(57)【要約】【課題】電流検出信号のオーバーシュートに拘らず、過電流を適切に判定する。【解決手段】電源装置１５は、制御信号Ｓ１に基づいて高圧の出力電圧Ｖｏｕｔを生成し、出力電圧Ｖｏｕｔを負荷部２１へ供給する高圧生成回路２２と、出力電圧Ｖｏｕｔの電流検出信号Ｓ２に基づいて制御信号Ｓ１を生成して高圧生成回路２２へ出力する電源制御部１９と、出力電圧Ｖｏｕｔの電流検出信号Ｓ２が閾値電圧Ｖｔ以上の場合、負荷部２１への出力電圧Ｖｏｕｔの供給を停止するように高圧生成回路２２を制御する過電流保護回路２４とを備える。電源装置１５は、制御信号Ｓ１の変化によって高圧の出力電圧Ｖｏｕｔの急激な立ち上がりが生じる場合に、出力電圧Ｖｏｕｔの立ち上がりに応じた電流検出信号Ｓ２のピークよりも閾値電圧Ｖｔを高くした後、時間経過に伴って閾値電圧Ｖｔを徐々に減少させるように、制御信号Ｓ１に基づいて閾値電圧Ｖｔを変化させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御信号に基づいて出力電圧を生成し、前記出力電圧を供給先である負荷部へ供給する電圧生成部と、
前記出力電圧の電流に基づいて前記制御信号を生成して前記電圧生成部へ出力する電源制御部と、
前記出力電圧の前記電流が所定の閾値以上の場合、前記負荷部への前記出力電圧の供給を停止するように前記電圧生成部を制御する過電流保護部と、を備え、
前記制御信号の変化によって前記出力電圧の立ち上がりが生じる場合に、前記出力電圧の立ち上がりに応じた前記電流のピークよりも前記閾値を高くした後、時間経過に伴って前記閾値を徐々に減少させるように、前記制御信号に基づいて前記閾値を変化させることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記過電流保護部は、前記出力電圧の電流増加に伴って大きくなる電圧で示される電流検出信号と、電源電圧から所定の抵抗を介して入力される電圧で示される前記閾値とを比較するように構成され、
前記制御信号が所定の基準電圧未満の場合、前記電源電圧を前記閾値に設定する一方、
前記制御信号が前記基準電圧以上の場合、前記電源電圧を前記抵抗で分圧することで前記閾値を前記電源電圧より減少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】
前記過電流保護部は、前記抵抗に続いて所定のコンデンサを介した電圧を前記閾値として入力し、
前記コンデンサは、前記制御信号が前記基準電圧未満の場合、前記抵抗を介した電圧を充電する一方、前記制御信号が前記基準電圧以上の場合、充電した電圧を時間経過に伴って放電して前記閾値を徐々に減少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４】
請求項１ないし３の何れか１項に記載の電源装置と、
前記負荷部として、用紙に画像を形成する画像形成部と、を備えてい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、電源装置と、この電源装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置等の電子機器は、負荷部に電力を供給する電源装置を備える。複写機等の画像形成装置では、用紙に画像を形成する画像形成部に備わる帯電部、現像部、転写部及び像担持体等の構成要素が負荷部となり、負荷部には、抵抗成分と容量成分とが含まれる。電源装置は、高圧生成回路で生成した高圧電力を一定電圧に保ちつつ負荷部へ供給する場合、負荷の大きさ（負荷部の消費電力の大きさ）に応じて、供給すべき高圧電力を決定する。
【０００３】
負荷部に地絡等の異常が生じると、負荷部に流れる電流が異常に増加するので、電源装置で生成される高圧電力の電流が異常に増加し、即ち、過電流が生じる。過電流は、電源装置を構成する部品の温度を上昇して、部品を破損するおそれがある。このような部品の破損を抑制するために、電源装置は、過電流保護回路を備える。過電流保護回路は、電源装置から出力される高圧電力の出力ラインの電流が所定値以上になると、高圧生成回路（高圧電力の生成や供給）を停止させる。
【０００４】
例えば、特許文献１の負荷保護装置（電源装置）は、制御信号に従い定電流制御が行なわれ、負荷装置に高圧直流を供給する供給手段と、負荷装置の動作状態を監視し、状態信号を出力する監視手段と、制御信号に応じて検知レベルを決定する決定手段と、監視手段が出力する状態信号の示す状態レベルと決定手段が決定した検知レベルとを比較する比較手段と、比較手段による比較の結果、状態レベルが検知レベルよりも大きいとき、供給手段に対して負荷装置への高圧直流の供給を停止させる停止手段とを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１９６８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電源装置は、高圧生成回路からの高圧電力の出力ラインの電流を電流検出信号として検出し、この電流検出信号に基づいて、負荷部の抵抗成分の負荷状態を確認して、高圧生成回路で生成すべき高圧電力を制御し、また、過電流保護回路を制御する。電流検出信号は、高圧電力の電流増加に伴って大きくなる電圧で示され、過電流保護回路は、電流検出信号と所定の閾値電圧とを比較する。そして、電流検出信号が閾値電圧よりも大きい場合、過電流保護回路は、高圧生成回路を停止させる。
【０００７】
高圧電力が一定の場合、高圧電力の電流は、負荷部の抵抗成分に流れる電流によって決まり、抵抗成分に流れる電流が一定であれば、電流検出信号も一定となる。しかし、印刷開始時のように高圧電力が立ち上がるとき（高圧出力立上タイミング）には、負荷部の抵抗成分だけでなく容量成分にも電流が流れるので、高圧電力が一定の場合に比べて、負荷部に流れる電流が増加する。そのため、電流検出信号に、急激に立ち上がるオーバーシュート電圧の波形が生じる。
【０００８】
過電流保護回路は、閾値電圧をオーバーシュート電圧よりも小さく設定すると、高圧出力立上タイミングのオーバーシュート電圧を過電流と誤判定するおそれがある。これに対して、この誤判定を抑制するために、閾値電圧をオーバーシュート電圧よりも大きく設定すると、過電流保護回路は、オーバーシュート電圧以下の過電流を検出することができないので、この過電流により電源装置の部品を破損するおそれがある。
【０００９】
また、上記のような不具合を抑制するために、高圧電力をなだらかに立ち上げることで、オーバーシュート電圧を小さくすることができるが、この場合、高圧電力が安定するまでに時間がかかるので、印刷時間が長くなる問題が生じる。なお、電流検出信号の出力ラインにコンデンサを追加することで、オーバーシュート電圧を小さくすることができるが、この場合、負荷部の消費電力に対応する電流検出信号を得るまでの時間が長くなり、負荷部の消費電力に対応した高圧電力を設定するまでに時間がかかる問題が生じる。
【００１０】
そこで、本発明は上記事情を考慮し、電流検出信号のオーバーシュートに拘らず、過電流を適切に判定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の電源装置は、制御信号に基づいて出力電圧を生成し、前記出力電圧を供給先である負荷部へ供給する電圧生成部と、前記出力電圧の電流に基づいて前記制御信号を生成して前記電圧生成部へ出力する電源制御部と、前記出力電圧の前記電流が所定の閾値以上の場合、前記負荷部への前記出力電圧の供給を停止するように前記電圧生成部を制御する過電流保護部と、を備え、前記制御信号の変化によって前記出力電圧の立ち上がりが生じる場合に、前記出力電圧の立ち上がりに応じた前記電流のピークよりも前記閾値を高くした後、時間経過に伴って前記閾値を徐々に減少させるように、前記制御信号に基づいて前記閾値を変化させることを特徴とする。
【００１２】
前記過電流保護部は、前記出力電圧の電流増加に伴って大きくなる電圧で示される電流検出信号と、電源電圧から所定の抵抗を介して入力される電圧で示される前記閾値とを比較するように構成され、上記した電源装置は、前記制御信号が所定の基準電圧未満の場合、前記電源電圧を前記閾値に設定する一方、前記制御信号が前記基準電圧以上の場合、前記電源電圧を前記抵抗で分圧することで前記閾値を前記電源電圧より減少させる。
【００１３】
前記過電流保護部は、前記抵抗に続いて所定のコンデンサを介した電圧を前記閾値として入力し、前記コンデンサは、前記制御信号が前記基準電圧未満の場合、前記抵抗を介した電圧を充電する一方、前記制御信号が前記基準電圧以上の場合、充電した電圧を時間経過に伴って放電して前記閾値を徐々に減少させる。
【００１４】
本発明の画像形成装置は、上記した電源装置と、前記負荷部として、用紙に画像を形成する画像形成部と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電流検出信号のオーバーシュート電圧に拘らず、過電流を適切に判定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリンターを示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るプリンターの電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るプリンターの電源装置を示す回路図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るプリンターの電源装置において、制御信号と出力電圧との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施形態に係るプリンターの電源装置において、過電流保護回路を示す回路図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るプリンターの電源装置において、過電流保護回路のコンデンサの放電時間と閾値電圧との関係を示す表である。
【図７】本発明の一実施形態に係るプリンターの電源装置において、制御信号、保護信号、電流検出信号、出力電圧及び閾値電圧の推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
先ず、本発明の実施形態に係るプリンター１（画像形成装置）の全体の構成について図１を参照しながら説明する。以下、説明の便宜上、図１における紙面手前側をプリンター１の前側とする。各図に適宜付される矢印Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｌｏは、それぞれプリンター１の左側、右側、上側、下側を示している。
【００１８】
プリンター１は、略箱型形状のプリンター本体２を備え、プリンター本体２の下部には用紙を収納する給紙カセット３が設けられ、プリンター本体２の上部には排紙トレイ４が設けられる。
【００１９】
プリンター本体２の内部には、排紙トレイ４の下方に露光部５が設けられ、露光部５の下方に、用紙に画像を形成する画像形成部６が設けられる。画像形成部６には、像担持体である感光体ドラム７が回転可能に設けられ、感光体ドラム７の周囲には、帯電部と、トナーコンテナに接続された現像部と、転写ローラーと、クリーニング部とが、感光体ドラム７の回転方向に沿って配置される。
【００２０】
また、プリンター本体２の内部には、用紙の搬送経路１０が設けられる。搬送経路１０の上流端には給紙部１１が給紙カセット３の近傍に設けられ、搬送経路１０の中流部には、感光体ドラム７と転写ローラーによって構成される転写部１２が設けられる。搬送経路１０の下流部には定着部１３が設けられ、搬送経路１０の下流端には排紙部１４が排紙トレイ４の近傍に設けられる。
【００２１】
更に、プリンター本体２の内部には、プリンター１の各構成要素に電力を供給する電源装置１５と、プリンター１の各構成要素を制御する制御装置１６とが備えられる。電源装置１５の詳細は後述する。
【００２２】
制御装置１６は、図２に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等で構成される制御部１７と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される記憶部１８とを備える。制御装置１６は、例えば、プリンター本体２の内部に設けられた制御基板２ａに取り付けられる。
【００２３】
制御部１７及び記憶部１８は、バス（図示せず）を介して接続されている。制御装置１６は、バスやインターフェイス（図示せず）を介して、露光部５、画像形成部６、給紙部１１、転写部１２、定着部１３、排紙部１４及び電源装置１５等の構成要素に接続されている。制御装置１６は、制御部１７が記憶部１８に記憶された制御プログラムや制御用データに基づいて演算処理を実行することにより、制御装置１６に接続された各構成要素を制御する。
【００２４】
例えば、制御装置１６は、電気的に負荷のかかるプリンター１の構成要素である負荷部２１（例えば、画像形成部６等）へ電力を供給するように電源装置１５を制御する。負荷部２１には、抵抗器等の抵抗成分２１ａとコンデンサ等の容量成分２１ｂとが含まれる。制御部１７は、記憶部１８に記憶されるプログラムを実行することにより、電源装置１５を制御する電源制御部１９として機能する。
【００２５】
また、制御装置１６は、プリンター１が印刷動作を実行するように、各構成要素を制御する。次に、プリンター１の印刷動作について説明する。
【００２６】
プリンター１に印刷開始が指示されると、先ず、画像形成部６の帯電部が感光体ドラム７を帯電した後、露光部５が画像データに応じて感光体ドラム７を露光し、静電潜像が感光体ドラム７上に形成される。そして、画像形成部６の現像部が感光体ドラム７上の静電潜像をトナーで現像し、トナー像が感光体ドラム７上に形成される。
【００２７】
一方、給紙部１１によって給紙カセット３から取り出された用紙が搬送経路１０上を転写部１２へ搬送され、感光体ドラム７上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、定着部１３へ搬送され、用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部１４から排紙トレイ４へ排出される。
【００２８】
次に、電源装置１５の構成について、図３を参照しながら説明する。図３に示すように、電源装置１５は、商用電源等の交流電源２０に接続されていて、交流電源２０から交流（例えば、１００Ｖ）の入力電圧Ｖｉｎを供給される。電源装置１５は、交流電源２０からの入力電圧Ｖｉｎに基づいて、直流の出力電圧Ｖｏｕｔ（出力電圧）を生成する。また、電源装置１５は、電源装置１５から外部へ延在して配線された高圧電圧の出力ライン１５ａに接続されていて、出力ライン１５ａには、負荷部２１が接続されている。電源装置１５は、生成した出力電圧Ｖｏｕｔを出力ライン１５ａへ出力することで、出力ライン１５ａを介して負荷部２１へ出力電圧Ｖｏｕｔを供給する。
【００２９】
電源装置１５は、上記した電源制御部１９と、高圧生成回路２２（電圧生成部）と、電流検出回路２３と、過電流保護回路２４（過電流保護部）とを備える。高圧生成回路２２、電流検出回路２３及び過電流保護回路２４は、例えば、プリンター本体２の内部に設けられた高圧基板２ｂに取り付けられる。
【００３０】
電源装置１５は、例えば、ＡＣ−ＤＣコンバーター等の電圧変換部２５を備える。電圧変換部２５は、交流電源２０及び高圧生成回路２２に接続されている。電圧変換部２５は、交流電源２０から交流の入力電圧Ｖｉｎを入力して、直流電圧（例えば、２４Ｖ）を有する中間電圧Ｖｍｉｄに変換する。そして、電圧変換部２５は、中間電圧Ｖｍｉｄを高圧生成回路２２へ出力する。
【００３１】
電源制御部１９は、高圧生成回路２２に接続されていて、高圧生成回路２２を制御する制御信号Ｓ１を生成して高圧生成回路２２へ出力する。例えば、電源制御部１９は、印刷時には、印刷に必要な出力電圧Ｖｏｕｔを高圧生成回路２２が生成するように制御信号Ｓ１を生成する。制御信号Ｓ１の電圧値と、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値との関係は、高圧生成回路２２の説明に記載する。
【００３２】
また、電源制御部１９は、電流検出回路２３の検出信号ライン２３ａに接続されていて、検出信号ライン２３ａから電流検出信号Ｓ２を入力し、この電流検出信号Ｓ２に基づいて制御信号Ｓ１を調整する。電源制御部１９は、電流検出信号Ｓ２に基づいて、高圧生成回路２２から出力すべき出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値を算出し、算出した電圧値に基づいて制御信号Ｓ１の電圧値を算出する。
【００３３】
高圧生成回路２２は、電源制御部１９及び出力ライン１５ａに接続されている。高圧生成回路２２は、電圧変換部２５から中間電圧Ｖｍｉｄを入力すると共に、電源制御部１９から制御信号Ｓ１を入力する。高圧生成回路２２は、制御信号Ｓ１によって制御されて、中間電圧Ｖｍｉｄに基づいて直流で高圧の出力電圧Ｖｏｕｔを生成する。なお、以下では、高圧生成回路２２が、マイナスの出力電圧Ｖｏｕｔを生成する例を説明するが、高圧生成回路２２は、プラスの出力電圧Ｖｏｕｔを生成してもよい。
【００３４】
例えば、図４に示すように、制御信号Ｓ１の示す電圧値が０．５Ｖ未満の場合、高圧生成回路２２は、高圧の出力電圧Ｖｏｕｔの生成及び出力を行わない。
【００３５】
一方、制御信号Ｓ１の示す電圧値が０．５Ｖ以上の場合、高圧生成回路２２は、高圧の出力電圧Ｖｏｕｔの生成（出力）を開始する。高圧生成回路２２は、制御信号Ｓ１の電圧値が増加する程、増加する出力電圧Ｖｏｕｔを生成し、例えば、出力電圧Ｖｏｕｔは制御信号Ｓ１の電圧値に比例していてよい。そして、高圧生成回路２２は、生成した出力電圧Ｖｏｕｔを出力ライン１５ａへ出力して負荷部２１へ供給する。
【００３６】
また、高圧生成回路２２は、出力電圧Ｖｏｕｔの出力及び停止を切り換えるスイッチング素子２２ａを備える。高圧生成回路２２は、過電流保護回路２４に接続されていて、過電流保護回路２４から保護信号Ｓ３を入力する。高圧生成回路２２は、保護信号Ｓ３に応じてスイッチング素子２２ａを切り換える。
【００３７】
例えば、保護信号Ｓ３がＬｏｗ（以下、Ｌと称する）を示す場合、スイッチング素子２２ａはオンになり、高圧生成回路２２は、高圧の出力電圧Ｖｏｕｔを出力する。一方、保護信号Ｓ３がＨｉｇｈ（以下、Ｈと称する）を示す場合、スイッチング素子２２ａはオフになり、高圧生成回路２２は停止し、少なくとも高圧の出力電圧Ｖｏｕｔの出力を停止する。なお、高圧生成回路２２は、出力電圧Ｖｏｕｔの出力を停止する場合、出力電圧Ｖｏｕｔの生成を停止してもよく、あるいは抑制した出力電圧Ｖｏｕｔを生成してもよい。
【００３８】
電流検出回路２３は、出力ライン１５ａ及び電源装置１５に配線された検出信号ライン２３ａに接続されていて、検出信号ライン２３ａには、過電流保護回路２４及び電源制御部１９が接続されている。電流検出回路２３は、出力ライン１５ａに流れる出力電圧Ｖｏｕｔの電流を検出し、出力ライン１５ａに流れる出力電圧Ｖｏｕｔの電流が増加する程、増加する電圧値で示される電流検出信号Ｓ２を生成する。そして、電流検出回路２３は、生成した電流検出信号Ｓ２を検出信号ライン２３ａへ出力することで、検出信号ライン２３ａを介して過電流保護回路２４及び電源制御部１９へ電流検出信号Ｓ２を供給する。
【００３９】
過電流保護回路２４は、検出信号ライン２３ａに流れる電流検出信号Ｓ２を入力し、電流検出信号Ｓ２に基づいて、出力ライン１５ａに流れる過電流を検出する。そして、過電流保護回路２４は、過電流の検出結果を示す保護信号Ｓ３を生成し、高圧生成回路２２へ出力する。
【００４０】
例えば、過電流保護回路２４は、図５に示すように、電流検出信号Ｓ２と所定の閾値電圧Ｖｔ（閾値）とを比較する比較部２６と、閾値電圧Ｖｔを生成する閾値生成部２７と、閾値生成部２７を制御する閾値制御部２８とを備える。
【００４１】
閾値制御部２８は、例えば、コンパレーターやＦＥＴ等で構成され、電源制御部１９に接続されている。閾値制御部２８は、電源制御部１９から制御信号Ｓ１を入力すると共に、予め定められた基準電圧（例えば、０．５Ｖ）を示す基準信号Ｓ４を入力する。閾値制御部２８は、制御信号Ｓ１と基準信号Ｓ４とを比較し、その比較結果を示す閾値制御信号Ｓ５を生成する。
【００４２】
例えば、制御信号Ｓ１が基準信号Ｓ４未満の場合、即ち、出力電圧Ｖｏｕｔを出力しない場合、閾値制御部２８は、Ｈの閾値制御信号Ｓ５を生成する。一方、制御信号Ｓ１が基準信号Ｓ４以上の場合、即ち、出力電圧Ｖｏｕｔを出力する場合、閾値制御部２８は、Ｌの閾値制御信号Ｓ５を生成する。また、閾値制御部２８は、接続線２８ａを介して閾値生成部２７に接続されていて、生成した閾値制御信号Ｓ５を閾値生成部２７へ出力する。
【００４３】
閾値生成部２７は、例えば、直列に接続された２つの抵抗器２７ａ及び抵抗器２７ｂ（抵抗）と、コンデンサ２７ｃとを備え、比較部２６及び閾値制御部２８に接続されている。抵抗器２７ａの一端は、所定の電源電圧Ｖ０（例えば、１０Ｖ）に接続され、抵抗器２７ａの他端は、抵抗器２７ｂの一端に接続され、抵抗器２７ｂの他端は、閾値制御部２８の出力（閾値制御信号Ｓ５）に接続されている。抵抗器２７ａ及び抵抗器２７ｂは、この電源電圧Ｖ０を分圧する。
【００４４】
閾値生成部２７は、抵抗器２７ａ及び抵抗器２７ｂの間から比較部２６へ延在する接続線２７ｄを有し、電源電圧Ｖ０から抵抗器２７ａや抵抗器２７ｂを経由した中間電圧Ｖａが、接続線２７ｄへ出力される。コンデンサ２７ｃは、接続線２７ｄとグランドとの間に設けられ、接続線２７ｄに印加される電圧による充電や、充電した電荷（電圧）の放電を行う。そして、接続線２７ｄに印加された中間電圧Ｖａは、コンデンサ２７ｃの充電及び放電によって変化し、閾値電圧Ｖｔとして比較部２６へ出力される。
【００４５】
そして、電源電圧Ｖ０が１０Ｖであるとき、閾値制御部２８からの閾値制御信号Ｓ５がＨを示す場合、電源電圧Ｖ０が抵抗器２７ｂに分圧されずに、１０Ｖの中間電圧Ｖａが接続線２７ｄへ出力される。このとき、コンデンサ２７ｃは、１０Ｖの中間電圧Ｖａによって充電され、充電が完了すると、１０Ｖの中間電圧Ｖａが、閾値電圧Ｖｔとして比較部２６へ出力される。このように、コンデンサ２７ｃの放電開始前に、比較部２６へ出力される１０Ｖの閾値電圧Ｖｔを、放電開始前閾値電圧Ｖ１と称する。
【００４６】
その後、閾値制御部２８から出力される閾値制御信号Ｓ５がＨからＬに切り換えられると、電源電圧Ｖ０を抵抗器２７ａ及び抵抗器２７ｂで分圧した中間電圧Ｖａが、接続線２７ｄへ出力される。例えば、抵抗器２７ａの抵抗値Ｒ１が６．８ｋΩで、抵抗器２７ｂの抵抗値Ｒ２が４．７ｋΩの場合、次の数式（１）に基づいて、約４．１Ｖの中間電圧Ｖａが出力される。
Ｒ２/（Ｒ１＋Ｒ２）×Ｖ０  （１）
【００４７】
このとき、コンデンサ２７ｃにかかる電圧が低下し、コンデンサ２７ｃは、放電を開始するので、分圧した約４．１Ｖの中間電圧Ｖａと、コンデンサ２７ｃで放電される電荷（電圧）とが接続線２７ｄに印加されて、閾値電圧Ｖｔとして比較部２６へ出力される。そのため、閾値電圧Ｖｔは、１０Ｖから約４．１Ｖへ急激に減少せずに、放電時間ｔに伴ってなだらかに減少する。そして、コンデンサ２７ｃの放電が終了すると、分圧した約４．１Ｖの中間電圧Ｖａが、閾値電圧Ｖｔとなる。このように、コンデンサ２７ｃの放電終了後に、比較部２６へ出力される約４．１Ｖの閾値電圧Ｖｔを、放電終了後閾値電圧Ｖ２と称する。
【００４８】
閾値制御信号Ｓ５がＨからＬに切り換えられた場合の、閾値電圧Ｖｔと放電時間ｔとの関係は、次の数式（２）に表され、放電時間ｔに応じた閾値電圧Ｖｔの推移を図６の表に示す。
Ｖｔ＝Ｖ１−（Ｖ３−Ｖ３×ε―ｔ／（Ｃ１×Ｒ２））  （２）
なお、Ｖ３は、Ｖ１−Ｖ２で算出される。Ｃ１は、コンデンサ２７ｃの容量（例えば、４．７μＦ）である。Ｒ２は、抵抗器２７ｂの抵抗値である。εは、自然対数の底（例えば、２．７１８２・・・）である。図６に示すように、閾値電圧Ｖｔは、放電開始直後では、電源電圧Ｖ０に基づいて十分に高く設定されて、出力電圧Ｖｏｕｔの急激な立ち上がりに応じた電流検出信号Ｓ２のオーバーシュート電圧のピークよりも高く設定される。そして、閾値電圧Ｖｔは、放電時間ｔの経過に伴い減少する。なお、図６の表では、放電時間ｔが１００ｍｓの場合に、閾値電圧Ｖｔは４．２Ｖに収束しているが、更に時間が経過することで、閾値電圧Ｖｔは約４．１Ｖに向かって収束する。
【００４９】
比較部２６は、例えば、コンパレーター等で構成され、電流検出回路２３の検出信号ライン２３ａに接続されている。比較部２６は、検出信号ライン２３ａから電流検出信号Ｓ２を入力すると共に、閾値生成部２７から閾値電圧Ｖｔを入力する。比較部２６は、電流検出信号Ｓ２と閾値電圧Ｖｔとを比較し、その比較結果を示す保護信号Ｓ３を生成する。
【００５０】
電流検出信号Ｓ２が閾値電圧Ｖｔ未満の場合、出力ライン１５ａに過電流が生じていないと判定できるので、比較部２６は、Ｌの保護信号Ｓ３を生成する。一方、電流検出信号Ｓ２が閾値電圧Ｖｔ以上の場合、出力ライン１５ａに過電流が生じていると判定できるので、比較部２６は、Ｈの保護信号Ｓ３を生成する。また、比較部２６は、高圧生成回路２２に接続されていて、生成した保護信号Ｓ３を高圧生成回路２２へ出力する。
【００５１】
次に、電源装置１５において高圧の出力電圧Ｖｏｕｔを立ち上げる動作について、図７のグラフを参照して説明する。
【００５２】
先ず、負荷部２１の消費電力が低圧で一定である場合、図７の期間Ｔ１に示すように、電流検出回路２３の電流検出信号Ｓ２は一定の電圧値になる。そのため、電源制御部１９の制御信号Ｓ１も一定の電圧値（例えば、０．５Ｖ未満）になり、高圧生成回路２２は高圧の出力電圧Ｖｏｕｔを出力しない。なお、図７の例では、高圧生成回路２２は、マイナスで低圧の出力電圧Ｖｏｕｔを出力している。また、過電流保護回路２４は、制御信号Ｓ１が基準信号Ｓ４未満であるため、電源電圧Ｖ０に等しい閾値電圧Ｖｔを高圧生成回路２２へ出力している。
【００５３】
その後、図７の時刻Ｔ２において、印刷開始時等で負荷部２１に高圧の出力電圧Ｖｏｕｔが必要な場合、電源制御部１９は制御信号Ｓ１の電圧値を０．５Ｖ以上に増加させる。高圧生成回路２２は、制御信号Ｓ１の増加に応じて、マイナスで高圧の出力電圧Ｖｏｕｔを生成して出力する。このとき、負荷部２１では、出力電圧Ｖｏｕｔの急激な立ち上がりによって、抵抗成分２１ａだけでなく容量成分２１ｂにも電流が流れるので、負荷部２１に流れる電流が急激に増加する。そのため、電流検出信号Ｓ２に、急激に立ち上がるオーバーシュート電圧の波形が生じ、即ち、オーバーシュートが生じる。
【００５４】
この電流検出信号Ｓ２は、過電流保護回路２４で閾値電圧Ｖｔと比較されるが、閾値電圧Ｖｔは、高圧の出力電圧Ｖｏｕｔの出力開始直後では、過電流保護回路２４の回路構成によって、電流検出信号Ｓ２のオーバーシュート電圧のピークよりも高い電圧値に設定されている。電流検出信号Ｓ２のオーバーシュート電圧の波形は、高圧の出力電圧Ｖｏｕｔの出力開始からの時間経過に伴って収束し、過電流保護回路２４の閾値電圧Ｖｔも、同じ時間経過（閾値生成部２７のコンデンサ２７ｃの放電時間ｔの経過）に伴って減少する。そのため、オーバーシュート電圧が生じても、電流検出信号Ｓ２が閾値電圧Ｖｔ以上になることがなく、保護信号Ｓ３をＬに保つことができる。
【００５５】
そして、時刻Ｔ３において、高圧の出力電圧Ｖｏｕｔが安定して、電流検出信号Ｓ２も安定したときには、閾値電圧Ｖｔも、過電流を検出可能な電圧値に安定する。そのため、出力ライン１５ａに過電流が生じた場合には、過電流保護回路２４が、安定した電流検出信号Ｓ２及び閾値電圧Ｖｔに基づいて過電流を検出することができ、過電流を検知した場合には、高圧生成回路２２を停止させることができる。
【００５６】
なお、高圧の出力電圧Ｖｏｕｔの立ち上げ後、電流検出信号Ｓ２のオーバーシュート電圧の発生期間は短いため、閾値電圧Ｖｔを安定させるまでの準備期間を１００ｍｓ以下の短時間に設定することができる。そのため、この準備期間内に出力ライン１５ａに過電流が生じても、過電流が電源装置１５の部品に影響を及ぼす危険性が抑制される。また、準備期間は短時間で経過するので、過電流保護回路２４は、出力電圧Ｖｏｕｔの立ち上げ後、殆ど直ぐに過電流を検出することができる。
【００５７】
本実施形態によれば、上記したように、プリンター１（画像形成装置）の電源装置１５は、制御信号Ｓ１に基づいて高圧の出力電圧Ｖｏｕｔ（出力電圧）を生成し、この出力電圧Ｖｏｕｔを供給先である負荷部２１へ供給する高圧生成回路２２（電圧生成部）と、出力電圧Ｖｏｕｔの電流検出信号Ｓ２に基づいて制御信号Ｓ１を生成して高圧生成回路２２へ出力する電源制御部１９と、出力電圧Ｖｏｕｔの電流検出信号Ｓ２が所定の閾値電圧Ｖｔ（閾値）以上の場合、負荷部２１への出力電圧Ｖｏｕｔの供給を停止するように高圧生成回路２２を制御する過電流保護回路２４（過電流保護部）とを備える。そして、電源装置１５は、制御信号Ｓ１の変化によって高圧の出力電圧Ｖｏｕｔの急激な立ち上がりが生じる場合に、過電流保護回路２４によって、出力電圧Ｖｏｕｔの立ち上がりに応じた電流検出信号Ｓ２のピークよりも閾値電圧Ｖｔを高くした後、時間経過に伴って閾値電圧Ｖｔを徐々に減少させるように、制御信号Ｓ１に基づいて閾値電圧Ｖｔを変化させる。
【００５８】
これにより、電源装置１５は、出力電圧Ｖｏｕｔに用いられている制御信号Ｓ１を利用するので、新たな信号やソフト制御を追加することなく、過電流保護回路２４の閾値電圧Ｖｔを調整することができる。
【００５９】
また、高圧の出力電圧Ｖｏｕｔの急激な立ち上がりに応じた電流検出信号Ｓ２のオーバーシュート電圧のピークよりも閾値電圧Ｖｔを高く設定することで、オーバーシュート電圧を過電流として誤検出することを抑制することができる。そのため、高圧の出力電圧Ｖｏｕｔのなだらかな立ち上げや、電流検出信号Ｓ２の検出信号ライン２３ａへのコンデンサ追加のように、オーバーシュート電圧自体を抑制する構成を設ける必要がないので、印刷時間が長くなる問題を回避することができる。
【００６０】
更に、時間経過に伴って閾値電圧Ｖｔを徐々に減少させることで、オーバーシュート電圧の収束に合わせて閾値電圧Ｖｔを設定することができ、オーバーシュート電圧発生後に生じる過電流を確実に検出することができる。そのため、電源装置１５の部品の破損を回避することができる。
【００６１】
このように、本実施形態の電源装置１５によれば、高圧の出力電圧Ｖｏｕｔの立ち上げ時の電流検出信号Ｓ２のオーバーシュートタイミングでは、過電流保護回路２４を働き難くさせる一方、高圧の出力電圧Ｖｏｕｔが一定の間では、負荷異常であった場合に、電源装置１５の部品を破損しないように、過電流保護回路２４を働き易くさせることができる。
【００６２】
また、本実施形態の過電流保護回路２４は、出力電圧Ｖｏｕｔの電流増加に伴って大きくなる電圧で示される電流検出信号Ｓ２と、電源電圧Ｖ０から抵抗器２７ａ及び抵抗器２７ｂ（抵抗）を介して入力される電圧で示される閾値電圧Ｖｔとを比較するように構成される。そして、電源装置１５は、過電流保護回路２４によって、制御信号Ｓ１が基準信号Ｓ４の基準電圧未満の場合、電源電圧Ｖ０を閾値電圧Ｖｔに設定し、制御信号Ｓ１が基準信号Ｓ４の基準電圧以上の場合、電源電圧Ｖ０を抵抗器２７ａ及び抵抗器２７ｂで分圧することで閾値電圧Ｖｔを電源電圧Ｖ０より減少させる。
【００６３】
これにより、過電流保護回路２４の簡易な構成によって、制御信号Ｓ１に基づいて閾値電圧Ｖｔを適切に変化させることができる。
【００６４】
例えば、過電流保護回路２４は、抵抗器２７ａ及び抵抗器２７ｂに続いて所定のコンデンサ２７ｃを介した電圧を閾値電圧Ｖｔとして入力する。コンデンサ２７ｃは、制御信号Ｓ１が基準信号Ｓ４の基準電圧未満の場合、抵抗器２７ａ及び抵抗器２７ｂを介した電圧を充電し、制御信号Ｓ１が基準信号Ｓ４の基準電圧以上の場合、充電した電圧を時間経過に伴って放電して閾値電圧Ｖｔを徐々に減少させる。
【００６５】
これにより、過電流保護回路２４は、コンデンサ２７ｃの機能を利用することで、閾値電圧Ｖｔを徐々に減少させることができる。そして、電流検出信号Ｓ２のオーバーシュート電圧の収束に合わせて閾値電圧Ｖｔを変化させることができる。
【００６６】
上記した実施形態では、過電流保護回路２４が閾値生成部２７及び閾値制御部２８等の回路構成を備えて閾値電圧Ｖｔを生成する例を説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、他の実施形態では、閾値電圧Ｖｔを生成する閾値生成部２７及び閾値制御部２８等の回路構成を過電流保護回路２４の外部に備えてもよい。あるいは、閾値電圧Ｖｔを生成する閾値生成部２７及び閾値制御部２８をプログラムで構成し、記憶部１８に記憶して制御部１７や電源制御部１９で実行させてもよい。
【００６７】
本実施形態では、モノクロのプリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、カラープリンター、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１  プリンター（画像形成装置）
２ａ  制御基板
２ｂ  高圧基板
６  画像形成部
１５  電源装置
１６  制御装置
１９  電源制御部
２０  交流電源
２１  負荷部
２２  高圧生成回路
２３  電流検出回路
２４  過電流保護回路
２５  電圧変換部
【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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