(57)【要約】      （修正有）【課題】温度の変化によって生じるパルス幅変調に用いる波形信号生成回路の出力変動を抑制したバイアス電源装置等を提供する。【解決手段】バイアス電源装置は、温度を計測するセンサ７０と、繰返し周波数により出力される交流電力の周波数を設定する出力周波数設定信号Ｓ２と、センサ７０が検知する温度に対応して繰返し周波数が設定される共振周波数信号Ｓ３とを生成する制御信号生成部６１と、共振周波数信号Ｓ３に基づいて鋸歯状波信号Ｓ３１を生成する鋸歯状波生成回路１２０４と、鋸歯状波信号Ｓ３１と出力周波数設定信号Ｓ２とに基づいてパルス幅変調された変調信号Ｓ２２を生成する変調回路１２０５と、変調信号Ｓ２２に基づいて駆動されるスイッチ回路１２０７と、一次巻線と二次巻線とを有し、スイッチ回路１２０７が一次巻線に接続され、交流電力を二次巻線を介して帯電ロール１２に供給するトランス１２０９を備えている。【選択図】図２
2013255332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度を計測する温度検知部と、
繰返し周波数により出力する交流電力の周波数を設定する出力周波数設定信号と、前記温度検知部が計測した前記温度が予め定められた少なくとも２以上の複数の温度範囲における高い側の温度範囲に対応する場合には低い側の温度範囲に対応する場合より低い繰返し周波数に、低い側の温度範囲に対応する場合には高い側の温度範囲に対応する場合より高い繰返し周波数に設定された共振周波数信号とを生成して、出力する制御信号生成部と、
前記共振周波数信号に基づいて、容量と抵抗とで立ち上がりの時定数が設定されたパルス幅変調に用いる波形信号を生成する波形信号生成回路と、
前記波形信号と前記出力周波数設定信号とに基づいて、パルス幅変調された変調信号を生成する変調回路と、
前記変調信号に基づいて駆動されるスイッチ回路と、
一次巻線と二次巻線とを有し、前記スイッチ回路が当該一次巻線に接続され、外部に設けられる負荷が当該二次巻線に接続されるとともに、当該二次巻線を介して前記出力周波数設定信号の繰返し周波数の交流電力を当該負荷に供給するトランスと
を備えるバイアス電源装置。
【請求項２】
前記制御信号生成部は、繰返し周波数が前記出力周波数設定信号の繰返し周波数の整数倍である前記共振周波数信号を生成す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】
前記温度と前記共振周波数信号の繰返し周波数との関係を規定した参照表をさらに備え、前記制御信号生成部は、当該参照表を参照して求められる繰返し周波数の前記共振周波数信号を生成することを特徴とする請求項１または２に記載のバイアス電源装置。
【請求項４】
像保持体と、
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、
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、
前記転写された画像を前記被転写体に定着する定着手段と
を備え、
前記露光手段または前記現像手段の少なくともいずれか一方が、温度を計測する温度検知部と、繰返し周波数により出力する交流電力の周波数を設定する出力周波数設定信号と、当該温度検知部が計測した当該温度が予め定められた複数の温度範囲における高い側の温度範囲に対応する場合には低い側の温度範囲に対応する場合より低い繰返し周波数に、低い側の温度範囲に対応する場合には高い側の温度範囲に対応する場合より高い繰返し周波数に設定された共振周波数信号とを生成して、出力する制御信号生成部と、当該共振周波数信号に基づいて、容量と抵抗とで立ち上がりの時定数が設定されたパルス幅変調に用いる波形信号を生成する波形信号生成回路と、当該波形信号と当該出力周波数設定信号とに基づいて、パルス幅変調された変調信号を生成する変調回路と、当該変調信号に基づいて駆動されるスイッチ回路と、一次巻線と二次巻線とを有し、当該スイッチ回路が当該一次巻線に接続され、当該出力周波数設定信号の繰返し周波数の交流電力を当該二次巻線を介して供給するトランスとを備えるバイアス電源装置を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記制御信号生成部は、繰返し周波数が前記出力周波数設定信号の繰返し周波数の整数倍である前記共振周波数信号を生成することを特徴とする請求項４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（帯電バイアス）に帯電する。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（現像バイアス）を印加する。このような帯電バイアスおよび現像バイアスの発生に、高調波変調方式のバイアス電源装置が用いられるようになってきた。高調波変調方式のバイアス電源装置は省エネルギー化に非常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は、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。
【０００４】
特許文献２には、トランスと、前記トランスの一次巻線に印加される電圧をスイッチングするスイッチング素子と、前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御信号を生成する高周波変調回路と、前記高周波変調回路から供給される制御信号に従って前記スイッチング素子のオン、オフ切り替えを行うドライブ回路と、前記制御信号の周波数を決定する共振周波数信号を前記高圧電源装置の制御手段から入力して、前記共振周波数信号を鋸歯状波信号に変換する第１変換回路とを備える高圧電源部を前記複数の負荷ごとに複数備え、前記第１変換回路を前記高周波変調回路の近接に配置し、前記第１変換回路から前記高周波変調回路に供給される前記鋸歯状波信号を送信する配線の配線長を短くした高圧電源装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３３５９１１１号公報
【特許文献２】特開２０１２−６３４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、温度の変化によって生じるパルス幅変調に用いる波形信号生成回路の出力変動を抑制した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】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、温度を計測する温度検知部と、繰返し周波数により出力する交流電力の周波数を設定する出力周波数設定信号と、前記温度検知部が計測した前記温度が予め定められた少なくとも２以上の複数の温度範囲における高い側の温度範囲に対応する場合には低い側の温度範囲に対応する場合より低い繰返し周波数に、低い側の温度範囲に対応する場合には高い側の温度範囲に対応する場合より高い繰返し周波数に設定された共振周波数信号とを生成して、出力する制御信号生成部と、前記共振周波数信号に基づいて、容量と抵抗とで立ち上がりの時定数が設定されたパルス幅変調に用いる波形信号を生成する波形信号生成回路と、前記波形信号と前記出力周波数設定信号とに基づいて、パルス幅変調された変調信号を生成する変調回路と、前記変調信号に基づいて駆動されるスイッチ回路と、一次巻線と二次巻線とを有し、前記スイッチ回路が当該一次巻線に接続され、外部に設けられる負荷が当該二次巻線に接続されるとともに、当該二次巻線を介して前記出力周波数設定信号の繰返し周波数の交流電力を当該負荷に供給するトランス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、前記制御信号生成部は、繰返し周波数が前記出力周波数設定信号の繰返し周波数の整数倍である前記共振周波数信号を生成す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、前記温度と前記共振周波数信号の繰返し周波数との関係を規定した参照表をさらに備え、前記制御信号生成部は、当該参照表を参照して求められる繰返し周波数の前記共振周波数信号を生成することを特徴とする請求項１または２に記載のバイアス電源装置である。
請求項４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、前記転写された画像を前記被転写体に定着する定着手段とを備え、前記露光手段または前記現像手段の少なくともいずれか一方が、温度を計測する温度検知部と、繰返し周波数により出力する交流電力の周波数を設定する出力周波数設定信号と、当該温度検知部が計測した当該温度が予め定められた複数の温度範囲における高い側の温度範囲に対応する場合には低い側の温度範囲に対応する場合より低い繰返し周波数に、低い側の温度範囲に対応する場合には高い側の温度範囲に対応する場合より高い繰返し周波数に設定された共振周波数信号とを生成して、出力する制御信号生成部と、当該共振周波数信号に基づいて、容量と抵抗とで立ち上がりの時定数が設定されたパルス幅変調に用いる波形信号を生成する波形信号生成回路と、当該波形信号と当該出力周波数設定信号とに基づいて、パルス幅変調された変調信号を生成する変調回路と、当該変調信号に基づいて駆動されるスイッチ回路と、一次巻線と二次巻線とを有し、当該スイッチ回路が当該一次巻線に接続され、当該出力周波数設定信号の繰返し周波数の交流電力を当該二次巻線を介して供給するトランスとを備えるバイアス電源装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
請求項５に記載の発明は、前記制御信号生成部は、繰返し周波数が前記出力周波数設定信号の繰返し周波数の整数倍である前記共振周波数信号を生成す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。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、温度の変化によって生じるパルス幅変調に用いる波形信号生成回路の出力変動が抑制できる。
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、共振周波数信号と出力周波数設定信号との干渉によるノイズの発生が抑制できる。
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、共振周波数信号をより容易に設定できる。
請求項４の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、温度の変化によって生じる画質の劣化が抑制できる。
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、共振周波数信号と出力周波数設定信号との干渉による画質の劣化が抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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】本実施の形態における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】バイアス電源装置の動作を説明するタイミングチャートである。
【図６】バイアス電源装置における温度が、予め定められた温度より高くなった場合における動作を説明するタイミングチャートである。
【図７】バイアス電源装置における温度が、予め定められた温度より低くなった場合における動作を説明するタイミングチャートである。
【図８】共振周波数信号の繰返し周波数を温度によって変更するための参照テーブル（参照表）の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態（本実施の形態）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、一般にマルチプル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、矢印Ａ方向に回転可能に配設される像保持体の一例としての感光体ドラム１１、矢印Ｂ方向に回転可能に配設される中間転写ベルト２１に感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を順次転写（一次転写）させる一次転写部２０、中間転写ベルト２１上に転写された重ねトナー像を被転写体の一例としての用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる転写手段の一例としての二次転写部３０、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着手段の一例としての定着部５０、画像形成装置１の各機構部を制御する制御部６０を備えている。さらに、画像形成装置１は、温度などを計測する温度検知部の一例としてのセンサ７０を備えている。
【００１１】
感光体ドラム１１の周囲には、感光体ドラム１１を帯電させる帯電ロール１２、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込む露光手段の一例としてのレーザ露光器１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋを回転可能に取り付けた回転式現像装置１４、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト２１に転写する一次転写用の一次転写ロール１５、感光体ドラム１１上の残留トナーのうち通常の極性と逆極性に帯電したトナーを一時的に回収するリフレッシャ１６などの電子写真用デバイスが順次配設されている。
【００１２】
ここで、帯電ロール１２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。また、リフレッシャ１６は、例えば導電化したナイロン繊維を束ねて形成されたブラシである。
【００１３】
さらに、感光体ドラム１１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、回転式現像装置１４は、４個の現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋを備えている。現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋによる現像は反転現像方式にて行われる。従って、現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋで使用されるトナーは負極性帯電タイプのものである。帯電ロール１２には感光体ドラム１１に帯電バイアスを印加するための帯電バイアス電源１２ａが、回転式現像装置１４には各現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋに現像バイアスを印加するための現像バイアス電源１４ａが、それぞれ接続されている。また、回転式現像装置１４には、回転により予め定められた現像器を感光体ドラム１１に対向させるための現像装置駆動モータ１４ｂが取り付けられている。なお、感光体ドラム１１は接地されている。
【００１４】
なお、感光体ドラム１１の帯電ロール１２に帯電バイアスを与えるために帯電バイアス電源１２ａ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、各現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋに現像バイアスを与えるために、現像バイアス電源１４ａ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。
ここで、感光体ドラム１１、帯電ロール１２および帯電バイアス電源１２ａが、帯電手段の一例である。また、現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋおよび現像バイアス電源１４ａが、現像手段の一例である。
【００１５】
中間転写ベルト２１は、複数（図１では６つ）のロール２２〜２７に掛け渡されるように構成されている。これらのうち、ロール２２、２６は従動ロール、ロール２３は中間転写ベルト２１の位置決めや平坦な一次転写面の形成に用いられる金属製のアイドルロール、ロール２４は中間転写ベルト２１の張力を一定とするために用いられるテンションロール、ロール２５は中間転写ベルト２１の駆動ロール、ロール２７は二次転写用のバックアップロール（以下ではバックアップロール２７と表記する。）である。また、中間転写ベルト２１は、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、アクリル、塩化ビニル等の樹脂または各種ゴム等に導電剤としてカーボンブラックを適量含有させたものからなり、例えば、その表面抵抗率を１０１１Ω／□、体積抵抗率を１０１１Ω・ｃｍ、厚さを１５０μｍとしたものである。
【００１６】
一次転写部２０は、感光体ドラム１１と中間転写ベルト２１のトナー像保持面の反対側に配置される一次転写ロール１５等とによって構成される。一次転写ロール１５には一次転写バイアスを印加するための一次転写バイアス電源１５ａが接続されている。
【００１７】
二次転写部３０は、中間転写ベルト２１のトナー像保持面側に配置される二次転写ロール３１とバックアップロール２７等とによって構成される。バックアップロール２７は、表面にカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲとのブレンドゴムのチューブ、内部はＥＰＤＭゴムからなり、その表面抵抗率が７〜１０ｌｏｇΩ／□となるように形成され、硬度は例えば７０°（アスカＣ）に設定される。このバックアップロール２７には二次転写バイアス電圧を印加するための二次転写バイアス電源３１ａが接続されている。一方、二次転写ロール３１は接地されている。また、二次転写部３０の上流側には、搬送されてくる用紙Ｐを二次転写部３０に案内する用紙搬送ガイド３２が取り付けられている。
【００１８】
一方、二次転写部３０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト２１上に付着する残留トナーを除去するベルトクリーナ４０が設けられており、中間転写ベルト２１を挟んでベルトクリーナ４０に対向する位置には、中間転写ベルト２１の内面に沿って板金部材２８が配置されている。ベルトクリーナ４０は、ステンレスプレート等で構成され中間転写ベルト２１のトナー像保持面側に配設されるスクレーパ４１と、このスクレーパ４１が収容されるクリーナハウジング４２とを有している。また、スクレーパ４１の一端側はブロック４３に挟み込まれることで固定されている。このブロック４３は軸４４ａを中心に揺動するホルダ４４に取り付けられている。さらに、ホルダ４４の下端側に設けられた凹部４４ｂとクリーナハウジング４２下部に設けられた突出部４２ａとの間には、スクレーパ４１を中間転写ベルト２１に向けて押し当てるバネ４５が取り付けられている。スクレーパ４１からみて中間転写ベルト２１の移動方向上流側には、除去した異物の外部への飛び散りを抑制するためのフィルムシール４６が取り付けられている。
【００１９】
また、ホルダ４４は、クリーナ駆動モータ４４ｃに接続された図示しないカムによりバネ４５の押し当て方向とは逆方向に引っ張るあるいは押し当てを解除できるようになっており、これによりスクレーパ４１が中間転写ベルト２１に対して接触または離間するようになっている。そして、本実施の形態では、複数色からなるカラー画像が形成される場合には、最終色の一つ前のトナー像が二次転写ロール３１およびベルトクリーナ４０を通過するまで、これら二次転写ロール３１およびベルトクリーナ４０が中間転写ベルト２１から離間するようになっている。
【００２０】
さらに、定着部５０は、ハロゲンランプ等の加熱源を内蔵する加熱ロール５１と、この加熱ロール５１に押し当てられる加圧ロール５２とを備えており、これら加熱ロール５１と加圧ロール５２との間に形成される定着ニップ域にトナー像が転写された用紙Ｐを通過させることで、定着を行うようになっている。
【００２１】
さらにまた、センサ７０は、上記した各機構部における温度などを計測し、計測したデータを制御部６０に送信する。計測するデータとしては、温度、湿度、振動、ほこりなどがある。温度および湿度は、上記した各機構部の動作に影響を与えやすい。また、温度から湿度を推測できる場合には、計測した温度から湿度を類推してもよい。なお、以下では、温度を計測するとして説明する。温度を計測するセンサ７０は熱電対などで構成されている。
また、複数のセンサ７０のそれぞれを画像形成装置１の複数の箇所に配置してもよい。
【００２２】
なお、センサ７０は、帯電バイアス電源１２ａまたは現像バイアス電源１４ａの少なくともいずれか一方に近接して設けられていることが好ましい。特に、帯電バイアス電源１２ａまたは／および現像バイアス電源１４ａが、加熱によって温度の変化が生じやすい定着部５０の近傍に設置された場合には、センサ７０は、定着部５０の近傍に設置された帯電バイアス電源１２ａまたは／および現像バイアス電源１４ａの周辺に設けられていることが好ましい。また、センサ７０は、帯電バイアス電源１２ａまたは現像バイアス電源１４ａにおいて、温度による出力変動を抑制したい鋸歯状波生成回路１２０４のコンデンサＣ３０など温度によって特性が変化しやすい部材に近接して設けられてもよい（後述する図４参照）。
すなわち、センサ７０は、各機構部の温度などを計測したい場所、すなわち各機構部の周辺、周囲などに設置し、各機構部の置かれた環境における温度が計測できるようにすればよい。
【００２３】
そして、制御部６０は、後述する帯電バイアス電源１２ａおよび現像バイアス電源１４ａに制御用の複数の信号（後述する図２、図３における交流設定信号Ｓ１、出力周波数設定信号Ｓ２、共振周波数信号Ｓ３、直流設定信号Ｓ４）を生成して送信する制御信号生成部６１を備えている。そして、制御部６０は、センサ７０により計測された温度に対応して、帯電バイアス電源１２ａおよび現像バイアス電源１４ａに送信する制御用の信号を設定するための参照テーブル（参照表）６２を備えている。
なお、制御信号生成部６１および参照テーブル６２のいずれか一方または両方は、制御部６０の外に設けられていてもよい。
【００２４】
次に、図１に示す画像形成装置１の作像プロセスについて説明する。図示外のスタートスイッチがオンされると、作像プロセスが実行される。まず、帯電ロール１２により感光体ドラム１１の表面が帯電バイアスに帯電され、次いでレーザ露光器１３により画像に対応した静電潜像が書き込まれる。次に、現像バイアスが印加された、現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋのいずれかの対応する現像器によってこの静電潜像が現像される。例えば、この感光体ドラム１１上に書き込まれた静電潜像がイエロー（Ｙ）に対応したものであれば、この静電潜像はイエロー（Ｙ）のトナーを内包する現像器１４Ｙで現像され、感光体ドラム１１上にはイエロー（Ｙ）のトナー像が形成される。
【００２５】
なお、ここでは反転現像方式を用いている。前述したように、感光体ドラム１１の表面は、帯電ロール１２により帯電バイアス（例えば、ＤＣ電圧の−６００Ｖ）に帯電されている。レーザ露光器１３により画像が書き込まれると、感光体ドラム１１の表面の電気導電率が大きくなり、レーザ光が照射された部分の表面の電位が、例えば、ＤＣ電圧の−６００Ｖから−２００Ｖになる。一方、現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋのいずれかに対応する現像器は、現像バイアス（例えば、ＤＣ電圧の−４００Ｖ）が印加されている。すると、負極性帯電タイプのトナーは、感光体ドラム１１の表面の電位が−２００Ｖの部分に付着する。このようにして、トナー像が形成される。
【００２６】
そして、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、感光体ドラム１１と中間転写ベルト２１とが接する一次転写部２０において、一次転写ロール１５に印加される一次転写バイアスにより感光体ドラム１１から中間転写ベルト２１に一次転写される。一方、一次転写後に感光体ドラム１１上に残留したトナーはリフレッシャ１６によって逆極性（本実施の形態では正極性）に帯電したトナーが除去されると共に機械的に均される。
【００２７】
このとき、単色画像を形成する場合には、中間転写ベルト２１に一次転写されたトナー像を直ちに用紙Ｐに二次転写する。一方、複数色のトナー像を重ね合わせたカラー画像を形成する場合には、感光体ドラム１１上でのトナー像の形成並びに感光体ドラム１１上に形成されたトナー像の一次転写が色数分だけ繰り返される。例えば、四色のトナー像を重ね合わせたフルカラー画像を形成する場合には、感光体ドラム１１上に順次イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）および黒（Ｋ）のトナー像が形成され、これら各色のトナー像が順次中間転写ベルト２１に一次転写される。一方、中間転写ベルト２１は、一次転写されたトナー像を保持したまま感光体ドラム１１と同一周期で回転し、中間転写ベルト２１上にはその一回転毎にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）および黒（Ｋ）のトナー像が転写され、重ねられる。
【００２８】
このようにして中間転写ベルト２１に一次転写されたトナー像は、中間転写ベルト２１の回転に伴って二次転写部３０へと搬送される。一方、用紙Ｐは、図示しないレジストロールにて予め定められたタイミングで用紙搬送ガイド３２を介して二次転写部３０に供給され、中間転写ベルト２１と二次転写ロール３１との間で用紙Ｐをニップする。すると、二次転写部３０では、二次転写ロール３１とバックアップロール２７との間に働く二次転写電界の作用で、中間転写ベルト２１に保持されたトナー像が用紙Ｐに静電転写される。その後、トナー像が転写された用紙Ｐは定着部５０へと搬送されて用紙Ｐ上のトナー像が加熱および加圧により定着される。一方、二次転写部３０を通過した中間転写ベルト２１上に残留した残留トナーは、ベルトクリーナ４０によって除去される。
【００２９】
＜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］
図２は、本実施の形態におけるバイアス電源装置１００のブロック構成の一例を示す図である。なお、信号の流れを矢印で示している。本実施の形態におけるバイアス電源装置１００は、帯電バイアス電源１２ａおよび現像バイアス電源１４ａのいずれかまたは両方に適用できる。ここでは、バイアス電源装置１００を帯電バイアス電源１２ａに適用する場合を例として説明する。この場合、バイアス電源装置１００は、帯電バイアス電源１２ａ、制御信号生成部６１、センサ７０を備えているとする。
【００３０】
帯電バイアス電源１２ａは、交流電力を出力する交流電圧出力部１２００と、直流電力を出力する直流電圧出力部１２５０とを備えている。交流電圧出力部１２００、直流電圧出力部１２５０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１２００は他励方式、直流電圧出力部１２５０は自励方式である。直流電圧出力部１２５０が他励方式であってもよい。
よって、バイアス電源装置１００は、交流電圧出力部１２００、直流電圧出力部１２５０、制御信号生成部６１、センサ７０を備えている。
【００３１】
交流電圧出力部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、パルス幅変調に用いる波形信号（本実施の形態では鋸歯状波）を生成する波形信号生成回路の一例である鋸歯状波生成回路１２０４、変調回路１２０５、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）駆動回路１２０６、スイッチ回路１２０７、第２ローパスフィルタ１２０８、トランス１２０９、交流電流検出回路１２１０、交流電圧検出回路１２１１を備えている。なお、直流電圧出力部１２５０の構成は、図２では表記を省略し、後述する図３で表記している。
【００３２】
アナログ電圧変換回路１２０１は、制御信号生成部６１が送信する交流設定信号Ｓ１を入力とする。この交流設定信号Ｓ１は、パルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号であって、例えば、デューティ比によりトランス１２０９の出力する交流（正弦波）電流Ｉａｃの電流値を設定する。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、入力された交流設定信号Ｓ１のデューティ比に対応したアナログ電圧の信号（以下、アナログ電圧信号Ｓ１１と呼ぶ）を生成し、出力とする。
【００３３】
なお、バイアス電源装置１００を帯電バイアス電源１２ａに適用する場合には、交流設定信号Ｓ１は、トランス１２０９の出力する交流電流Ｉａｃの値を設定する信号とした。しかし、バイアス電源装置１００を現像バイアス電源１４ａに適用する場合には、交流設定信号Ｓ１は、トランス１２０９の出力する交流電圧Ｖａｃの値を設定する信号とすることが好ましい。
このように、交流設定信号Ｓ１は、交流電流Ｉａｃの値または交流電圧Ｖａｃの値のいずれを設定する信号であってもよい。これについては、交流電流検出回路１２１０および交流電圧検出回路１２１１とともに後述する。
以下では、交流設定信号Ｓ１は、トランス１２０９の出力する交流電流Ｉａｃの値を設定する信号として説明する。
【００３４】
増幅回路１２０２は、アナログ電圧変換回路１２０１が出力するアナログ電圧信号Ｓ１１と、交流電流検出回路１２１０が出力する電圧信号Ｓ１２とを入力とする。なお、交流電流検出回路１２１０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Ｓ１１の電位と電圧信号Ｓ１２の電位との差を増幅し、誤差増幅信号Ｓ１３を生成し、出力とする。
【００３５】
第１ローパスフィルタ１２０３は、制御信号生成部６１が送信する出力周波数設定信号Ｓ２を入力とするとともに、増幅回路１２０２が出力する誤差増幅信号Ｓ１３を入力とする。出力周波数設定信号Ｓ２は、デューティ比が５０％の信号であって、トランス１２０９が出力する交流電圧Ｖａｃ、交流電流Ｉａｃの周波数を決定する。すなわち、トランス１２０９が出力する交流電圧Ｖａｃ、交流電流Ｉａｃの周波数は、出力周波数設定信号Ｓ２の繰返し周波数（＝１／周期）と一致する。なお、交流電流Ｉａｃの周波数と交流電圧Ｖａｃの周波数とは一致するので、以下では交流電圧Ｖａｃを表記し、交流電流Ｉａｃの表記を省略する。
そして、第１ローパスフィルタ１２０３は、出力周波数設定信号Ｓ２から交流成分を取り出すとともに、ローパスフィルタを通過させることで、高周波成分を遮断して正弦波信号Ｓ２１を生成し、出力とする。なお、この正弦波信号Ｓ２１の振幅（ｐ−ｐ値）は、誤差増幅信号Ｓ１３によって設定される。
【００３６】
鋸歯状波生成回路１２０４は、制御信号生成部６１が送信する共振周波数信号Ｓ３を入力とし、この共振周波数信号Ｓ３を鋸歯状波信号Ｓ３１に変換して、出力とする。共振周波数信号Ｓ３は、鋸歯状波信号Ｓ３１の繰返し周波数を設定する。
なお、共振周波数信号Ｓ３の周波数は、センサ７０が計測した温度に基づいて設定される。なお、後述するように、共振周波数信号Ｓ３の周波数は、センサ７０が計測した温度から参照テーブル６２を参照して設定されてもよい。
【００３７】
変調回路１２０５は、第１ローパスフィルタ１２０３が出力する正弦波信号Ｓ２１と、鋸歯状波生成回路１２０４が出力する鋸歯状波信号Ｓ３１とを入力とする。そして、変調回路１２０５は、正弦波信号Ｓ２１の電位と鋸歯状波信号Ｓ３１の電位とを比較し、鋸歯状波信号Ｓ３１の電位が正弦波信号Ｓ２１の電位より大きい期間と小さい期間とで、異なる電位の変調信号Ｓ２２を生成し、出力とする。すなわち、変調信号Ｓ２２は、鋸歯状波信号Ｓ３１の電位と正弦波信号Ｓ２１の電位との差によってパルス幅が設定されるＰＷＭ信号である。
【００３８】
ＦＥＴ駆動回路１２０６は、変調回路１２０５が出力する変調信号Ｓ２２を入力とし、スイッチ回路１２０７を駆動する駆動信号Ｓ２３を生成し、出力とする。変調信号Ｓ２２はＰＷＭ信号であり、駆動信号Ｓ２３もＰＷＭ信号である。
【００３９】
スイッチ回路１２０７は、ＦＥＴ駆動回路１２０６が出力する駆動信号Ｓ２３を入力とし、スイッチ出力信号Ｓ２４を出力とする。スイッチ回路１２０７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（後述する図３参照）。駆動信号Ｓ２３はＰＷＭ信号であるので、スイッチ回路１２０７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１２０７が出力するスイッチ出力信号Ｓ２４も、駆動信号Ｓ２３に追従したＰＷＭ信号である。
【００４０】
第２ローパスフィルタ１２０８は、スイッチ回路１２０７が出力するスイッチ出力信号Ｓ２４を、ローパスフィルタを通過させることで、高周波成分を遮断して正弦波とした正弦波出力信号Ｓ２５を生成し、出力とする。
【００４１】
トランス１２０９は、一次巻線と二次巻線を有し、第２ローパスフィルタ１２０８が出力する正弦波出力信号Ｓ２５を一次巻線の入力とし、巻線比で設定される交流電圧Ｖａｃを二次巻線の出力とする。
そして、交流電圧Ｖａｃは、直流電圧出力部１２５０が出力する直流電圧Ｖｄｃと重畳されて、出力電圧Ｖｏｕｔとなって、感光体ドラム１１の表面を帯電する帯電ロール１２に印加される。このとき、交流電圧Ｖａｃによる交流電流Ｉａｃと直流電圧Ｖｄｃによる直流電流Ｉｄｃとが重畳されて出力電流Ｉｏｕｔとなって、帯電ロール１２を介して感光体ドラム１１の表面に流れる。
【００４２】
交流電流検出回路１２１０は、帯電ロール１２を介して感光体ドラム１１の表面を流れる交流電流Ｉａｃを検知（モニタ）する。そして、交流電流Ｉａｃに比例する電圧に変換された電圧信号Ｓ１２を出力とする。
交流電圧検出回路１２１１は、帯電ロール１２に印加される交流電圧Ｖａｃを検知（モニタ）し、交流電圧Ｖａｃに比例する電圧信号Ｓ１４を出力とする。
図２においては、交流電流検出回路１２１０の出力する電圧信号Ｓ１２が、増幅回路１２０２に入力されている。これにより、制御部６０が交流設定信号Ｓ１によって設定する値と出力される交流電流Ｉａｃとの差が小さくなるように制御（電流制御）される。
【００４３】
なお、図２においては、交流電圧検出回路１２１１が出力する電圧信号Ｓ１４はいずれにも供給されていない。電圧信号Ｓ１４を交流電流検出回路１２１０が出力する電圧信号Ｓ１２とともに増幅回路１２０２に入力し、交流電圧Ｖａｃが予め定められた値より大きくなった場合に、交流電圧Ｖａｃ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１２１１を過電圧制御に用いてもよい。
【００４４】
また、交流電流検出回路１２１０の出力する電圧信号Ｓ１２の代わりに、交流電圧検出回路１２１１が出力する電圧信号Ｓ１４を、増幅回路１２０２に入力してもよい。そして、制御信号生成部６１が出力する交流設定信号Ｓ１を交流電圧Ｖａｃの値を設定する信号とし、交流設定信号Ｓ１で設定される値と出力される交流電圧Ｖａｃとの差が小さくなるように制御（電圧制御）してもよい。
このとき、交流電流検出回路１２１０が出力する電圧信号Ｓ１２を、交流電圧検出回路１２１１が出力する電圧信号Ｓ１４とともに増幅回路１２０２に入力し、交流電流Ｉａｃが予め定められた値より大きくなった場合に、交流電流Ｉａｃを小さくするように制御してもよい。すなわち、交流電流検出回路１２１０を過電流制御に用いてもよい。
バイアス電源装置１００を現像バイアス電源１４ａに適用する場合には、交流電圧出力部１２００は電圧制御することが好ましい。
【００４５】
［帯電バイアス電源１２ａの回路構成］
図３は、帯電バイアス電源１２ａの回路構成の一例を示す図である。
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に示した配置と異なっている。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。
【００４６】
（交流電圧出力部１２００）
まず、交流電圧出力部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を備えている。
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、制御信号生成部６１が送信する交流設定信号Ｓ１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１２０１の出力端子であって、アナログ電圧信号Ｓ１１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（接地電位ＧＮＤ）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。
なお、バッファＢ１は、入力された交流設定信号Ｓ１の波形の歪を整形する。
【００４７】
アナログ電圧変換回路１２０１は、ＰＷＭ信号である交流設定信号Ｓ１が入力されると、バッファＢ１が交流設定信号Ｓ１を整形し、整形された交流設定信号Ｓ１によりコンデンサＣ１が基準電位Ｖｒｅｆ１と接地電位ＧＮＤの間の電位に充電される。この電位は、交流設定信号Ｓ１のデューティ比で決まる。すなわち、デューティ比が大きいほど、コンデンサＣ１の電位が高くなり、デューティ比が小さいほどコンデンサの電位が低くなる。
アナログ電圧変換回路１２０１は、ＰＷＭ信号である交流設定信号Ｓ１を、アナログ電圧で設定されるアナログ電圧信号Ｓ１１に変換する。
【００４８】
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Ｓ１１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１２１０に接続され、電圧信号Ｓ１２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１２０２の出力端子である。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の出力端子との間に接続されている。
誤差増幅器Ａｍｐ１は、アナログ電圧信号Ｓ１１と電圧信号Ｓ１２との電位の差を増幅した誤差増幅信号Ｓ１３を出力する。
【００４９】
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を備えている。
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、制御信号生成部６１が送信する出力周波数設定信号Ｓ２が入力される。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Ｓ１３を出力周波数設定信号Ｓ２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。
【００５０】
コンデンサＣ３は、カップリングコンデンサであって、出力周波数設定信号Ｓ２で変調された誤差増幅信号Ｓ１３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Ｓ２１を生成する。また、誤差増幅器Ａｍｐ２の＋入力端子には、基準電位Ｖｒｅｆ３が供給されている。
なお、後述するように、正弦波信号Ｓ２１の振幅（ｐ−ｐ値）は、誤差増幅信号Ｓ１３によって設定され、正弦波信号Ｓ２１の周波数は、出力周波数設定信号Ｓ２の繰返し周波数と一致する。
【００５１】
鋸歯状波生成回路１２０４は、制御信号生成部６１が送信する共振周波数信号Ｓ３を入力とし、鋸歯状波信号Ｓ３１を出力する。鋸歯状波信号Ｓ３１の繰返し周波数は、共振周波数信号Ｓ３の繰り返し周波数と一致する。
本実施の形態における鋸歯状波生成回路１２０４の回路構成については後述する。
【００５２】
ここで、図２では示さなかった電圧生成回路１２１２を説明する。電圧生成回路１２１２は、基準電位Ｖｒｅｆ４を基に電源電位Ｖｓを生成する。そして、電圧生成回路１２１２は、電源電位Ｖｓを変調回路１２０５、ＦＥＴ駆動回路１２０６、スイッチ回路１２０７、第２ローパスフィルタ１２０８に供給する。なお、電源電位Ｖｓは、例えば２４Ｖである。
【００５３】
次に、変調回路１２０５を説明する。
変調回路１２０５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１２０４に接続され、鋸歯状波信号Ｓ３１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１２０３の出力端子に接続され、正弦波信号Ｓ２１が入力される。そして、比較器Ｃｍｐの出力端子は、ＦＥＴ駆動回路１２０６に接続され、変調信号Ｓ２２を出力する。
比較器Ｃｍｐは、正弦波信号Ｓ２１の電位と鋸歯状波信号Ｓ３１の電位とを比較し、鋸歯状波信号Ｓ３１の電位が正弦波信号Ｓ２１の電位より大きい期間において、電源電位Ｖｓになり、鋸歯状波信号Ｓ３１が正弦波信号Ｓ２１より小さい期間において接地電位ＧＮＤとなる変調信号Ｓ２２を生成し、出力する。すなわち、変調信号Ｓ２２は、接地電位ＧＮＤと電源電位Ｖｓとの二つの電位を有し、パルス幅が変化するＰＷＭ信号である。
【００５４】
ＦＥＴ駆動回路１２０６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１２０６の入力端子であって、変調信号Ｓ２２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に接続されている。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のエミッタ端子とが接続されて出力端子となっている。ＦＥＴ駆動回路１２０６は、駆動信号Ｓ２３を出力する。
なお、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。
【００５５】
そして、ＦＥＴ駆動回路１２０６に入力される変調信号Ｓ２２は、接地電位ＧＮＤと電源電位Ｖｓとの二つの電位を有するＰＷＭ信号である。変調信号Ｓ２２が接地電位ＧＮＤである期間では、ｐｎｐトランジスタＴｒ３がオン、且つｎｐｎトランジスタＴｒ４がオフであって、駆動信号Ｓ２３が接地電位ＧＮＤになる。変調信号Ｓ２２が電源電位Ｖｓである期間では、ｐｎｐトランジスタＴｒ３がオフ、且つｎｐｎトランジスタＴｒ４がオンであって、駆動信号Ｓ２３が電源電位Ｖｓになる。
すなわち、ＦＥＴ駆動回路１２０６の出力する駆動信号Ｓ２３は、変調回路１２０５の出力端子の変調信号Ｓ２２と同位相のＰＭＷ信号となる。ＦＥＴ駆動回路１２０６は、スイッチ回路１２０７の駆動のための電流を供給するバッファ回路として機能する。
【００５６】
スイッチ回路１２０７は、電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２、抵抗Ｒ１２、Ｒ１３を備えている。
抵抗Ｒ１２の一方の端子と抵抗Ｒ１３の一方の端子とが接続されて、スイッチ回路１２０７の入力端子を構成し、ＦＥＴ駆動回路１２０６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のソース端子には電源電位Ｖｓが供給されている。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、スイッチ回路１２０７の出力端子を構成し、スイッチ出力信号Ｓ２４を出力する。
【００５７】
スイッチ回路１２０７に入力される駆動信号Ｓ２３は、接地電位ＧＮＤと電源電位Ｖｓとの二つの電位を有するＰＷＭ信号である。駆動信号Ｓ２３が接地電位ＧＮＤである期間では、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がオンであって、スイッチ回路１２０７が出力するスイッチ出力信号Ｓ２４は電源電位Ｖｓである。一方、駆動信号Ｓ２３が電源電位Ｖｓである期間では、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がオフであって、スイッチ出力信号Ｓ２４は接地電位ＧＮＤである。すなわち、スイッチ回路１２０７が出力するスイッチ出力信号Ｓ２４の電位は、駆動信号Ｓ２３の電位を反転したＰＭＷ信号である。
【００５８】
第２ローパスフィルタ１２０８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１２０７の出力端子（電界効果トランジスタＦＥＴ１のドレイン端子および電界効果トランジスタＦＥＴ２のドレイン端子）に接続され、他方の端子は、トランス１２０９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。抵抗Ｒ１４と抵抗Ｒ１５との接続点（中点）は、トランス１２０９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１２０９の一次巻線の一方の端子と他方の端子との間を接続している。
インダクタンスＬとコンデンサＣ８とが構成する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の接続点（中点）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１２０９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。
【００５９】
第２ローパスフィルタ１２０８は、入力されるＰＷＭ信号であるスイッチ出力信号Ｓ２４を、ローパスフィルタを通過させることにより正弦波に変換し、正弦波出力信号Ｓ２５を出力する。
【００６０】
トランス１２０９の一次巻線は、第２ローパスフィルタ１２０８に接続されている。トランス１２０９の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を介して、帯電ロール１２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１２５０に接続されている。これにより、帯電ロール１２には、交流電圧出力部１２００が出力する交流電圧Ｖａｃと、直流電圧出力部１２５０が出力する直流電圧Ｖｄｃとが重畳された出力電圧Ｖｏｕｔが印加され、感光体ドラム１１の表面を帯電する。そして、前述したように、帯電ロール１２を介して感光体ドラム１１に、交流電流Ｉａｃと直流電流Ｉｄｃとが重畳された出力電流Ｉｏｕｔが流れる。
【００６１】
交流電流検出回路１２１０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１２１０の入力端子であって、トランス１２０９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、交流電流検出回路１２１０の出力端子であるダイオードＤ３のカソード端子は、抵抗Ｒ５を介して、増幅回路１２０２の誤差増幅器Ａｍｐ１の−入力端子に接続されている。
【００６２】
感光体ドラム１１を帯電する交流電流Ｉａｃは、コンデンサＣ１０を介して、交流電流検出回路１２１０に入力される。そして、抵抗Ｒ１５で電圧に変換され、電圧信号Ｓ１２として出力される。
そして、電圧信号Ｓ１２が、抵抗Ｒ５を介して、増幅回路１２０２の誤差増幅器Ａｍｐ１の−入力端子に入力される。
【００６３】
（直流電圧出力部１２５０）
図２においては記載を省略した直流電圧出力部１２５０は、アナログ電圧変換回路１２５１、増幅回路１２５２、制御回路１２５３、トランス１２５４、整流回路１２５５、直流電圧検出回路１２５６を備えている。
以下、それぞれの回路を説明する。
【００６４】
アナログ電圧変換回路１２５１は、制御信号生成部６１が送信する直流設定信号Ｓ４を入力とする。この直流設定信号Ｓ４は、ＰＷＭ信号であって、デューティ比により整流回路１２５５の出力する直流電圧Ｖｄｃの値を設定する。
アナログ電圧変換回路１２５１は、交流電圧出力部１２００のアナログ電圧変換回路１２０１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１２５１の入力端子であって、制御部６０が送信する直流設定信号Ｓ４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Ｒ１７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１２５１の出力端子であって、アナログ電圧信号Ｓ４１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には、基準電位Ｖｒｅｆ６が供給されている。
【００６５】
アナログ電圧変換回路１２５１にＰＷＭ信号である直流設定信号Ｓ４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信号である直流設定信号Ｓ４がアナログ電圧のアナログ電圧信号Ｓ４１に変換される。
【００６６】
増幅回路１２５２は、誤差増幅器Ａｍｐ３、抵抗Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２１、Ｒ２２、コンデンサＣ１３を備えている。
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Ｖｄｃを検出（モニタ）する直流電圧検出回路１２５６に接続され、電圧信号Ｓ４２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と電圧信号Ｓ４２と差を増幅した誤差増幅信号Ｓ４３を出力する。
【００６７】
制御回路１２５３は、誤差増幅信号Ｓ４３に基づいて後述するトランス１２５４の自励発信動作を制御して直流電圧Ｖｄｃを制御する。
【００６８】
トランス１２５４は、一次巻線、二次巻線、一次側補助巻線、ｎｐｎトランジスタＴｒ５を備えている。一次巻線の一方の端子は、電源電位Ｖｓに接続され、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、ｎｐｎトランジスタＴｒ５のベース端子および制御回路１２５３に接続され、他方の端子は接地されている。さらに、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１２５４の二次巻線の両端子は、整流回路１２５５に接続されている。
【００６９】
制御回路１２５３は、ｎｐｎトランジスタＴｒ５をオン、オフする信号をトランス１２５４の一次側補助巻線に発生させるためのスイッチとして働く。
【００７０】
整流回路１２５５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１２５４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の一方の端子およびコンデンサＣ１４の一方の端子に接続されている。抵抗Ｒ２３の他方の端子は、交流電圧出力部１２００のトランス１２０９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１２５４の二次巻線の他方の端子に接続されている。
整流回路１２５５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Ｖｄｃに変換する。
【００７１】
直流電圧検出回路１２５６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、並列接続された一方の端子は、抵抗Ｒ２４を介して、整流回路１２５５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１２５５のコンデンサＣ１４の他方の端子に接続されている。そして、並列接続された他方の端子には、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１２５２の誤差増幅器Ａｍｐ３の＋入力端子の電位が負にならないようにしている。
直流電圧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１２５６は、抵抗Ｒ２５に現れた電圧を検出（モニタ）し、電圧信号Ｓ４２として出力する。電圧信号Ｓ４２は、増幅回路１２５２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。
すなわち、直流電圧出力部１２５０は電圧制御されている。
【００７２】
（鋸歯状波生成回路１２０４）
次に、鋸歯状波信号Ｓ３１を生成する鋸歯状波生成回路１２０４について説明する。
図４は、鋸歯状波生成回路１２０４の一例を示す図である。
【００７３】
図４に示す鋸歯状波生成回路１２０４は、ｐｎｐトランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１２、Ｔｒ１３、ｎｐｎトランジスタＴｒ１４、抵抗Ｒ３０、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。抵抗Ｒ３０の他方の端子は接地（接地電位ＧＮＤ）されている。
ｐｎｐトランジスタＴｒ１１のエミッタ端子とｐｎｐトランジスタＴｒ１２のエミッタ端子とは接続され、基準電位Ｖｒｅｆ５が供給されている。
【００７４】
ｐｎｐトランジスタＴｒ１２のコレクタ端子は、ｐｎｐトランジスタＴｒ１３のエミッ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、コンデンサＣ３０の一方の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。また、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のベース端子とが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のコレクタ端子とｐｎｐトランジスタＴｒ１３のエミッタ端子との接続点に接続されている。
さらにまた、ｐｎｐトランジスタＴｒ１３のベース端子は、ｐｎｐトランジスタＴｒ１１のコレクタ端子と抵抗Ｒ３０の一方の端子との接続点に接続されている。
さらに、ｎｐｎトランジスタＴｒ１４のエミッタ端子は接地されている。そして、ｎｐｎトランジスタＴｒ１４のベース端子に制御信号生成部６１から送信された共振周波数信号Ｓ３が入力される。
【００７５】
一方、ｐｎｐトランジスタＴｒ１３のコレクタ端子とｎｐｎトランジスタＴｒ１４のコレクタ端子との接続点が、鋸歯状波生成回路１２０４の出力端子となって、変調回路１２０５の比較器Ｃｍｐの＋入力端子に接続され、鋸歯状波信号Ｓ３１を出力する。
【００７６】
ｐｎｐトランジスタＴｒ１１とｐｎｐトランジスタＴｒ１２とによりミラー回路が構成されている。そして、共振周波数信号Ｓ３が接地電位ＧＮＤである期間では、ｎｐｎトランジスタＴｒ１４はオフである。よって、コンデンサＣ３０がｐｎｐトランジスタＴｒ１２およびｐｎｐトランジスタＴｒ１３を介して充電されることにより、鋸歯状波信号Ｓ３１の電位が徐々に上昇する（立ち上がる）。なお、鋸歯状波信号Ｓ３１における立ち上がりは、コンデンサＣ３０と抵抗Ｒ３０とにより決まる時定数により設定される。一方、共振周波数信号Ｓ３が正の電位（後述する図５におけるハイレベルの電位「Ｈ」）となると、接地電位ＧＮＤからの立ち上りエッジでｎｐｎトランジスタＴｒ１４がオンする。これにより、コンデンサＣ３０が放電を開始し、鋸歯状波信号Ｓ３１の立ち下りが設定される。
なお、共振周波数信号Ｓ３の繰返し周波数と、鋸歯状波信号Ｓ３１の繰返し周波数とは一致する。共振周波数信号Ｓ３および鋸歯状波信号Ｓ３１の繰返し周波数は、例えば５０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚである。
【００７７】
前述したように、鋸歯状波信号Ｓ３１の立ち上がりは、コンデンサＣ３０および抵抗Ｒ３０で決まる時定数で決まる。コンデンサＣ３０の容量値は、温度によって変化する。コンデンサＣ３０の容量値は、温度が上昇すると大きくなり、温度が低下すると小さくなる。
すなわち、コンデンサＣ３０および抵抗Ｒ３０で決まる時定数は、予め定められた温度における時定数に対して、温度が上昇すると大きくなり、温度が低下すると小さくなる。
このことから、鋸歯状波信号Ｓ３１は、立ち上がりにおいて予め定められた電位（ピーク電位）に到達するまでに要する時間は、予め定められた温度において要する時間に対して、温度が上昇すると長くなり、温度が低下すると短くなる。
【００７８】
そこで、本実施の形態では、制御信号生成部６１が鋸歯状波生成回路１２０４に送信する共振周波数信号Ｓ３の周波数を、温度に対応して変更して、鋸歯状波信号Ｓ３１のピーク電位が変動することを抑制している。これについては、後に詳細に説明する。
【００７９】
上記のようにして、バイアス電源装置１００が構成される。
【００８０】
［バイアス電源装置１００の動作］
次に、バイアス電源装置１００の基本的な動作を説明する。ここでも、バイアス電源装置１００が帯電バイアス電源１２ａに適用されるとして説明する。
図５は、バイアス電源装置１００の動作を説明するタイミングチャートである。図５では、交流設定信号Ｓ１、アナログ電圧信号Ｓ１１、出力周波数設定信号Ｓ２、正弦波信号Ｓ２１、共振周波数信号Ｓ３、鋸歯状波信号Ｓ３１、変調信号Ｓ２２（駆動信号Ｓ２３）、スイッチ出力信号Ｓ２４、出力電圧Ｖｏｕｔを示している。なお、変調信号Ｓ２２と駆動信号Ｓ２３とは同じ波形であるので、変調信号Ｓ２２（駆動信号Ｓ２３）と表記している。なお、接地電位ＧＮＤを「０」と表記している。
以下では、図３、４を参照しつつ、図５によりバイアス電源装置１００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。
【００８１】
交流設定信号Ｓ１は、制御信号生成部６１から帯電バイアス電源１２ａに送信される。交流設定信号Ｓ１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、例えば論理レベルの電位で５Ｖである。このデューティ比により交流電流Ｉａｃの値が設定される。
図５では、交流設定信号Ｓ１は、時刻ａから時刻ｄまでの期間を１周期とし、時刻ａから時刻ｆまでの期間のデューティ比を７５％、時刻ｆから時刻ｇまでの期間のデューティ比を５０％として示している。
【００８２】
アナログ電圧信号Ｓ１１は、交流設定信号Ｓ１が入力されたアナログ電圧変換回路１２０１によって生成される。図３で説明したように、アナログ電圧変換回路１２０１は、交流設定信号Ｓ１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Ｓ１１を生成する。
よって、アナログ電圧信号Ｓ１１は、交流設定信号Ｓ１のデューティ比が７５％である時刻ａから時刻ｆ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ｆから時刻ｇ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Ｓ１１は、その電位が交流設定信号Ｓ１のデューティ比で設定されるアナログ信号である。
【００８３】
出力周波数設定信号Ｓ２は、制御信号生成部６１から帯電バイアス電源１２ａに送信される。そして、出力周波数設定信号Ｓ２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Ｖａｃ、交流電流Ｉａｃの周波数となる。
【００８４】
図３に示したように、出力周波数設定信号Ｓ２は、第１ローパスフィルタ１２０３のｎｐｎトランジスタＴｒ１のベース端子に抵抗Ｒ６を介して入力される。出力周波数設定信号Ｓ２が「Ｌ」である期間ではｎｐｎトランジスタＴｒ１がオフとなって、ｎｐｎトランジスタＴｒ１のコレクタ端子は基準電位Ｖｒｅｆ２になり、「Ｈ」である期間ではｎｐｎトランジスタＴｒ１がオンとなって、接地電位ＧＮＤ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である。
【００８５】
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（出力周波数設定信号Ｓ２が「Ｌ」の期間）ではｎｐｎトランジスタＴｒ２がオンとなって、ｎｐｎトランジスタＴｒ２の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（出力周波数設定信号Ｓ２が「Ｈ」の期間）ではｎｐｎトランジスタＴｒ２がオフであるため、ｎｐｎトランジスタＴｒ２のコレクタ端子はフローティングになる。
【００８６】
ここで、増幅回路１２０２の出力である誤差増幅信号Ｓ１３を考える。誤差増幅信号Ｓ１３は、アナログ電圧信号Ｓ１１の電位と、交流電流検出回路１２１０が出力する電圧信号Ｓ１２の電位との差を増幅した信号である。
誤差増幅信号Ｓ１３は、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位ＧＮＤの期間（出力周波数設定信号Ｓ２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Ｓ１３は接地電位ＧＮＤに引き込まれてしまう。一方、ｎｐｎトランジスタＴｒ２のコレクタ端子が基準電位Ｖｒｅｆ２の期間（出力周波数設定信号Ｓ２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Ｓ１３が維持される。すなわち、誤差増幅信号Ｓ１３は、第１ローパスフィルタ１２０３に入力されると、出力周波数設定信号Ｓ２によって変調された信号になる。
【００８７】
そして、出力周波数設定信号Ｓ２により変調された誤差増幅信号Ｓ１３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、正弦波信号Ｓ２１となる。
【００８８】
図５に示すように、正弦波信号Ｓ２１の振幅（ｐ−ｐ値）は、誤差増幅信号Ｓ１３（つまり、図５に示す交流設定信号Ｓ１）によって設定される。すなわち、時刻ａから時刻ｆまでの交流設定信号Ｓ１のデューティ比が７５％の期間の振幅Ａ１は、時刻ｆから時刻ｇまでの交流設定信号Ｓ１のデューティ比が５０％の期間の振幅Ａ２に比べ、大きく（７５／５０＝１．２５倍）なっている。なお、ここでは交流電流検出回路１２１０が出力する電圧信号Ｓ１２の影響は受けないとして説明する。
【００８９】
次に、鋸歯状波信号Ｓ３１について説明する。
図３、図４に示したように、鋸歯状波生成回路１２０４には、制御信号生成部６１から共振周波数信号Ｓ３が入力される。
共振周波数信号Ｓ３は、図５に示すように、「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Ｓ３１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Ｓ３１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。
共振周波数信号Ｓ３の１周期（時刻ａから時刻ｃまでの期間）は、交流設定信号Ｓ１の１周期（時刻ａから時刻ｄまでの期間）、出力周波数設定信号Ｓ２の１周期（時刻ａから時刻ｆまでの期間）のいずれよりも短いとする。すなわち、共振周波数信号Ｓ３の繰返し周波数が最も高く、次に交流設定信号Ｓ１の周波数が高く、出力周波数設定信号Ｓ２の周波数が最も低い。
そして、共振周波数信号Ｓ３の周期が出力周波数設定信号Ｓ２の周期の１／１０となっていて、共振周波数信号Ｓ３の周波数が、出力周波数設定信号Ｓ２の周波数の整数倍となっている。このようにすることで、最も周波数が高い共振周波数信号Ｓ３と、出力周波数設定信号Ｓ２との間で生じる干渉を抑制して、ノイズの発生を抑制している。これにより、形成された画質の劣化を抑制している。
【００９０】
なお、交流設定信号Ｓ１の周期が出力周波数設定信号Ｓ２の周期の１／５となり、共振周波数信号Ｓ３の周期が交流設定信号Ｓ１の周期の１／２となって整数倍の関係になっているが、交流設定信号Ｓ１の周波数は、共振周波数信号Ｓ３の周波数および出力周波数設定信号Ｓ２の周波数のいずれに対しても整数倍の関係になくともよい。
【００９１】
図４で示したように、時刻ａから時刻ｂまでの共振周波数信号Ｓ３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、鋸歯状波生成回路１２０４の出力端子（ｐｎｐトランジスタＴｒ１３のコレクタ端子とｎｐｎトランジスタＴｒ１４のコレクタ端子との接続点）の電位が時間とともに大きくなる。そして、共振周波数信号Ｓ３が「Ｌ」から「Ｈ」に移行すると、ｎｐｎトランジスタＴｒ４がオンになり、コンデンサＣ３０に蓄積された電荷の放電が開始され、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、共振周波数信号Ｓ３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、出力端子の電位が時間とともに大きくなる。これを繰り返すことで、鋸歯状波信号Ｓ３１が生成される。
【００９２】
変調信号Ｓ２２は、変調回路１２０５の出力信号である。変調回路１２０５は、正弦波信号Ｓ２１の電位と鋸歯状波信号Ｓ３１の電位とを比較し、鋸歯状波信号Ｓ３１の電位が正弦波信号Ｓ２１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Ｓ３１が正弦波信号Ｓ２１より小さい期間において接地電位ＧＮＤである変調信号Ｓ２２を生成し、出力する。図５では、鋸歯状波信号Ｓ３１に、正弦波信号Ｓ２１を破線で重ねて示している。
図５から分かるように、変調信号Ｓ２２は、正弦波信号Ｓ２１の電位の変化によってパルス幅が設定されるＰＷＭ信号となる。
なお、ＦＥＴ駆動回路１２０６は、図３で説明したように、変調信号Ｓ２２が入力され、駆動信号Ｓ２３を出力する。この駆動信号Ｓ２３の波形は、変調信号Ｓ２２と同じである。
【００９３】
図３に示したように、スイッチ回路１２０７の電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２は、駆動信号Ｓ２３によって交互にオンオフされる。なお、前述したように、駆動信号Ｓ２３が接地電位ＧＮＤの期間では、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がオンであって、スイッチ回路１２０７のスイッチ出力信号Ｓ２４が電源電位Ｖｓとなる。一方、駆動信号Ｓ２３が電源電位Ｖｓの期間では、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がオフであって、スイッチ回路１２０７のスイッチ出力信号Ｓ２４が接地電位ＧＮＤとなる。
すなわち、図５に示すように、駆動信号Ｓ２３とスイッチ出力信号Ｓ２４とは、電位の関係が逆になる。
【００９４】
スイッチ回路１２０７の出力信号から第２ローパスフィルタ１２０８によって正弦波が取り出され、トランス１２０９を介して、交流電圧Ｖａｃとなる。
【００９５】
一方、直流電圧出力部１２５０も同様に動作する。すなわち、アナログ電圧変換回路１２５１は、直流設定信号Ｓ４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Ｓ４１を生成し、増幅回路１２５２に出力する。増幅回路１２５２は、アナログ電圧信号Ｓ４１の電位と直流電圧検出回路１２５６からの電圧信号Ｓ４２の電位との差を増幅し、誤差増幅信号Ｓ４３を制御回路１２５３に出力する。制御回路１２５３は、ｎｐｎトランジスタＴｒ５をオンオフして、トランス１２５４の二次巻線に電圧を誘起する。そして、整流回路１２５５は、誘起された電圧を整流して直流電圧Ｖｄｃを出力する。
【００９６】
そして、交流電圧Ｖａｃと直流電圧Ｖｄｃとが重畳された出力電圧Ｖｏｕｔが、帯電バイアス電源１２ａから出力されて、帯電ロール１２に印加される。前述したように、例えば直流電圧Ｖｄｃは−６００Ｖ、交流電圧Ｖａｃは周波数が２ｋＨｚでｐ−ｐ値が２ｋＶである。すると、図５に示すように、出力電圧Ｖｏｕｔは、接地電位ＧＮＤ（０）を挟んで、正負に振動することになる。
そして、この出力電圧Ｖｏｕｔが、帯電ロール１２に印加される。そして、帯電ロール１２から感光体ドラム１１に、直流電流Ｉｄｃと交流電流Ｉａｃとが重畳された出力電流Ｉｏｕｔが流れる。
【００９７】
一方、図３に示したように、交流電流検出回路１２１０は、交流電流Ｉａｃを検出（モニタ）し、電圧に変換した電圧信号Ｓ１２を、増幅回路１２０２における誤差増幅器Ａｍｐ１の−入力端子に抵抗Ｒ５を介して出力する。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Ｓ１１の電位と−入力端子に入力された電圧信号Ｓ１２の電位との差を増幅することで、正弦波信号Ｓ２１の振幅を制御する。すなわち、交流電流Ｉａｃが交流設定信号Ｓ１で定められる値より小さい場合には、交流電流Ｉａｃを大きくするように交流電圧Ｖａｃを大きくする。一方、交流電流Ｉａｃが交流設定信号Ｓ１で定められる値より大きい場合には、交流電流Ｉａｃを小さくするように交流電圧Ｖａｃを小さくする。このようして、交流電流Ｉａｃと交流設定信号Ｓ１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。
この電流制御の代わりに、交流設定信号Ｓ１を交流電圧Ｖａｃの値を設定する信号とし、交流電圧Ｖａｃが交流設定信号Ｓ１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）してもよい。
【００９８】
同様に、直流電圧検出回路１２５６は、直流電圧Ｖｄｃを検出（モニタ）し、直流電圧Ｖｄｃに比例した電圧信号Ｓ１２を、増幅回路１２５２の誤差増幅器Ａｍｐ３の＋入力端子に抵抗Ｒ２１を介して出力する。すると、誤差増幅器Ａｍｐ３は、＋入力端子に入力された電圧信号Ｓ４２の電位と−入力端子に入力されたアナログ電圧信号Ｓ４１の電位との差を増幅することで、直流電圧Ｖｄｃの値を制御（電圧制御）する。
【００９９】
本実施の形態では、各機構部の温度の変化に対応して共振周波数信号Ｓ３の周波数を変更している。以下では、温度の変化に対応して共振周波数信号Ｓ３の周波数を変更することについて説明する。
図６は、バイアス電源装置１００における温度が、予め定められた温度より高くなった場合における動作を説明するタイミングチャートである。図６（ａ）は、予め定められた温度での動作、図６（ｂ）は、予め定められた温度より高くなった場合において、共振周波数信号Ｓ３の周波数を変更しない場合の動作、図６（ｃ）は、予め定められた温度より高くなった場合において、共振周波数信号Ｓ３の周波数を低くした場合の動作を示している。
なお、図６では、出力周波数設定信号Ｓ２、共振周波数信号Ｓ３、鋸歯状波信号Ｓ３１、変調信号Ｓ２２（駆動信号Ｓ２３）、スイッチ出力信号Ｓ２４および出力電圧Ｖｏｕｔを示している。
【０１００】
図６（ａ）は、図５と同じであるので、説明を省略する。なお、図６（ａ）では、共振周波数信号Ｓ３の周波数を、出力周波数設定信号Ｓ２の周波数の６倍として示している。
図６（ｂ）に示すように、バイアス電源装置１００における温度が、予め定められた温度より高くなると、鋸歯状波生成回路１２０４の抵抗Ｒ３０とコンデンサＣ３０とで決まる時定数が大きくなる。よって、鋸歯状波信号Ｓ３１の立ち上がりにおける時間に対する傾きが小さくなる。このため、共振周波数信号Ｓ３の周波数を変更しない場合には、鋸歯状波信号Ｓ３１のピーク電圧Ｖｐｈが、予め定められた温度の場合（図６（ａ）参照）のピーク電圧Ｖｐより小さくなる（Ｖｐｈ＜Ｖｐ）。これにより、予め定められた温度より高い場合には、ＰＷＭ信号である変調信号Ｓ２２（駆動信号Ｓ２３）のパルス幅が、予め定められた温度における場合（図６（ａ）参照）に比べて小さくなってしまう。これにより、ＰＷＭ信号であるスイッチ出力信号Ｓ２４のパルス幅が、予め定められた温度における場合（図６（ａ）参照）に比べて大きくなることにより、交流電圧Ｖａｃの振幅が、予め定められた温度の場合（図６（ａ）参照）の交流電圧Ｖａｃの振幅より大きくなってしまう。
すなわち、温度の変化によって、交流電圧Ｖａｃが変動することになる。
【０１０１】
そこで、本実施の形態では、図６（ｃ）に示すように、予め定められた温度における鋸歯状波信号Ｓ３１のピーク電圧Ｖｐと、予め定められた温度より高い場合のピーク電圧Ｖｐｈｆとの差を少なくするように、共振周波数信号Ｓ３の周波数を小さく設定している。図６（ｃ）では、共振周波数信号Ｓ３の周波数を、出力周波数設定信号Ｓ２の周波数の５倍として示している。
【０１０２】
このようにすることで、予め定められた温度より高い場合において、ＰＷＭ信号である変調信号Ｓ２２（駆動信号Ｓ２３）のパルス幅が、予め定められた温度における場合に比べて小さくなることを抑制する。これにより、ＰＷＭ信号であるスイッチ出力信号Ｓ２４のパルス幅が、予め定められた温度における場合に比べて大きくなることを抑制し、交流電圧Ｖａｃの振幅が、予め定められた温度の場合の交流電圧Ｖａｃの振幅より大きくなることを抑制している。
すなわち、温度の変化による交流電圧Ｖａｃの変動を抑制している。
【０１０３】
なお、出力周波数設定信号Ｓ２の周波数と共振周波数信号Ｓ３の周波数とは、整数倍の関係が維持されるように設定することが好ましい。これにより、出力周波数設定信号Ｓ２と共振周波数信号Ｓ３との干渉によるノイズの発生を抑制している。
【０１０４】
図７は、バイアス電源装置１００における温度が、予め定められた温度より低くなった場合における動作を説明するタイミングチャートである。図７（ａ）は、予め定められた温度での動作、図７（ｂ）は、予め定められた温度より低くなった場合において、共振周波数信号Ｓ３の周波数を変更しない場合の動作、図７（ｃ）は、予め定められた温度より低くなった場合において、共振周波数信号Ｓ３の周波数を高くした場合の動作を示している。
なお、図７では、図６と同様に、出力周波数設定信号Ｓ２、共振周波数信号Ｓ３、鋸歯状波信号Ｓ３１、変調信号Ｓ２２（駆動信号Ｓ２３）、スイッチ出力信号Ｓ２４および出力電圧Ｖｏｕｔを示している。
【０１０５】
図７（ａ）は、図６（ａ）で示したと同じであるので、説明を省略する。
図７（ｂ）に示すように、バイアス電源装置１００における温度が、予め定められた温度より低くなると、鋸歯状波生成回路１２０４の抵抗Ｒ３０とコンデンサＣ３０とで決まる時定数が小さくなる。よって、鋸歯状波信号Ｓ３１の立ち上がりにおける時間に対する傾きが大きくなる。このため、共振周波数信号Ｓ３の周波数を変更しない場合には、鋸歯状波信号Ｓ３１のピーク電圧Ｖｐｌが、予め定められた温度の場合（図７（ａ）参照）のピーク電圧Ｖｐより大きくなる（Ｖｐ＜Ｖｐｌ）。これにより、予め定められた温度より低い場合には、ＰＷＭ信号である変調信号Ｓ２２（駆動信号Ｓ２３）のパルス幅が、予め定められた温度における場合（図７（ａ）参照）に比べて大きくなってしまう。これにより、ＰＷＭ信号であるスイッチ出力信号Ｓ２４のパルス幅が、予め定められた温度における場合（図７（ａ）参照）に比べて小さくなることにより、交流電圧Ｖａｃの振幅が、予め定められた温度の場合の交流電圧Ｖａｃの振幅より小さくなってしまう。
すなわち、温度の変化によって、交流電圧Ｖａｃが変動することになる。
【０１０６】
そこで、本実施の形態では、図７（ｃ）に示すように、予め定められた温度における鋸歯状波信号Ｓ３１のピーク電圧Ｖｐと、予め定められた温度より低い場合のピーク電圧Ｖｐｌｆとの差を少なくするように、共振周波数信号Ｓ３の周波数を小さく設定している。図７（ｃ）では、共振周波数信号Ｓ３の周波数を、出力周波数設定信号Ｓ２の周波数の８倍として示している。
このようにすることで、予め定められた温度より高い場合において、ＰＷＭ信号である変調信号Ｓ２２（駆動信号Ｓ２３）のパルス幅が、予め定められた温度における場合（図７（ａ）参照）に比べて大きくなることを抑制する。これにより、ＰＷＭ信号であるスイッチ出力信号Ｓ２４のパルス幅が、予め定められた温度における場合（図７（ａ）参照）に比べて小さくなることを抑制し、交流電圧Ｖａｃの振幅が、予め定められた温度の場合の交流電圧Ｖａｃの振幅より小さくなることを抑制している。
すなわち、温度の変化による交流電圧Ｖａｃの変動を抑制している。
【０１０７】
なお、出力周波数設定信号Ｓ２の周波数と共振周波数信号Ｓ３の周波数とは、整数倍の関係が維持されるように設定することが好ましい。これにより、出力周波数設定信号Ｓ２と共振周波数信号Ｓ３との干渉によるノイズの発生を抑制している。
【０１０８】
ここでは、共振周波数信号Ｓ３の周波数を温度の変化に対応して変更して、鋸歯状波信号Ｓ３１のピーク電圧Ｖｐの変動を抑制している。しかし、バイアス電源装置１００では、図２、図３に示したように、交流電流検出回路１２１０の出力する電圧信号Ｓ１２を用いて、交流電流Ｉａｃの変動が抑制されるように電流制御している（図２、図３参照）。また、バイアス電源装置１００は、交流電圧検出回路１２１１の出力する電圧信号Ｓ１４を用いて、交流電圧Ｖａｃの変動が抑制されるように電圧制御することができる。
すなわち、交流電圧Ｖａｃまたは交流電流Ｉａｃを、交流電圧検出回路１２１１の出力する電圧信号Ｓ１４または交流電流検出回路１２１０の出力する電圧信号Ｓ１２を用いて制御することができる。
しかし、温度が変化すると、交流電流Ｉａｃまたは交流電圧Ｖａｃにおける交流設定信号Ｓ１で指定する値と、出力される値とのずれが大きくなり、電流制御または電圧制御で対応する制御の幅が大きくなってしまう。
【０１０９】
これに対して、共振周波数信号Ｓ３の周波数を温度の変化に対応して変更すれば、電流制御または電圧制御で対応する制御の幅が小さくなる。
【０１１０】
図８は、共振周波数信号Ｓ３の繰返し周波数を温度Ｔによって変更するための参照テーブル６２の一例を示す図である。ここでは、バイアス電源装置１００における温度Ｔを３つの温度範囲に分け、３つの温度範囲のそれぞれに対して共振周波数信号Ｓ３の繰返し周波数を規定し、共振周波数信号Ｓ３の繰返し周波数が温度範囲によって設定されるようにしている。
すなわち、温度Ｔが２０℃以上且つ４０℃未満にある場合（２０℃≦Ｔ＜４０℃）には、共振周波数信号Ｓ３には周波数Ｆ１（例えば６０ｋＨｚ）が割り当てられている。温度Ｔが４０℃以上且つ５０℃以下の場合（４０℃≦Ｔ≦５０℃）には、共振周波数信号Ｓ３には周波数Ｆ２（例えば５４ｋＨｚ）が割り当てられている。そして、温度Ｔが１０℃以上且つ２０℃未満の場合（１０℃≦Ｔ＜２０℃）には、共振周波数信号Ｓ３には周波数Ｆ３（例えば６６ｋＨｚ）が割り当てられている。
そして、参照テーブル６２は、例えば制御部６０に搭載されたメモリにおけるメモリアドレス＃１に周波数Ｆ１が、メモリアドレス＃２に周波数Ｆ２が、メモリアドレス＃３に周波数Ｆ３が格納されている。
【０１１１】
よって、本実施の形態では、制御信号生成部６１は、センサ７０から温度Ｔに関するデータを受信して、温度Ｔの温度範囲を判断する。そして、温度Ｔが２０℃以上且つ４０℃未満である場合（２０℃≦Ｔ＜４０℃）には、メモリのメモリアドレス＃１をアクセスして周波数Ｆ１を読み出す。一方、温度Ｔが４０℃以上且つ５０℃以下の場合（４０℃≦Ｔ≦５０℃）には、メモリアドレス＃２にアクセスして周波数Ｆ２を読み出す。また、温度Ｔが１０℃以上且つ２０℃未満の場合（１０℃≦Ｔ＜２０℃）には、メモリアドレス＃３にアクセスして周波数Ｆ３を読み出す。
そして、制御信号生成部６１は、共振周波数信号Ｓ３の周波数を読み出した周波数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３のいずれかに設定して、バイアス電源装置１００の鋸歯状波生成回路１２０４に送信する。
【０１１２】
ここで、共振周波数信号Ｓ３の周波数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は、出力周波数設定信号Ｓ２の整数倍となるように設定されている。よって、共振周波数信号Ｓ３と出力周波数設定信号Ｓ２との干渉によるノイズの発生が抑制される。
なお、図８では、温度Ｔの温度範囲を３に分けたが、２でもよく、または４以上に分けてもよい。
【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１２ａとして用いるバイアス電源装置１００の直流電圧Ｖｄｃおよび現像バイアス電源１４ａとして用いるバイアス電源装置１００の直流電圧Ｖｄｃの極性が逆になるように設定すればよい。
【０１１４】
さらに、本実施の形態では、図５で示したように、制御部６０が送信する交流設定信号Ｓ１、出力周波数設定信号Ｓ２、共振周波数信号Ｓ３、直流設定信号Ｓ４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からバイアス電源装置１００（帯電バイアス電源１２ａおよび／または現像バイアス電源１４ａ）への送信において、外部からの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が送信する信号の一部をアナログ電圧の信号（アナログ信号）とし、バイアス電源装置１００（帯電バイアス電源１２ａおよび／または現像バイアス電源１４ａ）の一部の回路（アナログ電圧変換回路１２０１、１２５１など）を省略してもよい。
【０１１５】
さらにまた、図３で示した、帯電バイアス電源１２ａは一例であって、他の回路構成としてもよい。同様に、図４で示した鋸歯状波生成回路１２０４の回路構成も一例であって、立ち上がりが抵抗Ｒ３０とコンデンサＣ３０とで設定される時定数によるものであればよく、他の回路構成としてもよい。また、鋸歯状波信号Ｓ３１は、パルス幅変調に使用できればよく、鋸歯状波でなくとも三角波など他の波形であってもよい。よって、鋸歯状波生成回路１２０４は他の波形を生成する波形生成回路であってもよい。
【０１１６】
さらに、本実施の形態では、画像形成装置１はマルチプル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複数の感光体ドラムを有するタンデム型であってもよい。この場合、それぞれの感光体ドラムに対応して設けられた帯電ロールに帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源、および／または、それぞれの感光体ドラムに対応して設けられた現像器に現像バイアスを印加する現像バイアス電源に、本実施の形態で説明したバイアス電源装置１００を適用すればよい。
【符号の説明】
【０１１７】
１…画像形成装置、１１…感光体ドラム、１２…帯電ロール、１２ａ…帯電バイアス電源、１４…回転式現像装置、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ…現像器、１４ａ…現像バイアス電源、１５…一次転写ロール、１５ａ…一次転写バイアス電源、２０…一次転写部、２１…中間転写ベルト、２２〜２７…ロール、３０…二次転写部、３１…二次転写ロール、３１ａ…二次転写バイアス電源、４０…ベルトクリーナ、５０…定着部、６０…制御部、６１…制御信号生成部、６２…参照テーブル、７０…センサ、１００…バイアス電源装置、１２００…交流電圧出力部、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…鋸歯状波生成回路、１２０５…変調回路、１２０６…ＦＥＴ駆動回路、１２０７…スイッチ回路、１２０８…第２ローパスフィルタ、１２０９、１２５４…トランス、１２１０…交流電流検出回路、１２１１…交流電圧検出回路、１２１２…電圧生成回路、１２５０…直流電圧出力部、１２５３…制御回路、１２５５…整流回路、１２５６…直流電圧検出回路、Ａｍｐ１、Ａｍｐ２、Ａｍｐ３…誤差増幅器、Ｂ１、Ｂ２…バッファ、Ｃｍｐ…比較器、ＦＥＴ１、２…電界効果トランジスタ、ＧＮＤ…接地電位、Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ１４…ｎｐｎトランジスタ、Ｔｒ３、Ｔｒ１１、Ｔｒ１２、Ｔｒ１３…ｐｎｐトランジスタ、Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２、Ｖｒｅｆ３、Ｖｒｅｆ４、Ｖｒｅｆ５、Ｖｒｅｆ６、Ｖｒｅｆ７…基準電位、Ｖｓ…電源電位
【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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