(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１負荷および第２負荷のそれぞれに異なる大きさの電圧を印加することが可能な電源装置であって、
交流電圧源と、
前記交流電圧源から出力される交流電圧を変圧するための変圧器とを備え、
前記変圧器は、
前記交流電圧源に電気的に接続されている一次巻線と、
前記交流電圧が印加された前記一次巻線の相互誘導により第１電圧を発生し、当該電圧を前記第１負荷に印加する第１二次巻線と、
前記交流電圧が印加された前記一次巻線の相互誘導により第２電圧を発生し、当該電圧を前記第２負荷に印加する第２二次巻線と、
第１脚と、
前記第１脚を間に挟んで配置されている第２，第３脚とを含み、
第１脚の一端は、前記第２脚の一端および前記第３脚の一端に繋がっており、
第１脚の他端は、前記第２脚の他端および前記第３脚の他端に繋がっており、
前記第２二次巻線の一部は、前記第１脚および前記第２脚を含めて前記第１脚および前記第２脚に巻かれており、
前記一次巻線と前記第１二次巻線と前記第２二次巻線の残りとは、前記第１脚に巻かれている、電源装置。
【請求項２】
前記電源装置は、
前記第１電圧の大きさを検知するための検知部と、
前記検知部によって検知される前記第１電圧の大きさが予め定められた値になるように、前記交流電圧源から出力される前記交流電圧の周波数を制御するための制御装置とをさらに備える、請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記第１二次巻線の巻き数は、前記第２二次巻線の巻き数よりも少ない、請求項１または２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記第２脚は、当該第２脚の長手方向において第１間隔を空けて分離されており、
前記第３脚は、当該第３脚の長手方向において第２間隔を空けて分離されており、
前記第１間隔および前記第２間隔のそれぞれは、前記第２電圧の大きさが予め定められた値になるように調整されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項５】
前記第１間隔は、前記第２脚の分離部分に設けられる薄膜の数で調整されており、
前記第２間隔は、前記第３脚の分離部分に設けられる薄膜の数で調整されている、請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
前記変圧器は、前記第２二次巻線の一部を巻き付けるためのボビンを有し、
前記ボビンには、穴が形成されており、
前記第２脚は、前記穴に通されている、請求項４または５に記載の電源装置。
【請求項７】
前記ボビンは、前記第２二次巻線の一部を巻き付けるための溝を有し、
前記第２脚が前記ボビンの前記穴に通されている状態で、前記第２脚と前記溝との間には所定間隔が空けられている、請求項６に記載の電源装置。
【請求項８】
前記第１二次巻線の巻き数は、１巻きであり、
前記第２二次巻線の巻き数は、４巻きまたは５巻きであり、
前記第２二次巻線の１巻きは、前記第１脚および前記第２脚を含めて前記第１脚および前記第２脚に巻かれている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の電源装置を備える、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電源装置に関し、特に、異なる大きさの電圧を出力することができる電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１つの変圧器で複数の異なる大きさの電圧を同時に出力することが可能な電源装置が普及している。当該変圧器は、たとえば、交流電圧が印加される一次巻線と、一次巻線の相互誘導により電圧を発生する２つの二次巻線とで構成されている。以下では、２つの二次巻線の一方を第１二次巻線ともいい、他方を第２二次巻線ともいう。
【０００３】
第１二次巻線から出力される電圧の大きさは、第１二次巻線の巻数に応じて変わる。同様に、第２二次巻線から出力される電圧の大きさは、第２二次巻線の巻数に応じて変わる。第１，第２二次巻線のそれぞれの巻数が調整されることにより、異なる大きさの電圧が第１，第２二次巻線のそれぞれから出力される。以下では、第１二次巻線から出力される電圧を第１電圧ともいう。第２二次巻線から出力される電圧を第２電圧ともいう。
【０００４】
１つの変圧器で複数の異なる大きさの電圧を出力することが可能な技術に関し、特開２０１１−２１７５７６号公報（特許文献１）は、多出力スイッチング電源を開示している。特開２０００−２６０６３９号公報（特許文献２）は、スイッチング電源装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２１７５７６号公報
【特許文献２】特開２０００−２６０６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
第１，第２電圧がそれぞれ制御によって異なる目標電圧に維持されるためには、第１電圧を制御するための制御回路と、第２電圧を制御するための制御回路とが必要となる。２つの制御回路が設けられると、電源装置のサイズが大きくなってしまう。また、電源装置のコストが高くなる。近年、電源装置の小型化および低コスト化のために、第１，第２電圧のいずれか一方のみを制御によって一定に維持する電源装置が普及している。以下では、第１，第２電圧の内、第１電圧が制御によって一定に維持されるとする。
【０００７】
第１電圧が制御によって一定に維持されると、第２電圧は目標電圧にならないことがある。第２電圧を目標電圧にするための一手法として、第２二次巻線の巻き数を調整することが挙げられる。第２電圧の大きさは、第２二次巻線の巻き数に比例し、第１二次巻線の巻き数に反比例する。第１二次巻線の巻き数が１巻きである場合には、第２電圧の大きさは第２二次巻線の巻き数の倍数になるため、第２二次巻線の巻き数が調整されたとしても、第２電圧の大きさは、大まかにしか調整され得ない。したがって、第１二次巻線の巻き数が少ない場合であっても、第２電圧を意図する大きさで出力できる電源装置が望まれている。
【０００８】
本開示は上述のような問題点を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、第１二次巻線の巻き数が少ない場合であっても、第２二次巻線から出力される電圧を意図する大きさで出力できる電源装置を提供することである。他の局面における目的は、第１二次巻線の巻き数が少ない場合であっても、第２二次巻線から出力される電圧を意図する大きさで出力できる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ある局面に従うと、第１負荷および第２負荷のそれぞれに異なる大きさの電圧を印加することが可能な電源装置は、交流電圧源と、上記交流電圧源から出力される交流電圧を変圧するための変圧器とを備える。上記変圧器は、上記交流電圧源に電気的に接続されている一次巻線と、上記交流電圧が印加された上記一次巻線の相互誘導により第１電圧を発生し、当該電圧を上記第１負荷に印加する第１二次巻線と、上記交流電圧が印加された上記一次巻線の相互誘導により第２電圧を発生し、当該電圧を上記第２負荷に印加する第２二次巻線と、第１脚と、上記第１脚を間に挟んで配置されている第２，第３脚とを含む。第１脚の一端は、上記第２脚の一端および上記第３脚の一端に繋がっている。第１脚の他端は、上記第２脚の他端および上記第３脚の他端に繋がっている。上記第２二次巻線の一部は、上記第１脚および上記第２脚を含めて上記第１脚および上記第２脚に巻かれている。上記一次巻線と上記第１二次巻線と上記第２二次巻線の残りとは、上記第１脚に巻かれている。
【００１０】
好ましくは、上記電源装置は、上記第１電圧の大きさを検知するための検知部と、上記検知部によって検知される上記第１電圧の大きさが予め定められた値になるように、上記交流電圧源から出力される上記交流電圧の周波数を制御するための制御装置とをさらに備える。
【００１１】
好ましくは、上記第１二次巻線の巻き数は、上記第２二次巻線の巻き数よりも少ない。
好ましくは、上記第２脚は、当該第２脚の長手方向において第１間隔を空けて分離されている。上記第３脚は、当該第３脚の長手方向において第２間隔を空けて分離されている。上記第１間隔および上記第２間隔のそれぞれは、上記第２電圧の大きさが予め定められた値になるように調整されている。
【００１２】
好ましくは、上記第１間隔は、上記第２脚の分離部分に設けられる薄膜の数で調整されている。上記第２間隔は、上記第３脚の分離部分に設けられる薄膜の数で調整されている。
【００１３】
好ましくは、上記変圧器は、上記第２二次巻線の一部を巻き付けるためのボビンを有する。上記ボビンには、穴が形成されている。上記第２脚は、上記穴に通されている。
【００１４】
好ましくは、上記ボビンは、上記第２二次巻線の一部を巻き付けるための溝を有する。上記第２脚が上記ボビンの上記穴に通されている状態で、上記第２脚と上記溝との間には所定間隔が空けられている。
【００１５】
好ましくは、上記第１二次巻線の巻き数は、１巻きである。上記第２二次巻線の巻き数は、４巻きまたは５巻きである。上記第２二次巻線の１巻きは、上記第１脚および上記第２脚を含めて上記第１脚および上記第２脚に巻かれている。
【００１６】
他の局面に従うと、画像形成装置は、上記電源装置を備える。
【発明の効果】
【００１７】
ある局面において、第１二次巻線の巻き数が少ない場合であっても、第２二次巻線から出力される電圧を意図する大きさで出力することができる。
【００１８】
本発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解される本発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】電源装置の回路構成の一例を示す図である。
【図２】変圧器の構造の一例を示す図である。
【図３】変圧器を構成するコアを表わす図である。
【図４】コア間隔と二次巻線の出力電圧との関係をグラフで示す図である。
【図５】画像形成装置の内部構造の一例を示す図である。
【図６】変形例に従う変圧器の平面図である。
【図７】図６のＶＩ方向から見た場合における変圧器の正面図である。
【図８】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。
【図９】図１に示される電源装置の回路構成の等価回路を示す。
【図１０】図９に示される等価回路の電圧特性をグラフで示す図である。
【図１１】画像形成装置の主要なハードウェア構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される各実施の形態および各変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。
【００２１】
［電源装置５０の回路構成］
図１を参照して、実施の形態に従う電源装置５０について説明する。図１は、電源装置５０の回路構成の一例を示す図である。
【００２２】
電源装置５０は、たとえばＬＬＣ方式により、負荷７１，７２のそれぞれに異なる大きさの電圧を同時に印加することができる。一例として、負荷７１には５Ｖ程度の電圧が印加され、負荷７２には２４Ｖ程度の電圧が印加される。負荷７１は、たとえば、画像形成装置１００の本体制御装置１０１（図５参照）である。負荷７２は、たとえば、画像形成装置１００の駆動系（たとえば、モーターなど）である。
【００２３】
電源装置５０は、交流電圧源５１と、変圧器６０（トランス）とを含む。交流電圧源５１は、スイッチング電源であり、交流電圧を発生する。交流電圧源５１は、電源５２と、制御装置５４と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、共振用のコンデンサＣｒとで構成されている。
【００２４】
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、たとえば、トランジスタである。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、それぞれ、ベース（Ｂ）、エミッタ（Ｅ）、およびコレクタ（Ｃ）で構成されている。電源５２は、スイッチング素子Ｑ１のコレクタ（Ｃ）と、スイッチング素子Ｑ２のエミッタ（Ｅ）とに接続されている。
【００２５】
スイッチング素子Ｑ１のベース（Ｂ）には、制御装置５４が接続されている。制御装置５４は、スイッチング素子Ｑ１のベース（Ｂ）に制御信号を出力することにより、スイッチング素子Ｑ１のオンオフを制御する。スイッチング素子Ｑ１がオン状態であるとき、電源５２から出力される直流電流は、スイッチング素子Ｑ１のエミッタ（Ｅ）およびコレクタ（Ｃ）間に流れる。スイッチング素子Ｑ１がオフ状態であるときに、電源５２から出力される直流電流は、スイッチング素子Ｑ１エミッタ（Ｅ）およびコレクタ（Ｃ）間に流れない。
【００２６】
スイッチング素子Ｑ２のベース（Ｂ）には、制御装置５４が接続されている。制御装置５４は、スイッチング素子Ｑ２のベース（Ｂ）に制御信号を出力することにより、スイッチング素子Ｑ２のオンオフを制御する。スイッチング素子Ｑ２がオン状態であるとき、電源５２から出力される直流電流は、スイッチング素子Ｑ２のエミッタ（Ｅ）およびコレクタ（Ｃ）間に流れる。スイッチング素子Ｑ２がオフ状態であるときに、電源５２から出力される直流電流は、スイッチング素子Ｑ２エミッタ（Ｅ）およびコレクタ（Ｃ）間に流れない。
【００２７】
制御装置５４は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を交互にオン状態する。すなわち、制御装置５４は、スイッチング素子Ｑ１をオン状態にしているときにはスイッチング素子Ｑ２をオフ状態し、スイッチング素子Ｑ１をオフ状態にしているときには、スイッチング素子Ｑ２をオン状態にする。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が交互にオン状態にされることにより、交流電圧が生成される。典型的には、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がオン状態である時間とスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がオフ状態である時間とは等しい。制御装置５４は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフを切り替えるタイミングを調整することにより、出力される交流電圧の周波数を制御する。
【００２８】
変圧器６０は、一次巻線Ｗと、二次巻線Ｗ１（第１二次巻線）と、二次巻線Ｗ２（第２二次巻線）とを含む。一次巻線Ｗおよび二次巻線Ｗ１，Ｗ２は、たとえばコイルである。
【００２９】
一次巻線Ｗは、交流電圧源５１に電気的に接続されている。より具体的には、一次巻線Ｗの一端はノードＮ１に接続されており、一次巻線Ｗの他端はコンデンサＣｒを介してノードＮ２に接続されている。交流電圧源５１から出力される交流電圧は、一次巻線Ｗに印加される。
【００３０】
二次巻線Ｗ１は、電磁気的に一次巻線Ｗに結合されている。すなわち、交流電圧源５１から一次巻線Ｗに交流電圧が印加されると、二次巻線Ｗ１は、一次巻線Ｗの相互誘導により交流電圧を発生する。二次巻線Ｗ１から発生する交流電圧は、ダイオードＤ１およびコンデンサＣ１によって直流電圧に変換され負荷７１に出力される。二次巻線Ｗ１の出力電圧は、一次巻線Ｗで発生する電圧の大きさに比例する。
【００３１】
負荷７１に印加される電圧の大きさは、検知部５５によって検知される。検知部５５は、たとえば、電圧を検知するためのセンサである。検知部５５によって検知された電圧は、制御装置５４にフィードバックされる。制御装置５４は、検知部５５によって検知された電圧の大きさが予め定められた目標値になるように、交流電圧源５１から出力される交流電圧の周波数を制御する。これにより、負荷７１に印加される電圧が目標電圧に維持される。好ましくは、負荷７１に印加される目標電圧は、５Ｖである。
【００３２】
二次巻線Ｗ２は、電磁気的に一次巻線Ｗに結合されている。すなわち、交流電圧源５１から一次巻線Ｗに交流電圧が印加されると、二次巻線Ｗ２は、一次巻線Ｗの相互誘導により交流電圧を発生する。二次巻線Ｗ２から発生する交流電圧は、ダイオードＤ２およびコンデンサＣ２によって直流電圧に変換され負荷７２に出力される。二次巻線Ｗ２の出力電圧は、一次巻線Ｗで発生する電圧の大きさに比例する。負荷７２に印加される電圧の大きさは、後述するように、二次巻線Ｗ２の巻き方を工夫することにより予め定められた目標電圧に調整される。好ましくは、負荷７２に印加される電圧の大きさは、２４Ｖである。
【００３３】
なお、図１の例では、２つの異なる電圧を出力する変圧器６０が示されているが、変圧器６０は、３つ以上の異なる電圧を出力するように構成されてもよい。この場合、電圧の出力数に応じて二次巻線が設けられる。
【００３４】
［変圧器６０の構造］
図２および図３を参照して、図１に示される変圧器６０の構造について説明する。図２は、変圧器６０の構造の一例を示す図である。図３は、変圧器６０を構成するコア６１，６２を表わす図である。
【００３５】
変圧器６０は、Ｅ字型のコア６１，６２と、一次巻線Ｗと、二次巻線Ｗ１，Ｗ２とで構成されている。
【００３６】
コア６１，６２は、磁性体であり、透磁率が高い物質で構成されている。コア６１は、中脚６３Ａと、外脚６４Ａ，６５Ａと、連結部６６Ａとを有する。外脚６４Ａ，６５Ａは、中脚６３Ａを間に挟んで配置されている。中脚６３Ａおよび外脚６４Ａ，６５Ａは、互いに平行に配置されており、連結部６６Ａに連結されている。好ましくは、中脚６３Ａおよび外脚６４Ａ，６５Ａは、連結部６６Ａに直交している。
【００３７】
コア６２は、中脚６３Ｂと、外脚６４Ｂ，６５Ｂと、連結部６６Ｂとを有する。外脚６４Ｂ，６５Ｂは、中脚６３Ｂを間に挟んで配置されている。中脚６３Ｂおよび外脚６４Ｂ，６５Ｂは、互いに平行に配置されており、連結部６６Ｂに連結されている。好ましくは、中脚６３Ｂおよび外脚６４Ｂ，６５Ｂは、連結部６６Ｂに直交している。
【００３８】
以下では、中脚６３Ａ，６３Ｂを総称して中脚６３（第１脚）ともいう。外脚６４Ａ，６４Ｂを総称して外脚６４（第２脚）ともいう。外脚６５Ａ，６５Ｂを総称して外脚６５（第３脚）ともいう。
【００３９】
中脚６３は、中脚６３Ａおよび中脚６３Ｂに分離されてもよいし、一体的に構成されてもよい。中脚６３が中脚６３Ａおよび中脚６３Ｂに分離される場合、中脚６３Ａおよび中脚６３Ｂの間には、間隔ｄが空けられる。
【００４０】
外脚６４は、外脚６４Ａおよび外脚６４Ｂに分離されてもよいし、一体的に構成されてもよい。外脚６４が外脚６４Ａおよび外脚６４Ｂに分離される場合、外脚６４Ａおよび外脚６４Ｂの間には、間隔ｄ１が空けられる。
【００４１】
外脚６５は、外脚６５Ａおよび外脚６５Ｂに分離されてもよいし、一体的に構成されてもよい。外脚６５が外脚６５Ａおよび外脚６５Ｂに分離される場合、外脚６５Ａおよび外脚６５Ｂの間には、間隔ｄ２が空けられる。
【００４２】
外脚６４，６５は、中脚６３を間に挟んで配置されている。中脚６３および外脚６４，６５は、互いに平行に配置されている。中脚６３の一端は、連結部６６Ａを介して、外脚６４の一端および外脚６５の一端に繋がっている。中脚６３の他端は、連結部６６Ｂを介して、外脚６４の他端および外脚６５の他端に繋がっている。
【００４３】
二次巻線Ｗ２の一部は、中脚６３および外脚６４を含めて中脚６３および外脚６４に巻かれている。二次巻線Ｗ２の残りは、中脚６３に巻かれている。一次巻線Ｗおよび二次巻線Ｗ１は、中脚６３に巻かれている。
【００４４】
二次巻線Ｗ２の一部が中脚６３および外脚６４に巻かれることによる利点について説明する。二次巻線Ｗ２が中脚６３のみに巻かれている場合には、二次巻線Ｗ２の出力電圧は、中脚６３における磁束φ１，φ２の変化の合計に比例する。一方で、二次巻線Ｗ２の一部が中脚６３および外脚６４に巻かれている場合には、中脚６３における磁束φ１の変化は、外脚６４における磁束φ１の変化によって打ち消される。一方で、磁束φ２は、外脚６４を通過せずに外脚６５を通過するため打ち消されない。すなわち、二次巻線Ｗ２の１巻きが外脚６４に巻かれることで、中脚６３における０．５巻き分の磁束変化が打ち消される。このように、二次巻線Ｗ２の一部が外脚６４に巻かれることで、磁束変化が細かく調整され得る。結果として、二次巻線Ｗ２の出力電圧が細かく調整され得る。
【００４５】
この効果は、特に、二次巻線Ｗ１の巻き数が少ないときに顕著に表れる。そのため、好ましくは、二次巻線Ｗ１の巻き数は、二次巻線Ｗ２の巻き数よりも少ない。二次巻線Ｗ１の巻き数が少ないときに上記効果が顕著に表れる理由について、具体例を挙げて説明する。以下では、二次巻線Ｗ１の巻き数が１巻きであるとする。二次巻線Ｗ１の出力電圧は、負荷７１に印加される電圧が制御装置５４によって５Ｖに維持されているとする。この状態で、負荷７２に２４Ｖを印加することを目的とする。
【００４６】
５Ｖの電圧が負荷７１に印加されるためには、０．７Ｖ程度の電圧降下がダイオードＤ１（図１参照）で生じ、０．１Ｖ程度の電圧降下が電源装置５０から負荷７１までの経路で生じるので、制御装置５４は、二次巻線Ｗ１の出力電圧を５．８Ｖ（＝５Ｖ＋０．７Ｖ＋０．１Ｖ）に維持する必要がある。二次巻線Ｗ２が中脚６３のみに巻かれている場合には、二次巻線Ｗ２の出力電圧の大きさは、一次巻線Ｗの巻き数に反比例し、二次巻線Ｗ１の巻き数に比例する。二次巻線Ｗ１の巻き数は１巻きであり、二次巻線Ｗ２の巻き数が４巻である場合には、二次巻線Ｗ２の出力電圧は、２３．２Ｖ（＝５．８Ｖ×４／１）となる。この場合、０．７Ｖの電圧降下がダイオードＤ２で生じるので、負荷７２に印加される電圧は、２２．５Ｖ（＝２３．２Ｖ−０．７Ｖ）となる。二次巻線Ｗ２の巻き数が５巻である場合には、二次巻線Ｗ２の出力電圧は、２９．０Ｖ（＝５．８Ｖ×４／１）となる。この場合、ダイオードＤ２で０．７Ｖの電圧降下が生じるので、負荷７２に印加される電圧は、２８．３Ｖ（＝２９．０Ｖ−０．７Ｖ）となる。このように、二次巻線Ｗ２が中脚６３のみに巻かれている場合には、負荷７２に印加される電圧が２４Ｖに設定され得ない。
【００４７】
一方で、二次巻線Ｗ２の１巻きが中脚６３および外脚６４に巻かれている場合で、二次巻線Ｗ２の４巻きが中脚６３のみに巻かれている場合には、二次巻線Ｗ２の出力電圧は、２６．１Ｖ（＝５．８Ｖ×４＋５．８Ｖ×０．５）となる。ダイオードＤ２で０．７Ｖの電圧降下が生じるので、負荷７２に印加される電圧は、２５．４Ｖ（＝２６．１Ｖ−０．７Ｖ）となる。これにより、二次巻線Ｗ２が中脚６３のみに巻かれている場合よりも、二次巻線Ｗ２の一部が外脚６４に巻かれている場合の方が、負荷７２に印加される電圧は、２４Ｖに近付く。
【００４８】
以上のように、二次巻線Ｗ２の一部が中脚６３および外脚６４に巻かれることで、二次巻線Ｗ２の出力電圧のバリエーションが増える。その結果、負荷７２に印加される電圧が細かく調整され得る。
【００４９】
なお、変圧器６０に設けられる脚の数は、中脚６３および外脚６４，６５の３本に限定されず、任意である。変圧器６０に設けられる脚の数は、たとえば、４本以上であってもよい。変圧器６０に設けられる脚の数は、負荷７２に印加する電圧の大きさに合わせて調整される。
【００５０】
［間隔ｄ１，ｄ２］
上述の図２および図３に示されるように、外脚６４は、外脚６４の長手方向において間隔ｄ１（第１間隔）を空けて外脚６４Ａ，６４Ｂに分離されている。外脚６５は、外脚６５の長手方向において間隔ｄ２（第２間隔）の隙間を空けて外脚６５Ａ，６５Ｂに分離されている。間隔ｄ１，ｄ２の比が変わると、外脚６４，６５を通る磁束の割合が変わる。その結果、二次巻線Ｗ２の出力電圧の大きさが変わる。この点に着目して、間隔ｄ１および間隔ｄ２のそれぞれは、負荷７２に印加される電圧の大きさが予め定められた目標電圧になるように調整される。
【００５１】
以下では、図４を参照して、外脚６４Ａ，６４Ｂの間隔ｄ１と、外脚６５Ａ，６５Ｂの間隔ｄ２とについて説明する。図４は、間隔ｄ２と、二次巻線Ｗ２の出力電圧との関係をグラフ３００で示す図である。
【００５２】
グラフ３００の横軸は、外脚６５Ａ，６５Ｂの間隔ｄ２を表わす。なお、間隔ｄ１，ｄ２の合計は、一定（たとえば、０．２４ｍｍ）であるとする。すなわち、間隔ｄ１が長くなると間隔ｄ２が短くなり、間隔ｄ１が短くなると間隔ｄ２が長くなる。グラフ３００の縦軸は、間隔ｄ１，ｄ２に応じた二次巻線Ｗ２の出力電圧の大きさを表わす。
【００５３】
グラフ３００に示されるように、間隔ｄ２が長くなり、間隔ｄ１が短くなるほど、二次巻線Ｗ２の出力電圧が低くなる。なぜならば、間隔ｄ２が長くなり、間隔ｄ１が短くなるほど、外脚６５を通る磁束が少なくなり、外脚６４を通る磁束が多くなるためである。
【００５４】
一方で、間隔ｄ２が短くなり、間隔ｄ１が長くなるほど、二次巻線Ｗ２の出力電圧が高くなる。なぜならば、間隔ｄ２が短くなり、間隔ｄ１が長くなるほど、外脚６５を通る磁束が多くなり、外脚６４を通る磁束が少なくなるためである。
【００５５】
２４Ｖの電圧が負荷７２に印加されるためには、上述したように０．７Ｖの電圧降下がダイオードＤ２で生じるので、二次巻線Ｗ２の出力電圧は、２４．７Ｖ（＝２４．０Ｖ＋０．７Ｖ）を出力する必要がある。そのためには、グラフ３００によると、間隔ｄ２は０．１４ｍｍに調整され、間隔ｄ１は０．１０ｍｍ（＝０．２４ｍｍ−０．１４ｍｍ）に調整される必要がある。
【００５６】
好ましくは、間隔ｄ１は外脚６４の分離部分に設けられる薄膜の数で調整され、間隔ｄ２は外脚６５の分離部分に設けられる薄膜の数で調整される。すなわち、間隔ｄ１は外脚６４Ａ，６４Ｂの隙間に設けられる薄膜の数で調整され、間隔ｄ２は外脚６５Ａ，６５Ｂの隙間に設けられる薄膜の数で調整される。一例として、薄膜は、マイラーである。製造者は、マイラーなどの薄膜の数で間隔ｄ１，ｄ２を調整することで、間隔ｄ１，ｄ２を容易に調整することができる。
【００５７】
［画像形成装置１００の内部構造］
図５を参照して、上述の電源装置５０が搭載される画像形成装置１００について説明する。図５は、画像形成装置１００の内部構造の一例を示す図である。
【００５８】
図５には、カラープリンタとしての画像形成装置１００が示されている。以下では、カラープリンタとしての画像形成装置１００について説明するが、画像形成装置１００は、カラープリンタに限定されない。たとえば、画像形成装置１００は、モノクロプリンタであってもよいし、ファックスであってもよいし、モノクロプリンタ、カラープリンタおよびファックスの複合機（ＭＦＰ：Multi-Functional  Peripheral）であってもよい。
【００５９】
画像形成装置１００は、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、中間転写ベルト３０と、一次転写ローラー３１と、二次転写ローラー３３と、カセット３７と、従動ローラー３８と、駆動ローラー３９と、タイミングローラー４０と、モーター４２と、定着装置４３と、電源装置５０と、本体制御装置１０１とを含む。
【００６０】
画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、中間転写ベルト３０に沿って順に並べられている。画像形成ユニット１Ｙは、トナーボトル１５Ｙからトナーの供給を受けてイエロー（Ｙ）のトナー像を形成する。画像形成ユニット１Ｍは、トナーボトル１５Ｍからトナーの供給を受けてマゼンタ（Ｍ）のトナー像を形成する。画像形成ユニット１Ｃは、トナーボトル１５Ｃからトナーの供給を受けてシアン（Ｃ）のトナー像を形成する。画像形成ユニット１Ｋは、トナーボトル１５Ｋからトナーの供給を受けてブラック（ＢＫ）のトナー像を形成する。
【００６１】
画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト３０に沿って中間転写ベルト３０の回転方向の順に配置されている。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれ、感光体１０と、帯電装置１１と、露光装置１２と、現像装置１３と、クリーニング装置１７とを備える。
【００６２】
帯電装置１１は、感光体１０の表面を一様に帯電する。露光装置１２は、本体制御装置１０１からの制御信号に応じて感光体１０にレーザー光を照射し、入力された画像パターンに従って感光体１０の表面を露光する。これにより、入力画像に応じた静電潜像が感光体１０上に形成される。
【００６３】
現像装置１３は、現像ローラー１４を回転させながら、現像ローラー１４に現像バイアスを印加し、現像ローラー１４の表面にトナーを付着させる。これにより、トナーが現像ローラー１４から感光体１０に転写され、静電潜像に応じたトナー像が感光体１０の表面に現像される。
【００６４】
感光体１０と中間転写ベルト３０とは、一次転写ローラー３１を設けている部分で互いに接触している。一次転写ローラー３１は、回転可能に構成されている。トナー像と反対極性の転写電圧が一次転写ローラー３１に印加されることによって、トナー像が感光体１０から中間転写ベルト３０に転写される。イエロー（Ｙ）のトナー像、マゼンタ（Ｍ）のトナー像、シアン（Ｃ）のトナー像、およびブラック（ＢＫ）のトナー像が順に重ねられて感光体１０から中間転写ベルト３０に転写される。これにより、カラーのトナー像が中間転写ベルト３０上に形成される。
【００６５】
中間転写ベルト３０は、従動ローラー３８および駆動ローラー３９に張架されている。駆動ローラー３９は、たとえばモーター４２によって回転駆動される。モーター４２は、電源装置５０から駆動電力の供給を受ける。中間転写ベルト３０および従動ローラー３８は、駆動ローラー３９に連動して回転する。これにより、中間転写ベルト３０上のトナー像が二次転写ローラー３３に搬送される。
【００６６】
クリーニング装置１７は、感光体１０に圧接されている。クリーニング装置１７は、トナー像の転写後に感光体１０の表面に残留するトナーを回収する。
【００６７】
カセット３７には、用紙Ｓがセットされる。用紙Ｓは、カセット３７から１枚ずつタイミングローラー４０によって搬送経路４１に沿って二次転写ローラー３３に送られる。二次転写ローラー３３は、回転可能に構成されている。二次転写ローラー３３は、トナー像と反対極性の転写電圧を搬送中の用紙Ｓに印加する。これにより、トナー像は、中間転写ベルト３０から二次転写ローラー３３に引き付けられ、中間転写ベルト３０上のトナー像が転写される。二次転写ローラー３３への用紙Ｓの搬送タイミングは、中間転写ベルト３０上のトナー像の位置に合わせてタイミングローラー４０によって調整される。タイミングローラー４０により、中間転写ベルト３０上のトナー像は、用紙Ｓの適切な位置に転写される。
【００６８】
定着装置４３は、自身を通過する用紙Ｓを加圧および加熱する。これにより、用紙Ｓ上に形成されているトナー像が用紙Ｓに定着する。その後、用紙Ｓは、トレー４８に排紙される。
【００６９】
電源装置５０は、たとえば、モーター４２および本体制御装置１０１に電圧を供給する。本体制御装置１０１は、上述の負荷７１（図１参照）の一例である。モーター４２は、上述の負荷７２（図１参照）の一例である。電源装置５０は、たとえば、本体制御装置１０１に５Ｖの電圧を供給し、モーター４２に２４Ｖの電圧を供給する。
【００７０】
［変圧器６０の変形例］
上述では、一次巻線Ｗ（図１参照）や二次巻線Ｗ１，Ｗ２（図１参照）が中脚６３（図１参照）や外脚６４（図１参照）に巻かれている例について説明した。これに対して、変形例に従う変圧器６０においては、一次巻線Ｗおよび二次巻線Ｗ１，Ｗ２は、ボビンに巻かれている。
【００７１】
以下では、図６〜図８を参照して、変形例に従う変圧器６０について説明する。図６は、変形例に従う変圧器６０の平面図である。図７は、図６のＶＩ方向から見た場合における変圧器６０の正面図である。図８は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。
【００７２】
図６〜図８に示されるように、変圧器６０は、コア６１，６２と、ボビンＢ，Ｂ１，Ｂ２で構成されている。ボビンＢ，Ｂ１，Ｂ２は、一体的に構成されてもよいし、別個に構成されてもよい。好ましくは、ボビンＢ，Ｂ１，Ｂ２は、互いにセパレータで分けられている。ボビンＢ，Ｂ１，Ｂ２は、たとえば、樹脂で構成されている。
【００７３】
ボビンＢは、たとえば筒状である。中脚６３は、ボビンＢの穴に通されている。ボビンＢには、一次巻線Ｗが巻かれている。図７および図８の例では、一次巻線Ｗの巻き数は、９巻きである。
【００７４】
ボビンＢ１には、穴が形成されている。外脚６４は、ボビンＢ１の当該穴に通されている。ボビンＢ１には、二次巻線Ｗ２の一部である二次巻線Ｗ２Ｂが巻かれている。ボビンＢ１に穴が形成されることにより、ボビンＢ１を外脚６４に取り付ける製造工程が簡素化される。
【００７５】
好ましくは、さらにもう１つの穴がボビンＢ１に形成されている。中脚６３は、当該さらにもう１つの穴に通されている。すなわち、外脚６４はボビンＢ１の一方の穴に通され、中脚６３はボビンＢ１の他方の穴に通される。これにより、ボビンＢ１は、中脚６３および外脚６４に固定される。また、ボビンＢ１を中脚６３および外脚６４に取り付ける製造工程が簡素化される。ボビンＢ１は、たとえば筒状である。中脚６３は、ボビンＢ１の穴に通されている。
【００７６】
好ましくは、二次巻線Ｗ１の巻き数は１巻きであり、二次巻線Ｗ２の巻き数は、４巻きまたは５巻きである。二次巻線Ｗ２の１巻きは、ボビンＢ１に巻かれている。すなわち、二次巻線Ｗ２の１巻きは、中脚６３および外脚６４を含めて中脚６３および外脚６４に巻かれている。二次巻線Ｗ１と、二次巻線Ｗ２の残りとは、ボビンＢ２に巻かれている。
【００７７】
ボビンＢ２は、二次巻線Ｗ２Ｂを巻き付けるための溝８０を有する。外脚６４がボビンＢ２の穴に通されている状態で、外脚６４と溝８０との間には間隔ｄ３が空けられている。間隔ｄ３は、中脚６３から外脚６４に向かう方向に設けられている。間隔ｄ３が設けられることで、コア６１に対するボビンＢ２の絶縁性が改善される。
【００７８】
［二次巻線Ｗ１］
上述したように、二次巻線Ｗ１（図１参照）の巻き数は、二次巻線Ｗ２（図１参照）の巻き数よりも少ない。好ましくは、二次巻線Ｗ１の巻き数は、１巻きである。以下では、図９および図１０を参照して、二次巻線Ｗ１の巻き数を少なくする理由について説明する。
【００７９】
図９は、図１に示される電源装置５０の回路構成の等価回路７５を示す。等価回路７５は、交流電圧源５１と、インダクタンスＬｓ，Ｌｐと、コンデンサＣｒと、抵抗Ｒとで表わされる。等価回路７５は、共振回路である。インダクタンスＬｓは、変圧器６０の漏れインダクタンスである。インダクタンスＬｐは、変圧器６０の励磁インダクタンスである。抵抗Ｒは、図１に示される負荷７１を表わす。
【００８０】
図１０は、図９に示される等価回路７５の電圧特性をグラフ３０１で示す図である。グラフ３０１の横軸は、交流電圧源５１から出力される交流電圧の周波数を示す。以下では、交流電圧源５１が発生する交流電圧を入力電圧Ｖｉｎともいう。抵抗Ｒに印加される交流電圧を出力電圧Ｖｏｕｔともいう。グラフ３０１の縦軸は、入力電圧に対する出力電圧の伝達比Ｍを示す。伝達比Ｍは、以下の式（１）で表わされる。
【００８１】
Ｍ＝２・ｎ・Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎ・・・（１）
式（１）に示される「ｎ」は、一次巻線Ｗの巻線数と二次巻線Ｗ１の巻線数と比（すなわち、巻き数比）を表わす。巻き数比ｎは、以下の式（２）で表わされる。
【００８２】
ｎ＝一次巻線Ｗの巻き数／二次巻線Ｗ１の巻き数・・・（２）
グラフ３０１に示されるように、共振周波数ｆｒにおいては、伝達比Ｍは、「１．０」となる。等価回路７５の共振周波数ｆｒは、以下の式（３）で表わされる。
【００８３】
ｆｒ＝１／（２π√（Ｌｓ・Ｃｒ））・・・（３）
入力画像Ｖｉｎの定格電圧は、１００Ｖとする。入力電圧Ｖｉｎが「＋２０％」〜「−３０％」で変動すると、巻き数比ｎが「９」である場合、伝達比Ｍは、「０．９」〜「１．５」程度となる。制御装置５４による制御は入力電圧Ｖｉｎの変化に連動する。制御装置５４は、グラフ３０１に示される周波数ｆｍｉｎから周波数ｆｍａｘまで周波数を変動させて、出力電圧Ｖｏｕｔを目標電圧（たとえば、５Ｖ）に維持する。
【００８４】
共振峰Ｐにおける伝達比Ｍが「１．５」未満になった場合、制御装置５４は、入力電圧Ｖｉｎの周波数を下げたとしても、出力電圧Ｖｏｕｔを目標電圧まで上げることができないことがある。このようなことが発生しないように、共振峰Ｐにおける伝達比Ｍは、十分高く設定される。伝達比Ｍが高く設定されるためには、一次巻線Ｗの巻き数は、可能な限り少ないことが好ましい。一次巻線Ｗの巻き数を下げるためには、二次巻線Ｗ１の巻き数も下げる必要がある。そのため、二次巻線Ｗ１の巻き数は、１巻きであることが好ましい。
【００８５】
なお、伝達比Ｍが高く設定されるためには、インダクタンスＬｓに対するインダクタンスＬｐの割合（＝Ｌｐ／Ｌｓ）が低いことが好ましい。すなわち、伝達比Ｍを上げるためには、インダクタンスＬｐを下げる必要がある。あるいは、インダクタンスＬｓを上げる必要がある。
【００８６】
インダクタンスＬｐを下げるための一手法として、コア６１，６２（図１参照）間に大きな隙間（以下、「コア間ギャップ」ともいう。）を設ける手法がある。しかしながら、コア間ギャップが大きくなると、磁束がコア間ギャップから漏れ、出力電圧が安定しない。インダクタンスＬｓを上げるための一手法として、一次巻線Ｗと二次巻線Ｗ１との間に壁を設ける手法がある（所謂、漏洩トランス）。しかしながら、当該壁が設けられる方法では、インダクタンスＬｓを上げることに限界があるため、外付けのインダクタンスが必要になる。外付けのインダクタンスが設けられると、電源装置５０のコストが上がるため、電源装置５０は、インダクタンスＬｓのみで構成されることが好ましい。したがって、共振峰Ｐの伝達比Ｍを上げるためには、出力電圧が安定している範囲で、コア間ギャップが大きいことが好ましい。
【００８７】
［画像形成装置１００のハードウェア構成］
図１１を参照して、画像形成装置１００のハードウェア構成の一例について説明する。図１１は、画像形成装置１００の主要なハードウェア構成を示すブロック図である。
【００８８】
図１１に示されるように、画像形成装置１００は、電源装置５０と、本体制御装置１０１と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）１０３と、ネットワークインターフェイス１０４と、操作パネル１０７と、記憶装置１２０とを含む。
【００８９】
本体制御装置１０１は、たとえば、少なくとも１つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、少なくとも１つのＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、少なくとも１つのＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）、またはそれらの組み合わせなどによって構成される。
【００９０】
本体制御装置１０１は、画像形成装置１００の制御プログラム１２２などの各種プログラムを実行することで画像形成装置１００の動作を制御する。本体制御装置１０１は、制御プログラム１２２の実行命令を受け付けたことに基づいて、記憶装置１２０からＲＯＭ１０２に制御プログラム１２２を読み出す。ＲＡＭ１０３は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラム１２２の実行に必要な各種データを一時的に格納する。
【００９１】
ネットワークインターフェイス１０４には、アンテナ（図示しない）などが接続される。画像形成装置１００は、アンテナを介して、外部の通信機器との間でデータをやり取りする。外部の通信機器は、たとえば、スマートフォンなどの携帯通信端末、サーバーなどを含む。画像形成装置１００は、制御プログラム１２２をアンテナを介してサーバーからダウンロードできるように構成されてもよい。
【００９２】
操作パネル１０７は、ディスプレイとタッチパネルとで構成されている。ディスプレイおよびタッチパネルは互いに重ねられており、操作パネル１０７は、たとえば、画像形成装置１００に対する印刷操作やスキャン操作などを受け付ける。
【００９３】
記憶装置１２０は、たとえば、ハードディスクや外付けの記憶装置などの記憶媒体である。記憶装置１２０は、画像形成装置１００の制御プログラム１２２などを格納する。制御プログラム１２２の格納場所は記憶装置１２０に限定されず、制御プログラム１２２は、本体制御装置１０１の記憶領域（たとえば、キャッシュなど）、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、外部機器（たとえば、サーバー）などに格納されていてもよい。
【００９４】
制御プログラム１２２は、単体のプログラムとしてではなく、任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。この場合、本実施の形態に従う制御処理は、任意のプログラムと協働して実現される。このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、本実施の形態に従う制御プログラム１２２の趣旨を逸脱するものではない。さらに、制御プログラム１２２によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。さらに、少なくとも１つのサーバーが制御プログラム１２２の処理の一部を実行する所謂クラウドサービスのような形態で画像形成装置１００が構成されてもよい。
【００９５】
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９６】
１Ｃ，１Ｋ，１Ｍ，１Ｙ  画像形成ユニット、１０  感光体、１１  帯電装置、１２  露光装置、１３  現像装置、１４  現像ローラー、１５Ｃ，１５Ｋ，１５Ｍ，１５Ｙ  トナーボトル、１７  クリーニング装置、３０  中間転写ベルト、３１  一次転写ローラー、３３  二次転写ローラー、３７  カセット、３８  従動ローラー、３９  駆動ローラー、４０  タイミングローラー、４１  搬送経路、４２  モーター、４３  定着装置、４８  トレー、５０  電源装置、５１  交流電圧源、５２  電源、５４  制御装置、５５  検知部、６０  変圧器、６１，６２  コア、６３，６３Ａ，６３Ｂ  中脚、６４，６４Ａ，６４Ｂ，６５，６５Ａ，６５Ｂ  外脚、６６Ａ，６６Ｂ  連結部、７１，７２  負荷、７５  等価回路、８０  溝、１００  画像形成装置、１０１  本体制御装置、１０２  ＲＯＭ、１０３  ＲＡＭ、１０４  ネットワークインターフェイス、１０７  操作パネル、１２０  記憶装置、１２２  制御プログラム、３００，３０１  グラフ。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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