(57)【要約】      （修正有）【課題】安価な構成でユーザの安全を確保しす画像形成装置用の電源装置を提供する。【解決手段】電源装置３０１は、トランス１１０と、ＦＥＴ１０１と、ＣＰＵ１００と、２次巻線１１０ｂに流れる電流を検知する電流検知部１４９と、当該電流検知部１４９の検知結果に基づいて過電流を検知し、トランス１１０の１次側に作用することにより前記トランス１１０からの出力を停止させる過電流検知部１６９と、１次巻線１１０ａに流れる電流に基づいて過電流を検知し、前記トランス１１０の１次側に作用することにより前記トランス１１０からの出力を停止させる過電流検知部１７９と、を備える。過電流検知部１４９がトランス１１０からの出力を停止させるための作用点と、過電流検知部１７９がトランス１１０からの出力を停止させるための作用点とは異なる。【選択図】図２
2020018113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のトランスと、
前記第１のトランスの１次側に接続され、スイッチング動作を行うスイッチング素子と、
前記第１のトランスの２次側の出力端から所定の出力電圧を出力させるために、前記スイッチング素子に第１の信号を出力し前記スイッチング動作を制御する制御手段と、
前記２次側に流れる電流を検知する電流検知手段と、
前記第１のトランスの２次側に設けられ、前記電流検知手段の検知結果に基づいて過電流を検知し、前記第１のトランスの１次側に作用することにより前記第１のトランスからの出力を停止させる第１の過電流検知手段と、
前記第１のトランスの１次側に設けられ、前記１次側に流れる電流に基づいて過電流を検知し、前記第１のトランスの１次側に作用することにより前記第１のトランスからの出力を停止させる第２の過電流検知手段と、
を備え、
前記第１の過電流検知手段が前記第１のトランスからの出力を停止させるための作用点と、前記第２の過電流検知手段が前記第１のトランスからの出力を停止させるための作用点とが異なることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記制御手段から入力された第２の信号と前記出力端から出力された前記出力電圧とに基づいて、前記出力電圧を変更する変更手段を備え、
前記第１の過電流検知手段は、前記制御手段から前記変更手段に入力される前記第２の信号に作用することにより前記第１のトランスからの出力を停止させることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記第１の過電流検知手段は、トランジスタを有することを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記第２の過電流検知手段は、前記制御手段から前記スイッチング素子に出力される前記第１の信号に作用することにより前記第１のトランスからの出力を停止させることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項５】
前記第２の過電流検知手段は、コンパレータを有することを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
前記変更手段に電圧を供給する電源を備え、
前記第２の過電流検知手段は、前記電源から前記変更手段への電圧の供給を遮断することにより前記第１のトランスからの出力を停止させることを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項７】
前記第２の過電流検知手段は、トランジスタを備えることを特徴とする請求項６に記載の電源装置。
【請求項８】
前記第１のトランスは、１次巻線と２次巻線とを有し、正極性の電圧を前記２次巻線の出力端に出力し、
１次巻線と２次巻線とを有し、負極性の電圧を前記出力端に出力する第２のトランスと、
前記第２のトランスの前記２次巻線と前記出力端との間に接続されたブリーダ抵抗と、
を備え、
前記第１の過電流検知手段及び前記第２の過電流検知手段は、前記出力端から前記正極性の電圧が出力されているときの過電流を検知することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項９】
記録材に画像を形成する画像形成手段と、
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の電源装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
トナー画像が形成される像担持体と、
前記像担持体に形成されたトナー画像を転写する転写手段と、
請求項８に記載の電源装置と、
を備え、
前記転写手段は、前記第１のトランスから出力された前記正極性の電圧を印加されることにより前記トナー画像を転写し、前記第２のトランスから出力された前記負極性の電圧が印加されることにより清掃されることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置と、画像形成装置に用いられる電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置には、画像形成プロセスのため、帯電電源、現像電源、転写電源等の電源が存在する。これらの電源が印加される高電圧部にはユーザに対し安全であることが求められる。用紙に印加される転写電源の接点は、紙詰まり等（以下、ジャムという）を処理する（以下、ジャム処理という）ときに、画像形成装置が有するドアを開けて用紙にアクセスするユーザの指に対し、その近傍に配置せざるを得ない。ユーザの安全を確保するためには、ユーザが接点に触れないように部材を追加する等して装置を大型化する必要がある。また他の方法として、インターロックスイッチを用いてドアオープン時における電源からの電圧供給を遮断し、ユーザが接点に触れても安全を確保する構成を採る必要がある。前者のような装置の大型化は製品競争力の低下に繋がるため、後者のようなインターロックスイッチを用いた構成が採られることが多い。インターロックスイッチを用いたドアオープン時における電源遮断方法に関して、例えば特許文献１等に記載された構成がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２５６８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来構成のインターロックスイッチは高価である。このため、安価な構成でユーザの安全を確保することが求められている。
【０００５】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、安価な構成でユーザの安全を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
【０００７】
（１）第１のトランスと、前記第１のトランスの１次側に接続され、スイッチング動作を行うスイッチング素子と、前記第１のトランスの２次側の出力端から所定の出力電圧を出力させるために、前記スイッチング素子に第１の信号を出力し前記スイッチング動作を制御する制御手段と、前記２次側に流れる電流を検知する電流検知手段と、前記第１のトランスの２次側に設けられ、前記電流検知手段の検知結果に基づいて過電流を検知し、前記第１のトランスの１次側に作用することにより前記第１のトランスからの出力を停止させる第１の過電流検知手段と、前記第１のトランスの１次側に設けられ、前記１次側に流れる電流に基づいて過電流を検知し、前記第１のトランスの１次側に作用することにより前記第１のトランスからの出力を停止させる第２の過電流検知手段と、を備え、前記第１の過電流検知手段が前記第１のトランスからの出力を停止させるための作用点と、前記第２の過電流検知手段が前記第１のトランスからの出力を停止させるための作用点とが異なることを特徴とする電源装置。
【０００８】
（２）記録材に画像を形成する画像形成手段と、前記（１）に記載の電源装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、安価な構成でユーザの安全を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１、２の画像形成装置の概略図
【図２】実施例１の高電圧電源装置の説明図
【図３】実施例２の高電圧電源装置の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。なお、以下に示す実施例は一例であって、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００１２】
［画像形成装置］
図１は実施例１の画像形成装置であるカラーレーザビームプリンタの構成を示す断面概略図である。画像形成装置は、４色（Ｙ：イエロー，Ｍ：マゼンタ，Ｃ：シアン，Ｂｋ：ブラック）の画像を重ね合わせてカラー画像を形成するために、４色の画像形成部を備えている。
【００１３】
画像形成装置であるカラーレーザビームプリンタ（以下、プリンタとする）２０１は、ホストコンピュータ２０２から画像データ２０３を受信すると、コントローラ２０４で画像データを所定のビデオ信号形式データに展開する。コントローラ２０４は、展開したビデオ信号形式データから画像形成用のビデオ信号２０５を生成する。エンジン制御部２０６は、ＣＰＵ１０５等の演算処理手段を有している。コントローラ２０４はビデオ信号２０５をエンジン制御部２０６に出力する。コントローラ２０４によって生成されたビデオ信号２０５は、エンジン制御部２０６からスキャナユニット２１０に出力される。スキャナユニット２１０は、発光素子である複数のレーザダイオード２１１をビデオ信号２０５に応じて駆動する。これにより、レーザダイオード２１１からビデオ信号２０５に応じたレーザビーム２１２ｙ、２１２ｍ、２１２ｃ、２１２ｋが出射される。添え字ｙ、ｍ、ｃ、ｋは上述した４色に対応しており、以下、特定の色について説明する場合を除き、添え字を省略する。
【００１４】
レーザダイオード２１１から出射されたレーザビーム２１２は、回転多面鏡２０７、レンズ２１３、折り返しミラー２１４を介して感光体である感光ドラム２１５上に照射される。感光ドラム２１５は帯電手段である帯電器２１６によって所定の電荷量に帯電される。このため、レーザビーム２１２を感光ドラム２１５上に照射させて表面電位を部分的に下げることにより、感光ドラム２１５表面に静電潜像が形成される。レーザビーム２１２を照射して形成した静電潜像を可視化すべく、現像手段である現像器２１７により感光ドラム２１５上に静電潜像に応じたトナー画像が形成される。
【００１５】
感光ドラム２１５上に形成されたトナー画像は、１次転写部材２１８に所定の電圧を印加することにより、像担持体である無端状ベルト（以下、中間転写ベルト）２１９上に転写される。以下、この転写を１次転写という。１次転写は最初にイエローの画像が中間転写ベルト２１９に転写され、その上にマゼンタ、シアン、ブラックと各色のトナー画像が順次転写され、カラー画像が形成される。なお、中間転写ベルト２１９は駆動ローラ２２６により搬送制御される。カセット２２０内の記録材である記録紙２２１は、給紙ローラ２２２によって給紙されたのち、中間転写ベルト２１９上に１次転写されたトナー画像に同期するように２次転写ローラ２２３へと搬送されて転写が行われる。これにより、記録紙２２１上に画像が転写される。以下、この転写を２次転写という。このとき、２次転写ローラ２２３に所定の電圧を印加して転写効率を高めている。２次転写された未定着のトナー画像を担持した記録紙２２１は、定着器２２４によって熱と圧力により定着処理が行なわれ、記録紙２２１上に安定したカラー画像が定着されたのちに排出部より排出される。
【００１６】
［電源装置］
図２は実施例１の電源装置３０１の回路構成を示す図であり、例えば、２次転写ローラ２２３に印加する電圧を生成するための回路である。電源装置３０１は、トナーを記録紙２２１に転写するための正極性の直流電圧と、２次転写後に２次転写ローラ２２３に付着したトナー（以下、残トナーという）をクリーニングするための負極性の直流電圧を出力することが可能である。出力端子Ｔｏｕｔが２次転写ローラ２２３に接続され、出力電圧Ｖｏｕｔが２次転写ローラ２２３に出力される。電源装置３０１の負荷は、２次転写ローラ２２３及び２次転写ローラ２２３に接する記録紙２２１や他のプリンタ２０１の構成部材である。これらの負荷や漏れ電流は温度や湿度の変動、画像形成条件によって大きく変化する。負荷の変動やばらつきに対応するため、電源装置３０１には広範囲な出力電圧や出力電流が要求される。図２及び以下において、電源装置３０１の負荷は一般化して負荷ＬＯＡＤとする。
【００１７】
（正極性の直流電圧の出力）
始めに正極性の直流電圧を出力するための構成について述べる。電源装置３０１は、電源装置３０１の制御手段である中央演算処理装置（以下、ＣＰＵ１００と記す）を有する。高電圧を出力するための第１のトランスであるトランス１１０には、入力電圧の変更手段である入力電圧変更部１３９が接続されており、トランス１１０に電圧が供給される。トランス１１０は、１次側のコイルである１次巻線１１０ａと２次側のコイルである２次巻線１１０ｂとを有する。トランス１１０をスイッチング駆動するためのトランス駆動信号として、駆動信号出力手段でもあるＣＰＵ１００からクロック信号ＣＬＫＰが出力される。ＣＰＵ１００は制御手段であり、かつ、駆動信号出力手段でもある。トランス１１０の駆動のためのクロック信号ＣＬＫＰに基づいて、トランス駆動手段でありスイッチング素子である電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴとする）１０１が導通又は非導通になるスイッチング動作を行う。ＦＥＴ１０１のスイッチング動作により、トランス１１０の１次巻線１１０ａに交流電圧が印加される。
【００１８】
クロック信号ＣＬＫＰは電圧のハイレベルとローレベルが交互に現れる信号である。クロック信号ＣＬＫＰがハイレベルのときにＦＥＴ１０１が導通し、ローレベルのときにＦＥＴ１０１が非導通となる。ＦＥＴ１０１と並列に、整流平滑手段であるダイオード１０２及びコンデンサ１０３が接続されている。ダイオード１０２のアノード端子は、抵抗１７１を介してグランドに接続され、カソード端子はトランス１１０の１次巻線１１０ａに接続されている。ここで、トランス１１０の１次巻線１１０ａに流れる電流Ｉ１は、図２の矢印を正の向きとする。ＦＥＴ１０１が導通状態のとき、又はコンデンサ１０３に電荷が蓄えられるときに、電流Ｉ１は正の向きに流れる。ＦＥＴ１０１が非導通状態で、コンデンサ１０３の電荷が放電するときに、電流Ｉ１は負の向きに流れる。電流Ｉ１は、コンデンサ１０３が放電された後もダイオード１０２を介して負の向きに流れることができる。
【００１９】
整流平滑部１１９は、トランス１１０及び、ダイオード１１１、１１２、コンデンサ１１３、１１４、抵抗１１５、１１６により構成される。出力端子Ｔｏｕｔには抵抗１１６を介して正極性の直流電圧が出力される。
【００２０】
（入力電圧変更部）
電源装置３０１の出力端子Ｔｏｕｔから負荷ＬＯＡＤに出力される出力電圧Ｖｏｕｔは、抵抗１１７及び抵抗１１８で分圧され、抵抗１２６を介して入力電圧変更部１３９のオペアンプ１２０の反転入力端子（−端子）に入力される。一方、ＣＰＵ１００のアナログポートから出力されるトランス１１０を制御するためのアナログ信号ＡＮＰが、抵抗１２１を介して入力電圧変更部１３９のオペアンプ１２０の非反転入力端子（＋端子）に入力される。オペアンプ１２０は、出力端子が抵抗１２２を介してトランジスタ１３０のベース端子に接続されており、トランジスタ１３０がトランス１１０への入力電圧Ｖｔｒを制限し、出力電圧Ｖｏｕｔを制御する。トランジスタ１３０のコレクタ端子には、抵抗１３２を介して電源Ｖｃｃが接続される。トランジスタ１３０のエミッタ端子とグランドの間にはコンデンサ１３１が接続され、トランス１１０への入力電圧Ｖｔｒを安定化している。トランジスタ１３０のベース端子とエミッタ端子間には、ダイオード１３３が接続される。ＣＰＵ１００がクロック信号ＣＬＫＰの発振を停止し、アナログ信号ＡＮＰの電圧を０Ｖにすると、コンデンサ１３１に蓄えられた電荷がダイオード１３３を通って抜け、出力端子Ｔｏｕｔに電圧が出力されなくなる。以上述べた構成により、アナログ信号ＡＮＰの電圧レベルに対応した出力電圧Ｖｏｕｔが得られるように制御される。
【００２１】
（電流検知部）
出力端子Ｔｏｕｔから出力される電流Ｉｏｕｔを検知する電流検知手段である電流検知部１４９の構成について述べる。出力電流Ｉｏｕｔは、出力端子Ｔｏｕｔに接続された負荷ＬＯＡＤを通ってグランドに流れ、グランドからオペアンプ１４０の出力端子、抵抗１４１、抵抗１４２、抵抗１４３を通って流れる。抵抗１４１と抵抗１４２との接続点は、抵抗１４４を介してオペアンプ１４０の反転入力端子（−端子）に接続される。抵抗１４２と抵抗１４３との接続点にはコンデンサ１４５が接続され、電圧が安定化される。オペアンプ１４０の非反転入力端子（＋端子）には、抵抗１４７を介して基準電圧１４６が入力される。オペアンプ１４０の出力電圧は、抵抗１４８を介して電流検知信号ＡＮＣとしてＣＰＵ１００のアナログポートに入力される。出力電流Ｉｏｕｔは、基準電圧１４６と抵抗１４１とオペアンプ１４０の出力電圧、すなわち電流検知信号ＡＮＣとの関係によりＣＰＵ１００によって算出することができる。
【００２２】
以上のように、ＣＰＵ１００は、電源装置３０１の出力電圧Ｖｏｕｔが所定の電圧に近づくように、又は、出力電流Ｉｏｕｔ（電流検知信号ＡＮＣ）が所定の電流（所定のＡＮＣの値）に近づくように、アナログ信号ＡＮＰを変更（制御）する。
【００２３】
（負極性の直流電圧の出力）
次に、負極性の直流電圧を出力する構成を以下で述べる。第２のトランスであるトランス１５０には電源Ｖｃｃから電圧が供給される。トランス１５０は、１次側のコイルである１次巻線１５０ａと、２次側のコイルである２次巻線１５０ｂと、を有する。ＣＰＵ１００から出力される負極性の直流電圧用のクロック信号ＣＬＫＮはＦＥＴ１５１のゲート端子に入力される。クロック信号ＣＬＫＮによって駆動されるＦＥＴ１５１によってトランス１５０がスイッチング駆動され、１次巻線１５０ａに交流電圧が印加される。２次巻線１５０ｂにはダイオード１５４及びコンデンサ１５５で構成された整流平滑回路が接続されている。トランス１５０の２次側の出力端子Ｔｏｕｔには、ブリーダ抵抗である抵抗１１５及び抵抗１１６を介して負極性の直流電圧が出力される。トランス１５０は、２次転写ローラ２２３をクリーニングするための清掃手段としても機能する。ＦＥＴ１５１と並列に、ダイオード１５２及びコンデンサ１５３が接続されており、その動作はダイオード１０２及びコンデンサ１０３と同じであるため説明を省略する。
【００２４】
負極性の直流電圧を出力するときは、正極性の直流電圧を出力するためのクロック信号ＣＬＫＰ及びアナログ信号ＡＮＰの電圧をローレベルにしておく。同様に、正極性の直流電圧を出力するときは、負極性の直流電圧を出力するためのクロック信号ＣＬＫＮの電圧をローレベルにしておく。
【００２５】
出力端子Ｔｏｕｔに要求される高電圧は画像形成条件や温度や湿度等の条件によって変わり、正極性の電圧であれば例えば百Ｖから数千Ｖになる。要求される電流は例えば１０分の１μＡから数十μＡになる。負極性の電圧に要求される電圧は、例えばマイナス数千Ｖになる。
【００２６】
（出力側の過電流検知部）
出力側の第１の過電流検知手段である過電流検知部１６９の構成について述べる。これは図２の負荷ＬＯＡＤにおいて過電流を検知した場合に、出力電圧Ｖｏｕｔを安全な電圧に抑える回路である。過電流とは画像形成時に流れる最大電流より大きい電流のことで、例えば、低い抵抗値の記録紙２２１が使用された場合や、ユーザの指がジャム処理時に出力端子Ｔｏｕｔに触れた場合等に発生する。ユーザの指は一般的な記録紙２２１の抵抗値よりも小さいため過電流が流れる。このような場合に備え、過電流検知部１６９を電源装置３０１に有することで、ユーザが出力端子Ｔｏｕｔに触れたとしても、すぐに出力電圧Ｖｏｕｔを安全な電圧に抑え、ユーザの安全性を高めることが可能となる。なお、過電流検知部１６９は、正極性の直流電圧が出力されているときの過電流保護を目的とし、負極性の直流電圧が出力されているときの過電流に対しては保護しない。これは次のような理由による。負極性の直流電圧はブリーダ抵抗１１５を介して負荷ＬＯＡＤに接続されるため、負荷ＬＯＡＤに負極性の直流電圧の過電流が流れた場合、ブリーダ抵抗１１５によって出力電圧Ｖｏｕｔが安全な電圧に制限される。すなわち、ブリーダ抵抗１１５は、負極性の直流電圧が出力されているときの過電流に対して保護する機能を有している。このため、負極性の直流電圧が出力されているときには、別途の過電流保護が不要なためである。以下に述べる過電流検知部１７９も同様に正極性の直流電圧の過電流保護を目的としている。なお、負極性の直流電圧が出力されているときに過電流を保護する保護回路を有していてもよい。
【００２７】
過電流検知部１６９の動作について説明する。過電流検知部１６９は、トランジスタ１６２、抵抗１６０、１６１を有する。トランジスタ１６２は、ベース端子に抵抗１６０を介して電流検知部１４９のオペアンプ１４０の出力端子が接続され、エミッタ端子が接地されている。トランジスタ１６２のコレクタ端子は、入力電圧変更部１３９のオペアンプ１２０の非反転入力端子に接続されている。すなわち、過電流検知部１６９は、ＣＰＵ１００から出力されるアナログ信号ＡＮＰに作用するように接続されている。
【００２８】
まず、オペアンプ１４０の出力端子の電圧をＶとする。出力端子の電圧Ｖは、出力電流Ｉｏｕｔ、抵抗１４１の抵抗値Ｒ１、基準電圧１４６の電圧値Ｖ１を用いて、オペアンプ１４０のバーチャルショートにより式（１）のように表される。
Ｖ＝Ｖ１＋Ｒ１×Ｉｏｕｔ・・・（１）
【００２９】
式（１）に示すように、出力電流Ｉｏｕｔが増加するとオペアンプ１４０の出力端子の電圧Ｖは増加する。過電流検知部１６９の動作条件として、出力電流Ｉｏｕｔが過電流状態となる電流値に対応した出力端子の電圧Ｖのときに、初めてトランジスタ１６２がオンするように、抵抗１６０によってトランジスタ１６２のベース電流を設定する。抵抗１６１は、トランジスタ１６２のベース端子とエミッタ端子間に接続され、トランジスタ１６２のベース電流安定化のために用いられる。
【００３０】
トランジスタ１６２がオンすることでオペアンプ１２０の非反転入力端子をグランド電位に近い電位（トランジスタ１６２のコレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅ）まで引き込む。これにより出力電圧Ｖｏｕｔを分圧した値であるオペアンプ１２０の反転入力端子がグランド電位に近い電位に制御されるため、出力電圧Ｖｏｕｔがほぼ停止状態となる。
【００３１】
過電流検知部１６９の特徴について説明する。過電流検知部１６９は、画像形成用の電流検知部１４９のオペアンプ１４０の出力端子の電圧Ｖを検知することで過電流の検知を行っており、過電流検知用の電流増幅素子を新たに用いる必要がないため安価な構成となっている。過電流検知部１６９は、電流検知部１４９の検知結果に基づいて過電流の検知を行う。また、過電流時に出力電圧Ｖｏｕｔを停止するための作用点を、低電圧のトランス１１０の入力側（１次側）とすることで、高耐圧の部品を用いる必要がなく、安価な構成となっている。過電流検知部１６９は、入力電圧変更部１３９に接続される、トランス１１０を制御するためのアナログ信号ＡＮＰに作用することで、出力電圧Ｖｏｕｔを安全な電圧に低下させている。言い換えれば、過電流検知部１６９は、トランス１１０への入力電圧Ｖｔｒに作用することで、出力電圧Ｖｏｕｔを安全な電圧に低下させているともいえる。
【００３２】
以上説明したように、過電流検知部１６９により、負荷ＬＯＡＤに過電流が流れた場合に、すぐに出力電圧Ｖｏｕｔを安全な電圧に抑えることで、安価な構成でユーザの安全性を高めることが可能となる。
【００３３】
（入力側の過電流検知部）
次に入力側の第２の過電流検知手段である過電流検知部１７９の構成について述べる。過電流検知部１７９の目的は、過電流検知部１６９と同様であり、負荷ＬＯＡＤの過電流を検知した場合、出力電圧Ｖｏｕｔを安全な電圧に抑えることによりユーザの安全性を高めることである。
【００３４】
上述した過電流検知部１６９とは別に過電流検知部（第２の過電流検知手段）を設けることで、次のような効果が得られる。すなわち、仮に一方の過電流検知部が故障した場合でも、他方の過電流検知部によって過電流時の出力電圧Ｖｏｕｔを安全な電圧に抑えて二重の安全を確保し、より安全性を高めることができる。また、過電流検知部１７９は、次の理由によってトランス１１０の出力側に接続するよりも入力側に接続する方がコストアップを抑えることができる。まず、第２の過電流検知手段をトランス１１０の出力側に接続する場合、二重の安全を確保するためには、電流検知部１４９に対し、過電流検知部１６９と並列又は直列に第２の過電流検知部を接続することができない。これは、オペアンプ１４０が故障した場合、その故障状態によっては２つの過電流検知部が同時に働かなくなるためである。次に、トランス１１０は高電圧生成用のトランスであるため、出力電流ＩｏｕｔはμＡオーダーの微小な電流である。このため、第２の過電流検知部をトランス１１０の出力側に接続する場合、電流検知部１４９と同様にオペアンプ１４０のような増幅素子で出力電流Ｉｏｕｔを増幅し、かつ、コンデンサ１４５のようなノイズ対策部品も必要となる。その上で、過電流検知部１６９と同等の回路が必要となるため、電流増幅を必要としない入力側よりもコストアップが大きくなる。
【００３５】
これらの理由により、トランス１１０の入力側で過電流検知を行う過電流検知部１７９を接続し、その作用点は高耐圧部品を必要としない低電圧部、かつ過電流検知部１６９の作用点と異なる箇所とする。これにより、過電流検知部１６９が故障した場合でも過電流時の電圧を抑え、さらにコストアップを抑えた構成でユーザの安全性を高めることが可能となる。
【００３６】
過電流検知部１７９の動作について説明する。過電流検知部１７９は、コンパレータ１７０、抵抗１７１、１７２、基準電圧１７３を有する。過電流検知部１７９のコンパレータ１７０は、反転入力端子（−端子）にＦＥＴ１０１を介してトランス１１０の１次巻線１１０ａが接続され、非反転入力端子（＋端子）に抵抗１７２を介して基準電圧１７３が接続されている。コンパレータ１７０は、出力端子がＦＥＴ１０１のゲート端子に接続されている。すなわち、過電流検知部１７９は、ＣＰＵ１００から出力されるクロック信号ＣＬＫＰに作用するように接続されている。出力電流Ｉｏｕｔが増加するとトランス１１０の入力電流Ｉ１も増加し、コンパレータ１７０の反転入力端子に入力される電圧も増加する。ここで、コンパレータ１７０の反転入力端子に入力される電圧は、入力電流Ｉ１と抵抗１７１の抵抗値Ｒ１７１から求めることができる（Ｉ１×Ｒ１７１）。入力電流Ｉ１が過電流状態となるときに初めてコンパレータ１７０の出力が負電源側（グランド）に反転するように、基準電圧１７３の値を設定する。これにより入力電流Ｉ１が過電流状態になるとＦＥＴ１０１がオフし、出力電圧Ｖｏｕｔが停止される。抵抗１７２はコンパレータ１７０の入力インピーダンス調整用の抵抗である。過電流検知部１７９は、ＦＥＴ１０１のゲート端子に入力される、トランス１１０の駆動のためのクロック信号ＣＬＫＰに作用することで、出力電圧Ｖｏｕｔを安全な電圧に低下させている。
【００３７】
以上述べたように、実施例１における電源装置３０１によって、インターロックスイッチを用いない安価な構成でユーザの安全を確保することが可能となる。実施例１では、電源装置３０１の正極性の電圧に過電流検知部を適用したが、他の電源装置にも適用可能である。
以上、実施例１によれば、安価な構成でユーザの安全を確保することができる。
【実施例２】
【００３８】
図３は、実施例２の電源装置４０１の回路構成を示す図である。実施例１である図２と同じ構成については、同じ符号を付しその説明を省略する。実施例１との相違点は、実施例１の入力側の過電流検知部１７９に代わり、第２の過電流検知手段として過電流検知部１８９を接続している点である。これにより負荷ＬＯＡＤの過電流時にトランス１１０の入力電圧変更部１３９への電源供給を遮断し、出力電圧Ｖｏｕｔを安全な電圧に抑えることが可能である。
【００３９】
［過電流検知部］
過電流検知部１８９の動作について説明する。過電流検知部１８９は、トランジスタ１８１、１８３、抵抗１７１、１８２を有する。トランス１１０の１次巻線１１０ａには、ＦＥＴ１０１を介してトランジスタ１８１のベース端子が接続されている。トランジスタ１８３は、コレクタ端子が電源Ｖｃｃに接続され、ベース端子が抵抗１８２を介して電源Ｖｃｃに接続され、エミッタ端子が抵抗１３２を介してトランジスタ１３０のコレクタ端子に接続されている。すなわち、過電流検知部１８９は、電源Ｖｃｃから入力電圧変更部１３９に電圧が供給される経路に接続され、電源Ｖｃｃの供給／遮断に作用するように接続されている。
【００４０】
出力電流Ｉｏｕｔが増加するとトランス１１０の入力電流Ｉ１も増加し、トランジスタ１８１のベース電圧（Ｉ１×Ｒ１７１）も増加する。出力電流Ｉ１が過電流状態となるときにトランジスタ１８１がオンするように抵抗１７１の値を設定する。トランジスタ１８３は通常時（過電流状態ではない状態のとき）は電源Ｖｃｃから抵抗１８２を介してベース電流が流れるためオンしており、電源Ｖｃｃから入力電圧変更部１３９への電源電圧の供給が行われている。ここで、入力電流Ｉ１が過電流状態になると、トランジスタ１８１がオンし、電源Ｖｃｃから抵抗１８２を介して電流を引き込む。このため、トランジスタ１８３のベース電圧がほぼ０Ｖとなってトランジスタ１８３がオフし、電源Ｖｃｃから入力電圧変更部１３９への電源供給が遮断される。
【００４１】
以上の動作により、負荷ＬＯＡＤの過電流時にトランス１１０の入力電圧変更部１３９への電源供給が遮断され、出力電圧Ｖｏｕｔを安全な電圧に抑える。このように、入力側の過電流検知部を作用させるために、入力電圧変更部１３９への電源Ｖｃｃの供給を直接遮断してもよい。
【００４２】
また、実施例１、実施例２に限らず、出力側の過電流検知手段と入力側の過電流検知手段とが異なる点に作用し、かつ、ともにトランスの入力側に作用していれば、本発明の適用範囲となる。
以上、実施例２によれば、安価な構成でユーザの安全を確保することができる。
【００４３】
上記、実施例１，２においてトランスとして１次巻線と２時巻線とを有する電磁トランスを用いた回路について説明したが、トランスとしては、電磁トランスに限らず、例えば圧電トランスを用いることも可能である。圧電トランスを用いた場合は、圧電トランスに対して電圧の入力側（１次側）に圧電トランスを駆動するための駆動回路としてのスイッチング素子を有し、圧電トランスの電圧の出力側（２次側）から高電圧が出力される構成になる。圧電トランスを用いた場合でも、電磁トランスを用いた場合と同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００４４】
１００      ＣＰＵ
１０１      ＦＥＴ
１１０      トランス
１３９      入力電圧変更部
１４９      電流検知部
１６９      過電流検知部
１７９      過電流検知部
【図１】
2020018113.tif 000003
【図２】
2020018113.tif 000004
【図３】
2020018113.tif 000005