(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧を脈流化する整流ブリッジと、
脈流電圧を平滑化する第１の平滑用コンデンサと、
前記第１の平滑用コンデンサに接続された１次巻線と、
前記第１の平滑用コンデンサから前記１次巻線に供給される直流電圧をスイッチングするスイッチ回路と、
前記１次巻線に生じた磁界により励磁される２次巻線と、
前記２次巻線に生じた電圧を平滑化する第２の平滑用コンデンサと、
前記第１の平滑用コンデンサに残った電荷を放電させる第１の放電抵抗と、前記交流電圧が供給されている場合、前記第１の平滑用コンデンサから前記第１の放電抵抗を開放し、前記交流電圧が供給されておらず且つ前記第１の平滑用コンデンサに電荷が残っている場合、前記第１の平滑用コンデンサに前記第１の放電抵抗を接続する第１のスイッチ素子とを有する第１の放電回路と、
前記第２の平滑用コンデンサに残った電荷を放電させる第２の放電抵抗と、前記交流電圧が供給されている場合、前記第２の平滑用コンデンサから前記第２の放電抵抗を開放し、前記交流電圧が供給されておらず且つ前記第２の平滑用コンデンサに電荷が残っている場合、前記第２の平滑用コンデンサに前記第２の放電抵抗を接続する第２のスイッチ素子とを有する第２の放電回路と、を具備し、
前記第１の放電回路は、前記交流電圧が供給されている間発光する発光ダイオードを更に有し、
前記第２の放電回路は、前記発光ダイオードが発光している間導通状態になるフォトトランジスタを更に有し、
第２のスイッチ素子は、制御端子が前記第２の平滑用コンデンサに接続され、
前記フォトトランジスタは、オフ状態である場合、前記第２のスイッチ素子の制御端子をＧＮＤから開放させ、オン状態である場合、前記第２のスイッチ素子の制御端子をＧＮＤに接続する電力変換装置。
【請求項２】
第１のスイッチ素子は、制御端子が前記第１の平滑用コンデンサに接続され、
前記第１の放電回路は、前記交流電圧によってオン状態になり、オン状態である場合、前記第１のスイッチ素子の制御端子を前記第１の平滑用コンデンサの低電位側に接続させ、オフ状態である場合、前記第２のスイッチ素子の制御端子を前記第１の平滑用コンデンサの低電位側から開放する第３のスイッチ素子をさらに具備する請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
印刷媒体に画像を形成する画像形成部と、
請求項１又は２に記載の電力変換装置と、
を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力変換装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力を変換する電力変換装置が一般的に用いられている。電力変換装置は、交流電源から得られる交流電圧を全波整流回路により脈流化し、脈流化した正電圧をコンデンサにより平滑することにより、直流電圧を得る。電力変換装置は、スイッチング制御を行うことにより、直流電圧を高周波パルスに変換する。電力変換装置は、コンバータにより変換された高周波パルスによって磁界を発生させる１次側の巻線（１次巻線）と、１次巻線に生じた磁界により励磁される２次側の巻線（２次巻線）とを有する。電力変換装置は、２次巻線に接続された負荷に、変換した電力を供給する。
【０００３】
上記の電力変換装置では、交流電源からの電力の供給が途絶えた時に平滑用のコンデンサの電位を放電する為の抵抗が、コンデンサと並列に接続されている。しかし、この抵抗は、交流電源から電力の供給されている間もコンデンサと並列に接続されている為、電力損失が生じるという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１６３０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、損失を低減し、且つコンデンサに残った電荷を放電させることができる電力変換装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態に係る電力変換装置は、交流電圧を脈流化する整流ブリッジと、脈流電圧を平滑化する第１の平滑用コンデンサと、前記第１の平滑用コンデンサに接続された一次巻線と、前記第１の平滑用コンデンサから前記１次巻線に供給される直流電圧をスイッチングするスイッチ回路と、第１の放電回路とを具備する。第１の放電回路は、前記第１の平滑用コンデンサに残った電荷を放電させる第１の放電抵抗と、前記交流電圧が供給されている場合、前記第１の平滑用コンデンサから前記第１の放電抵抗を開放し、前記交流電圧が供給されておらず且つ前記第１の平滑用コンデンサに電荷が残っている場合、前記第１の平滑用コンデンサに前記第１の放電抵抗を接続する第１のスイッチ素子とを有する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、一実施形態に係る画像形成装置の構成の例について説明する為の図である。
【図２】図２は、一実施形態に係る電力変換装置の構成の例について説明する為の図である。
【図３】図３は、一実施形態に係る電力変換装置の動作の例について説明する為の図である。
【図４】図４は、一実施形態に係る電力変換装置の他の構成例について説明する為の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。  
図１は、一実施形態に係る画像形成装置１の構成例を示す説明図である。  
画像形成装置１は、例えば、印刷媒体などの記録媒体を搬送しながら画像形成等の各種処理を行うマルチファンクションプリンタ（ＭＦＰ）である。画像形成装置１は、感光ドラムを帯電させ、感光ドラムに対して印刷用の画像データ（印刷データ）に応じた光を照射することにより、感光ドラムに潜像（静電潜像）を形成する。画像形成装置１は、感光ドラムに形成された潜像にトナー（現像剤）を付着させ、潜像に付着したトナーを印刷媒体に転写して印刷媒体上にトナー像を形成する。また、画像形成装置１は、トナー像が形成された印刷媒体を、ヒータによって高熱に熱された定着ローラによって挟み、印刷媒体上に形成されたトナー像を定着させる。
【０００９】
また、画像形成装置１は、印刷媒体に照射された光の反射光をイメージセンサに結像させ、イメージセンサに蓄積された電荷を読み出しディジタル信号に変換することによって、印刷媒体の画像を取得する。
【００１０】
画像形成装置１は、筐体１１、原稿台１２、スキャナ部１３、自動原稿搬送部（ＡＤＦ）１４、給紙カセット１５、排紙トレイ１６、画像形成部１７、搬送部１８、主制御部１９、及び電力変換装置２０を備える。
【００１１】
筐体１１は、原稿台１２、スキャナ部１３、ＡＤＦ１４、給紙カセット１５、排紙トレイ１６、画像形成部１７、搬送部１８、主制御部１９、及び電力変換装置２０を保持する本体である。
【００１２】
原稿台１２は、原稿としての印刷媒体Ｐが載置される部分である。
【００１３】
スキャナ部１３は、主制御部１９の制御に応じて、印刷媒体Ｐから画像を取得する。スキャナ部１３は、イメージセンサ、光学素子、及び照明などを備える。
【００１４】
イメージセンサは、光を電気信号（画像信号）に変換する画素がライン状に配列された撮像素子である。イメージセンサは、例えばＣｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ（ＣＣＤ）、Ｃｏｍｐｌｉｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ（ＣＭＯＳ）、または他の撮像素子により構成される。
【００１５】
光学素子は、所定の読取範囲からの光をイメージセンサの画素に結像させるものである。光学素子の読取範囲は、原稿台１２上のライン状の領域である。光学素子は、原稿台１２に置かれた印刷媒体Ｐによって反射した光をイメージセンサの画素に結像させる。
【００１６】
照明は、印刷媒体Ｐに光を照射する。照明は、光源と、光源からの光を印刷媒体Ｐに照射させる導光体とを備える。照明は、光源から発せられた光を導光体によって光学素子の読取範囲を含む領域に照射する。
【００１７】
原稿台１２に印刷媒体Ｐが載置されている場合、スキャナ部１３は、イメージセンサの画素の配列方向（主走査方向）と直交し、且つ原稿台１２と平行な方向である副走査方向に図示されない駆動機構によって駆動される。スキャナ部１３は、副走査方向に駆動されるとともに、イメージセンサにより連続的に１ラインずつ画像を取得することにより、原稿台１２に置かれた印刷媒体Ｐの全体の画像データ（原稿画像データ）を取得する。
【００１８】
ＡＤＦ１４は、印刷媒体Ｐを搬送する機構である。ＡＤＦ１４は、原稿台１２上に開閉自在に設けられている。ＡＤＦ１４は、主制御部１９の制御に応じて、トレイに配置された印刷媒体Ｐを取り込み、取り込んだ印刷媒体Ｐを原稿台１２のガラス板に密着させつつ搬送する。
【００１９】
ＡＤＦ１４により印刷媒体Ｐが搬送されている場合、スキャナ部１３は、ＡＤＦ１４により印刷媒体Ｐが密着される位置と対向する位置に駆動される。スキャナ部１３は、ＡＤＦ１４により搬送される印刷媒体Ｐからイメージセンサにより連続的に１ラインずつ画像を取得することにより、ＡＤＦ１４により搬送される印刷媒体Ｐの全体の画像データ（原稿画像データ）を取得する。
【００２０】
給紙カセット１５は、印刷媒体Ｐを収容するカセットである。給紙カセット１５は、筐体１１の外部から印刷媒体Ｐを供給可能に構成されている。例えば、給紙カセット１５は、筐体１１から引き出し可能に構成されている。
【００２１】
排紙トレイ１６は、画像形成装置１から排出された印刷媒体Ｐを支持するトレイである。
【００２２】
画像形成部１７は、主制御部１９の制御に基づいて印刷媒体Ｐに画像を形成する。例えば、画像形成部１７は、ドラムを帯電させ、帯電したドラムに印刷用の画像データ（印刷データ）に応じた潜像を形成し、ドラムに形成された潜像にトナーを付着させ、潜像に付着したトナーを印刷媒体Ｐに転写して印刷媒体Ｐ上に画像を形成する。画像形成部１７は、例えば図１に示されるようにドラム２１、露光器２２、現像器２３、転写ベルト２４、１対の転写ローラ２５、及び１対の定着ローラ２６を備える。
【００２３】
ドラム２１は、円筒状に形成された感光ドラムである。ドラム２１は、転写ベルト２４と接するように設けられている。ドラム２１は、図示されない帯電チャージャによって表面が一様に帯電される。また、ドラム２１は、図示しない駆動機構によって一定の速度で回転する。
【００２４】
露光器２２は、帯電したドラム２１に静電潜像を形成する。露光器２２は、印刷データに応じて発光素子などによりドラム２１の表面にレーザ光を照射することによって、ドラム２１の表面に静電潜像を形成する。露光器２２は、発光部、及び光学素子を備える。
【００２５】
発光部は、電気信号（画像信号）に応じて光を出射する発光素子がライン状に配列された構成を備える。発光部の発光素子は、帯電したドラム２１に潜像を形成することが可能な波長の光を出射する。発光部から出射された光は、光学素子によってドラム２１の表面に結像される。
【００２６】
現像器２３は、ドラム２１に形成された静電潜像にトナー（現像剤）を付着させる。これにより、現像器２３は、ドラム２１の表面にトナーの像（トナー像）を形成する。
【００２７】
なお、画像形成部１７のドラム２１、露光器２２、及び現像器２３は、例えば、シアン、マゼンダ、イエロー、及びブラック等の異なる色毎に設けられる。この場合、複数の現像器２３は、それぞれ異なる色のトナーを保持する。
【００２８】
転写ベルト２４は、ドラム２１の表面に形成されたトナー像を受け取り、印刷媒体Ｐに転写する為の部材である。転写ベルト２４は、ローラの回転によって移動される。転写ベルト２４は、ドラム２１と接する位置において、ドラム２１に形成されたトナー像を受け取り、受け取ったトナー像を１対の転写ローラ２５に運ぶ。
【００２９】
１対の転写ローラ２５は、転写ベルト２４と印刷媒体Ｐとを挟むように構成される。１対の転写ローラ２５は、転写ベルト２４上のトナー像を印刷媒体Ｐに転写する。
【００３０】
１対の定着ローラ２６は、印刷媒体Ｐを挟むように構成される。１対の定着ローラ２６は、図示されないヒータにより熱される。１対の定着ローラ２６は、熱された状態で、挟み込んだ印刷媒体Ｐに対して圧力を加えることにより、印刷媒体Ｐ上に形成されたトナー像を定着させる。即ち、１対の定着ローラ２６は、トナー像を定着させることにより印刷媒体Ｐ上に画像を形成する。
【００３１】
搬送部１８は、印刷媒体Ｐを搬送する。搬送部１８は、複数のガイドおよび複数のローラにより構成される搬送路と、搬送路による印刷媒体Ｐの搬送位置を検出するセンサとを備える。搬送路は、印刷媒体Ｐが搬送される経路である。搬送ローラは、主制御部１９の制御に基づいて動作するモータによって回転されることで、印刷媒体Ｐを搬送路に沿って搬送する。また、複数のうちの一部のガイドは、主制御部１９の制御に基づいて動作するモータによって回転されることによって、印刷媒体Ｐを搬送する搬送路を切り替える。
【００３２】
搬送部１８は、例えば図１に示されるように取込ローラ３１、給紙搬送路３２、排紙搬送路３３、及び反転搬送路３４を備える。
【００３３】
取込ローラ３１は、給紙カセット１５に収容されている印刷媒体Ｐを給紙搬送路３２に取り込む。
【００３４】
給紙搬送路３２は、取込ローラ３１により給紙カセット１５から取り込まれた印刷媒体Ｐを画像形成部１７に搬送する為の搬送路である。
【００３５】
排紙搬送路３３は、画像形成部１７により画像が形成された印刷媒体Ｐを筐体１１から排出する為の搬送路である。排紙搬送路３３によって排出された印刷媒体Ｐは、排紙トレイ１６に排出される。
【００３６】
反転搬送路３４は、画像形成部１７により画像が形成された印刷媒体Ｐの表裏及び前後などを反転させた状態で印刷媒体Ｐを再度画像形成部１７に供給する為の搬送路である。
【００３７】
主制御部１９は、画像形成装置１の制御を行う。主制御部１９は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び不揮発性メモリを備える。
【００３８】
ＣＰＵは、演算処理を実行するプロセッサである。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているプログラムなどのデータに基づいて種々の処理を行う。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されているプログラムを実行することにより、種々の動作を実行可能な制御部として機能する。ＣＰＵは、印刷媒体Ｐに画像を形成させる為の印刷データを画像形成部１７に入力する。また、ＣＰＵは、印刷媒体Ｐの搬送を指示する搬送制御信号を搬送部１８に入力する。
【００３９】
ＲＯＭは、読み出し専用の不揮発性メモリである。ＲＯＭは、プログラム及びプログラムで用いられるデータなどを記憶する。
【００４０】
ＲＡＭは、ワーキングメモリとして機能する揮発性のメモリである。ＲＡＭは、ＣＰＵの処理中のデータなどを一時的に格納する。また、ＲＡＭは、ＣＰＵが実行するプログラムを一時的に格納する。
【００４１】
不揮発性メモリは、種々の情報を記憶可能な記憶媒体（記憶部）である。不揮発性メモリは、プログラム及びプログラムで用いられるデータなどを記憶する。不揮発性メモリは、例えば、ソリッドステイトドライブ（ＳＳＤ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、または他の記憶装置である。なお、不揮発性メモリの代わりに、メモリカードなどの記憶媒体を挿入可能なカードスロットなどのメモリＩ／Ｆが設けられていてもよい。
【００４２】
ＣＰＵは、画像形成装置１の動作状態を切り替える。動作状態は、例えば、印刷媒体Ｐに対する画像の形成が可能なレディ状態、および所定の操作の入力を待機するスリープ状態などの状態である。
【００４３】
電力変換装置２０は、電力が供給される１次側と、電力を出力する２次側とを有する。１次側には、商用電源などの交流電源ＡＣが接続される。２次側には、画像形成装置１の種々の構成である負荷Ｗが接続される。電力変換装置２０は、交流電源ＡＣから１次側に入力される交流電圧を、２次側に接続された負荷Ｗに供給する為の直流電圧に変換する電源回路である。
【００４４】
図２は、電力変換装置２０の構成について説明する為の回路図である。電力変換装置２０は、直流電圧源４１、絶縁トランス４２、スイッチ回路４３、整流平滑回路４４、第１の放電回路４５、及び第２の放電回路４６を備える。また、電力変換装置２０は、力率改善回路をさらに備える構成であってもよい。
【００４５】
まず電力変換装置２０の１次側の構成について説明する。  
直流電圧源４１は、交流電源ＡＣから入力される交流電圧を全波整流し、直流電圧を後段の回路に供給する回路である。例えば、直流電圧源４１は、整流ブリッジＤＢ１及び第１の平滑用コンデンサＣ１を備える。
【００４６】
整流ブリッジＤＢ１は、複数のダイオードにより構成された全波整流回路（整流器）である。整流ブリッジＤＢ１の入力端子は、交流電源ＡＣに接続される。整流ブリッジＤＢ１は、交流電源ＡＣから供給された交流電圧を脈流化し、脈流化した正電圧を第１の平滑用コンデンサＣ１に供給する。
【００４７】
第１の平滑用コンデンサＣ１は、整流ブリッジＤＢ１の出力端子に接続される。第１の平滑用コンデンサＣ１は、整流ブリッジＤＢ１から供給された脈流化された正電圧を平滑化する。第１の平滑用コンデンサＣ１は、並列に接続された回路に直流電圧を供給する。
【００４８】
絶縁トランス４２は、磁界を発生させる１次側の巻線（１次巻線）Ｌ１と、１次巻線Ｌ１と絶縁され且つ１次巻線Ｌ１に生じた磁界により励磁される２次側の巻線（２次巻線）Ｌ２とを有する。
【００４９】
スイッチ回路４３は、半導体スイッチである。スイッチ回路４３は、例えばｎ型チャネルＦＥＴである。
【００５０】
絶縁トランス４２の１次巻線Ｌ１、スイッチ回路４３のドレイン端子、及びスイッチ回路４３のソース端子は、直列に接続される。具体的には、１次巻線Ｌ１の一方の端子は、第１の平滑用コンデンサＣ１に接続され、１次巻線Ｌ１の他方の端子は、スイッチ回路４３のドレイン端子に接続され、スイッチ回路４３のソース端子は、コンデンサＣ１の低電位側に接続され、スイッチ回路４３のゲート端子は、図示されない制御回路に接続されている。
【００５１】
スイッチ回路４３は、ドレイン端子−ソース端子間を導通させる導通状態（オン状態）と、ドレイン端子−ソース端子間を非導通にする非導通状態（オフ状態）とを制御回路からゲート端子に入力される制御信号に基づいて切り替える。
【００５２】
制御回路は、制御信号として例えば高周波のパルス信号をスイッチ回路４３のゲート端子に入力する。これにより、制御回路は、スイッチ回路４３のオン状態とオフ状態とを高速に切り替える。この結果、第１の平滑用コンデンサＣ１の電位によって、絶縁トランス４２の１次巻線Ｌ１に高周波パルスが供給され、１次巻線Ｌ１により磁界が発生する。
【００５３】
上記の様に、スイッチ回路４３は、直流電圧を高周波パルスに変換するフライバックコンバータとして機能する。なお、スイッチ回路４３は、第１の平滑用コンデンサＣ１の電位によって、絶縁トランス４２の１次巻線Ｌ１に高周波パルスを供給するハーフブリッジコンバータ、またはフルブリッジコンバータなどの他のコンバータ回路として構成されていてもよい。
【００５４】
次に電力変換装置２０の２次側の構成について説明する。  
絶縁トランス４２の２次巻線Ｌ２は、１次巻線Ｌ１により発生した磁界に応じて励磁され、電力を生成する。２次巻線Ｌ２には、１次巻線Ｌ１と２次巻線Ｌ２との巻き数の比に応じた電圧が発生する。
【００５５】
整流平滑回路４４は、２次巻線Ｌ２に生じた電力を整流及び平滑化する回路である。整流平滑回路４４は、整流ダイオードＤ４、及び第２の平滑用コンデンサＣ２を有する。
【００５６】
整流ダイオードＤ４は、アノードが２次巻線Ｌ２に接続され、カソードが第２の平滑用コンデンサＣ２に接続されている。整流ダイオードＤ４は、２次巻線Ｌ２に生じた電流を整流し、第２の平滑用コンデンサＣ２に供給する。
【００５７】
第２の平滑用コンデンサＣ２は、整流ダイオードＤ４から供給された正電圧を平滑化する。第２の平滑用コンデンサＣ２は、並列に接続された回路に直流電圧を供給する。本例では、第２の平滑用コンデンサＣ２には、負荷Ｗが接続されている。第２の平滑用コンデンサＣ２は、平滑化した直流電圧を負荷Ｗに供給する。
【００５８】
第１の放電回路４５は、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５、第１の放電抵抗Ｒ６、ダイオードＤ１、ダイオードＤ２、ダイオードＤ３、フォトカプラＰＣ１、スイッチ素子Ｑ１、スイッチ素子Ｑ２、及びコンデンサＣ３を備える。
【００５９】
抵抗Ｒ１は、一方の端子が交流電源ＡＣに接続され、他方の端子がダイオードＤ１のアノードに接続されている。抵抗Ｒ２は、一方の端子が交流電源ＡＣの抵抗Ｒ１が接続されている端子とは別の端子に接続され、他方の端子がダイオードＤ２のアノードに接続されている。ダイオードＤ１及びダイオードＤ２のカソードは、互いに接続点Ｍで接続されている。また、接続点Ｍには、抵抗Ｒ３の一方の端子が接続されている。
【００６０】
フォトカプラＰＣ１は、発光ダイオードＬＥＤ及びフォトトランジスタＰＴなどを備える。フォトカプラＰＣ１は、発光ダイオードＬＥＤのアノードからカソードに電流が流れ、発光ダイオードＬＥＤが発光した場合、フォトトランジスタＰＴに光が入射し、フォトトランジスタＰＴのコレクタ−エミッタ間が導通する。
【００６１】
フォトカプラＰＣ１は、発光ダイオードＬＥＤのアノードが抵抗Ｒ３の他方の端子に接続されている。また、フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードＬＥＤのカソードには、抵抗Ｒ４、コンデンサＣ３、及びダイオードＤ３のアノードがそれぞれ並列に接続点Ｎで接続されている。抵抗Ｒ４及びコンデンサＣ３は、フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードＬＥＤのカソードとコンデンサＣ１の低電位側との間に接続されている。
【００６２】
スイッチ素子Ｑ１及びスイッチ素子Ｑ２は、半導体スイッチであり、例えばｎｐｎ型トランジスタである。スイッチ素子Ｑ１及びスイッチ素子Ｑ２は、ｎ型ＭＯＳＦＥＴであってもよい。
【００６３】
スイッチ素子Ｑ１のベース端子（制御端子）は、ダイオードＤ３のカソードに接続されている。スイッチ素子Ｑ１のエミッタは、コンデンサＣ１の低電位側に接続されている。スイッチ素子Ｑ１のコレクタは、スイッチ素子Ｑ２のベース端子（制御端子）に接続されている。また、スイッチ素子Ｑ１のコレクタは、抵抗Ｒ５を介して第１の平滑用コンデンサＣ１に接続されている。即ち、抵抗Ｒ５は、一方の端子が第１の平滑用コンデンサＣ１と直流電圧源４１の出力端子との間に接続され、他方の端子がスイッチ素子Ｑ１のコレクタとスイッチ素子Ｑ２のベース端子との間に接続されている。
【００６４】
スイッチ素子Ｑ２のエミッタは、コンデンサＣ１の低電位側に接続されている。スイッチ素子Ｑ２のコレクタは、第１の放電抵抗Ｒ６を介して第１の平滑用コンデンサＣ１に接続されている。
【００６５】
第１の放電抵抗Ｒ６は、第１の平滑用コンデンサＣ１に蓄積された電荷を放電する為の抵抗である。第１の放電抵抗Ｒ６は、抵抗Ｒ５に比べて抵抗値が低い抵抗である。第１の放電抵抗Ｒ６は、一方の端子が第１の平滑用コンデンサＣ１と直流電圧源４１の出力端子との間に接続され、他方の端子がスイッチ素子Ｑ２のコレクタに接続されている。
【００６６】
第２の放電回路４６は、抵抗Ｒ７、抵抗Ｒ８、第２の放電抵抗Ｒ９、フォトカプラＰＣ１、スイッチ素子Ｑ３、及びコンデンサＣ４を備える。
【００６７】
抵抗Ｒ７は、一方の端子が整流平滑回路４４の出力端子に接続され、他方の端子が接続点Ｊに接続されている。接続点Ｊには、フォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタＰＴのコレクタ、コンデンサＣ４、抵抗Ｒ８、及びスイッチ素子Ｑ３のゲート端子（制御端子）がそれぞれ並列に接続されている。即ち、抵抗Ｒ７の他方の端子には、フォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタＰＴのコレクタ、コンデンサＣ４、抵抗Ｒ８、及びスイッチ素子Ｑ３のゲート端子が接続点Ｊでそれぞれ並列に接続されている。なお、抵抗Ｒ８及びコンデンサＣ４は、接続点ＪとＧＮＤとの間に接続されている。
【００６８】
上記したように、フォトカプラＰＣ１は、発光ダイオードＬＥＤが第１の放電回路４５に設けられており、フォトトランジスタＰＴが第２の放電回路４６に設けられている。フォトトランジスタＰＴのエミッタは、ＧＮＤに接続されている。フォトトランジスタＰＴは、発光ダイオードＬＥＤが発光している間、コレクタ−エミッタ間を導通させる。
【００６９】
スイッチ素子Ｑ３は、半導体スイッチであり、例えばｎ型ＭＯＳＦＥＴである。スイッチ素子Ｑ３は、ｎｐｎ型トランジスタであってもよい。
【００７０】
スイッチ素子Ｑ３のゲートは、接続点Ｊに接続されている。スイッチ素子Ｑ３のソースは、ＧＮＤに接続されている。スイッチ素子Ｑ３のドレインは、第２の放電抵抗Ｒ９を介して整流平滑回路４４の出力端子に接続されている。
【００７１】
第２の放電抵抗Ｒ９は、第２の平滑用コンデンサＣ２に蓄積された電荷を放電する為の抵抗である。第２の放電抵抗Ｒ９は、抵抗Ｒ７に比べて抵抗値が低い抵抗である。第２の放電抵抗Ｒ９は、一方の端子が第２の平滑用コンデンサＣ２と負荷Ｗが接続される出力端子との間に接続され、他方の端子がスイッチ素子Ｑ３のドレインに接続されている。
【００７２】
次に、電力変換装置２０の第１の放電回路４５、及び第２の放電回路の動作について説明する。  
図３は、電力変換装置２０の動作について説明する為のタイミングチャートである。第１のグラフ５１は、交流電源ＡＣから供給される交流電圧を示す。第２のグラフ５２は、直流電圧源４１の整流ブリッジＤＢ１により脈流化された脈流電圧を示す。第３のグラフ５３は、第１の平滑用コンデンサＣ１に蓄積された電荷を示す。第４のグラフ５４は、スイッチ素子Ｑ１のオンオフのタイミングを示す。第５のグラフ５５は、スイッチ素子Ｑ２のオンオフのタイミングを示す。第６のグラフ５６は、フォトカプラＰＣ１のオンオフのタイミング（即ち発光ダイオードＬＥＤの発行のタイミング及びフォトトランジスタＰＴのコレクタ−エミッタ間が導通するタイミング）を示す。第７のグラフ５７は、第２の平滑用コンデンサＣ２に蓄積された電荷を示す。第８のグラフ５８は、スイッチ素子Ｑ３のオンオフのタイミングを示す。また、タイミングｔ１において、交流電源ＡＣからの交流電圧の供給が開始され、タイミングｔ２において、交流電源ＡＣからの交流電圧の供給が断たれ、タイミングｔ３において、第１の平滑用コンデンサＣ１及び第２の平滑用コンデンサＣ２の電荷が全て放電されると仮定して説明する。
【００７３】
まず、タイミングｔ１において、交流電源ＡＣからの交流電圧の供給が開始されると、逐次直流電圧源４１の整流ブリッジＤＢ１によって脈流電圧が生成される。第１の平滑用コンデンサＣ１は、脈流電圧によって電荷が蓄積された状態になる。
【００７４】
第１の放電回路４５では、交流電源ＡＣから供給される交流電圧によって、接続点Ｍ、抵抗Ｒ３、フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードＬＥＤ、ダイオードＤ３、スイッチ素子Ｑ１のベースの順に電流が流れる。これにより、フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードＬＥＤが発光するとともに、スイッチ素子Ｑ１がオン状態になる。
【００７５】
スイッチ素子Ｑ１がオン状態になると、直流電圧源４１の出力端子から抵抗Ｒ５を介して流れる電流が、スイッチ素子Ｑ２のベースではなくスイッチ素子Ｑ１のコレクタに流れる。これにより、スイッチ素子Ｑ２がオフ状態になる。このように、交流電源ＡＣから交流電圧が供給されている間は、スイッチ素子Ｑ２がオフ状態となり、第１の放電抵抗Ｒ６に電流が流れない。
【００７６】
また、フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードＬＥＤが発光を続けている間、フォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタＰＴのコレクタ−エミッタ間が導通状態になる。この為、第２の放電回路４６では、第２の平滑用コンデンサＣ２の電位によって、第２の平滑用コンデンサＣ２、抵抗Ｒ７、接続点Ｊ、フォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタＰＴのコレクタ、フォトトランジスタＰＴのエミッタ、ＧＮＤの順に電流が流れる。これにより、スイッチ素子Ｑ３がオフ状態になる。このように、交流電源ＡＣから交流電圧が供給されている間は、スイッチ素子Ｑ３がオフ状態となり、第２の放電抵抗Ｒ９に電流が流れない。
【００７７】
次に、タイミングｔ２において、交流電源ＡＣからの交流電圧の供給が断たれると、直流電圧源４１の出力である脈流電圧が断たれる。交流電源ＡＣからの交流電圧の供給が断たれた直後は、第１の平滑用コンデンサＣ１に電荷が残った状態となっている。
【００７８】
第１の放電回路４５では、交流電源ＡＣから交流電圧が供給されない為、フォトカプラＰＣ１及びスイッチ素子Ｑ１のベースに電流が流れない。これにより、フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードＬＥＤが消灯し、スイッチ素子Ｑ１がオフ状態になる。
【００７９】
スイッチ素子Ｑ１がオフ状態になると、第１の平滑用コンデンサＣ１から抵抗Ｒ５を介して流れる電流が、スイッチ素子Ｑ１のコレクタではなくスイッチ素子Ｑ２のベースに流れる。これにより、スイッチ素子Ｑ２がオン状態になる。スイッチ素子Ｑ２がオン状態になると、第１の平滑用コンデンサＣ１の電位によって、第１の平滑用コンデンサＣ１、第１の放電抵抗Ｒ６、スイッチ素子Ｑ２のコレクタ、スイッチ素子Ｑ２のエミッタ、コンデンサＣ１の低電位側の順に電流が流れる。この結果、第１の放電抵抗Ｒ６によって第１の平滑用コンデンサＣ１に残った電荷が放電される。
【００８０】
また、フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードＬＥＤが消灯した場合、フォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタＰＴのコレクタ−エミッタ間が非導通状態になる。この為、第２の放電回路４６では、第２の平滑用コンデンサＣ２の電位によって、第２の平滑用コンデンサＣ２、抵抗Ｒ７、接続点Ｊ、スイッチ素子Ｑ３のゲートの順に電流が流れる。これにより、スイッチ素子Ｑ３がオン状態になる。スイッチ素子Ｑ３がオン状態になると、第２の平滑用コンデンサＣ２の電位によって、第２の平滑用コンデンサＣ２、第２の放電抵抗Ｒ９、スイッチ素子Ｑ３のドレイン、スイッチ素子Ｑ３のソース、ＧＮＤの順に電流が流れる。この結果、第２の放電抵抗Ｒ９によって第２の平滑用コンデンサＣ２に残った電荷が放電される。
【００８１】
次に、タイミングｔ３において、第１の平滑用コンデンサＣ１の電荷が全て放電されると、第１の平滑用コンデンサＣ１から抵抗Ｒ５を介してスイッチ素子Ｑ２のベースに流れる電流が無くなる。これにより、スイッチ素子Ｑ２がオフ状態になる。この結果、第１の放電抵抗Ｒ６が開放される。
【００８２】
また、第２の平滑用コンデンサＣ２の電荷が全て放電されると、第２の平滑用コンデンサＣ２から抵抗Ｒ７を介してスイッチ素子Ｑ３のゲートに流れる電流が無くなる。これにより、スイッチ素子Ｑ３がオフ状態になる。この結果、第２の放電抵抗Ｒ９が開放される。
【００８３】
上記したように、電力変換装置２０は、交流電源ＡＣを脈流化する整流ブリッジＤＢ１と、脈流電圧を平滑化する第１の平滑用コンデンサＣ１と、第１の平滑用コンデンサＣ１に接続された一次巻線Ｌ１と、第１の平滑用コンデンサＣ１から１次巻線Ｌ１に供給される直流電圧をスイッチングするスイッチ回路４３と、第１の平滑用コンデンサＣ１に蓄積された電荷を放電する第１の放電回路４５とを備える。第１の放電回路４５は、第１の平滑用コンデンサＣ１に残った電荷を放電させる第１の放電抵抗Ｒ６と、交流電源ＡＣから交流電圧が供給されている場合、第１の平滑用コンデンサＣ１から第１の放電抵抗Ｒ６を開放し、交流電源ＡＣから交流電圧が供給されておらず且つ第１の平滑用コンデンサＣ１に電荷が残っている場合、第１の平滑用コンデンサＣ１に第１の放電抵抗Ｒ６を接続するスイッチ素子Ｑ２とを備える。
【００８４】
このような構成によると、第１の放電回路４５は、交流電源ＡＣからの交流電圧の供給が断たれた場合、第１の平滑用コンデンサＣ１に第１の放電抵抗Ｒ６を接続することにより、第１の平滑用コンデンサＣ１の電荷を放電させる為の電流経路を形成する。これにより、第１の放電回路４５は、交流電源ＡＣからの交流電圧の供給が断たれた際に第１の平滑用コンデンサＣ１に残る電荷を放電させることができる。また、交流電源ＡＣから交流電圧が供給されている場合、第１の平滑用コンデンサＣ１から第１の放電抵抗Ｒ６が開放されている為、電力変換装置２０は、電源動作時に第１の放電抵抗Ｒ６による損失が発生することを防ぐことができる。
【００８５】
また、電力変換装置２０は、１次巻線Ｌ１に生じた磁界により励磁される２次巻線Ｌ２と、２次巻線Ｌ２に生じた電圧を平滑化する第２の平滑用コンデンサＣ２と、第２の放電回路４６とを備える。第２の放電回路４６は、第２の平滑用コンデンサＣ２に残った電荷を放電させる第２の放電抵抗Ｒ９と、１次側において交流電源ＡＣから交流電圧が供給されている場合、第２の平滑用コンデンサＣ２から第２の放電抵抗Ｒ９を開放し、交流電源ＡＣから交流電圧が供給されておらず且つ第２の平滑用コンデンサＣ２に電荷が残っている場合、第２の平滑用コンデンサＣ２に第２の放電抵抗Ｒ９を接続するスイッチ素子Ｑ３とを備える。
【００８６】
このような構成によると、第２の放電回路４６は、交流電源ＡＣからの交流電圧の供給が断たれた場合、第２の平滑用コンデンサＣ２に第２の放電抵抗Ｒ９を接続することにより、第２の平滑用コンデンサＣ２の電荷を放電させる為の電流経路を形成する。これにより、第２の放電回路４６は、交流電源ＡＣからの交流電圧の供給が断たれた際に第２の平滑用コンデンサＣ２に残る電荷を放電させることができる。また、交流電源ＡＣから交流電圧が供給されている場合、第２の平滑用コンデンサＣ２から第２の放電抵抗Ｒ９が開放されている為、電力変換装置２０は、電源動作時にから第２の放電抵抗Ｒ９による損失が発生することを防ぐことができる。
【００８７】
また、第１の放電回路４５及び第２の放電回路４６は、発光ダイオードＬＥＤと、発光ダイオードＬＥＤが発光している間導通状態になるフォトトランジスタＰＴを備えるフォトカプラＰＣ１を備える。発光ダイオードＬＥＤは、第１の放電回路４５に設けられ、交流電源ＡＣから交流電圧が供給されている間発光する。フォトトランジスタＰＴは、第２の放電回路４６に設けられ、発光ダイオードＬＥＤから光を受光している間導通する。フォトトランジスタＰＴは、オン状態である場合、スイッチ素子Ｑ３の制御端子をＧＮＤに接続させ、オフ状態である場合、スイッチ素子Ｑ３の制御端子をＧＮＤから開放する。スイッチ素子Ｑ３の制御端子がＧＮＤから開放されている場合、スイッチ素子Ｑ３は、第２の平滑用コンデンサＣ２の電位によってオンされ、第２の平滑用コンデンサＣ２に第２の放電抵抗Ｒ９を接続する。
【００８８】
このような構成によると、第２の放電回路４６は、１次側と絶縁した状態で、１次側における交流電源ＡＣからの交流電圧の供給に応じて第２の平滑用コンデンサＣ２に第２の放電抵抗Ｒ９を接続することができる。
【００８９】
また、第１の放電回路４５は、第１の平滑用コンデンサＣ１とスイッチ素子Ｑ２との間に接続され、且つ第１の放電抵抗Ｒ６に比べて抵抗値が大きい抵抗Ｒ５と、交流電源ＡＣからの交流電圧によってオン状態になった場合にスイッチ素子Ｑ２の制御端子をコンデンサＣ１の低電位側に接続し、オフ状態である場合にスイッチ素子Ｑ２の制御端子をコンデンサＣ１の低電位側から開放するスイッチ素子Ｑ１をさらに備える。
【００９０】
このように構成によると、放電時に抵抗Ｒ５ではなく第１の放電抵抗Ｒ６で第１の平滑用コンデンサＣ１に残った電荷が放電されるよう制御することができる。
【００９１】
なお、上記の実施形態では、第１の放電回路４５は、抵抗Ｒ１、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ２、及びダイオードＤ２により交流電圧を脈流電圧に変換し、フォトカプラＰＣ１及びスイッチ素子Ｑ１の制御端子に供給する構成として説明したが、この構成に限定されない。第１の放電回路４５は、図４に示されるように、抵抗Ｒ１、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ２、及びダイオードＤ２の代わりに、整流ブリッジを備える構成であってもよい。
【００９２】
図４は、電力変換装置２０の変形例である電力変換装置２０Ａの構成例について説明する為の説明図である。なお、電力変換装置２０と同様の構成には、同じ参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００９３】
電力変換装置２０Ａは、直流電圧源４１、絶縁トランス４２、スイッチ回路４３、整流平滑回路４４、第１の放電回路４５Ａ、及び第２の放電回路４６を備える。
【００９４】
第１の放電回路４５Ａは、整流ブリッジＤＢ２、抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５、第１の放電抵抗Ｒ６、ダイオードＤ３、フォトカプラＰＣ１、スイッチ素子Ｑ１、スイッチ素子Ｑ２、及びコンデンサＣ３を備える。
【００９５】
整流ブリッジＤＢ２は、複数のダイオードにより構成された全波整流回路（整流器）である。整流ブリッジＤＢ２の入力端子は、交流電源ＡＣに接続される。整流ブリッジＤＢ２は、交流電源ＡＣから供給された交流電圧を脈流化し、脈流化した正電圧を抵抗Ｒ３を介してフォトカプラＰＣ１のアノードに供給する。
【００９６】
このような構成によると、第１の放電回路４５と同様に、交流電源ＡＣから供給される交流電圧によって、整流ブリッジＤＢ２、抵抗Ｒ３、フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードＬＥＤ、ダイオードＤ３、スイッチ素子Ｑ１のベースの順に電流が流れる。これにより、フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードＬＥＤが発光するとともに、スイッチ素子Ｑ１がオン状態になる。このように、第１の放電回路４５Ａは、第１の放電回路４５と同様の効果を実現することができる。
【００９７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ1］
交流電圧を脈流化する整流ブリッジと、
脈流電圧を平滑化する第１の平滑用コンデンサと、
前記第１の平滑用コンデンサに接続された一次巻線と、
前記第１の平滑用コンデンサから前記１次巻線に供給される直流電圧をスイッチングするスイッチ回路と、
前記第１の平滑用コンデンサに残った電荷を放電させる第１の放電抵抗と、前記交流電圧が供給されている場合、前記第１の平滑用コンデンサから前記第１の放電抵抗を開放し、前記交流電圧が供給されておらず且つ前記第１の平滑用コンデンサに電荷が残っている場合、前記第１の平滑用コンデンサに前記第１の放電抵抗を接続する第１のスイッチ素子とを有する第１の放電回路と、
を具備する電力変換装置。
［Ｃ２］
前記１次巻線に生じた磁界により励磁される２次巻線と、
前記２次巻線に生じた電圧を平滑化する第２の平滑用コンデンサと、
前記第２の平滑用コンデンサに残った電荷を放電させる第２の放電抵抗と、前記交流電圧が供給されている場合、前記第２の平滑用コンデンサから前記第２の放電抵抗を開放し、前記交流電圧が供給されておらず且つ前記第２の平滑用コンデンサに電荷が残っている場合、前記第２の平滑用コンデンサに前記第２の放電抵抗を接続する第２のスイッチ素子とを有する第２の放電回路と、
をさらに具備する請求項１に記載の電力変換装置。
［Ｃ３］
前記第１の放電回路は、前記交流電圧が供給されている間発光する発光ダイオードをさらに有し、
前記第２の放電回路は、前記発光ダイオードが発光している間導通状態になるフォトトランジスタをさらに有し、
第２のスイッチ素子は、制御端子が前記第２の平滑用コンデンサに接続され、
前記フォトトランジスタは、オン状態である場合、前記第２のスイッチ素子の制御端子をＧＮＤに接続させ、オフ状態である場合、前記第２のスイッチ素子の制御端子をＧＮＤから開放する請求項２に記載の電力変換装置。
［Ｃ４］
第１のスイッチ素子は、制御端子が前記第１の平滑用コンデンサに接続され、
前記第１の放電回路は、前記交流電圧によってオン状態になり、オン状態である場合、前記第１のスイッチ素子の制御端子を前記第１の平滑用コンデンサの低電位側に接続させ、オフ状態である場合、前記第１のスイッチ素子の制御端子を前記第１の平滑用コンデンサの低電位側から開放する第３のスイッチ素子をさらに具備する請求項１に記載の電力変換装置。
［Ｃ５］
印刷媒体に画像を形成する画像形成部と、
交流電圧を脈流化する整流ブリッジと、
脈流電圧を平滑化する第１の平滑用コンデンサと、
前記第１の平滑用コンデンサに接続された一次巻線と、
前記第１の平滑用コンデンサから前記１次巻線に供給される直流電圧をスイッチングするスイッチ回路と、
前記１次巻線に生じた磁界により励磁される２次巻線と、
前記２次巻線に生じた電圧を平滑化し、電力を前記画像形成部に供給する第２の平滑用コンデンサと、
前記第１の平滑用コンデンサに残った電荷を放電させる第１の放電抵抗と、前記交流電圧が供給されている場合、前記第１の平滑用コンデンサから前記第１の放電抵抗を開放し、前記交流電圧が供給されておらず且つ前記第１の平滑用コンデンサに電荷が残っている場合、前記第１の平滑用コンデンサに前記第１の放電抵抗を接続する第１のスイッチ素子とを有する第１の放電回路と、
前記第２の平滑用コンデンサに残った電荷を放電させる第２の放電抵抗と、前記交流電圧が供給されている場合、前記第２の平滑用コンデンサから前記第２の放電抵抗を開放し、前記交流電圧が供給されておらず且つ前記第２の平滑用コンデンサに電荷が残っている場合、前記第２の平滑用コンデンサに前記第２の放電抵抗を接続する第２のスイッチ素子とを有する第２の放電回路と、
を具備する画像形成装置。
【符号の説明】
【００９８】
１…画像形成装置、１１…筐体、１２…原稿台、１３…スキャナ部、１４…自動原稿搬送部、１５…給紙カセット、１６…排紙トレイ、１７…画像形成部、１８…搬送部、１９…主制御部、２０…電力変換装置、２０Ａ…電力変換装置、２１…ドラム、２２…露光器、２３…現像器、２４…転写ベルト、２５…転写ローラ、２６…定着ローラ、３１…取込ローラ、３２…給紙搬送路、３３…排紙搬送路、３４…反転搬送路、４１…直流電圧源、４２…絶縁トランス、４３…スイッチ回路、４４…整流平滑回路、４５…第１の放電回路、４５Ａ…第１の放電回路、４６…第２の放電回路、Ｃ１…平滑用コンデンサ、Ｃ２…平滑用コンデンサ、Ｃ３…コンデンサ、Ｃ４…コンデンサ、Ｄ１…ダイオード、Ｄ２…ダイオード、Ｄ３…ダイオード、Ｄ４…整流ダイオード、ＤＢ１…整流ブリッジ、ＤＢ２…整流ブリッジ、Ｌ１…１次巻線、Ｌ２…２次巻線、Ｑ１…スイッチ素子、Ｑ２…スイッチ素子、Ｑ３…スイッチ素子、Ｒ１…抵抗、Ｒ２…抵抗、Ｒ３…抵抗、Ｒ４…抵抗、Ｒ５…抵抗、Ｒ６…放電抵抗、Ｒ７…抵抗、Ｒ８…抵抗、Ｒ９…放電抵抗。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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