JP2017021242A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記憶装置が複数ある場合でも、効率的に冷却できる画像形成装置を提供する。【解決手段】情報を記憶する第１の情報記憶面を有する第１の記憶装置と、情報を記憶する第２の情報記憶面を有する第２の記憶装置と、前記第１の記憶装置と前記第２の記憶装置との間に設けられ、回転軸線の周りに回転することで前記第１の記憶装置及び前記第２の記憶装置の一方から他方の方向へ気流を発生させる冷却ファンとを具備し、前記第１の情報記憶面及び前記第２の情報記憶面は、前記回転軸線と平行であることを特徴とする画像形成装置。【選択図】図８

Description

本発明は、画像データを記憶する大容量記憶装置の冷却機構に関するものである。

複写機の一形態であって、画像読取機能および印刷機能に加えて、通信網を介して他機又は端末と通信して書画をやり取りする書画伝送機能があるデジタル複合機は、近年、カラー化、高速化が進んでいる。それに伴い、大量の画像データを高速に記憶読取を可能とする大容量の記憶装置の必要性が高くなってきている。また、一般的な情報処理システムにおいて、記憶媒体の突発的な破壊、ハードディスク本体の確率的な寿命による記憶情報の喪失等に対する対策として、二つ以上の記憶媒体に対して同一の情報を記憶しておき、他方でそれを補うミラー技術が知られている。デジタル複合機でもこのようなミラーリングシステムが採用されている。

以上のような背景により、記憶装置の大容量化および記憶読取の高速化に伴って、記憶装置から発せられる熱は増加している。また、複数のハードディスクを一つの装置に搭載することが求められている。このため、限られたスペースで効率的に記憶装置を冷却しなければならない。

特開２００７−１５６０９８号公報

このような発熱を抑制するために、一般的にはハードディスクの記憶面を向かい合うように配置して近傍にファンを配置することで、一方向から複数の記憶装置に風を吹きつけることによって冷却を行うものがある。しかし、記憶装置を向かい合うように配置すると、記憶装置を収納する電装ユニットの奥行き方向が厚くなり、配置の自由度が小さくなるという問題がある。

また、特許文献１のように記憶装置の収納ボックス内に気流を作り、通気経路中に記憶装置を配置することで冷却を行うものがある。しかしこの構成では、記憶装置の収納ボックス内全体を冷やすため、熱源である記憶装置を集中的に冷却することはできない。更に、記憶装置が複数の場合は、冷却効果が小さくなってしまう課題があった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、記憶装置が複数ある場合でも、効率的に冷却できる画像形成装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、
情報を記憶する第１の情報記憶面を有する第１の記憶装置と、
情報を記憶する第２の情報記憶面を有する第２の記憶装置と、
前記第１の記憶装置と前記第２の記憶装置との間に設けられ、回転軸線の周りに回転することで前記第１の記憶装置及び前記第２の記憶装置の一方から他方の方向へ気流を発生させる冷却ファンとを具備し、
前記第１の情報記憶面及び前記第２の情報記憶面は、前記回転軸線と平行であることを特徴とする。

本発明では、第１の記憶装置の第１の情報記憶面及び第２の記憶装置の第２の情報記憶面が冷却ファンの回転軸線と平行となるように配置される。このため、冷却ファンにより効率的に第１の記憶装置及び第２の記憶装置を冷却することが可能である。

本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示す模式図である。 図１に示す画像形成装置の斜視図である。 図１に示す画像形成装置の側面図である。 本発明の実施形態の電装ユニットの側面図である。 図４に示す電装ユニットの背面図である。 本発明の実施形態の大容量記憶装置の概略図である 本発明の実施形態の冷却ファンによって起こされる気流の様子を示す電装ユニットの左側面図である。 本発明の実施形態の冷却ファンによって起こされる気流の様子を示す電装ユニットの背面図である。 本発明の実施形態の画像形成装置による冷却効果の実験結果を示す表である。 本発明の他の実施形態の電装ユニットの左側面図である。 図１０に示す電装ユニットの背面図である。 本発明の他の実施形態において、冷却ファン上流の大容量記憶装置を取り外した場合の電装ユニットの背面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の実施形態の画像形成装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施形態は本発明における最良の実施形態の一例であり、本発明はこれら実施形態により限定されるものではない。

図１は本発明に係る画像形成装置Ａの構成を示す模式図である。図１に示す画像形成装置Ａは電子写真式のフルカラーレーザープリンタである。

画像形成装置Ａは、画像形成装置Ａの内部に並設されている画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂによって４色のトナー画像が帯電、露光、現像、転写の各プロセスを経て形成するようになっている。制御部１９はＣＰＵと、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリとを有する。制御部１９は、ホストコンピュータなどの外部装置（不図示）から出力されるプリント指令信号が入力されると、メモリに記憶されている画像形成制御シーケンスに従って画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂを順次動作させる。

画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂにおいて、像担持体としての感光体ドラム１が所定の周速度（プロセススピード）で回転される。駆動ローラ６ａと従動ローラ６ｂとテンションローラ６ｃに掛け渡されている中間転写ベルト７が、駆動ローラ６ａによって感光体ドラム１の回転周速度と対応した周速度で回転される。

そして１色目のイエローの画像形成部Ｐｙにおいて、感光体ドラム１の表面は帯電装置２によって所定の極性・電位に一様に帯電される。次に露光装置３が外部装置（不図示）からの画像情報に基づいて生成したレーザー光を感光体ドラム１の表面に走査露光する。これにより感光体ドラム１の表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。そしてこの潜像が現像装置４によってイエローのトナー（現像剤）を用いて現像され、感光体ドラム１の表面にイエローのトナー画像が形成される。同様の帯電、露光、現像の各工程が、２色目のマゼンタの画像形成部Ｐｍ、３色目のシアンの画像形成部Ｐｃ、４色目のブラックの画像形成部Ｐｂにおいても行われる。

感光体ドラム１の表面に形成された各色のトナー画像は、中間転写ベルト７を挟んで感光体ドラム１と対向配置されている一次転写ローラ８によって中間転写ベルト７の表面上に順次重ねて転写される。これにより中間転写ベルト７の表面上にフルカラーのトナー画像が形成される。トナー画像転写後の感光体ドラム１の表面に残留している転写残トナーがドラムクリーナ５によって除去され、次の画像形成に供される。

一方、給送カセット１０から記録材Ｐが送出ローラ１１により搬送路１２ａを通じてレジストローラ１３に搬送される。次いで記録材Ｐはレジストローラ１３により中間転写ベルト７と２次転写ローラ１４との間の２次転写ニップ部Ｔｎに搬送される。そしてこの２次転写ニップ部Ｔｎで記録材Ｐが挟持搬送され、この搬送過程において２次転写ローラ１４により中間転写ベルト７の表面上のトナー画像が記録材Ｐ上に転写される。中間転写ベルト７の表面に残留している転写残トナーはベルトクリーナ９によって除去され、次の画像形成に供される。

未定着のトナー画像を担持する記録材Ｐは画像担持面を上側にし、その状態で定着装置１５のニップ部に導入される。そして記録材Ｐは定着装置１５のニップ部で挟持搬送されることによってトナー画像が記録材Ｐ上に加熱定着される。記録材Ｐの片面だけに画像を形成する場合、定着装置１５から排出された記録材Ｐは切換フラッパ１６で排出ローラ１７を通して画像形成装置Ａの側面に設けられている排出トレイ１８上に排出される。

記録材Ｐの両面に画像を形成する場合には、定着装置１５から排出された記録材Ｐを切換フラッパ１６で下方の反転搬送路１２ｂに案内する。反転搬送路１２ｂでは、記録材Ｐの後端が反転ポイントＲｐに達したとき記録材Ｐをスイッチバックし画像担持面を上側にし、その状態で両面用搬送路１２ｃに送り出す。両面用搬送路１２ｃにて、記録材Ｐは搬送路１２ａを通じてレジストローラ１３に搬送する。記録材Ｐは、レジストローラ１３で２次転写ニップ部Ｔｎに搬送され、２次転写ニップ部Ｔｎで挟持搬送される。そしてこの搬送過程において２次転写ローラ１４により中間転写ベルト７の表面上のトナーが記録材Ｐ上に転写される。未定着のトナー画像を担持する記録材Ｐは画像担持面を上側にし、その状態で定着装置１５のニップ部に導入される。そして記録材Ｐは定着装置１５のニップ部で挟持搬送されることによってトナー画像が記録材Ｐ上に加熱定着される。定着装置１５から排出された記録材Ｐは切換フラッパ１６で排出ローラ１７を通して排出トレイ１８上に排出される。

なお、画像形成装置Ａ内全体の排気・冷却を行うためのファン１３０が設けられている。

図２は画像形成装置Ａの斜視図である。同図に示すように、画像形成装置Ａの上部に電装ユニット１００が設けられている。

（大容量記憶装置）
次に、本実施形態の画像形成装置における大容量記憶装置２０ａ（第１の記憶装置）、大容量記憶装置２０ｂ（第２の記憶装置）について説明する。

図３は画像形成装置Ａの左側面図である。

同図に示す通り、画像形成装置Ａの上部には電装ユニット１００が搭載されている。電装ユニット１００の筐体（記憶装置用筐体）の内部（記憶装置用筐体内）にリムーバブルハードディスク等の大容量記憶装置２０ａ、２０ｂが配設されている。このように、大容量記憶装置２０ａ、２０ｂは、縦に（重力方向）並べて配設されている。これにより、電装ユニット１００の奥行き方向の厚みを薄くすることができ、配置の自由度が増す構成となっている。

大容量記憶装置２０ａ、２０ｂは、デスクトップパソコンにも使用されている電子データを保存するための大容量の記憶装置で、主に、画像処理プログラム，デジタル画像データおよびデジタル画像データの付帯情報を蓄積することができる。この大容量記憶装置２０ａ、２０ｂにはハードディスクといったディスク状記憶媒体や、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などが含まれる。

大容量記憶装置２０ａ、２０ｂは熱に弱く、発熱により、製品寿命が短くなることや動作不良を起こすという問題が発生する。これは、例えば次のような原因によって起こる。発熱により大容量記憶装置２０ａ、２０ｂの温度が高くなることで、内部のチップがショートしてしまうこと。また、特にハードディスクでは、内部の金属が熱によって膨張し、ヘッドとディスクが干渉して物理的にディスクを傷つけてしまうことなどである。本実施形態では、熱対策として冷却ファン２１による冷却を行っている。

また、一般的な情報処理システムにおいて、記憶媒体の突発的な破壊、ハードディスク本体の確率的な寿命による記憶情報の喪失等に対して以下の方策が取られている。すなわち、２つ以上の記憶媒体に対して同一の情報を記憶しておき、一方で何らかの問題が生じても他方でそれを補うミラーリングが知られている。本実施形態では、大容量記憶装置をハードディスクとし、ハードディスクを２つ使用したミラーリングシステムを採用している。

（冷却ファンと大容量記憶装置の配置）
次に、冷却ファン２１と大容量記憶装置２０ａ、２０ｂの配置について詳しく説明する。
図４は電装ユニット１００の左側面図を示す図である。図５は電装ユニット１００の背面図である。

図６は、大容量記憶装置２０ａ、２０ｂの概略図を示す。同図に示すように、大容量記憶装置２０ａ、２０ｂは、それぞれ、情報が記憶される情報記憶面２０１ａ、２０１ｂを有している。情報記憶面２０１ａ、２０１ｂは、大容量記憶装置２０ａ、２０ｂに内蔵されるモータにより回転される。そして、回転している情報記憶面２０１ａ、２０１ｂの表面をヘッド８０ａ、８０ｂが移動して情報記憶面２０１ａ、２０１ｂの情報記憶位置で情報記憶面２０１ａ、２０１ｂへの情報の記憶、情報記憶面２０１ａ、２０１ｂからの情報の読み出しが行われる。

大容量記憶装置２０ａ、２０ｂには、画像形成装置Ａによって形成された画像の画像情報や、画像形成装置Ａの動作のためのプログラムやデータ等が記録される。

図７は、冷却ファン２１によって起こされる気流の様子を示す電装ユニット１００の左側面図である。図８は、冷却ファン２１によって起こされる気流の様子を示す電装ユニット１００の背面図である。

図７に示すように、冷却ファン２１は、大容量記憶装置２０ａ、２０ｂの間に配置されている。そして、冷却ファン２１は、回転軸線９０の周りにファンが回転可能に設けられ、このファンが回転することで気流を発生する。図７に示すように大容量記憶装置２０ａ、２０ｂの情報記憶面２０１ａ、２０１ｂに対して平行に気流を形成している。また、冷却ファン２１により、大容量記憶装置２０ｂから大容量記憶装置２０ａの方向に気流が生じるように構成されている。また、大容量記憶装置２０ａ、２０ｂは、重力方向に並べて配置されている。すなわち、冷却ファン２１は、重力方向の下から上の方向に気流を生じさせるように構成されている。また、冷却ファン２１の送風面は、冷却ファン２１の回転軸線に直交している。このため、冷却ファン２１の送風面は、情報記憶面２０１ａ、２０１ｂに対して直交する方向となっている。

この構成により、冷却ファン２１の近傍に２つの大容量記憶装置２０ａ、２０ｂが配置することができ、大容量記憶装置２０ａ、２０ｂの表面を通過する気流の風速を大きくすることができる。冷却ファン２１から遠くなるほど冷却ファン２１から発せられる気流は冷却ファン２１の半径方向に広がる。冷却ファン２１から発せられる空気の風量は、冷却ファン２１からの距離によらず一定のため、気流が通る空間の断面積が小さい冷却ファン２１の近傍の風速が大きくなる。この結果、強制対流による熱伝達率を大きく取ることができ、２つの大容量記憶装置２０ａ、２０ｂを冷却ファン２１により効率よく冷却することができる。

また、冷却ファン２１の回転軸線と平行に大容量記憶装置の情報記憶面２０１ａ、２０１ｂを配置することで、情報記憶面２０１ａ、２０１ｂに平行に気流が流れるので、冷却ファン２１の圧力損失が小さくなっている。結果として、冷却ファン２１が起こす気流の風速が大きくなり、これも冷却効果を上げる一因となっている。特に、冷却ファン２１上流での圧力損失が小さくなることで、電装ユニット１００外からフレッシュなエアを効率よく電装ユニット１００に引き込むことができ、冷却効果を更に高めることが可能である。

さらに、大容量記憶装置２０ａ、２０ｂは、重力方向に並べて配置されている。このため、自然対流によっても大容量記憶装置２０ｂから大容量記憶装置２０ａの方向に気流が生じ、冷却ファン２１が発生する気流と合わせて大容量記憶装置２０ａ、２０ｂを冷却することが可能である。

図９は、本実施形態の構成による冷却効果の実験結果を示す表である。同図の表に示すように、大容量記憶装置２０ａ、２０ｂの上側下側共に規格に対して温度を押さえることができている。以上のことから、この構成によって、１つの冷却ファン２１を用いて、熱源である大容量記憶装置２０ａ、２０ｂを２つ同時に効率的に冷却し、熱による記憶装置の不具合を防止することが可能となっている。

＜第２実施形態＞
以下に、本発明の他の実施形態を説明する。なお、第１実施形態と同一の部分には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、以下では、第１実施形態と異なる部分のみを説明する。

図１０は、本実施形態の電装ユニット１００ａを左側面図である。図１１は、電装ユニット１００ａの背面図である。

これらの図に示すように、本実施形態では、冷却ファン２１の下流側に大容量記憶装置２０ａの他に大容量記憶装置２０ａ、２０ｂの制御基板２２が設けられている。これにより、大容量記憶装置２０ａ、２０ｂだけでなく、制御基板２２も冷却ファン２１によって冷却することができる。ここで制御基板２２の平板部２２ａは、冷却ファン２１の回転軸線と平行に配設されており、これにより、冷却ファン２１の気流は平板部２２ａに平行に流れる。従って第１実施形態と同様に、冷却ファン２１が発生させる気流の中でも、風速が大きい場所で制御基板２２を冷却することができ、かつ冷却ファン２１の圧力損失を低減させることができる。

図１２は、冷却ファン２１上流の大容量記憶装置２０ｂを取り外した場合の電装ユニット１００ａの背面図である。

同図に示すように、大容量記憶装置２０ａは、標準で装置本体に取り付いている（装備されている）ものであり、大容量記憶装置２０ｂは、オプションにより追加で搭載可能（装備可能）となっている。すなわち、ユーザが大容量記憶装置２０ｂの追加搭載を行うか選択できる構成となっている。追加搭載を行うことで、ミラーリングシステムを採用し２個の大容量記憶装置２０ａ、２０ｂが使用可能である。つまり、標準の大容量記憶装置２０ａ（ミラーリングされる側）とデータをコピーするミラー側の大容量記憶装置２０ｂ（ミラーリングする側）で構成されている。ここで、標準の大容量記憶装置２０ａは冷却ファン２１の下流に配設されている。

これにより、電装ユニット１００ａ外から得られたフレッシュなエアを標準の記憶装置に吹き付けることで標準の大容量記憶装置２０ａをより効率的に冷却することができる。

また、本実施形態の大容量記憶装置２０ａ、２０ｂはハンドル２３ａ、２３ｂを持って引き出すことで取り外し可能（着脱可能）である。これにより、機密性が求められる大容量記憶装置２０ａ、２０ｂに蓄積される大量の画像データ等を、定期的に本体から抜出し保管することが可能となっている。

なお、上述した第１実施形態の一部及び第２実施形態の一部を適宜組み合わせて実施することも可能である。

Ａ…画像形成装置
２０ａ、２０ｂ…大容量記憶装置
２１…冷却ファン
２２…制御基板
９０…回転軸線
１００…電装ユニット
２０１ａ、２０１ｂ…情報記憶面

Claims (11)

1. 情報を記憶する第１の情報記憶面を有する第１の記憶装置と、
   情報を記憶する第２の情報記憶面を有する第２の記憶装置と、
   前記第１の記憶装置と前記第２の記憶装置との間に設けられ、回転軸線の周りに回転することで前記第１の記憶装置及び前記第２の記憶装置の一方から他方の方向へ気流を発生させる冷却ファンとを具備し、
   前記第１の情報記憶面及び前記第２の情報記憶面は、前記回転軸線と平行であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１の記憶装置及び前記第２の記憶装置は、重力方向に並べられて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記気流は、重力方向の下から上に向かう方向であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記冷却ファンの送風面は、前記第１の情報記憶面と前記第２の情報記憶面と直交する方向であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記第１の記憶装置及び前記第２の記憶装置を制御する制御基板が前記気流の下流側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御基板は、前記回転軸線と平行となるように配置されていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記第１の記憶装置、前記第２の記憶装置、前記冷却ファン及び前記制御基板は、前記画像形成装置に設けられた記憶装置用筐体内に設けられていることを特徴とする請求項５又は請求項６の何れか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記第２の記憶装置は、前記第１の記憶装置のミラーリングをすることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記第１の記憶装置は、前記画像形成装置に標準で前記冷却ファンの下流に装備され、前記第２の記憶装置は、前記画像形成装置にオプションで前記冷却ファンの上流に装備されるものであることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記第１の記憶装置及び前記第２の記憶装置は、前記画像形成装置に着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の画像形成装置。
11. 前記第１の記憶装置及び前記第２の記憶装置は、少なくとも画像に関する情報を記憶することを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の画像形成装置。

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