JP2007264383A - キャパシタ電源ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】電源ユニットからキャパシタユニットを単独で出し入れ可能とする構造にし、故障の判別を市場においてすることができ、故障部品のみの交換が可能で、コストダウンとなり、かつ発火事故や感電事故等の心配が無い電源ユニットを提供する。
【解決手段】コンデンサ２９を含むキャパシタユニット１８と、前記コンデンサ２９を充放電する充放電切り換え部１９がケーシング３４内に収められており、このケーシング３４とケーシング蓋３２を締結する、画像形成装置１に使用するキャパシタ電源ユニットにおいて、前記キャパシタユニット１８と前記充放電切り換え部１９との結線途中にコネクタ２３、２４を設け、前記ケーシング３４上面に設けた収納穴３１から前記キャパシタユニット１８を出し入れ可能とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、少なくとも電子写真式画像形成装置に装備される定着装置のヒータへの電力供給用補助電源装置として用いられるキャパシタ電源ユニットに関し、特にコンデンサを含むキャパシタユニットと、コンデンサを充放電する充放電切り換え部がケーシング内に収められている構造のキャパシタ電源ユニットの改良に関するものである。

複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの電子写真式画像形成装置の定着装置のヒータへ電力を供給する補助電源装置において、少なくとも大容量を扱うコンデンサ（電気化学キャパシタ等）を使用することは従来から知られている（例えば、特許文献１乃至５参照）。
特許文献１乃至３には、定着の熱源（ヒータ）への電力供給（補助電源装置）にコンデンサ（電気化学キャパシタ等）を利用した従来技術が開示され、また、特許文献４には、コンデンサ（電気化学キャパシタ等）のパッケージングに関する従来技術が開示され、そして特許文献５には、コンデンサ（電気化学キャパシタ等）の搭載（実装）方法等に関する従来技術が開示されており、さらに、コンデンサ（電気化学キャパシタ等）の搭載（実装）方法、冷却及び断熱方法等に関する従来技術も知られている。

図１１は従来の電源ユニットを示す概略斜視図である。図１１に示すように、従来、画像形成装置に装備される定着装置のヒータに対する電力供給用補助電源装置１７’においては、少なくとも大容量を扱うコンデンサ（電気化学キャパシタ等）１８’を支持した支持枠３０’を備えたキャパシタユニット１８と、このコンデンサ１８’を充放電する充放電切り換え部１９とがケーシング２６内に収められている。
コンデンサ１８’と充放電切り換え部１９を収納するケーシング２６とケーシング蓋２７の締結は、安全性（誤ってショートさせてしまった時の発火事故や感電事故）及びリサイクル性（不用意に充電部の回収や破棄が行なわれないこと）の観点から、画像形成装置製造者やサービス従事者及びユーザーが安易に触ることができないように、詳細は説明しないが、通常他では用いることのない締結用治具を用いて締結されている。

しかしながら、上記締結方法においては、前述の電力供給用補助電源装置１７’において故障等が発生した場合、市場においてサービス従事者がこの電力供給用補助電源装置１７’を修理することは困難であり、修理するにしても、故障していない部品を含む電力供給用補助電源装置１７’全体を交換するか、又は仮に市場において修理する場合、上述の通常他では用いることのない締結用治具を各サービス従事者へ支給することとなる。
特開平０５−２７３８８８号公報 特開平１０−２８２８２１号公報 特開２０００−３１５５６７号公報 特開２００２−７５８０６号公報 特開２００１−６６９２６号公報

しかしながら、従来技術では、故障部品以外の部品も交換することによるコストアップ、各サービス従事者へ通常他では用いることのない締結用治具を配布することによるコストアップ、及びケーシング蓋２７を開いて電力供給用補助電源装置１７’内部を修理することにより誤って充放電切り換え部１９の回路や前述の配線に工具や人体が触れてしまうことによる、発火事故や感電事故が発生する懸念等の欠点がある。
また、電源ユニット１７’から取り出したキャパシタユニット１８が、市場において不用意に開放されてしまう欠点がある。また、キャパシタユニット１８を上方へ持ち上げるための手段が無い欠点がある。さらに、電源ユニットから取り出した後でキャパシタユニット１８を床やテーブル等に仮置きすることができない欠点がある。

コネクタに誤ってドライバ等を差してしまった場合や、このコネクタを破損し、コネクタの端子が露出して触れる状態となった場合などにおいて、発火事故や感電事故が発生する懸念がある。
さらには、画像形成装置に電源ユニットが取り付けられた状態であり、かつ画像形成装置のスイッチがオンした状態においては、少なくとも制御基板・充放電切り換え部・充電器・各配線部には画像形成装置から電力が供給されていることになる。
その状態において誤って電源ユニットからキャパシタユニットを取り外してしまった場合、キャパシタユニットを出し入れするための収納穴から制御基板・充放電切り換え部・充電器・各配線部に触れることとなり、制御基板・充放電切り換え部・充電器・各配線部にドライバや手等で触った場合、発火事故や感電事故が発生する懸念がある。

そこで、本発明の目的は、電源ユニットからキャパシタユニットを単独で出し入れ可能とする構造にし、故障の判別を市場においてすることができ、故障部品のみの交換が可能で、コストダウンとなり、かつ発火事故や感電事故等の心配が無い電源ユニットを提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、コンデンサを含むキャパシタユニットと、前記コンデンサを充放電する充放電切り換え部がケーシング内に収められており、このケーシングとケーシング蓋を締結する画像形成装置に使用するキャパシタ電源ユニットにおいて、前記キャパシタユニットと前記充放電切り換え部との結線途中にコネクタを設け、前記ケーシング上面に設けた収納穴から前記キャパシタユニットを出し入れ可能とするキャパシタ電源ユニットを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記キャパシタユニットの取り付け支持枠を構成している各部品の締結に、通常他で用いることのない締結用治具を用いている請求項１記載のキャパシタ電源ユニットを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記取り付け支持枠上面に、把手部材を設ける請求項１又は２記載のキャパシタ電源ユニットを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記取り付け支持枠下面に、ゴム製の足を設ける請求項１乃至３のいずれか１項記載のキャパシタ電源ユニットを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、前記キャパシタユニットの出し入れに連動して接点がオン・オフするインタロックスイッチを前記取り付け支持枠内部設け、前記キャパシタユニットが前記電源ユニットから出された場合には、配線基板と前記コネクタとの間を電気的に切断する請求項１乃至４のいずれか１項記載のキャパシタ電源ユニットを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記キャパシタユニットの出し入れに連動して接点がオン・オフするインタロックスイッチを前記取り付け支持枠外部に設け、前記キャパシタユニットが前記電源ユニット内からこの外へ出された場合には、外部入力ラインと充電器との間を電気的に切断する請求項１乃至４のいずれか１項記載のキャパシタ電源ユニットを特徴とする。

本発明によれば、電源ユニットからキャパシタユニットを単独で出し入れ可能とする構造にしたことにより、電源ユニット故障時においては、キャパシタユニットを正常であると確認されているキャパシタユニットと交換することにより、少なくともキャパシタユニットの故障であるのか、充放電切り換え部の故障であるのかをユーザサイド、或いはサービス従事者において判別することができ、従来のように電源ユニット全てを交換する必要が無く、故障部品のみの交換が可能で、コストダウンとなる。

また、少なくとも画像形成装置から電源ユニットが取り外された状態において、この電源ユニットからキャパシタユニットを取り外すことにより電源ユニット内には電力が供給されていない状態となるため、発火事故や感電事故等の心配無しに、電源ユニット内に容易に触れることが可能となる。
よって、ケーシングとケーシング蓋との締結に通常他で用いることのない締結用治具を用いる必要が無くなるため、サービス従事者へ通常他で用いることのない締結用治具を配布することによるコストアップを防止することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明による電源ユニットを備える画像形成装置の構成を示す概略図である。図１において、画像形成装置１は、画像形成処理部Ｐ１、給紙カセットＰ２Ａ、Ｐ２Ｂを含んでいる給紙バンクＰ２、原稿走査部Ｐ３、操作パネルＯＰ、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）１３、及び電源ユニット１７から構成されている。

この画像形成装置１において、ＡＤＦ１３で送給される原稿はコンタクトガラスＰ３Ａ上に給送されて原稿走査部Ｐ３の光学装置１２で読み取られ、画像形成処理部Ｐ１の書き込み装置４によって帯電装置３で帯電されている感光体ドラム２上に静電潜像を形成する。読み取られた原稿は原稿排紙台１３Ａ上に排出される。
この静電潜像は現像装置５によりトナー現像され、給紙バンクＰ２から分離ローラ１０、給送ローラ１１を経由してレジストローラ８でタイミングを合わせて転写装置６に送られる転写紙（図示せず）上に転写される。転写紙上に転写されたトナー画像は定着ローラ１４Ａを含む定着装置１４において加熱・定着される。
トナー画像を加熱・定着された転写紙はそのまま画像形成装置１外に排出されるか、又は両面に転写する場合には、搬送切り換え部１５により両面反転装置１６を経由させて、再度、転写装置６に送り、他面にトナー画像を転写し、定着装置１４において加熱・定着した後、画像形成装置１外に排出する。

図２は電源ユニットと定着装置の電気的構成を示すブロック回路図である。図３はコネクタ（凹側）及びコネクタ（凸側）を示す概略斜視図である。図２において、電源ユニット１７はキャパシタ（充電部）１８、充放電切り換え部１９、制御基板２０、吸気ファン２１、温度検知センサ２２、コネクタ（凹側）２３、コネクタ（凸側）２４、配線基板２５、定着装置１４の発熱体１４Ａ、１４Ｂ、定着リレー１４Ｃを含んでいる。

図４は本発明によるキャパシタ電源ユニットの第１の実施の形態を示す概略正面図である。図５は図４の線Ａ−Ａに沿う断面図である。図６は図４のキャパシタ電源ユニットの外観を示す概略斜視図である。
電源ユニット１７を構成するケーシング３４内にはキャパシタユニット１８と充放電切り換え部１９が収納されている。
キャパシタユニット１８は、複数の電解コンデンサ２９を並列接続するために上方に配置された配線基板２５、下面に設けられたコネクタ（凹側）２３、コネクタ２３と着脱接続するコネクタ（凸側）２４、及び前述の各部品を保持するために下方に配置された取り付け支持枠３０で構成されている。

通電部である電解コンデンサ２９の端子部（図示せず）、配線基板２５及びコネクタ（凹側）２３と配線基板２５を結ぶハーネス（図示せず）は取り付け支持枠３０で覆われており、この取り付け支持枠３０外部からは容易に触れることができない。コネクタ（凹側）２３は取り付け支持枠３０の下面に設けられている構造となっている。

また、ケーシング３４の上面には、キャパシタユニット１８を出し入れするための必要最小限の収納穴３１（図６）が設けられている。ケーシング３４内にキャパシタユニット１８を収納している時には、収納穴３１からは、遮蔽板（図示せず）等によりキャパシタユニット１８以外のケーシング３４の内部部品には触れることができない安全な構造となっている。
なお、ケーシング３４内にキャパシタユニット１８を収納した後は、前述の収納穴３１はケーシング上部蓋３２で塞がれる。また、ケーシング３４の前面側はケーシング蓋３３で塞がれている。
ケーシング上部蓋３２の固定方法は任意であるが、図６では、ケーシング上部蓋３２の固定穴３２ａ及びケーシング３４の固定穴３４ａと合わせてネジ３７でケーシング３４に止める構造を示している。

キャパシタユニット１８の収納時には、このキャパシタユニット１８の取り付け支持枠３０の下面に設けられたコネクタ（凹側）２３と、コネクタ（凸側）２４とが嵌合可能となるように設けられている。
回路構成としては、配線基板２５と充放電切り換え部１９を結ぶハーネスの途中に、前述のコネクタ２３、２４が介されている構成（図２参照）となっている。なお、上述のコネクタ２３、２４ （図３）の被挿入子（レセプタクル）は、コネクタ２３、２４の開口部よりも端子部が奥に位置しており、指先などが触れにくいようにしてある。
以上により、ケーシング３４上面に設置されたケーシング上部蓋３２を取り外すことにより、ケーシング３４上面に設けられた収納穴３１からキャパシタユニット１８を矢印３５方向へ出し入れする。

また、キャパシタユニット１８内の配線基板２５とケーシング３４内の充放電切り換え部１９との配線の結線及び切り離しは、キャパシタユニット１８下部に設けられたコネクタ２３、２４により、電源ユニット１７からのキャパシタユニット１８の出し入れと同時に行なわれる。
キャパシタユニット１８の取り付け支持枠３０を構成している各部品（図示せず）の締結は、画像形成装置製造者やサービス従事者及びユーザーがキャパシタユニット１８内に安易に触ることができないよう、通常用いることのない締結用治具を用いて締結されている。
このように、キャパシタユニット１８の取り付け支持枠３０を構成している各部品（図示せず）の締結を、通常用いることのない締結用治具を用いて締結したことにより、安易にキャパシタユニット１８を解体することを防止することができ、安全性（誤ってショートさせてしまった時の発火事故や感電事故の防止）及びリサイクル性（不用意に充電部の回収や破棄が行なわれることの防止）を向上させることができる。

図４及び図５に示すように、キャパシタユニット１８の取り付け支持枠３０上面に、キャパシタユニット１８を持ち上げるための把手部材３６を設けている。
把手部材３６は、取り付け支持枠３０に取り付ネジ３７によって取付けられている。これにより、電源ユニット１７からキャパシタユニット１８を容易に取り外すことができる。
また、図４及び図５に示すように、キャパシタユニット１８の取り付け支持枠３０下面に、ゴム製の足３８を設けている。この時、ゴム製の足３８の長さ３９は、コネクタ２３の上下方向長さ４０よりも長くする。

さらには、電源ユニット１７内へのキャパシタユニット１８の収納時、ゴム製の足３８の長さ３９とコネクタ嵌合長さＬが同じになるように設定する。図４では、また、第２支持台４４上にもゴム製の足３８が載っており、さらに、ネジ３７で固定された冷却ファン取り付けブラケット４７には冷却ファン２１が取り付けられており、同様にして排気ファン２１’が配置されている。
このように、キャパシタユニット１８の取り付け支持枠３０下面にゴム製の足３８を設けたことにより、電源ユニット１７からキャパシタユニット１８を取り外し後、キャパシタユニット１８を安定して床や机等の上に置くことができ、コネクタ２３の破損及びキャパシタユニット１８の転倒を防止することができる。

図７は本発明の他の実施形態によるキャパシタ電源ユニットの第２の実施の形態を示す概略正面図である。図８は図７の第２の実施の形態の回路構成を示すブロック回路図である。図７及び図８の説明に当たっては、図２のブロック回路図及び図４の第１の実施の形態と同一部分には同一の符号を付して不要な説明は省略する。
図７に示すように、キャパシタユニット１８の取り付け支持枠３０内にインタロックスイッチ４１が設けられており、取り付け支持枠３０にて保持されている。
また、取り付け支持枠３０にはインタロックスイッチ４１のアクチュエータ４２を押下する押下片用の穴３０Ａが形成されており、キャパシタユニット１８を電源ユニット１７へ取り付けることによって、ケーシング３４の第１支持台４３に設けられた押下片４５が前述の押下片用の穴３０Ａから取り付け支持枠３０内に入り込み、インタロックスイッチ４１のアクチュエータ４２を押下する。

回路構成としては、配線基板２５とコネクタ２３を結ぶハーネス（図示せず）の途中に、前述のインタロックスイッチ４１が介されており、このインタロックスイッチ４１のアクチュエータ４２を押下することにより、配線基板２５からコネクタ２３、２４を介して充放電切り換え部１９へ電力が供給される構成（図８参照）となっている。
以上により、電源ユニット１７からキャパシタユニット１８を取り外した場合は、ケーシング３４の第１支持台４３に設けられた押下片４５により押下されていたインタロックスイッチ４１のアクチュエータ４２が開放されることとなり、配線基板２５からコネクタ２３への電力供給が遮断される。
このように、配線基板２５からコネクタ２３を結ぶハーネスの途中にインタロックスイッチ４１を設けたことにより、キャパシタユニット１８下部に設けたコネクタ２３に誤ってドライバ等を差してしまった場合や、コネクタ２３を破損し、コネクタ２３の端子が露出して触れる状態となった場合においても、ショートによる発火事故や感電事故を防止することができる。

図９は本発明によるキャパシタ電源ユニットの第３の実施の形態を示す概略正面図である。図１０は図８の第３の実施の形態の回路構成を示すブロック回路図である。図９及び図１０の説明に当たっては、図２のブロック回路図及び図４の第１の実施の形態と同一部分には同一の符号を付して不要な説明は省略する。
図９に示すように、電源ユニット１７内に設けられた第１支持台４３内にインタロックスイッチ４１が設けられており、第１支持台４３もしくはケーシング３４にて保持されている。
また、第１支持台４３にはインタロックスイッチ４１のアクチュエータ４２を押下する押下片用の穴４３ａが形成されている。キャパシタユニット１８を電源ユニット１７へ取り付けることによって、キャパシタユニット１８のケーシング３０下に設けられた押下片４５が前述の押下片用の穴４３ａから第１支持台４３内に入り込み、インタロックスイッチ４１のアクチュエータ４２を押下する。

回路構成としては、図１０に示すように、ＡＣ入力部と充電器４６を結ぶハーネス（図示せず）の途中に、前述のインタロックスイッチ４１が介されており、インタロックスイッチ４１のアクチュエータ４２を押下することにより、ＡＣ入力部から充電器４６へ電力が供給される構成となっている。
以上により、電源ユニット１７からキャパシタユニット１８を取り外した場合は、キャパシタユニット１８のケーシング３０下に設けられた押下片４５により押下されていたインタロックスイッチ４１のアクチュエータ４２が開放されることとなり、ＡＣ入力部から充電器４６への電力供給が遮断、つまりは電源ユニット１７全体への電力供給が遮断される。

なお、少なくとも電源ユニット１７のＡＣ入力部からインタロックスイッチ４１までの配線は、遮蔽部材（本例においては、第１支持台４３を遮蔽部材とする）で覆われている構成とする。
このように、電源ユニット１７からキャパシタユニット１８を取り外した時、ＡＣ入力部から充電器４６、制御基板２０、充放電切り換え部１９への電力供給を遮断できるように、ＡＣ入力部と充電器４６を結ぶハーネスの途中にインタロックスイッチ４１を設け、さらにはＡＣ入力部からインタロックスイッチ４１までの配線を遮蔽部材４３で覆っている。
これにより、たとえ画像形成装置（図１）に電源ユニット１７が取り付けられた状態にてキャパシタユニット１８を取り外し、このキャパシタユニット１８を出し入れするための収納穴３１（図６）から電源ユニット１７内に手やドライバ等の工具を誤って入れ、各基板（制御基板２０、充放電切り換え部１９、充電器４６等）や各配線に触れたとしても、ショートによる発火事故や感電事故を防止することができる。

本発明による電源ユニットを備える画像形成装置の構成を示す概略図である。 電源ユニットと定着装置の電気的構成を示すブロック回路図である。 コネクタ（凹側）及びコネクタ（凸側）を示す概略斜視図である。 本発明によるキャパシタ電源ユニットの第１の実施の形態を示す概略正面図である。 図４の線Ａ−Ａに沿う断面図である。 図４のキャパシタ電源ユニットの外観を示す概略斜視図である。 本発明によるキャパシタ電源ユニットの第２の実施の形態を示す概略正面図である。 図７の第２の実施の形態の回路構成を示すブロック回路図である。 本発明によるキャパシタ電源ユニットの第３の実施の形態を示す概略正面図である。 図８の第３の実施の形態の回路構成を示すブロック回路図である。 従来の電源ユニットを示す概略斜視図である。

符号の説明

１ 画像形成装置、１４ 定着装置、１４Ａ ヒータ（発熱体）、１４Ｂ ヒータ（発熱体）、１７ 電源ユニット、１８ キャパシタユニット、１９ 充放電切り換え部、２０ 制御基板、２３ コネクタ（凹側）、２４ コネクタ（凸側）、２５ 配線基板、２９ 電界コンデンサ、３０ 取り付け支持枠、３１ 収納穴、３２ ケーシング上部蓋、３３ ケーシング蓋、３４ ケーシング、３６ 把手部材、３８ ゴム製の足、４１ インタロックスイッチ、４２ アクチュエータ、４３ 第１支持台（遮蔽部材）、４５ 押下片、４６ 充電器

Claims (6)

1. コンデンサを含むキャパシタユニットと、前記コンデンサを充放電するために前記キャパシタユニットと結線された充放電切り換え部と、前記キャパシタユニット及び前記充放電切り換え部とを収容するケーシングと、該ケーシングを閉止するケーシング蓋と、を備えたキャパシタ電源ユニットにおいて、前記キャパシタユニットと前記充放電切り換え部との結線途中にコネクタを設け、前記ケーシングの一面に設けた収納穴から該ケーシング内に前記キャパシタユニットを出し入れ可能に構成したことを特徴とするキャパシタ電源ユニット。
2. 前記キャパシタユニットの取り付け支持枠を構成している各部品の締結に、通常他で用いることのない締結用治具を用いていることを特徴とする請求項１記載のキャパシタ電源ユニット。
3. 前記取り付け支持枠上面に、把手部材を設けることを特徴とする請求項１又は２記載のキャパシタ電源ユニット。
4. 前記取り付け支持枠下面に、ゴム製の足を突設したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のキャパシタ電源ユニット。
5. 前記キャパシタユニットを前記ケーシングから出し入れする動作に連動して接点がオン・オフするインタロックスイッチを前記取り付け支持枠内部に設け、前記キャパシタユニットが前記ケーシングから外部へ出された場合には配線基板と前記コネクタとの間を電気的に切断することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のキャパシタ電源ユニット。
6. 前記キャパシタユニットを前記ケーシングから出し入れする動作に連動して接点がオン・オフするインタロックスイッチを前記取り付け支持枠外部に設け、前記キャパシタユニットが前記ケーシングから外部へ出された場合には、外部入力ラインと充電器との間を電気的に切断することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のキャパシタ電源ユニット。

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