(57)【要約】      （修正有）【課題】外部の環境を正確に検知することができると共に、異なる位置に配置された冷却対象物を効率的に冷却できる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、本体フレームと外装カバーとを有する筐体と、本体フレームに収容される主冷却対象物と、本体フレームと外装カバーとの間に配置される副冷却対象物と、を備え、本体フレームと外装カバーとの間に配置されたファン３５と、ファン３５と主冷却対象物との間に配設されたダクトと、ダクトにおいて、本体フレームと外装カバーとの間から副冷却対象物に向かうように形成された分岐口４９と、分岐口４９と副冷却対象物との間に配置された環境センサー５０と、を有する。ファン３５によってダクトに取り込まれた空気の一部は分岐口４９から排気されて環境センサー５０に吹き付けられた後、副冷却対象物に送風される。【選択図】図５
2016090642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成部が収容される本体フレームと該本体フレームの外側を覆う外装カバーとを有する筐体と、前記画像形成部に含まれる主冷却対象物と、前記本体フレームと前記外装カバーとの間に配置される副冷却対象物と、を備えた画像形成装置であって、
前記本体フレームと前記外装カバーとの間に配置され、前記筐体の外部の空気を取り込むファンと、
前記ファンと前記主冷却対象物との間に配設されたダクトと、
前記本体フレームと前記外装カバーとの間において、前記ダクトに形成された分岐口と、
前記分岐口と前記副冷却対象物との間に配置された、温度及び湿度の少なくとも一方を計測する環境センサーと、
を有し、
前記ファンによって前記ダクトに取り込まれた空気は、前記ダクトを通って前記主冷却対象物に送風されると共に、前記分岐口から前記環境センサーに吹き付けられた後、前記副冷却対象物に送風されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記主冷却対象物は、前記画像形成部に含まれる現像装置であり、
前記副冷却対象物は、電源基板や制御基板を含む電装基板であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記電装基板と前記ファンとは前記本体フレームの後板の外面に並設されており、前記分岐口は、前記ファンによって取り込まれた空気を前記後板の外面に沿って前記電装基板に向かって送風するように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ダクトと接続可能に形成され、前記分岐口を有するダクト接続部材を備え、
前記ダクト接続部材と、前記ファンと、前記環境センサーと、は一体化されたユニット構造を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記ダクトには、前記ファンと接続可能な接続部と、前記分岐口の外側に設けられた前記環境センサーと、が一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
異なる位置に配置された主冷却対象物と副冷却対象物とを冷却可能なファンユニットであって、
前記主冷却対象物から延びるダクトに一端が接続可能なダクト接続部材と、前記ダクト接続部材の他端に配置されたファンと、前記ダクト接続部材に形成された分岐口と、前記分岐口と前記副冷却対象物との間に配置された、温度及び湿度の少なくとも一方を計測する環境センサーと、を備え、前記ダクト接続部材と前記ファンと前記環境センサーとは一体化されたユニット構造を有することを特徴とするファンユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部の環境を計測するセンサーを備えた画像形成装置及びファンユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置には、外部の環境（温度や湿度）に応じた画像形成を行うために、温度や湿度を計測する環境センサーが備えられている。このような環境センサーは外部環境を正確に検知するために、できるだけ外部環境に近い外装カバーの内側に設置される場合が多い。
【０００３】
しかし、外装カバーの内側には電源基板やメイン基板等の電装基板のような熱源となる部品が配置されているので、環境センサーが熱源の影響を受けて正確な計測を行うことができない場合がある。
【０００４】
一方で、画像形成装置には、画像形成部等を冷却するためにファンが設けられており、外部の空気が取り込まれて装置内部に流入されるようになっている。
【０００５】
特許文献１には、吸気口と、環境センサーと、冷却対象物と、ファンと、排気口とを、平面視にて対角上にこの順で設けて、ファンで吸気口から取り込まれた空気を環境センサーで計測するように構成された画像形成装置が開示されている。また、特許文献２には、ファンから画像形成部に延びるダクト内に温度センサーを設け、ファンで導入された外気を温度センサーに吹き付けるように構成した画像形成装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２０６８３号公報
【特許文献２】特開２０１４−１０２３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記に記載の特許文献１に記載されている画像形成装置では、ファンで取り込まれた空気は画像形成装置の対角上に送風されるため、この対角上に配置された冷却対象物のみが冷却されるようになっている。また、特許文献２に記載されている画像形成装置でも、ファンによってダクトが接続している画像形成部を冷却するように構成されている。このため、これらの特許文献に記載されている画像形成装置において、ファンの送風経路以外に冷却対象物が配置されている場合には、別の冷却機構が必要になる。特に、電源基板やメイン基板は画像形成装置の後面に配置されている場合が多く、外装カバーに設けた通気孔を通して外気と接することで冷却されるようになっているので、十分な冷却効果を得られない場合がある。
【０００８】
そこで、本発明は上記事情を考慮し、環境センサーで外部の環境を正確に検知することができると共に、異なる場所に配置されている冷却対象物を効率的に冷却できる画像形成装置及びファンユニット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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、画像形成部が収容される本体フレームと該本体フレームの外側を覆う外装カバーとを有する筐体と、前記画像形成部に含まれる主冷却対象物と、前記本体フレームと前記外装カバーとの間に配置される副冷却対象物と、を備えた画像形成装置であって、前記本体フレームと前記外装カバーとの間に配置され、前記筐体の外部の空気を取り込むファンと、前記ファンと前記主冷却対象物との間に配設されたダクトと、前記本体フレームと前記外装カバーとの間において、前記ダクトに形成された分岐口と、前記分岐口と前記副冷却対象物との間に配置された、温度及び湿度の少なくとも一方を計測する環境センサーと、を有し、前記ファンによって前記ダクトに取り込まれた空気は、前記ダクトを通って前記主冷却対象物に送風されると共に、前記分岐口から前記環境センサーに吹き付けられた後、前記副冷却対象物に送風されることを特徴とする。
【００１０】
このような構成を採用することにより、ファンによって取り込まれた外部の空気が環境センサーに吹き付けられるため、環境センサーは外部の温度や湿度を正確に検知することができ、環境に応じた画像形成作業が可能となる。また、ファンで取り込まれた空気を、主冷却対象物のみでなく、本体フレームの外側に配置された副冷却対象物の方向にも流すようになっているので、ファンによる効率的な冷却が可能となる。
【００１１】
本発明の画像形成装置においては、前記主冷却対象物は、前記画像形成部に含まれる現像装置であり、前記副冷却対象物は、電源基板や制御基板を含む電装基板であることを特徴としても良い。
【００１２】
このような構成を採用することにより、現像装置の冷却のみでなく、筐体の外面に配置されることが多く、冷却の必要性のある電装基板を効率的に冷却することができる。
【００１３】
本発明の画像形成装置においては、前記電装基板と前記ファンとは前記本体フレームの後板の外面に並設されており、前記分岐口は、前記ファンによって取り込まれた空気を前記後板の外面に沿って前記電装基板に向かって送風するように形成されていることを特徴としても良い。
【００１４】
このような構成を採用することにより、取り込まれた空気は分岐口から直接電装基板に向かうので、電装基板をより効率的に冷却することができる。
【００１５】
本発明の画像形成装置においては、前記ダクトと接続可能に形成され、前記分岐口を有するダクト接続部材を備え、前記ダクト接続部材と、前記ファンと、前記環境センサーと、は一体化されたユニット構造を有することを特徴としても良い。
【００１６】
このような構成を採用することにより、ファンや環境センサーを筐体に簡単に取り付けることができる。
【００１７】
本発明の画像形成装置においては、前記ダクトには、前記ファンと接続可能な接続部と、前記分岐口の外側に設けられた前記環境センサーと、が一体に形成されていることを特徴としても良い。
【００１８】
このような構成を採用することにより、環境センサーの取り付けが容易になる。
【００１９】
本発明のファンユニットは、異なる位置に配置された主冷却対象物と副冷却対象物とを冷却可能なファンユニットであって、前記主冷却対象物から延びるダクトに一端が接続可能なダクト接続部材と、前記ダクト接続部材の他端に配置されたファンと、前記ダクト接続部材に形成された分岐口と、前記分岐口と前記副冷却対象物との間に配置された、温度及び湿度の少なくとも一方を計測する環境センサーと、を備え、前記ダクト接続部材と前記ファンと前記環境センサーとは一体化されたユニット構造を有することを特徴とする。
【００２０】
このような構成を採用することにより、異なる場所に配置されている主冷却対象物と副冷却対象物とを効率的に冷却することができるのと同時に外部の環境を正確に検知することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、環境センサーで外部の環境を正確に検知することができると共に、本体フレームの内部と外面とにそれぞれ配置された冷却対象物を効率的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリンターの構成の概略を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るプリンターの筐体を後面側から見た斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るプリンターにおいて、ファンの構造を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るプリンターにおいて、環境センサーの構造を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るプリンターにおいて、筐体の後面における空気の流れを示す背面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るファンユニットの構成の概略を示す側面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るプリンターにおいて、ダクトの他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について説明する。
【００２４】
まず、図１を参照して、画像形成装置としてのプリンター１の全体の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図であり、以下の説明では、図１における紙面手前側を、プリンター１の正面側（前側）とし、左右の向きはプリンター１を正面から見た方向を基準とする。
【００２５】
プリンター１は、中空部を有する本体フレーム２と、本体フレーム２の外側を覆う外装カバー３と、を有する略直方体形状の筐体４を備える。
【００２６】
筐体４の上面には排紙トレイ６が設けられている。筐体４の中空部の下方には、給紙カセット７から用紙を給紙する給紙部８が設けられている。また、中空部には、左側にレーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）を有する露光装置９が配置され、右側に画像形成部１０が設けられている。画像形成部１０には、像担持体である感光体ドラム１１が回転可能に設けられ、感光体ドラム１１の周囲には、帯電装置１２と、現像装置１３（主冷却対象物）と、転写ローラー１４と、クリーニング装置１５とが、感光体ドラム１１の回転方向（図１の矢印Ｘ参照）に沿って配置されている。現像装置１３は、トナーコンテナ１６と接続している。また、中空部には、画像形成部１０の上方に定着装置１７が設けられ、定着装置１７の左側に、排紙トレイ６に面した排紙部１８が設けられている。
【００２７】
さらに、中空部には、画像形成部１０の右側に、給紙部８から、感光体ドラム１１と転写ローラー１４との間に設けられる転写部１９と、定着装置１７と、を通って、排紙部１８に向かって縦に延びる用紙の搬送経路２０が設けられている。
【００２８】
次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作について説明する。まず、帯電装置１２によって感光体ドラム１１の表面が帯電された後、露光装置９からのレーザー光Ｐにより感光体ドラム１１に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム１１の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置１３でトナー像に現像される。
【００２９】
一方、給紙部８によって給紙カセット７から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて搬送経路２０に沿って転写部１９へ搬送され、転写部１９において感光体ドラム１１上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、搬送経路２０を下流側へ搬送されて定着装置１７に進入し、定着装置１７において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部１８から排紙トレイ６に排出される。なお、感光体ドラム１１に残留したトナーは、クリーニング装置１５によって回収される。
【００３０】
次に、図２を参照して筐体４の本体フレーム２について説明する。図２は、本体フレームを後方から見た斜視図である。
【００３１】
本体フレーム２の後板２ａには、駆動ユニット３１と、電源基板３２（副冷却対象物）と高圧基板３３とエンジン・メイン基板３４とを含む電装基板と、ファン３５と、が支持されている。本体フレーム２の後板２ａを覆う外装カバー（図示省略）には、複数の通気孔が形成されており、これらの通気孔を介して外装カバーと後板２ａとの間に外部の空気が入り込むようになっている。
【００３２】
駆動ユニット３１は、画像形成部１０の各構成要素等を駆動するモーターやギア列（いずれも図示されず）を有し、後板２ａの右寄りの位置に支持されている。
【００３３】
電源基板３２は、ＡＣ１００Ｖの電圧をＤＣ２４Ｖ、１２Ｖ、５Ｖに変換するためのもので、コネクタ、トランス、コンデンサ等の電気部品が実装されている。電源基板３２は、後板２ａの外面において、中央よりも左寄りの下部に縦方向に配置されている。
【００３４】
高圧基板３３は、帯電装置１２や現像装置１３、転写ローラー１４等に高圧の電源を供給するためのもので、電源に接続されるコネクタ、トランスやコンデンサ、抵抗器等の電気部品が実装されている。高圧基板３３は、後板２ａの外面において、中央上部に縦方向に配置されている。
【００３５】
エンジン・メイン基板３４は、画像形成動作を制御するもので、ＣＰＵや各種電気部品が実装されている。エンジン・メイン基板３４は、後板２ａの外面において、左側上部に横方向に配置されている。
【００３６】
ファン３５は、外装カバーに形成された通気孔を通して外部の空気を取り込み、筐体４の内部に導く吸気ファンであり、後板２ａの中央付近に配置されている。
【００３７】
図２及び図３を参照して、ファン３５について説明する。図３はファンの斜視図である。ファン３５は、図３に示されるように、ハブ３７の外周面に放射状に配設された複数の回転羽根３８と、ハブ３７を回転可能に支持する四角筒状の支持部材３９と、を備える。支持部材３９の後側の開口は、空気が取り込まれる吸気口４１であり、外装カバーに設けられた通気孔を介して外部に面している。支持部材３９の前側の開口は、空気が排気される排気口４２であり、ダクト４５に接続されている。ダクト４５は、排気口４２と現像装置１３との間に配設されている。ファン３５によって吸気口４１から取り込まれた空気は、排気口４２からダクト４５に入り、ダクト４５を通って現像装置１３に送風されて、現像装置１３を冷却する。また、支持部材３９の外周面には、種々の信号線や電源ラインを束ねるホルダー４７が設けられている。
【００３８】
ダクト４５には、本体フレーム２の後板２ａの外側において、電源基板３２に向かう左側の側面に縦長の長方形状の分岐口４９が形成されている。図２に示されるように、分岐口４９と電源基板３２との間において、本体フレーム２の後板２ａの外面には、環境センサー５０が配置されている。環境センサー５０は、温度又は湿度の少なくとも一方を計測するセンサーであり、例えば、温湿度センサーを使用することができる。
【００３９】
図４を参照して環境センサーについて説明する。図４は、環境センサーの斜視図である。環境センサー５０は、検知部５１と、検知部５１が支持される基板５２と、を有する。基板５２には、検知部５１で検知された値を送信する信号線や電源ライン等が接続されるコネクタ５３が設けられている。
【００４０】
環境センサー５０は、ホルダー５５に支持されている。ホルダー５５は、箱状の形状を有し、底板５５ａ上には、環境センサー５０の基板５２に係合する複数のフック部５７が形成されており、側板５５ｂの一部には、環境センサー５０のコネクタ５３に対応する位置に切り欠き５８が形成されている。環境センサー５０は、基板５２が各フック部５７に係合することで底板５５ａ上に固定され、コネクタ５３が切り欠き５８から露出するように、ホルダー５５に支持されている。また、検知部５１は、ホルダー５５の側板５５ｂの先端よりも外側に突出している。
【００４１】
環境センサー５０が支持されたホルダー５５は、図２に示されるように、分岐口４９と電源基板３２との間において、環境センサー５０の検知部５１が分岐口４９に対向し、分岐口４９から排気された空気が検知部５１に吹き付けられるようになっている。  
【００４２】
上記構成を有するプリンター１におけるファン３５による冷却動作について図５を参照して説明する。ファン３５が作動すると、吸気口４１から外部の空気が取り込まれる。取り込まれた空気は、主に排気口４２からダクト４５を通って現像装置１３に送風されて、現像装置１３を冷却する。また、取り込まれた空気の一部は、ダクト４５から分岐口４９に入り、分岐口４９の下流に配置された環境センサー５０に吹き付けられ、環境センサー５０で温度及び湿度が計測される。計測された温度及び湿度は制御部に送信され、計測された温度及び湿度に基づいて画像形成動作が制御される。
【００４３】
環境センサー５０を通過した空気は、図５の白抜き矢印で示されるように、左側に向かって流れ、電源基板３２を主に冷却する。また、環境センサー５０を通過した空気は後板２ａと外装カバーとの間の空間に流れて、エンジン・メイン基板３４や高圧基板３３を冷却する。
【００４４】
上記説明したように本発明の実施形態に係るプリンター１においては、ファン３５によって取り込まれた外気の温度及び湿度が環境センサー５０で計測される。したがって、外気の温度や湿度をタイムリーに計測することができ、画像形成動作の制御をより適切に行うことができる。
【００４５】
また、本実施形態では、電装基板の内で最も発熱量が大きい電源基板３２とファン３５とを並べて配置して、分岐口４９から電源基板３２に送風しているので、ファン３５によって主な冷却対象である現像装置１３のみでなく、電源基板３２も効率的に冷却することができる。なお、分岐口４９は、最も発熱量の大きい基板が配置されて位置に応じて形成することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、ダクト４５に設けられた分岐口４９と電源基板３２のとの間の後板２ａに環境センサー５０を支持されたホルダー５５を配置したが、ファン３５と環境センサー５０とをファンユニットとして一体化してもよい。
【００４７】
図６を参照して、ファンユニットについて説明する。ファンユニット６０は、ファン３５と、環境センサー５０と、ダクト接続部材６１を有する。ダクト接続部材６１は、筒状の部材であり、一端がファン３５の排気口４２に接続され、他端にダクト４５と接続される接続部が形成されている。ダクト接続部材６１の側壁には、分岐口４９が貫通して形成されている。分岐口４９の側縁には、ファン３５の送風方向と交差する方向において外方向に延びる支持部４９ａが形成されている。支持部４９ａの分岐口４９側の面には、一対のフック部５７が設けられている。環境センサー５０は、基板５２が一対のフック部５７に支持されて、検知部５１が分岐口４９に対向し、分岐口４９から排気された空気が検知部５１に吹き付けられるように位置決めされている。  
【００４８】
ファン３５が作動すると、取り込まれた空気は、図６の矢印Ａ１に示されるように、主にダクト接続部材６１からダクト４５に入り、現像装置１３に送風されて現像装置１３を冷却する。また、取り込まれた空気の一部は、図６の矢印Ａ２に示されるように、ダクト接続部材６１の分岐口４９から排気されて環境センサー５０の検知部５１に吹き付けられ、環境センサー５０によって温度や湿度が計測される。吹き付けられた空気は、電源基板３２に向かって送風され、電源基板３２を冷却する。
【００４９】
このようなファンユニット６０を筐体４に取り付ける際は、分岐口４９を最も冷却の必要性のある基板に向かうように位置決めした状態で、ダクト接続部材６１をダクト４５に接続し、ファン３５を本体フレーム２の後板２ａに固定する。このように、ファンユニット６０を使用することにより、ファン３５及び環境センサー５０の筐体４への取り付けが簡易になる。また、環境センサー５０を支持するホルダー５５が不要となるので、部品点数を削減できる。
【００５０】
ファンユニット６０は、プリンター１等の画像形成装置のみでなく、種々の産業機械や精密機械、家電製品等にも適用することができ、異なる位置に配置された主冷却対象物と副冷却対象物とを冷却すると共に、外部の環境を正確に検知することで外部環境に応じて各機器の稼働条件を制御することができる。
【００５１】
あるいは、図７に示されるように、ダクト４５に設けられた分岐口４９に環境センサー５０を直接支持させるようにすることもできる。この場合、ダクト４５の端部に、ファン３５の排気口４２と接続可能な接続部４５ａを形成する。また、ダクト４５の側壁に形成された分岐口４９の側縁に、ファン３５の送風方向と交差する方向において外方向に延びる支持部４９ａを形成する。支持部４９ａの分岐口４９側の面には、一対のフック部５７が設けられており、環境センサー５０は、基板５２が一対のフック部５７に支持されて、検知部５１が分岐口４９に対向し、分岐口４９から排気された空気が検知部５１に吹き付けられるように位置決めされている。
【００５２】
ファン３５が作動すると、取り込まれた空気は、図７の矢印Ａ１に示されるように、ダクト４５から現像装置１３に送風されて現像装置１３を冷却する。また、取り込まれた空気の一部は、図７の矢印Ａ２に示されるように、分岐口４９から排気されて環境センサー５０の検知部５１に吹き付けられる。
【００５３】
このようにダクト４５に分岐口４９を形成すると共に環境センサー５０を一体に設けておくと、環境センサー５０を後付する場合に比べて環境センサー５０の取り付けが簡易になる。
【００５４】
本発明の実施形態では、プリンター１に本発明の構成を適用した場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等のプリンター１以外の画像形成装置に本発明の構成を適用しても良い。
【００５５】
さらに、上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００５６】
１  プリンター
２  本体フレーム
２ａ  後板
３  外装カバー
４  筐体
１３  現像装置（主冷却対象物）
３２  電源基板（副冷却対象物）
３５  ファン
４５  ダクト
４５ａ  接続部
４９  分岐口
５０  環境センサー
６０  ファンユニット
６１  ダクト接続部材
【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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