JP2011216545A - 基板冷却装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却効果を従来よりも向上させる。
【解決手段】複数のフィン部材によって構成され、基板上の実装部品の熱を放熱するように取り付けられた放熱フィンと、送風するファンとを具備する基板冷却装置であって、風路入口と風路出口とをつなぐ直線上に前記ファンが配置され、前記ファンと前記風路出口とをつなぐ直線に前記フィン部材が沿うように前記放熱フィンが前記基板上に配置されている
【選択図】図１

Description

本発明は、基板冷却装置及び画像形成装置に関する。

近年、複写機や情報処理装置などの精密機器においては、様々な電子部品を搭載する一方、装置全体の小型化が常に求められている。例えば、複写機においては、従来からの複写の機能だけでなく、取り込んだ画像データを蓄積する画像蓄積機能を搭載されたものが提案されている。また、搭載される電子部品の多くは稼動に伴い発熱し、稼動中にあっては常に効率良く冷却する必要がある。このため、冷却ファンなどによってこれら電子部品を強制冷却している。例えば、下記特許文献１には、プロセスカートリッジと電気的接続を行うための接点部材がホルダカバーで保持するように電装基板に取り付けられ、冷却ファンによる前記電装基板上への送風を分割するエアダクトが前記ホルダカバーに設けられた画像形成装置が開示されている。また、下記特許文献２には、電装基板上に、冷却ファンから空気流路を介して流通する空気を２方向に分岐するための壁が設けられた画像形成装置が開示されている。

特開２００２−１８２５４５号公報 特開２００６−４７７７３号公報

ところで、上記従来技術では、基板冷却効果を考慮せずパターン設計が行われていたので、部品が気流の通り道に存在している場合、当該部品が邪魔をして、冷却必要部に風が流れずに十分な冷却効果がえられないことがあった。このようになってしまうと、冷却必要部の電子部品は、熱により異常が発生していた。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、冷却効果を従来よりも向上させることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、基板冷却装置に係る第１の解決手段として、複数のフィン部材とフィン部材が取り付けられた板部から構成され、基板上の実装部品の熱を放熱するように取り付けられた放熱フィンと、送風するファンとを具備する基板冷却装置であって、風路入口と風路出口とをつなぐ直線上に前記ファンが配置され、前記ファンと前記風路出口とをつなぐ直線に前記フィン部材が沿うように前記放熱フィンが前記基板上に配置されているという手段を採用する。

本発明では、基板冷却装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記ファンによって生じた気流が前記放熱フィンのフィン部材に沿って流れるように前記ファンの送風口の向きが調整されているという手段を採用する。

本発明では、基板冷却装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記放熱フィンの前記板部を用いてダクトが形成されているという手段を採用する。

本発明では、基板冷却装置に係る第４の解決手段として、複数のフィン部材とフィン部材が取り付けられた板部から構成され、基板上の実装部品の熱を放熱するように取り付けられた放熱フィンを具備する基板冷却装置であって、前記基板を所定の場所に保持する板部材からなる基板保持部材を具備し、基板保持部材を用いてダクトを形成し、前記ダクトの風路入口と風路出口とをつなぐ直線に前記フィン部材が沿うように前記放熱フィンが前記基板上に配置されているという手段を採用する。

本発明では、基板冷却装置に係る第５の解決手段として、複数のフィン部材とフィン部材が設けられた板部から構成され、基板上の実装部品の熱を放熱するように取り付けられた放熱フィンと、送風するファンとを具備する基板冷却装置であって、前記放熱フィンが取り付けられた前記基板の同一面に実装された実装部品によりダクトが形成されるという手段を採用する。

さらに、本発明では、画像形成装置に係る第１の解決手段として、上記第１〜５のいずれかの解決手段を採用する基板冷却装置を用いて基板上の実装部品が冷却されるという手段を採用する。

本発明によれば、放熱フィンとファンとの間に遮るものがないので、ファンによる冷却風が、放熱フィンを通過する。これにより、本発明では、基板を効率よく冷却することができる。

本発明の第１実施形態に係る基板冷却装置基板Ａの平面図（ａ）及び斜視図（ｂ）を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る基板冷却装置基板Ａの放熱フィン１の断面図である。 本発明の第１実施形態に係る基板冷却装置基板Ａの第１の変形例を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る基板冷却装置基板Ａの第２の変形例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る基板冷却装置基板Ｂを示す図である。 本発明の第３実施形態に係る基板冷却装置基板Ｃを示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
第１実施形態に係る基板冷却装置Ａは、複合機（画像形成装置）などの電子機器の内部の電子基板において用いられ、基板ＰＢの冷却機構である。基板ＰＢは、矩形状の多層基板であり、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁体を基材として各層に信号パターン、グランドパターン及び電源パターンが形成されている。基板ＰＢの表面（図１に示す基板ＰＢの逆面）には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの実装部品が実装されている。

基板冷却装置Ａは、図１に示すように、放熱フィン１、ファン２、風路入口３及び風路出口４を備えている。
放熱フィン１は、図２に示すように板部１ａと、基板ＰＢ上の実装部品の熱を放熱するように板部１ａに設けられた複数のフィン部材１ｂとから構成されており、周囲の空気に伝熱することで基板ＰＢの熱を放熱する。この放熱フィン１は、図１に示すように、フィン部材１ｂがファン２と風路出口４とをつなぐ直線に沿うように基板ＰＢの実装面に配置されている。ファン２は、送風により放熱フィン１の放熱を促進するものであり、風路入口３と風路出口４とをつなぐ直線上に配置されており、風路入口３から吸引した空気を放熱フィン１に向けて送風する。風路入口３は、空気流路の入口である。風路出口４は、空気流路の出口である。

次に、基板冷却装置Ａの作用について説明する。
まず、基板冷却装置Ａが搭載されている複合機を稼動させ、基板ＰＢ上のＣＰＵ及びＡＳＩＣなどの実装部品の制御処理によって画像形成が実行される。複合機の稼動に伴って基板ＰＢの実装部品であるＣＰＵ及びＡＳＩＣが発熱すると、ファン２が風路入口３から吸引した空気を放熱フィン１のフィン部材１ｂに向かって送風する。ファン２が送風すると、フィン部材１ｂを通過した冷却風は、風路出口４から抜けていく。このように、基板冷却装置Ａでは、放熱フィン１とファン２との間に遮るものがないので、ＣＰＵやＡＳＩＣなどの実装部品が設けられた面に設けられた放熱フィン１を冷却風が通過して、実装部品を効率よく冷却することができる。

次に、第１実施形態に係る基板冷却装置Ａの第１の変形例について図３を参照して説明する。
基板冷却装置Ａでは、ファン２として例えば、シロッコファンを用いる場合には、ファン２による気流が放熱フィン１のフィン部材１ｂに沿って流れるようにファン２の送風口の向きが調整されている。すなわち、シロッコファンでは送風口に対して風の向きが傾いていることが多いために、送風口がフィン部材１ｂに平行になるように配置した場合に、フィン部材１ｂに風が当たらないので、図３に示すようにフィン部材１ｂに風が当たるようにファン２の送風口の向きが調整されている。このように、フィン部材１ｂに風が当たるように放熱フィン１の送風口の向きが調整されているために、基板ＰＢを効率よく冷却することができる。

次に、第１実施形態に係る基板冷却装置Ａの第２の変形例について図４を参照して説明する。
基板冷却装置Ａでは、放熱フィン１の板部１ａを用いてダクトが形成されている。すなわち、図４に示すように、板部１ａの向きが揃うとともに風路入口３から風路出口４にかけての方向に直線的に並ぶように放熱フィン１が基板ＰＢ上に配置されている。これにより、板部１ａにより気流の流れが風路入口３から風路出口４にかけての方向に制限されているために、気流が拡散せずに基板ＰＢを効率よく冷却することができる。

以上説明したように、第１実施形態に係る基板冷却装置Ａでは、放熱フィン１とファン２との間に遮るものがないので、ファン２による冷却風が、ＣＰＵやＡＳＩＣなどの実装部品が設けられた面の裏面に設けられた放熱フィン１を通過する。これにより、基板冷却装置Ａでは、実装部品より熱せられた基板ＰＢ上の実装部品を効率よく冷却することができる。

〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態について図５を参照して説明する。
第２実施形態に係る基板冷却装置Ｂは、ファン２を備えないとともに基板保持部材５を備える点において上記第１実施形態の基板冷却装置Ａと相違する。したがって、基板冷却装置Ｂにおいて第１実施形態の基板冷却装置Ａと同一の機能構成要素には同一符号を付し、説明を省略する。

基板保持部材５は、基板ＰＢを複合機の内部における所定の場所に保持するものであり、図５に示すように、基板ＰＢの縁辺に基板ＰＢの対して垂直な壁部が立設された箱状部材から構成されている。それらの壁部の１つには風路入口３が形成され、それに対向する壁部には風路出口４が形成されている。箱状部材の開口部には図示しないカバー部材が取り付けられる。この基板保持部材５がネジなどにより複合機の内部における所定の場所に固定され、それにより基板ＰＢが装置本体に取り付けられる。基板冷却装置Ｂでは、図５に示すように、この基板保持部材５によりダクトが形成され、風路入口３から当該ダクトに流入した空気が風路出口４から抜ける構造になっており、放熱フィン１のフィン部材１ｂが風路入口３と風路出口４とをつなぐ直線に沿うように基板ＰＢの実装面に配置されている。

次に、基板冷却装置Ｂの作用について説明する。
まず、基板冷却装置Ｂが搭載されている複合機を稼動させ、基板ＰＢ上のＣＰＵ及びＡＳＩＣなどの実装部品の制御処理によって画像形成が実行されると、複合機の稼動に伴って基板ＰＢの実装部品であるＣＰＵ及びＡＳＩＣは発熱する。その際、当基板保持部材５からなるダクトに風路入口３から流入した空気がフィン部材１ｂに向かって流れ、放熱フィン１が放熱することで、実装部品により熱せられた放熱フィン１が冷却される。基板冷却装置Ｂでは、基板保持部材５によりダクトが形成され、気流の流れが風路入口３から風路出口４にかけての方向に制限されているために、気流が拡散せずに基板ＰＢを効率よく冷却することができる。

以上説明したように、第２実施形態に係る基板冷却装置Ｂでは、基板保持部材５によりダクトが形成され、気流の流れが風路入口３から風路出口４にかけての方向に制限されているため、気流が拡散しないので、実装部品より熱せられた基板ＰＢを効率よく冷却することができる。

以上、本発明の第２実施形態について説明したが、本発明は上記第２実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
上記第２実施形態では、ファンを設置していないが、第１実施形態と同様に、ファンを放熱フィン１と風路入口３との間に設置し、ファンに放熱フィン１に向けて冷却風を送風させるようにしてもよい。また、基板ＰＢに電磁波を発生する部品が搭載されている場合は、基板保持部材５を電磁波をシールドする部材で形成することも可能である。

〔第３実施形態〕
次に、第３実施形態について図６を参照して説明する。
第３実施形態に係る基板冷却装置Ｃは、ファン２を備えないとともに放熱フィン１とＣＰＵ及びＡＳＩＣなどの実装部品６とを同一面に配置する点において第1実施形態及と相違する。したがって、基板冷却装置Ｃにおいて第1実施形態と同一の機能構成要素には同一符号を付し、説明を省略する。

基板冷却装置Ｃでは、基板ＰＢのＣＰＵ及びＡＳＩＣなどの実装部品６と同一面上に放熱フィン１が配置されている。実装部品６は、ＣＰＵやＡＳＩＣなどの電子部品であり、基板ＰＢの信号ラインなどの各種ラインに接続されている。基板冷却装置Ｃでは、図６に示すように、この実装部品６によりダクトが形成され、風路入口３から当該ダクトに流入した空気が風路出口４から抜ける構造になっており、放熱フィン１のフィン部材１ｂが風路入口３と風路出口４とをつなぐ直線に沿うように基板ＰＢ上に配置されている。

次に、基板冷却装置Ｃの作用について説明する。
まず、基板冷却装置Ｃが搭載されている複合機を稼動させ、基板ＰＢ上のＣＰＵ及びＡＳＩＣなどの実装部品６の制御処理によって画像形成が実行されると、複合機の稼動に伴って基板ＰＢの実装部品６であるＣＰＵ及びＡＳＩＣは発熱する。その際、実装部品６からなるダクトに風路入口３から流入した空気がフィン部材１ｂに向かって流れ、放熱フィン１が放熱することで、実装部品６により熱せられた放熱フィン１が冷却される。基板冷却装置Ｃでは、実装部品６によりダクトが形成され、気流の流れが風路入口３から風路出口４にかけての方向に制限されているために、気流が拡散せずに基板ＰＢ上の実装部品を効率よく冷却することができる。

以上説明したように、第３実施形態に係る基板冷却装置Ｃでは、実装部品６によりダクトが形成され、気流の流れが風路入口３から風路出口４にかけての方向に制限されているため、気流が拡散しないので、実装部品より熱せられた放熱フィン１を効率よく冷却することができる。

以上、本発明の第３実施形態について説明したが、本発明は上記第３実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
上記第３実施形態では、ファンを設置していないが、第１実施形態と同様に、ファンを放熱フィン１と風路入口３との間に設置し、ファンに放熱フィン１に向けて冷却風を送風させるようにしてもよい。

Ａ，Ｂ，Ｃ…基板冷却装置、ＰＢ…基板、１…放熱フィン、１…放熱フィン、１ａ…板部、１ｂ…フィン部材、２…ファン、３…風路入口、４…風路出口、５…基板保持部材、６…実装部品

Claims (6)

1. 複数のフィン部材とフィン部材が取り付けられた板部から構成され、基板上の実装部品の熱を放熱するように取り付けられた放熱フィンと、送風するファンとを具備する基板冷却装置であって、
   風路入口と風路出口とをつなぐ直線上に前記ファンが配置され、前記ファンと前記風路出口とをつなぐ直線に前記フィン部材が沿うように前記放熱フィンが前記基板上に配置されていることを特徴とする基板冷却装置。
2. 前記ファンによって生じた気流が前記放熱フィンのフィン部材に沿って流れるように前記ファンの送風口の向きが調整されていることを特徴とする請求項１に記載の基板冷却装置。
3. 前記放熱フィンの前記板部を用いてダクトが形成されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の基板冷却装置。
4. 複数のフィン部材とフィン部材が取り付けられた板部から構成され、基板上の実装部品の熱を放熱するように取り付けられた放熱フィンを具備する基板冷却装置であって、
   前記基板を所定の場所に保持する板部材からなる基板保持部材を具備し、基板保持部材を用いてダクトを形成し、前記ダクトの風路入口と風路出口とをつなぐ直線に前記フィン部材が沿うように前記放熱フィンが前記基板上に配置されていることを特徴とする基板冷却装置。
5. 複数のフィン部材とフィン部材が取り付けられた板部から構成され、基板上の実装部品の熱を放熱するように取り付けられた放熱フィンと、送風するファンとを具備する基板冷却装置であって、
   前記放熱フィンが設けられた前記基板の同一面に実装された実装部品によりダクトが形成されることを特徴とする基板冷却装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の基板冷却装置を用いて基板が冷却されることを特徴とする画像形成装置。
   
   
   

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