JP7391761B2 - 電源装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、AC/DC電源やDC/DC電源は、電圧変換する際のロスが発熱に代わるため、出力の発熱量が大きい電源においては、発熱部品にヒートシンクを接続し、ファンで冷やす構成がとられる。
これらの背景から、AC/DC電源の基板を覆った筒状の板金とファンを一体化した構成の電源装置が一般的である。
この種の電源装置では、AC/DC電源とDC/DC電源が近傍に配置される。このため、AC/DC電源が持つコアを有するトランスが発する漏れ磁束が、DC/DC電源が持つコアを有する昇圧用または降圧用のインダクタに重畳し、DC/DC電源の入出力の束線から放射ノイズが漏洩する可能性があった。
<全体説明>
<画像形成装置について>
本発明の一実施形態を示す電源装置を備える画像形成装置について説明する。
画像形成装置200は、読取処理部170により読み取られた画像データや図示しないパーソナルコンピュータ(PC)等の外部接続機器からのデータに基づき画像形成を行う。
用紙等の記録材Sは、記録材収納庫60上に積載される形で収納されており、摩擦分離方式を採用した給紙ローラ61により画像形成タイミングに合わせて給紙される。給紙ローラ61により送り出された記録材Sは、搬送パスを通過し、レジストローラ62へと搬送される。レジストローラ62において斜行補正やタイミング補正を行った後、記録材Sは二次転写部90へと送られる。二次転写部90は、対向する二次転写内ローラ8および二次転写外ローラ9により転写ニップ部を形成し、所定の加圧力と静電的負荷バイアスを与えることで記録材S上にトナー像を吸着させる。
以下、以上説明した二次転写部90までの記録材Sの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部90まで送られてくる画像の形成プロセスについて説明する。
中間転写ベルト7は、不図示の中間転写ベルトフレームに設置され、中間転写ベルト7への駆動伝達部を兼ねる二次転写内ローラ8、テンションローラ17、二次転写上流ローラ18によって張架され、図中矢印R1の方向へと搬送駆動される無端ベルトである。Y、M、C、BKの画像形成部Pa~Pdにより並列処理される各色の作像プロセスは、中間転写ベルト7上に一次転写された上流色のトナー像上に順次重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト7上に形成され、二次転写部90へと搬送される。なお、二次転写部90を通過した後の転写残トナーは、転写クリーナ装置11によって回収される。
以上、それぞれ説明した搬送プロセスおよび作像プロセスを以って、二次転写部90において記録材Sとフルカラートナー像のタイミングが一致し、二次転写が行われる。その後、記録材Sは、定着装置13へと搬送される。
電源装置210は、画像形成装置200概略最背面の下部に配置される。
電源装置210は、AC/DC電源201と、DC/DC電源202と、冷却ファン204を備え、後述する図6のように筒状の板金205で囲まれた電源装置(電力変換装置)である。さらに、板金205により形成される筒状の空間内に、冷却ファン204、AC/DC電源201、DC/DC電源202の順に配置され、これらが一体のボックス構成となっている。
画像形成装置200は、エンジン制御コントローラ部190と画像処理コントローラ部150の2つのコントローラ部を備える。
画像処理コントローラ部150は、読取処理部170や、PCなどの外部接続機器からの画像信号を画像処理し、露光装置3a~d、に書き込むためのデータを作成する。また、画像処理コントローラ部150は、PC等の外部接続機器や、操作部181に接続されたUSBメモリ等の記憶媒体に対して、画像処理を施した画像データを格納することもできる。
読取処理IC160は、読取制御IC171を介して、読取処理部170に実装される読取センサ172からの画像データの処理や、読取センサ172の駆動を行う。
画像処理RAM159は、読取処理IC160が受信したデータや、PC等の外部接続機器からのデータを画像処理する際に、データを一時的に格納する記憶領域として使用される。
AC/DC電源201は、供給されるAC電源から、2次側の出力電圧Va(例えば+24V)を生成する電源(電力変換部)である。AC/DC電源201は、エンジン制御コントローラ部190と画像処理コントローラ部150の2つのコントローラ部、読取処理部170に、必要に応じて降圧型のDC/DC電源を介して電力を供給している。あるいは、AC/DC電源201は、必要に応じてエンジン制御コントローラ部190が駆動するモータ類107に、昇圧型のDC/DC電源202を介して電力を供給している。この昇圧型DC/DC電源202に関しては、図4で説明する。
AC/DC電源201は、装置内のAC電源の過電流保護用の電流ヒューズ332、ブリッジダイオード334、平滑コンデンサ335、スイッチングFET336、スイッチングトランスT1、整流回路338を含む。
商用電源500が入力されると、AC/DC電源201は、ブリッジダイオード334、平滑コンデンサ335により、AC電圧をDC電圧に変換する。AC/DC電源201では、不図示の電源制御ICがスイッチングFET336をオフオン制御し、スイッチングトランスT1、整流回路338によりAC/DC電源201の出力電圧Vaを出力する。AC/DC電源201では、電圧帰還回路により、不図示の電源制御ICへ帰還をかけ、出力電圧は一定に制御される。
スイッチングトランスT1は、1つのコア(鉄心やフェライトコアなど)に1次巻線と2次巻線を巻いたものである。このスイッチングトランスT1に接続されるスイッチングFETをオフオンすると、1次巻線のA-B間に電流の変化が生じる。すると、レンツの法則により、電流の変化とそれを妨げるように電流方向とは逆向きの起電力(逆起電力)が発生する。そして、コア内の点線の矢印の方向に磁束が流れる。この磁束の変化により、2次巻線のC-D間にも起電力(誘導起電力)が発生して誘導電流が流れる。という原理である。
なお、図3(b)におけるA、B、C、Dは、図3(a)におけるA、B、C、Dに相当する位置を示す。
DC/DC電源202は、AC/DC電源201から、出力電圧Vaを受け取り、Vaより大きいレベルの電圧Vbを生成する電源(電力変換部)である。DC/DC電源202は、エンジン制御コントローラ部190が駆動するモータ類107にVbを供給する。
まず、電源装置209の配置を説明する。
電源装置209には、冷却ファン204と、並んで配置されたAC/DC電源201と、DC/DC電源202が配置され、全てが筒状の板金205(カバー部材)で覆われるように構成されている。これにより、冷却ファン204の風がAC/DC電源201と、DC/DC電源202にあたる。
スイッチングトランスT1は、図3(b)で述べたようにコア内部に磁束が発生する。スイッチングトランスT1のコアは、コア内部に発生する磁束以外にコアの外に漏れ磁束BT1(図5の点線矢印)を発生する。
電源装置210内の、冷却ファン204と、AC/DC電源201と、DC/DC電源202の位置関係は図5に示した従来の電源装置209と同等である。しかし、電源装置210では、従来の電源装置209と異なり、ヒートシンク203がスイッチングトランスT1と昇圧用コイルT3の間に配置される。
図5を用いて説明したように、電源装置210においても、スイッチングトランスT1はコア内部に発生する磁束以外にコアの外に漏れ磁束BT1を発生する。しかし、電源装置210では、スイッチングトランスT1の漏れ磁束BT1はスイッチングトランスT1と昇圧用コイルT3の間に配置されたヒートシンク203の磁性体により遮られる。このため、電源装置210では、漏れ磁束BT1は空気中を伝播するが、昇圧用コイルT3のコアの内部にはほとんど流れない。
また、昇圧型のDC/DC電源202を例に説明しているが、前述した降圧型DC/DC電源にも適応可能である。
以上、一実施形態について示したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能である。具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
また、上記各実施形態を組み合わせた構成も全て本発明に含まれるものである。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、1つの機器からなる装置に適用してもよい。
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形(各実施形態の有機的な組合せを含む)が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。即ち、上述した各実施形態及びその変形例を組み合わせた構成も全て本発明に含まれるものである。
201 AC/DC電源
202 DC/DC電源
203 ヒートシンク
204 冷却ファン
205 板金
210 電源装置
T1 スイッチングトランス
T3 昇圧用コイル
Claims (13)
- 第1コアを有するトランスを含み、供給される交流電圧を直流電圧に変換する第1変換部と、
第2コアを有するコイルを含み、前記第1変換部により変換された前記直流電圧の電圧レベルを変換する第2変換部と、
前記第1変換部と前記第2変換部を囲むカバー部材と、
前記第1コアと前記第2コアとの間に配置される磁性材料を含む冷却体と、
前記第1変換部及び前記第2変換部に対して風を送る送風手段と、
を有することを特徴とする電源装置。 - 前記カバー部材により前記送風手段と前記第1変換部と前記第2変換部が一体のボックス構成となることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
- 前記カバー部材により形成される筒状の空間内に、前記送風手段、前記第1変換部、前記第2変換部の順に配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載の電源装置。
- 前記冷却体は、前記第1コアの外径と前記第2コアの外径に接する筒状の曲面が前記冷却体により切断される位置に配置されることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の電源装置。
- 前記冷却体は、鉄で構成されることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の電源装置。
- 前記カバー部材は、板金で構成されることを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の電源装置。
- 前記冷却体はヒートシンクであることを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の電源装置。
- 第1コアを有するトランスを含み、供給される交流電圧を直流電圧に変換する第1変換部と、
第2コアを有するコイルを含み、前記第1変換部により変換された前記直流電圧の電圧レベルを変換する第2変換部と、
前記第1変換部と前記第2変換部を囲むカバー部材と、
前記第1コアと前記第2コアとの間であって、前記第1コアの外径と前記第2コアの外径に接する筒状の曲面を切断する位置に配置される磁性体と、
を有することを特徴とする電源装置。 - 前記第1変換部及び前記第2変換部に対して風を送る送風手段と、を有することを特徴とする請求項8に記載の電源装置。
- 前記カバー部材により前記送風手段と前記第1変換部と前記第2変換部が一体のボックス構成となることを特徴とする請求項9に記載の電源装置。
- 前記カバー部材により形成される筒状の空間内に、前記送風手段、前記第1変換部、前記第2変換部の順に配置されることを特徴とする請求項9または10に記載の電源装置。
- 前記磁性体はヒートシンクを構成することを特徴とする請求項8~11のいずれか1項に記載の電源装置。
- 請求項1~12のいずれか1項に記載の電源装置を有することを特徴とする画像形成装置。
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