(57)【要約】【課題】ファンによって発生した空気流がルーバーを通過する際の風切り音を簡易な構成で低減することできる電子機器の冷却機構及びそれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】第１ルーバー２３の第１開口部２４は、軸流ファン３３の回転方向Ａの上流側から下流側に延び回転方向Ａの下流側が上流側に対して軸流ファン３３の回転中心Ｏ側に接近して形成される開口からなる。第２ルーバー２７の第２開口部２８は、第１開口部２４に対して回転中心Ｏから略同一の半径方向に位置し同一形状の開口で形成され、第１開口部２８に対して回転方向Ａに所定角度αだけ下流側に配置される。第１及び第２開口部２４、２８の各個数をｎ、軸流ファン３３の羽根の直径をＬ、軸流ファン３３の羽根の傾斜角をθ、第１ルーバー２３から第２ルーバー２７までの回転軸Ｘ方向の距離をＥで表すとき、−π/２ｎ＋Ｅ/Ｌｃｏｓθ ＜α＜π/２ｎ＋Ｅ/Ｌｃｏｓθの関係を満たす。【選択図】図３
2013205691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の空気を装置本体内に吸引するか、或いは装置本体内の空気を外部に排出する軸流ファンと、
該軸流ファンにより発生する空気流を整流する複数の第１開口部を有する第１ルーバーと、
該第１ルーバーに対して前記装置本体の外側にて前記軸流ファンの回転軸方向に重なるように対向し、前記軸流ファンにより発生する空気流を整流する前記第１開口部と同数の第２開口部を有する第２ルーバーと、を備える電子機器の冷却機構であって、
前記第１開口部は、前記軸流ファンの回転方向の上流側から下流側に延び回転方向の下流側が上流側に対して前記軸流ファンの回転中心側に接近して形成される円弧状の開口からなり、
前記第２開口部は、前記第１開口部に対して回転中心から略同一の半径方向の位置にて同一形状の開口で形成され、前記第１開口部に対して回転方向に所定角度αだけ下流側に配置されており、
前記第１及び第２開口部の各個数をｎ、前記軸流ファンの羽根の直径をＬ、前記軸流ファンの羽根の傾斜角をθ、前記第１ルーバーから前記第２ルーバーまでの回転軸方向の距離をＥで表すとき、
−π/２ｎ＋Ｅ/Ｌｃｏｓθ ＜α＜π/２ｎ＋Ｅ/Ｌｃｏｓθ
の関係を満たすことを特徴とすることを特徴とする電子機器の冷却機構。
【請求項２】
前記第１ルーバーは電装基板が収納された電装ボックスに形成され、前記第２ルーバーは装置本体の外装カバーに形成されることを特徴とする請求項１に記載の電子機器の冷却機構。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電子機器の冷却機構を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル複写機、レーザープリンター等ＯＡ機器や家電製品等の電子機器内で発熱する部材の冷却機構及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やパーソナルコンピューター、テレビなどの電子機器においては、複数の電子部品を基板上に実装した各種の電装基板が用いられる。このような電装基板上の電子部品は、電磁波の影響を受けると誤作動するおそれがある。この電磁波ノイズの影響を回避する対策として、電磁波ノイズを遮断する金属製の電装ボックス内に電装基板を収納する方法が採用されている。
【０００３】
一方、電装基板は、一般に電子機器の動作に伴い発熱することから、発熱による電子部品の劣化や破損が生じないように冷却機構を設ける必要がある。そこで、電装ボックス内に収納された電装基板を冷却する技術が種々提案されている。例えば特許文献１には、電源ユニットに隣接して両面給紙ユニットを設置する場合に、両面給紙ユニットには、電源ユニットの通気口に対向する位置に冷却ファンを設置し、且つ、電源ボックスに外気を取り込むための吸気口、及び吸い込んだ空気を排出する排気口を設ける構成が開示されている。
【０００４】
しかし、ファンを用いて電装基板の冷却を行う場合、冷却ファンによる空気流が通気口を通過する際の騒音（風切り音）が発生する。近年、騒音軽減の要求が高まっており、騒音要因の一つである風切り音の対策が重要となっているが、特許文献１記載の方法では風切り音を低減することはできなかった。
【０００５】
そこで、空気流が通気口を通過する際の風切り音を低減する方法が提案されており、特許文献２には、排気ファンを冷却風路の延長上に設置することで電源ユニット内のメイン冷却風路を直線的にする技術が開示されており、排気ファンの外面を覆う排気ルーバーを同心円状の開口にすることで、通紙部における転写材のばたつきを抑え、低騒音化することも記載されている。
【０００６】
また、特許文献３には、軸流ファン近傍に設置されているルーバーの形状を、ファンの軸中心から遠心方向へ開口させるか、或いは軸中心から同心円状にルーバーを開口させることで、排気効率を高めるとともにルーバーで発生する風切り音を低減する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２２７７２４号公報（要約、図３）
【特許文献２】特開平１０−１９８２５６号公報（段落［００２１］、［００２４］、［００２５］、図２）
【特許文献３】特開２００５−１０４９４号公報（要約、図３、図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ファンを用いて電源ボックスに収納された電装基板を冷却する場合、ファンにより装置外部から吸引、或いは装置外部に排出する空気流を、外装カバーと電装ボックスに形成された２つのルーバーを通過させる必要がある。しかしながら、特許文献２、３の方法では、空気流が１つのルーバーを通過する際の風切り音を低減できるものの、空気流が対向する２つのルーバーを順に通過する際の空気流の干渉による風切り音を十分に低減することはできなかった。
【０００９】
なお、ここでは電装ボックスに収納された電装基板の冷却時における風切り音の発生について説明したが、ファンによって発生した空気流が２つの対向するルーバーを順に通過する構成であれば上記と同様の空気流の干渉が発生するため、風切り音対策が必要となる。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑み、ファンによって発生した空気流がルーバーを通過する際の風切り音を簡易な構成で低減することできる電子機器の冷却機構及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために第１の発明の電子機器の冷却機構は、外部の空気を装置本体内に吸引するか、或いは装置本体内の空気を外部に排出する軸流ファンと、該軸流ファンにより発生する空気流を整流する複数の第１開口部を有する第１ルーバーと、該第１ルーバーに対して前記装置本体の外側にて前記軸流ファンの回転軸方向に重なるように対向し、前記軸流ファンにより発生する空気流を整流する前記第１開口部と同数の第２開口部を有する第２ルーバーと、を備える電子機器の冷却機構であって、前記第１開口部は、前記軸流ファンの回転方向の上流側から下流側に延び回転方向の下流側が上流側に対して前記軸流ファンの回転中心側に接近して形成される円弧状の開口からなり、前記第２開口部は、前記第１開口部に対して回転中心から略同一の半径方向の位置にて同一形状の開口で形成され、前記第１開口部に対して回転方向に所定角度αだけ下流側に配置されており、前記第１及び第２開口部の各個数をｎ、前記軸流ファンの羽根の直径をＬ、前記軸流ファンの羽根の傾斜角をθ、前記第１ルーバーから前記第２ルーバーまでの回転軸方向の距離をＥで表すとき、−π/２ｎ＋Ｅ/Ｌｃｏｓθ ＜α＜π/２ｎ＋Ｅ/Ｌｃｏｓθの関係を満たすことを特徴とすることを特徴としている。
【００１２】
また、第２の発明は、上記の電子機器の冷却機構において、前記第１ルーバーは電装基板が収納された電装ボックスに形成され、前記第２ルーバーは装置本体の外装カバーに形成されることを特徴としている。
【００１３】
また、第３の発明は、前記構成の電子機器の冷却機構を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、第１開口部及び第２開口部は同一形状であり、その開口はファンの回転方向の上流側から下流側に延び回転方向の下流側が上流側に対してファンの回転中心側に接近して形成され、さらに第２開口部は第１開口部に対して上記の関係式の位置に配置されることで、負荷抵抗が低くなり、軸流ファンによる空気流が第１開口部から第２開口部を通過する際に第１開口部及び第２開口部に干渉するのが抑えられる。従って、第２開口部を第１開口部に対して所定角度αだけ異なる位置に配置するという簡単な構成で風切り音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態である冷却機構を備えた画像形成装置の全体構成を示す断面図
【図２】実施形態である冷却機構の第１ルーバー及び第２ルーバーの配置、構成を示す断面図
【図３】実施形態である冷却機構の第１ルーバー及び第２ルーバーの配置、構成を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本発明の冷却機構を備えた画像形成装置１００の内部構造を示す側面断面図である。画像形成装置（例えばモノクロプリンター）１００では、画像形成動作を行う場合、帯電ユニット４により図中時計回りに回転する感光体ドラム５が一様に帯電され、原稿画像データに基づく露光ユニット（レーザー走査ユニット等）７からのレーザービームにより感光体ドラム５上に静電潜像が形成され、現像ユニット８により静電潜像に現像剤（以下、トナーという）が付着されてトナー像が形成される。
【００１８】
この現像ユニット８へのトナーの供給はトナーコンテナ９から行われる。なお、画像データはパーソナルコンピューター（図示せず）等から送信される。また、感光体ドラム５の表面の残留電荷を除去する除電装置（図示せず）がクリーニング装置１９の下流側に設けられている。
【００１９】
上記のようにトナー像が形成された感光体ドラム５に向けて、用紙が給紙カセット１０又は手差しトレイ１１から用紙搬送路１２及びレジストローラー対１３を経由して搬送され、転写ローラー１４（画像転写部）により感光体ドラム５の表面に形成されたトナー像が用紙に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は感光体ドラム５から分離され、定着ローラー対１５ａを有する定着部１５に搬送されてトナー像が定着される。定着部１５を通過した用紙は、用紙搬送路１６により装置上部に搬送され、排出ローラー対１７より排出トレイ１８に排出される。
【００２０】
画像形成装置１００は、画像処理、画像形成部を駆動制御、或いは電源駆動制御する電装基板、及び電装基板を冷却する冷却機構を備える。冷却機構の構成を図２、図３に示す。図２は冷却機構が備えるファン及びルーバーの配置、構成を示す断面図であり、図３は、画像形成装置１００の外部から見た第１ルーバー及び第２ルーバーの配置、構成を示す平面図である。
【００２１】
図２に示すように、電装基板３１は、電源駆動制御を行なう電子部品３５等を備えた回路基板であり、電磁波の影響を受けると誤作動するおそれがある電子部品が配置されている。電装ボックス２１は、鉄等の金属板からなり電子部品３５を含めて電装基板３１を覆うようにして図示しない装置本体に取り付けられる。電装基板３１を電装ボックス２１によって覆うことで、電装基板３１上の電子部品３５等は電磁波ノイズに対してシールドされる。また、電装ボックス２１は、画像形成装置１００の外装を構成する外装カバー２０の近傍に対向して配設される。
【００２２】
電装基板３１は、電磁波ノイズに対してシールドされるとともに軸流ファン３３によって冷却される。軸流ファン３３は、電装基板３１と電装ボックス２１との間に配設され回転軸Ｘを中心として回転することで、電装基板３１上の電子部品３５等の駆動による発生する熱気を装置本体外に排出し、電装基板３１等を冷却する。
【００２３】
電装ボックス２１には第１ルーバー２３が設けられ、外装カバー２０には第２ルーバー２７が設けられる。電装基板３１から装置本体外に向けて順に、軸流ファン３３、第１ルーバー２３、及び第２ルーバー２７が配置される。軸流ファン３３及び第１ルーバー２３は所定の間隔Ｄを隔てて軸流ファン３３の回転軸Ｘ方向に対向し、また第１ルーバー２３及び第２ルーバー２７は、所定の間隔Ｅを隔てて軸流ファン３３の回転軸Ｘ方向に対向して配置される。軸流ファン３３により発生した空気流は、第１及び第２ルーバー２３、２７によって整流されて外装カバー２０の外側に排出される。
【００２４】
第１ルーバー２３は複数の第１開口部２４を有し、また第２ルーバー２７は複数の開口部２８を有する。
【００２５】
図３に示すように、第１開口部２４は、軸流ファン３３の回転方向Ａの上流側から下流側に円弧状に延びる開口からなり、回転方向Ａの下流側が上流側に対して軸流ファン３３の回転中心Ｏ（回転軸Ｘ）側に接近して形成され、回転中心Ｏの周りに等間隔に四つ配置される。
【００２６】
第２開口部２８は、第１開口部２４に対して、同一形状の開口であって回転中心Ｏから略同一の半径方向に位置し、また回転方向Ａに所定角度αだけ下流側にずれた位置に配置される。第２開口部２８は、回転中心Ｏの周りに等間隔に四つ配置される。尚、第１及び第２開口部２４、２８が同数の開口を有するのであれば、四つ以外の個数でもよい。
【００２７】
軸流ファン３３が回転すると、軸流ファン３３の前後の空気流はファンの回転中心Ｏの回りを回転方向Ａに旋回する旋回流となる。第１及び第２開口部２４、２８の上記構成によって、第１及び第２開口部２４、２８は軸流ファン３３の旋回流の方向に沿う形状となり、軸流ファン３３による空気流が第１開口部２４から第２開口部２８を通過する際に第１開口部２４及び第２開口部２８に干渉するのが抑えられ、風切り音を低減させることができる。
【００２８】
具体的には、第２開口部２８の第１開口部２４に対する回転方向Ａの下流側へのズレ角度α、第１及び第２開口部２４、２８の各個数をｎ、軸流ファン３３の羽根の直径をＬ、軸流ファン３３の羽根の傾斜角をθ、第１ルーバー２３から第２ルーバー２７までの回転軸Ｘ方向の距離をＥで表すとき、第２開口部２８の第１開口部２４に対するズレ角度αは、
−π/２ｎ＋Ｅ/Ｌｃｏｓθ ＜α＜π/２ｎ＋Ｅ/Ｌｃｏｓθ
の関係式を満たすように構成される。
【００２９】
上記関係式は、軸流ファン３３による空気流が第１開口部２４から第２開口部２８を通過する際に第１開口部２４及び第２開口部２８に干渉するのを抑えるためのものである。上記関係式において、Ｌｃｏｓθは軸流ファン３３の羽根が１回転したとき、軸流ファン３３による空気流が第１ルーバー２３に向かって進む距離を示し、距離ＥがＬｃｏｓθである場合、軸流ファン３３の旋回流が距離Ｅの区間で一周することになりズレ角度αの補正が必要ではないが、距離ＥがＬｃｏｓθではない場合、ズレ角度αの補正が必要となり、Ｅ／Ｌｃｏｓθはその補正項である。また、上記関係式は、軸流ファンと第１ルーバー２３の間隔Ｄが比較的に小さい場合、例えば間隔Ｄが１０ｍｍ以下である場合、好適である。
【００３０】
上記関係式の下限を下回ると、負荷抵抗が大きくなり、風量の低下を引き起こす。一方、上記関係式の上限を上回ると、同様に負荷抵抗が大きくなり、風量の低下を引き起こす。上記関係式を満たすことで、低騒音で効率的な冷却効果が得られる。
【００３１】
本実施形態では、例えば、軸流ファン３３から第１ルーバー２３までの距離Ｄは、５ｍｍであり、また第１ルーバー２３と第２ルーバー２７の間隔Ｅは、５ｍｍであり、軸流ファン３３の羽根の直径Ｌは、６０ｍｍであり、軸流ファン３３の羽根の傾斜角θは３０°である場合、所定角度αは４５°であるのが好ましい。
【００３２】
尚、上記実施形態では、軸流ファン３３は電装ボックス２４内の空気を外装カバー２０の外部に排出する排気ファンを適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、外装カバー２０外の空気を電装ボックス２４内に吸引する吸気ファンであってもよい。
【００３３】
また、上記実施形態では、第１及び第２ルーバー２３、２７を夫々電装ボックス２１及び外装カバー２０に形成する構成を示したが、本発明はこれに限らず、  外装カバーに対して開閉可能な開閉カバーを設けて、装置本体に設けた廃トナー回収タンクの交換や帯電装置の清掃等のメンテナンスを行うために、開閉カバーが開放される画像形成装置において、第１ルーバー２３が外装カバーに形成され、第２ルーバー２７が開閉カバーに形成される構成であってもよい。
【００３４】
また、電装基板３１以外の例えば定着装置等から発生する熱を冷却するために用いる冷却機構に適用してもよい。また、モノクロプリンターに限らず、アナログ及びデジタル方式のモノクロ複写機、カラー複写機やカラープリンター、ファクシミリ等の、他のタイプの画像形成装置にも適用でき、画像形成装置以外の電子機器の冷却機構にも適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、デジタル複写機、レーザープリンター等ＯＡ機器や家電製品等の電子機器内で発熱する部材の冷却機構及びそれを備えた画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
２０    外装カバー
２１    電装ボックス
２３    第１ルーバー
２４    第１開口部
２７    第２ルーバー
２８    第２開口部
３１    電装基板
３３    軸流ファン
３５    電子部品
１００    画像形成装置
Ｄ    軸流ファンから第１ルーバーまでの距離
Ｅ    第１ルーバーと第２ルーバーの間隔
Ｏ    軸流ファンの回転中心
Ｘ    軸流ファンの回転軸
α    所定角度（第１開口部と第２開口部のズレ角度）
【図２】
2013205691.tif 000003
【図３】
2013205691.tif 000004
【図１】
2013205691.tif 000005