(57)【要約】【課題】ノイズのフィルタ回路としての機能を保ちつつ、落雷等によるサージ電圧を放電する放電回路としての機能も実現すること。【解決手段】商用電源１のライブラインに接続されたＹコンデンサ６と、Ｙコンデンサ６と異なる容量を有し、Ｙコンデンサ６とプロテクトアース２の間に直列に接続されたＹコンデンサ１０と、を備え、Ｙコンデンサ６とＹコンデンサ１０のうち容量が小さいＹコンデンサ１０の各電極と同電位となる白抜き部１３ｂ、１４ｂ間のパターンギャップＢが、Ｙコンデンサ６とＹコンデンサ１０のうち容量が大きいＹコンデンサ６の各電極と同電位となる白抜き部１２ａ、１４ａ間のパターンギャップＡよりも小さい。【選択図】図２
2015233383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源の一方の供給ラインに接続された第一のコンデンサと、
前記第一のコンデンサと異なる容量を有し、前記第一のコンデンサとグランドの間に直列に接続された第二のコンデンサと、
を備え、
前記第一のコンデンサと前記第二のコンデンサのうち容量が小さいコンデンサの各電極と同電位となる部分の間の第一の距離が、前記第一のコンデンサと前記第二のコンデンサのうち容量が大きいコンデンサの各電極と同電位となる部分の間の第二の距離よりも小さいことを特徴とする放電回路。
【請求項２】
前記第一の距離と前記第二の距離の和は、所定の距離よりも大きく、
前記第一の距離及び前記第二の距離のそれぞれの距離は、前記所定の距離よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の放電回路。
【請求項３】
前記第一のコンデンサ及び前記第二のコンデンサは、ライン・バイパス・コンデンサであることを特徴とする請求項１又は２に記載の放電回路。
【請求項４】
前記交流電源の他方の供給ラインに接続された第三のコンデンサと、
前記第三のコンデンサと異なる容量を有し、前記第三のコンデンサとグランドの間に直列に接続された第四のコンデンサと、
を備え、
前記第三のコンデンサと前記第四のコンデンサのうち容量が小さいコンデンサの各電極と同電位となる部分の間の第三の距離が、前記第三のコンデンサと前記第四のコンデンサのうち容量が大きいコンデンサの各電極と同電位となる部分の間の第四の距離よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放電回路。
【請求項５】
前記第三の距離と前記第四の距離の和は、所定の距離よりも大きく、
前記第三の距離及び前記第四の距離のそれぞれの距離は、前記所定の距離よりも小さいことを特徴とする請求項４に記載の放電回路。
【請求項６】
前記第三及び前記第四のコンデンサは、入力される交流電圧を整流する整流手段の入力側に接続されることを特徴とする請求項４又は５に記載の放電回路。
【請求項７】
前記第三のコンデンサ及び前記第四のコンデンサは、ライン・バイパス・コンデンサであることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の放電回路。
【請求項８】
交流電源から入力される交流電圧から直流電圧を生成する電源装置であって、
前記交流電圧を整流する整流手段と、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放電回路と、
を備えたことを特徴とする電源装置。
【請求項９】
交流電源の一方の供給ラインに一端が接続された第一のコンデンサと、
交流電源の他方の供給ラインに一端が接続された第二のコンデンサと、
前記第一及び第二のコンデンサの夫々の他端同士を接続した接続点とグランド間に直列に接続されており、前記第一と第二のコンデンサとは異なる容量値の第三のコンデンサと、
前記第一のコンデンサと前記第三のコンデンサ又は前記第二のコンデンサと前記第三のコンデンサのうち容量が小さいコンデンサの各電極と同電位となる部分の間の第一の距離が、前記第一のコンデンサと前記第三のコンデンサ又は前記第二のコンデンサと前記第三のコンデンサのうち容量が大きいコンデンサの各電極と同電位となる部分の間の第二の距離よりも小さいことを特徴とする放電回路。
【請求項１０】
前記第一の距離と前記第二の距離の和は、所定の距離よりも大きく、
前記第一の距離及び前記第二の距離のそれぞれの距離は、前記所定の距離よりも小さいことを特徴とする請求項９に記載の放電回路。
【請求項１１】
前記第一乃至第三のコンデンサは、入力される交流電圧を整流する整流手段の入力側に接続されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の放電回路。
【請求項１２】
前記第一乃至第三のコンデンサは、ライン・バイパス・コンデンサであることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の放電回路。
【請求項１３】
前記交流電源の一方の供給ラインと前記交流電源の他方の供給ラインの間に、アクロス・ザ・ライン・コンデンサが接続されていないことを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の放電回路。
【請求項１４】
前記交流電源の一方の供給ラインと前記交流電源の他方の供給ラインの間に、アクロス・ザ・ライン・コンデンサが接続されていることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の放電回路。
【請求項１５】
交流電源から入力される交流電圧から直流電圧を生成する電源装置であって、
前記交流電圧を整流する整流手段と、
請求項９乃至１４のいずれか１項に記載の放電回路と、
を備えたことを特徴とする電源装置。
【請求項１６】
記録材に画像形成を行う画像形成手段と、
前記画像形成手段を制御する制御手段と、
前記画像形成手段及び前記制御手段に電力を供給する請求項８又は１５に記載の電源装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電回路、放電回路を備えた電源装置及び画像形成装置に関し、特に、電気機器等の商用電源ラインに設けられる放電回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気機器等の電源装置では、図７に示すように、電源入力部にフィルタ回路が設けられており、商用電源１側から侵入するコモンモードノイズやノーマルモードノイズをフィルタ回路によって吸収している。ここで、フィルタ回路は、アクロス・ザ・ライン・コンデンサ（以下、Ｘコンデンサ）４、ライン・バイパス・コンデンサ（以下、Ｙコンデンサ）５、６と呼ばれるコンデンサと、コモンモードコイル３等で構成されている。また、各国の電波障害規制に関する基準によれば、電気機器から発生する放射電界、及び商用電源１に伝導する雑音電界強度等の高周波ノイズに関する規制がなされている。そして、各国の電波障害規制を満足するために、電気機器等の電源装置では、上述したフィルタ回路を用いて高周波ノイズの低減を図っている。このため、Ｘコンデンサ４やＹコンデンサ５、６等のフィルタ回路は電気機器等の電源装置に欠かせない部品である。なお、図７において、後述する実施例と同じ構成には同じ符号を付し、ここでの説明を省略する。
【０００３】
一方、商用電源１が接続される電気機器等の電源装置には、落雷等により発生するサージ電圧によるスイッチングレギュレータ９の誤動作等の発生を防止するために、電源の入力部に対してサージ電圧の放電回路を有するものがある（例えば、特許文献１参照）。従来の放電回路は、商用電源ラインから第一の放電ギャップを介してフローティングパターンが配置され、フローティングパターンから第二の放電ギャップを介して二次側のパターンが配置されている。更に、従来の放電回路は、フローティングパターンと二次側のパターン間にコンデンサが接続されていることを特徴としている。このコンデンサには、安全規格上の絶縁機能を満足するＹコンデンサが使用され、第一の放電ギャップと第二の放電ギャップとで形成された二段の放電ギャップ構造となっている。そして、第一の放電ギャップと第二の放電ギャップの二つの合計距離が安全規格上の絶縁距離を満足すればよいため、第一の放電ギャップと第二の放電ギャップの各々の間隔は安全規格上必要な距離より狭くすることにより、放電開始電圧を低くすることができる。このような構造により、落雷等によって電気機器に高い周波数成分を持つ大きなサージ電圧が誘起されると、コンデンサのインピーダンスは小さくなり、ショート状態になる。よって商用電源ラインとフローティングパターンとの間のみにサージ電圧が誘起された状態となり、第一の放電ギャップで放電が起こる。この放電により商用電源ラインとフローティングパターンはショート状態となるため、商用電源ラインに誘起されたサージ電圧は全てフローティングパターンに誘起される。その結果、フローティングパターンと二次側のパターン間にサージ電圧が誘起された状態となり、第二の放電ギャップで放電が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６２６４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来例では、フローティングパターンと二次側のパターンに接続したコンデンサは、商用電源ラインと接続されていない。このため、このコンデンサには電気機器から発生する放射電界、及び商用電源に伝導する雑音電界強度等の高周波ノイズに対するフィルタ機能がないという課題がある。
【０００６】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、ノイズのフィルタ回路としての機能を保ちつつ、落雷等によるサージ電圧を放電する放電回路としての機能も実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
【０００８】
（１）前記交流電源の一方の供給ラインに接続された第一のコンデンサと、前記第一のコンデンサと異なる容量を有し、前記第一のコンデンサとグランドの間に直列に接続された第二のコンデンサと、を備え、前記第一のコンデンサと前記第二のコンデンサのうち容量が小さいコンデンサの各電極と同電位となる部分の間の第一の距離が、前記第一のコンデンサと前記第二のコンデンサのうち容量が大きいコンデンサの各電極と同電位となる部分の間の第二の距離よりも小さいことを特徴とする放電回路。
【０００９】
（２）交流電源から入力される交流電圧から直流電圧を生成する電源装置であって、前記交流電圧を整流する整流手段と、前記（１）に記載の放電回路と、を備えたことを特徴とする電源装置。
【００１０】
（３）交流電源の一方の供給ラインに一端が接続された第一のコンデンサと、交流電源の他方の供給ラインに一端が接続された第二のコンデンサと、前記第一及び第二のコンデンサの夫々の他端同士を接続した接続点とグランド間に直列に接続されており、前記第一と第二のコンデンサとは異なる容量値の第三のコンデンサと、前記第一のコンデンサと前記第三のコンデンサ又は前記第二のコンデンサと前記第三のコンデンサのうち容量が小さいコンデンサの各電極と同電位となる部分の間の第一の距離が、前記第一のコンデンサと前記第三のコンデンサ又は前記第二のコンデンサと前記第三のコンデンサのうち容量が大きいコンデンサの各電極と同電位となる部分の間の第二の距離よりも小さいことを特徴とする放電回路。
【００１１】
（４）交流電源から入力される交流電圧から直流電圧を生成する電源装置であって、前記交流電圧を整流する整流手段と、前記（３）に記載の放電回路と、を備えたことを特徴とする電源装置。
【００１２】
（５）記録材に画像形成を行う画像形成手段と、前記画像形成手段を制御する制御手段と、前記画像形成手段及び前記制御手段に電力を供給する前記（２）又は（４）に記載の電源装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ノイズのフィルタ回路としての機能を保ちつつ、落雷等によるサージ電圧を放電する放電回路としての機能も実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１の放電回路を示す図
【図２】実施例１の放電回路のパターンを示す図
【図３】実施例１の放電回路の動作波形を示す図
【図４】実施例２の放電回路を示す図、放電回路のパターンを示す図
【図５】実施例３の放電回路を示す図、放電回路のパターンを示す図
【図６】実施例４の画像形成装置の構成を示す図
【図７】従来例のフィルタ回路を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態を、実施例により図面を参照しながら詳しく説明する。
【実施例１】
【００１６】
［電源装置］
図１は実施例１のフィルタ回路及び本実施例のフィルタ回路が適用された電源装置の一例を示す図である。交流電源である商用電源１にはグランドであるプロテクトアース２が取り付けられている。商用電源１の一方の供給ラインであるライブ（ＬＩＶＥ）ラインと商用電源１の他方の供給ラインであるニュートラル（ＮＥＵＴＲＡＬ）ラインの間には、コモンモードコイル３、アクロス・ザ・ライン・コンデンサ（以下、Ｘコンデンサ）４が接続されている。また、商用電源１のニュートラルラインにはプロテクトアース２との間にライン・バイパス・コンデンサ（以下、Ｙコンデンサ）５が接続されている。整流手段である整流ダイオード７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ（以下、整流ダイオード７とする）は、全波整流回路を構成するように配置され、商用電源１から入力される交流電圧を整流する。また、整流ダイオード７によって構成される全波整流回路の出力側には平滑コンデンサ８が接続され、整流された交流電圧の平滑を行う。整流ダイオード７及び平滑コンデンサ８の後段には、スイッチングレギュレータ９が接続されており、平滑された電圧を高周波でスイッチングすることで、所定の出力電圧を生成する。
【００１７】
本実施例では、商用電源１のライブラインとプロテクトアース２との間に、第一のコンデンサであるＹコンデンサ６と第二のコンデンサであるＹコンデンサ１０とを直列に接続する。更に、本実施例のＹコンデンサ６とＹコンデンサ１０は異なる容量値を有し、後述するプリント基板１００上のランド間のパターン距離はそれぞれ所定の距離を有することを特徴とする。具体的には、本実施例では、Ｙコンデンサ６の容量値Ｃ６は８２０ｐＦであり、Ｙコンデンサ１０の容量値Ｃ１０は５６０ｐＦである。Ｙコンデンサ６の容量値Ｃ６とＹコンデンサ１０の容量値Ｃ１０の合成容量値は約３３０ｐＦとなり、Ｙコンデンサ５と同じ容量値としている。このように、Ｙコンデンサ６とＹコンデンサ１０の合成容量値をＹコンデンサ５の容量値とほぼ等しい容量値とすることで、商用電源１の各ラインとプロテクトアース２間のインピーダンスは同じとなる。よって、本実施例の構成では、商用電源１からコモンモードで進入してくるノイズやスイッチングレギュレータ９から商用電源１側に流出するノイズを抑制することができる。即ち、本実施例のＹコンデンサ５、６、１０は、フィルタ回路の一部として機能している。なお、本実施例ではＹコンデンサ６とＹコンデンサ１０の容量値は上述した値としたが、スイッチング電源の構成や電気機器の構成によってノイズの発生量が異なるため、これらの容量値は上述した値に限定されるものではない。また、上述した例では、Ｙコンデンサ６、１０の合成容量値とＹコンデンサ５の容量値が等しいが、これらの容量値は、必ずしも等しくなる必要はなく、フィルタ回路として機能すればよい。
【００１８】
［プリント基板上のパターン］
図２は、本実施例のプリント基板１００上でのＹコンデンサ６、１０周辺のパターンのみを抜粋して示したもので、Ｙコンデンサ６等の部品が実装される部品面とは反対側の半田面を示す図である。パターン１１は商用電源１のニュートラルライン側のパターンであり、パターン１２はライブライン側のパターンであり、パターン１３はプロテクトアース２のパターンである。また、パターン１４はＹコンデンサ６とＹコンデンサ１０を直列に接続するためのパターンである。パターン１２、１３、１４上の二重の白丸で示されているランドに接して設けられた白抜き部１２ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂは、プリント基板１００上でレジストが塗布されていない部分で、導体がむき出しになっている状態の部分である。白抜き部１２ａはパターン１２と、白抜き部１３ｂはパターン１３と、白抜き部１４ａ、１４ｂはパターン１４と、それぞれ同電位になっている。
【００１９】
ここで、容量値８２０ｐＦであるＹコンデンサ６の各電極（端子、端子電極ともいう）と同電位の部分である白抜き部１２ａと白抜き部１４ａの間の第二の距離であるパターンギャップＡは１．６ｍｍである。また、容量値５６０ｐＦであるＹコンデンサ１０の各電極と同電位の部分である白抜き部１３ｂと白抜き部１４ｂの間の第一の距離であるパターンギャップＢは１．１ｍｍである。よって、パターンギャップＡとパターンギャップＢの合計距離が２．７ｍｍ（＝１．６ｍｍ＋１．１ｍｍ）となる。パターンギャップＡとパターンギャップＢの合計距離は、電気機器毎に異なる各国の安全規格の沿面距離と空間距離を満足する値、即ち、安全規格上の必要な絶縁距離（所定の距離）よりも大きく構成されている。また、パターンギャップＡとパターンギャップＢの各々の距離は、安全規格上の必要な絶縁距離よりも短く構成されている。更に、パターンギャップＡ間にはスリットＳａが、パターンギャップＢ間にはスリットＳｂが、それぞれ設けられている。なお、本実施例ではパターンギャップＡとパターンギャップＢの値を上述した値とした。しかし、商用電源１の電圧値や各国の安全規格及び電気機器の種類により必要な絶縁距離は変わるため、各パターンギャップの値は上述した値に限定されるものではない。
【００２０】
［従来例との比較］
商用電源１とプロテクトアース２の間に異なる容量値のＹコンデンサ６とＹコンデンサ１０を直列に接続し、パターンギャップＡ及びパターンギャップＢを設けることによる効果を、従来例と比較して説明する。図３（ａ）は図７で説明した従来例の電源装置のサージ電圧を示すグラフであり、本実施例の構成が適用されていない場合の、落雷等により商用電源１のライブラインに侵入する過大なサージ電圧の波形を示している。図３（ａ）は横軸が時間、縦軸が電圧であり、右図は左図の破線枠部を拡大した波形を示す図である。また、図３（ｂ）は図１の本実施例の電源装置の電圧を示すグラフであり、ライブラインに侵入したサージ電圧の波形を示している。図３（ｂ）も図３（ａ）と同様のグラフであり、右図は左図の破線枠部を拡大した波形を示す図である。
【００２１】
図３（ａ）に示すように、従来の電源装置では、サージ電圧が商用電源１から誘起されると、プロテクトアース２に対して商用電源１のライブラインには、図３（ａ）中の実線で示すような誘起電圧が発生する。このとき、図７に示す従来例のフィルタ回路を有する電源装置では、商用電源１の各ラインとプロテクトアース２間にはＹコンデンサ５、６のみしか接続されていない。このため、図７に示す従来例の電源装置では、安全規格上の絶縁距離を確保するために、各々のパターンギャップを２．７ｍｍとしていた。しかし、従来の電源装置のパターンギャップ（２．７ｍｍ）では間隔が大きすぎるために、サージ電圧が誘起されても放電が起こらない。または、放電が起こったとしても、誘起された電圧は放電されるまでに過大な電圧に至ってしまう。このため、図３（ａ）に示すように、商用電源ラインに誘起されるサージ電圧は、高い値を保ったままとなる。よって、従来の電源装置では、サージ電圧によって誘起された誘起電圧がそのまま後段のスイッチングレギュレータ９に供給されてしまい、後段のスイッチングレギュレータ９等の誤動作等が発生するおそれがある。
【００２２】
［落雷時の放電開始電圧］
一方、図３（ｂ）で示すように、本実施例の回路では、異なる容量値のＹコンデンサ６とＹコンデンサ１０をライブラインとプロテクトアース２の間に直列に接続し、パターンギャップＡ及びパターンギャップＢを設けている。このため、落雷時の誘起電圧の放電開始電圧が低くなる。この理由を以下に詳細に説明する。
【００２３】
商用電源１のライブラインに誘起されるサージ電圧をＶとすると、Ｙコンデンサ６の両端電圧Ｖ６とＹコンデンサ１０の両端電圧Ｖ１０はそれぞれの次式の通り容量値の比で分圧される。
Ｖ６＝Ｖ×Ｃ１０／（Ｃ６＋Ｃ１０）
Ｖ１０＝Ｖ×Ｃ６／（Ｃ６＋Ｃ１０）
よって、誘起される電圧は、容量値が小さいＹコンデンサ１０の両端電圧Ｖ１０のほうが、容量が大きいＹコンデンサ６の両端電圧Ｖ６に比べて大きくなる（Ｖ１０＞Ｖ６）。その様子を図３（ｂ）の拡大図の点線波形で示す。Ｙコンデンサ１０のパターンギャップＢは１．１ｍｍとなっている。このため、パターンギャップＢ間の電圧が放電に耐えられない電圧まで誘起されたタイミングＴ１において、パターンギャップＢ間、即ち、白抜き部１４ｂと白抜き部１３ｂとの間で第一の放電（ショート）が発生する。このように、タイミングＴ１は、パターンギャップＢ間で放電が開始されるタイミングである。パターンギャップＢ間で第一の放電が行われた結果、プロテクトアース２とパターン１４はショート状態となるため、商用電源１の誘起電圧ＶはＹコンデンサ６の両端のみに誘起されることになる。
【００２４】
次に、パターンギャップＡは１．６ｍｍとなっている。このため、パターンギャップＡ間の電圧が放電に耐えられない電圧まで誘起されたタイミングＴ２において、パターンギャップＡ間、即ち、白抜き部１２ａと白抜き部１４ａ間で第二の放電（ショート）が発生する。このように、タイミングＴ２は、パターンギャップＡ間で放電が開始されるタイミングである。このとき、パターンギャップが短いほど放電開始電圧は低くなるため、本実施例の構成を適用した場合（パターンギャップＡ  １．６ｍｍ）は、本実施例の構成を適用しない場合（例えば、従来のパターンギャップ  ２．７ｍｍ）に比べて放電開始電圧は低くなる。
【００２５】
なお、本実施例ではライブラインにサージ電圧が発生したときの放電の説明をしたが、ニュートラルラインにサージ電圧が発生した場合には、Ｘコンデンサ４を介してライブラインにサージ電圧が誘起される。ここで、Ｘコンデンサ４の容量に比べて、直列に接続したＹコンデンサ６、１０の合成容量はかなり小さいため、サージ電圧は、直列に接続されたＹコンデンサ６、１０に誘起される。よって、ニュートラルラインにサージ電圧が発生した場合であっても、前述と同様の効果により、Ｙコンデンサ６、１０で放電が起こる。このように、本実施例では、Ｙコンデンサ６、１０は放電回路としても機能する。
【００２６】
なお、図２に示すように、放電箇所となるパターンギャップＡ及びパターンギャップＢには、それぞれスリットＳａ、スリットＳｂが設けられている。スリットＳａ、スリットＳｂが設けられていることにより、それぞれのパターンギャップ間で放電が発生しても、プリント基板１００が炭化することがなく、絶縁耐圧が低下することはない。また、本実施例では、放電部（白抜き部１２ａ等）をプリント基板１００のパターン上に設けているため、追加される部品を必要とせずコストを低減できる。しかし、放電部はプリント基板１００のパターン上に限ったものではなく、プリント基板１００のパターン以外のところで金属等の端子を用いてＹコンデンサと同電位部を形成し、ギャップを設けて放電させても良い。例えば、プリント基板１００の部品面側に針金状の金属で放電部を構成し、針金状の金属間で放電させてもよく、以降の実施例でも同様とする。
【００２７】
このように、本実施例では、商用電源１のラインとプロテクトアース２間で安全規格上必要な絶縁距離を確保しつつ、サージ電圧の放電開始電圧を低くすることができる。このため、後段に接続されたスイッチングレギュレータ９が誤動作等を起こすことがなくなる。また、従来の放電回路とは異なり、商用電源１の各ラインとプロテクトアース２間にＹコンデンサ６、１０が接続されている。このため、商用電源１からコモンモードで進入してくるノイズやスイッチングレギュレータ９から商用電源１側に流出するノイズを抑制するフィルタ回路としての機能も有している。
【００２８】
なお、本実施例では、Ｙコンデンサ６とＹコンデンサ１０を直列に接続する構成としたが、Ｙコンデンサ５とＹコンデンサ１０を直列に接続してもよいし、Ｙコンデンサ５、６双方にそれぞれＹコンデンサを直列に接続してもよい。また、本実施例では、コモンモードコイル３よりも上流側である商用電源１側に、Ｙコンデンサ５、６、１０を接続しているが、コモンモードコイル３の下流側と整流ダイオード７との間にＹコンデンサ５、６、１０を接続してもよい。更に、本実施例では、一つのコモンモードコイル３のみで構成されたフィルタ回路の場合の説明をした。しかし、コモンモードコイルを二つ接続した二段フィルタ回路の場合、二段目のコモンモードコイルの下流側と整流ダイオード７との間にＹコンデンサ５、６、１０を接続してもよく、以降の実施例においても同様である。
【００２９】
なお、上述した実施例では、Ｙコンデンサ６の容量とＹコンデンサ１０の容量は、Ｃ６＞Ｃ１０として説明したが、Ｃ６＜Ｃ１０であってもよい。ただし、この場合には、Ｙコンデンサ６のパターンギャップＡとＹコンデンサ１０のパターンギャップＢは、Ａ＜Ｂとなるように構成する。即ち、直列に接続される２つのＹコンデンサのうち、容量が小さいＹコンデンサのパターンギャップの距離が、容量が大きいＹコンデンサのパターンギャップの距離よりも小さくなるように構成する。
【００３０】
以上、本実施例によれば、ノイズのフィルタ回路としての機能を保ちつつ、落雷等によるサージ電圧を放電する放電回路としての機能も実現することができる。
【実施例２】
【００３１】
［電源装置］
実施例２では、実施例１に対して商用電源１のライン間にＸコンデンサが接続されない場合において、商用電源１の両ラインにそれぞれＹコンデンサを２つずつ直列に接続して構成されているところが異なる。図４（ａ）は、本実施例のフィルタ回路及びフィルタ回路が適用された電源装置の回路の一例を示す図である。なお、実施例１と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。図４（ａ）において、商用電源１のニュートラルラインとプロテクトアース２間に、第三のコンデンサであるＹコンデンサ５と第四のコンデンサであるＹコンデンサ１５が直列に接続されている。Ｙコンデンサ５、１５は、整流ダイオード７の入力側に接続される。更に、Ｙコンデンサ５とＹコンデンサ１５は異なる容量値を持ち、プリント基板１００のランド間のパターン距離はそれぞれ所定の距離を有することを特徴とする。
【００３２】
具体的には、本実施例では、Ｙコンデンサ５の容量値Ｃ５は８２０ｐＦであり、Ｙコンデンサ１５の容量値Ｃ１５は５６０ｐＦであるため、Ｙコンデンサ５とＹコンデンサ１５の合成容量値は約３３０ｐＦとなる。一方、実施例１と同様に、Ｙコンデンサ６の容量値Ｃ６は８２０ｐＦであり、Ｙコンデンサ１０の容量値Ｃ１０は５６０ｐＦであるため、Ｙコンデンサ６とＹコンデンサ１０の合成容量値は約３３０ｐＦとなる。このように、本実施例では、Ｙコンデンサ６とＹコンデンサ１０の合成容量値が、Ｙコンデンサ５とＹコンデンサ１５の合成容量値と同じになるように構成されている。本実施例では、Ｙコンデンサ５、６、１０、１５の容量値をそれぞれ上述した容量値とすることで、商用電源１の各ラインとプロテクトアース２間のインピーダンスが同じとなる。よって、商用電源１からコモンモードで進入してくるノイズやスイッチングレギュレータ９から商用電源１側に流出するノイズを抑制するフィルタ回路として機能する。
【００３３】
なお、Ｙコンデンサ５、６、１０、１５の容量値を、それぞれ上述した容量値としたが、スイッチング電源の構成や電気機器の構成によりノイズの発生量が異なるため、容量値は上述した値に限ったものではない。また、上述した例では、Ｙコンデンサ５、１５の合成容量値とＹコンデンサ６、１０の合成容量値が等しいが、これらの合成容量値は、必ずしも等しくなる必要はなく、フィルタ回路として機能すればよい。また、Ｙコンデンサ５の容量値Ｃ５がＹコンデンサ１５の容量値Ｃ１５より小さい容量であってもよい。この場合、後述するＹコンデンサ５の第三の距離であるパターンギャップＣを、後述するＹコンデンサ１５の第四の距離であるパターンギャップＤよりも小さく構成すればよい。
【００３４】
［プリント基板上のパターン］
図４（ｂ）は、本実施例におけるプリント基板１００上でのＹコンデンサ５、６、１０、１５周辺のパターンのみを抜粋して示したものである。実施例１と同一の構成には同じ符号を付し、説明を省略する。パターン１６は、Ｙコンデンサ５とＹコンデンサ１５を直列に接続するためのパターンである。また、パターン１１、１３、１６上の白抜き部１１ｃ、１３ｄ、１６ｃ、１６ｄはプリント基板１００のレジストが塗布されていない部分で、導体がむき出しの状態となっている部分である。白抜き部１１ｃはパターン１１と、白抜き部１３ｄはパターン１３と、白抜き部１６ｃ、１６ｄはパターン１６と、それぞれ同電位になっている。
【００３５】
なお、実施例１では、図２に示すように、放電が発生する白抜き部１２ａ、１４ａ等は、ランドに接して構成されている。一方、本実施例では、放電が発生する白抜き部１２ａ、１４ａ等は、実施例１とは異なり、ランドからずれた位置に構成されている。即ち、本実施例では、Ｙコンデンサ６等が半田付けされるランドとは異なる位置で放電が発生することになる。また、例えば、白抜き部１２ａと、白抜き部１２ａに対向する白抜き部１４ａは、それぞれ互いに対向する側が凸形状となっており、より放電が発生しやすい形状となっている。
【００３６】
ここで、容量値８２０ｐＦであるＹコンデンサ５の電極が半田付けされるランドと同電位部の白抜き部１１ｃと白抜き部１６ｃのパターンギャップＣは１．６ｍｍである。また、容量値５６０ｐＦであるＹコンデンサ１５の端子が半田付けされるランドと同電位部の白抜き部１３ｄと白抜き部１６ｄのパターンギャップＤは１．１ｍｍである。よって、パターンギャップＣとパターンギャップＤの合計距離は２．７ｍｍとなる。この合計距離は、電気機器毎に異なる各国の安全規格の沿面距離と空間距離を満足する値であり、パターンギャップＣ、パターンギャップＤのそれぞれの距離は安全規格上の必要な絶縁距離よりも短く構成されている。また、実施例１と同様に、パターンギャップＡは１．６ｍｍ、パターンギャップＢは１．１ｍｍである。なお、本実施例では各パターンギャップを上述した距離としたが、商用電源１の電圧値や各国の安全規格及び電気機器の種類により必要な絶縁距離は変わるため、パターンギャップの距離は上述した距離に限ったものではない。
【００３７】
［Ｘコンデンサがない構成での放電］
以下、商用電源１の各ラインとプロテクトアース２の間に異なる容量値のＹコンデンサ５、１５と、Ｙコンデンサ６、１０をそれぞれ直列に接続し、パターンギャップＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを設ける理由を説明する。実施例１の構成では、Ｘコンデンサ４が商用電源１のライン間に接続されている。このため、実施例１で説明したように、落雷時にニュートラルラインのみに過大なサージ電圧が発生してもＸコンデンサ４を介してライブライン側にサージ電圧が誘起される。しかし、本実施例の構成のように、Ｘコンデンサ４が商用電源１のライン間に接続されていない場合は、ニュートラルラインのみに過大なサージ電圧が発生した場合、Ｘコンデンサ４がないためライブライン側にサージ電圧が誘起されない。このため、Ｙコンデンサ６、１０での放電が発生しない。よって、本実施例の構成のように、Ｘコンデンサ４がライン間にない場合は、商用電源１の各ラインにそれぞれＹコンデンサを２つずつ直列に接続することで課題が解決される。
【００３８】
本実施例では、直列に接続されたＹコンデンサの容量比や、各パターンギャップの距離を各ラインとも同じ構成としている。このため、どちらかのラインのみに過大なサージ電圧が発生しても、実施例１で説明した原理でＹコンデンサ６、１０又はＹコンデンサ５、１５のパターンギャップ間で放電が行われる。即ち、例えば、直列に接続された２つのＹコンデンサのうち、容量値の小さなＹコンデンサ１５で第一の放電が発生し、その後、直列に接続された２つのＹコンデンサのうち、容量値の大きなＹコンデンサ５で第二の放電が発生する。本実施例のＹコンデンサ５、１５では、パターンギャップＣ、Ｄの合計距離が安全規格上の必要な絶縁距離を保ちつつ、従来の回路に比べてそれぞれのパターンギャップＣ、Ｄの距離が短いため、従来よりも低い電圧で放電が開始される。なお、放電箇所となるパターンギャップＣにはスリットＳｃを、パターンギャップＤにはスリットＳｄを、実施例１と同様に設けている。このため、それぞれのパターンギャップ間で放電しても、プリント基板１００が炭化することがなく、絶縁耐圧が低下することはない。
【００３９】
このように、商用電源１のライン間にＸコンデンサが接続されていない回路構成であっても、商用電源１の一つのラインのみに誘起されたサージ電圧をプロテクトアース２に放電させることが可能となる。そして、放電回路の後段に接続されたスイッチングレギュレータ９が誤動作等を起こすことがなくなる。また、従来の放電回路とは異なり、商用電源１の各ラインとプロテクトアース２間にはＹコンデンサが接続されている。このため、商用電源１からコモンモードで進入してくるノイズやスイッチングレギュレータ９から商用電源１側に流出するノイズを抑制するフィルタ回路としても機能する。
【００４０】
本実施例では、コモンモードコイル３より上流側である商用電源１側にＹコンデンサ５、６、１０、１５を接続しているが、コモンモードコイル３から下流側と整流ダイオード７との間にＹコンデンサ５、６、１０、１５を接続してもよい。なお、ニュートラルラインに２つのＹコンデンサ５、１５が接続された本実施例の構成は、Ｘコンデンサ４を有する実施例１の構成にも適用できる。
【００４１】
以上、本実施例によれば、ノイズのフィルタ回路としての機能を保ちつつ、落雷等によるサージ電圧を放電する放電回路としての機能も実現することができる。
【実施例３】
【００４２】
［電源装置］
実施例３では、実施例２に対して商用電源１の両ラインに２つのＹコンデンサの一端をそれぞれ接続し、それら２つのＹコンデンサの他端とプロテクトアース間を１つのＹコンデンサで直列に接続して構成されているところが異なる。図５（ａ）は本実施例のフィルタ回路及びフィルタ回路が適用された電源装置の回路の一例を示す図である。実施例２と同一の構成には同じ符号を付し、説明を省略する。図５（ａ）において、商用電源１の各ラインに、第一及び第二のコンデンサであるＹコンデンサ５、６の一端をそれぞれ接続する。また、第三のコンデンサであるＹコンデンサ１０の一端をプロテクトアース２に接続する。そして、Ｙコンデンサ５、６の他端を接続した接続点と、Ｙコンデンサ１０の他端を接続している。即ち、Ｙコンデンサ５、６の他端同士を接続した接続点とグランド間に、直列にＹコンデンサ１０を接続している。
【００４３】
本実施例では、Ｙコンデンサ５の容量値Ｃ５とＹコンデンサ６の容量値Ｃ６は８２０ｐＦであり、Ｙコンデンサ１０の容量値Ｃ１０は５６０ｐＦである。このため、商用電源１のライブラインとプロテクトアース２間の合成容量値は、Ｙコンデンサ６とＹコンデンサ１０の合成容量値と等しくなり、約３３０ｐＦとなる。一方、商用電源１のニュートラルラインとプロテクトアース２間の合成容量値は、Ｙコンデンサ５とＹコンデンサ１０の合成容量となり、約３３０ｐＦとなる。本実施例では、Ｙコンデンサ５、６、１０の容量値を上述した容量値とすることで、商用電源１の各ラインとプロテクトアース２間のインピーダンスは同じとなる。よって、商用電源１からコモンモードで進入してくるノイズやスイッチングレギュレータ９から商用電源１側に流出するノイズを抑制するフィルタ回路として機能する。なお、本実施例では、Ｙコンデンサ５、６、１０の容量値を上述の値としたが、スイッチング電源の構成や電気機器の構成によりノイズの発生量が異なるため、容量値は上述した値に限ったものではない。なお、Ｙコンデンサ５、１０の合成容量値とＹコンデンサ６、１０の合成容量値は、必ずしも等しくなる必要はない。
【００４４】
［プリント基板上のパターン］
図５（ｂ）は、本実施例のプリント基板１００上でのＹコンデンサ５、６、１０周辺のパターンのみを抜粋して示したものである。実施例２と同一の構成には同じ符号を付し、説明を省略する。パターン１１上の白抜き部１１ｃ、パターン１２上の白抜き部１２ａ、パターン１３上の白抜き部１３ｂ、パターン１４上の白抜き部１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、プリント基板１００のレジストが塗布されていない部分で、導体がむき出しの状態である。白抜き部１１ｃはパターン１１と、白抜き部１２ａはパターン１２と、白抜き部１３ｂはパターン１３と、白抜き部１４ａ、１４ｂ、１４ｃはパターン１４と、それぞれ同電位となっている。
【００４５】
ここで、容量値８２０ｐＦであるＹコンデンサ５の端子が半田付けされるランドと同電位部の白抜き部１１ｃと白抜き部１４ｃの第二の距離であるパターンギャップＣの距離は、１．６ｍｍである。また、容量値８２０ｐＦであるＹコンデンサ６の端子が半田付けされるランドと同電位部の白抜き部１２ａと白抜き部１４ａの第二の距離であるパターンギャップＡの距離は、１．６ｍｍである。このように、パターンギャップＡとパターンギャップＣの距離は等しくなっている。また、容量値５６０ｐＦであるＹコンデンサ１０の端子が半田付けされるランドと同電位部の白抜き部１３ｂと白抜き部１４ｂの第一の距離であるパターンギャップＢの距離は、１．１ｍｍである。よって、パターンギャップＡとパターンギャップＢの合計距離は２．７ｍｍであり、パターンギャップＣとパターンギャップＢの合計距離も２．７ｍｍである。この合計距離は、電気機器毎に異なる各国の安全規格の沿面距離と空間距離を満足する値であり、各々のギャップは安全規格上の必要な絶縁距離よりも短く構成されている。
【００４６】
なお、本実施例では各パターンギャップの距離を上述した距離としたが、商用電源１の電圧値や各国の安全規格及び電気機器の種類により必要な絶縁距離は変わるため、パターンギャップの距離は上述した距離に限ったものではない。パターンギャップの距離については、次のような関係を満たすように構成すればよい。即ち、直列に接続される２つのＹコンデンサ（Ｙコンデンサ５、１０又はＹコンデンサ６、１０）のうち、容量が小さいＹコンデンサのパターンギャップの距離が、容量が大きいＹコンデンサのパターンギャップの距離よりも小さくなるように構成すればよい。
【００４７】
本実施例では、実施例２と同様、Ｙコンデンサ５、６、１０の容量比やパターンギャップを各ラインとも同じ容量比に構成されている。このため、どちらかのラインのみに過大なサージ電圧が発生しても、実施例１で説明した原理で商用電源１のラインからプロテクトアース２の間で放電が行われる。なお、放電箇所となるパターンギャップＡにはスリットＳａが、パターンギャップＢにはスリットＳｂが、パターンギャップＣにはスリットＳｃが、実施例２と同様、それぞれ設けられている。このため、パターンギャップ間で放電が発生しても、プリント基板１００が炭化することがなく、絶縁耐圧が低下することはない。
【００４８】
このように、商用電源１のライン間にＸコンデンサが接続されていない回路構成であっても、サージ電圧をプロテクトアース２に放電させることが可能となる。そして、放電回路の後段に接続されたスイッチングレギュレータ９が誤動作等を起こさなくなる。また、従来の放電回路とは異なり、商用電源１の各ラインとプロテクトアース２間にはＹコンデンサが接続されている。このため、コモンモードで進入してくるノイズやスイッチングレギュレータ９から商用電源１側に流出するノイズを抑制するフィルタ回路としても機能する。更に、実施例２に対して、Ｙコンデンサを１つ削減できるため、コストを削減しプリント基板１００の省スペース化を図ることができる。
【００４９】
本実施例では、コモンモードコイル３より上流側である商用電源１側にＹコンデンサ５、６、１０を接続しているが、コモンモードコイル３から下流側と整流ダイオード７との間にＹコンデンサ５、６、１０を接続してもよい。なお、Ｙコンデンサ６とＹコンデンサ５の接続点にＹコンデンサ１０を接続した本実施例の構成は、Ｘコンデンサ４を有する実施例１の構成にも適用できる。
【００５０】
以上、本実施例によれば、ノイズのフィルタ回路としての機能を保ちつつ、落雷等によるサージ電圧を放電する放電回路としての機能も実現することができる。
【実施例４】
【００５１】
実施例１〜３で説明した電源装置は、例えば画像形成装置の低圧電源、即ちコントローラ（制御部）やモータ等の駆動部へ電力を供給する電源として適用可能である。以下に、実施例１〜３の電源装置が適用される画像形成装置の構成を説明する。
【００５２】
［画像形成装置の構成］
画像形成装置の一例として、レーザビームプリンタを例にあげて説明する。図６に電子写真方式のプリンタの一例であるレーザビームプリンタの概略構成を示す。レーザビームプリンタ３００は、静電潜像が形成される像担持体としての感光ドラム３１１、感光ドラム３１１を一様に帯電する帯電部３１７（帯電手段）、感光ドラム３１１に形成された静電潜像をトナーで現像する現像部３１２（現像手段）を備えている。そして、感光ドラム３１１に現像されたトナー像をカセット３１６から供給された記録材としてのシート（不図示）に転写部３１８（転写手段）によって転写して、シートに転写したトナー像を定着器３１４で定着してトレイ３１５に排出する。この感光ドラム３１１、帯電部３１７、現像部３１２、転写部３１８が画像形成部である。また、レーザビームプリンタ３００は、実施例１〜３で説明した電源装置４００を備えており、電源装置４００のスイッチングレギュレータ９が例えば２４Ｖや３Ｖの直流電圧を生成している。尚、実施例１〜３の電源装置４００を適用可能な画像形成装置は、図６に例示したものに限定されず、例えば複数の画像形成部を備える画像形成装置であってもよい。更に、感光ドラム３１１上のトナー像を中間転写ベルトに転写する一次転写部と、中間転写ベルト上のトナー像をシートに転写する二次転写部を備える画像形成装置であってもよい。
【００５３】
レーザビームプリンタ３００は、画像形成部による画像形成動作や、シートの搬送動作を制御するコントローラ３２０を備えており、実施例１〜３に記載の電源装置４００は、例えばコントローラ３２０に電力を供給する。また、実施例１〜３に記載の電源装置４００は、感光ドラム３１１を回転するため又はシートを搬送する各種ローラ等を駆動するためのモータ等の駆動部に電力を供給する。本実施例の画像形成装置は、実施例１〜３に記載の電源装置４００を備えているため、商用電源１の各ラインとプロテクトアース２間で安全規格上の必要な絶縁距離を確保しつつ、サージ電圧の放電開始電圧を低くすることができる。このため、後段に接続されたスイッチングレギュレータ９が誤動作等を起こすことがなくなる。また、従来の放電回路を有する電源装置とは異なり、商用電源１の各ラインとプロテクトアース２間にＹコンデンサが接続されている。このため、商用電源１からコモンモードで進入してくるノイズやスイッチングレギュレータ９から商用電源１側に流出するノイズを抑制するフィルタ回路としても機能する。
【００５４】
以上、本実施例によれば、画像形成装置の電源装置において、ノイズのフィルタ回路としての機能を保ちつつ、落雷等によるサージ電圧を放電する放電回路としての機能も実現することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１            商用電源
２            プロテクトアース
５、６、１０  ライン・バイパス・コンデンサ
【図１】
2015233383.tif 000003
【図２】
2015233383.tif 000004
【図３】
2015233383.tif 000005
【図４】
2015233383.tif 000006
【図５】
2015233383.tif 000007
【図６】
2015233383.tif 000008
【図７】
2015233383.tif 000009