(57)【要約】【課題】スイッチがＯＮ状態のまま電源を停止状態から作動させた際の出力端子を通じた電力供給を早められる突入電流規制回路を提供する。【解決手段】充電回路１１０は、入力端子に印加された電圧で充電されることにより、第１のスイッチ素子１０１の入力端子と制御端子との間の電位差を変化させる。第２のスイッチ素子１０２は、その導通により充電回路１１０を放電させ、その遮断により充電回路１１０を充電可能にする。スイッチ１０３は、直流電源１１と入力端子との間に配置される。作動回路１２０は、スイッチ１０３の前後の電位差に応じて第２のスイッチ素子１０２の導通と遮断とを切り替える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子と制御端子との間の電位差に応じて前記入力端子と出力端子との間の導通性を変化させる第１スイッチ素子と、
前記入力端子に印加された電圧で充電されることにより前記電位差を変化させる充電回路と、
その導通により前記充電回路を放電させ、その遮断により前記充電回路を充電可能にする第２スイッチ素子と、
電源と前記入力端子との間に配置されたスイッチと、
前記スイッチの前後の電位差に応じて前記第２スイッチ素子の導通と遮断とを切り替える切替回路と、を備えることを特徴とする突入電流規制回路。
【請求項２】
前記切替回路は、前記スイッチの前後の電位差が無いときは前記第２スイッチ素子を遮断させていることを特徴とする請求項１に記載の突入電流規制回路。
【請求項３】
前記切替回路は、前記スイッチの前後の電位差が有るときは前記第２スイッチ素子を導通させていることを特徴とする請求項２に記載の突入電流規制回路。
【請求項４】
前記切替回路は、前記スイッチの前後の電位差で作動して前記第２スイッチ素子の導通と遮断とを切り替える比較回路を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の突入電流規制回路。
【請求項５】
前記比較回路は、前記第２スイッチ素子の導通と遮断とを切り替える閾値電圧に対応するツェナー電圧のツェナーダイオードを有することを特徴とする請求項４に記載の突入電流規制回路。
【請求項６】
入力端子と制御端子との間の電位差に応じて前記入力端子と出力端子との間の導通性を変化させる第１スイッチ素子と、
前記入力端子に印加された電圧で充電されることにより前記電位差を変化させる充電回路と、
その導通により前記充電回路を放電させ、その遮断により前記充電回路を充電可能にする第２スイッチ素子と、
電源と前記入力端子との間に配置されたスイッチと、
前記電源の状態と前記スイッチの状態とに応じて前記第２スイッチ素子の導通と遮断とを切り替える切替回路と、を備えることを特徴とする突入電流規制回路。
【請求項７】
前記切替回路は、前記電源が停止していて前記スイッチが導通した状態では前記第２スイッチ素子を遮断させていることを特徴とする請求項６に記載の突入電流規制回路。
【請求項８】
前記切替回路は、前記電源が作動していて前記スイッチが遮断した状態では前記第２スイッチ素子を導通させていることを特徴とする請求項７に記載の突入電流規制回路。
【請求項９】
入力端子と制御端子との間の電位差に応じて前記入力端子と出力端子との間の導通性を変化させるスイッチ素子と、
電源と前記入力端子との間に配置されたスイッチと、
前記電源が停止していて前記スイッチが導通した状態では、前記電源が作動していて前記スイッチが遮断した状態よりも、前記入力端子に印加される電圧の上昇過程で前記電位差が変化し始める電圧が低くなるように前記スイッチ素子を作動させるスイッチ素子作動回路と、を備えることを特徴とする突入電流規制回路。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の突入電流規制回路と、
前記電源と、
前記出力端子に接続されて負荷に供給する電圧を平滑する平滑コンデンサと、を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の突入電流規制回路と、
前記電源と、
前記出力端子に接続された平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサにより平滑された電圧で作動するモータと、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
前記画像形成装置は、筐体にカバーを有し、
前記スイッチは、前記カバーを開くことにより前記電源と前記入力端子との間を遮断し、前記カバーを閉じることにより前記電源と前記入力端子との間を導通させるカバースイッチであることを特徴とする請求項１１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、スイッチがＯＮされたときの突入電流を規制する突入電流規制回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
入力端子と制御端子との間の電位差に応じて導通性を変化させるスイッチ素子の出力端子を通じて負荷に電源電圧を供給する電源装置が広く用いられている。電源装置は、スイッチ素子の入力端子に印加された電圧の上昇過程でスイッチ素子の出力端子から大きな過渡電流（突入電流）が出力される可能性がある。
【０００３】
このため、電源装置は、スイッチ素子の導通の開始時にスイッチ素子の導通性を徐々に高める突入電流規制回路を設けて、スイッチ素子の導通開始時に出力端子から取り出される突入電流を規制している。
【０００４】
特許文献１には、スイッチ素子としてＭＯＳＦＥＴを使用し、充電回路によってスイッチ素子の導通性を制御するようにした突入電流防止回路が示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２３８６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電源装置の電源とスイッチ素子の間にスイッチ（例えば、カバーの開閉と連動してＯＦＦ／ＯＮ動作するようなもの）を設け、電源自体は作動状態に保ったまま、スイッチのＯＮ／ＯＦＦによりスイッチ素子を通じた負荷への電力供給を開始する場合がある。
【０００７】
このとき、スイッチをＯＮ状態に保ったまま（カバーを閉じたまま）電源を停止状態から作動させると、後述するように、電源の作動状態でスイッチをＯＦＦからＯＮにした場合と同様に、出力端子を通じた負荷への電力供給が遅れてしまう。
【０００８】
本発明は、電源の作動状態でスイッチをＯＦＦからＯＮにした場合の突入電流を確実に規制しつつ、スイッチがＯＮ状態のまま電源を停止状態から作動させた際の出力端子を通じた電力供給を早められる突入電流規制回路を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の突入電流規制回路は、入力端子と制御端子との間の電位差に応じて前記入力端子と出力端子との間の導通性を変化させる第１スイッチ素子と、前記入力端子に印加された電圧で充電されることにより前記電位差を変化させる充電回路と、その導通により前記充電回路を放電させ、その遮断により前記充電回路を充電可能にする第２スイッチ素子と、電源と前記入力端子との間に配置されたスイッチと、前記スイッチの前後の電位差に応じて前記第２スイッチ素子の導通と遮断とを切り替える切替回路と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、電源の作動状態でスイッチをＯＦＦからＯＮにした場合の突入電流を確実に規制しつつ、スイッチがＯＮ状態のまま電源を停止状態から作動させた際の出力端子を通じた電力供給を早められる突入電流規制回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の電力供給系の説明図である。
【図２】実施の形態１の突入電流防止回路の回路図である。
【図３】筐体スイッチの配置の説明図である。
【図４】実施の形態１の突入電流防止回路の詳細な回路図である。
【図５】実施の形態１の突入電流防止回路の動作のタイムチャートである。
【図６】比較例の突入電流防止回路の回路図である。
【図７】比較例の突入電流防止回路の動作のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
＜実施の形態１＞
（画像形成装置）
図１は画像形成装置の電力供給系の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１０は、商用電源（ＡＣ１００Ｖ）１６から電力供給を受けて直流電源１１により生成した電源電圧（直流電圧）を、負荷端子１５に接続された負荷の一例であるモータ１２及び制御部１３に供給する。
【００１４】
直流電源１１の出力側から平滑コンデンサ１０６までを「電源ライン」と呼ぶ。平滑コンデンサ１０６は、電源ラインへ並列に接続され、電源ラインの電圧を平滑して、負荷端子１５の電圧を安定化させる。平滑コンデンサ１０６は、負荷端子１５に接続された負荷（１２、１３）の負荷変動に対する直流電圧の安定化を図っている。モータ１２は、平滑コンデンサ１０６により平滑された電圧で作動する。
【００１５】
スイッチ１０３がＯＮされたとき、スイッチ素子１０１の導通性が高い状態で、直流電源１１から定常状態の直流電圧が直ちに印加される。このとき、平滑コンデンサ１０６が充電を完了するまでに、電源ラインに過渡的な電流である「突入電流」が流れてしまう。突入電流は、負荷（１２、１３）に取り出される定常的な電流よりも大きい電流であって、直流電源１１の動作に影響を及ぼすため好ましくない。
【００１６】
そこで、画像形成装置１０では、電源ラインに突入電流が流れることを防止することを目的として、突入電流規制回路の一例である突入電流防止回路２０が設けられている。
【００１７】
（突入電流防止回路）
図２は実施の形態１の突入電流防止回路の回路図である。図２に示すように、平滑コンデンサ１０６は、第１のスイッチ素子１０１の出力端子（Ｄ）に接続されて、負荷端子１５に供給する電圧を平滑する。突入電流防止回路２０は、直流電源１１と負荷端子１５の間（電源ライン）に第１のスイッチ素子１０１を配置している。
【００１８】
第１のスイッチ素子１０１は、直流電源１１を負荷端子１５へバイパスする導通ＦＥＴ素子である。第１のスイッチ素子１０１は、電力制御用半導体素子である導通ＦＥＴ素子を使用している。導通ＦＥＴ素子は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。導通ＦＥＴ素子は、直流電源１１に接続されるソース（入力端子）Ｓと、負荷端子１５に接続されるドレイン（出力端子）Ｄと、ゲート（制御端子）Ｇと、を有する。導通ＦＥＴ素子は、ゲート／ソース間電圧に応じた導通性（抵抗値）でソース／ドレイン間を導通させる。導通ＦＥＴ素子は、ゲート／ソース間電圧が閾値Ｖｔｈを超えると、ソース／ドレイン間の導通を開始させる。第１のスイッチ素子１０１のゲート／ソース間電圧は、分圧抵抗１０５と抵抗１１２との分圧比で決定される。
【００１９】
突入電流防止回路２０は、第１のスイッチ素子１０１のソース／ドレイン間の導通開始時に、充電回路１１０によりゲート／ソース間電圧を緩やかに変化させる。これにより、第１のスイッチ素子１０１のソース／ドレイン間の導通性を低く（抵抗を高く）して、突入電流を軽減している。
【００２０】
すなわち、スイッチ素子又は第１スイッチ素子の一例である第１のスイッチ素子１０１は、入力端子（Ｓ）と制御端子（Ｇ）との間の電位差に応じて、入力端子（Ｓ）と出力端子（Ｄ）との間の導通性を変化させる。そして、充電回路の一例である充電回路１１０は、入力端子（Ｓ）に印加された電圧で充電されることにより、入力端子（Ｓ）と制御端子（Ｇ）との間の電位差を変化させる。
【００２１】
（充電回路）
充電回路１１０は、第１のスイッチ素子１０１のゲート／ソース間に接続されたコンデンサ１１１及び抵抗１０５と、ゲート／接地電位間に接続された抵抗１１２と、で構成される。充電回路１１０は、直流電源１１から電源ラインを通じて直流電圧が印加されたときに、第１のスイッチ素子１０１のゲート／ソース間の電位差を時定数τ１に応じて緩やかに変化させる。充電回路１１０は、電源ラインの電圧を時定数τ１に応じてコンデンサ１１１に充電する。時定数τ１は、ゲート／ソース間の抵抗１０５の抵抗成分とコンデンサ１１１の容量成分とにより決定される。
【００２２】
第１のスイッチ素子１０１のソースＳと接地電位ＧＮＤとの間に直流電源１１から印加された直流電圧は、直列接続された抵抗１０５と抵抗１１２とに印加される。このとき、コンデンサ１１１が無ければ、抵抗１０５と抵抗１１２とにより直流電圧を分圧した電圧が第１のスイッチ素子１０１のゲート／ソース間に直ちに印加される。
【００２３】
しかし、抵抗１０５には、コンデンサ１１１が並列に接続されているため、抵抗１０５の両端には、コンデンサ１１１の充電に応じた電圧（充電電圧）が印加される。コンデンサ１１１は、時定数τ１に応じて徐々に電荷を蓄積して充電電圧を高める。充電電圧の上昇に伴って、抵抗１０５の両端の電位差が徐々に上昇して、抵抗１０５と抵抗１１２との分圧比に応じて直流電圧を分圧した電圧に収束する。抵抗１０５は、第１のスイッチ素子１０１のゲート／ソース間に接続されているため、抵抗１０５の両端電位差が徐々に上昇することにより、第１のスイッチ素子１０１のゲート／ソース間電圧が徐々に上昇する。
【００２４】
第１のスイッチ素子１０１のゲート／ソース間電圧が徐々に上昇して第１のスイッチ素子１０１の閾値を越えると、第１のスイッチ素子１０１のドレイン／ソース間が導通を開始する。第１のスイッチ素子１０１は、ドレイン／ソース間の導通開始後、ゲート／ソース間電圧の緩やかな上昇に伴って、第１のスイッチ素子１０１の導通性が徐々に高まる。言い換えれば、ドレイン／ソース間の内部抵抗が徐々に低下する。第１のスイッチ素子１０１の導通性が徐々に高まることにより、ドレインＤから平滑コンデンサ１０６に印加される電圧は、直流電源１１の電源電圧へ向かって緩やかに上昇する。
【００２５】
その後、ゲート／ソース間電圧の上昇に伴って第１のスイッチ素子１０１の導通性はさらに高まり、コンデンサ１１１の充電が完了したとき、ソース／ドレイン間の内部抵抗は、ほぼ０Ωになる。
【００２６】
このように、充電回路１１０は、第１のスイッチ素子１０１の入力端子（Ｓ）へ直流電圧が印加されたとき、出力端子（Ｄ）から平滑コンデンサ１０６に印加される電圧を徐々に上昇させる。突入電流は、平滑コンデンサ１０６の両端に印加される電圧が大きいほど大きくなる。これにより、平滑コンデンサ１０６への電荷の充電を徐々に行って、第１のスイッチ素子１０１に流れる突入電流を規制する。
【００２７】
（スイッチ）
図３は筐体スイッチの配置の説明図である。図２に示すように、電源装置１０Ｄの突入電流防止回路２０は、直流電源１１と第１のスイッチ素子１０１との間にスイッチ１０３を設けている。スイッチ１０３は、直流電源１１と第１のスイッチ素子１０１との間の電流を機械的に導通／遮断するメカニカルスイッチである。
【００２８】
図３に示すように、画像形成装置１０は、筐体１０Ｂから前後に開閉されるカバー１０Ｃの内側に電源装置１０Ｄを配置している。スイッチ１０３は、画像形成装置１０のカバー１０Ｃの開閉と連動してＯＦＦ／ＯＮ動作するカバースイッチである。スイッチ１０３は、カバー１０Ｃを開くことにより、図２に示す直流電源１１と入力端子（Ｓ）との間を遮断し、カバー１０Ｃを閉じることにより直流電源１１と入力端子（Ｓ）との間を導通させる。
【００２９】
図２に示すように、突入電流防止回路２０は、スイッチ１０３を設けているので、直流電源１１をＯＮ状態に保ったまま、スイッチ１０３をＯＦＦすることにより、第１のスイッチ素子１０１を通じた負荷端子１５への電力供給を停止できる。スイッチの一例であるスイッチ１０３は、電源の一例である直流電源１１と入力端子（Ｓ）との間に配置される。
【００３０】
突入電流防止回路２０は、直流電源１１がＯＮ状態でスイッチ１０３の入力側の直流電圧が維持された状態で、スイッチ１０３が素早くＯＦＦ／ＯＮされた場合の突入電流を規制するために、第２のスイッチ素子１０２及び作動回路１２０を設けている。
【００３１】
すなわち、コンデンサ１１１が充電完了して第１のスイッチ素子１０１のソース／ゲート間に閾値を超える電位差が発生している状態で、スイッチ１０３を素早くＯＦＦ／ＯＮすると、第１のスイッチ素子１０１に突入電流が流れてしまう。ソース／ゲート間に閾値を超える電位差が発生して内部抵抗がほぼ０Ωの導通状態に保たれた第１のスイッチ素子１０１を通じて平滑コンデンサ１０６へ一気に電流が流れ込むからである。
【００３２】
すなわち、スイッチ１０３をＯＦＦした後、コンデンサ１１１に充電された充電電圧が抵抗１１２を通じて十分に放電されるまで、第１のスイッチ素子１０１はソース／ドレイン間が導通した状態に維持される。このため、スイッチ１０３をＯＮした瞬間に、直流電源１１の電源電圧がソースＳからドレインＤへそのまま導通してしまう。これにより、平滑コンデンサ１０６に最初から直流電源１１の電源電圧が印加されて、第１のスイッチ素子１０１に突入電流が流れてしまう。
【００３３】
そこで、突入電流防止回路２０は、放電回路の一例である第２のスイッチ素子１０２及び作動回路１２０を設けて、スイッチ１０３がＯＦＦされたときには、コンデンサ１１１に残った充電電圧を強制的に放電させている。第２スイッチ素子の一例である第２のスイッチ素子１０２は、その導通により充電回路１１０を放電させ、その遮断により充電回路１１０を充電可能にする。
【００３４】
（放電回路）
図２に示すように、作動回路１２０は、スイッチ１０３の両端と、第２のスイッチ素子１０２と、へ接続される。第２のスイッチ素子１０２は、充電回路１１０のコンデンサ１１１へ蓄積された電荷を放電するための半導体素子である。
【００３５】
作動回路１２０は、第１のスイッチ素子のソースＳに印加された電圧が低下すると、第２のスイッチ素子１０２を導通させて、充電回路１１０のコンデンサ１１１へ蓄積された電荷を速やかに放電させる。第２のスイッチ素子１０２は、作動回路１２０の出力に応じて導通し、抵抗１０４を経由してコンデンサ１１１の電荷を時定数τ１よりも小さな時定数τ２で一気に放電させる。
【００３６】
コンデンサ１１１の電荷を放電させることで、第１のスイッチ素子１０１のソース／ゲート間電圧が０Ｖとなり、第１のスイッチ素子１０１のソース／ドレイン間が遮断される。このため、直後に、スイッチ３がＯＮされて直流電源１１の直流電圧が第１のスイッチ素子１０１のソースＳへ急に印加されても、ドレインＤから平滑コンデンサ１０６へ電流が流れ込まない。
【００３７】
コンデンサ１１１の充電電圧が放電された状態であれば、スイッチ１０３のＯＮにより直流電源１１の直流電圧が再投入されたときに、第１のスイッチ素子１０１のゲートソース間の内部抵抗が高く、平滑コンデンサ１０６へ流れ込む電流を遮断できる。このため、平滑コンデンサ１０６に印加される直流電圧が一気に上昇して突入電流を生じさせることがない。
【００３８】
コンデンサ１１１に電荷が残っていない状態であれば、スイッチ１０３がＯＮされた後にコンデンサ１１１の充電が開始し、第１のスイッチ素子１０１のゲート／ソース間電圧が時定数τ１によって徐々に上昇する。そして、コンデンサ１１１の充電電圧の上昇に伴って第１のスイッチ素子１０１のソース／ゲート間抵抗を緩やかに低下させて、平滑コンデンサ１０６に印加される電圧を緩やかに高めることができる。
【００３９】
（比較例）
図６は比較例の突入電流防止回路の回路図である。図７は比較例の突入電流防止回路の動作のタイムチャートである。図７中、（ａ）はスイッチのＯＮ／ＯＦＦ、（ｂ）は直流電源の直流電圧、（ｃ）は第１のスイッチ素子の状態、（ｄ）は第２のスイッチ素子の状態、（ｅ）は充電電圧である。
【００４０】
図６に示すように、比較例の突入電流防止回路２０Ｈは、作動回路（１２０：図２）が電圧検知部２０３に置き換えられている以外は、実施の形態１と同一に構成されている。このため、図６中、実施の形態１と共通する構成には図２と同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００４１】
比較例の突入電流防止回路２０Ｈは、スイッチ１０３が素早くＯＦＦ／ＯＮされた場合でも突入電流を規制できるように電圧検知部２０３が第２のスイッチ素子１０２を作動させる。電圧検知部２０３は、第１のスイッチ素子のソースＳに印加された電圧を監視している。
【００４２】
電圧検知部２０３は、スイッチ１０３がＯＦＦされて第１のスイッチ素子のソースＳの電圧が低下する過程で、第２のスイッチ素子１０２を導通させて、充電回路１１０のコンデンサ１１１を放電させる。コンデンサ１１１の電荷を放電させることで、第１のスイッチ素子１０１のソース／ゲート間電圧を第１のスイッチ素子１０１の閾値電圧よりも低くして、第１のスイッチ素子１０１のソース／ドレイン間を遮断する。
【００４３】
図７の（ａ）に示すように、スイッチ１０３がＯＦＦされると、図７の（ｂ）に示すように、第１のスイッチ素子のソースＳに引加された直流電圧が低下する。その低下過程で、直流電圧が特定の電圧よりも低くなると、図７の（ｄ）に示すように、第２のスイッチ素子１０２の遮断（放電解除）が解除されて導通（放電中）に切り替わる。
【００４４】
第２のスイッチ素子１０２が導通すると、図７の（ｅ）に示すように、コンデンサ１１１の充電電圧が放電される。第２のスイッチ素子１０２の導通状態は、図７の（ａ）に示すように、スイッチ１０３がＯＮされて、図７の（ｂ）に示すように、第１のスイッチ素子のソースＳに引加された直流電圧が特定の電圧を超えるまで維持される。
【００４５】
（直流電源の立上げ時の問題）
比較例の突入電流防止回路２０Ｈは、スイッチ１０３がＯＮされた状態で、直流電源１１を停止状態から作動させた場合も、直流電源１１の作動状態でスイッチ１０３をＯＦＦからＯＮへ切り替えた場合と同様に作動する。
【００４６】
図１に示すように、スイッチ１０３がＯＮされた状態で、画像形成装置１０の電源スイッチ１８をＯＦＦすると、直流電源１１が停止して、第１のスイッチ素子のソースＳに印加された電圧が２４Ｖから０Ｖに低下する。その低下過程でも、図７の（ａ）に示すように、電圧が特定の電圧よりも低くなると、第２のスイッチ素子１０２の遮断が解除されて導通に切り替わる。
【００４７】
その後、電源スイッチ１８をＯＮすると、直流電源１１が作動開始して出力電圧が０Ｖから２４Ｖに立ち上がる。このとき、スイッチ１０３の出力側（第１のスイッチ素子１０１のソース）に印加される直流電圧の立ち上がりは、スイッチ１０３をＯＦＦ／ＯＮした場合に比較して緩やかである。このため、コンデンサ１１１の充電電圧の上昇開始が、スイッチ１０３をＯＦＦ／ＯＮした場合に比較して遅くなり、第１のスイッチ素子のソース／ゲート間の電位差が閾値に達する時期も遅くなる。
【００４８】
図７の（ａ）に示すように、直流電源１１への電力供給を開始して直流電圧を立上げる。直流電圧が所定の電圧を超えると、第２のスイッチ素子１０２の導通が解除されて遮断に切り替わり、コンデンサ１１１に直流電圧を充電できるようになる。
【００４９】
図７の（ｄ）に示すように、第２のスイッチ素子１０２が遮断した後に、抵抗１０５の抵抗とコンデンサ１１１の容量とに応じた時定数τ１でコンデンサ１１１に充電電圧が緩やかに充電される。コンデンサ１１１の充電の進行に伴って第１のスイッチ素子１０１のソース／ゲート間の電位差が緩やかに上昇し、第１のスイッチ素子１０１の閾値電圧に達すると第１のスイッチ素子１０１のソース／ドレイン間の導通が開始する。
【００５０】
図７の（ｂ）に示すように、第１のスイッチ素子１０１のソース／ドレイン間の導通の開始後、第１のスイッチ素子１０１のソース／ゲート間電圧が緩やかに上昇して第１のスイッチ素子１０１のソース／ドレイン間の内部抵抗が緩やかに低下する。これに伴って、平滑コンデンサ１０６に印加される電圧が緩やかに高まって直流電源１１の出力電圧へ収束する。
【００５１】
図６に示すように、比較例では、電圧検知部２０３は、第１のスイッチ素子１０１のソースＳに印加された電圧の上昇が、直流電源１１のＯＮに伴う出力電圧の立上がりによるものなのか、スイッチ１０３のＯＮによるものなのか、を判別することができない。
【００５２】
このため、比較例では、直流電源１１を起動した際の出力電圧の立上がり時において、特定の電圧まで出力電圧が上昇しないと、第２のスイッチ素子１０２の導通（充電回路１１０の初期化）を解除できない。このため、突入電流防止回路２０Ｈの負荷端子１５に接続された負荷への電力供給の開始が、図７の（ｂ）、（ｅ）に示すように、出力電圧が特定の電圧に達するまでの時間ＤＬだけ遅延し、画像形成装置（１０）の起動が遅くなる。
【００５３】
そこで、実施の形態１では、作動回路１２０が、第１のスイッチ素子１０１のソースＳに印加された電圧の上昇が、直流電源１１のＯＮに伴うものなのか、スイッチ１０３のＯＮによるものなのか、を判別する。そして、直流電源１１のＯＮに伴う電圧の上昇の場合には、スイッチ１０３のＯＮによる電圧の上昇の場合よりも、コンデンサ１１１の充電が開始されるタイミングを早くしている。
【００５４】
（作動回路）
図４は実施の形態１の突入電流防止回路の詳細な回路図である。図４に示すように、切替回路の一例である作動回路１２０は、スイッチ１０３の前後の電位差に応じて第２のスイッチ素子１０２の導通と遮断とを切り替える。作動回路１２０は、直流電源１１の作動／停止の状態とスイッチ１０３の導通／遮断の状態とに応じて第２のスイッチ素子１０２の導通と遮断とを切り替える。
【００５５】
作動回路１２０は、スイッチ１０３の前後の電位差に応じて第１のスイッチ素子１０１の導通の開始時期を変化させる。作動回路１２０は、スイッチ１０３の前後の電位差が無い場合には、直流電源１１のＯＮによる直流電圧の立上がりであるため、スイッチ１０３の前後の電位差がある場合よりもコンデンサ１１１の充電が開始されるタイミングを早くする。
【００５６】
作動回路１２０は、スイッチ１０３の前後の電位差が無いときは、第２のスイッチ素子１０２を遮断させている。すなわち、直流電源１１が停止していてスイッチ１０３が導通した状態では、第２のスイッチ素子１０２を遮断させている。
【００５７】
作動回路１２０は、スイッチ１０３の前後の電位差が有るときは、第２のスイッチ素子１０２を導通させている。すなわち、直流電源１１が作動していてスイッチ１０３が遮断した状態では第２のスイッチ素子１０２を導通させている。
【００５８】
作動回路１２０は、スイッチ１０３の入力側と出力側の電位差をコンパレータ１２１で比較する。比較回路の一例であるコンパレータ１２１は、スイッチ１０３の前後の電位差で作動して第２のスイッチ素子１０２の導通と遮断とを切り替える。コンパレータ１２１は、電源電圧と接地電位の間で作動し、電源電圧が２Ｖ以上あれば作動する。
【００５９】
コンパレータ１２１の＋端子は、スイッチ１０３の出力側に接続された抵抗１２５と抵抗１２６の直列回路における抵抗１２５と抵抗１２６の中間点に接続される。コンパレータ１２１の−端子は、スイッチ１０３の入力側に接続されたツェナーダイオード１２２と抵抗１２３と抵抗１２４との直列回路における抵抗１２３と抵抗１２４の中間点に接続される。ツェナーダイオード１２２のツェナー電圧は、第２のスイッチ素子１０２の導通と遮断とを切り替える閾値電圧に対応している。
【００６０】
直流電源１１が直流電圧を維持している状態でスイッチ１０３が遮断している場合、スイッチ１０３の入力側と出力側の電位差は２４Ｖであって、ツェナーダイオード１２２のツェナー電圧を超えている。スイッチ１０３の入力側と出力側の電位差がツェナーダイオード１２２のツェナー電圧を超えていると、抵抗１２３と抵抗１２４との直列回路に電流が流れてコンパレータ１２１の−端子の電位が＋端子の電位よりも高くなる。その結果、コンパレータ１２１はＬｏｗレベル（接地電位）を出力して、第２のスイッチ素子１０２を導通させる。
【００６１】
スイッチ１０３が導通している状態で直流電源１１が立ち上がる場合、スイッチ１０３の入力側と出力側の電位差は０Ｖであって、ツェナーダイオード１２２のツェナー電圧以下である。スイッチ１０３の入力側と出力側の電位差がツェナーダイオード１２２のツェナー電圧以下であると、抵抗１２３と抵抗１２４との直列回路に電流が流れず、コンパレータ１２１の−端子の電位が接地電位になって、＋端子の電位よりも低くなる。その結果、コンパレータ１２１はＨｉｇｈレベルを出力して、第２のスイッチ素子１０２を遮断させる。
【００６２】
スイッチ素子作動回路の一例である充電回路１１０、第２のスイッチ素子１０２、及び作動回路１２０は、直流電源１１の起動時と、スイッチ１０３のＯＦＦ／ＯＮ時とで、第１のスイッチ素子１０１の導通タイミングを異ならせる。直流電源１１が停止していてスイッチ１０３が導通した状態では、直流電源１１が作動していてスイッチ１０３が遮断した状態よりも、入力端子（Ｓ）に印加される電圧の上昇過程でソース／ゲート間の電位差が増加し始める電圧を低くする。
【００６３】
（直流電源の起動時の動作）
図５は実施の形態１の突入電流防止回路の動作のタイムチャートである。図５中、（ａ）はスイッチのＯＮ／ＯＦＦ、（ｂ）は直流電源の直流電圧、（ｃ）はスイッチの出力側の電圧、（ｄ）は第１のスイッチの導通／遮断、（ｅ）は第２のスイッチ素子の導通／遮断、（ｆ）は充電電圧である。
【００６４】
図５の（ａ）に示すように、直流電源１１に電力供給が開始されると直流電圧は緩やかに立ち上がる。
【００６５】
図５の（ｅ）に示すように、直流電圧の立ち上がりの開始時に第２のスイッチ素子１０２が遮断（オープン）している。このため、図５の（ｆ）に示すように、直流電圧の立上がり開始時からコンデンサ１１１の充電が開始する。コンデンサ１１１の充電電圧が第１のスイッチ素子１０１の閾値電圧に達すると、第１のスイッチ素子１０１の導通が開始する。
【００６６】
図５の（ｄ）に示すように、第１のスイッチ素子１０１の導通性が緩やかに高まって第１のスイッチ素子１０１のドレインＤから平滑コンデンサ１０６に印加される電圧が緩やかに高まって突入電流が防止される。
【００６７】
（スイッチのＯＦＦ／ＯＮ時の動作）
図５の（ｂ）に示すように、スイッチ１０３がＯＦＦされると、第１のスイッチ素子１０１のソース電位は低下する。その後、スイッチ１０３がＯＮされると、第１のスイッチ素子１０１のソース電位は上昇する。
【００６８】
図５の（ｃ）に示すように、スイッチ１０３のＯＦＦ後、スイッチ１０３の入力側（直流電圧）と出力側（ソース電位）の電位差が増大して、コンパレータ１２１の出力が反転し第２のスイッチ素子１０２が導通する。
【００６９】
図５の（ｅ）に示すように、第２のスイッチ素子１０２が遮断（オープン）から導通（ショート）に変化すると、コンデンサ１１１の充電電圧が急速に放電されて、第１のスイッチ素子１０１が急速にＯＦＦする。
【００７０】
図５の（ｃ）に示すように、スイッチ１０３のＯＮ後、スイッチ１０３の入力側（直流電圧）と出力側（ソース電位）の電位差が減少して、コンパレータ１２１の出力が反転し第２のスイッチ素子１０２が遮断する。
【００７１】
図５の（ｅ）に示すように、第２のスイッチ素子１０２が導通（ショート）から遮断（オープン）に変化すると、ソース電圧によるコンデンサ１１１の充電が開始されて充電電圧が次第に高まる。コンデンサ１１１の充電電圧が第１のスイッチ素子１０１の閾値電圧に達すると、第１のスイッチ素子１０１の導通が開始する。
【００７２】
図５の（ｄ）に示すように、第１のスイッチ素子１０１の導通性が緩やかに高まって第１のスイッチ素子１０１のドレインＤから平滑コンデンサ１０６に印加される電圧が緩やかに高まって突入電流が防止される。
【００７３】
図５の（ｃ）に示すように、直流電源１１が停止していてスイッチ１０３が導通した状態でソース／ゲート間の電位差が増加し始めるソース電圧はＶｉである。一方、直流電源１１が作動していてスイッチ１０３が遮断した状態でソース／ゲート間の電位差が増加し始めるソース電圧はＶｊである。そして、Ｖｉは、Ｖｊよりも低い。
【００７４】
実施の形態１では、図５の（ｆ）に示すように、直流電源１１の立上がりの最初から、第２のスイッチ素子１０２の導通（充電回路１１０の初期化）が解除されている。図７の（ａ）に示すように、特定の電圧まで直流電圧が上昇するのを待つことなく、コンデンサ１１１の充電を開始して、第１のスイッチ素子１０１の導通の開始を早めている。
【００７５】
（実施の形態１の効果）
実施の形態１では、直流電源１１の電源投入時から直ちに充電回路１１０の充電を開始できる。このため、直流電源１１の電源投入時に、負荷端子１５側の直流電圧が立上がるまでの時間にタイムラグを設ける必要がなく、速やかに負荷（１２、１３）へ直流電圧を供給開始できる。
【００７６】
実施の形態１では、スイッチ１０３の前後の電位差を検出して、充電回路１１０の初期化を行うので、直流電源１１の出力電圧の立上がりを待つことなく充電回路１１０を初期化できる。そのため、直流電源１１の立上がりと同時に充電回路１１０の充電を開始できる。
【００７７】
実施の形態１では、直流電源１１の立上がり時において、突入電流を有効に規制しつつ、直流電源１１からの電力供給の遅れを解消して、突入電流防止回路２０に接続された負荷（１２、１３）への電力供給の遅延を軽減することができる。
【００７８】
実施の形態１では、突入電流防止回路２０を通じた負荷（１２、１３）への電力供給開始までの時間を短縮できる。画像形成装置１０の電源投入時の起動が早くなり画像形成動作の開始を早めることができる。
【００７９】
実施の形態１では、スイッチ１０３の前後の電位差に応じて第２のスイッチ素子１０２の導通と遮断とを切り替える。直流電源１１の作動／停止の状態とスイッチ１０３の導通／遮断の状態とに応じて第２のスイッチ素子１０２の導通と遮断とを切り替える。このため、直流電源１１の起動時とスイッチ１０３のＯＮ時とで、突入電流の規制性能を損なうことなく、ソース電圧の上昇開始後に第１のスイッチ素子１０１が導通する時期を異ならせることができる。
【００８０】
実施の形態１では、スイッチ１０３の前後の電位差が無いときは第２のスイッチ素子１０２を遮断させている。直流電源１１が停止していてスイッチ１０３が導通した状態では第２のスイッチ素子１０２を遮断させている。このため、直流電源１１の起動時には直ちに充電回路１１０の充電を開始させることができる。
【００８１】
実施の形態１では、スイッチ１０３の前後の電位差が有るときは第２のスイッチ素子１０２を導通させている。直流電源１１が作動していてスイッチ１０３が遮断した状態では第２のスイッチ素子１０２を導通させている。このため、スイッチ１０３がＯＦＦされた際には速やかに充電回路１１０の充電を放電して第１のスイッチ素子１０１を遮断させ、次回にスイッチ１０３がＯＮされたときの突入電流を確実に規制することができる。
【００８２】
実施の形態１では、アナログ素子のコンパレータ１２１を使用するため、直流電源１１の停止等による低い電源電圧下でも確実に作動回路１２０を機能させることができる。
【００８３】
実施の形態１では、第２のスイッチ素子１０２の導通と遮断とを切り替える閾値電圧に対応するツェナー電圧のツェナーダイオード１２２を有するから、閾値電圧で急峻に回路出力を変化させて第２のスイッチ素子１０２を確実に導通／遮断させることができる。
【００８４】
実施の形態１では、直流電源１１が停止していてスイッチ１０３が導通した状態では、直流電源１１が作動していてスイッチ１０３が遮断した状態よりも、入力端子（Ｓ）に印加される電圧の上昇過程で電位差が変化し始める電圧を低くする。このため、直流電源１１の起動時には直ちに充電回路１１０の充電を開始させることができる。
【００８５】
＜その他の実施の形態＞
本発明の突入電流規制回路は、実施の形態１における具体的な各部構成、電子部品の組み合わせ、電圧の種類、電圧の正負、半導体素子の特性には限定されない。実施の形態１の構成の一部又は全部を等価な部材に置き換えた別の実施の形態でも実施可能である。
【００８６】
第１のスイッチ素子１０１に使用されるＭＯＳＦＥＴは、ソース／ゲート間の電位差で導通するエンハンスメント型には限らない。ソース／ゲート間の電位差で遮断ディプレッション型を採用してもよい。Ｎ型チャネル接合型、Ｐチャネル接合型のいずれでもよい。第１のスイッチ素子１０１は、ＭＯＳＦＥＴには限らず、通常のトランジスタ素子であってもよい。ただし、周辺の回路は、トランジスタ素子の種類（特性）に応じて変更する必要がある。
【００８７】
スイッチ１０３は、カバー１０Ｃの開閉に応じて導通／遮断するカバースイッチには限定されない。手動操作される電源スイッチでもよく、リードスイッチ、バイメタル接点、リレー接点等に置き換えてもよい。
【００８８】
画像形成装置１０は、電子写真方式の画像形成プロセスを行うものには限定されない。インクジェットプリンタ、オフセット印刷装置等に置き換えてもよい。
【００８９】
電源装置１０Ｄは、直流電源を備えた画像形成装置以外の一般的な装置においても搭載可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１０：画像形成装置、１０Ｂ：筐体、１０Ｃ：カバー、１２：モータ、１３：制御部、１０１：第１のスイッチ素子（スイッチ素子、第１スイッチ素子）、１０２：第２のスイッチ素子（第２スイッチ素子）、１０３：スイッチ、１０４、１０５、１１２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８：抵抗、１０６：平滑コンデンサ、１１０：充電回路、１１１：コンデンサ、１２０：作動回路、１２１：コンパレータ（比較回路）、１２２：ツェナーダイオード、Ｄ：ドレイン（出力端子）、Ｇ：ゲート（制御端子）、Ｓ：ソース（入力端子）
【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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