(57)【要約】【課題】  軸流ファンの直下に対向する壁状の障害物が存在する風路において、風量低下を抑制する。【解決手段】  軸方向端部に円形状面を有する軸部とこの軸部に設けられた羽とを有する軸流ファン１と、軸流ファンに対向するように設けられた壁状の風路障害物７とを具備する機器に設けられ、空気の流れを整流する整流部材Ａを有する送風機構であって、整流部材は第１の円形状面Ａ１と第１の円形状面以上の面積の第２の円形状面Ａ２を有する円錐台形状で、第１の円形状面が軸部の円形状面と同じ形状及び同じ面積であり、第１の円形状面が軸部の円形状面と対向するように前記風路障害物に設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向端部に円形状面を有する軸部とこの軸部に設けられた羽とを有する軸流ファンと、前記軸流ファンに対向するように設けられた壁状の風路障害物とを具備する機器に設けられ、前記軸流ファンにより前記機器の内部に流入された空気の流れを整流する整流部材を有する送風機構であって、
前記整流部材は第１の円形状面と第１の円形状面の面積以上の面積の第２の円形状面を有する円錐台形状で、この円錐台形状の第１の円形状面が前記軸部の円形状面と同じ形状及び略同じ面積であり、前記第１の円形状面が前記軸部の円形状面と対向するように前記風路障害物に設けられていることを特徴とする送風機構。
【請求項２】
前記円錐台形状の第２の円形状面の面積は、前記第１の円形状面の面積の１倍から４倍の間であることを特徴とする請求項１に記載の送風機構。
【請求項３】
前記風路障害物と前記軸部の円形状面との間の距離が５０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の送風機構。
【請求項４】
前記整流部材は、前記風路障害物の一部の形状として前記風路障害物と一体的に形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の送風機構。
【請求項５】
シートを搬送して画像を形成する画像形成装置において、
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の送風機構を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流れる空気を整流することができる送風機構及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器などの機内を冷却する手段として、しばしば冷却ファンが用いられる。そして、冷却ファンで発生する風を機内の冷却対象まで効率良く導くため、風路を設けることがある。この風路の長さ、断面積、曲がり等の形状が風の流れに対する抵抗となり、冷却ファンから発生する風量を変化させ、冷却効率に大きな影響を与える。
【０００３】
また、機器のなかには冷却ファンの近くに対向するように壁状の風路障害物が設置されているものがある。そのような場合、冷却ファンを出た直後の風がこの風路障害物に反射して激しく乱れ、風路抵抗となる。
【０００４】
そこで、冷却ファンからの空気の流れを整えて風量を低下させないような提案がされている。例えば、特許文献１においては、冷却ファン中心のモータ部に三角錐型の部材を設置することで風の乱れを抑制し、風路抵抗を低下させ、風量の低下を抑制する方式が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２では、冷却ファンの前後において風路の中心に円柱型の部材があるダクトを追加することで、風路抵抗を低下させ、風量の低下を抑制する方式が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１８５６６３号公報
【特許文献２】特開２００６−３０３５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、近年、電子機器の小型化が進み、電子機器内部の電気部品などを冷却するための風路を十分確保できない場合がある。その結果、風路抵抗が上昇し、冷却対象を十分に冷却できない状況が発生している。
【０００８】
例えば図６に示す様に、吸気用の軸流ファン１の近くに対向するように壁状の風路障害物３が存在する場合を考える。流入する空気２は軸流ファン１が回転することにより発生し、風路を通って冷却対象４へ届く。
【０００９】
図７は、図６の軸流ファン１の周囲の状態を示した概略図である。軸流ファン１は軸流ファン１の中心に設けられた軸部であるファンモータ部５と、軸流ファンの羽６とで構成されている。軸流ファン１とこの軸流ファン１の近くに設けられた壁７の間には、軸流ファン１で発生し、その後、壁７で反射した風量を低下させる原因の流れ８が存在する。この風量を低下させる原因の流れ８により風路抵抗が大きくなり、特に吸気用軸流ファンと対抗する壁状の風路障害物間の距離が５０ｍｍ以内と短いときは前記流れ８が大きくなるため、冷却対象に届く風量は低下する。
【００１０】
これに対して、前述した特許文献１の方法では、ファンの排気側の風路抵抗の改善は行っておらず、ファンの排気側の近くに壁状障害物が存在する場合、風量が低下してしまう。
【００１１】
また、特許文献２の方法では、ファンの排気側直下に壁状障害物が存在する場合、ダクトを追加する必要があるために、排気側風路断面積が極端に小さくなり、風量が低下してしまう。
【００１２】
上記のように、従来の電気機器では、冷却ファンの排気側の近くに壁状の風路障害物が存在する場合に、風量が低下するという課題があった。
【００１３】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は軸流ファンとその近くに壁状の風路障害物が存在する風路において、風路抵抗を減少し、冷却対象に届く風量の低下を抑制し得る送風機構及びこれを用いた画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的を達成するために、軸方向端部に円形状面を有する軸部とこの軸部に設けられた羽とを有する軸流ファンと、前記軸流ファンに対向するように設けられた壁状の風路障害物とを具備する機器に設けられ、前記軸流ファンにより前記機器の内部に流入された空気の流れを整流する整流部材を有する送風機構であって、前記整流部材は第１の円形状面と第１の円形状面の面積以上の面積の第２の円形状面を有する円錐台形状で、この円錐台形状の第１の円形状面が前記軸部の円形状面と同じ形状及び略同じ面積であり、前記第１の円形状面が前記軸部の円形状面と対向するように前記風路障害物に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、円錐台形状の整流部材により、軸流ファンの排気側の風の流れを整流し、軸流ファンから発生する風が対向する壁状の風路障害物に反射して風量を低下させる原因の流れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態において、冷却のための風の流れを示すプリンタの断面図である。
【図２】本発明の実施形態において、図１のプリンタの全体概略図から、本発明の特徴的な部分である軸流ファンの周辺を拡大した図である。
【図３】本発明の実施形態において、整流部材が図１に示す壁に一体的に形成されている場合を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態において、図２に示す整流部材の形状を変化させたときの風量変化を示す図である。
【図５】本発明の実施形態のプリンタを示す全体概略構成図である。
【図６】従来技術の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図７】従来技術における、軸流ファン及びその付近の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１８】
（画像形成装置の全体構成）
図５は、本発明を画像形成装置に適用する場合の一例として、プリンタ（電気機器）を示す全体概略構成図である。
【００１９】
プリンタ１００は、外部のホストコンピュータ等（図示せず）から画像情報を受信し、受信した画像情報に応じた画像をシート状の記録材Ｐに形成して記録する。
【００２０】
プリンタ１００がプリント信号を受信すると、感光ドラム２１の回転駆動が開始される。感光ドラム２１は時計方向に規定の周速度にて回転駆動される。そして、規定のバイアスが印加されている帯電ローラ２２により、感光ドラム２１の表面が規定の電位に帯電される。
【００２１】
次に、不図示のホストコンピュータ等からの画像情報に応じて感光ドラム２１の表面の帯電処理済みの部位が、レーザースキャナ２３により走査および露光される。露光された領域では画像情報に応じた静電潜像が感光ドラム２１の表面に形成される。そして、現像装置２４により、現像されて、感光ドラム２１の表面にトナー画像として可視像化される。
【００２２】
一方、所定のタイミングにて駆動された給紙ローラ２５により給紙カセットから記録材Ｐが一枚分離給送される。給紙カセットから給送された記録材Ｐはレジストローラ対２６により所定の制御タイミングにて感光ドラム２１と転写ローラ２７の間に形成された転写ニップ部Ｎへと給送される。そして、記録材Ｐが転写ニップ部Ｎを挟持搬送される過程において感光ドラム２１上のトナー画像が記録材Ｐに順次転写される。
【００２３】
そして、転写処理された記録材Ｐは、定着装置２８によりトナー画像の加熱定着処理が施されたのち、排紙ローラ対２９を通過して、プリンタ本体の外へと排出される。
【００２４】
感光ドラム２１上に残された転写残トナーは、クリーニング装置３０によりクリーニングされ、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００２５】
（送風機構）
プリンタ１００には、内部を冷却するための送風機構が設けられている。図１は、本実施形態における送風機構による風の流れを示すプリンタ１００の断面図である。外部からプリンタ１００の内部に空気を吸気する軸流ファン１（冷却用ファン）の正面にはプリンタ吸気ルーバ１０が配置されている。プリンタ１００の内部には、電源ユニット１２、駆動ユニット１３、カセット１４、トナーカートリッジ１５、スキャナユニット１６が配置されている。カセット１４には記録材Ｐが入っている。
【００２６】
プリンタ１００の主な冷却対象は電源ユニット１２、駆動ユニット１３、トナーカートリッジ１５、スキャナユニット１６であり、送風機構によりそれぞれに風を送っている。冷却対象に送られた風はプリンタ排気ルーバ１１から外部へと排出される。軸流ファン１の近くには、軸流ファン１に対向するように整流部材Ａが設けられている。
【００２７】
（整流部材の構成）
図２は、図１のプリンタ１００の全体概略図から、本実施形態の特徴的な部分である軸流ファン１の周辺を拡大した図である。軸流ファン１は、軸流ファン１の中心部に設けられた軸部であるファンモータ部５（中心部材）と、このファンモータ部５の周りに設けられた羽６とを有している。軸流ファン１の回転により流入する空気２がプリンタ１００の内部に入る。
【００２８】
本実施形態の機器は軸流ファン１の近傍に、これと対向するように壁状の風路障害物である壁７が設けられている。このため、軸流ファン１により送られた空気は壁７にぶつかって乱されるおそれがある。そこで、本実施形態では前記壁部７には円錐台型形状の整流部材Ａが設けている。この整流部材Ａによって軸流ファン１から出た風は整流部材Ａにより整流された流れ９となる。
【００２９】
整流部材Ａは、図２に示すように、第１の円形状面Ａ１と、第１の円形状面Ａ１の面積以上の面積を有する第２の円形状面Ａ２を有する円錐台型形状で構成されている。なお、ここでは、第１の円形状面を上面Ａ１、第２の円形状面を下面Ａ２と定義する。また、軸流ファン１におけるファンモータ部（軸部）５の軸方向端部は円形状面に形成されている。そして、軸流ファン１の円形状面と前記整流部材Ａの上面Ａ１とが対向するように設けられている。
【００３０】
図３は、整流部材Ａが図１に示す壁７に一体的に形成されている場合を示す断面図である。軸流ファン１の中心にはファンモータ部５が配置されている。軸流ファン１に対向している壁７は一部が円錐台形状に形成されて整流部材Ａを形成している。前記壁７の厚みＴ、円錐台形状の上面Ａ１と軸流ファン１との間の距離Ｌ、円錐台形状の高さＨとする。
【００３１】
また、ファンモータ部５の壁７に対向する対向面５ａ（円形状面）と、整流部材を形成する円錐台形状の上面Ａ１は、同形状、かつ、同じ面積であり、２つの形状が軸流ファン１の回転軸方向で重なるように対向している。
【００３２】
本実施形態では、図２における円錐台形状の上面Ａ１、円錐台形状の下面Ａ２の面積比は１：１.２とした。更に図３において、壁７の厚みＴは２.１ｍｍ、距離Ｌは３ｍｍ、高さＨは２２ｍｍとした。本実施形態と図７に示す円錐台形状が無い従来技術とで、風量を比較すると、本実施形態により風量が約３％増加することをコンピュータによる流体解析にて確認した。なお、図２に示すように壁７に整流部材Ａを設ける場合も図３に示すように壁７に一体的に円錐台形状を設ける場合も同じ寸法の円錐台形状とされる。なお、背景技術で説明したように、壁７と軸流ファン１の円形状面との間の距離Ｋが５０ｍｍ以下の場合に、有効に風量を増すことができる。
【００３３】
これは、図２の矢印に示すように、軸流ファン１の羽の回転によって送られる風が整流部材を形成する円錐台形状の上面側から下面側に向かって、その周面に沿って広がりながら流れる。そのため、壁７にぶつかっても図７に示すような乱れを生ずることなくスムーズに流れるからである。なお、本実施形態では軸流ファン１の円形状の対向面５ａと対向する整流部材Ａの上面の面積を前記対向面５ａと同じにしているが、これは完全に同一でなくてもよく、略同一であればファンからの風が乱れることなく整流部材の周面に沿って風が流れる。
【００３４】
図４は本実施形態において、図２に示す整流部材Ａの形状を変化させたときの風量変化を示している。図４中の風量はコンピュータを用いた流体解析にて算出したものである。図４の横軸は、整流部材Ａの下面Ａ２の面積を上面Ａ１の面積で割った比である。上面Ａ１はファンモータ部５の対向面５ａと同面積とするため、図４の横軸の変化は整流部材Ａの下面Ａ２を変化させている。縦軸は、整流部材Ａを設けない従来技術と比較した場合の風量の増減である。４つのデータは図３における整流部材Ａの高さＨの値を１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍと変化させたものである。
【００３５】
図４に示すように、整流部材Ａの下面Ａ２と上面Ａ１の面積比が１〜６の間で風量は増加傾向にあることが分かる。また、下面Ａ２と上面Ａ１の面積比が３付近で風量増加量が最大傾向を示した。さらに、下面Ａ２と上面Ａ１との面積比が７以上になると、整流部材Ａが存在することにより、逆に風量が無い場合より低下してしまう。また、この面積比が４以上になると、面積比が１である円柱型形状での風量と同等未満になる場合がある。すなわち、下面Ａ２の面積が、上面Ａ１の面積の１倍から４倍の間であると、有効に風量が増加する。
【００３６】
以上、説明したように、本実施形態では、軸流ファン１の壁７に円錐台形状の整流部材Ａを設けるか、壁７の形状の一部を円錐台形状にして整流部材Ａを一体的に形成することで、ファン直下の風の流れを整流して風量の低下を抑制することができる。このため、プリンタ１００内を効率良く冷却することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１‥‥軸流ファン
２‥‥空気
３‥‥風路障害物
５‥‥ファンモータ部
５ａ‥‥ファンモータ部の壁に対向する対向面
６‥‥羽
７‥‥壁
８‥‥空気の流れ
９‥‥整流された空気の流れ
Ａ‥‥整流部材
Ａ１‥‥上面
Ａ２‥‥下面
Ｈ‥‥円錐台形状の高さ
Ｋ‥‥壁と軸流ファンとの間の距離
Ｌ‥‥円錐台形状の上面と軸流ファンとの間の距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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