特開 2022-191580 電源ユニット、画像形成装置、電気機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022191580

(43)【公開日】2022-12-28

(54)【発明の名称】電源ユニット、画像形成装置、電気機器

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/28 20060101AFI20221221BHJP

   G03G 15/00 20060101ALI20221221BHJP

   G03G 21/16 20060101ALI20221221BHJP

   G03G 21/00 20060101ALI20221221BHJP

【ＦＩ】

H02M3/28 C

H02M3/28 Y

G03G15/00 680

G03G21/16 161

G03G21/00 398

G03G21/00 386

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021099876

(22)【出願日】2021-06-16

(71)【出願人】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099324

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 正剛

(72)【発明者】

【氏名】亀井 正文

【テーマコード（参考）】

2H171

2H270

5H730

【Ｆターム（参考）】

2H171FA05

2H171GA31

2H171JA15

2H171JA53

2H171KA13

2H171KA22

2H171KA23

2H171MA01

2H171MA11

2H171MA16

2H171MA20

2H171NA08

2H270KA46

2H270MG01

2H270MG11

2H270QA23

2H270QA36

2H270QB05

2H270RA03

2H270RA27

2H270RC16

2H270ZD06

5H730AA17

5H730BB23

5H730BB43

5H730CC01

5H730DD04

5H730EE02

5H730EE07

5H730EE59

5H730FD01

5H730FF01

5H730FF19

5H730VV03

5H730VV06

5H730XX02

5H730XX11

5H730XX22

5H730XX50

5H730ZZ05

5H730ZZ11

(57)【要約】

【課題】電気機器から引き抜く際の感電防止を、消費電力を抑えながら実現する電源ユニットを提供する。
【解決手段】電源ユニット１４５は、商用電源１０１から供給される交流電圧から直流電圧Ｖｏｕｔを生成するＡＣ／ＤＣ電源基板１００と、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００が取り付けられる支板１３５と、を備える。ＡＣ／ＤＣ電源基板１００は、ダイオードブリッジ１０９により整流された交流電圧を平滑する平滑コンデンサ１１０と、平滑コンデンサ１１０により平滑された電圧から直流電圧Ｖｏｕｔを生成するコンバータ３０と、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００が支板１３５に取り付けられている場合に平滑コンデンサ１１０から遮断され、ＡＣ／ＤＣ電源基板が支板１３５から取り外される場合に平滑コンデンサ１１０に接続されて該平滑コンデンサ１１０を放電させる放電機構２０と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

商用電源から供給される交流電圧から直流電圧を生成する電源基板と、前記電源基板が取り付けられる取付部材と、を備える電源ユニットであり、
前記電源基板は、
前記交流電圧を整流する整流器と、
前記整流器により整流された前記交流電圧を平滑する平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサにより平滑された電圧から所定の電圧値の前記直流電圧を生成するコンバータと、
前記電源基板が前記取付部材に取り付けられている場合に前記平滑コンデンサから遮断され、前記電源基板が前記取付部材から取り外される場合に前記平滑コンデンサに接続されて該平滑コンデンサを放電させる放電機構と、を備えることを特徴とする、
電源ユニット。

【請求項2】

前記放電機構は、前記平滑コンデンサに接続される放電抵抗と、導電性のスイッチと、を備え、
前記取付部材には絶縁性のスペーサが設けられており、
前記電源基板が前記取付部材に取り付けられている場合に、前記スペーサが前記スイッチを遮断状態にすることで前記放電機構が前記平滑コンデンサから遮断され、
前記電源基板が前記取付部材から取り外される場合に、前記スペーサが前記スイッチを導通状態にすることで前記放電機構が前記平滑コンデンサに接続されることを特徴とする、
請求項１記載の電源ユニット。

【請求項3】

前記電源基板が前記取付部材に取り付けられている場合に、前記スペーサは、前記スイッチを押し込むことで前記スイッチを遮断状態にすることを特徴とする、
請求項２記載の電源ユニット。

【請求項4】

前記取付部材は、前記電源基板の接地を供給する支板であり、
前記電源基板は、開口部が設けられており、
前記スペーサは、前記支板に前記電源基板が取り付けられる場合に前記開口部を介して前記スイッチを押し込む位置に取り付けられることを特徴とする、
請求項２又は３記載の電源ユニット。

【請求項5】

前記スイッチは、前記電源基板の前記平滑コンデンサが実装される面と同じ面に設けられており、
前記スペーサは、前記支板に前記電源基板が取り付けられる場合に、前記平滑コンデンサが実装される前記面の裏面側の面から前記開口部を介して前記スイッチを押し込むことを特徴とする、
請求項４記載の電源ユニット。

【請求項6】

前記取付部材は、前記電源基板を覆うカバーであり、
前記電源基板は、開口部が設けられており、
前記スペーサは、前記カバーが前記電源基板に取り付けられる場合に、前記開口部を介して前記スイッチを押し込む位置に取り付けられることを特徴とする、
請求項２又は３記載の電源ユニット。

【請求項7】

前記スイッチは、前記電源基板の前記平滑コンデンサが実装される面の裏面側の面に設けられており、
前記スペーサは、前記カバーが前記電源基板に取り付けられる場合に、前記平滑コンデンサが実装される面から前記開口部を介して前記スイッチを押し込むことを特徴とする、
請求項６記載の電源ユニット。

【請求項8】

前記放電機構は、前記平滑コンデンサが放電中であることを報知する報知手段を備えることを特徴とする、
請求項１～７のいずれか１項記載の電源ユニット。

【請求項9】

前記報知手段は、前記電源基板が前記取付部材から取り外される場合に前記平滑コンデンサに接続されて発光する発光素子であることを特徴とする、
請求項８記載の電源ユニット。

【請求項10】

前記報知手段は、前記電源基板が前記取付部材から取り外される場合に前記平滑コンデンサに接続されて音を出力する発音素子であることを特徴とする、
請求項８記載の電源ユニット。

【請求項11】

請求項１～１０のいずれか１項記載の電源ユニットと、
前記電源ユニットから供給される直流電圧により動作してシートに画像を印刷するプリンタと、を備えることを特徴とする、
画像形成装置。

【請求項12】

請求項１～１０のいずれか１項記載の電源ユニットと、
前記電源ユニットから供給される直流電圧により動作する部品と、を備えることを特徴とする、
電気機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、商用電源から供給された交流電圧を直流電圧に変換する電源ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に電気機器は、内蔵する制御基板や負荷の駆動に用いられる直流電圧を、商用電源から供給された交流電圧から生成するＡＣ／ＤＣ電源装置を搭載する。ＡＣ／ＤＣ電源装置は、交流フィルタを介して供給された交流電圧をダイオードブリッジで整流し、且つ平滑コンデンサで平滑した後にトランスの二次側に接続されるコンデンサを充電することで、直流電圧を生成する。トランスの二次側には直流電圧の電圧値を検知する回路が設けられている。トランスの二次側の直流電圧の電圧値に基づいて、トランスの一次側に設けられるスイッチング素子の駆動が制御される。これにより、直流電圧の電圧値が所定の電圧値になるように、トランスの一次側の巻線に流れる電流が制御される。

【0003】

ＡＣ／ＤＣ電源装置では、平滑コンデンサとして１８０［μＦ］～３３０［μＦ］程度の大容量の電解コンデンサを用いることが多い。このような平滑コンデンサは、放電機構を持たせなければ、交流電圧を遮断した後に、しばらく電荷が残留することになる。

【0004】

画像形成装置などでは、商用電源から供給される交流電圧から装置内部で使用する５［Ｖ］、１２［Ｖ］、２４［Ｖ］などの直流電圧を生成するＡＣ／ＤＣ電源装置を搭載する。ＡＣ／ＤＣ電源装置の出力は、画像形成装置内に複数配置された制御基板や負荷に供給される。制御基板は、負荷の駆動制御を行う。ＡＣ／ＤＣ電源装置は、負荷の動作不良や各制御装置間の通信不良等により故障していると判断される場合がある。この場合、サービスマンは、不良原因の調査のためにＡＣ／ＤＣ電源装置を含む電源ユニットを画像形成装置から取り外し、目視確認及びテスタ等による導通確認を行う。

【0005】

商用電源から交流電圧が供給されていない状態で電源ユニットの平滑コンデンサに蓄積された電荷が未放電状態である場合、サービスマンが平滑コンデンサに接続された銅箔パターンや他の実装部品の端子に触れて感電する可能性がある。そのため、電源回路として最初から平滑コンデンサに並列に放電抵抗を組み込むことで、商用電源からの交流電圧の遮断後の残留電荷を短時間で放電する構成の電源装置が存在する。しかし、この構成の場合、装置内で使用する電力以外に、常に一定の電力が放電抵抗により消費されることになる。

【0006】

特許文献１には、電源ユニットを所定方向にスライド着脱可能に構成した画像形成装置が開示されている。電源ユニットは、外部電源に電気的に接続されたコンデンサと、コンデンサの両端に戦記的に接続される一対の配線と、コンデンサを放電させる放電機構と、を備える。この電源ユニットは、画像形成装置からスライドして取り外される際に放電機構が機能してコンデンサを放電させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１３－６１５９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

従来のスライド着脱可能な電源ユニットでは、平滑コンデンサを放電するために、抵抗によって電圧を熱に変換して消費する必要がある。即ち、スライドしながら引き抜く際に平滑コンデンサが放電機構と接触する短時間で放電するためには、抵抗値が小さく且つ瞬時に大電流を流すことが可能な数十ワットクラスの放電抵抗が必要になる。このような放電抵抗は、発熱に注意が必要になる。発熱対策のために放電抵抗の抵抗値を大きめに設定した場合、放電機構による放電時間が十分取れないために、放電効果が十分に得られなくなる。

【0009】

本発明は、上述の問題に鑑み、電気機器から引き抜く際の感電防止を、消費電力を抑えながら実現する電源ユニットを提供することを主たる目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の電源ユニットは、商用電源から供給される交流電圧から直流電圧を生成する電源基板と、前記電源基板が取り付けられる取付部材と、を備える電源ユニットであり、前記電源基板は、前記交流電圧を整流する整流器と、前記整流器により整流された前記交流電圧を平滑する平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサにより平滑された電圧から所定の電圧値の前記直流電圧を生成するコンバータと、前記電源基板が前記取付部材に取り付けられている場合に前記平滑コンデンサから遮断され、前記電源基板が前記取付部材から取り外される場合に前記平滑コンデンサに接続されて該平滑コンデンサを放電させる放電機構と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、電気機器から引き抜く際の感電防止を、消費電力を抑えながら実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】（ａ）、（ｂ）は、電源ユニットの構成例示図。

【図2】（ａ）、（ｂ）は、画像形成装置の外観図。

【図3】（ａ）、（ｂ）は、電源ユニットを画像形成装置から取り出す方法の説明図。

【図4】（ａ）～（ｃ）は、支板の説明図。

【図5】（ａ）、（ｂ）は、支板に取り付けられたＡＣ／ＤＣ電源基板の説明図。

【図6】（ａ）～（ｃ）は、スペーサの実装状態の説明図。

【図7】（ａ）、（ｂ）は、第２実施形態の電源ユニットの構成例示図。

【図8】支板から取り外されたＡＣ／ＤＣ電源基板の例示図。

【図9】（ａ）～（ｃ）は、第３実施形態の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下で説明する実施形態は、本発明を適用した電源ユニット及び電源ユニットを備える電気機器の一例である画像形成装置について説明する。なお、電気機器は画像形成装置に限るものではない。

【0014】

（第１実施形態）
図１は、本実施形態の電源ユニットの構成例示図である。この電源ユニット１４５は、電源装置として、カバー１４４に覆われたＡＣ／ＤＣ電源基板１００を備える。ＡＣ／ＤＣ電源基板１００は、商用電源１０１から供給される交流電圧を直流電圧Ｖｏｕｔに変換して出力する。図１（ａ）は、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００の回路構成を示している。

【0015】

ＡＣ／ＤＣ電源基板１００は、商用電源１０１から供給された交流電圧を交流フィルタ１０８を介してダイオードブリッジ１０９へ送る。交流フィルタ１０８は、Ｘコンデンサ１０２、コモンモードチョークコイル１０３、Ｘコンデンサ１０４、及びＹコンデンサ１０５、１０６により構成される。Ｙコンデンサ１０５、１０６は、商用電源１０１の基準となるＦＧ（Frame Ground）１０７に接続されている。なお、交流フィルタ１０８は、必要に応じて構成部品の数量、構成順序が変更され得る。ダイオードブリッジ１０９は整流器の一例であり、交流フィルタ１０８を介して供給された交流電圧を整流する。整流された電流により平滑コンデンサ１１０が充電される。これにより平滑コンデンサ１１０の両端から直流電圧が得られる。

【0016】

平滑コンデンサ１１０の両端から得られる直流電圧は、起動抵抗１１３を介してコンバータ制御部１１４に供給される。コンバータ制御部１１４に供給される直流電圧は、起動抵抗１１３と抵抗１２５とにより分圧された電圧である。コンバータ制御部１１４は、トランス１１５の一次巻線１１５ａに直列に接続されたスイッチング素子１１６の開閉を制御する。スイッチング素子１１６の開閉制御によって、トランス１１５の一次巻線１１５ａに交流電流が流れる。一次巻線１１５ａに流れる交流電流によって、トランス１１５の巻線比に応じた電圧が二次巻線１１５ｂに発生する。

【0017】

トランス１１５の二次巻線１１５ｂ側には、二次側整流ダイオード１１７と二次側平滑コンデンサ１１８とが配置されている。二次巻線１１５ｂに発生した電圧は、二次側整流ダイオード１１７で整流され、二次側平滑コンデンサ１１８で平滑化される。二次側平滑コンデンサ１１８の両端から直流電圧が得られる。二次側平滑コンデンサ１１８の両端から得られる直流電圧が、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００で生成された直流電圧Ｖｏｕｔとして出力される。

【0018】

抵抗１１９、１２０、シャントレギュレータ１２１、及びフォトカプラは、直流電圧Ｖｏｕｔを一定の値に安定化させるために設けられる。フォトカプラは、発光ダイオード１２２ａとフォトトランジスタ１２２ｂが同一パッケージに入って構成される。抵抗１１９、１２０、シャントレギュレータ１２１、及びフォトカプラは、直流電圧Ｖｏｕｔの電圧値を検知する電圧検知部１０として機能する。電圧検知部１０による直流電圧Ｖｏｕｔの電圧値の検知結果は、検知信号としてコンバータ制御部１１４にフィードバックされる。

【0019】

直流電圧Ｖｏｕｔは、抵抗１１９、１２０によって分圧され、シャントレギュレータ１２１のリファレンス端子に入力される。シャントレギュレータ１２１は、直流電圧Ｖｏｕｔの抵抗分圧によって生成された電圧が基準電圧よりも高い場合に発光ダイオード１２２ａに流す電流を増加させ、該電圧が基準電圧よりも低い場合に発光ダイオード１２２ａに流す電流を減少させる。発光ダイオード１２２ａは、流れる電流の大きさに応じた光量で発光し、フォトトランジスタ１２２ｂを電気的に絶縁した状態で導通させる。フォトトランジスタ１２２ｂのコレクタには、受光した光量に応じた電流が流れる。コンバータ制御部１１４は、フォトトランジスタ１２２ｂのコレクタに流れる電流値に応じて、直流電圧Ｖｏｕｔの電圧値を検知する。このようにして、直流電圧Ｖｏｕｔの電圧値がフォトカプラを介してコンバータ制御部１１４にフィードバックされる。

【0020】

コンバータ制御部１１４は、直流電圧Ｖｏｕｔが所定の電圧値に調整されるように、フィードバックされた直流電圧Ｖｏｕｔの電圧値に応じてスイッチング素子１１６のデューティー比を制御する。例えば、コンバータ制御部１１４は、直流電圧Ｖｏｕｔの電圧値が低下した場合、スイッチング素子１１６の導通時間を長くしてトランス１１５の一次巻線１１５ａに流れる電流を増加させる。これにより、より多くの電力がトランス１１５の二次側に供給され、直流電圧Ｖｏｕｔの電圧値が上昇する。トランス１１５、コンバータ制御部１１４、二次側平滑コンデンサ１１８、及び電圧検知部１０は、コンバータ３０を構成する。

【0021】

トランス１１５の一次巻線１１５ａ及び二次巻線１１５ｂと同一のコアには補助巻線１１５ｃが巻かれている。スイッチング素子１１６のスイッチングが開始されると、同時に補助巻線１１５ｃにも電圧が発生する。この電圧によってダイオード１２３に電流が流れてコンデンサ１２４が充電されるため、コンデンサ１２４の両端から直流電圧が得られる。コンデンサ１２４の電圧は、コンバータ制御部１１４の電力供給源となる。コンデンサ１２４の両端から直流電圧が供給されることで、コンバータ制御部１１４は、平滑コンデンサ１１０から起動抵抗１１３を介して供給されていた電力が遮断される。

【0022】

図１（ｂ）は、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００の実装状態の説明図である。ＡＣ／ＤＣ電源基板１００は、カバー１４４の支板１３５にビス固定されている。支板１３５には、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００をビス固定するために、板金を切り起こして形成されるビス止め部１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１が設けられる。ビス止め部１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１には、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００のＦＧ１０７、直流電圧Ｖｏｕｔの接地１３４、平滑コンデンサ１１０の接地１２８、接地１３０、１３１、１３２、１３３がビス固定される。接地１３０、１３１、１３２、１３３は、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００の不図示の接地パターン上で共通になっている。ＡＣ／ＤＣ電源基板１００と支板１３５とは、絶縁性のスペーサ１４２、１４３により所定間隔が保たれている。

【0023】

感電に関しては、人が接触する状況に応じて許容しうる接触電圧が定められている。許容しうる接触電圧は、人体が著しく濡れている状態や金属製の電気設備等に人体が常時触れている状態では２５［Ｖ］、通常の状態では５０［Ｖ］と定められている。本実施形態の電源ユニット１４５は、屋内で使用されるために、許容しうる接触電圧を５０［Ｖ］とし、放電抵抗１１１とスイッチ１１２とにより構成される放電機構２０を備える。

【0024】

図２は、電気機器の一例である画像形成装置の外観図である。図２（ａ）は画像形成装置２１１を斜め前から見た斜視図であり、図２（ｂ）は画像形成装置２１１を斜め後ろから見た斜視図である。画像形成装置２１１は、電源ユニット１４５を内蔵している。電源ユニット１４５は、画像形成装置２１１の各部に直流電圧Ｖｏｕｔを供給する。画像形成装置２１１は、電源ユニット１４５から共有される直流電圧Ｖｏｕｔにより動作する。画像形成装置２１１は、複数の電源ユニット１４５を備えていてもよい。この場合、各電源ユニット１４５は、それぞれ所定の電圧値の直流電圧Ｖｏｕｔを生成する。

【0025】

画像形成装置２１１は、部品としてプリンタ部２０２、原稿走査部２０３、原稿搬送部２０４、操作部２０１、及び表示部２１０を備える。複数の電源ユニット１４５を備える場合、例えばプリンタ部２０２、原稿走査部２０３、原稿搬送部２０４、操作部２０１、及び表示部２１０のそれぞれに対して一つずつ電源ユニット１４５が設けられる。各部は、対応する電源ユニット１４５から供給される直流電圧Ｖｏｕｔにより動作する。

【0026】

原稿搬送部２０４は、画像が印刷された面を上にして原稿が載置される原稿積載トレー２０５が設けられる。プリンタ部２０２には印刷物が排出される排紙部２０６が設けられる。画像形成装置２１１は、背面にメインスイッチ２０７が設けられる。画像形成装置２１１は、電源ケーブル２０８によりプラグ２０９を介してコンセント２１２に接続される。

【0027】

原稿積載トレー２０５に載置された原稿は、原稿搬送部２０４により１枚ずつ分離搬送されて、原稿走査部２０３により画像が読み取られる。読み取られた画像を表す画像データは、原稿走査部２０３からプリンタ部２０２へ送信される。プリンタ部２０２は、原稿走査部２０３から取得した画像データに基づいてシートに画像を印刷して印刷物を生成する、印刷物は排紙部２０６へ排出される。複写処理の場合には、このように画像形成装置２１１が動作する。

【0028】

操作部２０１及び表示部２１０は、ユーザインタフェースである。操作部２０１は、各種キーボタンやタッチパネルである。ユーザは、操作部２０１により印刷の指示や各種設定を行う。表示部２１０はディスプレイを備える。表示部２１０は、印刷設定の画面や画像形成装置２１１の状態を表す画面を表示する。

【0029】

例えば表示部２１０には、画像形成装置２１１が内蔵する電源ユニット１４５の故障を表すメッセージ（サービスコール）が表示される。この場合、ユーザは、メインスイッチ２０７をオフに制御し、画像形成装置２１１がシャットダウンされたことを確認した後にプラグ２０９をコンセント２１２から引き抜く。その後、ユーザは、故障した電源ユニット１４５を画像形成装置２１１から取り出して、電源ユニット１４５の故障を確認する。図３は、電源ユニット１４５を画像形成装置２１１から取り出す方法の説明図である。

【0030】

図３（ａ）は、画像形成装置２１１の背面カバー３０１を取り外した状態を表す。図３（ｂ）は、画像形成装置２１１から取り出した電源ユニット１４５を表す。電源ユニット１４５は、背面カバー３０１を取り外した後に画像形成装置２１１から引き抜かれる。電源ユニット１４５は、カバー１４４が取り外されることで、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００が露出する。これによりＡＣ／ＤＣ電源基板１００は、ビス固定されている支板１３５から取り外される。

【0031】

図４は、支板１３５の説明図である。図４（ａ）に示すように、支板１３５は、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００がビス固定されるビス止め部１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１が、支板１３５の周縁に沿って設けられる。スペーサ１４２、１４３が固定される位置には、支板１３５をバーリング加工した加工部分４０１、４０２が設けられる。スペーサ１４２、１４３は、加工部分４０１、４０２への固定時に、スペーサ１４２、１４３の固定部分が支板１３５の底面から突き出ないように構成されている。

【0032】

スペーサ１４２、１４３は、それぞれ異なる目的で用いられている。ＡＣ／ＤＣ電源基板１００上にはコモンモードチョークコイル１０３やトランス１１５などの比較的重たい部品が実装されている。そのためにＡＣ／ＤＣ電源基板１００は、振動などの要因でビス固定部を支点として共振を生じ、破損する可能性がある。共振によるＡＣ／ＤＣ電源基板１００の破損を抑制するために、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００の撓みを防止するスペーサ１４３が用いられる。スペーサ１４３により、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００がビスを用いることなく固定されている。スペーサ１４２は、平滑コンデンサ１１０の両電極を接続するように構成された放電機構２０（放電抵抗１１１とスイッチ１１２）の、スイッチ１１２側を構成する。

【0033】

図４（ｂ）、図４（ｃ）は、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００へのスペーサ１４２の取り付け状態を示す。ＡＣ／ＤＣ電源基板１００には、スペーサ１４２が通る開口部４０３が設けられる。支板１３５にＡＣ／ＤＣ電源基板１００を取り付ける場合、支板１３５に取り付けられたスペーサ１４２は、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００の開口部４０３に挿入される。

【0034】

開口部４０３に挿入されたスペーサ１４２は、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００の表面（部品の実装面）に突出する。本実施形態のスペーサ１４２は、撓み防止用のスペーサ１４３のようにＡＣ／ＤＣ電源基板１００の振動を抑制するものではない。本実施形態では、感電防止のためにスペーサ１４２がストレス無く開口部４０３から抜ける必要がある。そのためにスペーサ１４２は、開口部４０３を通過する部分の最も太い部分の直径４０５が開口部４０３の直径４０４よりも小さく設定される。例えばスペーサ１４２の直径４０５と開口部４０３の直径４０４とは以下の関係式を満たすように設計される。
（開口部４０３の直径４０４）－（スペーサ１４２の直径４０５）＞１［ｍｍ］

【0035】

図５は、支板１３５に取り付けられたときのＡＣ／ＤＣ電源基板１００の説明図である。図５（ａ）は、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００が支板１３５に取り付けられたときの状態を示す。図５（ｂ）は、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００が支板１３５から取り外されたときの状態を示す。

【0036】

図５（ａ）は、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００が画像形成装置２１１に組み込まれているときの状態である。ＡＣ／ＤＣ電源基板１００は、商用電源１０１から供給される交流電圧を変換して生成した直流電圧Ｖｏｕｔを出力している。ＡＣ／ＤＣ電源基板１００は、片面基板であり、表面に平滑コンデンサ１１０、放電抵抗１１１、スイッチ１１２の構成部品である導電性のバネ部材５０１、及びジャンパー線５０４が実装されている。ＡＣ／ＤＣ電源基板１００の基板裏面には、平滑コンデンサ１１０の正極側の端子に接続された銅箔パターン５０２と、平滑コンデンサ１１０の負極側の端子に接続された銅箔パターン５０３が配線される。

【0037】

バネ部材５０１が接続する部材は、銅箔パターン５０３に実装されるジャンパー線５０４と放電抵抗１１１である。ジャンパー線５０４は、バネ部材５０１の塑性変形を考慮し、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００の表面から１［ｍｍ］～２［ｍｍ］程度浮かせて実装される。スペーサ１４２によってバネ部材５０１が押し込まれた状態で保持されることで、スイッチ１１２がオフ状態（遮断状態）で保持される（図５（ａ））。経年変化によりバネの応力が弱まった状態であっても、スペーサ１４２をＡＣ／ＤＣ電源基板１００から抜き取ることで、スイッチ１１２がオン状態（導通状態）になる（図５（ｂ））。スイッチ１１２がオン状態（導通状態）になることで、平滑コンデンサ１１０の残電荷が放電される。

【0038】

図６は、スペーサ１４２、１４３の実装状態の説明図である。図６（ａ）は、支板１３５に実装されたスペーサ１４３にＡＣ／ＤＣ電源基板１００が取り付ける場合を説明する断面図である。図６（ａ）の左側の図は、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００を取り付ける過程を示している。ＡＣ／ＤＣ電源基板１００のスペーサ１４３が取り付けられる開口部４０３の直径６０２は、スペーサ１４３の基板支持部６０１の幅よりも小さい。そのため、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００を矢印６０３方向に押し込んだ際に、スペーサ１４３の基板支持部６０１が圧縮されることで、スペーサ１４３が開口部４０３を通り抜ける。開口部４０３を通り抜けることで、図６（ａ）の右図に示す通り、基板支持部６０１の形状が元に戻り、スペーサ１４３がＡＣ／ＤＣ電源基板１００から抜けなくなる。このような構成により、上下方向の振動６０４が生じても、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００の振動は抑制される。

【0039】

図６（ｂ）は、支板１３５に実装されたスペーサ１４２にＡＣ／ＤＣ電源基板１００が取り付けられた状態の断面図である。ＡＣ／ＤＣ電源基板１００のスペーサ１４２が取り付けられる開口部４０３の直径４０４は、スペーサ１４２の先端部６０５の最大幅よりも大きい。

【0040】

図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、支板１３５は、加工部分４０１、４０２がスペーサ１４２、１４３側に突出する。スペーサ１４２、１４３は、基板支持部６０１と同様の形状の係止部６１０、６１１を備える。係止部６１０、６１１は、加工部分４０１、４０２側に突出して支板１３５に係止される。

【0041】

図６（ｃ）は、スイッチ１１２の説明図である。スペーサ１４２は、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００が画像形成装置２１１に組み込まれているときに、バネ部材５０１を押し込む。これにより平滑コンデンサ１１０に接続されている銅箔パターン５０３に実装されたジャンパー線５０４とバネ部材５０１とが非接触状態となる。非接触状態になることで、放電抵抗１１１には電流が流れずに電力が消費されない。

【0042】

ＡＣ／ＤＣ電源基板１００が画像形成装置２１１から引き抜かれてＡＣ／ＤＣ電源基板１００が支板１３５から取り外されると、スペーサ１４２がＡＣ／ＤＣ電源基板１００から引き抜かれる。そのためにバネ部材５０１がジャンパー線５０４と接触状態になる。これにより、平滑コンデンサ１１０が放電される。バネ部材５０１は、固定部６０６により一端がＡＣ／ＤＣ電源基板１００に固定されており、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００を貫通して、銅箔パターン６０７に電気的に接続されている。

【0043】

図６（ｃ）のＡＣ／ＤＣ電源基板１００は、片面基板を例示しているが、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００が両面基板であっても同様の構成をとることが可能である。ジャンパー線５０４の代わりにＡＣ／ＤＣ電源基板１００を接地する基板固定用のビス頭とバネ部材５０１を接続してもよい。このような構成では、平滑コンデンサ１１０の残電荷をＡＣ／ＤＣ電源基板１００の接地に放電して、同様の効果を得ることができる。

【0044】

ＡＣ／ＤＣ電源基板１００には商用電源１０１から交流電圧が供給される。そのために、トランス１１５の一次側の各回路構成部品及び銅箔パターンに対して、安全距離を確保する必要がある。上述したスペーサ１４２、１４３に樹脂製の物（絶縁性の物）を用いることで、沿面距離を考慮した基板設計を容易にすることが可能である。

【0045】

本実施形態のＡＣ／ＤＣ電源基板１００は、１００［Ｖ］（１４１［Ｖ］充電）系の場合、１０［ｋΩ］、２［Ｗ］の放電抵抗１１１を用いることで、約３．５秒で５０［Ｖ］まで放電可能である。放電時間の短時間化は、放電抵抗１１１の抵抗値を小さくすることで可能である。しかし、短時間の放電は消費電力の増大につながるため、放電抵抗１１１の抵抗値は必要に応じて最適値が選択される。放電抵抗１１１は、短時間で放電することを目的としており、瞬間的に消費電力が大きくなってしまう。そのために放電抵抗１１１には、放電機構２０が機能し始めたときの突入電流及び数百［ｍＡ］の電流放電に耐え得る抵抗を選択することが好ましい。例えば、放電抵抗１１１には、対パルス特性に優れる巻線タイプの抵抗器や、角形巻線抵抗器、角形酸化金属被膜抵抗器などが用いられる。

【0046】

（第２実施形態）
図７は、第２実施形態の電源ユニットの構成例示図である。この電源ユニット１４５ａは、第１実施形態の電源ユニット１４５の放電機構２０の構成（図１参照）に、発光素子として発光ダイオード７０１を追加した構成である。発光ダイオード７０１は、放電抵抗１１１とスイッチ１１２との間に設けられて放電機構２０ａを構成する。他の構成については、電源ユニット１４５ａは、第１実施形態の電源ユニット１４５の構成と同様である。

【0047】

第２実施形態の電源ユニット１４５ａは、サービスマンに対して、平滑コンデンサ１１０に電荷が残っていること、即ち残電荷の放電中であることを発光ダイオード７０１を発光させることで報知する。これにより電源ユニット１４５ａは、サービスマンに対して感電防止を促すことができる。

【0048】

サービスマンは、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００ａを支板１３５から取り外す作業を、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００の部品面を見ながら行う。サービスマンは、スペーサ１４２を抜いて、放電機構２０ａが動作することで残電荷の存在に気が付く。サービスマンは、急速に発光ダイオード７０１の光量（明るさ）が低下していく状態を確認することで、平滑コンデンサ１１０の残電荷が放電されたことを認識することができる。第２実施形態では、発光ダイオード７０１によりサービスマンへの残電荷の報知をより確実に行うことができる。

【0049】

図８は、支板１３５から取り外されたＡＣ／ＤＣ電源基板１００ａの例示図である。ＡＣ／ＤＣ電源基板１００ａは、支板１３５から取り外されることで放電機構２０ａのスイッチ１１２（バネ部材５０１）が閉じた状態になる。この状態では、図５（ｂ）と同様の動作となるため説明を省略する。なお、発光素子は、発光ダイオード７０１に限らず、スイッチ１１２（バネ部材５０１）が閉じた状態で発光する素子であればよい。また、発光素子に代えて発音素子を用いて報知を行うようにしてもよい。発音素子は、平滑コンデンサ１１０が残電荷の放電中であることを、音を出力して報知する。

【0050】

（第３実施形態）
図９は、第３実施形態の説明図である。第３実施形態の電源ユニットの構成は第１実施形態と同様である（図１参照）。第１実施形態よりもより感電し難い構成とするために、第３実施形態の電源ユニット１４５は、平滑コンデンサ１１０の残電荷の放電が、電源ユニット１４５のカバー１４４が取り外された際に行われる。なお、第３実施形態の電源ユニットとして第２実施形態の電源ユニット１４５ａを用いても同様の効果が得られる。

【0051】

図９（ａ）は、支板１３５にＡＣ／ＤＣ電源基板１００を取り付けた状態を示している。図９（ａ）では、支板１３５のバーリング加工した加工部分４０１、４０２のそれぞれにスペーサ１４３が取り付けられる。二つのスペーサ１４３により、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００の撓みを第１１実施形態の構成（図４参照）よりも抑制できるようになっている。

【0052】

ＡＣ／ＤＣ電源基板１００は片面基板であり、表面（第一面）に平滑コンデンサ１１０及び放電抵抗１１１などが実装されている。スイッチ１１２の構成部品であるバネ部材９０１は、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００の裏面側（第二面側）に実装されている。ＡＣ／ＤＣ電源基板１００の裏面には、平滑コンデンサ１１０の正極側の端子に接続された銅箔パターン５０２と、平滑コンデンサ１１０の負極側の端子に接続された銅箔パターン５０３が設けられる。

【0053】

スイッチ１１２の構成部品であるバネ部材９０１が接続する部材は、銅箔パターン５０３から延設される銅箔パターン９０４と銅箔パターン９０２である。銅箔パターン９０２は、バネ部材９０１の支点側で放電抵抗１１１を実装する。ＡＣ／ＤＣ電源基板１００には、バネ部材９０１の中央付近に、スペーサ１４２が嵌挿される開口部９０３が設けられる。

【0054】

図９（ｂ）は、電源ユニット１４５のカバー１４４を例示する。図９（ｃ）は、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００実装時のカバー１４４の断面図を例示する。 カバー１４４は、切欠部９０５が内側に折り曲げられており、スペーサ１４２が嵌挿される開口部９０６が設けられる。開口部９０６からＡＣ／ＤＣ電源基板１００に向けて嵌挿されたスペーサ１４２は、カバー１４４の取り付けの際にＡＣ／ＤＣ電源基板１００の開口部９０３を介してバネ部材９０１を押し込む。これにより、カバー１４４を取り付ける際にスイッチ１１２がオフ状態（遮断状態）となる。電源ユニット１４５を分解する際にカバー１４４を取り外す場合、スイッチ１１２がオン状態（導通状態）になり、平滑コンデンサ１１０の残電荷の放電が開始される。

【0055】

以上のような第１～第３実施形態の電源ユニット１４５、１４５ａは、電源遮断後に画像形成装置２１１のような電気機器から取り外される。その際に電源ユニット１４５、１４５ａは、支板１３５やカバー１４４などの取付部材から取り外される。電源ユニット１４５、１４５ａが取付部材から取り外される際に、平滑コンデンサ１１０に蓄積した電荷を放電抵抗１１１によって消費、放電可能である。そのためにサービスマンは、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００の取り外し作業を、感電することなく従来よりも安全に行うことができる。放電抵抗１１１は、電源ユニット１４５、１４５ａが電気機器に取り付けられている間は、電流が流されない。そのために電源ユニット１４５、１４５ａは、動作時に不必要に電力を消費することはない。

【0056】

このような電源ユニット１４５、１４５ａを備える画像形成装置のような電気機器は、動作中の放電抵抗１１１による電力消費を無くすことができる。電源遮断後に電源ユニット１４５、１４５ａを取り外す際には、平滑コンデンサ１１０に蓄積された電荷が放電抵抗１１１によって消費、放電される。そのためにサービスマンは、ＡＣ／ＤＣ電源基板１００の取り外し作業を感電することなく安全に行うことができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】