JP4445831B2 - 電装装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、装置本体の一側面に基板や電源などの電装部品を収納した装置、特に該電装部品を効率よく冷却することができる電装装置及び複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。

従来、発熱を伴う電子基板や電源などの電装部品は、装置（機器）本体の隙間に設置されることが多く、この場合設置場所毎にファンを設置する等の冷却手段が必要であり、全体としてファンの数が多くなってしまっていた。また、近年装置の高速、高性能化に伴い装置電装系統は高発熱化しているが、同時に機器の小型化により、電装系統は省スペース高密度化を余儀なくされている。このため冷却用ファンの設置場所の確保が困難な状況や、設置しても排気の行き場がなくなってしまう状況が生まれている。また、騒音に対する顧客の要望が年々厳しくなるのに対し、装置の高速化に伴い逆に駆動騒音が増えており、ファンはより静音化を求められ、ファン個数削減が有効な対策となっている。

本出願人もファンによって電装基板を冷却する事務処理機器を提案している（例えば、特許文献１参照）。これは装置本体の一側面に電装基板を立てて設け、基板上に放熱板を配置し、下方にファンを配設してなり、ファンを作動してその送風を放熱板に当てて基板を強制的に冷却するものである。

特開平７−１２９０６１号公報

しかし、特許文献１に記載のものはファンからの気流を装置本体の一側面の一部に取り付けられた電装基板のみを冷却するもので、冷却する部分も限られたものとなっており、一側面にほかにも電装部品がその左右又は上下の隣接位置に必要とする場合にはファンが電装部品の個数にほぼ匹敵する数必要となり、換言すると電装部品毎にファンを設置しなければならず、ファンの数が多くなってしまうとともに、設置場所の確保が難しい等の問題があった。また、このような多数のファンを設置すると、排気流路も複雑なものとなってその確保が困難となるという問題があった。

そこでこの発明は、前記従来のものの問題を解決し、装置の高さに合わせて下から上に配置される電装部品の冷却用ファン個数の削減と、ファン設置場所確保、排気流路の確保を実現することができる電装装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、上側装置本体及び下側バンクの一側面に基板や電源などの電装部品を収納した電装装置において、前記下側バンクの一側面に収納した第１の電装部品は、該側面のほぼ全面に取り付けられた支持板、該支持板にそれぞれ縦向きに取り付けられたコンデンサ、基板及び送風板からなって、基板を支持板に対して起立した状態で中央に、コンデンサと送風板を基板の左右に位置させてそれぞれ所定間隔をおいて並列配設され、前記基板とコンデンサの間及び前記基板と送風板の間にはそれぞれ上下に連通した送風路が形成されているとともに、前記送風板と支持板とで上下に連通した送風路が形成され、前記支持板の下部には１対の送風ファンが前記基板とコンデンサの間及び前記基板と送風板の間の位置と対応した位置で取り付けられ、前記上側装置本体の一側面に収納した第２の電装部品は、複数個のマザーボードや制御基板からなって、筐体内に収納され、該筐体は、中空箱型を呈し、内部中央が上側装置本体の一側面と平行に上下方向に沿って延びる仕切り板で仕切られ、該仕切り板の表面側に第２の電装部品が取り付けられ、仕切り板の後ろ側はダクトに形成されているとともに、上面と下面には通気孔が形成され、さらに、前記第１、第２の電装部品を収納した上側装置本体及び下側バンクの一側面は、外装カバーにより覆われており、該一側面と外装カバー間に上下に連通した空気通路が形成され、前記ファンからの送風を、下側バンクの空気通路の下方から上方に前記各送風路を通過させて、下側バンクの第１の電装部品を冷却するとともに、上側装置本体の筐体の下面通気孔から筐体内に取り入れて前記ダクトを経て上面通気孔から通過させて、上側装置本体の第２の電装部品を冷却することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、上側装置本体の筐体の横幅が下側バンクの支持板の横幅より小さくなっており、その一側縁の面が支持板の一側縁の面と同一面になり、他側縁の面が支持板の他側縁の面とガイド板で接続されていて、下側バンクの他側縁方向からの送風を、該ガイド板によって筐体の下面に誘導して、該下面に設けた通気孔に通気させ易くなっていることを特徴とする。請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、仕切り板が、放熱鋼板であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかにおいて、電装部品の中で熱を持った一部個所が、ヒートパイプで冷却されるようになっていることを特徴とする。請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかにおいて、筐体に隣接するモータなどの発熱体からの熱を取り込むための通風孔が、該筐体に設けられていることを特徴とする。請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の電装装置が、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置であることを特徴とする。

この発明は、前記のようであって、請求項１，２に記載の発明は、上側装置本体及び下側バンクの一側面に基板や電源などの電装部品を収納した電装装置において、前記下側バンクの一側面に収納した第１の電装部品は、該側面のほぼ全面に取り付けられた支持板、該支持板にそれぞれ縦向きに取り付けられたコンデンサ、基板及び送風板からなって、基板を支持板に対して起立した状態で中央に、コンデンサと送風板を基板の左右に位置させてそれぞれ所定間隔をおいて並列配設され、前記基板とコンデンサの間及び前記基板と送風板の間にはそれぞれ上下に連通した送風路が形成されているとともに、前記送風板と支持板とで上下に連通した送風路が形成され、前記支持板の下部には１対の送風ファンが前記基板とコンデンサの間及び前記基板と送風板の間の位置と対応した位置で取り付けられ、前記上側装置本体の一側面に収納した第２の電装部品は、複数個のマザーボードや制御基板からなって、筐体内に収納され、該筐体は、中空箱型を呈し、内部中央が上側装置本体の一側面と平行に上下方向に沿って延びる仕切り板で仕切られ、該仕切り板の表面側に第２の電装部品が取り付けられ、仕切り板の後ろ側はダクトに形成されているとともに、上面と下面には通気孔が形成され、さらに、前記第１、第２の電装部品を収納した上側装置本体及び下側バンクの一側面は、外装カバーにより覆われており、該一側面と外装カバー間に上下に連通した空気通路が形成され、前記ファンからの送風を、下側バンクの空気通路の下方から上方に前記各送風路を通過させて、下側バンクの第１の電装部品を冷却するとともに、上側装置本体の筐体の下面通気孔から筐体内に取り入れて前記ダクトを経て上面通気孔から通過させて、上側装置本体の第２の電装部品を冷却するので、電装冷却手段である１対の送風ファンにより下段から上段にわたって配置された全ての電装部品に気流を送り冷却することが可能となる。気流は上側装置本体及び下側バンクの一側面があたかも煙突のような役割を担って電装部品に送られるので、送風効率が著しく良く、冷却効果を高めることができる。したがって、従来問題となっていた電装冷却手段（送風ファン）の個数も削減でき、そのための設置場所も最小に抑えることができて、確保できるとともに、排気流路についても十分にその確保を図ることができる。

この実施の形態は電装装置の一例として画像形成装置を挙げたものである。
図１は、電装部品が配置された画像形成装置の斜視図、図２は、図１の電装部品を正面から見た図、図３は画像形成装置の概略正面図である。これ等の図において１は画像形成装置本体で、下側にある画像形成装置バンク２上に載置されている。

画像形成装置本体１及び画像形成装置バンク２には一般的な画像形成装置を構成する部材が配設されている。すなわち、画像形成装置本体１にはオートドキュメントフィーダー（ＡＤＦ）３、読込みユニット４、書込みユニット５、作像・転写ユニット６、反転ユニット７が配設されている。画像形成装置バンク２には各種用紙サイズに対応した給紙ユニット８が複数個配設されている。

画像形成装置本体１及び画像形成装置バンク２の一側面、例えば図１に示すように背面側の側面には各種基板や電源ユニット等の電装部品１１，１２が取り付けられている。画像形成装置バンク２の一側面に取り付けられた電装部品１２は、該側面のほぼ全面に取り付けられた支持板１４、該支持板に取り付けられた複数のコンデンサ１５、コイル等を取り付けた複数の基板１６、コ字状の送風板１７、からなり、これら部材はいずれもそれぞれ縦向きに立てられて所定間隔をおいて並列配設されている。送風板１７は支持板１４との間に上下に貫通した送風路を形成している。また、支持板１４の下部には１対の送風ファン１８が基板１６の下方左右位置と対応した位置で取り付けられ、該ファンからの送風を一方の基板１６とコンデンサ１５の間、他方の基板１６と送風板１７の間及び送風板１７の送風路を通過させて、これらの部材の冷却が送風ファン１８のみで可能になっている。電装部品１２は前記のような配置により送風ファン１８からの気流と平行となって、気流が受け易くなっている。

一方、画像形成装置本体１の一側面に取り付けられた電装部品１１は、複数個のマザーボードや制御基板からなり、これら部材は図２に示すように画像形成装置バンク２の送風ファン１８からの送風を受け易いように各ブロック毎にまとまって配置されている。電装部品１１は前記のような配置により電装部品１２と同様に送風ファン１８からの気流と平行となって、気流が受け易くなっている。尚、図面では示さなかったが、電装部品１１，１２が取り付けられた画像形成装置本体１及び画像形成装置バンク２の一側面は図示しない外装カバーにより覆われる。この外装カバーにより画像形成装置本体１及び画像形成装置バンク２の一側面と外装カバー間は上下が一体の空気流路となり、大きな煙突効果が生じる構成となっている。尚、送風ファン１８との関係で電装部品１１，１２の配置を前記のように気流に平行になるように配置したのは、気流を受け易くするのと、圧損を少なくするためである。

前記のような構成において、送風ファン１８を作動すると、該ファンからの送風が画像形成装置バンク２の一側面と外装カバー間によりあたかも煙突状に形成された空気流路内をその下方から上方に流通し、その間に電装部品１２にぶつかり冷却する。そして画像形成装置バンク２の上方から出た送風は画像形成装置本体１の一側面と外装カバーとによりあたかも煙突状に形成された空気流路内に入り、その下方から上方に流通し、その間に電装部品１１にぶつかり冷却する。このように画像形成装置本体１及び画像形成装置バンク２の一側面に複数個、かつ複数段にわたり集約して配設した電装部品１１，１２を画像形成装置バンク２の支持板１４の下部に設置した送風ファン１８からの送風のみで冷却することが可能となり、従来のように電装部品毎にファンを設置しなければならないという必要がない。

図４〜７は別の実施の形態を示し、この実施の形態では画像形成装置本体１の一側面に取り付けられる電装部品１１が一筐体２１に収納して取り付けられている点で異なり、その他の構成は前記実施の形態と同様である。したがって、同様の部分には同一符号を付し、説明を簡略化する。すなわち、筐体２１は中空密閉状の箱型を呈し、その上面と下面には通気孔２２，２３が多数穿設されている。筐体２１内は長手方向に沿って延びる中央仕切り板２５で前後に仕切られ、該仕切り板の表面には電装部品１１が取り付けられ、仕切り板の後ろ側は電装部品１１を冷却する送風を流通させるダクト２６に形成されている。このダクト２６を設けることで、仕切り板２５上に配置された電装部品１１を部品表面からだけではなく、仕切り板２５からの放熱に対しても冷却することができ、冷却効率を高めることができる。２７は仕切り板２５と電装部品１１が配置された側の筐体２１間に形成された空間である。仕切り板２５は、放射率８０％以上の放熱鋼板となっている。そのため仕切り板２５上に配置され筐体２１内に収納されている電装部品１１の熱をダクト２６に伝えやすくし、放熱効率を高めることができる。

この実施の形態では筐体２１の横幅が画像形成装置バンク２の支持板１４の横幅より幾分小さくなっており、その一側縁の面が支持板１４の一側縁の面と同一面になり、他側縁の面が支持板１４の他側縁の面とガイド板２８で接続されていて、画像形成装置バンク２の他側縁方向からの送風をガイド板２８によって筐体２１の下面に誘導して該下面に設けた通気孔２３に通気させ易くなっている。この構成によりファン気流が拡散するのを抑えることができ、より大きな煙突効果を生むことができるとともに、下側の電装部品１２から上側の電装部品１１が配置された筐体２１への気流の流入は気流の圧縮を生み出し、上昇による流速の減速を抑えることができるようになっている。また、一方のファン１８の直上にはヒートパイプ３０が設けられ、このヒートパイプ３０により電装部品１２内の一部の高熱素子、例えば部品３１などを個別に冷却することができるようになっている。この構成により電装部品１１，１２全体の冷却に加え、個別の高熱個所もファン１８により個々に冷却することができる。

この実施の形態では図７に示すように筐体２１の背面側の面、すなわち画像形成装置本体１側の面に通風孔３３が設けられていて、対応する画像形成装置本体１側に設けたモータなどの発熱体３４からの熱を該通風孔からダクト２６内に取り込み、ファン１８によって排熱することができるようになっている。

したがって、この実施の形態においては画像形成装置バンク２の上方から出た送風は画像形成装置本体１の筐体２１の下面に設けられた通気孔２３から筐体２１内に入り、筐体２１内に入った送風はさらにあたかも煙突状に形成された空間２７を流通する間に電装部品１１にぶつかり冷却するとともに、ダクト２６を図５中の矢印で示すように流通する間に電装部品１１を裏側から冷却する。冷却した送風は筐体２１の上面に設けられた通気孔２２から出て、画像形成装置本体１外へ排気される。

尚、前記実施の形態では画像形成装置を一例として挙げたが、これに限定されるものではなく、ほかにも電装部品を取り付けた各種の電装装置に適用できるものである。また、電装部品１１，１２も一例を示し、任意のものに代替することが可能であることは言うまでもない。

請求項３に記載の発明は、筐体を利用するので、請求項１，２に記載の発明で期待できる煙突効果の効力を更に高めることができるとともに、ベルヌイの定理を利用することで更に冷却効率を上げることができる。また、電装部品の発熱部や筐体の放熱効率を上げることができる。請求項４に記載の発明は、筐体内で温度上昇率の高い個所をファンの個数を増やすことなく個別に冷却することができる。請求項５に記載の発明は、更に筐体に隣接する発熱体を冷却することができる。請求項６に記載の発明は、画像形成装置に実施してそこに配置の電装部品を効果的に冷却することができる。

この発明の一実施の形態に係る電装部品が配置された画像形成装置の斜視図である。 同上の電装部品を正面から見た分解正面図である。 同上の画像形成装置の概略正面図である。 別の実施の形態に係る画像形成装置から電装部品のみ取り出した状態の斜視図である。 同上の側面図である。 同上の正面図である。 同上の画像形成装置との対応を示す側面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置本体 ２ 画像形成装置バンク
３ オートドキュメントフィーダー（ＡＤＦ） ４ 読込みユニット
５ 書込みユニット ６ 作像・転写ユニット
７ 反転ユニット ８ 給紙ユニット
１１，１２ 電装部品 １４ 支持板
１５ コンデンサ １６ 基板
１７ 送風板 １８ 送風ファン（電装冷却手段）
２１ 筐体 ２２，２３ 通気孔
２５ 仕切り板 ２６ ダクト
２７ 空間 ２８ ガイド板
３０ ヒートパイプ ３３ 通風孔
３４ 発熱体

Claims (6)

1. 上側装置本体及び下側バンクの一側面に基板や電源などの電装部品を収納した電装装置において、
   前記下側バンクの一側面に収納した第１の電装部品は、該側面のほぼ全面に取り付けられた支持板、該支持板にそれぞれ縦向きに取り付けられたコンデンサ、基板及び送風板からなって、基板を支持板に対して起立した状態で中央に、コンデンサと送風板を基板の左右に位置させてそれぞれ所定間隔をおいて並列配設され、
   前記基板とコンデンサの間及び前記基板と送風板の間にはそれぞれ上下に連通した送風路が形成されているとともに、前記送風板と支持板とで上下に連通した送風路が形成され、
   前記支持板の下部には１対の送風ファンが前記基板とコンデンサの間及び前記基板と送風板の間の位置と対応した位置で取り付けられ、
   前記上側装置本体の一側面に収納した第２の電装部品は、複数個のマザーボードや制御基板からなって、筐体内に収納され、
   該筐体は、中空箱型を呈し、内部中央が上側装置本体の一側面と平行に上下方向に沿って延びる仕切り板で仕切られ、該仕切り板の表面側に第２の電装部品が取り付けられ、仕切り板の後ろ側はダクトに形成されているとともに、上面と下面には通気孔が形成され、
   さらに、前記第１、第２の電装部品を収納した上側装置本体及び下側バンクの一側面は、外装カバーにより覆われており、該一側面と外装カバー間に上下に連通した空気通路が形成され、
   前記ファンからの送風を、下側バンクの空気通路の下方から上方に前記各送風路を通過させて、下側バンクの第１の電装部品を冷却するとともに、上側装置本体の筐体の下面通気孔から筐体内に取り入れて前記ダクトを経て上面通気孔から通過させて、上側装置本体の第２の電装部品を冷却することを特徴とする電装装置。
2. 上側装置本体の筐体の横幅が下側バンクの支持板の横幅より小さくなっており、その一側縁の面が支持板の一側縁の面と同一面になり、他側縁の面が支持板の他側縁の面とガイド板で接続されていて、下側バンクの他側縁方向からの送風を、該ガイド板によって筐体の下面に誘導して、該下面に設けた通気孔に通気させ易くなっている請求項１に記載の電装装置。
3. 仕切り板が、放熱鋼板である請求項１又は２に記載の電装装置。
4. 電装部品の中で熱を持った一部個所が、ヒートパイプで冷却されるようになっている請求項１ないし３のいずれかに記載の電装装置。
5. 筐体に隣接するモータなどの発熱体からの熱を取り込むための通風孔が、該筐体に設けられている請求項１ないし４のいずれかに記載の電装装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の電装装置が、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置であることを特徴とする画像形成装置。

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