JP2017044986A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板をシールドするシールド板金をエアーダクトの側壁として兼用することにより、更なる省スペース化を可能にする。【解決手段】画像形成装置１は、低圧電源基板３４と、低圧電源基板３４を覆う電源用シールド板金３２と、冷却用のファン３１と、電源用シールド板金３２の一部に重ねて取付けられて、ファン３１から低圧電源基板３４へと空気を導くエアーダクト３５を形成するダクト部材３６とを備える。電源用シールド板金３２の一部がエアーダクト３５を通じての空気の流れに沿う該エアーダクト３５の一側壁として用いられている。【選択図】図１０

Description

本発明は、記録紙に画像を形成する画像形成装置に関し、特に画像形成装置の回路基板を冷却するための技術に関する。

この種の画像形成装置には、感光体（像担持体）の帯電等に用いられる高電圧を出力する高圧電源基板、モーターや各種の回路を動作させるための低電圧を出力する低圧電源基板、制御基板など、複数種の回路基板が設けられており、これらの回路基板が、ノイズを遮断するシールド用の部材で覆われている。

また、これらの回路基板に、発熱量が大きなスイッチング素子や集積回路などが設けられている場合は、これらのスイッチング素子や集積回路を冷却する必要がある。

例えば、特許文献１では、コントローラをシールドボックスに収容し、シールドボックスの一面に外気を導入する開口部を形成して、この開口部にファンを設け、またその開口部に対向するシールドボックスの他面に外気を排出する他の開口部を形成し、ファンにより空気をシールドボックスの内側に流して、コントローラを冷却している。

また、特許文献２では、電源回路基板にファンを実装して、電源回路基板及びファンをカバー部材の内側に収容し、ファンにより空気をカバー部材の内側に流して、電源回路基板を冷却している。

また、特許文献３では、電装基板をシールドケースに収容して、エアーダクトをシールドケースに接続し、空気をファンからエアーダクトを通じてシールドケースの内側へと流して、電装基板を冷却している。

特開２００２−２３５９７号公報 特開２００８−７０７４３号公報 特開２００２−１８２５４５号公報

ところで、画像形成装置の内部では、ユニットや部品が高密度で配置されているため、シールド用の部材やエアーダクトなどの省スペース化が望まれている。

しかしながら、特許文献１では、シールドボックスの一面に形成された開口部にファンを設ける構成であるため、シールドボックスとファンの間の位置関係の自由度が小さく、シールドボックス及びファンの周辺に余分なスペースが生じ易い。

また、特許文献２では、電源回路基板にファンを実装し、電源回路基板だけではなく、ファンをもカバー部材の内側に収容しているため、カバー部材が大型化して、カバー部材の内側に余分なスペースが生じ易い。

これに対して特許文献３では、空気をファンからエアーダクトを通じてシールドケースの内側へと導いているため、シールドケースとファンの間の位置関係の自由度が大きく、シールドケース及びファンの周辺のスペースの有効利用が容易である。また、ファンをシールドケースの内側に収容しないため、シールドケースの内側に余分なスペースが生じることもない。

ところが、特許文献３では、エアーダクトそのものを１つの独立した部品として設けているため、エアーダクト専用のスペースを設ける必要があり、省スペース化が十分になされているとは言えなかった。

本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、回路基板をシールドするシールド板金をエアーダクトの側壁として兼用することにより、更なる省スペース化を可能にすることを目的とする。

本発明の一局面に係る画像形成装置は、回路基板と、前記回路基板を覆うシールド板金と、冷却用のファンと、前記シールド板金の一部に重ねて取付けられて、前記ファンから前記回路基板へと空気を導くエアーダクトを形成するダクト部材と、を備え、前記シールド板金の一部が前記エアーダクトを通じての空気の流れに沿う該エアーダクトの一側壁として用いられた画像形成装置である。

本発明によれば、回路基板をシールドするシールド板金をエアーダクトの側壁として兼用することにより、更なる省スペース化が可能になる。

本発明に係る一実施形態の画像形成装置の外観を示す斜視図である。 画像形成装置における画像形成部等を模式的に示す断面図である。 画像形成装置の側壁パネルを取外して、該画像形成装置の内部構造を示す斜視図である。 ファン及びシールドケースの周辺を拡大して示す斜視図である。 シールドケースの電源用シールド板金等を取外して、低圧電源基板を露呈させた状態を示す斜視図である。 図５と同様の状態を示す平面図である。 図６におけるＡ−Ａに沿う断面図である。 図６におけるＢ−Ｂに沿う断面図である。 ファン、シールドケース、及びダクト部材を画像形成装置の外側から視て示す斜視図である。 ファン、シールドケース、及びダクト部材を画像形成装置の内側から視て示す斜視図である。 ダクト部材を示す斜視図である。 ダクト部材を図１１とは異なる方向から視て示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る一実施形態の画像形成装置の外観を示す斜視図である。図１に示すような画像形成装置１の装置本体２には、画像形成装置１の様々な機能を実現するための複数の構成機器が設けられている。例えば、装置本体２には、画像形成部、定着装置、データ通信部、操作部３、給紙部４、及び排出トレイ５等が設けられている。

データ通信部は、パーソナルコンピューター等の外部端末からネットワークを通じて画像データを受信する。画像形成部は、データ通信部で受信された画像データによって示される画像を、給紙部４から供給される記録紙に形成（印刷）する。画像形成済みの記録紙は、定着装置による定着処理を受けた後、排出トレイ５に排出される。

操作部３は、例えば、スタートキー、操作入力を確定させる決定キー（エンターキー）、数値入力を行うための数値入力キー等を備えており、各種動作及び処理等について、操作者からの指示を受け付ける。

図２は、画像形成装置１における画像形成部等を模式的に示す断面図である。図２において、画像形成部１１は、電子写真方式により、給紙部４から供給される記録紙Ｐにトナー像を形成するためのものであり、矢印方向に回転する感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を除電する除電部１３、感光体ドラム１２の表面をクリーニングするクリーニング部１４、感光体ドラム１２の表面を均一に帯電させる帯電部１５、露光部（図示せず）からの露光により感光体ドラム１２の表面に生成された静電潜像を、トナー像に現像する現像装置１６、及びトナーを現像装置１６に供給するトナーコンテナ２１等を備えている。

また、感光体ドラム１２は、感光体ドラム１２の下方に設けられた転写ローラー１８に圧接されて、該感光体ドラム１２と転写ローラー１８の間にニップ域を形成している。

給紙部４から記録紙Ｐが供給されると、この記録紙Ｐが搬送路１７を通じて矢印方向Ｃに搬送される。この記録紙Ｐは、感光体ドラム１２と転写ローラー１８の間のニップ域に通されて、感光体ドラム１２の表面のトナー像を転写される。引き続いて、記録紙Ｐは、定着装置１９に搬送され、定着装置１９により記録紙Ｐが加熱及び加圧され、これにより記録紙Ｐ上のトナー像が定着される。更に、記録紙Ｐは、定着装置１９から上方に湾曲した搬送路１７を通じて搬送され、画像形成装置１の上側に設けられた排出トレイ５に排出される。

図３は、画像形成装置１の側壁パネルを取外して、該画像形成装置１の内部構造を示す斜視図である。図３において、開口スペース２２には給紙部４（図示せず）が挿入されて配置され、この給紙部４の上側に、感光体ドラム１２、除電部１３、クリーニング部１４、帯電部１５、及び現像装置１６等からなるプロセスユニット（図示せず）が配置される。

また、プロセスユニットよりも手前側には、ファン３１、低圧電源基板（図示せず）、この低圧電源基板を覆うシールドケース４０、及び制御基板３３等が配置されている。

低電圧基板は、モーターや各種の回路を動作させるための低電圧を出力するものであり、この基板で発生したノイズを遮断するためにシールドケース４０が設けられている。このシールドケース４０は、電源用シールド板金３２及び補助シールド板金３８などから構成されている。

ここで、シールドケース４０の内側の低電圧基板については、発熱量が大きなスイッチング素子や集積回路などが設けられており、これらのスイッチング素子や集積回路を冷却する必要がある。このため、冷却用のファン３１、及びファン３１から低電圧基板へと空気を導くエアーダクト（図示せず）を設けている。

しかしながら、図３から明らかなように画像形成装置１の内部では、ユニットや部品が高密度で配置されて、余分なスペースがない。このため、エアーダクトなどの配置スペースを可能な限り縮減させる必要がある。

そこで、本実施形態では、シールドケース４０の電源用シールド板金３２をエアーダクトの側壁として兼用することにより、更なる省スペース化を図っている。

次に、上記エアーダクトの構成について詳しく説明する。図４は、ファン３１及びシールドケース４０の周辺を拡大して示す斜視図である。また、図５は、シールドケース４０の電源用シールド板金３２等を取外して、低圧電源基板３４を露呈させた状態を示す斜視図であり、図６は、図５と同様の状態を示す平面図である。更に、図７は、図６におけるＡ−Ａに沿う断面図であり、図８は、図６におけるＢ−Ｂに沿う断面図である。

図４乃至図８に示すようにシールドケース４０は、低圧電源基板３４の手前側及び上側を覆う電源用シールド板金３２、ダクト部材３６の外壁に重ねられて、低圧電源基板３４の側方を覆う補助シールド板金３８、低圧電源基板３４の裏面側を覆う支持板金３９、及び低圧電源基板３４の下側を覆う補助シールド板金４３等からなる。

電源用シールド板金３２は、低圧電源基板３４を覆うシールド部分３２ａ、ダクト部材３６に重ねられる側壁部分３２ｂ、及びシールド部分３２ａと側壁部分３２ｂの上側一辺で屈曲された上壁部分３２ｃを有している。

また、図８から明らかなようにダクト部材３６は、概ねＵ字型の断面形状を有しており、このダクト部材３６の手前側が開口部３６ｉとなっている。電源用シールド板金３２の側壁部分３２ｂがダクト部材３６の開口部３６ｉに重ねられて、このダクト部材３６の開口部３６ｉが閉じられ、電源用シールド板金３２の側壁部分３２ｂ及びダクト部材３６によりエアーダクト３５の内側の空気経路が形成されている。

このエアーダクト３５は、ファン３１の下側に接続され、低圧電源基板３４の一辺に沿って下方に延在する。また、エアーダクト３５の殆どの部分が、シールドケース４０の内側に配置されている。

ここで、図７に示すようにファン３１の手前側にはケーシング４２が設けられて、ファン３１とケーシング４２の間に空間４３が形成されると共に、ケーシング４２の下側に連通口４４が形成されており、この連通口４４にエアーダクト３５が接続されている。

そして、ファン３１は、外部の空気を、ルーバー４１（図１にも示す）を通じて吸い込み、この吸い込んだ空気を空間４３に吹出す。この吹出された空気は、空間４３から連通口４４を通じてエアーダクト３５に流れ、エアーダクト３５を通じて低圧電源基板３４の下部へと導かれる。

このような構成においては、エアーダクト３５を介して、ファン３１とシールドケース４０の間を接続していることから、ファン３１及びシールドケース４０を互いに離して、それぞれを周辺の部品レイアウトに応じた位置に配置することができる。このため、ファン３１及びシールドケース４０の周辺に無駄なスペースが生じない。

次に、ファン３１、シールドケース４０、及びダクト部材３６について更に詳しく説明する。図９は、ファン３１、シールドケース４０、及びダクト部材３６を画像形成装置１の外側から視て示す斜視図であり、図１０は、それらを画像形成装置１の内側から視て示す斜視図である。また、図１１及び図１２は、ダクト部材３６を互いに異なる方向から視て示す斜視図である。

図９及び図１０に示すようにシールドケース４０は、ファン３１よりも下方に配置されている。電源用シールド板金３２のシールド部分３２ａは、低圧電源基板３４と略同様の矩形である。また、電源用シールド板金３２の側壁部分３２ｂは、図６に示すような手前側から視たときのダクト部材３６の開口部３６ｉと略同様の形状を有している。

一方、図１１及び図１２に示すようにダクト部材３６は、ファン３１に接続される吸気口３６ａ、この吸気口３６ａから手前側に屈曲した屈曲部３６ｂ、この屈曲部３６ｂの片側に接続されて下方に延在する延長部３６ｃ、及び延長部３６ｃの下部側壁に形成された排気口３６ｄを有している。また、屈曲部３６ｂ及び延長部３６ｃの横断面形状は、３つの側壁３６ｅ、３６ｆ、３６ｇからなる略Ｕ字型の形状となっている。そして、屈曲部３６ｂ及び延長部３６ｃの互いに対向する各側壁３６ｅ、３６ｆの間が開口部３６ｉとなっている。また、屈曲部３６ｂ及び延長部３６ｃの各側壁３６ｅ、３６ｆの縁には、それぞれのフランジ３６ｈ、３６ｈが設けられており、これらのフランジ３６ｈ、３６ｈの手前側の面が面一となっている。更に、片方のフランジ３６ｈには、２つの凸部３６ｊが突設されると共に、２つの係合フック３６ｋが形成されている。また、側壁３６ｅの外側面には、２つの係合フック３６ｍが形成されている。

上記のようなダクト部材３６が電源用シールド板金３２の側壁部分３２ｂ及び補助シールド板金３８に取付けられる。このとき、ダクト部材３６の片方のフランジ３６ｈの各凸部３６ｊが電源用シールド板金３２の側壁部分３２ｂに形成された各穿孔３２ｄに嵌合され、該片方のフランジ３６ｈの各係合フック３６ｋが電源用シールド板金３２の側壁部分３２ｂに形成された各係合スリット３２ｅに係合され、ダクト部材３６の側壁３６ｅの各係合フック３６ｍが補助シールド板金３８に形成された各係合孔３８ａに係合されて、ダクト部材３６が確実に取付けられる。この状態では、ダクト部材３６の各フランジ３６ｈ、３６ｈに対して、電源用シールド板金３２の側壁部分３２ｂが平行となって密接され、ダクト部材３６の開口部３６ｉが閉じられる。これにより、電源用シールド板金３２の側壁部分３２ｂ、及びダクト部材３６の各側壁３６ｅ、３６ｆ、３６ｇからなるエアーダクト３５の内側の空気経路が形成される。換言すれば、エアーダクト３５を通じての空気の流れに沿う該エアーダクト３５の各側壁のうちの一側壁が電源用シールド板金３２の側壁部分３２ｂで形成されると共に他の側壁がダクト部材３６の各側壁３６ｅ、３６ｆ、３６ｇで形成されている。

また、ダクト部材３６の吸気口３６ａが、ケーシング４２の下側の連通口４４に接続されている。更に、ダクト部材３６の延長部３６ｃが、低圧電源基板３４の一辺に沿って隣接して配置されて、該低圧電源基板３４の下部に及んでいる。また、ダクト部材３６の排気口３６ｄが、低圧電源基板３４の左下の部位に向けられている。

ここで、図６に示すように低圧電源基板３４には、低圧電源回路を構成する複数の素子が搭載されており、これらの素子のうちの発熱量が大きな素子３７が該低圧電源基板３４の左下の部位に実装されている。

そして、先に述べたようにファン３１により外部の空気が吸い込まれて、この空気がファン３１とケーシング４２の間の空間４３に吹出されると、この空気は、空間４３から連通口４４及び吸気口３６ａを通じてエアーダクト３５に流れ、エアーダクト３５の空気経路を通じて排気口３６ｄへと導かれ、排気口３６ｄから低圧電源基板３４の左下の部位に排気される。従って、この空気は、低圧電源基板３４上の大きな発熱量の素子３７に吹き付けられて、この素子３７を効果的に冷却し、引き続いて低圧電源基板３４上の他の素子に吹き付けられて、低圧電源回路を冷却する。

このような本実施形態では、電源用シールド板金３２の側壁部分３２ｂを、エアーダクト３５を通じての空気の流れに沿う該エアーダクト３５の各側壁のうちの一側壁として兼用しているため、エアーダクト３５のスペースが縮減される。

例えば、エアーダクトを１つの独立した部品として設けた場合は、エアーダクトの側壁とシールドケースを構成する板金を重ねることになり、かつその側壁と板金の間に隙間が生じるので、エアーダクトを設けるために必要とされるスペースが広くなる。あるいは、エアーダクトの断面積を狭くすれば、そのスペースを縮減することができるが、エアーダクトの内側の空気抵抗が大きくなって、エアーダクトを通じてシールドケースへと導かれる空気量が減少し、低圧電源基板を効果的に冷却することができなくなる。

また、本実施形態では、ダクト部材３６の延長部３６ｃを低圧電源基板３４の一辺に沿って隣接して配置しているため、エアーダクト３５の長さが無駄に長くなることはなく、エアーダクト３５を通じてシールドケース４０へと多量の空気を導いて、低圧電源基板３４を効果的に冷却することができる。

例えば、エアーダクトを１つの独立した部品として設けた場合は、エアーダクトを低圧電源基板に十分に接近させることができず、エアーダクトの長さが長くなる。このため、エアーダクトの内側の空気抵抗が大きくなって、シールドケースへと導かれる空気量が減少する。

更に、本実施形態では、ダクト部材３６の延長部３６ｃを低圧電源基板３４の一辺に沿って下方に延ばし、エアーダクト３５の排気口３６ｄを低圧電源基板３４上の大きな発熱量の素子３７に向けていることから、排気口３６ｄから排気された空気が素子３７に直接吹付けられて、この素子３７が十分に冷却される。

例えば、エアーダクト３５の排気口３６ｄをシールドケース４０の上部に接続した場合は、排気口３６ｄから素子３７へと到達するまでの間に空気が拡散するので、素子３７を十分に冷却することができない。

また、本実施形態では、電源用シールド板金３２の側壁部分３２ｂを、エアーダクト３５の一側壁として兼用しているため、部品点数及びコストが節減される。

これに対してエアーダクトを１つの独立した部品とするには、ダクト部材３６の他に、電源用シールド板金３２の側壁部分３２ｂに相当する専用の部品を用意して、ダクト部材３６の開口部３６ｉをその専用の部品で閉じる必要がある。従って、部品点数が増大し、またその専用の部品を成型するための金型等が必要となり、コストが増大する。

なお、上記実施形態では、低圧電源基板３４及び電源用シールド板金３２を例示しているが、高圧電源基板や制御基板及びこれらのシールド板金についても、本発明を適用することができる。

また、電源用シールド板金３２の側壁部分３２ｂをエアーダクト３５の一側壁として兼用していることから、電源用シールド板金３２の側壁部分３２ｂがエアーダクト３５を通じて流れる空気により効果的に冷却される。そこで、電源用シールド板金３２の側壁部分３２ｂの内側表面に放熱フィン等を設けて、電源用シールド板金３２を効果的に冷却し、低圧電源基板３４を、電源用シールド板金３２を通じて間接的に冷却して、低圧電源基板３４の冷却効果の向上を図っても良い。

また、上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置としてモノクロプリンターを用いて説明しているが、これは一例に過ぎず、カラープリンターや他の電子機器、例えば、複合機、コピー機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置でもよい。

また、図１乃至図１２を用いて説明した構成は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成に限定する趣旨ではない。

１ 画像形成装置
２ 装置本体
３ 操作部
４ 給紙部
５ 排出トレイ
１１ 画像形成部
１９ 定着装置
３１ ファン
３２ 電源用シールド板金
３３ 制御基板
３４ 低圧電源基板
３５ エアーダクト
３６ ダクト部材
３８ 補助シールド板金
３９ 支持板金
４０ シールドケース

Claims (9)

1. 回路基板と、
   前記回路基板を覆うシールド板金と、
   冷却用のファンと、
   前記シールド板金の一部に重ねて取付けられて、前記ファンから前記回路基板へと空気を導くエアーダクトを形成するダクト部材と、を備え、
   前記シールド板金の一部が前記エアーダクトを通じての空気の流れに沿う該エアーダクトの一側壁として用いられた画像形成装置。
2. 前記エアーダクトの排気口が前記回路基板上の発熱素子に向けられた請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記エアーダクトが前記回路基板の一辺に沿って設けられた請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記シールド板金の一部と前記ダクト部材により前記エアーダクトが形成されている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記ダクト部材は、前記ファンに接続される吸気口と、当該吸気口に繋がる屈曲した屈曲部と、当該屈曲部に接続されて、前記吸気口側とは反対側に延在する延長部と、前記屈曲部とは反対側となる前記延長部の端部に形成された排気口とを有している請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記屈曲部及び前記延長部の断面形状は、前記屈曲部及び前記延長部を形成する３つの側壁からなるＵ字形状である請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記屈曲部及び前記延長部を形成する前記３つの側壁のうちの互いに対向する２つの側壁の間に、前記ダクト部材の開口部が形成され、
   前記互いに対向する２つの側壁の縁には、前記シールド板金と平行となる方向に延びるフランジが設けられており、前記シールド板金に対向する当該各フランジの面は面一とされている請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記ダクト部材には、凸部及び係合フックが設けられおり、
   前記ダクト部材の凸部が前記シールド板金の一部に形成された穿孔に嵌合され、前記ダクト部材の係合フックが前記シールド板金の一部に形成された係合スリットに係合されて、前記ダクト部材が前記シールド板金の一部に取付けられている請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記シールド板金の一部の内側表面に放熱フィンを設けている請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。