JP2016122150A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】４つの像形成部があると、４色分の感光ドラムのそれぞれを帯電をする必要があり、各色の感光ドラムに使用されているＤ級アンプのＰＷＭ信号の周波数が重なり放射ノイズが悪化してしまう。【解決手段】複数の像形成部を有する画像形成装置であって、複数の像形成部を駆動する電圧を生成する複数の電圧生成回路を有し、複数の電圧生成回路のそれぞれは、スイッチングにより電圧を発生する電圧発生回路と、スイッチングの基準周波数となる周波数のクロック信号を発生する発振回路と、当該発振回路が発生するクロック信号の周波数を設定する設定手段とを有し、前記複数の電圧生成回路の設定手段は、複数の発振回路が発生するクロック信号の周波数が互いに異なるように、各クロック信号の周波数を設定している。【選択図】 図２

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置では、感光ドラムの表面を帯電器によって一様に帯電し、その帯電された感光ドラムの表面を、画像データに応じて変調され露光装置によって照射されるレーザ光で露光して静電潜像を形成する。そして、現像器から供給される現像剤（以下、トナー）により、その静電潜像を現像してトナー像を形成している。

感光ドラムの表面の帯電処理には、例えば、帯電ローラを感光ドラムの表面に当接させ、この帯電ローラに直流電圧と交流電圧を重畳させた電圧を印加して、感光ドラムの表面へ放電させることにより帯電させるＡＣ帯電方式が用いられる。このＡＣ帯電方式では、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加することにより、プラス側、マイナス側への放電が交互に発生するため、感光ドラムの表面を均一に帯電させることができる。

この帯電ローラへ印加する交流電圧を生成する交流電圧生成回路にＤ級アンプが用いられる。このＤ級アンプは、入力信号をパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）に変換し、そのＰＷＭ信号でブリッジ回路を駆動している。これにより、従来のアナログ増幅方式に比べて高い効率で増幅信号を得ることができる。このような交流電圧生成回路では、Ｄ級アンプの出力でトランスの１次側を駆動することでトランスの２次側に高電圧の交流電圧を発生させている。

特開２０１３−６５９３２号公報 特開平７−２４１０８３号公報

しかしながら、Ｄ級アンプは、ブリッジ回路を高周波でスイッチング駆動するため放射ノイズの発生があり、ノイズ対策としてフェライトビーズやフィルタを使用しているため、コストアップにもつながっていた。またＤ級アンプを、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの像形成部を有するカラー画像形成装置の帯電高電圧回路で使用した場合、４色分の感光ドラムのそれぞれを帯電をする必要がある。このため、各色の感光ドラムに対応して使用されているＤ級アンプのＰＷＭ信号の周波数が重なり放射ノイズが悪化してしまうという課題がある。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決することにある。

本発明の特徴は、複数の像形成部を有する画像形成装置において、複数の像形成部で発生するノイズが互いに重畳しないようにしてノイズのピークを低く抑える技術を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の一態様に係る画像形成装置は以下のような構成を備える。即ち、
複数の像形成部を有する画像形成装置であって、
前記複数の像形成部を駆動する電圧を生成する複数の電圧生成手段を有し、
前記複数の電圧生成手段のそれぞれは、
スイッチングにより電圧を発生する電圧発生手段と、
前記スイッチングの基準周波数となる周波数のクロック信号を発生する発生手段と、
前記発生手段が発生する前記クロック信号の周波数を設定する設定手段とを有し、
前記複数の電圧生成手段の前記設定手段は、複数の前記発生手段が発生する前記クロック信号の周波数が互いに異なるように、各クロック信号の周波数を設定することを特徴とする。

本発明によれば、複数の像形成部を有する画像形成装置において、複数の像形成部で発生するノイズが互いに重畳しないようにしてノイズのピークを低く抑えることができるという効果がある。

本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。尚、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。

添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
本発明の実施形態１に係るカラー画像形成装置の像形成部の構成を説明する図。 実施形態１に係るカラー画像形成装置において、帯電ローラに供給する帯電電圧を発生する帯電電圧基板と制御基板の概略構成を示すブロック図。 実施形態１に係るＡＣ高電圧生成回路の構成を説明するブロック図。 実施形態１に係るＤ級アンプの構成を説明するブロック図。 実施形態１に係る比較器４１３の入力信号と出力信号（ＰＷＭ信号）との関係を説明する波形図。 実施形態１に係る比較器４１７の入力信号と出力信号（ＰＷＭ信号）との関係を説明する波形図。 実施形態１において、正弦波生成部からの正弦波信号が停止状態の時のＰＷＭ信号を説明する図。 実施形態に係るスイッチング駆動部４１５，４１６の回路図。 実施形態１に係るＡＣ高電圧生成回路が１５００［Ｖｐ−ｐ］出力時のＡＣトランスの１次側の端子ａ，ｂに出力する駆動波形の一例を示す図。 実施形態１に係るＡＣ高電圧生成回路がスタンバイ状態中（０［Ｖ］）にＡＣトランスの１次側の端子ａ，ｂに出力するＰＷＭ信号の波形の一例を示す図。 従来のカラー画像形成装置で、イエローとマゼンタの２つの像形成ステーションでＤ級アンプを同じ周波数で駆動させた場合に発生するノイズのスペクトルの一例を示す図。 実施形態１に係るカラー画像形成装置において、イエローとマゼンタの２つのＤ級アンプを異なる周波数で駆動させた場合に発生するノイズのスペクトルの一例を示す図。 実施形態１に係るカラー画像形成装置のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの高電圧回路の発振回路が出力しているクロック信号の一例を示す図。 本発明の実施形態２に係るカラー画像形成装置の現像電圧基板と制御基板の概略構成を示すブロック図。 実施形態２において、正の電圧Ｖｐ＋を出力している時間と負の電圧Ｖｐ−を出力している時間が異なり、Ｖｐ＋の絶対値がＶｐ−の絶対値よりも小さく、かつブランク期間を備えた偏デューティーブランクパルス波形の一例を示す図。 実施形態２に係るＡＣ高電圧生成回路の構成を説明するブロック図。 実施形態２に係るＤ級アンプの構成を示すブロック図。 実施形態２に係る比較器１７１３が、三角波生成部によって生成された三角波と、交流波形生成部から入力された交流信号とを比較してＰＷＭ信号を生成するときの波形例を示す図。 実施形態２に係る比較器１７１７が、三角波生成部によって生成された三角波と、反転回路を通して反転された交流信号とを比較してＰＷＭ信号を生成するときの波形例を示す図。 実施形態３に係るＤ級アンプの構成を示すブロック図。 実施形態３に係るＤ級アンプに接続されたフルブリッジ回路の出力のデューティが変動している時と、固定周波数、固定デューティの時に発生するノイズのスペクトルの一例を示す図。 実施形態３に係るカラー画像形成装置のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の４つの高電圧回路の発振回路が、画像形成中に出力しているクロック信号の一例を示す図。 実施形態３に係るカラー画像形成装置のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の４つの高電圧回路の発振回路が、スタンバイ中に出力しているクロック信号の一例を示す図。 実施形態３に係るカラー画像形成装置のＣＰＵによる制御処理を説明するフローチャート。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。

［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１に係るカラー画像形成装置の像形成部の構成を説明する図である。

このカラー画像形成装置は、帯電用の高電圧電源回路を備えた電子写真プロセスで画像を形成する画像形成装置である。このカラー画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの像形成部（ステーション）を有している。同図において、符号の数字の後に付されたａ〜ｄはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの像形成部に対応する。図１の説明では、ａ〜ｄを省略した形で説明する。感光体１のドラムの周辺には帯電ローラ２、現像器４、感光体クリーナ６、１次転写ローラ５３が配置されている。露光装置３はそれぞれ各色の画像データに応じたレーザ光を発生して、各対応する感光体１の表面を照射する。現像器４は、内部に現像スリーブ４１を有し、現像剤であるトナーを収容しており、各対応する感光ドラム１に形成された静電潜像にトナーを吸着させて可視化したトナー像を形成する。こうして各色に対応する感光体１に形成されたトナー像は、１次転写ローラ５３により中間転写ベルト５１に重畳して転写され、この中間転写ベルト５１上に転写されたカラー像は２次転写ローラ５６，５７により、紙やＯＨＰシート等の記録材Ｐに転写される。こうしてカラーのトナー像が転写された記録材Ｐは定着器７に送られ、転写されたトナー像が記録材Ｐに定着される。Ｌは、感光体１を露光するレーザ光を示している。

この画像形成装置全体の制御を司る制御部は、記録材Ｐへの作像命令を受けると、感光体１、中間転写ベルト５１、帯電ローラ２、現像スリーブ４１、１次転写ローラ５３、２次転写ローラ５６，５７、定着器７の定着ローラの回転を開始する。帯電ローラ２には、不図示の高電圧電源が接続されており、この高電圧電源から直流電圧に正弦波の電圧を重畳した高電圧が印加される。これにより、帯電ローラ２に接触している感光体１の表面が一様に帯電される。次に、この帯電された感光体１の表面が、露光装置３からのレーザ光の照射位置に至ると、画像信号に応じた露光がなされ、感光体１上に、その画像信号に応じた静電潜像が形成される。その後、現像器４の現像スリーブ４１に、不図示の高電圧電源から、直流電圧に矩形のパルス波形電圧を重畳した高電圧が印加される。これにより負電荷のトナーが、現像スリーブ４１より正電位（現像スリーブより正の電位でＧＮＤに対して負）の静電潜像に吸着して静電潜像を可視像（トナー像）にし、そのトナー像は、感光体１の回転に伴って１次転写ローラ５３の方向に移動する。こうして４個の感光体１上のトナー像は、各対応する１次転写ローラ５３によって中間転写ベルト５１に重ねて転写され、更に２次転写ローラ５６，５７によって記録材Ｐに転写される。尚、１次転写ローラ５３と２次転写ローラ５６，５７にも、トナー像を転写するための直流高電圧が不図示の高電圧電源から印加されている。感光体１上に残った転写残トナーは、感光体クリーナ６によって掻き取られ回収される。また中間転写ベルト５１に残った転写残トナーは、中間転写ベルトクリーナ５５によって掻き取られ回収される。記録材Ｐに転写されたトナー像は、定着器７によって圧力と温度により転写材Ｐに定着されることにより、記録材Ｐにカラー画像が形成される。

図２は、実施形態１に係るカラー画像形成装置において、帯電ローラ２に供給する帯電電圧を発生する帯電電圧基板２００と制御基板２０１の概略構成を示すブロック図である。

制御基板２０１は、このカラー画像形成装置全体の制御を司るＣＰＵ２０２と、そのプログラムを格納するメモリ２０３を含んでいる。この制御基板２０１は、帯電電圧基板２００のＡＣ高電圧生成回路１０１に対して、各色に対応する帯電ローラ２へのＡＣ高電圧の（peak to peak）電圧であるＶｐ−ｐを設定するＶｐ−ｐ設定信号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと、ＡＣ高電圧波形の周波数を決定する帯電ＡＣクロックを出力している。また制御基板２０１は、帯電電圧基板２００のＤＣ高電圧生成回路１０２に対して、各色用のＤＣ高電圧の電圧値を設定するＤＣ電圧設定信号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと、ＤＣ高電圧生成回路１０２のトランス駆動を行う帯電ＤＣクロックを出力している。

帯電電圧基板２００は、ＡＣ高電圧生成回路１０１ａ〜１０１ｄ、ＤＣ高電圧生成回路１０２ａ〜１０２ｄ、ＡＣ電圧検出回路１０３ａ〜１０３ｄを有している。ＡＣ高電圧生成回路１０１ａ〜１０１ｄとＤＣ高電圧生成回路１０２ａ〜１０２ｄは、制御基板２０１からの信号に基づいて動作し、各回路で生成されたＡＣ電圧とＤＣ電圧とを重畳して出力している。またＡＣ電圧検出回路１０３ａ〜１０３ｄは、ＡＣ高電圧生成回路１０１ａ〜１０１ｄの出力電圧を検出し、その検出結果を示す検出信号Ｙ〜Ｋを、各対応するＡＣ高電圧生成回路１０１に供給している。尚、ＡＣ高電圧生成回路１０１ａ〜１０１ｄ、ＤＣ高電圧生成回路１０２ａ〜１０２ｄ、ＡＣ電圧検出回路１０３ａ〜１０３ｄの数字の後に付されたａ〜ｄは、図１と同様に、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに対応している。ここで各色に対応するＡＣ高電圧生成回路１０１、ＤＣ高電圧生成回路１０２及びＡＣ電圧検出回路１０３のそれぞれ構成は、全ての色に対して共通である。従って、以降の説明は４色のうちのイエロー用の回路についてのみ説明し、他の色用の回路の動作説明を省略する。

次に、イエロー用の回路のそれぞれの回路ブロックの動作について説明する。

ＡＣ高電圧生成回路１０１ａは、帯電ＡＣクロックの周波数に従って、Ｖｐ−ｐ設定信号Ｙにより設定された振幅の正弦波のＡＣ高電圧を出力する。ＤＣ高電圧生成回路１０２ａは、帯電ＤＣクロックによってＡＣ高電圧生成回路１０１ａに設けられる不図示のトランスの１次側を駆動し、ＤＣ電圧設定信号Ｙで設定された直流の高電圧を生成して出力する。ＡＣ電圧検出回路１０３ａは、ＡＣ高電圧生成回路１０１ａから出力されたＡＣ電圧のＶｐ−ｐを検出し、Ｖｐ−ｐに応じた検出信号ＹをＡＣ高電圧生成回路１０１ａに出力する。これによりＡＣ高電圧生成回路１０１ａは、Ｖｐ−ｐ設定信号と、入力された検出信号Ｙの電圧とが一致するようにフィードバック制御している。即ち、Ｖｐ−ｐ設定信号Ｙの電圧より検出信号Ｙの電圧が大きければ、ＡＣ電圧の出力が小さくなるように制御し、Ｖｐ−ｐ設定信号Ｙの電圧より検出信号Ｙの電圧が小さければ、ＡＣ電圧の出力が大きくなるように制御する。こうしてＡＣ高電圧生成回路１０１ａにより生成された交流電圧に、ＤＣ高電圧生成回路１０２ａで生成された直流電圧を重畳させた電圧が帯電ローラ２ａに出力される。

図３は、実施形態１に係るＡＣ高電圧生成回路１０１ａの構成を説明するブロック図である。

ＡＣ高電圧生成回路１０１ａは、正弦波生成部３００とＤ級アンプ３０１、ＡＣトランス３０２を有しており、正弦波生成部３００の出力信号がＤ級アンプ３０１に入力され、Ｄ級アンプ３０１の出力をＡＣトランス３０２で高電圧に変換して出力している。これら正弦波生成部３００、Ｄ級アンプ３０１及びＡＣトランス３０２は、電圧発生回路を構成している。

以下、ＡＣ高電圧生成回路１０１ａの各部の動作について説明する。

正弦波生成部３００には、Ｖｐ−ｐ設定信号Ｙと帯電ＡＣクロック、検出信号Ｙがそれぞれ入力され、正弦波信号が出力される。正弦波信号は、帯電ＡＣクロックの周波数で、その振幅がＶｐ−ｐ設定信号Ｙと、検出信号Ｙの電圧が一致するようにフィードバック制御される。Ｄ級アンプ３０１は、正弦波生成部３００で生成された正弦波信号を入力してパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）に変換し、このＰＷＭ信号でフルブリッジ回路を駆動させてスイッチング出力を得ている。このフルブリッジ回路のスイッチング出力は、ＡＣトランス３０２の１次側に入力され、ＡＣトランス３０２の２次側に高電圧が出力される。

図４は、実施形態１に係るＤ級アンプ３０１の構成を説明するブロック図である。

Ｄ級アンプ３０１は、発振回路４１１、三角波生成部４１２、比較器４１３、比較器４１７、反転回路４１４及びスイッチング駆動部４１５，４１６を含むフルブリッジ回路を有している。三角波生成部４１２には、発振回路４１１から周波数調整抵抗Ｒ１によって調整された周波数のクロック信号が入力される。比較器４１３には、三角波生成部４１２の出力と正弦波信号がそのまま入力され、比較器４１７には三角波生成部４１２の出力と反転回路４１４を通して反転された正弦波信号が入力される。比較器４１３，４１７から出力されたＰＷＭ信号５０３，６０３は、スイッチング駆動部４１５，４１６に入力され、スイッチング駆動部４１５，４１６の出力をＡＣトランス３０２で高電圧に変換して出力している。次にこのＤ級アンプ３０１の各部の動作を説明する。

発振回路４１１は、周波数調整抵抗Ｒ１と発振回路４１１内の容量成分Ｃとの時定数で調整された基準周波数のクロック信号を生成して三角波生成部４１２に出力する。三角波生成部４１２は、発振回路４１１からの周波数信号に同期して、所定の振幅の三角波を生成して比較器４１３に出力する。比較器４１３は、図５に示すように、三角波生成部４１２によって生成された三角波５０１と、正弦波生成部３００から入力された正弦波５０２とを比較し、ＰＷＭ信号５０３を生成して出力する。

図５は、実施形態１に係る比較器４１３の入力信号と出力信号（ＰＷＭ信号）との関係を説明する波形図である。

ここでは、正弦波５０２の振幅よりも三角波５０１の振幅の方が大きい期間ではハイレベルとなるＰＷＭ信号５０３が得られている。

一方、比較器４１７は、図６に示すように、三角波生成部４１２によって生成された三角波５０１と、反転回路４１４を通して反転された正弦波６０２とを比較してＰＷＭ信号６０３を生成し出力する。

図６は、実施形態１に係る比較器４１７の入力信号と出力信号（ＰＷＭ信号）との関係を説明する波形図である。

ここでは、正弦波６０２の振幅よりも三角波５０１の振幅の方が大きい期間ではハイレベルとなるＰＷＭ信号６０３が得られている。

これらＰＷＭ信号のそれぞれは、スイッチング駆動部４１５とスイッチング駆動部４１６で構成されたフルブリッジ回路に入力される。スイッチング駆動部４１５は、駆動電圧をＡＣトランス３０２の１次側ａ端子に出力し、スイッチング駆動部４１６は、駆動電圧をＡＣトランス３０２の１次側ｂ端子に出力する。スイッチング駆動部４１５，４１６の出力電圧の電位差によってＡＣトランス３０２の１次側ａ−ｂ間に電流が流れ、ＡＣトランス３０２の２次側にＡＣ高電圧を発生する。こうしてスイッチング回路により発生された帯電ローラ用のＡＣ高電圧は、帯電ローラ２ａと感光体１ａを含む容量負荷Ｃに供給される。

図７は、実施形態１において、正弦波生成部３００からの正弦波信号が停止状態の時のＰＷＭ信号を説明する図である。

正弦波生成部３００からの正弦波信号７０１が停止状態のとき、比較器４１３で生成されるＰＷＭ信号７０３は周波数が固定で、かつデューティも５０％で固定となる。

次に比較器４１７が出力するＰＷＭ信号の周波数について説明する。

比較器４１７が出力するＰＷＭ信号の周波数は、発振回路４１１に接続された周波数調整抵抗Ｒ１と発振回路４１１内の不図示のコンデンサＣとの時定数によって決まり、ＰＷＭ信号の周波数は帯電用のＡＣ高電圧波形が崩れないように設定する。例えば、帯電用のＡＣ高電圧波形の周波数が１ｋＨｚの時、その波形が崩れないように、それより十分大きな周波数５００ｋＨｚを設定する。この十分大きな周波数の目安は、ＡＣトランス３０２の２次側の漏れインダクタンス成分と帯電ローラ２ａと感光ドラム１ａの負荷容量でローパスフィルタを構成すると仮定する。そして、このローパスフィルタが、ＰＷＭ信号の帯電用のＡＣ高電圧波形の周波数成分を通過させ、高周波成分を通過させないような範囲である。

次にスイッチング駆動部４１５，４１６を含むフルブリッジ回路の構成について説明する。

図８は、実施形態に係るスイッチング駆動部４１５，４１６の回路図である。

スイッチング駆動部４１５は、トランジスタＱ１（ｐ型ＭＯＳ−ＦＥＴ）とトランジスタＱ２（ｎ型ＭＯＳ−ＦＥＴ）を有し、スイッチング駆動部４１６はトランジスタＱ３（ｐ型ＭＯＳ−ＦＥＴ）とトランジスタＱ４（ｎ型ＭＯＳ−ＦＥＴ）を有している。スイッチング駆動部４１５のトランジスタＱ１及びＱ２のゲート端子には、比較器４１３から出力されたＰＷＭ信５０３号が入力されている。また、スイッチング駆動部４１６のトランジスタＱ３及びＱ４のゲート端子には、比較器４１７から出力されたＰＷＭ信号６０３が入力されている。またトランジスタＱ１とＱ２のドレイン端子同士が接続されており、またトランジスタＱ３とＱ４のドレイン端子同士が接続されている。またトランジスタＱ１，Ｑ３のソース端子には電源電圧Ｖｉｎが接続され、トランジスタＱ２，Ｑ４のソース端子はグランドに接続されている。これら４つのトランジスタＱ１〜Ｑ４により、ハーフブリッジ回路を２つ使用したフルブリッジ回路が構成されている。

次にこの回路の動作について説明する。

スイッチング駆動部４１５，４１６に供給されるゲート制御のためのＰＷＭ信号５０３，６０３がローレベルのときトランジスタＱ１，Ｑ３がともにオンになり、トランジスタＱ２，Ｑ４がともにオフとなる。またＰＷＭ信号５０３，６０３がハイレベルのときトランジスタＱ１，Ｑ３がともにオフになり、トランジスタＱ２，Ｑ４がともにオンとなる。ここでスイッチング駆動部４１５，４１６の出力は、図５及び図６に示すように、デューティが互いに異なっている。このため、ＡＣトランス３０２の１次側の端子ａ，ｂに生じる電位差によってＡＣトランス３０２の１次側に電流が流れＡＣトランス３０２の２次側に高電圧が発生して、帯電ローラ２ａと感光ドラム１ａからなる負荷容量に出力される。

ここで、Ｄ級アンプ３０１内のフルブリッジ回路が出力する駆動波形の１５００［Ｖｐ−ｐ］出力時と０［Ｖ］出力時の違いを説明する。

図９は、実施形態１に係るＡＣ高電圧生成回路１０１ａが１５００［Ｖｐ−ｐ］出力時、ＡＣトランス３０２の１次側の端子ａ，ｂに出力されるＰＷＭ信号の波形の一例を示す図である。

２つのＰＷＭ信号５０３，６０３の波形には、図９に示すように、矩形波の立上りと立下りにノイズ成分９０１，９０２が発生している。しかしながら、ここでＡＣトランス３０２の１次側の端子ａ，ｂに入力される２つのＰＷＭ信号５０３，６０３は、前述の図５及び図６で説明したように、常にデューティが変化している。このため、２つのＰＷＭ信号５０３，６０３の周波数及びデューティが固定ではない。従って、ノイズ成分９０１，９０２が同じタイミングで発生する割合が極めて少なくなる。

図１０は、実施形態１に係るＡＣ高電圧生成回路１０１ａがスタンバイ状態中（０［Ｖ］）にＡＣトランス３０２の１次側の端子ａ，ｂに出力するＰＷＭ信号の波形の一例を示す図である。

これら２つのＰＷＭ信号の波形は、図７で示したように、周波数及びデューティ（５０％）が共に固定であるため、図９の状態に比べて、ノイズ１００１と１００２が同じタイミングで発生する。これにより、よりノイズが増幅されることになる。

実施形態１に係るカラー画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの像形成ステーションを有し、各色の像形成ステーションでＤ級アンプ内のフルブリッジ回路を同時に動作させている。このため、各色の像形成ステーションで発生するスイッチングノイズが重畳されると、更に、ノイズレベルが悪化することになる。

図１１は、従来のカラー画像形成装置で、イエローとマゼンタの２つの像形成ステーションでそれぞれのＤ級アンプを同じ周波数で駆動させた場合に発生するノイズのスペクトルの一例を示す図である。

イエローとマゼンタの像形成ステーションのそれぞれのＤ級アンプを同じ周波数で駆動した場合、同じ周波数（タイミング）でノイズピークが発生するため、２色の像形成ステーションで発生するノイズが重畳されノイズピークが大きくなる。

図１２は、実施形態１に係るカラー画像形成装置において、イエローとマゼンタの２つのＤ級アンプを、互いに異なる周波数で駆動させた場合に発生するノイズのスペクトルの一例を示す図である。

イエローとマゼンタの像形成ステーションのＤ級アンプを互いに異なる周波数で駆動させた場合、同じタイミングでノイズピークが発生しないため、２色の像形成ステーションで発生するノイズが重畳されない。このため、図１１のように、２色の像形成ステーションのＤ級アンプのＰＷＭ信号を同じ周波数で駆動させた場合と比べて、ノイズピークを低く抑えることができる。

図１３は、実施形態１に係るカラー画像形成装置のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの高電圧回路の発振回路４１１が出力しているクロック信号の一例を示す図である。クロック信号Ｙ〜Ｋはそれぞれ、イエロー用、マゼンタ用、シアン用、黒用のＤ級アンプの発振回路４１１が出力しているクロック信号を示している。

実施形態１では、各色に対応する発振回路４１１が出力するクロック信号の周波数が互いに異なっているため、各色に対応するＤ級アンプ３０１のＰＷＭ信号の周波数も互いに異なる。従って、ノイズ成分の信号が同じ周期で発生しないため、図１１で示した従来のＤ級アンプの駆動時に比べて放射ノイズのピークを低く抑えることができる。

ここでＰＷＭ信号の周波数は、発振回路４１１に接続された周波数調整抵抗Ｒ１の値によって決定され、本実施形態１では、各色に対応する周波数調整抵抗Ｒ１の値が互いに異なっている。また周波数調整抵抗Ｒ１の値として、個体ばらつきや温度ばらつき、各色に対応する発振回路４１１の内部容量のばらつきも考慮された値の抵抗値が選定されており、誤差で各色の周波数が同じになることはない。例えば、イエロー用のＡＣトランス３０２を駆動しているＤ級アンプ３０１に接続された周波数調整抵抗Ｒ１の値を３０ｋΩ±１％とした場合、発振回路４１１内の内部容量のばらつきも考慮して、マゼンタ用の周波数調整抵抗Ｒ１が決定されている。ここでは例えば、３０ｋΩ±６％、つまり２８．２ｋΩ〜３１．８ｋΩの範囲に入らないような周波数調整抵抗Ｒ１の値が、マゼンタ用のＤ級アンプ３０１に接続されている。

同様に、シアン、ブラック用のＤ級アンプに接続された周波数調整抵抗Ｒ１の値も、誤差やばらつき等によって、他の色用のＤ級アンプに接続された周波数調整抵抗Ｒ１の値と同じにならないように選択されている。また、各色用のＰＷＭ信号の周波数は、ＡＣトランス３０２が出力する帯電用のＡＣ高電圧波形が崩れない程度の周波数になるように、周波数調整抵抗Ｒ１が選定されている。ここで帯電用のＡＣ高電圧波形が崩れない程度のＰＷＭ信号の周波数は、目標とする帯電用のＡＣ高電圧波形の周波数や、帯電ローラと感光ドラムの距離や負荷変動、環境、抵抗Ｒ１ａ〜Ｒ１ｄのばらつき等によって異なる。実施形態１に係るカラーの像形成装置におけるＰＷＭ信号の周波数は、約３００〜６００ｋＨｚとしている。

以上説明したように実施形態１によれば、各色用のＤ級アンプが出力するＰＷＭ信号の周波数を互いに異ならせることにより、各色の像形成で生じるノイズ成分の信号が、互いに異なるタイミングで発生するようになる。これにより、各色用のＤ級アンプが出力するＰＷＭ信号の周波数が同じになる場合とに比べて、ノイズのピークを低く抑えることができる。

実施形態１では、Ｄ級アンプを、フルブリッジ回路で説明したが、ハーフブリッジでトランスを駆動する場合でも、同様の効果を得ることができる。

また実施形態１では、Ｄ級アンプをイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色で使用していた。しかし本発明はこれに限定されるものでなく、例えば、１つのＤ級アンプで２色分のＡＣトランスを同時に駆動しても良い。このように実施形態１と構成が異なっていても、使用されるＤ級アンプの数が複数であれば、同様の構成を採用することにより、同様の効果を得ることができる。

［実施形態２］
前述の実施形態１では、電子写真方式の画像形成装置の帯電用の高電圧回路の例で説明したが、実施形態２では、現像用電圧を発生する高電圧回路に用いた場合で説明する。尚、実施形態２に係る画像形成装置の基本的な構成は実施形態１と同じであるため、実施形態１と異なる部分について詳しく説明する。

図１４は、本発明の実施形態２に係るカラー画像形成装置の現像電圧基板１４０１と制御基板２０１の概略構成を示すブロック図である。

制御基板２０１は、実施形態１の場合と同様に、カラー画像形成装置全体の制御を司るＣＰＵ２０２とそのプログラムを格納するメモリ２０３を含んでいる。そして制御基板２０１は、現像電圧基板１４０１に対してＡＣ高電圧のＶｐ−ｐを設定するＶｐ−ｐ設定信号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、現像電圧基板１４０１のＤＣ高電圧の電圧値を設定するＤＣ電圧設定信号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを出力している。また更に、現像用のＡＣ高電圧波形の周波数を決定する現像ＡＣクロック及びＤＣ高電圧生成回路のトランス駆動を行う現像ＤＣクロックを出力している。

現像電圧基板１４０１は、ＡＣ高電圧生成回路１４１１ａ〜１４１１ｄ、ＤＣ高電圧生成回路１４１２ａ〜１４１２ｄ、ＡＣ電圧検出回路１４１３ａ〜１４１３ｄを有している。そして制御基板２０１からの信号に基づいて、ＡＣ高電圧生成回路１４１１ａ〜１４１１ｄとＤＣ高電圧生成回路１４１２ａ〜１４１２ｄが動作し、各回路で生成された電圧を重畳して出力している。またＡＣ電圧検出回路１４１３ａ〜１４１３ｄはそれぞれ、各ＡＣ高電圧生成回路１４１１ａ〜１４１１ｄの出力電圧を検出し、その検出信号が各対応するＡＣ高電圧生成回路に入力される。尚、ＡＣ高電圧生成回路１４１１ａ〜１４１１ｄ、ＤＣ高電圧生成回路１４１２ａ〜１４１２ｄ、ＡＣ電圧検出回路１４１３ａ〜１４１３ｄの数字の後に付されたａ〜ｄはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの像形成部に対応している。ここで各色に対応するＡＣ高電圧生成回路、ＤＣ高電圧生成回路及びＡＣ電圧検出回路のそれぞれは、各色に拘らず内部構成が共通であるため、これ以降の説明は、４色の内のイエローに対応する回路のみについて説明する。

まずＡＣ高電圧生成回路１４１１ａ、ＤＣ高電圧生成回路１４１２ａ及びＡＣ電圧検出回路１４１３ａの動作について説明する。

ＡＣ高電圧生成回路１４１１ａは、現像ＡＣクロックの周波数で、かつＶｐ−ｐ設定信号Ｙにより設定された振幅のＡＣ高電圧を出力する。ＤＣ高電圧生成回路１４１２ａは、現像ＤＣクロックによってＡＣ高電圧生成回路１４１１ａに設けられた不図示のトランスの１次側を駆動し、ＤＣ電圧設定信号Ｙで設定された電圧のＤＣ高電圧を生成して出力する。ＡＣ電圧検出回路１４１３ａは、ＡＣ高電圧生成回路１４１１ａから出力されたＡＣ高電圧のＶｐ−ｐを検出し、そのＶｐ−ｐに応じた検出信号ＹをＡＣ高電圧生成回路１４１１ａに出力する。ＡＣ高電圧生成回路１４１１ａでは、Ｖｐ−ｐ設定信号Ｙと、入力された検出信号Ｙの電圧とが一致するようにフィードバック制御がされている。即ち、Ｖｐ−ｐ設定信号Ｙの電圧より検出信号Ｙの電圧が大きければＡＣ高電圧の出力が小さくなるように制御し、Ｖｐ−ｐ設定信号Ｙの電圧より検出信号Ｙの電圧が小さければ、ＡＣ高電圧の出力が大きくなるように制御する。こうしてＡＣ高電圧生成回路１４１１ａにより生成された交流電圧に、ＤＣ高電圧生成回路１４１２ａで生成された直流電圧を重畳させた電圧が現像スリーブ４１ａに出力される。

現像スリーブ４１ａに印加する交流電圧波形について説明する。

現像スリーブ４１ａに印加する交流電圧波形には、正弦波、矩形波、矩形デューティ波、ブランクパルス等がある。

図１５は、実施形態２において、正の電圧Ｖｐ＋を出力している時間と負の電圧Ｖｐ−を出力している時間が異なり、Ｖｐ＋の絶対値がＶｐ−の絶対値よりも小さく、かつブランク期間を備えた偏デューティーブランクパルス波形の一例を示す図である。

ここで時間ｔａとｔｂは、例えば、７０μｓと３０μｓであり、Ｖｐ＋とＶｐ−を出力する一周期の時間が１００μｓ、即ち、周波数が１０ｋＨｚになっている。Ｖｐ＋，Ｖｐ−は、時間ｔａとｔｂの逆の比である４５０Ｖ，１０５０Ｖになっており、全体の振幅として１５００Ｖｐｐといった値が使用される。

図１６は、実施形態２に係るＡＣ高電圧生成回路１４１１ａの構成を説明するブロック図である。

ＡＣ高電圧生成回路１４１１ａは、交流波形生成部１６００、Ｄ級アンプ１６０１、ＡＣトランス１６０２を有している。ここで、交流波形生成部１６００の出力信号がＤ級アンプ１６０１に入力され、Ｄ級アンプ１６０１の出力をＡＣトランス１６０２で高電圧に変換して出力している。それぞれの回路の動作について説明する。

交流波形生成部１６００には、制御基板２０１から出力されたＶｐ−ｐ設定信号と現像ＡＣクロック、ＡＣ電圧検出回路１４１３ａからの検出信号Ｙがそれぞれ入力され交流信号が出力される。交流信号は、現像ＡＣクロックの周波数で、その振幅が、Ｖｐ−ｐ設定信号と検出信号Ｙの電圧とが一致するようにフィードバック制御される。Ｄ級アンプ１６０１は、交流波形生成部１６００で生成された交流信号をＰＷＭ信号に変換し、ＰＷＭ信号でフルブリッジ回路を駆動させてスイッチング出力を得ている。フルブリッジ回路のスイッチング出力は、ＡＣトランス１６０２の１次側に入力され、ＡＣトランス１６０２の２次側に高電圧を出力する。

図１７は、実施形態２に係るＤ級アンプ１６０１の構成を示すブロック図である。

このＤ級アンプ１６０１は、発振回路１７１１、三角波生成部１７１２、比較器１７１３，１７１７、反転回路１７１４及びスイッチング駆動部１７１５，１７１６を有するフルブリッジ回路を含む。三角波生成部１７１２には、発振回路１７１１から周波数調整抵抗Ｒ２によって調整された周波数のクロック信号が入力され、比較器１７１３には三角波生成部１７１２の出力と交流信号がそのまま入力される。また比較器１７１７には、三角波生成部１７１２の出力と反転回路１７１４を通して反転された交流信号が入力される。比較器１７１３，１７１７から出力された信号がスイッチング駆動部１７１５，１７１６に入力され、スイッチング駆動部１７１５，１７１６の出力をＡＣトランス１６０２で高電圧に変換して出力している。次に図１７のそれぞれの回路ブロックの動作について説明する。

発振回路１７１１は、周波数調整抵抗Ｒ２と発振回路１７１１内のコンデンサＣとの時定数で調整された周波数のクロック信号を生成して三角波生成部１７１２に出力する。三角波生成部１７１２は、発振回路１７１１からのクロック信号に同期して、所定の振幅で三角波を生成して比較器１７１３に出力する。

図１８は、実施形態２に係る比較器１７１３が、三角波生成部１７１２によって生成された三角波１８０１と、交流波形生成部３００から入力された交流信号１８０２とを比較してＰＷＭ信号１８０３を生成するときの波形例を示す図である。ここでは三角波１８０１の振幅が交流信号１８０２振幅よりも大きい期間ではハイレベルとなるＰＷＭ信号１８０３が生成されている。

図１９は、実施形態２に係る比較器１７１７が、三角波生成部１７１２によって生成された三角波１８０１と、反転回路１７１４を通して反転された交流信号１９０２とを比較してＰＷＭ信号１９０３を生成するときの波形例を示す図である。ここでは三角波１８０１の振幅が、反転された交流信号１９０２の振幅よりも大きい期間ではハイレベルとなるＰＷＭ信号１９０３が生成されている。

こうして出力されるＰＷＭ信号１８０３，１９０３は、スイッチング駆動部１７１５とスイッチング駆動部１７１６で構成されたフルブリッジ回路に入力される。スイッチング駆動部１７１５は駆動電圧をＡＣトランス１６０２の１次側の端子ａに出力し、スイッチング駆動部１７１６は駆動電圧をＡＣトランス１６０２の１次側の端子ｂに出力する。そしてスイッチング駆動部１７１５，１７１６の出力電圧の電位差によってＡＣトランス１６０２の１次側の端子ａ−ｂ間に電流が流れ、ＡＣトランス１６０２の２次側にＡＣ高電圧を発生させる。こうして発生された現像用のＡＣ高電圧は現像スリーブ４１ａに入力される。

尚、実施形態２においても前述の実施形態１の場合と同様に、図７に示すように、交流波生成部１６００からの入力が停止状態のときは、生成されるＰＷＭ信号は、周波数及びデューティ（５０％）が共に固定になる。

次に比較器１７１７が出力するＰＷＭ信号１９０３の周波数について説明する。

ＰＷＭ信号１９０３の周波数は、発振回路１７１１に接続された周波数調整抵抗Ｒ２と発振回路１７１１内の不図示のコンデンサＣとの時定数によって決まり、ＰＷＭ信号の周波数は現像ＡＣ高電圧波形が崩れないように設定する。例えば、現像用のＡＣ高電圧波形の周波数が１ｋＨｚの時、その波形が崩れないように、それより十分大きな周波数５００ｋＨｚを設定する。この十分大きな周波数の目安はＡＣトランス１６０２の２次側に接続された不図示のローパスフィルタが、ＰＷＭ信号の現像ＡＣ高電圧波形の周波数成分を通過させ、高周波成分を通過させないような範囲である。

ここで、Ｄ級アンプ１６０１に接続されたフルブリッジ回路が出力する駆動波形の１５００［Ｖｐ−ｐ］出力時と０［Ｖ］出力時の違いを説明する。

実施形態２に係るＡＣ高電圧生成回路１４１１ａが１５００［Ｖｐ−ｐ］出力時、ＡＣトランス１６０２の１次側の端子ａ，ｂに出力する駆動波形の例は、前述の図９と同じである。

このとき２つの波形には、図９で示すように、矩形波の立上りと立下りにノイズ成分が発生する。しかし、この２つの波形は図１８及び図１９を参照して説明したように、入力された交流波信号に合わせて常にデューティが変化しているため、ノイズ成分が同じタイミングで発生する可能性が低くなりノイズ成分が低く抑えられる。一方、ＡＣ高電圧生成回路１４１１ａがスタンバイ状態中（０［Ｖ］）、ＡＣトランス１６０２の１次側の端子ａ，ｂに出力する２つの駆動波形は、前述の図１０と同じになる。この場合、２つの波形は、周波数及びデューティ（５０％）が固定になるため、同じタイミングでノイズが発生し、図９の状態に比べてノイズレベルが悪化することになる。

また、実施形態２に係るカラー画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの像形成ステーションを有し、各色でＤ級アンプ内のフルブリッジ回路を同時に動作させている。このため、各色用のＤ級アンプのノイズ成分の信号が重畳されると、よりノイズレベルが悪化することになる。

このとき、イエローとマゼンタの２つのステーションでそれぞれのＤ級アンプを同じ周波数で駆動させた場合に発生するノイズのスペクトルは、前述の図１１と同じになる。このように、イエローとマゼンタのそれぞれのＤ級アンプを同じ周波数で駆動させた場合、同じ周波数でノイズピークが立つため、２色のノイズが重畳されノイズピークが大きくなる。

一方、イエローとマゼンタ用の２つのＤ級アンプを互いに異なる周波数で駆動させた場合に発生するノイズのスペクトルは、前述の図１２に示すようになる。このように、イエローとマゼンタ用のＤ級アンプを互いに異なる周波数で駆動させた場合は、同じタイミングでノイズが発生しないため、２色用の駆動回路で発生するノイズが重畳されなくなる。こうして、２色用のＤ級アンプのＰＷＭ信号を同じ周波数で駆動させた時と比べてノイズピークを低く抑えることができる。

本実施形態２に係るカラー画像形成装置のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの高電圧回路の発振回路１７１１が出力しているクロック信号例は、前述の実施形態１の場合と同様に、図１３のようになる。

実施形態２では、各色用の発振回路１７１１のクロック信号の周波数が互いに異なっており、クロック信号の周波数が各色で同じならないため、各Ｄ級アンプのＰＷＭ信号の周波数も同じにならない。従って、各色用の現像用の高電圧のノイズ成分が同じタイミングで発生しないため、図１１で示した従来のＤ級アンプの駆動時に比べて放射ノイズを低減することができる。

尚、ＰＷＭ信号の周波数は、発振回路１７１１に接続された周波数調整抵抗Ｒ２の値によって決定され、本実施形態２では、各色の周波数調整抵抗Ｒ２の値が互いに異なっている。また、周波数調整抵抗Ｒ２の値は個体ばらつきや温度ばらつき、発振回路１７１１の内部容量のばらつきも考慮した抵抗値に選定されており、誤差で各色の周波数が同じになることはない。例えば、イエロー用のＡＣトランスを駆動しているＤ級アンプに接続された周波数調整抵抗Ｒ２の値を３０ｋΩ±１％とする。このときマゼンタ用のＤ級アンプの周波数調整抵抗Ｒ２の抵抗値は、発振回路１７１１の内部容量のばらつきも考慮して、３０ｋΩ±６％、つまり２８．２ｋΩ〜３１．８ｋΩの範囲に入らない値に設定されている。同様に、シアン、ブラック用のＤ級アンプに接続された周波数調整抵抗Ｒ２の抵抗値も、誤差やばらつき等によって他の色用のＤ級アンプに接続された周波数調整抵抗Ｒ２の抵抗と同じにならないように設定されている。

以上説明したように実施形態２によれば、各色用のＤ級アンプが出力するＰＷＭ信号の周波数を互いに異ならせることにより、各色用のＤ級アンプで発生するノイズ成分の信号が同じタイミングで発生しなくなる。これにより、各色用のＤ級アンプの出力するＰＷＭ信号の周波数が同じ場合に比べて放射ノイズを低減することができる。

本実施形態２では、Ｄ級アンプをフルブリッジの回路で説明したが、ハーフブリッジでトランスを駆動する場合でも、同様の効果を得ることができる。

また本実施形態２では、Ｄ級アンプをイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用に使用していたが、１つのＤ級アンプで２色用のＡＣトランスを同時に駆動させても良い。このように本実施形態２と構成が異なっていても、使用されるＤ級アンプが２つ以上であれば、同様の効果を得ることができる。

［実施形態３］
次に本発明の実施形態３を説明する。実施形態３では、画像形成時と画像形成を待機するスタンバイ状態時とでＰＷＭ信号の周波数を変更可能にしている。ここでは、実施形態１に係る発振回路４１１に接続された周波数調整抵抗Ｒ１に対して、別の周波数調整抵抗Ｒ２を並列に接続した場合の実施形態であり、その基本的な構成は実施形態１と同じである。

図２０は、本実施形態３に係るＤ級アンプの構成を示すブロック図である。図２０において、前述の図４と共通する部分は同じ記号で示している。このＤ級アンプ２００１は、図２のＡＣ高電圧生成回路１０１ａに含まれている。

Ｄ級アンプ２００１は、発振回路４１１、三角波生成部４１２、比較器４１３、比較器４１７、反転回路２１４及びスイッチング駆動部４１５，４１６を有するフルブリッジ回路を備えている。三角波生成部４１２には、発振回路４１１から周波数調整抵抗Ｒ１，Ｒ２によって調整された周波数のクロック信号が入力され、比較器４１３には三角波生成部４１２から出力された三角波５０１と正弦波信号５０２がそのまま入力されている。また比較器４１７には、三角波生成部４１２から出力された三角波５０１と反転回路２１４を通して反転された正弦波信号６０２が入力されている。比較器４１３，４１７から出力された信号がスイッチング駆動部４１５，４１６に入力され、スイッチング駆動部４１５，４１６の出力をＡＣトランス３０２で高電圧に変換して出力している。次に図２０の回路ブロックの動作について説明する。

発振回路４１１は、周波数調整抵抗Ｒ１，Ｒ２と発振回路４１１内の不図示のコンデンサＣとの時定数で調整された周波数のクロック信号を生成して三角波生成部４１２に出力する。三角波生成部４１２は、発振回路４１１からのクロック信号に同期して、所定の振幅で三角波５０１を生成して比較器４１３，４１７に出力する。比較器４１３は、前述の図５に示すように、三角波生成部４１２によって生成された三角波５０１と、正弦波生成部３００から入力された正弦波信号５０２とを比較してＰＷＭ信号５０３を出力する。

一方、比較器４１７は、前述の図６に示すように、三角波生成部４１２によって生成された三角波５０１と、反転回路２１４を通して反転された正弦波信号６０２とを比較してＰＷＭ信号を出力する。

これらＰＷＭ信号５０３，６０３は、スイッチング駆動部４１５とスイッチング駆動部４１６を含むフルブリッジ回路に入力されている。スイッチング駆動部４１５は、駆動電圧をＡＣトランス３０２の１次側の端子ａに出力し、スイッチング駆動部４１６は、駆動電圧をＡＣトランス３０２の１次側の端子ｂに出力する。スイッチング駆動部４１５，４１６の出力電圧の電位差によってＡＣトランス３０２の１次側の端子ａ−ｂ間に電流が流れ、ＡＣトランス３０２の２次側にＡＣ高電圧を発生させる。こうして発生された帯電用のＡＣ高電圧は、帯電ローラ２と感光ドラム１からなる容量負荷Ｃに入力される。

ここで、Ｄ級アンプに接続されたフルブリッジ回路が出力する駆動波形の１５００［Ｖｐ−ｐ］出力時と０［Ｖ］出力時の違いを説明する。

ここで、ＡＣ高電圧生成回路１０１が１５００［Ｖｐ−ｐ］出力時、ＡＣトランス３０２の１次側の端子ａ，ｂに出力する駆動波形の例は、前述の図９に示す通りである。ここで２つの波形には、図９で示すように、矩形波の立上りと立下りでノイズ成分が発生する。しかし本実施形態では、図５、図６で示したように、ＡＣトランス３０２を駆動するＰＷＭ信号は、各色ごとにデューティが変化している。このため、各色用の帯電電圧のノイズ成分が発生するタイミングが同じになる可能性が低くなり、各色のノイズ成分が重畳されることが少なくなるためノイズを低く抑えることができる。

一方、高電圧生成回路１０１がスタンバイ状態中（０［Ｖ］）、ＡＣトランス３０２の１次側の端子ａ，ｂに出力する２つの駆動波形は、前述の図１０に示す通りである。この２つの波形は、図７で説明したように、ＰＷＭ信号の周波数とデューティ（５０％）が共に固定になるため、図９の状態に比べてノイズレベルが悪化することになる。

図２１は、実施形態３に係るＤ級アンプに接続されたフルブリッジ回路の出力のデューティが変動している時と、固定周波数、固定デューティの時に発生するノイズのスペクトルの一例を示す図である。

各色用の帯電用の電圧回路が固定周波数、固定デューティで駆動されると、２１００で示すように、一定の周波数でノイズピークが発生する。これに対して、各色用の電圧回路を駆動する信号のデューティが変動すると、２１０１で示すようにノイズがブロードになる。

実施形態３に係るカラー画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の４つの像形成ステーションを有し、各色でＤ級アンプ内のフルブリッジ回路を同時に動作させている。このため、各色用の帯電用電圧のノイズ成分の信号が重畳され、さらにノイズレベルが悪化することになる。

このとき、イエローとマゼンタ用の２つの像形成ステーションで、スタンバイ時にＤ級アンプを同じ周波数で駆動した場合に発生するノイズのスペクトルの例は、前述の図１１に示すようになる。このようにイエローとマゼンタ用のＤ級アンプを同じ周波数で駆動させた場合、同じ周波数でノイズピークが立つため、２色のノイズ成分の信号が重畳されノイズピークが大きくなる。

一方、イエローとマゼンタ用の２つのＤ級アンプを、スタンバイ時に、互いに異なる周波数で駆動した場合に発生するノイズのスペクトルの一例は前述の図１２に示すようになる。このように、イエローとマゼンタ用のＤ級アンプを、互いに異なる周波数で駆動した場合、同じ周波数でノイズピークが立たなくなるため、２色用の電源のノイズが重畳されなくなる。このように、２色用のＤ級アンプのＰＷＭ信号を同じ周波数とした場合と比べてノイズピークを低く抑えることができる。

図２２は、実施形態３に係るカラー画像形成装置のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の４つの高電圧回路の発振回路４１１が、画像形成中に出力しているクロック信号の一例を示す図である。

図２３は、実施形態３に係るカラー画像形成装置のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の４つの高電圧回路の発振回路４１１が、スタンバイ中に出力しているクロック信号の一例を示す図である。

実施形態３では、スタンバイ中に各色用の電圧発生回路で駆動している発振回路４１１のクロック信号の周波数が互いに異なっている。このため、スタンバイ中ではクロック信号の周波数が各色で互いに異なり、各色用のＤ級アンプのＰＷＭ信号の周波数も互いに異なる。従って、各色用の電圧発生回路で発生するノイズ成分が同じ周期で発生しないため、前述の図１１で示したような、従来のＤ級アンプの駆動時に比べて放射ノイズを低減することができる。

スタンバイ中のＰＷＭ信号の周波数の切り替えは、図２０の発振回路４１１に接続された周波数調整抵抗Ｒ１とＲ２の接続をスイッチング素子ＳＷで切り替えることにより行う。スイッチング素子ＳＷの切り替えは、図２のＣＰＵ２０２により出力されるＳＷ切替信号により行う。実施形態３に係るカラー画像形成装置がスタンバイ状態になると、ＳＷ切替信号がＣＰＵ２０２から出力されてスイッチング素子ＳＷがオンし、発振回路４１１と周波数調整抵抗Ｒ１，Ｒ２の並列回路が形成される。

次に、この画像形成装置が画像形成状態に入るとＳＷ切替信号によってＳＷがオフされ、発振回路４１１と周波数調整抵抗Ｒ１とが接続される。実施形態３では、周波数調整抵抗Ｒ１の抵抗値が各色用の像形成ステーションで同じで、Ｒ２の抵抗値が各色用の像形成ステーションで互いに異なっている。従って、スイッチング素子ＳＷがオンして周波数調整抵抗Ｒ１，Ｒ２の並列回路が形成されると、各色用の像形成ステーションごとに、発振回路４１１が出力するクロック信号の周波数が異なることになる。その結果、各色用の像形成ステーションごとに、前述のＰＷＭ信号の周波数とデューティが異なることになり、図１１に示すようなノイズ信号の重畳を抑えることができる。

また、周波数調整抵抗Ｒ１とＲ２とが並列回路を構成したときの抵抗値は、個体ばらつきや温度ばらつき、発振回路４１１の内部容量のばらつきも考慮された値の抵抗値に選定されており、各色のＰＷＭ信号の周波数が同じになることはない。例えば、イエロー用のＡＣトランスを駆動しているＤ級アンプに接続された周波数調整抵抗Ｒ１とＲ２が並列回路を構成したときの抵抗値を３０ｋΩ±１％とする。このとき、マゼンタ用のＤ級アンプでは、発振回路４１１の内部容量のばらつきも考慮し、３０ｋΩ±６％つまり２８．２ｋΩ〜３１．８ｋΩの範囲に入らないように、Ｒ１とＲ２が並列回路を形成したときの抵抗値が選択されている。同様に、シアン、ブラック用のＤ級アンプに接続された周波数調整抵抗Ｒ１とＲ２の並列回路の抵抗値の値も、誤差やばらつき等によって他の色用のＤ級アンプに接続されたＲ１とＲ２の並列回路の抵抗値の値が同じにならないように選択されている。

また画像形成装置がスタンバイ中にＰＷＭ信号の周波数を低下させることによって、スイッチング駆動部４１５，４１６の駆動回数を減らし、ノイズの発生を更に低減することができる。スタンバイ中のＰＷＭ信号の周波数は、例えば３００ｋＨｚ程度になるような周波数調整抵抗Ｒ１とＲ２の並列回路の抵抗値が選定される。

以上説明したように実施形態３によれば、画像形成装置がスタンバイ中に各色用のＤ級アンプが出力するＰＷＭ信号の周波数を互いに異なる周波数にすることによって、ノイズ成分の信号が同じ周期で発生しないようにできる。これにより、スタンバイ中に各色で駆動しているＤ級アンプが出力するＰＷＭ信号の周波数が同じ場合に比べて放射ノイズを低減することができる。

また、画像形成装置がスタンバイ中にＰＷＭ信号の周波数が低くなるような周波数調整抵抗Ｒ１とＲ２の並列回路の抵抗値を選定することによって、スイッチング駆動部４１５，４１６の駆動回数を減らし、ノイズの発生を更に低減することができる。

図２４は、実施形態３に係るカラー画像形成装置のＣＰＵ２０２による制御処理を説明するフローチャートである。このカラー画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の像形成ステーションを有するが、ここではイエローとマゼンタのＰＷＭ信号の周波数を互いに異ならせる場合について説明する。尚、この処理を実行するプログラムはメモリ２０３に記憶されており、ＣＰＵ２０２がこのプログラムを実行することにより、このフローチャートで示す処理が実現される。

この処理は、画像形成装置の主電源のスイッチがＯＮされて、画像形成装置の各部に電力が供給されることにより開始される。まずＳ２４０１でＣＰＵ２０２は、環境設定等の初期設定を行う。このときＣＰＵ２０２は、ＳＷ切替信号によりスイッチング素子ＳＷをオンさせて、イエロー用のＰＷＭ信号を生成する発振回路４１１ａに接続された抵抗Ｒ１ａとＲ２ａの並列回路を形成させる。またマゼンタ用のＰＷＭ信号を生成する発振回路４１１ｂに接続された抵抗Ｒ１ｂ，Ｒ２ｂの並列回路を形成させる。ここで抵抗Ｒ２ａとＲ２ｂの抵抗値は互いに異なるため、イエロー、マゼンタの各色用のＤ級アンプにおけるＰＷＭ信号の周波数は、それぞれ３００ｋＨｚ付近の異なる周波数に設定される。例えば、イエローとマゼンタ用のＰＷＭ信号の周波数は、例えばそれぞれ３００ｋＨｚ，３１０ｋＨｚに設定される。

こうして初期設定が終了するとＳ２４０２に進みＣＰＵ２０２は、電源投入時の立ち上げ制御（前多回転）を行う。このときＣＰＵ２０２は、ＳＷ切替信号によりスイッチング素子ＳＷをオフさせて、発振回路４１１ａと抵抗Ｒ１ａが接続され、発振回路４１１ｂに抵抗Ｒ１ｂが接続された状態になる。ここで抵抗Ｒ１ａとＲ１ｂの抵抗値は同じであり、イエロー、マゼンタの各色用のＤ級アンプにおけるＰＷＭ信号の周波数は、例えば５００ｋＨｚに設定される。

こうして前多回転が終了するとＳ２４０３に進みＣＰＵ２０２は、画像形成を待機するスタンバイ状態に移行する。このスタンバイ時、ＣＰＵ２０２はＳＷ切替信号を出力してイッチング素子ＳＷをオンさせて、上述したように、イエローとマゼンタ用のＰＷＭ信号の周波数をそれぞれ３００ｋＨｚ，３１０ｋＨｚに設定する。つまり、画像形成装置がスタンバイのときは、各色用のＤ級アンプのＰＷＭ信号の周波数が互いに異なるため、各色用の電圧生成回路のＰＷＭ信号の周波数が同じのときに比べて、ノイズレベルを低減することができる。

次にＳ２４０４に進みＣＰＵ２０２は、画像形成のためのジョブのスタート指示が入力されたかどうかを判定し、スタート指示が入力されたと判定したときはＳ２４０５に進みそうでないときはＳ２４０８に進む。Ｓ２４０５でＣＰＵ２０２は、画像形成のための設定（前回転）を実行し、次にＳ２４０６に進んで画像形成処理を行う。この画像形成処理では、ＣＰＵ２０２はＳＷ切替信号によりスイッチング素子ＳＷをオフさせる。これにより、各色用のＤ級アンプのＰＷＭ信号の周波数は同じ５００ｋＨｚになる。また、このとき、帯電用ＡＣの電圧は１５００［Ｖｐ−ｐ］を出力しているため、各色用のＤ級アンプから出力されるＲＷＭ信号のデューティは、図９に示すように互いに異なっている。従って、各色用の電圧に発生するノイズが、他の色用に電圧に発生するノイズと重畳することがなくなり、ノイズのピークを低く抑えることができる。こうして画像形成が終了するとＳ２４０７に進みＣＰＵ２０２は、画像形成終了後の制御（後回転）を行う。そしてこの後回転処理が終了するとＳ２４０３に進み、スタンバイ状態に移行する。スタンバイ状態に移行すると、ＣＰＵ２０２は、ＳＷ切替信号によりスイッチング素子ＳＷをオンさせる。これにより、各色用のＤ級アンプのＰＷＭ信号の周波数はそれぞれ３００ｋＨｚ，３１０ｋＨｚになる。

一方、Ｓ２４０４でＣＰＵ２０２が、ジョブのスタート指示が入力されないと判定するとＳ２４０８に進む。Ｓ２４０８でＣＰＵ２０２は、スタンバイ状態のまま、所定時間、動作しない状態が継続したかどうかを判定し、所定時間、動作しない状態が継続していないときはＳ２４０４に進む。Ｓ２４０８でＣＰＵ２０２は、所定時間、動作しない状態が継続したと判定するとＳ２４０９に進み、省電力状態に移行させるスリープ信号を出力し、高電圧基板２００等への電力供給を停止してスリープモードに移行する。そしてＳ２４１０に進み、スリープモードの状態で、動作のための信号が外部から入力するのを待ち、動作のための信号が入力されるとスリープモードを解除してＳ２４０１に戻る。

以上説明した制御を行うことによって、画像形成装置がスタンバイ時、各色用のＰＷＭ信号の周波数が互いに異なるため、各色用のＰＷＭ信号の周波数が同じの時に比べて、ノイズレベルを低減することができる。

尚、実施形態３では、イエローとマゼンタ用のＤ級アンプのＰＷＭ信号の周波数を互いに異ならせる場合で説明したが、実際にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色用のＤ級アンプのＰＷＭ信号の周波数を互いに異ならせるのが好ましい。

また実施形態３では、Ｄ級アンプとしてフルブリッジ出力のもので説明したが、ハーフブリッジでトランスを駆動する場合でも、同様の効果を得ることができる。

また実施形態３では、Ｄ級アンプをイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色で使用していた。しかし本発明はこれに限定されるものでなく、例えば、１つのＤ級アンプで２色分のＡＣトランスを同時に駆動しても良い。このように実施形態１と構成が異なっていても、使用されるＤ級アンプの数が複数であれば、同様の構成を採用することにより、同様の効果を得ることができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

１０１…ＡＣ高電圧生成回路、１０２…ＤＣ高電圧生成回路、１０３…ＡＣ電圧検出回路、２００…帯電電圧基板、２０１…制御基板、２０２…ＣＰＵ、２０３…メモリ

Claims (14)

1. 複数の像形成部を有する画像形成装置であって、
   前記複数の像形成部を駆動する電圧を生成する複数の電圧生成手段を有し、
   前記複数の電圧生成手段のそれぞれは、
   スイッチングにより電圧を発生する電圧発生手段と、
   前記スイッチングの基準周波数となる周波数のクロック信号を発生する発生手段と、
   前記発生手段が発生する前記クロック信号の周波数を設定する設定手段とを有し、
   前記複数の電圧生成手段の前記設定手段は、複数の前記発生手段が発生する前記クロック信号の周波数が互いに異なるように、各クロック信号の周波数を設定することを特徴とする画像形成装置。
2. 複数の像形成部を有する画像形成装置であって、
   前記複数の像形成部を駆動する電圧を生成する複数の電圧生成手段を有し、
   前記複数の電圧生成手段のそれぞれは、
   スイッチングにより電圧を発生する電圧発生手段と、
   前記スイッチングの基準周波数となる周波数のクロック信号を発生する発生手段と、
   前記発生手段が発生する前記クロック信号の周波数を設定する設定手段とを有し、
   更に、前記画像形成装置が画像形成時とスタンバイ状態とで、前記設定手段により前記クロック信号の周波数を互いに異なる値に設定するように制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記設定手段は、前記発生手段に接続された第１の抵抗と、前記発生手段にスイッチング素子を介して接続された第２の抵抗とを有し、
   前記制御手段は、前記スイッチング素子により接続を切り替えて前記発生手段が発生する前記クロック信号の周波数を設定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記スタンバイ状態で前記発生手段が発生する前記クロック信号の周波数を、前記画像形成時より低い周波数に設定するように制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記電圧発生手段は、
   ＡＣトランスと、
   前記ＡＣトランスの１次側に接続されたスイッチング回路と、
   前記クロック信号に同期して、前記スイッチング回路を駆動するパルス幅変調信号を出力する生成手段と、
   を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記生成手段は、
   所定の周波数の正弦波信号と、前記クロック信号に同期して生成された三角波とを比較して第１のパルス幅変調信号を出力する第１の比較器と、
   前記正弦波信号の反転した信号と前記クロック信号とを比較して第２のパルス幅変調信号を出力する第２の比較器とを有し、
   前記スイッチング回路は、前記第１と第２のパルス幅変調信号を入力して前記ＡＣトランスの１次側の端子を駆動することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記所定の周波数の正弦波信号を生成する正弦波生成手段を更に有することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記電圧発生手段が発生する電圧を検出する検出手段を更に有し、
   前記正弦波生成手段は、前記検出手段が検出した電圧値に従って前記正弦波信号の振幅を調整することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記設定手段は、前記発生手段に接続された抵抗を含み、当該抵抗の抵抗値は、前記複数の電圧生成手段で互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
10. 前記像形成部は電子写真方式により像を形成し、
    前記電圧発生手段は、前記像形成部の帯電用電圧を発生することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記像形成部は電子写真方式により像を形成し、
    前記電圧発生手段は、前記像形成部の現像用電圧を発生することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記複数の像形成部は、イエロー、マゼンタ、シアン、及び黒の画像を形成することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 複数の像形成部を有する画像形成装置であって、
    前記複数の像形成部を駆動する電圧を生成する複数の電圧生成手段を有し、
    前記複数の電圧生成手段のそれぞれは、
    設定信号により設定された振幅の正弦波を発生する正弦波生成手段と、
    前記正弦波生成手段により発生された前記正弦波に基づいて、設定された周波数のスイッチング出力を出力するＤ級アンプと、
    前記Ｄ級アンプのスイッチング出力を、より高い電圧に変換して出力するＡＣトランスとを有し、
    前記複数の電圧生成手段のそれぞれの前記Ｄ級アンプは、それぞれ互いに異なる周波数のスイッチング出力が得られるように設定されていることを特徴とする画像形成装置。
14. 前記ＡＣトランスの出力電圧を検出して前記正弦波生成手段にフィードバックする電圧検出手段を更に有し、
    前記正弦波生成手段は更に、前記電圧検出手段によるフィードバックに応じて、発生する前記正弦波の振幅を変更することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。

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