(57)【要約】      （修正有）【課題】大電流が流れたとしても、トランジスタの温度上昇を抑えて、装置製造のコストダウンを図ることが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成に関与する動力負荷に電源ラインを介して電力を供給する電源部と、前記電源ラインに接続され、装置本体に形成された開閉手段の開閉に応じ、前記電源部からの電力供給を遮断・通電するインターロックスイッチ部ＳＷ４０１と、前記インターロック部よりも前記動力負荷側に設けられた保護素子Ｆ４０２と、前記保護素子よりも前記動力負荷側に設けられ、少なくともトランスＴ４２２及びトランジスタＴＲ４１７を備える昇圧回路に対する電力供給を制御する電源回路とを備え、前記電源回路は、前記昇圧回路に対する出力電圧の立ち上がり時間を緩和する時定数回路Ｃ５０１、Ｒ４０６を有する。【選択図】図５
2015206939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成に関与する動力負荷に電源ラインを介して電力を供給する電源部と、
前記電源ラインに接続され、装置本体に形成された開閉手段の開閉に応じ、前記電源部からの電力供給を遮断・通電するインターロックスイッチ部と、
前記インターロック部よりも前記動力負荷側に設けられた保護素子と、
前記保護素子よりも前記動力負荷側に設けられ、少なくともトランス及びトランジスタを備える昇圧回路に対する電力供給を制御する電源回路とを備え、
前記電源回路は、前記昇圧回路に対する出力電圧の立ち上がり時間を緩和する時定数回路を有すること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記保護素子はヒューズ素子であって、前記昇圧回路における異常電流の発生により溶断すること
を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記昇圧回路の前記トランジスタは、面実装品であること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、複合機といった電子写真方式の画像形成装置には、入力された画像情報に基く静電潜像を担持する感光体ドラム、当該感光体ドラム表面を帯電させる帯電ローラ、感光体ドラムが担持する静電潜像にトナーを付着させることでトナー画像を反転現像する現像ローラ、又は当該現像ローラにトナーを供給する供給ローラ等の各ローラを駆動させるための駆動モータや、感光体ドラム表面に静電潜像を形成する露光手段、記録媒体たる用紙に転写されたトナー画像を定着する定着手段といった多くの動力負荷に対し電源ラインを介して電力を供給する電源装置が設けられている。一般的な電源装置は、商用電源から供給された交流電力を直接又は変圧して直流電力を生成する直流電源である。
【０００３】
ところで、昨今の画像形成装置においては、搬送ジャムを起こした用紙の回収時や、トナーボトル等の消耗品の交換時に装置内部へのアクセスを容易とするため、装置本体に対して開閉自在な開閉手段としてのカバー部材を備えるものがある。このような画像形成装置では、カバー部材の開時に、電源装置から動力負荷への電力供給を遮断するインターロックスイッチが設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２１４６２０号公報
【０００５】
そして、インターロックスイッチは突入電流の発生を誘発する場合がある従来技術では、トランジスタに異常電流が流れ続け、消費電力が高い状態が継続したとしても問題なく使用できるよう、放熱性に優れたサイズの大きいパッケージタイプのトランジスタが用いられていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術に係るサイズの大きいパッケージタイプのトランジスタは、その大きさ故に材料費がかかると共に近年の省電力省スペースの観点に合致しない部品となったため、市場における流通量が少なく、サイズの小さなパッケージタイプのトランジスタと比べて物品単価が高いため、装置自体の製造コストの高騰を招くものであった。
【０００７】
本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、大電流が流れたとしても、トランジスタの温度上昇を抑えて装置製造のコストダウンを図ることが可能な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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、画像形成に関与する動力負荷に電源ラインを介して電力を供給する電源部と、前記電源ラインに接続され、装置本体に形成された開閉手段の開閉に応じ、前記電源部からの電力供給を遮断・通電するインターロックスイッチ部と、前記インターロック部よりも前記動力負荷側に設けられた保護素子と、前記保護素子よりも前記動力負荷側に設けられ、少なくともトランス及びトランジスタを備える昇圧回路に対する電力供給を制御する電源回路とを備え、前記電源回路は、前記昇圧回路に対する出力電圧の立ち上がり時間を緩和する時定数回路を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、トランジスタの温度上昇による装置の誤作動を防ぐとともに、装置製造のコストダウンを図ることが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ１０１の構成を説明する概略断面図である。
【図２】本実施形態に係る画像形成ユニット１１３の要部構成を説明するための概略断面図である。
【図３】本実施形態に係るプリンタ１０１の機能ブロック図である。
【図４】本実施形態に係る電源装置３０２の構成を説明するブロック図である。
【図５】本実施形態に係る電源装置３０２の回路構成を説明する図である。
【図６】従来技術に係る電源装置６０２の回路構成を説明する図である。
【図７】電源装置３０２又は電源装置６０２の出力特性を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨に逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ１０１の構成を説明する概略断面図である。本実施形態で説明するプリンタ１０１は、トナーの各色に対応したブラック（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の画像形成ユニット１１３Ｋ，画像形成ユニット１１３Ｃ，画像形成ユニット１１３Ｍ，画像形成ユニット１１３Ｙを備え、入力された画像情報に基き形成されたトナー画像を中間転写ベルト１１２に１次転写後、次いで、中間転写ベルト１１２上のトナー画像を記録媒体たる用紙１０２に２次転写する中間転写方式の画像形成装置である。
【００１３】
図１に示すように、プリンタ１０１は、給紙カセット１０３と、給紙ローラ１０４と、レジストローラ１０５と、タイミングローラ１０６と、定着ユニット１０７と、書き込みセンサ１０８と、２次転写ローラ１０９と、バックアップローラ１１０と、画像センサ１１１と、中間転写ベルト１１２と、画像形成ユニット１１３Ｋ，画像形成ユニット１１３Ｃ，画像形成ユニット１１３Ｍ，画像形成ユニット１１３Ｙと、１次転写ローラ１１４Ｋ，１次転写ローラ１１４Ｃ，１次転写ローラ１１４Ｍ，１次転写ローラ１１４Ｙと、トナー収容部１１５Ｋ，トナー収容部１１５Ｃ，トナー収容部１１５Ｍ，トナー収容部１１５Ｙと、排出ローラ群１１８と、排出スタッカ１１９と、ベルトクリーニングブレード１２０と、操作パネル１２１と、カバー１２２と、カバー開閉ボタン１２３と、インターロックスイッチ１２４とを備える。
【００１４】
給紙カセット１０３は、内部に用紙１０２を積層した状態で収納し、プリンタ１０１下部に着脱自在に装着された上面に開口部を有する箱型形状部材である。
【００１５】
給紙ローラ１０４は、図示せぬ駆動モータの駆動に伴い回転し、給紙カセット１０３に収納された用紙１０２を１枚ずつ給紙する。
【００１６】
レジストローラ１０５は、図示せぬ駆動モータの駆動に伴い回転し、給紙ローラ１０４により給紙された用紙１０２の突き当て処理を行うことで用紙１０２のスキュを取り除く。タイミングローラ１０６は、図示せぬ駆動モータの駆動に伴い回転し、後述するプリンタエンジン部の制御に基づき用紙１０２を２次転写ローラ１０９とバックアップローラ１１０とで形成される２次転写位置に搬送する。
【００１７】
定着ユニット１０７は、所定の定着温度に維持された定着ベルト１１６と定着バックアップローラ１１７とを備える。２次転写位置において、トナー画像が転写された用紙１０２は、定着ベルト１１６と定着バックアップローラ１１７とから構成される圧接部を通過することにより、トナーに熱及び圧力が付与され、当該トナーは溶融し、トナー画像は定着される。
【００１８】
書き込みセンサ１０８は、用紙１０２の到達を検出する走行系センサで、用紙搬送経路におけるタイミングローラ１０６の下流側に設けられている、書き込みセンサ１０８は、２次転写ローラ１０９に印加される転写電圧の制御開始タイミングを計る上で用いられるセンサである。
【００１９】
２次転写ローラ１０９は、搬送されてきた用紙１０２を、中間転写ベルト１１２上に転写されたトナー画像とともにバックアップローラ１１０で挟持し、トナーの帯電電位とは逆極性の転写電圧が印加されることで、中間転写ベルト１１２上のトナー画像を用紙１０２上に２次転写させる。
【００２０】
画像センサ１１１は、画像形成ユニット１１３Ｋと２次転写ローラ１０９との間に設けられており、中間転写ベルト１１２上のトナー画像の有無を検出する。そして、後述するプリンタエンジン部は画像センサ１１１からの信号を元に、用紙１０２が２次転写位置に到達するタイミングと、中間転写ベルト１１２上のトナー画像を２次転写させるタイミング（２次転写ローラ１０９に印加される転写電圧の制御開始タイミング）を合わせる。
【００２１】
中間転写ベルト１１２は無端のベルト部材であり、画像形成ユニット１１３Ｋ，画像形成ユニット１１３Ｃ，画像形成ユニット１１３Ｍ，画像形成ユニット１１３Ｙのそれぞれで形成され、１次転写ローラ１１４Ｋ，１次転写ローラ１１４Ｃ，１次転写ローラ１１４Ｍ，１次転写ローラ１１４Ｙにより転写されたトナー画像を回転駆動することにより、２次転写ローラ１０９とバックアップローラ１１０とで形成される２次転写位置に搬送する。
【００２２】
画像形成ユニット１１３Ｋ，画像形成ユニット１１３Ｃ，画像形成ユニット１１３Ｍ，画像形成ユニット１１３Ｙは、中間転写ベルト１１２に沿ってプリンタ１０１に対して着脱自在に装着されており、各トナー色に対応したトナー画像を形成する。画像形成ユニット１１３Ｋ，画像形成ユニット１１３Ｃ，画像形成ユニット１１３Ｍ，画像形成ユニット１１３Ｙの構成についは後述する。
【００２３】
１次転写ローラ１１４Ｋ，１次転写ローラ１１４Ｃ，１次転写ローラ１１４Ｍ，１次転写ローラ１１４Ｙは、画像形成ユニット１１３Ｋ，画像形成ユニット１１３Ｃ，画像形成ユニット１１３Ｍ，画像形成ユニット１１３Ｙのそれぞれが備える感光体ドラムに対向して圧接するように配設されている。各感光体ドラム表面で現像されたトナー画像は、１次転写ローラ１１４Ｋ，１次転写ローラ１１４Ｃ，１次転写ローラ１１４Ｍ，１次転写ローラ１１４Ｙに印加された転写電圧により中間転写ベルト１１２上に１次転写される。
【００２４】
トナー収容部１１５Ｋ，トナー収容部１１５Ｃ，トナー収容部１１５Ｍ，トナー収容部１１５Ｙは未使用のトナーを収容する収容空間を備え、画像形成ユニット１１３Ｋ，画像形成ユニット１１３Ｃ，画像形成ユニット１１３Ｍ，画像形成ユニット１１３Ｙのぞれぞれに対して着脱自在となるように構成された箱型形状部材である。トナー収容部１１５Ｋ，トナー収容部１１５Ｃ，トナー収容部１１５Ｍ，トナー収容部１１５Ｙの下部には、画像形成ユニット１１３Ｋ，画像形成ユニット１１３Ｃ，画像形成ユニット１１３Ｍ，画像形成ユニット１１３Ｙのそれぞれが備える現像ローラ及び供給ローラにトナーを供給するための図示せぬシャッタ部材が形成されている。
【００２５】
排出ローラ群１１８は、、図示せぬ駆動モータの駆動に伴い回転し、トナー画像が定着された用紙１０３を定着面を下側にして、装置外筐を利用して形成された排出スタッカ１１９に排出する。
【００２６】
ベルトクリーニングブレード１２０は、例えば、ウレタンゴム製のクリーニング部材であり、２次転写時に用紙１０２の転写されなかった中間転写ベルト１１２上の残留トナーを掻き取ることで中間転写ベルト１１２をクリーニングする。
【００２７】
操作パネル１２１は、プリンタ１０１外筐に配置されており、後述するプリンタエンジン部に接続されている。操作パネル１２１は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示手段と、複数の押しボタンといった入力手段とを有し、ユーザに対するメッセージの報知、又はユーザによる入力手段を介した設定変更を受け付ける。
【００２８】
カバー１２２は、プリンタ１０１に対して開閉自在となるように形成されたカバー部材であり、ユーザによるカバー開閉ボタン１２２の押下を受けて開状態となり、搬送ジャムを起こした用紙１０２の回収時や、トナー収容部１１５Ｋ，トナー収容部１１５Ｃ，トナー収容部１１５Ｍ，トナー収容部１１５Ｙ等の消耗品の交換時にプリンタ１０１内部へのアクセスを容易とする。
【００２９】
カバー開閉ボタン１２３は、カバー１２２の開閉を制御するボタンである。カバー開閉ボタン１２３は、図示せぬロック機構を備え、ユーザによる押下を受けることでそのロック機構を解除し、カバー部材を開状態とすることができる。
【００３０】
インターロックスイッチ１２４は、カバー開閉ボタン１２３の動作に連動して動作し、カバー１２２の開閉を検出する。
【００３１】
次に、画像形成ユニット１１３Ｋ，画像形成ユニット１１３Ｃ，画像形成ユニット１１３Ｍ，画像形成ユニット１１３Ｙの構成について図２を用いて説明する。図２は、画像形成ユニットの要部構成を説明するための概略断面図である。なお、画像形成ユニット１１３Ｋ，画像形成ユニット１１３Ｃ，画像形成ユニット１１３Ｍ，画像形成ユニット１１３Ｙの構成は、現像に用いられるトナーの種類のみが異なり、その他の構成は全て同一であるため、ここでの説明では画像形成ユニット１１３Ｋを一例として説明する。
【００３２】
画像形成ユニット１１３Ｋは、像担持体たる感光体ドラム２０２Ｋと、感光体ドラム２０２Ｋの周囲に配置されたＬＥＤ（Light Emitting Diode）ヘッド２０１Ｋと、帯電ローラ２０３Ｋと、現像ローラ２０５Ｋと、供給ローラ２０６Ｋと、現像ブレード２０７Ｋと、ドラムクリーニングブレード２０８Ｋとを備える。
【００３３】
感光体ドラム２０２Ｋは、導電性支持体と光導電層とによって構成され、例えば、導電性支持体としてのアルミ素管上に、光導電層としての電荷発生層及び電荷輸送層が順次積層されて構成された有機感光体である。感光体ドラム２０２Ｋは、ＬＥＤヘッド２０１Ｋから照射された照射光により形成された静電潜像を担持可能な像担持体である。
【００３４】
ＬＥＤヘッド２０１Ｋは、例えば、ＬＥＤ素子等の発光素子とレンズアレイとを有し、一様均一に帯電された感光体ドラム２０２Ｋ表面を選択露光し、静電潜像を形成させる露光装置である。ＬＥＤヘッド２０１Ｋは、画像情報に基づき当該ＬＥＤ素子から出力される照射光が感光体ドラム２０２Ｋ表面において結像する位置となるように配設されている。
【００３５】
帯電ローラ２０３Ｋは、感光体ドラム２０２Ｋ表面を一様均一に帯電させるための帯電装置であり、例えば、ＳＵＳ材からなる導体にエピクロルヒドリン等の弾性体を被覆した構成を有している。帯電ローラ２０３Ｋは、感光ドラム２０２に接触するように配置され、印加された帯電電圧により感光体ドラム２０２Ｋ表面を一様均一に帯電させる。
【００３６】
現像ローラ２０５Ｋは、例えばＳＵＳ材からなる導電性シャフト（芯金）上に弾性層をロール状に配し、当該弾性層を覆う表面層を有する構成である。弾性層には、ウレタンゴムやシリコーンゴムを使用することができ、表面層としてはウレタン溶液で処理したものや、アクリル樹脂、アクリルーフッ素共重合樹脂を塗布したものを使用することができる。現像ローラ２０５Ｋは、感光体ドラム２０２表面に接触する位置に配置され、回転しながら帯電させたトナー２０４Ｋを感光体ドラム２０２Ｋ表面に形成された静電潜像に付着させることによりトナー画像を現像する。
【００３７】
供給ローラ２０６Ｋは、例えばＳＵＳ材からなる導電性シャフト（芯金）と弾性層とを有する構成である。弾性層は導電性シリコーンゴム発泡体層、又は導電性ウレタンゴム発泡体層を使用するとができる。供給ローラ２０６Ｋは、現像ローラ２０５Ｋ表面に接触する位置に配置され、回転しながら帯電させたトナー２０４Ｋを現像ローラ２０５Ｋに供給する。
【００３８】
現像ブレード２０７Ｋは、例えばＳＵＳ材からなり、現像ローラ２０５Ｋとの接触部に曲げ加工（曲げ部）が施されている。現像ブレード２０７Ｋは、現像ローラ２０５Ｋ表面上のトナー２０４Ｋを一定の層厚に規制する。
【００３９】
ドラムクリーニングブレード２０８Ｋは、例えば、ウレタンゴム製のクリーニング部材であり、感光体ドラム２０２Ｋ表面上の未転写等により残留したトナー２０４Ｋや、現像ローラ２０５Ｋから感光体ドラム２０２Ｋ表面上に移動させた廃棄トナー２０４Ｋを掻き取る。
【００４０】
図３は、本実施形態に係るプリンタ１０１の機能ブロック図である。プリンタ１０１は、プリンタエンジン制御部２０と、駆動制御部２１と、露光制御部２２と、帯電電源２３と、現像電源２４と、供給電源２５と、規制電源２６と、転写電源２７と、ドラムモータ２８と、ベルトモータ２９とを備える。なお、ここでの説明においては、画像形成ユニット１１３Ｋ，画像形成ユニット１１３Ｃ，画像形成ユニット１１３Ｍ，画像形成ユニット１１３Ｙのそれぞれを識別するためのアルファベット符号は省略して説明する。
【００４１】
プリンタエンジン制御部２０はプリンタ１０１による印刷動作を統括的に制御する。プリンタエンジン制御部２０は、図示せぬ上位装置から印刷指示を受け、画像情報を受信すると、駆動制御部２１、露光制御部２２、帯電電源２３、現像電源２４、供給電源２５、規制電源２６、転写電源２７に指示を与え、印刷動作全体を制御する。
【００４２】
駆動制御部２１は、感光体ドラム２０２、帯電ローラ２０３、１次転写ローラ１１４、２次転写ローラ１０９、現像ローラ２０５、供給ローラ２０６、給紙ローラ１０４、レジストローラ１０５、タイミングローラ１０６、排出ローラ群１１８等のローラ部材を回転させるドラムモータ２８及び中間転写ベルト１１２を張架するドライブローラを回転させることにより当該中間転写ベルト１１２を駆動させるベルトモータ２９の駆動を制御する。
【００４３】
露光制御部２２は、画像情報に基づきＬＥＤヘッド２０１の駆動、すなわち、ＬＥＤヘッド２０１が備えるＬＥＤ素子の発光を制御する。
【００４４】
帯電電源２３は帯電ローラ２０３に所定の帯電電圧を印加する電源である。現像電源２４は現像ローラ２０５に所定の現像電圧を印加する電源である。供給電源２５は供給ローラ２０６に所定の供給電圧を印加する電源である。規制電源２６は現像ブレード２０７に所定の現像ブレード電圧を印加する電源である。転写電源２７は１次転写ローラ１１４又は２次転写ローラ１０９に所定の転写電圧を印加する電源である。
【００４５】
次に、このような構成を備えたプリンタ１０１の印刷動作について図１、図２及び図３を用いて説明する。
【００４６】
まず、図示せぬ上位装置から印刷指示を受けると、プリンタエンジン制御部２０は、駆動制御部２１、露光制御部２２、帯電電源２３、現像電源２４、供給電源２５、規制電源２６、及び転写電源２７に指示を与え、印刷動作を開始させる。
【００４７】
具体的には、プリンタエンジン制御部２０は駆動制御部２１に指示を与え、給紙ローラ１０４、レジストローラ１０５を駆動させることにより、給紙カセット１０３に収納された用紙１０２をその最上部から１枚ずつ取り出して用紙搬送経路に繰り出させる。レジストローラ１０５は、給紙ローラ１０４から繰り出された用紙１０２の斜行を矯正するとともに、用紙１０２を２次転写ローラ１０９とバックアップローラ１１０とで形成される２次転写位置に搬送する。
【００４８】
そして、プリンタエンジン制御部２０は帯電電源２３に指示を与え、帯電ローラ２０３に帯電電圧を印加させ、感光体ドラム２０２表面を、例えば−６００Ｖに帯電させる。
【００４９】
次に、プリンタエンジン制御部２０は露光制御部２２に指示を与え、ＬＥＤヘッド２０１を駆動させることにより、画像情報に基づく静電潜像を感光体ドラム２０２表面上に形成させる。このとき、照射光が当った感光体ドラム２０２表面の電位は役−５０Ｖとなる。
【００５０】
続いて、プリンタエンジン制御部２０は現像電源２４に指示を与え、表面にトナー２０４薄層が形成された現像ローラ２０５に、例えば−３００Ｖの現像電圧を印加させ、感光ドラム１表面上の静電潜像を現像し、トナー画像を形成させる。
【００５１】
ここで、供給ローラ２０６と現像ブレード２０７には、現像ローラ２０５表面上のトナー２０４層厚を均一にに形成し、トナー２０４薄層中のトナー２０４の帯電量を所定の値とするため、プリンタエンジン制御部２０からの指示に基づき、供給電源２５から、例えば−４５０Ｖの供給電圧が、規制電源２６から所定の規制ブレード電圧がそれぞれ印加されている。
【００５２】
そして、プリンタエンジン制御部２０は転写電源２７に指示を与え、１次転写ローラ１１４に、例えば＋２０００Ｖの１次転写電圧を印加させ、感光体ドラム２０２表面上のトナー画像を中間転写ベルト１１２に転写させる。ここで、中間転写ベルト１１２に転写されず感光体ドラム２０２に残留した残留トナーは、ドラムクリーニングブレード２０８により掻き取られ、図示せぬ廃棄トナーボックスに集められ廃棄される。
【００５３】
２次転写位置に搬送中の用紙１０２が書き込みセンサ１０８により検出されるとともに、中間転写ベルト１１２に１次転写されたトナー画像を画像センサ１１１が検出すると、プリンタエンジン制御部２０は駆動制御部２１に指示を与え、タイミングローラ１０６及びレジストローラ１０５の回転を制御することにより、用紙１０２が２次転写位置に到達するタイミングと、中間転写ベルト１１２上のトナー画像を２次転写させるタイミング（２次転写ローラ１０９に印加される転写電圧の制御開始タイミング）を合わせる。
【００５４】
そして、プリンタエンジン制御部２０は、転写電源２７に指示を与え、２次転写ローラ１０９に、例えば−９４００Ｖの２次転写電圧を印加させ、中間転写ベルト１１２上のトナー画像を用紙１０２に転写させる。トナー画像が転写された用紙１０２は定着ユニット１０７に搬送される。定着ユニット１０７において、熱及び圧力が付与され、用紙１０２上のトナー画像は定着する。トナー画像が定着した用紙１０２は、排出ローラ群１１８の回転に伴い排出スタッカ１１９に排出され、一連の印刷動作は終了する。なお、２次転写されずに中間転写ベルト１１２上に残留したトナー２０４は、ベルトクリーニングブレード１２０により除去される。
【００５５】
上述したように、帯電ローラ２０３、１次転写ローラ１１４及び２次転写ローラ１０９、現像ローラ２０５、供給ローラ２０６、現像ブレード２０７には、帯電電源２３、転写電源２７、現像電源２４、供給電源２５、規制電源２６等の電源装置から所定の電力が供給され、各種ローラ部材を回転させるドラムモータ２８や、中間転写ベルト１１２を駆動させるベルトモータ２９に対しても所定の電力が供給される。以下の説明においては、これらの画像形成に関与する動力負荷に対して電力を供給する電源装置の構成について説明する。
【００５６】
図４は、本実施形態に係る電源装置３０２の構成を説明するブロック図である。前述したように、プリンタエンジン制御部２０は電源装置３０２を制御する制御部であり、電源装置３０２は、電源回路３０３と高圧回路３０４とを備える。
【００５７】
プリンタエンジン制御部２０は、図示せぬ商用電源からスイッチ回路等を経て得られた２４Ｖの電力を２４Ｖ電源３０５として備え、当該２４Ｖの電力の供給と制御信号１及び制御信号２とを出力する。２４Ｖの電力は、電源ラインを通しインターロック部３０６を介して電源回路３０３に供給される。
【００５８】
電源回路３０７は、保護素子たるヒューズを有する安全回路３０７と、電源供給回路３０８とを備え、プリンタエンジン制御部２０は、電源供給回路３０８に対して制御信号１（high/low(ON/OFF)信号）を出力し、高圧回路３０４が備える昇圧回路３１０への電力の供給を制御する。
【００５９】
一方、高圧回路３０４は、比較回路３０９と、昇圧回路３１０と、整流回路３１１と、分圧回路３１２と、出力回路３１３とを備える。
【００６０】
比較回路３０９は、プリンタエンジン制御部２０から入力された制御信号２（高圧出力信号）と、整流回路３１１から出力され分圧回路３１２で分圧された電圧とが入力され、高圧出力信号と分圧電圧とを比較し、この比較結果を昇圧回路３１０に出力する。
【００６１】
昇圧回路３１０は、比較回路３０９からの出力により駆動し、交流の高圧電圧を出力する。整流回路３１１は昇圧回路３１０から出力された交流の高圧電圧を直流電圧化する。
【００６２】
整流回路３１１から出力された直流電圧は出力回路３１３を経て画像形成に関与する動力負荷としての負荷３１４に供給されるとともに、分圧回路３１２へも供給される。
【００６３】
さらに、本実施形態に係る電源装置３０２の構成について、図４、図５、図６、及び図７を用いて説明する。図５は、本実施形態に係る電源装置３０２の回路構成を説明する図である。図６は、従来技術に係る電源装置６０２の回路構成を説明する図である。図７の（ａ）及び（ｂ）は、電源装置３０２又は電源装置６０２の出力特性を説明する図である。なお、以下の回路図で用いる略号は、ＳＷ：インターロックスイッチ素子、Ｆ：ヒューズ、ＦＥＴ：電解効果トランジスタ、Ｒ：抵抗、ＴＲ：トランジスタ、Ｔ：トランス、Ｃ：コンデンサ、ＣＰ：デカップリングコンデンサ、ＯＰ：オペアンプ、Ｄ：ダイオードをそれぞれ意味する。また、図６で示す従来技術に係る電源装置６０２と比較することで本実施形態に係る電源装置３０２の構成の理解を容易とするため、図５で示す電源装置３０２の構成に対応する図６で示す電源装置６０２のの構成を括弧内に示した。
【００６４】
図５に示すように、プリンタエンジン制御部２０（３０）からの２４Ｖの電源ラインにおけるインターロック部３０６はインターロックスイッチ素子ＳＷ４０１（７０１）で構成されている。そして、ＳＷ４０１（７０１）の負荷３１４側には、電源回路３０３を構成する安全回路３０７が設けられている。安全回路３０７は保護素子たるＦ４０２（Ｆ７０２）で構成されており、Ｆ４０２（Ｆ７０２）は、過電流を検出した際に溶断し、電源ライン（電力供給）を遮断する。
【００６５】
Ｆ４０２（Ｆ７０２）よりも負荷３１４側に配置された電源供給回路３０３は、昇圧回路３１０へ２４Ｖの電力供給を行うためのスイッチの役割を果たし、プリンタエンジン制御部２０（３０）からの制御信号１（high/low信号）により切り替えられる。このような電源供給回路３０３は、ＦＥＴ４０５（ＦＥＴ７０５）、Ｒ４０６（Ｒ７０６）、Ｒ４０７（Ｒ７０７）、ＴＲ４１６（ＴＲ７１６）、Ｃ５０１、ＣＰ５０２で構成されている。なお、図６に示すように、従来技術では、Ｃ５０１に対応するコンデンサは設けられておらず、ＣＰ５０２に対応するＣＰ７０３は、Ｆ７０２の負荷３１４側に隣接して配置されている。
【００６６】
次に、高圧回路３０４を構成する比較回路３０９は、Ｒ４０８（Ｒ７０８）、Ｒ４０９（Ｒ７０９）、Ｃ４１８（Ｃ７１８）、Ｃ４１９（Ｃ７１９）、ＯＰ４２４（ＯＰ７２４）で構成されている。比較回路３０９は、プリンタエンジン制御部２０から入力された制御信号２（高圧出力信号）をＲ４０８（Ｒ７０８）及びＣ４１８（Ｃ７１８）にて平滑化し、これと分圧回路３１２を経て入力された分圧電圧との電圧差分を増幅して昇圧回路３１０に出力する。
【００６７】
昇圧回路３１０は、ＣＰ４０４（ＣＰ７０４）、Ｒ４１０（Ｒ７１０）、Ｒ４１１（Ｒ７１１）、ＴＲ４１７（ＴＲ７１７）、Ｃ４２０（Ｃ７２０）、Ｔ４２２（Ｔ７２２）で構成され、Ｔ４２２（Ｔ７２２）の巻線比に応じた電圧及び電流を出力する。
【００６８】
整流回路３１１は、Ｃ４２１（Ｃ７２１）、Ｄ４２３（Ｄ７２３）で構成され、昇圧回路３１０から出力された交流電圧を直流電圧へと整流する。
【００６９】
分圧回路３１２は、Ｒ４１３（Ｒ７１３）、Ｒ４１４（Ｒ７１４）、Ｒ４１５（Ｒ７１５）、ＶＣＣ電源で構成され、整流回路３１１から出力された直流電圧を分圧する。
【００７０】
出力回路３１３は、Ｒ４１２（Ｒ７１２）で構成される。Ｒ４１２（Ｒ７１２）は、高圧出力端子がＧＮＤショートした際の電流制限抵抗である。
【００７１】
次に、本実施形態に係る電源装置３０２の動作について説明する。電源装置３０２の動作の説明に先立ち、従来技術に係る電源装置６０２の動作を説明することで従来技術における問題点を提起する。次いで、当該問題点を解決可能な本実施形態に係る電源装置３０２の動作について説明する。
【００７２】
図６に示すように、まず２４Ｖの電力はプリンタエンジン制御部３０からＳＷ７０１を介して電源装置６０２に供給される。ＳＷ７０１は、図１で説明したカバー開閉ボタン１２３の動作に連動して動作し、搬送ジャムを起こした用紙１０２の回収時や、トナー収容部１１５Ｋ，トナー収容部１１５Ｃ，トナー収容部１１５Ｍ，トナー収容部１１５Ｙ等の消耗品の交換時にカバー１２２が開状態となると、オープンとなり電源装置７０２への電力供給を遮断し、カバー１２２が閉状態となると、クローズとなり電源装置７０２への電力供給を継続する。
【００７３】
Ｆ７０２は、電源装置６０２内において大電流が流れたときに溶断する部品である。そして、ＣＰ７０３とＣＰ７０４とは、電源安定及びノイズ対策としてのデカップリングコンデンサである。なお、Ｆ７０２は、電源装置６０２内において、２４Ｖ電源を使用した回路の大電流を検出して動作するため、図６に示すように、電源装置６０２内における電源ラインの最上流側（プＳＷ７０１側）に実装されることが望ましい。
【００７４】
ＦＥＴ７０５とＴＲ７１６とは、電源装置６０２に供給された２４Ｖの電力を昇圧回路に供給するためのスイッチ回路である。この例においては、ＦＥＴ７０５はＰｃｈＦＥＴ、ＴＲ７１６はＮＰＮトランジスタで構成されている。
【００７５】
Ｒ７０６とＲ７０７とは、ＦＥＴ７０５のゲート−ソース間電圧を決定するための抵抗であり、ＴＲ７１６のコレクタ−エミッタ間電圧をＶｃｅとすると、ゲート電圧Ｖｇは、Ｖｇ＝（ＴＲ２４−Ｖｃｅ）＊Ｒ７０７／（Ｒ７０６＋Ｒ７０７）で求めることができる。プリンタエンジン制御部３０からＴＲ７１６のオン信号（high信号）が制御信号１として出力されると、ＦＥＴ７０５のゲート−ソース間電圧が電圧閾値を超え、２４Ｖの電力が昇圧回路に供給される（なお、図４、図５、及び図６において、ＦＥＴ４０５又はＦＥＴ７０５のソースまでに供給される電力を２４Ｖ、ドレインから下流をＴＲ２４と名称を分けて使用している）。
【００７６】
次いで、プリンタエンジン制御部３０からＯＰ７２４に制御信号２として高圧出力信号が出力されると、比較回路におけるＲ７０８とＣ７１８は当該高圧出力信号を平滑し、直流電圧としてＯＰ７２４の反転入力端子（Ｖｉｎ−）に入力する。なお、高圧出力信号はＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号であり、この周期をＴとすると、ｈｉｇｈの期間を１０ｂｉｔで設定することができ、Ｔの１／１０２４単位（０００ｈ〜３ＦＦｈ）での設定を可能とする。この例において、ＯＰ７２４のＶｉｎ−は、０００ｈのときに０Ｖ電位、３ＦＦｈのときにＶＣＣ電位となるものとする。一方、高圧出力（図中Ａ点）が分圧回路にて分圧された電位となるＯＰ７２４の非反転入力端子（Ｖｉｎ＋）は、−１０００Ｖ出力時では０．２１Ｖ、０Ｖ出力時では３．０９Ｖの電位となるものとする。電源装置６０２による出力特性を図７の（ａ）及び（ｂ）に示した。
【００７７】
ＯＰ７２４は、積分回路を形成しており、ＯＰ７２４の出力は位相補償用のＲ７０９及びＣ７１９を介してＶｉｎ＋に入力される。ここで、ＯＰ７２４の電源端子は省略されているが、この例では単電源で使用するものとする。このようなＯＰ７２４は仮想接地の原理により、Ｖｉｎ＋，Ｖｉｎ−の入力差を０にするように出力を制御する。ここで、ＯＰ７２４の出力をＶｏｕｔとすると、Ｖｏｕｔは、Ｖｏｕｔ＝Ａ（（Ｖｉｎ＋）−（Ｖｉｎ−））（Ａは比例定数）で求めることができる。簡単に説明すると、Ｖｉｎ＋入力（分圧電圧値）がＶｉｎ−入力（高圧出力設定値）よりも高い電圧の場合、出力Ｖｏｕｔはｈｉｇｈレベルを出力し、Ｖｉｎ＋入力（分圧設定値）がＶｉｎ−入力（高圧設定値）よりも低い電圧の場合、出力Ｖｏｕｔはｌｏｗレベルを出力する。ＯＰ７２４の出力は、出力調整用のＲ７１０、Ｒ７１１、及びＣ７２０を経由してＴ７２２に入力される。
【００７８】
Ｔ７２２の３ピンはエミッタ接続したＴＲ７１７のベースに、２ピンはＴＲ７１７のコレクタに、１ピンはＴＲ２４にそれぞれ接続されている。なお、ＴＲ２４には電源安定化用のＣＰ７０４が実装されている。そして、Ｔ７２２の出力側である５ピンはＧＮＤに、６ピンはＣ７２１とＤ７２３とで構成される整流回路に接続されており、昇圧回路で昇圧された交流電圧は整流され直流電圧に変換される。
【００７９】
整流後の直流電圧は、出力回路たるＲ７１２を経て負荷に供給されるとともに、分圧回路を構成するＲ７１３、Ｒ７１４、Ｒ７１５により分圧され、ＯＰ７２４のＶｉｎ＋に入力される。
【００８０】
ここで、図７に示す出力特性を説明する図を参照し、例えば、電源装置６０２が−８００Ｖの直流電圧を出力する例について説明する。
【００８１】
図７（ａ）に示すように、−８００Ｖ出力時における高圧出力信号によるＶｉｎ−電位は０．７９Ｖであり、高圧出力電位が０Ｖから−８００ＶとなるまのはＶｉｎ＋は０．７９Ｖよりも高い電位となるため、ＯＰ７２４はｈｉｇｈ出力を継続する。ＯＰ７２４からの出力がｈｉｇｈレベルのとき、ＴＲ７１７はオンとなり出力電圧を０Ｖから所定の電圧（−８００Ｖ：Ｖｉｎ＋は０．７９Ｖ）まで昇圧させる。そして、出力電圧が−８００Ｖを超えると、Ｖｉｎ＋の電位がＶｉｎ−の電位よりも低くなるため、ＯＰ７２４の出力はｌｏｗとなり、ＴＲ７１７はオフとなって出力電圧は下降する。出力電圧が下降すると、今度はＶｉｎ＋の電位がＶｉｎ−の電位よりも高くなるため、ＯＰ７２４の出力はｈｉｇｈとなり、ＴＲ７１７は再びオンとなる出力電圧が上昇する。これを繰り返すことにより、電源装置６０２は−８００Ｖの直流電圧を一定に保つことができる。
【００８２】
しかしながら、−８００Ｖの直流電圧の出力時に、出力端子がＧＮＤショートすると、Ｖｉｎ＋は３．０９Ｖ、Ｖｉｎ−は０．７９Ｖの電位となるため、ＯＰ７２４はｈｉｇ出力を継続する。このため、ＴＲ７１７のオン状態が継続されるため、ＴＲ２４に接続されているコレクタにはＩｃ＝Ｉｂ＊ｈｆｅの大きな異常電流が直流で流れ、Ｉｃ＊ＴＲ２４の電力が消費され続けることになる。これにより、ＴＲ７１７は自己発熱により温度が上昇する。
【００８３】
また、上述したように、電源装置６０２においては、ＳＷ７０１の負荷３１４側にＦ７０２が実装され、さらに、Ｆ７０２の負荷３１４側に隣接してＣＰ７０３が実装されているため、ＳＷ７０１が閉じられたときの突入電流が高くなる。したがって、必然的に比較的高定格のヒューズの選定が必要となる。
【００８４】
そのため、従来技術では、大電流が流れる状態で、トランジスタ（ＴＲ７１７）の消費電力が高い状態においても、問題なく装置を使用できるよう、放熱性に優れたパッケージタイプ（例えば、挿入タイプのＴ０２２０形状）のトランジスタを使用する必要があった。仮に放熱性悪い小型形状のパッケージ（例えば、面実装タイプのＭＰＴ３パッケージ）のトランジスタを使用すると、発熱による装置誤作動の要因ともなっていた。
【００８５】
例に挙げたような、Ｔ０２２０タイプのトランジスタは樹脂ケースのサイズが大きく、空気に触れる面積が広いため、面実装タイプの製品と比較すると放熱性が高いという利点がある。しかしながら、このタイプは、物理的なサイズが大きいため、材料費がかかること及び近年の省電力小スペースの観点に合致しない部品となったため、市場における流通量が少なく、部品単価は小型形状のパッケージのものと比較して高価である。
【００８６】
これに対して、本実施形態に係る電源装置３０２では、図５に示すように、電源供給回路にＣ５０１を追加した点と、従来の電源装置６０２におけるＣＰ７０３をＣＰ５０２としたことに特徴を有する。すなわち、Ｃ５０１をＦＥＴ４０５のドレイン−ソース間に実装することで、当該Ｃ５０１とＲ４０６とのＲＣ回路構成により時定数回路が形成される。これにより、ＦＥＴ４０５がオンとなる電圧閾値を超えるまでに時定数分の時間を要することになる。また、電圧閾値を超えても単位時間に対するＶｇｓの差分が小さいため、出力電圧（ドレイン電圧Ｖｄ）の立ち上がり時間はＣ５０１未実装の場合と比べて緩やかになる。
【００８７】
そして、従来の電源装置６０２におけるＣＰ７０３をＣＰ５０２とすることで、ＳＷ４０１が閉じられたときに突入電流が発生することを防ぐことができる。しかし、電源装置６０２におけるＣＰ７０３は、電源安定及びノイズ対策としての役割を担っており、これと同様の効果を得るために、本実施形態では、ＣＰ５０２をＦＥＴ４０５の負荷３１４側に実装することとした。ＣＰ５０２への突入電流の発生は前述したように、Ｃ５０１を実装することにより、ＦＥＴ４０５オン時における電圧の立ち上がりを緩和することにより抑えることができる。
【００８８】
ところで、ヒューズは定常時（通常動作時）の電流で溶断しないこと（マージンがあること）と、突入電流に対する耐性の２点が選定の基準となる。定常時における電流は、従来技術に係る電源装置６０２と本実施形態に係る電源装置３０２とでは差分はそれほど無いが、突入電流に対する耐性の部分では差分が発生する。突入電流に対する耐性はジュール積分値で考える。ヒューズ選定時のジュール積分値はＩ＾２ｔ式で表される式からの理解できるように、ジュール積分値は突入電流に対して指数関数的に増加し、突入電流に比例する。つまり、突入時間を長くして突入電流値を低下させるという本発明によれば、低定格のヒューズを選定することが可能となる。
【００８９】
上記のように、ヒューズの定格を小さくして、大電流によりヒューズが溶断することにより、電源装置内において２４Ｖの電力供給を遮断することができるため、トランジスタの温度上昇を抑えることができる。また、２４Ｖの電力供給が遮断されることにより、トランジスタ電力を消費しなくなるため、従来技術のように異常状態を考慮して熱抵抗値の小さい大型パッケージのトランジスタを選定する必要もなくなる。これにより、低定格の小型パッケージのトランジスタの選定が可能となり、部品のコスト削減につながる。さらに、単に部品のコストだけでなく、挿入タイプの部品から面実装タイプの部品に変更することで、面実装部品の自動実装も可能となり、基板の組み立て費用のコスト削減にもつながる。
【００９０】
以上のように、本実施形態によれば、大電流により、ヒューズが溶断することにより、装置内の電力供給を遮断することができるため、トランジスタの温度上昇を抑えることができる。また、小型の（面実装タイプ）トランジスタを採用することができるため、装置製造に係るコストダウン及び基板組み立てのコストダウンを実現することができる。さらに、本実施形態によれば、ＩＣ等の高機能な部品を追加することなく、簡単な部品で上記効果を奏する回路を構成することができる。
【００９１】
本発明の実施形態の説明においては、画像形成装置の好適な例としてプリンタを一例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複写機、ファクシミリ装置、複合機等の画像形成装置にも適用可能である。また、プリンタの構成例として中間転写方式の例について説明したが、本発明は直接転写方式の画像形成装置にも無論、適用可能である。
【符号の説明】
【００９２】
２０，３０  プリンタエンジン制御部
１０１  プリンタ
１０２  用紙
１０３  給紙カット
１０４  給紙ローラ
１０５  レジストローラ
１０６  タイミングローラ
１０７  定着ユニット
１０８  書き込みセンサ
１０９  ２次転写ローラ
１１０  バックアップローラ
１１１  画像センサ
１１２  中間転写ベルト
１１３Ｋ，１１３Ｃ，１１３Ｍ，１１３Ｙ  画像形成ユニット
１１４Ｋ，１１４Ｃ，１１４Ｍ，１１４Ｙ  １次転写ローラ
１１５Ｋ，１１５Ｃ，１１５Ｍ，１１５Ｙ  トナー収容部
１１８  排出ローラ群
１１９  排出スタッカ
１２０  ベルトクリーニングブレード
１２１  操作パネル
１２２  カバー
１２３  カバー開閉ボタン
１２４  インターロックスイッチ
２０１Ｋ  ＬＥＤヘッド
２０２Ｋ  感光体ドラム
２０３Ｋ  帯電ローラ
２０４Ｋ  トナー
２０５Ｋ  現像ローラ
２０６Ｋ  供給ローラ
２０７Ｋ  現像ブレード
２０８Ｋ  ドラムクリーニングブレード
３０２，６０２  電源装置
３０５  ２４Ｖ電源
３０６  インターロック部
３０７  安全回路
３０８  電源供給回路
３０９  比較回路
３１０  昇圧回路
３１１  整流回路
３１２  分圧回路
３１３  出力回路
３１４  負荷
【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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