(57)【要約】【課題】電圧の検出時に、検出素子の破壊を抑えることができる保護回路を提供することを目的とする。【解決手段】トランス１０の二次側に配置された整流回路１１の出力側に異常高電圧検出素子１２を配置する。異常高電圧検出素子１２は、一対の電極の対向する部分に突出部を設け、この突出部の間に空間を設けた構造を有する。異常高電圧検出素子１２に予め設定されている電圧を超える電圧が加わると、上記突出部間に放電が生じ、異常高電圧検出素子１２に電流が流れる。この電流を電流検出回路５において検出し、遮断回路６を動作させて、主制御ユニット４から制御回路７への制御信号を遮断する。これにより、発振回路８の動作を停止させ、整流回路１１からの電圧の出力を停止させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧を発生する電圧発生手段の出力に一方の端子が接続され、前記一方の端子に接続された第１の電極と他方の端子に接続された第２の電極とが空間を隔てて配置され、前記第１の電極と電気第２の電極との間の電位差が予め定められた値に達した段階で前記第１の電極と前記第２の電極との間で放電が生じる放電手段と、
前記放電を検出する放電検出手段と、
前記放電検出手段の出力に基づいて前記電圧発生手段における電圧の発生を低下または停止させる低下または停止手段と
を備えることを特徴とする保護装置。
【請求項２】
前記放電手段は、基板上に設けられた一対の電極と、
前記基板の前記一対の電極の間の部分に形成された開口と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の保護装置。
【請求項３】
前記放電検出手段は、前記放電に伴って発生する光を検出する光検出手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の保護装置。
【請求項４】
電圧を発生する電圧発生手段と、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の保護装置と
を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項５】
前記電圧発生手段は、第１の基板に配置されており、
前記停止手段は、前記第１の基板と異なる第２の基板に配置されてい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】
未定着状態の画像が形成された第１の画像形成面から第２の画像形成面に、バイアス電圧を利用して前記未定着状態の画像を転写する転写手段と、
前記転写手段に前記バイアス電圧を供給する請求項４または５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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護装置、電源装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高い電圧を扱う回路は、異常な高電圧が発生した場合に対処する保護回路が必要とされる。特許文献１には、高圧トランスの二次側の出力電圧があるしきい値を超えたことに応じて導通するツェナーダイオードを有し、このツェナーダイオードの導通に応じて制御回路への電源供給を遮断するスイッチング素子を備えた構成が記載されている。
【０００３】
特許文献２には、上記と同様な構成において、異常放電の放電パルスに含まれる周波数成分を、コンデンサを介して検出し、制御回路への電源供給を遮断するスイッチング素子を備えた構成が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平５―１６８２３０号公報
【特許文献２】特開平５―１６８２３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、電圧の検出時に、検出素子の破壊を抑えることができる保護装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、電圧を発生する電圧発生手段の出力に一方の端子が接続され、前記一方の端子に接続された第１の電極と他方の端子に接続された第２の電極とが空間を隔てて配置され、前記第１の電極と電気第２の電極との間の電位差が予め定められた値に達した段階で前記第１の電極と前記第２の電極との間で放電が生じる放電手段と、前記放電を検出する放電検出手段と、前記放電検出手段の出力に基づいて前記電圧発生手段における電圧の発生を低下または停止させる低下または停止手段とを備えることを特徴とする保護装置である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記放電手段は、基板上に設けられた一対の電極と、前記基板の前記一対の電極の間の部分に形成された開口とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記放電検出手段は、前記放電に伴って発生する光を検出する光検出手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、電圧を発生する電圧発生手段と、請求項１〜３のいずれか一項に記載の保護装置とを備えることを特徴とする電源装置である。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記電圧発生手段は、第１の基板に配置されており、前記停止手段は、前記第１の基板と異なる第２の基板に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、未定着状態の画像が形成された第１の画像形成面から第２の画像形成面に、バイアス電圧を利用して前記未定着状態の画像を転写する転写手段と、前記転写手段に前記バイアス電圧を供給する請求項４または５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である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、電圧の検出時に、検出素子の破壊を抑えることができる保護装置が提供される。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、放電が開始される電圧の調整が容易な構造が得られる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、放電発生時における放電を検出する手段が破壊し難い構成が得られる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれか一項に記載の優位性を備えた電源装置が得られる。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、電圧発生手段に異常があっても、保護装置の動作の信頼性を確保できる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の発明の優位性を備えた画像形成装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
１．第１の実施形態
（電源装置の概略）
図１は、発明を利用した電源装置を示す回路ブロック図である。図１には、高圧電源装置１が示されている。高圧電源装置１は、例えば＋５ｋＶの電圧を発生する。以下の例示では、ｋＶオーダーの電圧を、商用電源（１００Ｖまたは２００Ｖ）よりも高い電圧という意味で高電圧と表現する。また、そのような電圧を扱う電源装置を高圧電源装置と称する。
【００１９】
図１に示す高圧電源装置１は、電源回路基板２と保護回路基板３とを備えている。符号４は、高圧電源装置１の動作を制御する制御信号を高圧電源装置１に出力する主制御ユニットである。主制御ユニット４は、例えば、高圧電源装置１を内蔵する装置の制御ユニットである。符号９は、高圧電源装置１に電源電力を供給する主電源回路である。主電源回路９は、例えば、高圧電源装置１を内蔵する装置の電源回路である。
【００２０】
電源回路基板２は、主電源回路９が出力する直流電圧（例えば２４Ｖの直流電圧）を電力源として、＋５ｋＶの直流電圧を生成する。電源回路基板２は、制御回路７を備えている。制御回路７は、主制御ユニット４から出力される制御信号に基づき、発振回路８の発振状態（スイッチングの状態）を制御する。主制御ユニット４から出力される制御信号には、高圧電源装置１から出力する電圧を制御するための情報（例えば、５ｋＶの正電圧を出力する旨を指示する情報）が含まれている。この情報は、後述する遮断回路６を介して、制御回路７に入力される。制御回路７は、この情報に基づき、指示された電圧が出力されるように、発振回路８の発振状態を調整する。
【００２１】
発振回路８は、主電源回路９から供給される直流電圧をＦＥＴ等のスイッチング素子でスイッチグし、トランス１０の一次側に周期電圧（周期的に電位が変動する電圧）を加える。トランス１０の一次側に上記周期電圧が加えられると、トランス１０の二次側に昇圧された周期電圧が誘起される。
【００２２】
トランス１０の二次側に誘起された周期電圧は、ダイオードとコンデンサにより構成された整流回路１１において整流され、直流電圧が生成される。図１には、グランド電位に対して正の電圧が生成される構成が例示されている。整流回路１１で生成された直流電圧は、高圧電源装置１から出力され、この電圧を必要とする部分に供給される。
【００２３】
この例では、電源回路基板２に放電手段の一例である異常高電圧検出素子１２が搭載されている。異常高電圧検出素子１２は、二端子素子であり、一方の端子が電源回路基板２の出力ライン（整流回路１１の出力）に接続され、他方の端子が、保護回路基板３に搭載された電流検出回路５を介して基準電位となるグランド電位に接続されている。なお、ここで異常高電圧というのは、高圧電源装置１の出力電圧として定められている電圧よりも大きく、想定の範囲内の出力電圧と見なせない電圧のこという。
【００２４】
保護回路基板３は、放電検出手段の一例である電流検出回路５を備え、また遮断回路６を備えている。電流検出回路５は、異常高電圧検出素子１２の他方の端子からグランド電位に流れる電流を検出する。電流検出回路５は、検出した電流が予め決められた値に達した場合に、検出信号を遮断回路６に出力する。
【００２５】
遮断回路６は、停止手段の一例であり、トランジスタスイッチを用いた信号経路の導通／遮断を行うスイッチである。遮断回路６は、上記電流検出回路５からの検出信号が入力されない状態において、主制御ユニット４から制御回路７への制御信号の導通を確保し、上記検出信号が入力されると主制御ユニット４から制御回路７への制御信号の導通を遮断する。
【００２６】
（異常高電圧検出素子）
図２は、図１の異常高電圧検出素子１２の詳細を示す概念図である。図２には、異常高電圧検出素子１２を上面から見た状態が示されている。この例示において、異常高電圧検出素子１２は、プリント基板用として市販されている銅箔付きのガラスエポキシ基板を利用して構成されている。
【００２７】
図２には、基板３１上に銅箔をエッチングして形成した電極パターン３２と３３が配置された状態が示されている。電極パターン３２と３３との間には、基板３１に形成した開口３４が設けられている。電極パターン３２と３３は、図２における上下を反転させた対称な形状を有し、対向して向き合う部分に、それぞれ先端が尖った三角形の突出部３２ａと３３ａを備えている。また、突出部３２ａと３３ａの尖った先端は、開口３４の縁に一致した位置関係とされている。この構成によれば、突出部３２ａと３３ａの先端が開口３４によって形成されるエアギャップを介して、対向して配置された状態となる。なお、基板３１の材質は、例えばガラスエポキシ以外の材質でもよい。ただし、扱う電圧に耐える材料とする必要がある。
【００２８】
電極パターン３２と３３との間の電位差が大きくなると、突出部３２ａと３３ａの先端が電気的な特異点となり、突出部３２ａの先端と突出部３３ａの先端との間で放電が発生する。この放電が開始する電位差は、突出部３２ａの先端と突出部３３ａの先端との間の距離に主に依存する。よって、放電電圧の細かい調整は、突出部３２ａの先端と突出部３３ａの先端との間の距離（つまり、開口３４の幅）を調整することで決めることができる。
【００２９】
例えば、図１に示す構成における異常高電圧が＋７ｋＶ以上とされている場合、＋７ｋＶをやや下回る電圧値（例えば、＋６．５ｋＶ）で、突出部３２ａの先端と３３ａの先端との間で放電が発生するように、突出部３２ａの先端と突出部３３ａの先端との間の隙間の距離を調整する。極めて大雑把な把握の仕方であるが、１ｍｍの空気ギャップ当たり、１ｋＶの耐圧が稼げるものとして大体の見当を付けることができる。
【００３０】
（異常高電圧発生時の動作）
図１に示す構成において、整流回路１１の出力に異常高電圧が現れた場合を想定する。ここで、整流回路１１の出力側における定格出力電圧は、５ｋＶであり、異常高電圧検出素子の放電開始閾値が６．５ｋＶに調整されているものとする。
【００３１】
例えば、発振回路８の異常により、整流回路１１の出力に６．５ｋＶを超える正電圧が出力される場合を想定する。この場合、整流回路１１の出力に６．５ｋＶを超える電圧が現れると、図２の突出部３２ａの先端と突出部３３ａの先端との間で放電が発生する。この放電の発生により、異常高電圧検出素子１２の整流回路１１の出力に接続された端子と、グランド電位との間に電流が流れる。この電流が電流検出回路５において検出され、その検出信号が遮断回路６に送られる。
【００３２】
この検出信号が入力されることで、遮断回路６は、主制御ユニット４から制御回路７に出力される制御信号の導通経路を遮断する。この結果、制御回路７から発振回路８への制御信号が停止し、発振回路８の発振（スイッチング）が停止する。発振回路８の発振が停止することで、トランス１０の二次側における周期電圧の発生が停止し、整流回路１１の出力側における直流電圧の生成が停止する。こうして、異常高電圧検出素子１２の働きにより、高圧電源装置１から異常高電圧の出力が行われないようにする機能が得られる。
【００３３】
（優位性）
図２に例示する異常高電圧検出素子１２は、突出部３２ａの先端と突出部３３ａの先端との間の空間に生じる放電により、異常高電圧をバイパスする。この機能は、電極間の空間に生じる放電を利用してものであり、半導体の異種導電型の接合や金属と半導体の接合、固体材料中での伝導や絶縁破壊を用いたものでないので、耐久性があり、また信頼性が高い。すなわち、異常高電圧が加わった際の耐久性が高く、素子の破壊の確率が低い。
【００３４】
異常高電圧検出素子１２は、突出部３２ａの先端と突出部３３ａの先端との間の距離（隙間の間隔）を調整することで、放電が開始される電位差の調整を行える。この調整は、基板３１の機械加工と、公知のプリント基板製造に用いられるエッチング技術により低コストで行うことができる。このため、要求される検出電圧（放電を開始する閾値）の設定の自由度が高い。
【００３５】
図２に示す構成では、電源回路基板２と保護回路基板３を別基板とできるので、異常高電圧の検出に伴う保護回路の動作を確実に行える。異常高電圧の発生時には、電源回路基板２の回路の動作の信頼性が失われているので、電源回路基板２とは別の基板上で働く回路によって、電圧の出力を停止するための動作が行われるようにする方が、動作の確実性が高くなる。
【００３６】
（変形例）
図１に示す構成において、トランス１０と整流回路１１を樹脂でモールドした構造を採用することができる。この樹脂モールド構造において、異常高電圧検出素子１２を上記樹脂モールド内に含めた構造としてもよい。図１に示す構成において、負電圧を出力する形態とする場合には、整流回路１１のダイオードの向きを逆にすればよい。
【００３７】
図３は、異常高電圧検出素子の他の一例を示す上面図である。図３には、異常高電圧検出素子５０が示されている。異常高電圧検出素子５０は、銅箔パターンが形成された基板５１を利用して構成されている。基板５１には、開口５５が形成され、この開口５５の一方の縁（図の上方の縁）に銅箔により構成され、突出部５２ａを備えた電極パターン５２が配置されている。また、上記縁に対向する他方の縁（図の下方の縁）に銅箔により構成された電極パターン５３が配置されている。
【００３８】
図３に示す例では、開口５５を挟んで配置された一対の電極の一方のみに突出部５２ａが設けられている。この構成では、電極パターン５２と５３との間の電位差が、予め設定された電位差よりも大きくなると、突出部５２ａが特異点となり、突出部５２ａの尖った先端と、電極パターン５３の開口５５に望む対向する縁の部分との間で放電が生じる。
【００３９】
図４は、異常高電圧検出素子の他の一例を示す上面図（Ａ）と断面図（Ｂ）である。図４（Ｂ）には、図４（Ａ）の端子Ａと端子Ｂとを結ぶ線上で切断した断面が示されている。図４には、異常高電圧検出素子４０が示されている。異常高電圧検出素子４０は、基板４１と４２の間に、銅箔パターンにより構成される電極パターン４３と４４とが挟まれた構造を有している。
【００４０】
基板４１と４２とには、開口４５が形成されている。電極パターン４３と４４は、それぞれ三角形状の突出部４３ａと４４ａとを備え、突出部４３ａと４４ａとが開口４５を挟んで対向する位置関係で配置されている。なお、基板４１および４２は、例えばガラスエポキシ基板を利用して構成されている。
【００４１】
以下、図４に示す構造の製造工程の一例を説明する。まず、銅箔が付いた基板４２と銅箔が付いていない基板４１を用意する。そして機械加工により、基板４１と４２に開口４５を形成する。次いで、一般的なプリント基板の製造に利用されるエッチングによるパターニングを行い、基板４２上に図示する電極パターン４３と４４を形成し、さらに引き出し端子あるいはリード線を電極パターン４３と４４に接続する。その後、銅箔が付いていない基板４１を基板４２の電極パターン４３と４４が形成された面に接着剤を用いて接着する。こうして図４に示す構造を得る。
【００４２】
図２や図４に示す構成において、各突出部の位置が平行にずれていてもよい。また、突出部の数は、複数であってもよい。また突出部の数が両者で異なっていてもよい。
【００４３】
図２に示す構成において、突出部３２ａの先端と３３ａの先端との間の空間を密閉空間としてもよい。また、この密閉空間に不活性ガス等の適当なガスを封入した構造としてもよい。
【００４４】
異常高電圧が電流検出回路５において検出された際に、整流回路１１において得られる直流電圧の値を低下させる（より低い電圧とする）構成としてもよい。この構成の具体例としては、電流検出回路５の出力に基づき、主電源回路９からの供給電圧を低下させる回路を採用する構成が挙げられる。また、他の具体例として、電流検出回路５の出力に基づき、制御回路７からの制御信号を調整し、発振回路８の出力のデューティ比を変更し、整流回路１１において得られる直流電圧の値を低下させる構成を挙げることができる。
【００４５】
２．第２の実施形態
図５は、本発明を利用した画像形成装置の一例を示す概念図である。図１には、画像形成装置の一例であるカラープリンタ１００が示されている。カラープリンタ１００は、１ドラム方式の現像機１０１を備えている。現像機１０１は、ＹＭＣＫの各基本色に対応する４つの現象ユニット１０２を備えている。現象ユニット１０２は、トナーボトル１０２ａとトナー供給機構１０２ｂを備えている。４つのトナーボトル１０２ａのそれぞれには、各現象ユニット１０２に対応したＹＭＣＫのいずれかのトナーが収められている。
【００４６】
現像機１０１に接して感光体ドラム１０３が配置されている。感光体ドラム１０３は、露光用走査光照射装置１０４から照射される走査光により部分的に感光されてその表面に潜像が形成される。露光用走査光照射装置１０４は、レーザ照射装置１０４ａとレーザ光を案内する光学系１０４ｂを備えている。現像機１０１と感光体ドラム１０３が同期して互いに逆方向に回転し、その際に露光用走査光照射装置１０４から感光体ドラム１０３に走査光が照射されることで感光体ドラム１０３に潜像が形成される。感光体ドラム１０３の表面は、この潜像に応じて帯電し、その電界に引かれて現像機１０１の一つの現像ユニット１０２からＹＭＣＫのいずれかのトナーが感光体ドラム１０３に供給される。こうして、感光体ドラム１０３の表面に形成された潜像に応じてＹＭＣＫのいずれかのトナーが付着し、潜像に応じたトナー画像が形成される。
【００４７】
感光体ドラム１０３に接触する状態で転写ベルト１０６が配置されている。また、転写ベルト１０６を間に挟んで、感光体ドラム１０３に対向した位置に一次転写ローラ１０８が配置されている。感光体ドラム１０３と一次転写ローラ１０８との間には、トナー像の転写時に必要なバイアス電圧が、高圧電源装置１３０から加えられる構成とされている。高圧電源装置１３０は、図１に示す基本構成を有し、一次転写に必要な値の正または負電圧を出力する。なお、利用されるバイアス電圧の極性は、トナーを正に帯電させるか負に帯電させるかによって決められる。
【００４８】
転写ベルト１０６は、駆動ローラ１０９によって、感光体ドラム１０３の回転に同期した速さで動かされる。この際、転写ベルト１０６が、感光体ドラム１０３と一次転写ローラ１０８との間に挟まれ、その時に感光体ドラム１０３と一次転写ローラ１０８との間に高圧電源１３０からのバイアス電圧が加えられることで、転写ベルト１０６への感光体ドラム１０３からの未定着画像（トナー画像）の転写（一次転写）が行われる。この際、カラーであれば、ＹＭＣＫの各色に対する一次転写が４回行われて４色の画像が重ねられ、転写ベルト１０６上にカラーのトナー画像が形成れる。また、モノクロであれば、ＹＭＣＫの中の一色に対して転写が行われる。
【００４９】
カラープリンタ１００の底部には、印刷用紙１２２を収納した用紙収納装置１２３が格納されている。印刷用紙１２２は、符号１２４によって代表的に示される用紙搬送系によって用紙搬送経路１２５を搬送される。この用紙搬送経路１２５の途中に、二次転写ローラ１２６ａと１２６ｂが配置されている。
【００５０】
二次転写ローラ１２６ａおよび１２６ｂの間には、二次転写に必要なバイアス電圧が加えられる構成とされている。この二次転写用のバイアス電圧は、高圧電源装置１３１から供給される。高圧電源装置１３１は、図１に示す基本構成を有し、二次転写に必要な値と極性を有する電圧を出力する。
【００５１】
二次転写ローラ１２６ａおよび１２６ｂの間に、用紙搬送経路１２５を搬送されてきた図示省略した印刷用紙と転写ベルト１０６とが挟まれることで、転写ベルト１０６の表面に一次転写されている未定着画像が、印刷用紙に更に二次転写される。
【００５２】
未定着画像が転写された印刷用紙は、用紙搬送経路１２５に沿って動き、定着ローラ１２７ａおよび１２７ｂとの間を搬送される。定着ローラ１２７ｂは、加熱ヒータを内蔵しており、上記の搬送時に印刷用紙上の未定着画像を構成するトナー材料を加熱する。この加熱により、未定着画像が印刷用紙上に定着する。その後印刷用紙は、排出機構１２８から排出面１２９上に排出される。なお、符号１３０は、両面印刷が行われる場合の用紙搬送経路である。
【００５３】
図１において、符号１３２は、カラープリンタ１００の動作を制御する主制御ユニットである。主制御ユニット１３２は、図１の主制御ユニット４に対応する。主制御ユニット１３２は、コンピュータとしての機能を有している。主制御ユニット１３２からの制御信号により、高圧電源装置１３０と１３１が出力する電圧の値の制御や、その出力のタイミングの制御が行われる。主制御ユニット１３２は、用紙の搬送や画像形成に関する制御も行うが、ここでは説明は省略する。
【００５４】
符号１３３は、カラープリンタ１００の主電源回路である。主電源回路１００は、図１の主電源回路９に相当し、商用電源（例えばＡＣ１００Ｖの商用電源）から、カラープリンタ１００内で必要とされる各種の直流電圧を生成する。高電圧電源装置１３０と１３１の電源電力（この例では、直流２４Ｖ）も主電源回路１００で生成され、高圧電源装置１３０と１３１とに供給される。主電源回路１００は、各種モータの電源電圧、ヒータを駆動する電源電圧、主制御ユニット４に電源電力を供給するための電源電圧等を生成する。
【００５５】
以上においては、ＹＭＣＫの４色が一体となった現像ユニットと一つの感光体ドラムを用いる１ドラム方式の画像形成装置の例を示した。しかしながら、本発明は、ＹＭＣＫの色ごとに現像機と感光体ドラムの組を備えたタンデム方式の画像形成装置に適用することもできる。また、画像形成装置としては、感光体ドラムから用紙に直接未定着画像を転写する構成を採用することもできる。この場合、転写は一次転写のみとなる。
【００５６】
３．第３の実施形態
（構成）
図６は、発明を利用した実施形態の一例を示すブロック図である。図６には、図１とは異常高電圧の検出信号の保護回路基板への伝送機構が異なる構成の一例が示されている。図６において、図１と同じ符号部分は、図１に関連して説明した内容と同じである。また、電源回路基板２における電圧の生成の仕組みも図１に示す構成と同じである。また、図１に示す構成の代わりに図６に示す構成を図５に示す画像形成装置に利用することも可能である。
【００５７】
図６に示す例では、放電検出手段の一例である光検出素子１３を備えている。光検出素子１３は、異常高電圧検出素子１２における放電に伴う発光を検出する。光検出素子１３は、フォトダイオードや光トランジスタ等が利用される。
【００５８】
保護回路基板３上には、センサ信号検出回路１４と遮断回路６とが搭載されている。センサ信号検出回路１４は、放電検出手段の出力に基づいて電圧発生手段における電圧の発生を停止させる信号を出力する。
【００５９】
異常高電圧検出素子１２における放電が発生すると、それに伴う発光が生じる。この発光が光検出素子１３によって検出されると、光検出素子１３の出力が変化し、それがセンサ信号検出回路１４によって検出される。上記の発光に伴う光検出素子１３の出力の変化を検出したセンサ信号検出回路１４は、異常高電圧検出素子１２における放電を検出した旨を知らせる検出信号を遮断回路６に出力する。この検出信号は、電源回路基板２における電圧生成動作を停止させる信号となる。この検出信号を受けて、遮断回路６は、図１の場合と同様に、主制御ユニット４から制御回路７に出力される制御信号の経路を遮断する。
【００６０】
（異常高電圧発生時の動作）
図６に示す構成において、整流回路１１の出力に異常高電圧が現れた場合を想定する。ここで、整流回路１１の出力側における定格出力電圧は、５ｋＶであり、異常高電圧検出素子の放電開始閾値が６．５ｋＶに調整されているものとする。
【００６１】
例えば、発振回路８の異常により、整流回路１１の出力に６．５ｋＶを超える正電圧が出力される場合を想定する。この場合、整流回路１１の出力に６．５ｋＶ以上の電圧が現れると、図２の突出部３２ａの先端と突出部３３ａの先端との間で放電が発生し、それに伴う発光が生じる。この発光が、光検出素子１３により検出され、センサ信号検出回路１４から検出信号が遮断回路６に出力される。
【００６２】
センサ信号検出回路１４からの検出信号を受けて、遮断回路６は、主制御ユニット４から制御回路７に出力される制御信号の経路を遮断する。この結果、制御回路７から発振回路８への制御信号が停止し、発振回路８の発振（スイッチング）が停止する。発振回路８の発振が停止することで、トランス１０の二次側における周期電圧の発生が停止し、整流回路１１の出力側における電圧の生成が停止する。こうして、異常高電圧検出素子１２における放電を発光の検知により検出し、それに基づいて高圧電源装置１からの異常高電圧の出力を停止させる処理が行われる。
【００６３】
（優位性）
図６に示す構成は、図１に示す構成よりも保護回路基板３の動作の信頼性が高いという優位性がある。以下、以下この点について説明する。異常高電圧の発生時に異常高電圧検出素子１２には、放電に伴い電流が流れる。異常高電圧発生素子１２には、この電流を制限する機能はない。したがって、発生する異常高電圧の値が大きい場合、それに応じて異常高電圧発生素子１２に流れる電流の値も大きくなる。
【００６４】
図６に示す構成では、異常高電圧発生素子１２に流れる電流を直接検出せず、放電に伴う発光を検出する。この構成では、電源回路基板２と異常高電圧を検出する回路系（光検出素子１３と保護回路基板３）とは、光学的に結合しているが、電気的には分離されている。したがって、異常高電圧の発生時に異常高電圧検出素子１２を流れる電流が、光検出素子１３に流れない。このため、異常高電圧検出素子１２を用いた異常高電圧の検出時に、光検出素子１３と保護回路基板３がダメージを受け難い構成となる。
【００６５】
（変形例）
異常高電圧検出素子１２おける放電の検出感度を高めるために、異常高電圧検出素子１２おける突出部３２ａの先端と突出部３３ａの先端との間の空間を密閉空間とし、そこに放電時に発光し易いガス（例えばヘリウムやネオン等の希ガス）を充填した構造としてもよい。このようなガスは、発光の中心波長が分かっているので、この波長に感度を有する光検出素子１３を用いることで、異常高電圧の検出感度が高くなる。
【００６６】
４．第４の実施形態
（構成）
図７は、発明を利用した実施形態の一例を示すブロック図である。図７に例示する構成は、既存の電源回路に外付けで部品を追加することで、本発明を利用した構成を実現する例である。図７には、電源回路基板２１を備えた高圧電源装置２０に、異常高電圧検出回路基板２２と保護回路基板３を追加した構造が示されている。この例では、異常高電圧検出回路基板２２と保護回路基板３とによって、保護装置が構成されている。なお、図７において、図１に示す符号と同じ部分は、図１に関連して説明した内容と同じである。
【００６７】
図７に示す例では、既存の高圧電源装置として、主制御ユニット４からの制御信号により、動作する電源回路基板２１を備えた構成を基本とし、この構成に、異常高電圧検出回路基板２２と保護回路基板３を追加した構造とされている。
【００６８】
（動作）
この例では、電源回路基板２１の出力に異常高電圧が現れると、異常高電圧検出素子１２において放電が発生し、この放電に伴う発光が光検出素子１３よって検出される。この結果、センサ信号検出回路１４から検出信号が遮断回路６に出力され、遮断回路６における信号経路の遮断が行われる。これにより、電源回路基板２１における電圧の生成機能が停止する。こうして、異常高電圧の発生の検知、およびそれに基づく、電源回路基板２１からの出力ＯＦＦが行われる。
【００６９】
（優位性）  
図７に例示する構成は、既存の電源部分に異常高電圧検出回路基板２２と保護回路基板３を追加し、配線の接続を変更することで得られる。このため、既存の電源を利用して低コストで実現できる。また、保護回路基板３に異常高電圧が加わることがないので、異常高電圧の検出を高い信頼性で行うことができる。
【００７０】
（その他）
図１、図６および図７に示す構成は、画像形成装置における高圧電源への適用に限定されない。本発明は、ｋＶオーダーの電圧が必要される装置の電源に利用することができる。これらの装置としては、ディスプレイ、溶接装置、放電加工装置、オゾン発生装置、プラズマ発生装置、空気の電離作用を利用した空気洗浄装置や脱臭装置等が挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、異常な高電圧から装置やデバイスを保護する保護装置、この保護装置を備えた電源装置、この電源装置を備えた画像形成装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】発明を利用した電源装置の一例を示すブロック図である。
【図２】異常高電圧を検出する素子の一例を示す上面図である。
【図３】異常高電圧を検出する素子の一例を示す上面図である。
【図４】異常高電圧を検出する素子の一例を示す上面図（Ａ）と断面図（Ｂ）である。
【図５】画像形成装置の一例を示す概念図である。
【図６】発明を利用した電源装置の一例を示すブロック図である。
【図７】発明を利用した電源装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７３】
１…高圧電源装置、２…電源回路基板、３…保護回路基板、４…主制御ユニット、５…電流検出回路、６…遮断回路、７…制御回路、８…発振回路、９…主電源回路、１０…トランス、１１…整流回路、１２…異常高電圧検出素子、１３…光検出素子、３１…基板、３２…電極パターン、３２ａ…突出部、３３…電極パターン、３３ａ…突出部、３４…開口。
【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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