JP2009218388A - 高圧トランス - Google Patents

Abstract

【課題】リンギングを小さくして理想的な出力波形を得ることができ、なおかつコスト的にも優れた高圧トランスを提供する。
【解決手段】現像用の電源における矩形波の出力に用いられる高圧トランス３０において、コア３２と、コア３２の周囲に配置され、巻線３６，３８を巻回させるボビン３４とを具備し、一次巻線３６および二次巻線３８が直接接触してボビン３４に巻回されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、現像用の電源における矩形波の出力に用いられる高圧トランスに関する。

複合機や複写機などでは現像を行う際に高圧（５００Ｖｐ−ｐ〜２０００Ｖｐ−ｐ）の電源を必要とする。現像に用いられる高圧電源としては、直流成分に交流成分を重畳して矩形波に成形されたものが用いられる。この交流成分は高圧トランスによって生成される。
なお、ここでいう矩形波は、図８に示すように、長方形、台形（立ち上がりが傾斜しているもの、立ち上がりと立ち下がりの双方が傾斜しているものを含む）などの形状の波形を含む概念である。

このような高圧トランスの構成の概略について図９に基づいて説明する。
高圧トランス１０は、コア１１と、コア１１の周囲に装着されるボビン１２とを備えている。ボビン１２には、コア１１の軸線方向に沿って複数箇所にわたって巻溝１４，１４・・が形成されている。この巻溝１４に、高圧トランス１０を構成する一次巻線１６と二次巻線１８が巻回される。
なお、一次巻線１６と二次巻線１８のそれぞれは、同一の巻溝１４に巻回されないよう、別個の巻溝１４に巻回されている（例えば、特許文献１参照）。
このように、高圧トランス１０において、別の巻溝１４に一次巻線１６と二次巻線１８を巻回することにより、巻線１６，１８同士の耐圧保護ができる。

しかしながら、上述したような高圧トランス１０では、一次巻線１６と二次巻線１８をそれぞれ別個の巻溝１４に巻回するため、一次巻線１６と二次巻線１８の結合が疎となってしまうので漏洩磁気が大きく、出力波形にリンギング（波形の波うち）が生じてしまっていた。

そこで、一次巻線１６と二次巻線１８の距離を接近させるために、図１０に示すように、一次巻線１６用のボビン２１と二次巻線１８用のボビン２２とを別個に設け、一次巻線１６を内周側、二次巻線１８を外周側となるように、同心円状に一次巻線１６用のボビン２１と二次巻線１８用のボビン２２を配置する高圧トランス１０も考えられている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−１２８１６０号公報 特開平１１−２６２６３号公報

上述した特許文献１のように、一次巻線と二次巻線をそれぞれ別個の巻溝に巻回する高圧トランスでは、一次巻線と二次巻線の結合が疎となってしまい、出力波形にリンギングが生じてしまっていた。そこで、出力波形にリンギングが生じないような高圧トランスが望まれているという課題がある。
また、このような構成の高圧トランスでは、出力波形にリンギングが生じるので、入力波形と出力波形の波形形状が異なってしまう。このため、出力波形の波形制御を容易にするために、入力波形と出力波形の波形形状をなるべく一致させたいという要望もある。

また、特許文献２に示したような、一次巻線と二次巻線を同心円状に配置した高圧トランスでは、それぞれ別個の巻溝に巻回する構成よりは、一次巻線と二次巻線の結合が密となる。しかし、まだ一次巻線と二次巻線との間の距離は所定距離離れているためリンギングは発生しており、理想的な出力波形を得ることができないという課題がある。
また、この構成では、ボビンが２個必要となるため、コスト的にも不利であるという課題がある。

そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、リンギングを小さくして理想的な出力波形を得ることができ、なおかつコスト的にも優れた高圧トランスを提供することにある。

本発明にかかる高圧トランスによれば、現像用の電源における矩形波の出力に用いられる高圧トランスにおいて、コアと、コアの周囲に配置され、巻線を巻回させるボビンとを具備し、一次巻線および二次巻線が直接接触してボビンに巻回されていることを特徴としている。
この構成を採用することによって、一次巻線と二次巻線の結合を密として磁気漏洩を少なくし、リンギングを小さくして理想的な出力波形を得ることができる。

また、前記ボビンには、巻線を巻回させる巻溝が形成され、一次巻線および二次巻線が同一の巻溝内に巻回されていることを特徴としてもよい。
この構成によっても、さらに一次巻線と二次巻線の結合を密として磁気漏洩を少なくし、リンギングを小さくして理想的な出力波形を得ることができる。

さらに、二次巻線は、前記ボビンの内周側に巻回され、一次巻線は、巻回された二次巻線の外側に二次巻線と直接接触して巻回されていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、一次巻線が二次巻線の上に直接巻回されるので、一次巻線と二次巻線の結合を密として磁気漏洩を少なくし、リンギングを小さくして理想的な出力波形を得ることができるとともに、自動巻線機によって、容易に製造可能となる。

さらに、前記一次巻線は、三層絶縁電線であることを特徴としてもよい。
この構成によれば、一次巻線と二次巻線の絶縁を確実にすることができる。

本発明にかかる高圧トランスによれば、リンギングを小さくして理想的な出力波形を得ることができ、且つ低コストで提供することができる。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
まず、図１に、本実施形態の高圧トランスの断面図を示す。
高圧トランス３０は、コア（鉄心）３２と、ボビン３４と、ボビン３４に巻き付けられる一次巻線３６と、ボビン３４に巻き付けられる二次巻線３８とを具備している。

ボビン３４は、合成樹脂等の絶縁体で形成されており、コア３２を内部に収納可能となるようにコア貫通孔３５を有する筒状に形成されている。
ボビン３４の外周には、巻線を巻くための巻溝４０が、コア３２の軸線方向に沿って複数形成されている。本実施形態では巻溝４０は４つ形成されている。

各巻溝４０には、一次巻線３６と二次巻線３８の双方が巻回されている。このように、従来とは異なり、同一の巻溝４０内に一次巻線３６および二次巻線３８両方を巻回したことで、一次巻線３６と二次巻線３８の結合を密にすることができた。

具体的には、巻溝４０の内周側に二次巻線３８が所定回数巻き付けられている。本実施形態では、二次巻線３８の巻数は３０００巻きにしている。
さらに、巻回された二次巻線３８の外側に、二次巻線３８と直接接触するようにして一次巻線３６が所定回数巻き付けられている。本実施形態では、一次巻線３６の巻数は３０巻きにしている。

一次巻線３６としては、三層絶縁電線を用いるとよい。
三層絶縁電線の構成を図２に示す。
三層絶縁電線は、導体３７の周囲に絶縁層ａ，ｂ，ｃを三層重ねて形成したものである。このため、二次巻線３８の上に一次巻線３６を直接巻回しても、二次巻線３８との間における絶縁が確実なものとなっている。

なお、二次巻線３８としては、一般的に用いられるポリウレタン銅線（銅線がポリウレタン樹脂で被覆されている）を採用すればよい。

なお、本実施形態では、二次巻線３８の外側（上）に一次巻線３６を巻回する構成を示した。しかし、本発明の高圧トランスとしては、このような構成に限定されることはなく、同一の巻溝４０内に一次巻線３６と二次巻線３８の両方が巻回されていればよい。

したがって、同一の巻溝４０内に一次巻線３６と二次巻線３８とが混在して巻回されていてもよい。
さらに、一次巻線３６が巻溝４０の内周側に巻回され、二次巻線３８が巻回された一次巻線３６の外側に直接接触するように巻回されていてもよい。

なお、上述した実施形態では、全ての巻溝４０に対して一次巻線３６と二次巻線３８が巻回されているものであった。
しかし、本発明としては、図３に示すように、耐圧をかせぐために二次巻線３８しか巻回されていない巻溝４０が存在する高圧トランス３０であってもよい。

次に、上述してきた実施形態の高圧トランスの出力波形と、従来の技術で説明した従来の高圧トランスの出力波形とを比較する。
図４および図５に、一次巻線と二次巻線を別個の巻溝に巻回した従来の高圧トランスの出力波形を示す。図４は無負荷、図５は、波形整形用として１０ｋΩの抵抗を接続し、負荷として３００ｐＦのコンデンサを接続した場合を示している。
各図とも下が入力波形、上が出力波形である。

図６および図７に、本実施形態の高圧トランスの出力波形を示す。図６は無負荷、図７は、波形整形用として１０ｋΩの抵抗を接続し、負荷として３００ｐＦのコンデンサを接続した場合を示している。
各図とも下が入力波形、上が出力波形である。

従来の図４，図５を見ると、図４では出力波形の立ち上がり部分および立ち下がり部分ごとに大きなリンギングが発生し、徐々に減衰していることが分かる。図５のように負荷を接続した場合、出力波形の立ち上がり部分および立ち下がり部分Ａでリンギングが発生していることが分かる。

一方、本発明にかかる図６，図７を見ると、出力波形の立ち上がり部分および立ち下がり部分でのリンギングの振幅および減衰して一定になるまでの時間が、図４と比較して小さくなっていることが分かる。さらに負荷を接続した図７では、出力波形の立ち上がり部分および立ち下がり部分でリンギングが無くなっており、理想的な出力波形となっている。

このように、本発明の高圧トランスによれば、リンギングを小さくして理想的な出力波形を得ることができることが明らかになった。

以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。

本発明にかかる高圧トランスの断面図である。 三層被覆電線の断面図である。 高圧トランスの他の実施形態を示す断面図である。 従来構造の高圧トランスの無負荷における出力波形を示すグラフである。 従来構造の高圧トランスに負荷を接続したときの出力波形を示すグラフである。 本発明の高圧トランスの無負荷における出力波形を示すグラフである。 本発明の高圧トランスに負荷を接続したときの出力波形を示すグラフである。 矩形波を示す説明図である。 従来の高圧トランスの断面図である。 従来の他の形態の高圧トランスの断面図である。

符号の説明

３０ 高圧トランス
３２ コア
３４ ボビン
３５ コア貫通孔
３６ 一次巻線
３７ 導体
３８ 二次巻線
４０ 巻溝
ａ，ｂ，ｃ 絶縁層

Claims (4)

1. 現像用の電源における矩形波の出力に用いられる高圧トランスにおいて、
   コアと、
   コアの周囲に配置され、巻線を巻回させるボビンとを具備し、
   一次巻線および二次巻線が直接接触してボビンに巻回されていることを特徴とする高圧トランス。
2. 前記ボビンには、巻線を巻回させる巻溝が形成され、
   一次巻線および二次巻線が同一の巻溝内に巻回されていることを特徴とする請求項１記載の高圧トランス。
3. 二次巻線は、前記ボビンの内周側に巻回され、
   一次巻線は、巻回された二次巻線の外側に二次巻線と直接接触して巻回されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の高圧トランス。
4. 前記一次巻線は、三層絶縁電線であることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項記載の高圧トランス。