JP2017044817A

JP2017044817A - 画像形成装置

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Publication number: JP2017044817A
Application number: JP2015166087A
Authority: JP
Inventors: 大畑　志伸; Yukinobu Ohata; 志伸大畑
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2015-08-25
Filing date: 2015-08-25
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2035-08-25
Also published as: JP6447416B2

Abstract

【課題】２枚の電源基板を用いてダクトを構成することにより、当該各電源基板上の素子の冷却機構の更なる省スペース化を可能にする。
【解決手段】互いに対向配置された２枚の高圧電源基板５２及び低圧電源基板５４と、素子が実装される各電源基板５２、５４の実装面を互いに向い合せて形成されるダクトＤに空気を流通させる冷却用のファン６３とを備える。ファン６３によりルーバーから引き込まれた空気は、ダクトＤの通過時に、各電源基板５２、５４上の各素子を冷却し、ルーバーから画像形成装置の外に排出される。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像を記録紙に形成する画像形成装置に関し、特に画像形装置の電源基板上の素子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、複数種の基板が設けられている。また、これらの基板に、発熱量が大きな素子が設けられている場合は、この素子を冷却する必要がある。

例えば、特許文献１では、シールドケースの側壁にダクトを設けて、この側壁に複数の通気小孔を形成しておき、ファンにより空気をダクトの内側に吹き込んで、空気をダクトから各通気小孔を通じてシールドケースへと流通させ、シールドケース内側に配置されているプリント基板を冷却している。

また、特許文献２では、電装基板をシールドケースに収容して、エア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。

特開平１１−１８６７６７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、エアダクトについても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、シールドケースの側壁にダクトを設ける構成であるため、ダクト専用のスペースを設ける必要があった。また、特許文献２では、空気をファンからエアダクトを通じてシールドケースの内側へと導く構成であるため、やはりダクト専用のスペースを設ける必要があった。このため、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、２枚の電源基板を用いて空気流路を構成して、当該空気流路に引き込んだ空気により当該２枚の電源基板上の素子を冷却可能にすることにより、電源基板上の素子を冷却するために必要な冷却機構の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、素子が実装される実装面を互いに向い合わせて、互いに対向配置された２枚の電源基板と、前記各電源基板で囲まれて形成される空気流路に空気を流通させて前記各電源基板上の前記素子を冷却するファンと、前記空気流路の開口部の側方となる装置筐体の壁部に形成され、前記ファンにより形成される空気の流れにより、前記空気流路内に引き込まれる空気を本画像形成装置外から内部に通過させる第１の空気通過口と、前記空気流路を通過して前記各電源基板内から排出される空気を本画像形成装置外に通過させる第２の空気通過口と、を備えるものである。

本発明によれば、２枚の電源基板を用いて空気流路を構成して、当該空気流路に引き込んだ空気により当該２枚の電源基板上の素子を冷却可能にすることにより、電源基板上の素子を冷却するために必要な冷却機構の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構造を示す正面断面図である。画像形成装置を背面側から見て示す斜視図である。画像形成装置の背面パネルを取外して、該画像形成装置の内部構造を示す斜視図である。画像形成装置の内部構造の一部を拡大し破断して示す斜視図である。画像形成装置の内部の高圧電源基板を取外した状態を示す斜視図である。画像形成装置の内部の端子ベースを更に取外して、低圧電源基板を露呈させた状態を示す斜視図である。高圧電源基板を裏面側から見て示す斜視図である。高圧電源基板を実装面側から見て示す斜視図である。低圧電源基板を実装面側から見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構造を示す正面断面図である。本実施形態の画像形成装置１は、例えば、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、及びファクシミリ機能のような複数の機能を兼ね備えた複合機である。この画像形成装置１は、装置本体２に、画像読取装置（ＩＳＵ;Image scanner unit）５、操作部４７、画像形成部１２０、定着装置１３、及び給紙部１４等を設けて構成される。

操作部４７は、利用者により操作されて、画像形成動作や画像読取動作等の実行指示を受け付ける。

画像読取動作を行う場合、画像読取装置５は、原稿の画像を光学的に読取って、画像データを生成する。画像読取装置５により生成された画像データは、内蔵ＨＤＤ又はネットワーク接続されたコンピューター等に保存される。

画像形成動作を行う場合は、上記の画像読取動作により生成された画像データ、ネットワーク接続されたコンピューターやスマートフォン等のユーザー端末装置から受信した画像データ、又は内蔵ＨＤＤに記憶されている画像データ等に基づいて、画像形成部１２０が、給紙部１４から供給される記録媒体としての記録紙Ｐにトナー像を形成する。

画像形成部１２０は、マゼンタ用の画像形成ユニット１２Ｍ、シアン用の画像形成ユニット１２Ｃ、イエロー用の画像形成ユニット１２Ｙ、及びブラック用の画像形成ユニット１２Ｂｋを備えている。各画像形成ユニット１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、及び１２Ｂｋは、感光体ドラム１２２と、感光体ドラム１２２の表面を均一に帯電させる帯電装置と、感光体ドラム１２２の表面を露光して、その表面に静電潜像を形成する露光装置（ＬＳＵ;Laser scanning units）１２３と、トナーを用いて、感光体ドラム１２２の表面の静電潜像をトナー像に現像する現像装置１２４と、１次転写ローラー１２６とをそれぞれ備えている。

カラー印刷を行う場合、各画像形成ユニット１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、及び１２Ｂｋにおいては、感光体ドラム１２２の表面を均一に帯電させてから露光して、その表面にカラーの色成分の画像に対応する静電潜像を形成し、感光体ドラム１２２の表面の静電潜像を現像装置１２４により現像して、感光体ドラム１２２上にその色成分のトナー像を形成し、トナー像を１次転写ローラー１２６により駆動ローラー１２５Ａ及び従動ローラー１２５Ｂに張架されている中間転写ベルト１２５上に１次転写させる。

中間転写ベルト１２５は、その外周面にトナー像が転写される像担持面が設定されており、感光体ドラム１２２の周面に当接した状態で駆動ローラー１２５Ａによって駆動される。中間転写ベルト１２５は、各感光体ドラム１２２と同期しながら、駆動ローラー１２５Ａと従動ローラー１２５Ｂとの間を無端走行する。

中間転写ベルト１２５上に転写される各色成分のトナー画像は、転写タイミングを調整して中間転写ベルト１２５上で重ね合わされ、カラーのトナー像となる。２次転写ローラー２１０は、中間転写ベルト１２５の表面に形成されたカラーのトナー像を、中間転写ベルト１２５との間のニップ部Ｎにおいて、給紙部１４から搬送路１９０を通じて搬送されてきた記録紙Ｐに２次転写させる。

この後、定着装置１３で記録紙Ｐが加熱及び加圧されて、記録紙Ｐ上のトナー像が熱圧着により定着され、更に記録紙Ｐが排出ローラー対１５９を通じて排出トレイ１５１に排出される。

給紙部１４は、複数の記録紙Ｐを収容しており、ピックアップローラー１４５を回転駆動して、記録紙Ｐを搬送路１９０へと搬送供給する。

図２は、画像形成装置１を背面側から見て示す斜視図である。また、図３は、画像形成装置１の背面パネルを取外して、該画像形成装置１の内部構造を示す斜視図である。更に、図４は、画像形成装置１の内部構造の一部を拡大し破断して示す斜視図である。

図１及び図２に示すように画像形成装置１の装置本体２の上方には画像読取装置５が設けられ、装置本体２の上面が排出トレイ１５１となっている。また、装置本体２の内部には、画像形成部１２０、定着装置１３、及び給紙部１４等が設けられている。

装置本体２の背面側に設けられている３枚の背面パネル５１を取外すと、装置本体２の内部に配置された高圧電源基板５２及び制御基板５３等が露呈する。そして、高圧電源基板５２の奥側（画像形成装置１の正面側）に低圧電源基板５４が設けられ、高圧電源基板５２と低圧電源基板５４が適宜の間隔をあけて対向配置されている。また、高圧電源基板５２と低圧電源基板５４の間に冷却用のファン６３が設けられている。更に、高圧電源基板５２の一端部に端子ベース５５が重ねて設けられている。

高圧電源基板５２は、装置本体２の底壁５６に固定されたステー６４及び装置本体２のフレーム６５等にビス止めされ、この高圧電源基板５２が端子ベース５５に電気的に接続されている。端子ベース５５は、装置本体２の各フレーム６５、６８（図６）等にビス止めされ、この端子ベース５５にファン６３がビス止めされている。更に、低圧電源基板５４は、該低圧電源基板５４よりも奥側の板金５８等にビス止めされている。

高圧電源基板５２は、１次転写ローラー１２６、２次転写ローラー２１０等に印加される高電圧を生成して、この高電圧を、端子ベース５５を通じて画像形成部１２０に出力する。また、低圧電源基板５４は、モーターや各種の回路を動作させるための低電圧を生成して出力する。高圧電源基板５２及び低圧電源基板５４は、背面パネル５１、装置本体２の底壁５６及び側壁５７、該各電源基板５２、５４の奥側に配置された壁部（図示せず）、及び該各電源基板５２、５４の上側に配置された壁部（図示せず）等により囲まれてシールドされており、該各電源基板５２、５４で発生したノイズが外部に漏れないようにされている。

制御基板５３は、画像形成装置１全体を制御するためのものであり、背面パネル５１、装置本体２の側壁５９、及び該基板５３の側方や奥側に配置されたシールド板（図示せず）等により囲まれてシールドされており、外部ノイズが遮断されて侵入しないようにされている。

また、制御基板５３の下方には、冷却用のファン６１が設けられている。このファン６１は、左下側の背面パネル５１に形成されたルーバー６２を通じて、外側の空気を吸い込み、この空気を該ファン６１の奥側周辺に配置された電磁クラッチやモーターに吹付けて、これらを冷却する。そして、その空気は、上方の制御基板５３に導かれて、制御基板５３の実装面に実装された複数の素子を冷却し、更に上側の背面パネル５１に形成されたルーバー（第２の空気通過口）６７を通じて外部に排気される。

ところで、高圧電源基板５２及び低圧電源基板５４には、発熱量が大きな複数の素子が設けられており、これらの素子を効率的に冷却する必要がある。しかしながら、画像形成装置１の内部では、該画像形成装置１の小型化を図るべく、ユニットや部品を高密度で配置しているので、該各電源基板５２、５４を冷却するための機構についても省スペース化を図ることが望まれる。

そこで、本実施形態では、高圧電源基板５２及び低圧電源基板５４を用いてダクトＤ（空気流路）を構成することにより、更なる省スペース化を図っている。

次に、上記ダクトＤの構成について詳しく説明する。図５は、画像形成装置１の内部の高圧電源基板５２を取外した状態を示す斜視図であり、図６は、更に端子ベース５５を取外して、低圧電源基板５４を露呈させた状態を示す斜視図である。また、図７は、高圧電源基板５２を裏面側から見て示す斜視図であり、図８は、高圧電源基板５２を実装面側から見て示す斜視図である。更に、図９は、低圧電源基板５４を実装面側から見て示す斜視図である。

図５及び図６に示すように高圧電源基板５２を取外すと、端子ベース５５が露呈し、更に端子ベース５５を取外すと、この端子ベース５５にビス止めされた冷却用のファン６３も取外されて、低圧電源基板５４の全体が露呈する。

図７に示すように高圧電源基板５２の裏面には、素子が搭載されておらず、これに対して図８に示すように高圧電源基板５２の実装面には、複数の素子が搭載されている。また、高圧電源基板５２の実装面には、複数のサブ基板７１が該高圧電源基板５２に対して垂直に立設されている。これらのサブ基板７１は、高圧電源基板５２の実装面の容量を補うために設けられたものである。更に、高圧電源基板５２の実装面には、複数の放熱板７２、７３、７４が該高圧電源基板５２に対して垂直に立設されている。放熱板７２、７３、７４は、ファン６３により上記ダクトＤ内に引き込まれる空気の流れを案内する。これらの放熱板７２、７３、７４には、発熱量が大きなスイッチング素子などが搭載されている。

各サブ基板７１は、平板状のもので、それらの長手方向が図８における水平方向に向いている。各放熱板７２は、平板状のもので、それらの長手方向が図８における水平方向に向いている。他の各放熱板７３は、Ｕ字型に屈曲されたもので、それらの長手方向が図８における水平方向に向いている。別の各放熱板７４は、Ｕ字型に屈曲されたもので、それらの長手方向が図８における垂直方向に向いている。

また、図９に示すように低圧電源基板５４の実装面には、複数の素子が搭載さており、該実装面の略中央に大型の電解コンデンサー８１が配置されている。また、低圧電源基板５４の実装面には、複数の放熱板８２、８３、８４、８５が該低圧電源基板５４に対して垂直に立設されて、これらの放熱板８２、８３、８４、８５に発熱量が大きなスイッチング素子などが搭載されている。

各放熱板８２は、平板状のもので、それらの長手方向が水平方向に向いている。他の各放熱板８３は、平板状のもので、それらの長手方向が垂直方向に向いている。別の放熱板８４は、Ｌ字型の断面形状を有しており、その長手方向が水平方向に向いている。更に他の放熱板８５は、その一部８５ａを水平方向に屈曲させたものである。

ここで、高圧電源基板５２と低圧電源基板５４が互いに対向配置されて、複数の素子が実装された高圧電源基板５２の実装面と複数の素子が実装された低圧電源基板５４の実装面が互いに向き合うようにされている。高圧電源基板５２及び低圧電源基板５４で囲まれる領域は、空気が流れる空気流路、すなわち上記ダクトＤを形成する。高圧電源基板５２は、低圧電源基板５４よりも面積が大きく、高圧電源基板５２のダクト部分５２ａのみが低圧電源基板５４に対向する。換言すれば、高圧電源基板５２の実装面のうち、低圧電源基板５４に対向するダクト部分５２ａが、当該低圧電源基板５４とにより、ダクトＤを形成する。

また、上記のようにファン６３は、端子ベース５５にビス止めされて、高圧電源基板５２と低圧電源基板５４の間に配置されている。そして、図８と図９では、それぞれの実装面を視る方向が互いに逆方向となっているので、ファン６３が互いに異なる左側の位置と右側の位置に示され、ファン６３からの空気の吹出し方向も矢印で示すように逆方向となっている。本実施形態では、ファン６３からの空気の吹出し方向は、概ね水平方向かつ画像形成装置１の内側向きである。

このように高圧電源基板５２の実装面と低圧電源基板５４の実装面を互いに向い合わせた構成では、高圧電源基板５２の実装面上の素子と低圧電源基板５４の実装面上の素子の間隔を、それぞれの素子の絶縁距離以上に保つ必要がある。そして、本実施形態では、その絶縁距離を少なくとも保つことを前提にして、該各実装面の間隔を可能な限り狭く設定している。すなわち、高圧電源基板５２側の素子と低圧電源基板５４側の素子が適宜離間されながらも、該各電源基板５２、５４の間隔が狭くされている。

また、高圧電源基板５２の実装面上の各サブ基板７１が、該高圧電源基板５２のダクト部分５２ａに配置されて水平方向に延在し、かつ低圧電源基板５４の実装面上の各放熱板８２が水平方向に延在している。そして、各サブ基板７１及び各放熱板８２は、ファン６３よりも上側に位置し、該各サブ基板７１及び該各放熱板８２よりも上方への空気の流通を制限する。

更に、図４に示すように高圧電源基板５２及び低圧電源基板５４の下側には、装置本体２の底壁５６が設けられており、該各電源基板５２、５４の下側の周縁端の間に形成された開口スペースがその底壁５６で覆われている。この底壁５６は、底壁５６よりも下方への空気の漏れを阻止する。

すなわち、高圧電源基板５２と低圧電源基板５４が対向配置されて、該各電源基板５２、５４の間隔が狭く設定され、高圧電源基板５２のダクト部分５２ａの各サブ基板７１及び低圧電源基板５４の各放熱板８２が上方への空気の流通を制限し、装置本体２の底壁５６が下方への空気の漏れを阻止する。

すなわち、対向は位置された高圧電源基板５２及び低圧電源基板５４の周縁端の間に形成された開口スペースを覆うようにして、各サブ基板７１、各放熱板８２、及び装置本体２の底壁５６の複数の部材が設けられている。これら高圧電源基板５２のダクト部分５２ａ、低圧電源基板５４、各サブ基板７１、各放熱板８２、及び装置本体２の底壁５６は、ファン６３から吹出した空気を水平方向に導く筒状の上記空気流路、すなわち、上記ダクトＤを構成している。

このような構成において、ファン６３は、装置本体２の側壁５７に形成されたルーバー（第１の空気通過口）６６を通じて、画像形成装置１外の空気を吸い込み、この空気を上記ダクトＤの内側に案内する。ルーバー６６は、空気流路としての上記ダクトＤの開口部の側方となる側壁５７に形成されている。ルーバー６６は、ファン６３により形成される空気の流れにより、上記ダクトＤ内に引き込まれる空気を画像形成装置１の外から内部に通過させる。この空気は、概ね、高圧電源基板５２のダクト部分５２ａと低圧電源基板５４の間に形成される上記ダクトＤを水平方向に流れ、高圧電源基板５２のダクト部分５２ａの実装面上の複数の素子及び低圧電源基板５４の実装面上の複数の素子に吹き付けられて、これらの素子を冷却する。そして、該各電源基板５２、５４で形成される上記ダクトＤを通過した空気は、もう１つのファン６１から吹出された空気と合流して、上方の制御基板５３に導かれ、制御基板５３の実装面上の複数の素子を冷却して、背面パネル５１に形成されたルーバー６７を通じて外部に排気される。すなわち、ルーバー６７は、後述する空気流路としてのダクトＤを通過して各電源基板５２、５４の内部から排出される空気を、画像形成装置１の外に通過させる。

詳しくは、上記ダクトＤにおいては、各電源基板５２、５４の間隔が狭く設定されていることから、該ダクトＤの容量が抑えられ、ファン６３から吹出された空気が高速で流れる。そして、この空気は、図９に示すように低圧電源基板５４側の大型の電解コンデンサー８１（空気が当てられる素子の一例）に吹付けられて、電解コンデンサー８１の上側方及び下側方を流れる２つの空気流Ａ、Ｂに分流される。

そして、上側の空気流Ａは、高圧電源基板５２側の各サブ基板７１及び低圧電源基板５４側の各放熱板８２により水平方向の流れに整流されて速やかに流れると共に、該各サブ基板７１及び該各放熱板８２よりも上方への空気の流通を制限されて、電解コンデンサー８１よりも上側に位置する各素子を冷却する。また、各サブ基板７１及び各放熱板８２よりも上方へと空気の一部が流通しても、この上方に流通した空気は、高圧電源基板５２のダクト部分５２ａを除く他の部分に実装されている各素子に吹付けられて、これらの素子を冷却する。

また、下側の空気流Ｂは、高圧電源基板５２側の各放熱板７２、７３及び低圧電源基板５４側の放熱板８４により水平方向の流れに整流されて速やかに流れ、電解コンデンサー８１よりも下側に位置する各素子を冷却する。

更に、ファン６３から吹出された空気は、低圧電源基板５４側の放熱板８５の水平方向に屈曲された一部８５ａの上側スペースを通過して、該一部８５ａに沿って流れる空気流Ｃとなり、この空気流Ｃが低圧電源基板５４側の発熱量が大きな素子へと直接的に吹付けられて、この素子が効果的に冷却される。

更に、各空気流Ａ、Ｂ、Ｃは、各サブ基板７１、各放熱板７２、７３、８２、８４、８５等の間を通過した後、高圧電源基板５２側の各放熱板７４及び低圧電源基板５４側の各放熱板８３に突き当たって広い範囲に拡散し、周辺の素子や部品等を冷却する。そして、上記ダクトＤを通過した空気が、もう１つのファン６１から吹出された空気と合流して、上方に導かれ、背面パネル５１に形成されたルーバー６７を通じて外部に排気される。

このように本実施形態では、高圧電源基板５２のダクト部分５２ａ及び低圧電源基板５４を用いてダクトＤを構成しているので、つまりダクト部分５２ａ及び低圧電源基板５４をダクトＤの壁部として兼用しているので、更なる省スペース化を実現することができる。

また、高圧電源基板５２と低圧電源基板５４の間に１つのファン６３を配置して、このファン６３により高圧電源基板５２の実装面上の各素子及び低圧電源基板５４の実装面上の各素子を冷却しているので、ファンの個数を最小限に抑えることができ、これによっても省スペース化を実現することができ、更には部品点数や消費電力を減少させることができる。

また、各サブ基板７１、各放熱板７２、７３、８２、８４等の長手方向を空気流の流れ方向（水平方向）と平行にしているので、これらのサブ基板や放熱板により空気流が妨げられることはなく、高圧電源基板５２の実装面上の各素子及び低圧電源基板５４の実装面上の各素子を効率的に冷却することができる。

なお、上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置としてカラー用の複合機を用いて説明しているが、これは一例に過ぎず、モノクロプリンターやカラープリンター、あるいは他の電子機器、例えば、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９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
５２高圧電源基板
５３制御基板
５４低圧電源基板
６１、６３ファン
７１サブ基板
７２〜７４放熱板
８１電解コンデンサー
８２〜８５放熱板

Claims

素子が実装される実装面を互いに向い合わせて、互いに対向配置された２枚の電源基板と、
前記各電源基板で囲まれて形成される空気流路に空気を流通させて前記各実装面上の前記素子を冷却するファンと、
前記空気流路の開口部の側方となる装置筐体の壁部に形成され、前記ファンにより形成される空気の流れにより、前記空気流路内に引き込まれる空気を本画像形成装置外から内部に通過させる第１の空気通過口と、
前記空気流路を通過して前記各電源基板内から排出される空気を本画像形成装置外に通過させる第２の空気通過口と、を備える画像形成装置。
前記各電源基板の実装面の少なくとも一方に、前記ファンにより前記空気流路内に引き込まれる空気の流れを案内する放熱板が形成されている請求項１に記載の画像形成装置。
前記放熱板は、屈曲した形状とされて、当該屈曲する方向に前記空気を案内する請求項２に記載の画像形成装置。
前記ファン及び前記放熱板は、前記各電源基板の実装面の少なくとも一方に配設された前記素子に前記空気を当て、当該素子の両側方に空気流を分流させる請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
前記各電源基板の実装面の少なくとも一方にサブ基板を立設し、前記サブ基板を前記空気の流通の方向に沿って配置した請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
前記ファンが前記各電源基板の間の前記空気流路内に配置されている請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
前記空気流路は、前記各電源基板に加え、更に、前記各電源基板の周縁端の間に形成された開口スペースを覆う複数の部材により形成されている請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
前記２枚の電源基板は、一方が高圧電源基板、他方が低圧電源基板である請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
前記高圧電源基板は、前記電源基板よりも面積が大きく形成され、前記高圧電源基板の実装面のうち、前記低圧電源基板に対向する部分が、前記低圧電源基板とにより、前記空気流路を形成する請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。