(57)【要約】【課題】複数の高電圧を出力可能としつつ電源装置を小型化することを目的とする。【解決手段】一次巻線１７へ電力を供給する一つの駆動回路１６と、磁心２１、２４、２７と二次巻線２２、２５、２８と制御巻線２３、２６、２９とで構成される出力部１８、１９、２０と、制御巻線２３、２６、２９を制御する制御部３０、３１、３２とを備え、駆動回路部１６は一次巻線１７に定電圧を供給し、制御部３０、３１、３２は制御巻線２３、２６、２９を短絡と開放とに切り替えて出力部１８、１９、２０の電圧を調整し、一次巻線１７は日の字状とした磁心２１、２４、２７が有する三本のうち何れかの磁脚に配置され、二次巻線２２、２５、２８および制御巻線２３、２６、２９は他の磁脚のうち一本の磁脚に配置され、残る磁脚に設けた磁気ギャップによって一次巻線１７と二次巻線２２、２５、２８との結合度が決定されることを特徴とする。【選択図】図１
2015133857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの一次巻線へ電力を供給する一つの駆動回路部と、
磁心と二次巻線と制御巻線とで構成されて前記一次巻線から前記二次巻線へと磁気結合によって個別に電力が供給される複数の出力部と、
前記制御巻線を個別に制御する制御部とを備え、
前記駆動回路部は前記一次巻線に対して定電圧で電力を供給し、
前記制御部は前記制御巻線を短絡と開放とに切り替えることで前記二次巻線から前記出力部へと出力される電圧を調整するとともに、
前記一次巻線は日の字状とした前記磁心が有する三本のうちのいずれかの磁脚に巻回配置され、
前記二次巻線および前記制御巻線は前記磁心の他の磁脚のうちの一本の磁脚に巻回配置され、
残る一本の磁脚に設けた磁気ギャップによって前記一次巻線と前記二次巻線との結合度が決定されて前記二次巻線から出力される電圧を調整する高圧電源装置。
【請求項２】
前記一次巻線は前記複数の出力部のそれぞれの前記磁心におけるいずれか一つの前記磁脚を束ねて巻回配置した請求項１に記載の高圧電源装置。
【請求項３】
前記駆動回路が前記一次巻線へ供給する電圧を制御する駆動制御信号と、
前記制御部が前記制御巻線を短絡もしくは開放させるための出力制御信号とは、
同一の周波数でかつ、同期させている請求項１に記載の高圧電源装置。
【請求項４】
一次巻線と二次巻線と磁心とはトランスを構成する請求項１に記載の高圧電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器に使用される高圧電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来の高圧電源装置について図面を用いて説明する。図７は従来の高圧電源装置を用いた印字装置の構成を示したブロック図である。ここではまず、感光ドラム１の外周を負の電位に帯電させるための帯電器２が回転する感光ドラム１の外周に接するように配置されている。この帯電器２によって感光ドラム１の外周表面全体を負の電位に帯電させ、その後、露光器３によって感光ドラム１の外周表面における印字に不要な部分に対して露光を行い、感光ドラム１の外周表面において印字に必要な部分のみについて負の帯電状態を残したうえで、その他の部分については非帯電状態とさせている。
【０００３】
次に、現像器４が感光ドラム１の外周に対して、予め正の電荷に帯電させられた状態のトナー（図示せず）を供給する。これによって、感光ドラム１の外周においては、印字に必要な部分へトナー（図示せず）が付着した状態となる。そしてその次に、感光ドラム１とは逆方向に回転する転写ローラ５を紙６へ近接あるいは接触させることによって紙６を負電位へと帯電させる。この負電位によって感光ドラム１の外周に付着していたトナー（図示せず）を紙６へと転写させる。そしてその後、定着器７によってトナー（図示せず）を紙６へと定着させ、紙６への印字を完了させている。また、転写ローラ５では上記のトナー（図示せず）を紙６へと転写させるための負電位を供給させる機能を有するとともに、例えば、紙６の個片間でトナー（図示せず）の転写を必要としないタイミングで一旦、正電位へと反転して帯電させることで、転写ローラ５へ紙６が巻き込まれることを防止する機能などを持たせていた。
【０００４】
そして最後に、除電器８によって感光ドラム１の帯電状態を取り除くことによって、感光ドラム１の外周正面を初期の状態に戻すことで、印字の工程を完結させるものであった。
【０００５】
上記の例では、一般的に帯電器２を負電位に帯電させるために対応するもの、転写ローラ５を正電位および負電位に帯電させるために対応するものとの、３つの系統の高圧電源部が必要とされるものであった。
【０００６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１−３０４５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、先に述べたように帯電器２および転写ローラ５に対して異なる出力電位を有した三種類の高圧電源部が必要とされるため、図８の従来の高圧電源装置の回路ブロック図に示すように、制御駆動部９から帯電器２および転写ローラ５へは、それぞれにおいて個別のトランス１０の一次巻線１１と二次巻線１２、およびこれに電力を供給する駆動回路１３を介して帯電のための電圧を供給するものであった。
【０００９】
つまり、帯電器２を負電位へと帯電させるために、トランス１０と駆動回路１３と制御駆動部９から駆動回路１３へ電力を供給する電力路線１４および制御信号を送る制御路線１５とが、制御駆動部９と帯電器２との間に必要となるものであった。これは同様に、転写ローラ５を負電位へ帯電させるため、あるいは転写ローラ５を正電位に帯電させるために個別にトランス１０および駆動回路１３が必要となるものであった。
【００１０】
従って、１つの高電圧の出力に対して１つの駆動回路と１つのトランスとが必要となることから、電源装置を小型化することが困難であるという課題を有するものであった。
【００１１】
そこで本発明は、複数の高電圧を出力可能としつつ電源装置を小型化することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そして、この目的を達成するために、一つの一次巻線へ電力を供給する一つの駆動回路部と、
磁心と二次巻線と制御巻線とで構成されて前記一次巻線から前記二次巻線へと磁気結合によって個別に電力が供給される複数の出力部と、前記制御巻線を個別に制御する制御部とを備え、前記駆動回路部は前記一次巻線に対して定電圧で電力を供給し、前記制御部は前記制御巻線を短絡と開放とに切り替えることで前記二次巻線から前記出力部へと出力される電圧を調整するとともに、前記一次巻線は日の字状とした前記磁心が有する三本のうちのいずれかの磁脚に巻回配置され、前記二次巻線および前記制御巻線は前記磁心の他の磁脚のうちの一本の磁脚に巻回配置され、残る一本の磁脚に設けた磁気ギャップによって前記一次巻線と前記二次巻線との結合度が決定されて前記二次巻線から出力される電圧を調整することを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、駆動回路およびトランスの一次巻線を共用したうえで複数の電圧出力を行うことが可能なため、電源装置を小型化することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態における高圧電源装置の回路ブロック図
【図２】本発明の一実施形態における高圧電源装置のトランスの第１の構成図
【図３】（ａ）〜（ｋ）本発明の一実施形態における高圧電源装置のタイミングチャート
【図４】本発明の一実施形態における高圧電源装置のトランスの第２の構成図
【図５】（ａ）本発明の一実施形態における高圧電源装置のトランスの第１の斜視図、（ｂ）本発明の一実施形態における高圧電源装置のトランスの上面図
【図６】（ａ）本発明の一実施形態における高圧電源装置のトランスの第２の斜視図、（ｂ）本発明の一実施形態における高圧電源装置のトランスの第３の斜視図
【図７】従来の高圧電源装置を用いた印字装置のブロック図
【図８】従来の高圧電源装置の回路ブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態の一例について図面を用いて説明する。
【００１６】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態における高圧電源装置の構成を示す回路ブロック図である。駆動回路１６には一次巻線１７が接続されているとともに、駆動回路１６は一次巻線１７へ電力を供給している。この一次巻線１７に対して磁気結合された複数の二次側の出力回路として、第１の出力部１８と第２の出力部１９と第３の出力部２０とが設けられている。第１の出力部１８には第１の磁心２１が備えられ、この第１の磁心２１には第１の二次巻線２２と第１の制御巻線２３が巻回して配置されている。同様に、第２の出力部１９には第２の磁心２４、第２の二次巻線２５と第２の制御巻線２６が、第３の出力部２０には第３の磁心２７、第３の二次巻線２８と第３の制御巻線２９がそれぞれ備えられ、あるいは巻回して配置されている。
【００１７】
また、第１の制御部３０は第１の出力部１８に、第２の制御部３１は第２の出力部１９に、第３の制御部３２は第３の出力部２０にそれぞれ対応して設けられている。ここで第１の制御部３０は第１の出力部１８の出力電圧を検知し、この出力電圧に基づいて第１の制御巻線２３を開放状態あるいは短絡状態へと切り替える信号を発し、出力電圧を所定の値へと制御する。第２の制御部３１と第２の出力部１９との関係あるいは、第３の制御部３２と第３の出力部２０との関係も、上記の第１の制御部３０と第１の出力部１８との関係と同様である。
【００１８】
そして、図２のトランスの第１の構成図に示すように、一次巻線１７は日の字型の形状とした第１の磁心２１の、磁脚２１ａに巻回配置されている。また、第１の二次巻線２２と第１の制御巻線２３とは、磁脚２１ａと異なる磁脚２１ｂへと巻回配置されている。さらに、一次巻線１７、第１の二次巻線２２および第１の制御巻線２３が非巻回状態となっている磁脚２１ｃには磁気ギャップ２１ｇが形成されている。そして、この磁気ギャップ２１ｇおよび第１の制御巻線２３の接続状態によって一次巻線１７と第１の二次巻線２２との結合度が決定される。つまり、第１の二次巻線２２からの出力電圧は磁気ギャップの寸法と第１の制御巻線２３の接続状態とに依存することとなる。ここでは、図１に示す第２の磁心２４および第３の磁心２７もまた日の字型の形状としている。そして、第２の二次巻線２５と第２の制御巻線２６との、一次巻線１７や磁気ギャップ（図示せず）に対する関係性や、あるいは、第３の二次巻線２８と第３の制御巻線２９との、一次巻線１７や磁気ギャップ（図示せず）に対する関係性は、先に図２を用いて述べたものと同様で個別に設定される。
【００１９】
ここで、一次巻線１７は、第１の磁心２１、第２の磁心２４、第３の磁心２７に対して共通して用いられる。
【００２０】
以上の構成により、一つの駆動回路１６から一つの一次巻線１７によって、第１の出力部１８、第２の出力部１９、第３の出力部２０の出力電圧をそれぞれ異なる値で、かつ、任意の極性で取り出すことが可能となる。このため、駆動回路１６および一次巻線１７を最小限に抑制した配置によって多出力の電源の機能を果たすこととなり、結果として電源装置の小型化を可能とするものである。
【００２１】
また、第１の出力部１８、第２の出力部１９、第３の出力部２０の出力電圧に関する調整は駆動回路１６では一切行わない。出力電圧の調整は、予め決定された第１の磁心２１、第２の磁心２４、第３の磁心２７に形成した磁気ギャップと、出力電圧に基づいた第１の制御部３０、第２の制御部３１、第３の制御部３２からの指示によって、第１の制御巻線２３、第２の制御巻線２６、第３の制御巻線２９をそれぞれ個別に開閉することによって行う。つまり、出力電圧の調整はすべてが二次側での対応や二次側に限定した信号の受け渡しによって行うこととなる。このため、駆動回路１６や一次巻線１７と二次側の各構成要素との間は、高い絶縁性によって分離することが可能となるため、一次側と二次側とは高い絶縁信頼性を確保することが可能となる。
【００２２】
ここで、図２に示すトランスの第１の構成図を用いて、一次巻線１７、第１の二次巻線２２および第１の制御巻線２３の動作について詳しく説明する。
【００２３】
まず、一次巻線１７に対して一次端子１７ａから所定の電圧を印加すると、第１の二次巻線２２の二次端子２２ａには一次端子１７ａに印加した電圧に対応した電圧が発生することになる。ここで、二次端子２２ａに負荷３３が接続されていると、一次巻線１７に印加された電圧に対応して第１の磁心２１に磁束φ１が発生するとともに磁束φ１を打ち消すために第１の二次巻線２２によって第１の磁心２１にφ２が発生することとなる。
【００２４】
そしてここでは、一次巻線１７からはここには図示していない他の複数の二次側へと出力させるために、一次巻線１７には概ね一定値の交流電圧が常に印加されることとしている。そこで二次端子２２ａに発生させる電圧を調整する手段として第１の制御巻線２３を用いる。この第１の制御巻線２３は、第１の二次巻線２２に隣接させたうえで同一の磁脚２１ｂに巻回配置させるとともに、負荷３３が接続されている際に短絡状態あるいは開放状態となるよう繰り返し制御される。具体的には、二次端子２２ａに生じた電圧をフィードバックして開閉スイッチ３４の開閉について制御することで、第１の制御巻線２３をショートリング状とさせる、あるいはオープンリング状とさせる。そして、第１の制御巻線２３をショートリング状とさせた時には二次端子２２ａに発生させる電圧を抑制することとなるため、第１の制御巻線２３をショートリング状とさせる時間を制御することによって二次端子２２ａに発生させる電圧を制御することとなる。ここで負荷３３としては、図示していないが、高圧電源装置に接続する帯電器や転写ローラを適用することが一般的である。本実施例では先に説明したように開閉スイッチ３４は、二次端子２２ａに生じた電圧を帰還させることによって制御されている場合を一例として示している。しかしながら、開閉スイッチ３４の制御方法はこれに限ったものではない。例えば、二次端子２２ａへ供給する電圧値の許容範囲が大きい場合には、開閉スイッチ３４は予め決定された信号によって開閉制御されればよい。あるいは、ここでは図示しないものの高圧電源装置を配置した印字装置における関連部位の状態を反映して開閉スイッチ３４が制御されてもよい。これによって、高圧電源装置は印字装置の印字状態などを間接的でなく直接的に制御することができる。
【００２５】
また、ここでは磁気ギャップ２１ｇを設けた磁脚２１ｃを、一次巻線１７を巻回した磁脚２１ａおよび第１の二次巻線２２を巻回した磁脚２１ｂに並列させて設けている。これによって、第１の制御巻線２３をオープンリング状とさせている、あるいはショートリング状とさせているそれぞれのタイミングにおいて以下の効果を有することとなる。
【００２６】
まず、開閉スイッチが開放状態で第１の制御巻線２３がオープンリング状であるときには、一次巻線１７によって生じる磁束φ１の一部は磁脚２１ｃへと流れることとなる。このため、第１の二次巻線２２によって発生する磁束φ２もまた、磁脚２１ｃが存在しない場合に比較して減少することとなる。つまりこのとき、一次巻線１７に電圧が印加された場合に第１の二次巻線２２に励起される電圧は、磁脚２１ｃが設けられることで低下することとなり、一次巻線１７と第１の二次巻線２２とは磁脚２１ｃが存在しない場合に比較して結合は疎の状態となる。
【００２７】
従って、第１の制御巻線２３がオープンリング状であるときには、磁脚２１ｃが設けられることで一次と二次間とで疎結合となることとなり第１の磁心２１全体として磁気飽和が生じにくくなる。この結果、固定値としている一次側電圧の設定値は広範囲の非飽和領域の中から選択することが可能となる。
【００２８】
この一方で、開閉スイッチが接続状態で第１の制御巻線２３がショートリング状であるときには、一次巻線１７によって生じる磁束φ１の大半は漏れ磁束として磁脚２１ｃへと流れることとなる。そして、ショートリング状となっている第１の制御巻線２３が、磁束φ１に反発する磁束φｃを発生させるため、第１の二次巻線によって発生する磁束φ２は第１の制御巻線２３がオープンリング状であったときに比較して大幅に減少することとなる。従って、二次端子２２ａに発生する電圧もまた第１の制御巻線２３がオープンリング状であったときに比較して大幅に低下することとなる。つまりこのとき、一次巻線１７と第１の二次巻線２２とはほとんど結合していない極めて疎の状態となる。
【００２９】
上記の特性を利用するために実際の回路動作としては、開閉スイッチ３４の開閉はスイッチング素子（図示せず）をＰＷＭ信号によって制御することとなる。これにより、開閉スイッチ３４の開閉は高速で切り替わる動作として行われるとともに、二次端子２２ａに発生させる電圧値も連続性のある値として細かく変化させることや微調整を行うことが可能となる。
【００３０】
例えば、ＰＷＭ信号で開閉スイッチ３４を制御し、ＰＷＭ信号がＨＩＧＨの時に開閉スイッチ３４が閉じて第１の制御巻線２３がショートリング状とする。このとき、第１の二次巻線２２に励起される電圧は、ＰＷＭ信号がＬＯＷで第１の制御巻線２３がオープンリング状のときの電圧に比較して大幅に低下することなる。これとともにＰＷＭ信号のデューティ比（ＨＩＧＨ状態が継続する時間）を制御することで第１の二次巻線２２に励起される電圧の低下の度合いを制御できることになる。
【００３１】
以上の説明では開閉スイッチ３４に対する制御はＰＷＭ信号を用いて行うことから、開閉スイッチ３４にＦＥＴを用い、これをＰＷＭ信号によってＯＮ、ＯＦＦさせることが一般的である。しかしながら開閉スイッチ３４の制御方法は、ＰＷＭ信号を用いることに限らない。例えば、開閉スイッチ３４にトランジスタを用いることで、このトランジスタにインピーダンスを接続して第１の制御巻線２３をオープン、ショートの何れかの状態に加え、閉ループではあるもののインピーダンスの高い閉ループからインピーダンスの低い閉ループまで連続的に変化させるとよい。つまり、開閉スイッチ３４に対する制御はアナログ信号によって行ってもよい。これによって、第１の二次巻線２２に励起される電圧には突発的な電圧が含まれにくくなり、結果として出力電圧を安定して得ることができる。
【００３２】
そして、漏れ磁束を通過させるための磁脚２１ｃを設けていることにより、第１の制御巻線２３が短絡している時にも一次巻線１７で生じた磁束が通過する磁路が確保できている状態となる。従って、第１の制御巻線２３がショートリング状であるときにも、図１に示す駆動回路１６から一次巻線１７への電力供給は障害なく継続できることとなる。
【００３３】
ここで仮に、図２に示す磁脚２１ｃが存在しない状態で第１の制御巻線２３をショートリング状とすると、一次巻線１７によって生じる磁束φ１のすべてを第１の制御巻線２３による磁束φｃが相殺することとなる。このため、図１に示す駆動回路１６および一次巻線１７は過負荷状態で動作することとなることから、駆動回路１６および一次巻線１７のそれぞれに過電流やそれに伴う発熱などの障害を引き起こす可能性が生じる。このため、漏れ磁束を通過させるための磁脚２１ｃを設けることで、回路全体の安定した動作が可能となる。
【００３４】
ここでは、一次巻線１７を巻回した磁脚２１ａおよび第１の二次巻線２２を巻回した磁脚２１ｂには磁気ギャップを設けていない例を用いて説明しているが、磁気飽和特性を考慮してそれぞれに、あるいは一方に磁気ギャップを設けても構わない。基本的には磁気ギャップによって一次側と二次側との結合度が規定されることで出力電圧の最大値が規定されることとなる。そして、第１の制御巻線２３を動作させることで、出力電圧の最大値からの低下度が規定されることになる。
【００３５】
以上のように、この高圧電源装置では第１の磁心２１に漏れ磁束を通過させるための磁脚２１ｃを設けるとともに、第１の制御巻線２３をショートリング状とオープンリング状とに反復して切り替えることによって二次端子２２ａへの出力電圧を制御する。これは、先にも述べたように、連続性を有した電圧値によって速やかに適切な電圧値へと出力電圧を設定することが可能であるとともに、一次側には定電圧の電源を用いたうえで二次側のみで二次側の出力電圧を制御や設定することができ、かつ、一次側の電源を安定した動作状態に維持するこが可能となる。
【００３６】
また、一次側と二次側とはトランスによる絶縁状態で配置されており、さらに一次側と二次側とは帰還回路等による接続も行われず、帰還回路は二次側のみで完結された接続となっている。このため、高電圧側である二次側で短絡等の事故が生じることがあっても一次側への影響は限定したものとして大きな事故へと伝播することを抑制できる。
【００３７】
ここでは第１の出力部１８によって代表して一次巻線１７と第１の磁心、第１の二次巻線２２、第１の制御巻線２３の関係を示しているが、第２の出力部１９、第３の出力部２０についても一次側と二次側との関係や、二次側の機能は同様である。そして、この実施例では第１の出力部１８を正電位出力用として、第２の出力部１９を負電位出力用として、第３の出力部２０を正電位出力用として説明に用いている。しかしながら、すべての出力部において、正電位出力とするかあるいは負電位出力とするかは要求に応じて対応が可能であり、この実施例に限られたものではない。また、ここでは出力部を第１の出力部１８、第２の出力部１９、第３の出力部２０の３系統の出力を得る電源装置を例として説明しているが、出力に関しては２系統であってもあるいは４系統以上の複数のものであっても構わない。
【００３８】
例えば、第１の出力部１８、第２の出力部１９、および第３の出力部２０をすべて正電位出力として、かつ、それぞれの出力電圧を異なった値とした場合の動作について説明する。なお、図１では第２の出力部１９は負電位を出力するための接続として図示しているが、以下の説明では便宜上、正電位を出力する接続と仮定して説明する。図３は本発明の実施の形態における高圧電源装置のタイミングチャートである。ここで、図３（ａ）は一次巻線の電圧を制御する信号の曲線を、図３（ｂ）は一次巻線の電圧曲線を、図３（ｃ）は第１の出力部の制御巻線を制御する信号の曲線を、図３（ｄ）は第１の出力部の二次巻線の電圧曲線を、図３（ｅ）は第１の出力部の出力電圧曲線を、図３（ｆ）は第２の出力部の制御巻線を制御する信号の曲線を、図３（ｇ）は第２の出力部の二次巻線の電圧曲線を、図３（ｈ）は第２の出力部の出力電圧曲線を、図３（ｉ）は第３の出力部の制御巻線を制御する信号の曲線を、図３（ｊ）は第３の出力部の二次巻線の電圧曲線を、図３（ｋ）は第３の出力部の出力電圧曲線を、それぞれ示している。
【００３９】
ここでは図３（ａ）に示すように、一次側の電圧を供給するために、固定された周波数の制御信号が駆動回路１６から発せられ、この制御信号に対応して一次側スイッチ１６ａが開閉される。この一次側スイッチ１６ａの開閉によって図３（ｂ）に示すように一次巻線１７に一次電圧が供給される。ここで図示している一次電圧は、一次側スイッチ１６ａが所定の周波数で開閉することによって、並列接続された一次巻線１７と共振コンデンサ１７ｂとに生じる共振電圧を用いている。一次巻線１７に供給された一次電圧によって第１の二次巻線２２、第２の二次巻線２５、および第３の二次巻線２８のそれぞれに二次電圧が励起される。ここで第１の二次巻線２２、第２の二次巻線２５、および第３の二次巻線２８が、巻回数や一次巻線１７との結合度などをはじめとして全て同一の特性を有している場合であっても、それぞれの二次電圧は第１の制御巻線２３、第２の制御巻線２６、第３の制御巻線２９を短絡させている時間に応じて制御される。
【００４０】
まず、図３（ｃ）に示すように第１の出力部１８の出力電圧を制御する制御信号が常にオープンを指示して開閉スイッチ３４を常に開放状態とすると、図３（ｄ）に示す第１の二次巻線２２の電圧曲線は、電圧が第１の二次巻線２２に励起される期間が最も長くなることによって、図３（ｅ）に示す平滑後された直流の出力電圧Ｖ１は最大値となる。次に、図３（ｆ）に示すように、第２の出力部１９の出力電圧を制御する制御信号が限られた期間ｔ１でショートを指示して、これ以外の期間はオープンを指示して開閉スイッチ３５の開閉を繰り返すと、図３（ｇ）に示す第２の二次巻線２５の電圧曲線は、電圧が第２の二次巻線２５に励起される期間が限定されることによって、図３（ｈ）に示す平滑後された直流の出力電圧Ｖ２はＶ１に比較して低くなる。さらに、図３（ｉ）に示すように、第３の出力部２０の出力電圧を制御する制御信号がｔ１よりも長い期間ｔ２でショートを指示して、これ以外の期間はオープンを指示して開閉スイッチ３６の開閉を繰り返すと、図３（ｊ）に示す第３の二次巻線２８の電圧曲線は、電圧が第３の二次巻線２８に励起される期間がさらに限定されることによって、図３（ｋ）に示す平滑後された直流の出力電圧Ｖ３はＶ２に比較してさらに低くなる。また、ここでは図示していないが、第１の出力部１８、第２の出力部１９、あるいは第３の出力部２０の何れであっても、制御信号が全期間にわたってショートを指示すると、二次側に電圧は励起されなくなり、直流電圧は出力されない。
【００４１】
ここで、図３（ｃ）、図３（ｆ）、図３（ｊ）に示すそれぞれの二次側に対する制御信号は、すべて図３（ａ）に示す一次側に対する制御信号に同期している。これによって、第１の二次巻線２２、第２の二次巻線２５、および第３の二次巻線２８のそれぞれに励起される二次電圧もまた概ね同期することになる。従って、第１の二次巻線２２、第２の二次巻線、および第３の二次巻線２８の相互間に生じる電位差を的確に捕捉することが可能となる。この結果、第１の二次巻線２２、第２の二次巻線、および第３の二次巻線２８の相互間の絶縁に関して適切な特性の設定ができ、かつ、信頼性を高めることができる。
【００４２】
また、一次巻線１７に供給される電圧は一定とするために図３（ａ）に示すように、駆動回路１６を駆動および制御信号は固定された周波数の一定な信号としている。このため、駆動回路１６や一次巻線１７から放射されるノイズの周波数もまた固定された周波数となる。したがって、このノイズの遮蔽や抑制への手段や対応を容易にできる。これは二次側についても同様であり、一次側と同じ周波数で開閉スイッチ３４、３５、３６への指示を行うことによって、ノイズの遮蔽や抑制への手段や対応を容易にできる。
【００４３】
本実施例で特に図２の例では、漏れ磁束を通過させるための磁脚２１ｃは一次巻線１７を巻回した磁脚２１ａと第１の二次巻線２２を巻回した磁脚２１ｂとの間に設けて並列配置としていたが、図４のトランスの第２の構成図に示すように、一次巻線１７を巻回した磁脚２１ａと第１の二次巻線２２を巻回した磁脚２１ｂと漏れ磁束を通過させるための磁脚２１ｃとを順に並列に配置しても構わない。
【００４４】
また、図１でも示したように一次巻線１７は、第１の磁心２１、第２の磁心２４、第３の磁心２７に対して共用で用いられる。これについて具体的な構造の一例を図５（ａ）のトランスの斜視図および図５（ｂ）のトランスの上面図を用いて説明する。
【００４５】
ここでは、第１の磁心２１、第２の磁心２４、第３の磁心２７が空間的位置関係として並列して配置されており、個々の磁心には一次巻線１７を巻回するための磁脚２１ａ、２４ａ、２７ａが設けられている。そしてこれらの磁脚２１ａ、２４ａ、２７ａは単一の一次巻線１７によって束ねられる状態として配置されている。
【００４６】
また、第１の二次巻線２２は第１の磁心２１の磁脚２１ｂに、第２の二次巻線２５は、第２の磁心２４の磁脚２４ｂに、第３の二次巻線２８は第３の磁心２７の磁脚２７ｂにそれぞれ巻回配置されている。そして、第１の二次巻線２２、第２の二次巻線２５、第３の二次巻線２８のそれぞれには、隣接して第１の制御巻線（ここでは図示せず）、第２の制御巻線２６、第３の制御巻線２９が巻回配置されている。これらの制御巻線が、それぞれの二次巻線の出力電圧を制御することは先にも述べたとおりである。
【００４７】
さらに、第１の磁心２１、第２の磁心２４、第３の磁心２７のそれぞれに漏れ磁束に対応させるための磁脚２１ｃ、２４ｃ、２７ｃが設けられている。さらにここでは、一次巻線１７を境界として、第１の二次巻線２２と第３の二次巻線２８とを一次巻線１７の一方側に、第２の二次巻線２５を一次巻線１７の他方側に配置している。また、漏れ磁束に対応させるための磁脚２１ｃ、２４ｃ、２７ｃは概ね同一線上の一列に配列させたうえで一次巻線１７と第２の二次巻線２５との間に位置させている。
【００４８】
トランスを以上の構成とすることにより、単一の一次巻線１７は磁脚２１ａ、２４ａ、２７ａを束ね、第１の二次巻線２２、第２の二次巻線２５、第３の二次巻線２８に対して共通して適用される形態となる。このため、一次巻線１７によって励起される磁束は概ね均等に磁脚２１ａ、２４ａ、２７ａを通ることとなる。従って、第１の二次巻線２２、第２の二次巻線２５、第３の二次巻線２８のそれぞれから出力される電圧や供給が可能な電力を安定させることが可能となり、高圧電源として高い信頼性を維持することができる。
【００４９】
また、第１の磁心２１、第２の磁心２４、第３の磁心２７は位置として並列に配置されたうえで、それぞれの磁脚２１ａ、２４ａ、２７ａが一次巻線１７によって束ねられるために、一次巻線１７の巻き軸方向からの外観は必然的に矩形状となりやすくなる。そして、矩形状となった一次巻線１７を境界として、一方側に第１の二次巻線２２と第３の二次巻線２８とを配置し、他方側に第２の二次巻線２５を配置している。よって、それぞれの巻線が如何なる極性であったとしても空間距離を大きくすることとなり、高電圧を出力するそれぞれの二次巻線の絶縁性を向上させることが可能となる。さらには、矩形状となった一次巻線１７を境界として、一方側に第１の二次巻線２２と第３の二次巻線２８とを同極性出力として配置し、逆極性出力として他方側に第２の二次巻線２５を配置している。よって、高電圧を出力することとなるそれぞれの二次巻線の絶縁性を向上させることが可能となる。
【００５０】
これについては例えば、第１の二次巻線２２と第３の二次巻線２８とを高圧正電位側出力とし、第２の二次巻線２５を高圧負電位側出力とした場合、電位差が大きくなる第２の二次巻線２５と、第１の二次巻線２２あるいは第３の二次巻線２８とは一次巻線１７を介したうえで大きな距離を隔てた位置関係となる。また同時に、第２の磁心２４が第１の磁心２１と第３の磁心２７との間に配置されており、かつ、第２の二次巻線２５は、第１の二次巻線２２および第３の二次巻線２８と一次巻線１７に対して配置の方向が異なるために、第１の二次巻線２２と第３の二次巻線２８との間にも空間が存在することとなる。これにより、同一極性間および逆極性間での二次巻線間の絶縁性を向上させることが可能となる。
【００５１】
ここではさらに、漏れ磁束に対応させるための磁脚２１ｃ、２４ｃ、２７ｃを一次巻線１７と第２の二次巻線２５との間に位置させている。これにより、個々の二次巻線間の空間距離を一層大きくすることができ、絶縁性を向上させることが可能となる。
【００５２】
これらの説明では、第１の二次巻線２２と第３の二次巻線２８とを高圧正電位側出力用とし、第２の二次巻線２５を高圧負電位側出力用としているが、第１の二次巻線２２と第３の二次巻線２８とを高圧負電位側出力用、第２の二次巻線２５を高圧正電位側出力用としても何ら問題はない。
【００５３】
以上のトランスの構造に関しては、磁心と巻線との関係性についてのみ述べているものの、実際にトランスを構成するにあたっては、磁心と巻線とを互いに保持や固定するためにボビン（図示せず）を用いることとなるが、ここでは説明を省略した。
【００５４】
また、本実施例で示したトランスは個別の磁心である第１の磁心２１、第２の磁心２４、第３の磁心２７が空間的位置関係として並列に配置して構成されている。そして、ここではそれぞれの磁心のうち磁脚２１ａ、２４ａ、２７ａを一次巻線１７で束ねた形態を一例として示したが、個別の磁心を並列配置せずに一体化しても構わない。図５（ｂ）のトランスの上面図では、先にも説明したように一次巻線１７を巻回するための磁脚２１ａ、２４ａ、２７ａは個別に設けられている。これに対して、図６（ａ）、（ｂ）のトランスの斜視図に示すように、一体型磁心３７は一次巻線１７を巻回するための共通磁脚３８を備えている。
【００５５】
そしてこの共通磁脚３８に巻回した一次巻線１７の電力から、例えば３系統の二次側の電力を取り出す場合は、図６（ａ）に示すように共通磁脚３８を中心として放射状に三方向の最外側へ二次側磁脚３９を配置して一体型磁心３７を形成するとよい。当然ながらそれぞれの二次側磁脚３９には、第１の二次巻線２２、第１の制御巻線２３が隣接して、第２の二次巻線２５、第２の制御巻線２６が隣接して、第３の二次巻線２８、第３の制御巻線２９が隣接して巻回配置されている。また、共通磁脚３８とそれぞれの二次側磁脚３９との間には漏れ磁脚４０が設けられ、漏れ磁脚４０には磁気ギャップ４０ｇが形成されている。特に、共通磁脚３８を中心として放射状に三方向の最外側へ二次側磁脚３９を配置して一体型磁心３７を形成した場合、それぞれの二次側磁脚３９を通る磁束が干渉を受け難くなるため、トランスとしての特性を安定させることができる。また、第１の二次巻線２２、第２の二次巻線２５、第３の二次巻線２８それぞれを隔てる距離を最大限に得ることができ、これによって絶縁性信頼性を向上させることができる。
【００５６】
あるいは３系統の二次側の電力を取り出す場合に、図６（ｂ）に示すように共通磁脚３８を境界として、一方に第２の二次巻線２５と第２の制御巻線２６とを隣接させて巻回するための二次側磁脚３９を配置し、他方に第１の二次巻線２２と第１の制御巻線２３とを隣接させて巻回するための二次側磁脚３９を、第３の二次巻線２８と第３の制御巻線２９とを隣接させて巻回するための二次側磁脚３９を配置してもよい。この場合、第１の二次巻線２２と第３の二次巻線２８とには同極性の電圧を発生させるように、かつ、第２の二次巻線２５には第１の二次巻線２２と第３の二次巻線２８と逆極性の電圧を発生させるように設定するとよい。これは、同極性の場合は、第１の二次巻線２２と第３の二次巻線２８とが接近しても大きな電位差が生じにくく、また、大きな電位差が生じやすい逆極性の巻線は離れた配置となるため、密集した巻線配置としても絶縁信頼性を維持することができる。
【００５７】
また、共通磁脚３８を用いることによって、共通磁脚３８に巻回する一次巻線１７の導体長を短縮して直流抵抗を抑制できるため、一次巻線１７での電力損失を低減できる。従って、高圧電源装置全体としての電力効率を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の高圧電源装置は、電源装置を小型化することができるという効果を有し、各種電子機器において有用である。
【符号の説明】
【００５９】
１６  駆動回路
１６ａ  一次側スイッチ
１７  一次巻線
１７ａ  一次端子
１７ｂ  共振コンデンサ
１８  第１の出力部
１９  第２の出力部
２０  第３の出力部
２１  第１の磁心
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  磁脚
２１ｇ、４０ｇ  磁気ギャップ
２２  第１の二次巻線
２２ａ  二次端子
２３  第１の制御巻線
２４  第２の磁心
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ  磁脚
２５  第２の二次巻線
２６  第２の制御巻線
２７  第３の磁心
２７ａ、２７ｂ、２７ｃ  磁脚
２８  第３の二次巻線
２９  第３の制御巻線
３０  第１の制御部
３１  第２の制御部
３２  第３の制御部
３３  負荷
３４、３５、３６  開閉スイッチ
３７  一体型磁心
３８  共通磁脚
３９  二次側磁脚
４０  漏れ磁脚
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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