JP6804324B2

JP6804324B2 - トランスと、これを搭載した自動車、電子機器、カラー複写機

Info

Publication number: JP6804324B2
Application number: JP2017021966A
Authority: JP
Inventors: 岩田　徹; 徹岩田; 山崎　均; 均山崎; 常生 ▲辻▼; 富二夫木▲崎▼
Original assignee: パワーサプライテクノロジー株式会社
Priority date: 2017-02-09
Filing date: 2017-02-09
Publication date: 2020-12-23
Anticipated expiration: 2037-02-09
Also published as: JP2018129421A

Description

本発明は、トランスと、これを搭載した自動車、電子機器、カラー複写機に関するものである。

カラー複写機では、例えば、下記特許文献１等でも広く知られているように、５工程（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、定着工程）により、用紙にカラー印刷を行っている。
つまり、帯電工程では、回転ドラム全面を帯電させ、次の露光工程では、印刷データを、レーザー光により前記回転ドラム表面に描き、その後の現像工程では、マイナスに帯電したトナーを、前記回転ドラムに描かれた印刷データ部分に移動させ、次の転写工程では、前記回転ドラムに移動されたトナーを、プラスに帯電させた用紙に転写させ、その後の定着工程では、前記用紙に転写されたトナーを、熱と圧力で、この用紙に定着させている。

カラー印刷では、トナーは、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色が用意され、それぞれが、マイナスに帯電され、印刷データに応じ、前記現像工程において、回転ドラムに移動される。
この場合、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色を、それぞれマイナスに帯電させるためには、トランスで昇圧した高電圧を各色のトナーに印加する必要があり、この様に複数個所において高電圧が必要となるカラー複写機では、トランスも複数個使用している。

特開平１１−２７２０９８号公報

上記先行技術では、現像工程において、回転ドラムに描かれた印刷データ部分に、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色を、印刷データに応じて移動させるために、それぞれのトナーをマイナスに帯電させるための昇圧用のトランスを設けている。
つまり、４個のトランスを設けた構成となっており、小型化のためには、トランスの個数を少なくすることが求められる。

そこで、本発明は、トランスを搭載する、例えば、自動車、電子機器、カラー複写機の小型化を図りやすいトランスを提供することを目的とするものである。

そして、この目的を達成するために本発明のトランスは、長形状で、その長手方向に、第１、第２、第３の一次側巻線部を順番に配置した一次側ボビンと、この一次側ボビンの前記第１、第２、第３の一次側巻線部に、順番に連続的に巻回した一次巻線と、筒状の長形状で、前記一次側ボビンの外周に配置され、前記第１、第２、第３の一次側巻線部に対向する部分に、第１、第２、第３の二次側巻線部を配置した二次側ボビンと、この二次側ボビンの前記第１、第２、第３の二次側巻線部に、別々に巻回した第１、第２、第３の二次巻線と、を備え、前記第２の一次側巻線部に巻回した一次巻線の巻回数を、第１、第３の一次側巻線部に巻回した一次巻線の巻回数よりも少なくしたものである。

以上のように本発明のトランスは、長形状で、その長手方向に、第１、第２、第３の一次側巻線部を順番に配置した一次側ボビンと、この一次側ボビンの前記第１、第２、第３の一次側巻線部に、順番に連続的に巻回した一次巻線と、筒状の長形状で、前記一次側ボビンの外周に配置され、前記第１、第２、第３の一次側巻線部に対向する部分に、第１、第２、第３の二次側巻線部を配置した二次側ボビンと、この二次側ボビンの前記第１、第２、第３の二次側巻線部に、別々に巻回した第１、第２、第３の二次巻線と、を備え、前記第２の一次側巻線部に巻回した一次巻線の巻回数を、第１、第３の一次側巻線部に巻回した一次巻線の巻回数よりも少なくしたので、トランスを搭載する、例えば、自動車、電子機器、カラー複写機などの小型化を図りやすいものとなる。

すなわち、本発明のトランスは、長形状の一次側ボビンの第１、第２、第３の一次側巻線部に、順番に連続的に一次巻線を巻回し、また、外周の二次側ボビンの第１、第２、第３の二次側巻線部には、別々に第１、第２、第３の二次巻線を巻回したので、一つのトランスで少なくとも三つの出力を得ることができ、トランスの個数を減らし、自動車、電子機器、カラー複写機などの小型化を図りやすいものとなる。

また、前記第２の一次側巻線部に巻回した一次巻線の巻回数を、第１、第３の一次側巻線部に巻回した一次巻線の巻回数よりも少なくしたので、第１、第２、第３の二次巻線の出力を近似したものとすることができ、その結果として、このトランスを搭載した自動車、電子機器、カラー複写機などの特性高品位化が可能となる。

本発明の一実施形態にかかるトランスを自動車に搭載した例を示す回路ブロック図同トランスの斜視図同トランスの分解斜視図同トランスの特性図同トランスの実装状態を示す回路基板の表面部分を示す図同トランスの実装状態を示す回路基板の裏面部分を示す図回路ブロックを回路基板に実装した一部分を示す断面図回路ブロックを回路基板に実装した一部分を示す断面図本発明の一実施形態にかかるトランスをカラー複写機に搭載した例を示す回路ブロック図

（実施の形態１）
以下本発明の一実施形態を、添付図面を用いて説明する。

図１は、自動車を示し、前輪１はモータ（Ｍ１）２、前輪３はモータ（Ｍ２）４、後輪５はモータ（Ｍ３）６でそれぞれ駆動されるようになっている。
つまり、アクセル７の操作量が制御部８に伝達され、次に、制御部８によってゲートドライブ回路９が制御され、それによりゲート回路１０にパルス信号が供給され、その結果としてモータ２，４、６に起動電流が供給され、これによりモータ２、４、６が、前記アクセル７の操作量に応じて起動されるようになっている。

前記ゲート回路１０に供給されるパルス信号は、数百〜１ＫＶのパルス信号で有り、このような高電圧のパルス信号は、ゲートドライブ回路９に設けた図２、図３に示すトランス９Ａを用いて作り出される。

次に、このトランス９Ａについて、図２〜図４を用いて説明する。
このトランス９Ａは、一次側ボビン１１と、二次側ボビン１２と、コア１３を備えている。

一次側ボビン１１は筒状の長形状で、その長手方向に、第１、第２、第３の一次側巻線部１４、１５、１６を順番に配置しており、前記第１、第２、第３の一次側巻線部１４、１５、１６には、一次巻線１７が順番に連続的に巻回されている。
なお、この実施形態では、一次巻線１７の一端側は、一次側ボビン１１に固定された接続端子１８に接続され、一次巻線１７の他端側は、一次側ボビン１１に固定された接続端子１９に接続されている。

二次側ボビン１２は、筒状の長形状で、前記一次側ボビン１１の外周に、同軸状に配置され、前記第１、第２、第３の一次側巻線部１４、１５、１６に対向する部分に、第１、第２、第３の二次側巻線部２０、２１、２２を配置している。
そして、これらの第１、第２、第３の二次側巻線部２０、２１、２２に、別々に、第１、第２、第３の二次巻線２３、２４、２５を巻回している。

第１、第２、第３の二次巻線２３、２４、２５の一端は、それぞれ、二次側ボビン１２に固定された接続端子２６、２７、２８に固定されている。

また、第１の二次巻線２３の他端は、二次側ボビン１２の第１の二次側巻線部２０に固定された接続端子（図示せず）に固定されている。
さらに、第２の二次巻線２４の他端は、二次側ボビン１２の第２の二次側巻線部２１に固定された接続端子（図示せず）に固定されている。
また、第３の二次巻線２５の他端は、二次側ボビン１２の第３の二次側巻線部２２に固定された接続端子２９に固定されている。

本実施形態で特徴的なのは、前記第２の一次側巻線部１５に巻回した一次巻線１７の巻回数を、第１、第３の一次側巻線部１４、１６に巻回した一次巻線１７の巻回数よりも少なくしたことである。
すなわち、本実施形態では、第１、第２、第３の二次巻線２３、２４、２５からの出力として、実質的に同様な波形となることが重要で、その出力状態を示したのが、図４である。

図４（ａ）は、第１の二次巻線２３の出力、図４（ｂ）は、第２の二次巻線２４の出力、図４（ｃ）は、第３の二次巻線２５の出力を示しており、これらの図から明らかなように、第１、第２、第３の二次巻線２３、２４、２５からの出力差（Ｖｐ−ｐ値の差）は６％以下に抑えられ、しかも波形としても相似形となり、さらにオーバーシュート状態の少ない出力波形となっている。

これに対して、前記第２の一次側巻線部１５に巻回した一次巻線１７の巻回数を、第１、第３の一次側巻線部１４、１６に巻回した一次巻線１７の巻回数と同じ状態にすると、第２の二次巻線２４の出力は、第１、第３の二次巻線２３、２５の出力に比べて異常に高いものとなり、しかも、オーバーシュート状態の目立つ出力波形となる。

本実施形態では、上述のように、第１、第２、第３の二次巻線２３、２４、２５の出力を、ゲート回路１０にパルス信号として供給し、モータ２、４、６を、アクセル７の操作量に応じて起動するものであるので、パルス信号としては、出力差が小さく、しかも波形としても相似形で、さらにオーバーシュート状態の少ない出力波形が好ましい。
また、自動車にとってオーバーシュート状態の少ない出力波形は、他の機能へのノイズとならない点でも、評価されるものとなる。

本実施形態では、一つのトランス９Ａで、三つのゲート回路１０に、それぞれパルス信号を供給することができるので、別々に三個のトランスを設けるよりは小型化することができ、これも自動車として評価される効果となるが、上述したノイズが少ないというのは高く評価されるものとなる。

本実施形態では、このノイズ対策のために、さらに次のような構成も採用している。
具体的には、トランス９Ａを含むゲートドライブ回路９を、図５のように、制御部８、ゲート回路１０とともに、基板３０の表面に実装し、前記基板３０におけるトランス９Ａを含むゲートドライブ回路９、制御部８、ゲート回路１０の実装部の外周部、および図６のように、前記基板３０の裏面に、アースパターン３１を配置し、前記基板３０の表裏面のアースパターン３１は、図７に示すように、前記基板３０を貫通した導電部材３２で、電気的に導通させている。

具体的には、導電部材３２は、金属ワイヤーで形成され、基板３０の貫通孔３３を表面側から裏面側へと貫通させ、その後、裏面側で折り曲げ、この様にして、基板３０の表裏面においてアースパターン３１に近接させ、その状態で、はんだ３４によって基板３０表裏面のアースパターン３１に電気的に接続している。
このため、基板３０においては、その外周部にアースパターン３１が形成された状態となり、このことが、基板３０部分からのノイズ放射の抑制につながるものである。

なお、上記例では、基板３０の表裏両面の外周部にアースパターンを設けて表裏面のアースパターンを導電部材３２で電気的に接続することで、効果的なノイズの遮蔽効果を得るようにしているが、アースパターンは、片面（例えば、基板３０の裏面）にのみ設け、必要に応じて、図８に示すような基板３０を貫通した導電部材３２を設け、はんだ３４によってアースパターン同志を電気的に接続するようにしてもよい。

（実施の形態２）
図９は本発明の他の実施形態を示し、この実施形態では、図２、図３に示したトランス９Ａを、電子機器の一例として用いたカラー複写機に用いたものである。

カラー複写機は、良く知られているように、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、定着工程によりカラー印刷を行うもので、本実施形態においては、このカラー複写機において、前記現像工程を実行する第１のカラートナー帯電部３５にトランス９Ａの第１の二次巻線２３を接続し、前記現像工程を実行する第２のカラートナー帯電部３６には、トランス９Ａの第２の二次巻線２４を接続し、前記現像工程を実行する第３のカラートナー帯電部３７にはトランス９Ａの第３の二次巻線２５を接続した。

なお、第１のカラートナー帯電部３５はシアン、第２のカラートナー帯電部３６はマゼンダ、第３のカラートナー帯電部３７はイエローのトナーを帯電させるものである。

これらの第１のカラートナー帯電部３５、第２のカラートナー帯電部３６、第３のカラートナー帯電部３７に、それぞれ、図４に示す出力を加えることで、各トナーを正負に繰り返し帯電させ、マイナスに帯電されたトナーを、印刷データに応じ、前記現像工程において、回転ドラム（図示せず）に移動される。

なお、カラー複写機には黒の第４のカラートナー帯電部３８も設けられているが、この黒色対応は、別のトランス３９によって行うようになっている。
図８の他の構成部品は、公知のものであるから、簡単に説明すると、４０、４１はドライブ素子、４２、４３は信号発生回路、４４、４５は帰還回路である。

この実施形態でも、一つのトランス９Ａで、三つのカラートナー帯電部３５、３６、３７に、それぞれパルス信号を供給することができるので、別々に三個のトランスを設けるよりは小型化することができる。

ここで、帰還回路４４、４５は、現像工程を実行する定電流回路を構成するためのものである。

つまり、カラー印刷では、トナーは、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色が用意され、それぞれが、マイナスに帯電され、印刷データに応じ、前記現像工程において、回転ドラムに移動される。
その際、印刷データの量に応じて電流が大きく増減すると、この現像工程における電圧が、それに連動し、トナーの帯電を不安定にしてしまう。
そこで、この帰還回路４４、４５を用いて、印刷データの量にかかわらず一定の電流が流れるようにしている。

しかしながら、流れる電流は極めて微弱な電流であるので、これが、帰還回路４４、４５なども実装された基板（図示せず）において、例えば湿度の影響により漏れ出すと、適切な定電流制御が出来なくなる。
そこで、本実施形態では、現像工程を実行する定電流回路（帰還回路４４、４５を含む）の導電路を、基板の表裏面の一方面に配置し、この一方面の導電路の外周部を囲む第１の導電パターン（図示せず）を設け、この導電パターンに対向する前記基板の他方面に第２の導電パターンを設け、これらの第１、第２の導電パターンは、前記基板を貫通した導電部材（図７又は図８で示す導電部材３２）で、電気的に導通させた。

この実施形態では、第１、第２の導電パターンは帰還回路４４、４５に導通させており、帰還回路４４、４５から戻る電流が、例えば湿度の影響により基板に漏れ出した場合に、それを捕捉し、定電流回路へと戻すようにしている。

本発明のトランスは、少なくとも三つ以上の出力を出すことができ、しかも、それぞれの出力が相似形の安定したものとなるので、小型化が求められる自動車、電子機器、カラー複写機などへの活用が期待される。

１前輪
２モータ
３前輪
４モータ
５後輪
６モータ
７アクセル
８制御部
９ゲートドライブ回路
９Ａトランス
１０ゲート回路
１１一次側ボビン
１２二次側ボビン
１３コア
１４第１の一次側巻線部
１５第２の一次側巻線部
１６第３の一次側巻線部
１７一次巻線
１８接続端子
１９接続端子
２０第１の二次側巻線部
２１第２の二次側巻線部
２２第３の二次側巻線部
２３第１の二次巻線
２４第２の二次巻線
２５第３の二次巻線
２６接続端子
２７接続端子
２８接続端子
２９接続端子
３０基板
３１アースパターン
３２導電部材
３３貫通孔
３４はんだ
３５第１のカラートナー帯電部
３６第２のカラートナー帯電部
３７第３のカラートナー帯電部
３８第４のカラートナー帯電部
３９トランス
４０ドライブ素子
４１ドライブ素子
４２信号発生回路
４３信号発生回路
４５帰還回路
４６帰還回路

Claims

長形状で、その長手方向に、第１、第２、第３の一次側巻線部を順番に配置した一次側ボビンと、この一次側ボビンの前記第１、第２、第３の一次側巻線部に、順番に連続的に巻回した一次巻線と、筒状の長形状で、前記一次側ボビンの外周に配置され、前記第１、第２、第３の一次側巻線部に対向する部分に、第１、第２、第３の二次側巻線部を配置した二次側ボビンと、この二次側ボビンの前記第１、第２、第３の二次側巻線部に、別々に巻回した第１、第２、第３の二次巻線と、を備え、前記第２の一次側巻線部に巻回した一次巻線の巻回数を、第１、第３の一次側巻線部に巻回した一次巻線の巻回数よりも少なくしたことを特徴とするトランス。
前記第１、第２、第３の二次側巻線部に、別々に巻回した第１、第２、第３の二次巻線に、それぞれ接続端子を接続した請求項１に記載のトランス。
請求項２に記載のトランスの、前記第１、第２、第３の二次巻線の接続端子に、それぞれ負荷を接続した自動車。
トランスを基板の表面に実装し、前記基板におけるトランスの実装部の外周部、および前記基板の裏面に、アースパターンを配置し、前記基板の表裏面のアースパターンは、前記基板を貫通した導電部材で、電気的に導通させた請求項３に記載の自動車。
請求項２に記載のトランスの、第１、第２、第３の二次巻線の接続端子に、それぞれ負荷を接続した電子機器。
帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、定着工程によりカラー印刷を行うカラー複写機において、前記現像工程を実行する第１のカラートナー帯電部には、請求項２に記載のトランスの、前記第１の二次巻線を接続し、前記現像工程を実行する第２のカラートナー帯電部には、請求項２に記載のトランスの、前記第２の二次巻線を接続し、前記現像工程を実行するにおける第３のカラートナー帯電部には、請求項２に記載のトランスの、前記第３の二次巻線を接続したカラー複写機。
請求項６に記載のカラー複写機の現像工程を実行する定電流回路の導電路を、基板の表裏面の一方面に配置し、この一方面の導電路の外周部を囲む第１の導電パターンを設け、この導電パターンに対向する前記基板の他方面に第２の導電パターンを設け、これらの第１、第２の導電パターンは、前記基板を貫通した導電部材で、電気的に導通させたカラー複写機。