(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
<第1実施形態>
【0011】
図1は、本発明の第1実施形態の冷却装置が適用された画像形成装置の外観を示す斜視図である。
図1に示す画像形成装置1は、ファクシミリ通信機能、コピー機能、プリンター機能、およびスキャナー機能等の複数の機能を兼ね備えた複合機である。
図1に示すように、画像形成装置1は、装置本体2と、装置本体2の上方に配置された画像読取部5と、画像読取部5と装置本体2との間に設けられた連結部3とから構成される。
【0012】
画像形成装置1の外郭を構成する筐体7には、画像形成装置1の様々な機能を実現するための複数の構成機器が収容されている。例えば、筐体7には、画像読取部5、画像形成部、定着部、給紙部30、及び本発明の第1実施形態の冷却装置50(
図2に示す)等が収容されている。
【0013】
画像読取部5は、原稿搬送部6と、原稿搬送部6により搬送されてくる原稿又は不図示のコンタクトガラスに載置された原稿を光学的に読み取るスキャナーとを有するADF(Auto Document Feeder)である。画像読取部5は、ファクシミリ送信対象の原稿を1枚ずつ読み取ることで、画像形成対象となる画像データを取得する。
【0014】
画像形成部は、感光体ドラム、帯電装置、露光装置、現像装置、及び転写装置を備え、画像読取部5によって読み取られた画像や、ネットワーク接続されたパーソナルコンピューターから送られてくるプリント対象データを用いて、給紙部30から供給される記録紙に画像を形成(印刷)する。画像形成済みの記録紙は上記定着部による定着処理を受けた後、排出トレイ4に排出される。
【0015】
操作部47は、例えば、当該画像形成装置1が実行可能な各種動作及び処理の実行を指示するためのスタートキー、操作入力を確定させる決定キー(エンターキー)、数値入力を行うための数値入力キー等を備えており、各種動作及び処理について、操作者から画像形成動作や画像読取動作等の実行指示を受け付ける。操作部47は、操作者への操作案内等を表示する表示部を備えている。
【0016】
第1実施形態の冷却装置50(
図2)は、画像形成装置1の筐体7の側壁近傍に設けられており、筐体7の外側の空気を取り入れて、この空気により、画像形成装置1の電気回路が形成された基板上の電子部品等を冷却する。
【0017】
次に、第1実施形態の冷却装置50について詳しく説明する。
図2は、第1実施形態の冷却装置50を示す断面図である。
図2に示すように冷却装置50は、第1ダクト部51及び第2ダクト部52を有するダクト53と、吸気ファン54とを備えている。
【0018】
第1ダクト部51及び第2ダクト部52は、上下に重ねられて互いに並行するように配置されており、第1ダクト部51及び第2ダクト部52が該各ダクト部51、52の間の隔壁55により区分されている。第1ダクト部51及び第2ダクト部52の内側には、電子部品等を搭載したそれぞれの基板56、57が配置されている。
【0019】
第1ダクト部51の始端51a(ダクト53の一端)には、空気吸入口51cが形成されており、この空気吸入口51cに吸気ファン(空気吸入口51cから第1ダクト部51の内部に外気を吸引するファン)54が設けられている。また、第1ダクト部51の終端51b側には、経路絞り部58が形成されている。経路絞り部58は、第1ダクト部51の側壁51dを隔壁55の一端部近傍まで湾曲させつつ延在させて形成された湾曲ガイド58aと、隔壁55の一端部に設けられた円柱状ガイド58bと、円柱状ガイド58bの上側に設けられた半円柱状ガイド58c(曲面部)とを有し、湾曲ガイド58aの端部と円柱状ガイド58bとの間が吹出し口58dとなっている。
【0020】
第2ダクト部52の始端52aには、外気導入開口部52cが形成されており、この外気導入開口部52cに対向する筐体7の側壁7aの部位に、該筐体7の外側の空気を該第2ダクト部52に取り入れる換気口91が形成され、この換気口91にルーバー92が取り付けられている。第2ダクト部52の終端52b(ダクト53の他端)には、空気排出口52dが形成されている。
【0021】
吸気ファン54が駆動されると、空気が矢印A1で示すように第1ダクト部51の空気吸入口51cを通じて該第1ダクト部51の内側に吹き込まれる。この吹き込まれた空気は、矢印A2で示すように第1ダクト部51の内側を流れる主流となって経路絞り部58に至り、経路絞り部58を通じて第2ダクト部52の内側に導かれ、更に第2ダクト部52の内側を流れて空気排出口52dから排出される。
【0022】
ここで、第1ダクト部51の内側の空気経路の断面積は、空気吸入口51cから経路絞り部58の直前まで一定に維持されている。同様に、第2ダクト部52の内側の空気経路の断面積は、上記経路絞り部58の直前の断面積と略同一であって一定に維持されている。
【0023】
また、第1ダクト部51の内側の空気経路の断面積は、矢印A2で示す空気の流れ方向上流側から下流側にかけて、経路絞り部58の内側で徐々に狭くなり、経路絞り部58の吹出し口58dで最も狭くなる。
【0024】
そして、吸気ファン54は、常に、単位時間当たり一定量の空気を第1ダクト部51の内側に吹き込む。このため、経路絞り部58の入り口から吹出し口58dにかけて空気の流速が徐々に速くなって、吹出し口58dで空気の流速が最も速くなり、吹出し口58dから空気が高い速度で吹き出す。また、経路絞り部58の湾曲ガイド58aの壁面及び円柱状ガイド58bの壁面は、該経路絞り部58の内側から吹出し口58dにかけて滑らかに湾曲しているため、それらの壁面で受ける抵抗が低く抑えられ、吹出し口58dから吹き出す空気の速度の損失も低く抑えられている。円柱状ガイド58bは、
図2で下方に突出した側面視円形状とされ、これにより、円柱状ガイド58bの空気流れ方向上流側の側部に当たった空気は、円柱状ガイド58bの当該円形状と湾曲ガイド58aとにより吹出し口58dに向けて案内される。
【0025】
こうして吹出し口58dから空気が高速で吹き出すと、吹出し口58dの周辺に負圧が生じ、よって第2ダクト部52の外気導入開口部52cにも負圧が生じる。また、経路絞り部58の半円柱状ガイド58cにより、吹出し口58dからの空気の吹き出し方向が制御されて、負圧が外気導入開口部52cに確実に生じるようにされている。半円柱状ガイド58cは、円柱状ガイド58bの壁面から繋がっており、
図2において上方に突出した形状を有する。さらに、当該突出した形状は、第2ダクト部52の吹出し口52dの方向に向かって傾斜する傾斜部58eを有している。この傾斜部58eは、円柱状ガイド58bの壁面から繋がっている。第1ダクト部51を流れてきて円柱状ガイド58bの上記円形状及び湾曲ガイド58aにより吹出し口58d方向に流れ方向が転換された空気は、円柱状ガイド58bに沿って流れて吹出し口58dから吹き出すとき、傾斜部58eに沿って第2ダクト52内を吹出し口52dの方向に向けて流れる。
このため、筐体7の外側の空気が、第2ダクト部52の外気導入開口部52cに対向配置された換気口91のルーバー92を通じて取り込まれ、この取り込まれた空気が、矢印A3で示すように第2ダクト部52の内側を流れる副流となる。このとき、ルーバー92により空気が整流されるため、外気導入開口部52cへの空気の取り込みが効率的になされる。そして、取り込まれた副流の空気は、矢印A3で示すように、経路絞り部58の吹出し口58dから吹き出した矢印A2の主流の空気と合流し、これらの合流した空気が、矢印A4で示すように第2ダクト部52の空気排出口52dから排出される。
【0026】
このような冷却装置50において、吸気ファン54は、空気を第1ダクト部51の空気吸入口51cを通じて該第1ダクト部51の内側に吹き込むため、第1ダクト部51の内側に配置された基板56上の電子部品が効果的に空冷される。また、基板56よりも空気流れ方向(矢印A2の方向)の下流側では、空気の温度が上昇するものの、この空気は、経路絞り部58の吹出し口58dから吹き出されて、外気導入開口部52cを通じて取り込まれた外側の空気と合流するので、第2ダクト部52の内側を流れる空気の温度が低下しかつ空気の量が増大する。このため、第2ダクト部52の内側に配置された基板57上の電子部品も効果的に空冷される。
【0027】
従って、単一の吸気ファン54を用いながらも、ダクト53においては、空気の流れ方向上流側に配置された基板56上の電子部品は勿論のこと、空気の流れ方向下流側に配置された基板57上の電子部品も効果的に冷却することができる。
<第2実施形態>
【0028】
図3は、第2実施形態の冷却装置60を示す断面図である。第2実施形態の冷却装置60は、第1実施形態の冷却装置50と同様に、画像形成装置1に設けられて、各基板56、57上の電子部品等を冷却する。
【0029】
図3に示すように冷却装置60は、ダクト61と、吸気ファン62とを備えている。ダクト61の一端には、空気吸入口61aが形成され、またダクト61の他端には、空気排出口61bが形成されている。
【0030】
ダクト61の一端と他端との間においては、ダクト61の側壁61cの一部を該ダクト61の内側に屈曲させ、これによりダクト61の内側の空気経路の断面積を、矢印A2で示す空気の流れ方向上流側から下流側にかけて徐々に狭くする経路絞り部63を形成している。
【0031】
すなわち、ダクト61は、互いに直列に配された第1ダクト部611及び第2ダクト部612を有する。ダクト61の一端となる第1ダクト部611の始端に空気吸入口61aが形成されている。第1ダクト部611の側壁の一部を第1ダクト部611の内側に屈曲させ、第1ダクト部611の内側の空気経路の断面積を空気の流れ方向上流側から下流側にかけて徐々に狭くする経路絞り部63が形成されている。経路絞り部63の終端には第1ダクト部611内の空気を吹き出す吹出し口63cが形成されている。
【0032】
また、経路絞り部63の吹出し口63cの直上には、外気導入開口部61dが形成されており、経路絞り部63の上壁となる側壁61cの一部が、ダクト61の外側の空気を外気導入開口部61dへと導くガイドとなっている。
【0033】
経路絞り部63の吹出し口63cの配設位置であって、第2ダクト部612の始端となる位置に、ダクト61の外側の空気を第2ダクト部612に導く外気導入開口部61dが形成されている。
【0034】
吸気ファン62が駆動されると、空気が矢印A1で示すようにダクト61の空気吸入口61aを通じて該ダクト61の内側に吹き込まれる。この吹き込まれた空気は、矢印A2で示すようにダクト61の内側を流れる主流となって経路絞り部63に至り、経路絞り部63を通じてダクト61の内側を更に流れ、空気排出口61bから排出される。
【0035】
ここで、ダクト61の内側の空気経路の断面積は、空気吸入口61aから経路絞り部63の直前まで略一定に維持され、経路絞り部63の吹出し口63cから空気排出口61bまで経路絞り部63の直前の断面積と略同一にされている。
【0036】
また、ダクト61の内側の空気経路の断面積は、矢印A2で示す空気の流れ方向上流側から下流側にかけて、経路絞り部63の内側で徐々に狭くなり、経路絞り部63の吹出し口63cで最も狭くなる。
【0037】
そして、吸気ファン62は、常に、単位時間当たり一定量の空気をダクト61の内側に吹き込む。このため、経路絞り部63の入り口から吹出し口63cにかけて空気の流速が徐々に速くなって、吹出し口63cで空気の流速が最も速くなり、吹出し口63cから空気が高い速度で吹き出す。
【0038】
吹出し口63cから空気が高速で吹き出すと、吹出し口63cの周辺に負圧が生じ、外気導入開口部61dにも負圧が生じる。このため、ダクト61の外側の空気が外気導入開口部61dへと取り込まれて、矢印A3で示すようにダクト61の内側を流れる副流となる。そして、この取り込まれた副流の空気が、矢印A3で示すように、経路絞り部63の吹出し口63cから吹き出した矢印A2の主流の空気と合流し、これらの合流した空気が、矢印A4で示すようにダクト61の空気排出口61bから排出される。
【0039】
このような冷却装置60においては、吸気ファン62により、空気がダクト61の内側に配置された基板56上の電子部品に略直接吹き付けられるため、基板56上の電子部品が効果的に空冷される。また、基板56よりも空気流れ方向(矢印A2の方向)の下流側では、空気の温度が上昇するものの、この空気は、経路絞り部63の吹出し口63cから吹き出されると、外気導入開口部61dを通じて取り込まれた外側の空気と合流するので、ダクト61の内側を流れる空気の温度が低下しかつ空気の量が増大する。このため、空気流れ方向(矢印A2の方向)の下流側に配置された基板57上の電子部品も効果的に空冷される。
【0040】
従って、単一の吸気ファン62を用いながらも、ダクト61においては、空気の流れ方向上流側に配置された基板56上の電子部品は勿論のこと、空気の流れ方向下流側に配置された基板57上の電子部品も効果的に冷却することができる。
<比較例>
【0041】
図4は、第1比較例の冷却装置70を示す断面図である。
図4に示すように冷却装置70は、第1ダクト部71、第2ダクト部72、及び湾曲ダクト部76からなるダクト73と、吸気ファン74とを備えている。
【0042】
ダクト73は、その略中央で2つ折りにされて上下に重ねられたような形状を有しており、下側の第1ダクト部71及び上側の第2ダクト部72が湾曲ダクト部76を通じて連結され、第1ダクト部71及び第2ダクト部72が隔壁75により区分されている。第1ダクト部71及び第2ダクト部72の内側には、電子部品等を搭載したそれぞれの基板56、57が配置されている。
【0043】
第1ダクト部71の始端には、空気吸入口71aが形成されており、この空気吸入口71aに吸気ファン74が設けられている。また、第2ダクト部72の終端には、空気排出口72bが形成されている。
【0044】
このような第1比較例の冷却装置70では、吸気ファン74により、空気が矢印B1で示すように第1ダクト部71の空気吸入口71aを通じて該第1ダクト部71の内側に吹き込まれ、この吹き込まれた空気が矢印B2で示すように第1ダクト部71の内側、湾曲ダクト部76の内側、及び第2ダクト部72の内側を順次流れて、第2ダクト部72の空気排出口72bから排出される。この矢印B2で示す流れの空気により、第1ダクト部71の内側の基板56上の電子部品及び第2ダクト部72の内側の基板57上の電子部品が順次空冷される。
【0045】
ところが、第1ダクト部71の内側の基板56上の電子部品については、吸気ファン74からの空気が直接吹き付けられるために効果的に冷却されるものの、第2ダクト部72の内側の基板57上の電子部品については、矢印B2で示す空気の流れ方向下流側に位置し、上流側の基板56上の電子部品を経由して加熱された空気が吹き付けられるため、冷却効果が低下する。
【0046】
これに対して第1及び第2実施形態では、外気導入開口部52c(又は61d)を通じて取り込まれた空気を、経路絞り部58(又は63)の吹出し口58d(又は63c)から吹き出した空気と合流させ、この合流により空気の温度を低下させかつ空気の量を増大させているため、空気の流れ方向下流側に位置する基板57上の電子部品を効果的に冷却することができる。
【0047】
図5は、第2比較例の冷却装置80を示す断面図である。
図5に示すように冷却装置80は、第1ダクト部81、第2ダクト部82、及び集合ダクト部86からなるダクト83と、吸気ファン84とを備えている。
【0048】
第1ダクト部81及び第2ダクト部82は、上下に重ねられて互いに並行するように配置されており、第1ダクト部81及び第2ダクト部82が隔壁85により区分されている。第1ダクト部81及び第2ダクト部82の内側には、電子部品等を搭載したそれぞれの基板56、57が配置されている。
【0049】
吸気ファン84は、隔壁85の延長線上の位置にあって、集合ダクト部86の空気吸入口86aに設けられている。集合ダクト部86は、空気吸入口86aから第1ダクト部81の側壁及び第2ダクト部82の側壁へと延在して、吸気ファン84から吹き出した空気を第1ダクト部81の開口部81a及び第2ダクト部82の開口部82aへと均等に導く。
【0050】
また、第1ダクト部81の空気排出口81b及び第2ダクト部82の空気排出口82bに対向する筐体7の側壁7aの部位に、換気口91並びにルーバー92が設けられている。
【0051】
このような第2比較例の冷却装置80では、吸気ファン84により吸引された空気が、集合ダクト部86を通じて、矢印C1、C2で示すように第1ダクト部81の開口部81a及び第2ダクト部82の開口部82aへと導かれ、各開口部81a、82aに同量の空気がそれぞれ吹き込まれる。そして、矢印C1で示す流れの空気が、第1ダクト部81の内側の基板56上の電子部品を冷却してルーバー92を通じて排出され、同時に矢印C2で示す流れの空気が、第2ダクト部82の内側の基板57上の電子部品を冷却してルーバー92を通じて排出される。従って、基板56上の電子部品及び基板57上の電子部品が略均等に冷却される。
【0052】
ところが、単一の吸気ファン84により吸引された空気を、第1ダクト部81と第2ダクト部82とに二分するため、それぞれのダクト部81、82を流れる空気の量が少なく、よって各基板56、57上の電子部品の冷却効果が低い。
【0053】
そこで、吸気ファン84を2つに増やすことが考えられるが、この場合は、部品点数の増加及びコストの上昇を招く。また、吸気ファン84を大型化することが考えられるが、この場合は、消費電力の増大及びコストの上昇を招く。
【0054】
これに対して第1及び第2実施形態では、吸気ファン54(又は62)により、空気の流れ方向上流側の基板56上の電子部品を効果的に冷却することができると共に、外気導入開口部52c(又は61d)を通じて取り込まれた空気を、経路絞り部58(又は63)の吹出し口58d(又は63c)から吹き出した空気と合流させ、この合流した空気により、空気の流れ方向下流側の基板57上の電子部品をも効果的に冷却することができる。しかも、吸気ファン54(又は62)を増やす必要がなく、吸気ファン54(又は62)を大型化する必要もない。
【0055】
なお、上記実施形態では、本発明の冷却装置を画像形成装置に適用しているが、他の電子機器にも適用することができる。また、冷却対象物として、基板を例示しているが、他の部材をダクトの内側に配置して冷却してもよい。
【0056】
また、
図1乃至
図3を用いて説明した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成及び処理に限定する趣旨ではない。