２になる。
【００６６】
ここで、増幅回路１２０２ａの出力である誤差増幅信号Ｓ１３ａは、アナログ電圧信号Ｓ１１ａの電位と交流電流検出回路１２１０ａが出力する電圧信号Ｓ１２ａの電位との差を、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Ｓ１３ａはアナログ電圧信号Ｓ１１ａに対応した（比例した）信号である。
ｎｐｎトランジスタＴｒ２のコレクタ端子が接地電位ＧＮＤである期間（出力周波数信号Ｓ２ａが「Ｌ」の期間）では、ダイオードＤ１が順方向バイアスになるので、誤差増幅信号Ｓ１３ａは、接地電位ＧＮＤ（に近い電位）になる。一方、ｎｐｎトランジスタＴｒ２のコレクタ端子が基準電位Ｖｒｅｆ２である期間（出力周波数信号Ｓ２ａが「Ｈ」の期間）では、ダイオードＤ１が逆方向バイアス（誤差増幅信号Ｓ１３ａ＜基準電位Ｖｒｅｆ２）になるので、誤差増幅信号Ｓ１３ａは、アナログ電圧信号Ｓ１１ａの電位になる。すなわち、誤差増幅信号Ｓ１３ａは、出力周波数信号Ｓ２ａによって変調される。
【００６７】
そして、誤差増幅信号Ｓ１３ａは、誤差増幅器Ａｍｐ２、抵抗Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、コンデンサＣ４、Ｃ５が構成するローパスフィルタを通過することで、正弦波信号Ｓ２１ａとなる。
なお、正弦波信号Ｓ２１ａの振幅（ｐ−ｐ値）は、誤差増幅信号Ｓ１３ａ（つまり、図５に示す交流電流設定信号Ｓ１ａのデューティ比）によって設定される。すなわち、交流電流設定信号Ｓ１ａのデューティ比が７５％の期間（時刻ａから時刻ｅまでの期間）の振幅Ｈ１は、交流電流設定信号Ｓ１ａのデューティ比が５０％の期間（時刻ｅから時刻ｆまでの期間）の振幅Ｈ２に比べ、大きく（７５／５０＝１．５倍）なっている。なお、ここでは交流電流検出回路１２１０ａが出力する電圧信号Ｓ１２ａの影響は受けないとしている。
【００６８】
次に、鋸歯状波信号Ｓ３１ａについて説明する。
図３、図４に示したように、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫの鋸歯状波生成回路１２０４ａは、基準信号生成部１３００Ｋの生成する基準信号Ｓ０を分周器１３５２で分周された搬送信号Ｓ３ａが入力される。図５に示すように、搬送信号Ｓ３ａは、「Ｌ」と「Ｈ」との２値を有するパルス状の信号である。そして、時刻ａから時刻ｂまでの「Ｌ」の期間が、鋸歯状波信号Ｓ３１ａの立ち上がりに、時刻ｂから時刻ｃまでの「Ｈ」の期間が、鋸歯状波信号Ｓ３１ａの立ち下りに対応する。そして、時刻ａから時刻ｃまでの期間（１周期）を繰り返す。
ここでは、搬送信号Ｓ３ａは、デューティ比が５０％であるとした。このため、鋸歯状波生成回路１２０４ａの生成する鋸歯状波信号Ｓ３１ａは三角波となる。なお、搬送波Ｓ３ａのデューティ比は、５０％でなくともよい。
そして、鋸歯状波生成回路１２０４ａの生成する鋸歯状波信号Ｓ３１ａは、三角波を含むものとする。
【００６９】
なお、図５において、交流電流設定信号Ｓ１ａの周波数は、搬送信号Ｓ３ａの周波数の１／２として表記している。しかし、交流電流設定信号Ｓ１ａは、さらに低い周波数の信号であってもよい。また、交流電流設定信号Ｓ１ａの周波数と搬送信号Ｓ３ａの周波数は、整数比の関係でなくともよく、同期していなくともよい。
【００７０】
図４で示したように、時刻ａから時刻ｂまでの搬送信号Ｓ３ａが「Ｌ」である期間では、ｐｎｐトランジスタＴｒ１２とｐｎｐトランジスタＴｒ１３とに流れる電流により、コンデンサＣ３０に電荷が蓄積される。そして、コンデンサＣ３０の一方の端子（鋸歯状波生成回路１２０４ａの出力端子）の電位が時間とともに大きくなる。そして、搬送信号Ｓ３ａが「Ｌ」から「Ｈ」に移行（立ち上りエッジ）すると、ｎｐｎトランジスタＴｒ１４がオンになり、コンデンサＣ３０の電荷が放電される。これにより、コンデンサＣ３０の一方の端子（鋸歯状波生成回路１２０４ａの出力端子）の電位が接地電位ＧＮＤに向かって小さくなる。そして、時刻ｃにおいて、搬送信号Ｓ３ａが「Ｈ」から「Ｌ」に移行すると、ｎｐｎトランジスタＴｒ４がオフになり、再びコンデンサＣ３０に電荷が蓄積される。これを繰り返すことで、鋸歯状波信号Ｓ３１ａが生成される。
【００７１】
駆動信号Ｓ２２ａは、変調回路１２０５ａの出力信号である。変調回路１２０５ａは、正弦波信号Ｓ２１ａの電位と鋸歯状波信号Ｓ３１ａの電位とを比較し、鋸歯状波信号Ｓ３１ａの電位が正弦波信号Ｓ２１ａの電位より大きい期間において電源電位Ｖｓであり、鋸歯状波信号Ｓ３１ａが正弦波信号Ｓ２１ａより小さい期間において接地電位ＧＮＤである駆動信号Ｓ２２ａを生成し、出力する。
図５では、鋸歯状波信号Ｓ３１ａに重ねて、正弦波信号Ｓ２１ａ（破線）を示している。これから分かるように、駆動信号Ｓ２２ａは、正弦波信号Ｓ２１ａの変化によってパルス幅が設定されるＰＷＭ信号である。
【００７２】
図３に示したスイッチ回路１２０７ａの電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２は、駆動信号Ｓ２２ａによって交互にオンオフされる。前述したように、駆動信号Ｓ２２ａが接地電位ＧＮＤのとき、電界効果トランジスタＦＥＴ１がオフ、電界効果トランジスタＦＥＴ２がオンとなって、スイッチ回路１２０７ａのスイッチ出力信号Ｓ２３ａは電源電位Ｖｓとなる。一方、駆動信号Ｓ２２ａが電源電位Ｖｓのとき、電界効果トランジスタＦＥＴ１がオン、電界効果トランジスタＦＥＴ２がオフとなって、スイッチ回路１２０７ａのスイッチ出力信号Ｓ２３ａは接地電位ＧＮＤとなる。すなわち、駆動信号Ｓ２２ａとスイッチ出力信号Ｓ２３ａとは、電位の関係が逆になる。
第２ローパスフィルタ１２０８ａは、スイッチ回路１２０７ａの出力であるスイッチ出力信号Ｓ２３ａから正弦波出力信号Ｓ２４ａを取り出す（図２、図３参照）。そして、正弦波出力信号Ｓ２４ａが、トランス１２０９ａを介して、交流電圧ＶＡＣａとなる。図５では、交流電圧ＶＡＣａは、正弦波出力信号Ｓ２４ａと比例するので、ＶＡＣａ（∝Ｓ２４ａ）と表記している。
【００７３】
一方、直流電圧出力部１２５０ａも同様に動作する。図３に示すように、アナログ電圧変換回路１２５１ａは、直流電圧設定信号Ｓ４ａのデューティ比によって、電位が設定されるアナログ電圧信号Ｓ４１ａを生成し、増幅回路１２５２ａに出力する。増幅回路１２５２ａは、アナログ電圧信号Ｓ４１ａの電位と直流電圧検出回路１２５６ａからの電圧信号Ｓ４２ａの電位との差を増幅し、誤差増幅信号Ｓ４３ａを制御回路１２５３ａに出力する。制御回路１２５３ａは、ｎｐｎトランジスタＴｒ５をオンオフして、トランス１２５４ａの二次巻線に電圧を誘起する。そして、整流回路１２５５ａは、誘起された電圧を整流して直流電圧ＶＤＣａを出力する。
【００７４】
そして、交流電圧ＶＡＣａと直流電圧ＶＤＣａとが重畳された出力電圧Ｖａ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。前述したように、直流電圧ＶＤＣａが−６００Ｖ、交流電圧ＶＡＣａが周波数が２ｋＨｚでｐ−ｐ値が２ｋＶであるとすると、出力電圧Ｖａは、図５に示すように、接地電位ＧＮＤを挟んで、正負に振動する。
そして、この出力電圧Ｖａが、帯電ロール１３Ｋに印加される。そして、帯電ロール１３Ｋから感光体ドラム１２Ｋに、直流電流ＩＤＣａと共に、交流電流ＩＡＣａが流れる。
【００７５】
なお、図３に示すように、交流電流検出回路１２１０ａは、この交流電流ＩＡＣａを検出（モニタ）し、電圧に変換した電圧信号Ｓ１２ａを出力する。電圧信号Ｓ１２ａは、増幅回路１２０２ａの誤差増幅器Ａｍｐ１の−入力端子に抵抗Ｒ５を介して入力される。すると、誤差増幅器Ａｍｐ１は、＋入力端子に入力されたアナログ電圧信号Ｓ１１ａの電位と−入力端子に入力された電圧信号Ｓ１２ａの電位との差を増幅することで、正弦波信号Ｓ２１ａの振幅を制御する。すなわち、交流電流ＩＡＣａが交流電流設定信号Ｓ１ａで定められる値より小さい場合には、交流電流ＩＡＣａを大きくするように交流電圧ＶＡＣａを大きくする。一方、交流電流ＩＡＣａが交流電流設定信号Ｓ１ａで定められる値より大きい場合には、交流電流ＩＡＣａを小さくするように交流電圧ＶＡＣａを小さくする。このようして、交流電流ＩＡＣａと交流電流設定信号Ｓ１ａで定められる値との差が小さくなるように制御（電流制御）する。
交流電流設定信号Ｓ１ａに代えて交流電圧設定信号を用いることにより、交流電圧ＶＡＣａが交流電圧設定信号により定められる値との差が小さくなるように制御（電圧制御）することもできる。
【００７６】
一方、直流電圧検出回路１２５６ａは、直流電圧ＶＤＣａを検出（モニタ）し、直流電圧ＶＤＣａに比例した電圧信号Ｓ４２ａを出力する。電圧信号Ｓ４２ａは、増幅回路１２５２ａの誤差増幅器Ａｍｐ３の＋入力端子に抵抗Ｒ２１を介して入力される。すると、誤差増幅器Ａｍｐ３は、＋入力端子に入力された電圧信号Ｓ４２ａの電位と−入力端子に入力されたアナログ電圧信号Ｓ４１ａの電位との差を増幅することで、直流電圧ＶＤＣａの値を制御する。
帯電バイアス電源ユニット１３ａＫは、上記において説明したように構成され、動作する。
【００７７】
［現像バイアス電源ユニット１５ａＫの回路構成と動作］
現像バイアス電源ユニット１５ａＫは、図２に示したように、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫと同様な回路構成であり、同様に動作する。よって、現像バイアス電源ユニット１５ａＫは、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫの説明において、符号につけたサフィックスをａからｂに置き換えればよい。
なお、制御部６０は、交流電流設定信号Ｓ１ｂを現像バイアス電源ユニット１５ａＫに送信する。
そして、基準信号生成部１３００Ｋの生成する基準信号Ｓ０が搬送信号Ｓ３ｂとして鋸歯状波生成回路１２０４ｂに入力される。また、基準信号生成部１３００Ｋが生成する基準信号Ｓ０を分周器１３５２が分周した出力周波数信号Ｓ２ｂが第１ローパスフィルタ１２０３ｂに入力される。
【００７８】
現像バイアス電源ユニット１５ａＫは、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫと同様に、出力周波数信号Ｓ２ｂで定められた周波数の正弦波の交流電圧ＶＡＣｂと、直流電圧設定信号Ｓ４ｂで定められた直流電圧ＶＤＣｂとが重畳された出力電圧Ｖｂを出力する。交流電圧ＶＡＣｂは、交流電圧検出回路１２１１ｂが出力する交流電圧設定信号Ｓ１４ｂにより、予め定められた値からのずれを小さくするように制御される（電圧制御）。
【００７９】
以上説明したように、バイアス電源装置１００Ｋは、基準信号生成部１３００Ｋが生成する基準信号とそれを分周した信号が、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫおよび現像バイアス電源ユニット１５ａＫに送信される。
前述したように、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫの出力電圧Ｖａは、例えば、周波数が２ｋＨｚでピーク・ツー・ピーク値（ｐ−ｐ値）が２ｋＶの交流電圧ＶＡＣａに、−６００Ｖの直流電圧ＶＤＣａが重畳されたものである。また、現像バイアス電源ユニット１５ａＫの出力電圧Ｖｂは、例えば、周波数が８ｋＨｚでｐ−ｐ値が１ｋＶの交流電圧ＶＡＣｂに、−５００Ｖの直流電圧ＶＤＣｂが重畳されたものである。
【００８０】
この場合、基準信号生成部１３００Ｋの生成する基準信号Ｓ０の周波数を、例えば２４０ｋＨｚとする。すると、現像バイアス電源ユニット１５ａＫの鋸歯状波生成回路１２０４ｂに送信される搬送信号Ｓ３ｂは基準信号Ｓ０であるので、周波数が２４０ｋＨｚとなる。そして、分周器１３５１が基準信号Ｓ０を１／３０に分周して、現像バイアス電源ユニット１５ａＫの第１ローパスフィルタ１２０３ｂに送信される８ｋＨｚの周波数の交流電流設定信号Ｓ１ｂを生成する。
一方、分周器１３５２が基準信号Ｓ０を１／４に分周して、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫの鋸歯状波生成回路１２０４ａに送信される周波数が６０ｋＨｚの搬送信号Ｓ３ａを生成する。また、分周器１３５３が８ｋＨｚの交流電流設定信号Ｓ１ｂを１／４に分周して、帯電バイアス電源ユニット１３ａＫの第１ローパスフィルタ１２０３ａに送信される周波数が２ｋＨｚの交流電流設定信号Ｓ１ａを生成する。
このようにすることで、基準信号Ｓ０、搬送信号Ｓ３ａ、搬送信号Ｓ３ｂ、交流電流設定信号Ｓ１ａ、交流電流設定信号Ｓ１ｂは、それぞれの信号の節のタイミングが重なった一連の信号となる。すなわち、これらの信号は同期が取れた信号となる。このようにすることで、これらの信号の間の干渉が抑制される。
【００８１】
これらの信号の間で干渉が生じると、出力電圧Ｖａ、Ｖｂ、出力電流Ｉａ、Ｉｂが変動し、帯電ロール１３Ｋおよび現像器１５Ｋにそれぞれ供給される電力（出力）が低下する。これにより、画像形成装置１において形成される画像の品質が劣化する。
これに対し、本実施の形態では、これらの信号の間の干渉が抑制されて、帯電ロール１３Ｋおよび現像器１５Ｋにそれぞれ供給される電力（出力）の低下が抑制される。よって、画像形成装置１において、出力低下に伴う画像の品質の劣化が抑制される。
【００８２】
画像形成（プロセス）の速度は、感光体ドラム１２Ｋの回転速度などで決められる。このとき、帯電ロール１３Ｋに効率よく帯電バイアスを与えることができる交流電流設定信号Ｓ１ａの周波数、現像器１５Ｋに効率よく現像バイアスを与えることができる交流電流設定信号Ｓ１ｂの周波数は、プロセスの速度に依存する。すなわち、プロセスの速度に対応して好ましい交流電流設定信号Ｓ１ａ、Ｓ１ｂの周波数が存在する。なお、帯電ロール１３Ｋに効率よく帯電バイアスを与えることができる交流電流設定信号Ｓ１ａの周波数と現像器１５Ｋに効率よく帯電バイアスを与えることができる交流電流設定信号Ｓ１ｂの周波数とは、異なってもよい。本実施の形態で示した一例では、交流電流設定信号Ｓ１ａは２ｋＨｚ、交流電流設定信号Ｓ１ｂは８ｋＨｚである。
プロセスの速度を変更した場合に、交流電流設定信号Ｓ１ａ、Ｓ１ｂの周波数を変更しないと、帯電バイアスおよび現像バイアスを与える効率が低下してしまう。よって、プロセスの速度を変更した場合に、交流電流設定信号Ｓ１ａ、Ｓ１ｂの周波数を変更することが好ましい。
【００８３】
そして、交流電流設定信号Ｓ１ａ、Ｓ１ｂの周波数を変更した場合、搬送信号Ｓ３ａ、Ｓ３ｂも変更することが好ましい。例として、交流電流設定信号Ｓ１ａと搬送信号Ｓ３ａとの関係を説明する。
交流電流設定信号Ｓ１ａの周波数と搬送信号Ｓ３ａの周波数とが近づくと、交流電圧ＶＡＣａ（交流電流ＩＡＣａも同様）に搬送信号Ｓ３ａによるノイズが重畳し、交流電圧ＶＡＣａ（交流電流ＩＡＣａ）の波形が滑らかな正弦波にならなくなる。これにより、画像形成装置１が形成する画像の品質が劣化する。
逆に、交流電流設定信号Ｓ１ａの周波数と搬送信号Ｓ３ａの周波数とが離れると、ＦＥＴ駆動回路１２０６ａ、スイッチ回路１２０７ａなどの回路の効率が落ちてしまう。
よって、帯電ロール１３Ｋを交流電流設定信号Ｓ１ａの周波数と搬送信号Ｓ３ａの周波数の比を予め定められた値に維持することが好ましい。
そして、交流電流設定信号Ｓ１ａの周波数をプロセスの速度に対応して変更した場合には、搬送信号Ｓ３ａの周波数を変更することが好ましい。
交流電流設定信号Ｓ１ａと搬送信号Ｓ３ａとの関係においても同様である。
【００８４】
本実施の形態では、搬送信号Ｓ３ａの周波数と交流電流設定信号Ｓ１ａの周波数との比および搬送信号Ｓ３ｂの周波数と交流電流設定信号Ｓ１ｂの周波数との比は、ともに３０であり、基準信号Ｓ０の周波数を変更しても、この比が維持される。これにより、帯電ロール１３Ｋを帯電バイアスする効率および現像器１５Ｋを静電バイアスする効率の低下が抑制される。
【００８５】
なお、分周器１３５３が交流電流設定信号Ｓ１ｂを分周して、交流電流設定信号Ｓ１ａを生成する代わりに、分周器１３５３が搬送信号Ｓ３ａを分周（１／３０分周）して、交流電流設定信号Ｓ１ａを生成してもよい。
【００８６】
ここでは、バイアス電源装置１００Ｋを説明したが、バイアス電源装置１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃも同様である。よって、説明を省略する。
【００８７】
なお、バイアス電源装置１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋがそれぞれ基準信号生成部１３００Ｙ、１３００Ｍ、１３００Ｃ、１３００Ｋを備えると、それぞれの基準信号Ｓ０の位相が異なることになる。これにより、バイアス電源装置１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋ間において、干渉が生じることがある。
そこで、バイアス電源装置１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋのそれぞれ基準信号生成部１３００Ｙ、１３００Ｍ、１３００Ｃ、１３００Ｋを共通の基準信号生成部１３００とするとともに、バイアス電源装置１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋを１つのバイアス電源装置１００としてもよい。
図６は、バイアス電源装置１００の一例を示す図である。
バイアス電源装置１００は、基準信号生成部１３００、分周器１３５１、１３５２、１３５３、帯電バイアス電源ユニット１３ａＹ、１３ａＭ、１３ａＣ、１３ａＫ、現像バイアス電源ユニット１５ａＹ、１５ａＭ、１５ａＣ、１５ａＫを備えている。
【００８８】
そして、基準信号生成部１３０  ０が発生する基準信号Ｓ０が搬送信号Ｓ３ｂとして、現像バイアス電源ユニット１５ａＹ、１５ａＭ、１５ａＣ、１５ａＫのそれぞれの鋸歯状波生成回路１２０４ｂに送信される。また、基準信号Ｓ０が分周器１３５１で分周された交流電流設定信号Ｓ１ｂが、現像バイアス電源ユニット１５ａＹ、１５ａＭ、１５ａＣ、１５ａＫのそれぞれの第１ローパスフィルタ１２０３ｂに送信される。
さらに、基準信号Ｓ０が分周器１３５２で分周された搬送信号Ｓ３ａが、帯電バイアス電源ユニット１３ａＹ、１３ａＭ、１３ａＣ、１３ａＫのそれぞれの鋸歯状波生成回路１２０４ａに送信される。また、交流電流設定信号Ｓ１ｂが分周器１３５３で分周された交流電流設定信号Ｓ１ａが、帯電バイアス電源ユニット１３ａＹ、１３ａＭ、１３ａＣ、１３ａＫのそれぞれの第１ローパスフィルタ１２０３ａに送信される。
このようにすることで、基準信号Ｓ０、帯電バイアス電源ユニット１３ａＹ、１３ａＭ、１３ａＣ、１３ａＫに送信される搬送信号Ｓ３ａ、交流電流設定信号Ｓ１ａおよび現像バイアス電源ユニット１５ａＹ、１５ａＭ、１５ａＣ、１５ａＫに送信される搬送信号Ｓ３ｂ、交流電流設定信号Ｓ１ｂは、それぞれ節となるタイミングが重なった一連の信号となる。すなわち、これらの信号は同期が取れた信号となる。
【００８９】
なお、この場合であっても、基準信号生成部１３００、分周器１３５１、１３５２、１３５３、帯電バイアス電源ユニット１３ａＹ、１３ａＭ、１３ａＣ、１３ａＫ、現像バイアス電源ユニット１５ａＹ、１５ａＭ、１５ａＣ、１５ａＫをそれぞれ個別の回路基板に構成してもよく、これらの全てまたは一部をまとめて回路基板に構成してもよい。また、基準信号生成部１３００を制御部６０に含めてもよい。
【００９０】
また、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の直流電圧ＶＤＣａおよび現像バイアス電源ユニット１５ａの直流電圧ＶＤＣｂの極性を逆に設定すればよい。
【００９１】
さらに、本実施の形態では、図５で示したように、制御部６０が送信する交流電流設定信号Ｓ１ａ、Ｓ１ｂは、「Ｈ」と「Ｌ」との２つの電位を有する信号とした。これは、制御部６０から帯電バイアス電源ユニット１３ａおよび現像バイアス電源ユニット１５ａ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、制御部６０が送信する交流電流設定信号Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ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および現像バイアス電源ユニット１５ａのアナログ電圧変換回路１２０１ａ、１２５１ａを省略してもよい。
【００９２】
さらにまた、図３および図４で示した、帯電バイアス電源ユニット１３ａおよび鋸歯状波生成回路１２０４ａの回路構成は一例であって、別の回路構成としてもよい。
【００９３】
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。この場合、バイアス電源装置１００は、１個の帯電バイアス電源ユニット１３ａと１個の現像バイアス電源ユニット１５ａとを備えればよい。
【符号の説明】
【００９４】
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…帯電ロール、１５、１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ…現像器、３０…画像出力制御部、４０…画像処理部、６０…制御部、１００、１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋ…バイアス電源装置、１２００ａ、１２００ｂ…交流電圧出力部、１２０１ａ、１２０１ｂ、１２５１ａ…アナログ電圧変換回路、１２０２ａ、１２０２ｂ、１２５２ａ…増幅回路、１２０３ａ、１２０３ｂ…第１ローパスフィルタ、１２０４ａ、１２０４ｂ…鋸歯状波生成回路、１２０５ａ、１２０５ｂ…変調回路、１２０６ａ、１２０６ｂ…ＦＥＴ駆動回路、１２０７ａ、１２０７ｂ…スイッチ回路、１２０８ａ、１２０８ｂ…第２ローパスフィルタ、１２０９ａ、１２０９ｂ、１２５４ａ…トランス、１２１０ａ、１２１０ｂ…交流電流検出回路、１２１１ａ、１２１１ｂ…交流電圧検出回路、１２１２…電圧生成回路、１２５０ａ、１２５０ｂ…直流電圧出力部、１２５３ａ…制御回路、１２５５ａ…整流回路、１２５６ａ…直流電圧検出回路、１３００、１３００Ｙ、１３００Ｍ、１３００Ｃ、１３００Ｋ…基準信号生成部、１３５１、１３５２、１３５３…分周器、Ａｍｐ１、Ａｍｐ２、Ａｍｐ３…誤差増幅器、Ｃｍｐ…比較器、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２…電界効果トランジスタ、Ｉａ…出力電流、ＩＡＣａ…交流電流、ＩＤＣａ…直流電流、Ｓ０…基準信号、Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ１４…ｎｐｎトランジスタ、Ｔｒ３、Ｔｒ１１、Ｔｒ１２、Ｔｒ１３…ｐｎｐトランジスタ、Ｖａ、Ｖｂ…出力電圧、ＶＡＣａ、ＶＡＣｂ…交流電圧、ＶＤＣａ、ＶＤＣｂ…直流電圧、Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２、Ｖｒｅｆ３、Ｖｒｅｆ４、Ｖｒｅｆ５、Ｖｒｅｆ６、Ｖｒｅｆ７…基準電位、Ｖｓ…電源電位
【図１】
2013164560.tif 000003
【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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