JP2007156098A - 電子機器の冷却構造・画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ファンモータの個数や風量を増やすことなく、全体的な冷却効率の向上を図ることができる電子機器の冷却構造を提供する。
【解決手段】筐体５１内に設けられた電子機器としてのハードディスク装置５２は、ハードディスク装置側固定部材５７と筐体側固定部材５８とにより筐体５１に固定されている。ハードディスク装置側固定部材５７と筐体側固定部材５８にはそれぞれ上下方向に位置がずれた通風孔が形成されており、吸気口５４から入ってハードディスク装置５２に当たった空気は熱を吸収し、通風孔によりハードディスク装置５２から離れるように偏向され、排気口５５から排気ファンモータ５６により排出される。
【選択図】図２

Description

本発明は、筐体内に収容された制御基板やハーネス、ハードディスク装置、磁気ディスク等の電子機器（電子部品の概念を含む）を冷却する電子機器の冷却構造及びこれを有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置に関する。

例えば、データの記録再生に用いられるハードディスク装置と、システムの制御を行う制御基板と、外部へのアクセスを行うインターフェイス等からなる電子機器を筐体内に収容した記憶装置（ディスク装置）では、ドライブモータや基板を熱源として熱が発生し、内部に熱がこもって電子機器の動作に悪影響を与える。
この熱影響を抑制するために、筐体内に外気を取り込んで電子機器に接触させて冷却することが行われている。例えば、筐体に複数の吸気口を形成して筐体内に気流がまばらに入る構成とし、発熱した空気を排気用ファンモータにより排出するようになっている。
冷却効率を高めるために、ファンモータの個数を増やして風量を大きくするといった対策も採られている。
特許文献１には、ハードディスク装置のドライブ部とこれを制御するパッケージ部との間、該パッケージ部と筐体の側板との間にそれぞれ隙間を設け、これらの隙間に吸気口から流入した外気を通して冷却する構成が開示されている。

特開２０００−２８５６６７号公報 特開平６−１３９７６７号公報 特開平７−３２０４７７号公報

ファンモータの個数を増やして風量を大きくすることは、冷却効率を高める対策としては容易な手法であるが、騒音が大きくなるとともに消費電力の増加を来たす。
特許文献１に開示された構成では、気流との接触面積を増大させることができるので、冷却効率を高めることができる。
しかしながら、熱を奪って暖められた空気をそのまま隙間に沿って下流側（排気口）へ直線的に流す構成であるので、下流側では昇温した空気が流れ、上流側でしか冷却効率の向上が望めないという懸念があった。

本発明は、ファンモータの個数や風量を増やすことなく、全体的な冷却効率の向上を図ることができる電子機器の冷却構造及びこれを有する画像形成装置の提供を、その目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、筐体内を流れる気流により該筐体内に設けられた電子機器を冷却する電子機器の冷却構造において、上記電子機器に当たった気流を該電子機器から離れる方向へ導く気流偏向部材を設け、気流を偏向して排気することを特徴とする。
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電子機器の冷却構造において、上記気流偏向部材が、上記電子機器を上記筐体に固定するための電子機器側固定部材と、これに対応する筐体側固定部材とを有し、上記電子機器側固定部材と上記筐体側固定部材のそれぞれに通風孔が形成され、これらの通風孔は偏芯していることを特徴とする。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の電子機器の冷却構造において、上記筐体が吸気口と排気口とを有し、上記電子機器は上記吸気口から流入した気流が直接当たるように配置され、上記排気口には強制排気するための排気手段が設けられていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明では、画像形成装置において、請求項１乃至３のうちのいずれかに記載の電子機器の冷却構造を有することを特徴とする。

本発明によれば、ハードディスク装置等の電子機器で発生した熱を吸収した空気を電子機器から離れる方向に導いて排気するようにしたので、熱を吸収して暖められた気流の滞留を抑制でき、排気ファンモータの個数や風量を増やすことなく冷却効率を高めることができる。

以下、本発明の第１の実施形態を図１乃至図４に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて本実施形態における画像形成装置（カラー複写機）の構成の概要を説明する。中間転写ユニット１０の未定着像担持体としての中間転写ベルト８の下面に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋが並設されている。画像形成装置本体１００に設置される４つの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外はほぼ同一構造である。
作像部６は、像担持体としての感光体ドラム１と、感光体ドラム１の周囲に配設された帯電手段（不図示）、現像装置５、クリーニング手段（不図示）等で構成されている。感光体ドラム１上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）が行われ、感光体ドラム１上に所望のトナー像が形成される。
作像部６を構成する、感光体ドラム１、帯電手段、現像装置５、クリーニング手段は、それぞれ、画像形成装置本体１００に対して着脱自在に設置できるように構成されている。これらを一体化して、画像形成装置本体１００に着脱自在に設置されるプロセスカートリッジとすることもできる。

感光体ドラム１は、図示しない駆動源によって時計回り方向に回転駆動され、帯電手段の位置で、不図示の帯電ローラにより感光体ドラム１の表面が一様に帯電される（帯電工程）。
その後、感光体ドラム１の表面は、不図示の露光手段から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成される。
その後、感光体ドラム１の表面は、現像装置５との対向位置に達し、この位置で静電潜像が現像されて、所望のトナー像が形成される（現像工程）。
その後、感光体ドラム１の表面は、中間転写ベルト８及び１次転写バイアスローラ９との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（１次転写工程）。このとき、感光体ドラム１上には、僅かながら未転写トナーが残存する。

その後、感光体１の表面は、クリーニング手段との対向位置に達し、この位置で感光体ドラム１上に残存した未転写トナーが不図示のクリーニングブレードによって回収される（クリーニング工程）。クリーニング後感光体ドラム１の表面は不図示の除電ローラにより電位を初期化される。
こうして、感光体ドラム１上で行われる一連の作像プロセスが終了する。

上述した作像プロセスは、４つの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋでそれぞれ行われる。すなわち、作像部の下方に配設された不図示の露光手段（光書き込み装置）から、画像情報に基づいたレーザ光が、各作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋの感光体ドラム上に向けて照射される。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。

４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋはそれぞれ、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋにはトナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。
中間転写ベルト８は、反時計回り方向に走行して、各１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。

その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、２次転写手段としての２次転写ローラ１９との対向位置に達する。中間転写ベルト８上に形成されたカラートナー像は、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体としての転写紙Ｐ上に転写される。
こうして、中間転写ベルト８上で行われる、一連の転写プロセスが終了する。
画像形成装置本体１００の下部に配設された給紙部２６には転写紙Ｐが複数枚重ねて収納されており、給紙コロ２７により１枚ずつ分離されて給紙される。給紙された転写紙Ｐはレジストローラ対２８で一旦停止され、斜めずれを修正された後レジストローラ対２８により所定のタイミングで２次転写ニップに向けて搬送される。そして、２次転写ニップにおいて転写紙Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。

２次転写ニップの位置でカラー画像を転写された転写紙Ｐは、定着装置２０へ搬送され、ここで、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像を定着される。
定着を終えた転写紙Ｐは、排紙ローラ対２９により、装置本体上面に形成された排紙部３０へ出力画像として排出され、スタックされる。

画像形成装置本体１００の内部には、複写機を制御する電子機器の冷却構造としてのコントローラユニット５０が設けられている。画像形成装置本体１００の内部におけるコントローラユニット５０の設置位置は図示した位置に限定される趣旨ではなく、内部のスペースを効率的に使用して適宜配置される。また、画像形成装置本体１００の外面に設置してもよい。

図２に示すように、コントローラユニット５０は、ボックス形状をなす筐体５１と、筐体５１内に収容された電子機器としての単体のハードディスク装置５２、基板類５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ等を有している。図２は、筐体５１の前面カバーを取り外した状態を示している。
筐体５１の上面には外気を取り込むための吸気口５４が設けられているとともに、下面には排気口５５及び排気手段としての排気ファンモータ５６が設けられている。吸気口５４にはゴミ等の侵入を防止するフィルタを設けてもよい。
吸気口５４から入る外気量を安定させるため、筐体５１には吸気口５４と排気口５５以外にはほとんど通気穴は設けられておらず、これらを除いては気密状態に構成されている。従って、筐体５１内に入り込む空気を効率的にハードディスク装置５２へ流す構成となっている。

ハードディスク装置５２は、吸気口５４から流入した外気が直接効果的に当たるように、吸気口５４の近傍のほぼ真下に配置されており、気流偏向部材としてのハードディスク装置側固定部材（電子機器側固定部材）５７と、同じく気流偏向部材としての筐体側固定部材５８とにより筐体５１に固定されている。
ハードディスク装置５２とハードディスク装置側固定部材５７との間、ハードディスク装置側固定部材５７と筐体側固定部材５８との間、筐体側固定部材５８と基板類５３Ｂとの間はそれぞれ間隔を有しており、気流通過可能となっている。

ハードディスク装置側固定部材５７と筐体側固定部材５８にはそれぞれ通風孔５７ａ、５８ａが複数形成されている。これらの通風孔５７ａ、５８ａは、ハードディスク装置側固定部材５７と筐体側固定部材５８の固定機能を損なわない範囲で形成されている。
筐体側固定部材５８は、上下に略水平に延びる折り曲げ片５９、６０を有しており、これらの折り曲げ片５９、６０には外気の気流通過の抵抗を低減するために通気孔５９ａ、６０ａが形成されている。
通風孔５７ａ、５８ａは、図４に示すように、孔中心が互いに上下方向にずれた偏芯態様で配置されている。

排気ファンモータ５６が動作すると、吸気口５４より外気が流入し、最も温度が低い空気がハードディスク装置５２に当たってハードディスク装置５２を冷却する。
ハードディスク装置５２に当たった空気はハードディスク装置５２からの熱を吸収し、図４に矢印で示すように、通風孔５７ａと通風孔５８ａを、ハードディスク装置５２から離れるように斜めに偏向されて流れ、図１に矢印で示すように、排気口５５へ向かって流れて排出される。
通風孔５７ａと通風孔５８ａが偏芯しているので、空気は下流側の筐体側固定部材５８の通風孔５８ａ周囲面の熱を高効率で吸収し、排気口５５へ向かう。
上記構成により、ハードディスク装置側固定部材５７及び筐体側固定部材５８に対する外気との接触面積が大きくなり、冷却効率が高められるとともに、熱を吸収した空気、すなわち冷却能力が低下した空気はハードディスク装置５２から離れるように効率的に排出されるので、冷却通路における暖められた空気の留まりが少なく、筐体５１の内部における電子機器の冷却効率を高めることができる。

本実施形態ではハードディスク装置側固定部材５７と筐体側固定部材５８の通風孔５７ａ、５８ａを部材面に対して略直角に形成したが、図５に示すように、斜めに形成してもよい（第２の実施形態）。このようにした場合、空気の流れがスムーズになるとともに、通風孔を流れる空気流の音を低減できる。
上記実施形態では気流偏向部材を２つの部材（ハードディスク装置側固定部材５７、筐体側固定部材５８）で構成したが、図６に示すように、１つの板状の気流偏向部材６１を設け、斜めに空気流を偏向する通風孔６１ａを形成してもよい（第３の実施形態）。この場合にも気流偏向部材６１はハードディスク装置５２の固定部材を兼ねる構成としてもよい。
図７に示すように、厚みの大きい気流偏向部材６２を設け、その厚みを利用して斜めに空気流を偏向する通風孔６２ａを形成してもよい（第４の実施形態）。この場合にも気流偏向部材６２はハードディスク装置５２の固定部材を兼ねる構成としてもよい。

本発明の第１の実施形態における画像形成装置の概要構成図である。 電子機器の冷却構造としてのコントローラユニットの斜視図である。 空気の流れを示す斜視図である。 通風孔での空気の偏向流れを示す断面図である。 第２の実施形態における通風孔での空気の偏向流れを示す断面図である。 第３の実施形態における通風孔での空気の偏向流れを示す断面図である。 第４の実施形態における通風孔での空気の偏向流れを示す断面図である。

符号の説明

５１ 筐体
５２ 電子機器としてのハードディスク装置
５４ 吸気口
５５ 排気口
５６ 排気手段としての排気ファンモータ
５７ 気流偏向部材としてのハードディスク装置側固定部材
５８ 気流偏向部材としての筐体側固定部材

Claims (4)

1. 筐体内を流れる気流により該筐体内に設けられた電子機器を冷却する電子機器の冷却構造において、
   上記電子機器に当たった気流を該電子機器から離れる方向へ導く気流偏向部材を設け、気流を偏向して排気することを特徴とする電子機器の冷却構造。
2. 請求項１に記載の電子機器の冷却構造において、
   上記気流偏向部材が、上記電子機器を上記筐体に固定するための電子機器側固定部材と、これに対応する筐体側固定部材とを有し、上記電子機器側固定部材と上記筐体側固定部材のそれぞれに通風孔が形成され、これらの通風孔は偏芯していることを特徴とする電子機器の冷却構造。
3. 請求項１又は２に記載の電子機器の冷却構造において、
   上記筐体が吸気口と排気口とを有し、上記電子機器は上記吸気口から流入した気流が直接当たるように配置され、上記排気口には強制排気するための排気手段が設けられていることを特徴とする電子機器の冷却構造。
4. 請求項１乃至３のうちのいずれかに記載の電子機器の冷却構造を有する画像形成装置。
   

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