JPH11186767A

JPH11186767A - 電子機器の冷却装置

Info

Publication number: JPH11186767A
Application number: JP9366444A
Authority: JP
Inventors: Masato Ohashi; 理人大橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1997-12-24
Publication date: 1999-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】電磁シールドケースの電磁シールド性を十分
に維持しながら、内部の部品類の冷却性を高めた電子機
器の冷却装置を提供する。【解決手段】電磁シールドと、冷却を要する部品を収
納したシールドケース１を備えた電子機器において、シ
ールドケースの少なくとも一つの面１ａ，１ｂ，１ｃに
形成された複数の通気小孔２と、該通気小孔を含むシー
ルドケースの面を覆うように配置されるダクト３と、該
通気小孔を含むシールドケースの一つの面とダクトとの
間で形成される送風路と、該送風路の一端開口にファン
４を配置して送風路内に空気を流すことにより、シール
ドケース内の空気を通気小孔を介して送風路に排出可能
に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリの如き画像形成装置、コンピュータ、
通信機器、その他の電子機器に用いられる電磁シールド
構造の改良に関し、特に、電磁シールドを必要とする電
気部品に対するシールド性能を低下させることなくシー
ルドケーシング内の空気を換気してケーシング内の発熱
部品からの熱を放熱し得る様にした電子機器の冷却装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置、コンピュータ、通信機器
等の各種電子機器には各種の電気部品、電子部品等が搭
載されており、これらは通常メイン部品としてのプリン
ト配線基板等の上に搭載される。プリント配線基板上に
はＡＳＩＣ、ＣＰＵ、クオーツ等の様に、自ら電磁波を
放出したり、或は他の機器、他の部品からの電磁波によ
って御動作を起こす部品が搭載されている。また、これ
らの電気、電子部品は、通電されることにより発熱し、
使用温度が昇温し過ぎると御動作等の不具合をもたらす
こととなる。このように電磁波を放出する電気部品等を
用いた電子機器が多く出回っており、上記の様に電磁波
は他の電子機器を誤動作させたり、或は、他の電子機器
からの電磁波の影響で誤動作することもあるため、電子
機器内の部品から電磁波を出さないように、あるいは、
他の機器からの電磁波の影響を受けないように、電子機
器内でそれらの部品を電磁シールドする必要がある。電
磁シールドの方法としては、十分にアースがとられ、か
つ、開口部がない導電体のケーシングの内部にそれらの
部品を配置することが最も有効である。ところが、電磁
シールドを必要とする電気部品等の多くは、自己発熱を
するタイプであるか、過熱により誤動作を起こすタイプ
の部品であり、通電によって温度が高くなると、動作不
良などの不具合を起こすという問題がある。そして、電
磁シールド効果を優先させてケーシング内外の換気を怠
ると、ケーシング内温度が過熱状態となる一方で、部品
の冷却を促進する為にケーシング内の換気を優先させる
構造とすると、シールド効果の低下をもたらす。そこ
で、従来から電気的なシールド効果と、発熱部品の冷却
効果を両立させるために、種々の提案がなされてきた。
例えば、特開平１−１９３７５１号公報には、デジタル
複写機において、基板を収納した基板ケースをスキャナ
と書き込み部との中間位置に配置することにより、両者
間の配線を短くし、もってノイズによる誤動作の発生を
防止する様にした技術が開示されている。

【０００３】しかし、この公報記載の技術においては、
基板ケース内の基板上に電磁シールドを必要とする発熱
部品等が搭載されている場合に、基板ケース内を十分に
冷却する手段が開示されていないので、ケース内の温度
上昇に起因した各種部品の誤動作、故障等を有効に防止
することができない。基板ケースの一端寄りの下方位置
にファンを配置し、ファンからの空気をケースの一端に
送風するようにしてはいるが、送風された空気はケース
の一端を中心とした外面を通過するに過ぎないので、ケ
ース内部の冷却効果は不十分である。また、実開平２−
３５１３７号公報の「電子写真式記録装置」には、電装
部品ケーシングに外気吸気口を設けると共に、電装部品
ケーシングとファンケーシングとを連通させ、このファ
ンケーシング内に、外気吸気口から外気を吸気して帯電
装置に吹き付けるファンを配置した技術が開示されてい
る。しかし、この外気吸気機能を備えた従来例において
は、帯電装置に吹き付ける必要のある送風量が多く、そ
の結果吸気口の合計開口面積を相当大きく確保する必要
があるため、電磁シールド効果が妨げられる虞が大き
い。また、特開平９−９０８５４号公報には、スキャナ
モータのような発熱部材を備えたユニットと、このユニ
ットと隣接する部材との間にて装置本体の内部を貫通す
る風路を形成し、この風路に空気を流すファンを配置し
た技術が開示されているが、この風路はユニットのケー
ス外面を通過するだけであり、ケース内の換気、送風に
よる効率的な冷却については一切開示されていない。
又、コントロールユニット上の電子部品、放熱器等を冷
却する為の送風についても開示されているが、電磁シー
ルドケースへの言及、シールド効果と冷却効果とのバラ
ンスに対する配慮については一切開示されていない。従
って、電磁シールドケースに対してこの冷却構造を適用
したとしても、必要十分な冷却効果を期待することはで
きない。

【０００４】また、特開平４−１６８７９８号公報に
は、画像形成装置において使用される冷却ファンの本来
の風路とは別の風路を、ファンのケーシングの形状を変
更することによりケーシング外部に形成し、ファンの下
方の熱、水蒸気を効率的に排出するようにした技術が開
示されている。しかし、この公報記載の技術はファンの
ケーシングの構造に関するものであり、電磁シールドケ
ースによるシールド効果と、冷却効果に関する言及は一
切ない。又、この構造を電磁シールドケースの冷却にそ
のまま適用することはできない。次に、上記のごとき電
磁波を発生したり、電磁波により誤動作を起こす電気、
電子部品を多数備えた電子機器としてデジタル複写機を
あげることができる。デジタル複写機においては、スキ
ャナの処理基板と、書き込み部の制御基板が高速のクロ
ックで駆動されるため、放出する電磁波が多量であり、
また電磁波の影響も受けやすくなる。あるいは、電源な
ども電磁波を出すことが多い。また、複写機の小型化が
進んだ結果として、スキャナの下部に薄型化されたシー
ルドケースを設け、その内部に基板や電源を配置したも
のも多い。このような構成のデジタル複写機において
は、比較的シールドを行いやすい一方で、複写機の小型
化のためにシールドケース自体を薄型化する必要があ
り、冷却ファンを設けるスペースが無くなったり、部品
配置上熱がこもりやすくなって冷却が難しくなるという
問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に鑑みて
なされたものであり、請求項１の発明は、電磁シールド
ケースの電磁シールド性を十分に維持しながら、内部の
部品類の冷却性を高めた電子機器の冷却装置を提供する
ことを目的としている。請求項２の発明は、請求項１の
発明の冷却性を更に高めることを目的とする。請求項３
の発明は、請求項２の発明の冷却性を更に高めることを
目的とする。請求項４の発明は、スキャナ下部に、基板
や電源を収容した電磁シールドケースを配置したデジタ
ル複写機において、省スペースで、効率よく、シールド
性と、冷却性を高めた冷却装置を提供することを目的と
する。請求項５の発明は、請求項４の冷却装置におい
て、部品を共通化することにより、コストダウンを図る
ことを目的とする。請求項６の発明は、ダクト内に電気
部品がある場合に、ダクト内の電気部品の冷却・シール
ドをコストを上げることなく行うことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】上記目的を達成する為、請
求項１の発明は、電磁シールドと、冷却を要する部品を
収納したシールドケースを備えた電子機器において、シ
ールドケースの少なくとも一つの面に形成された複数の
通気小孔と、該通気小孔を含むシールドケースの面を覆
うように配置されるダクトと、該通気小孔を含むシール
ドケースの一つの面とダクトとの間で形成される送風路
と、を備え、該送風路の一端開口にファンを配置して送
風路内に空気を流すことにより、シールドケース内の空
気を通気小孔を介して送風路に排出可能に構成したこと
を特徴とする。請求項２の発明は、上記通気小孔の周縁
部には、上記送風路内の空気の流れ方向に沿って配置さ
れた整流板を設けたことを特徴とする。請求項３の発明
は、電磁シールドと、冷却を要する部品を搭載したプリ
ント配線基板等の電装部品をシールドケースの内壁に直
接取り付け、プリント基板等からシールドケースを介し
て、上記部品からの熱が上記送風路を構成するシールド
ケースの一面に伝達されるように構成したことを特徴と
する。請求項４の発明は、電磁シールドと、冷却を要す
る部品をスキャナ装置の下部に配置したシールドケース
内に収納したデジタル複写機において、上記シールドケ
ースの上面をスキャナ装置のベース面と共通化し、該シ
ールドケース上面に形成した複数の通気小孔を覆うよう
にシールドケース上面に配置したダクトにより送風路を
形成し、該送風路の一端開口にファンを設けて、送風路
内に空気流を形成するようにしたことを特徴とする。請
求項５の発明は、上記ダクトがスキャナ装置内の光学部
品の遮光板を兼ねていることを特徴とする。請求項６の
発明は、上記ダクトを導電性材料により構成すると共
に、ダクト内の送風路内に冷却を必要とする部品を配置
し、ダクトが該部品のシールド手段を兼ねていることを
特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施
の形態例により詳細に説明する。図１は本発明の一形態
例の冷却装置の構成略図であり、プリント配線基板５を
内部に備えた電磁シールドケース１の上面１ａ及び側壁
１ｂは、夫々通気小孔２が任意の配列、個数で配置され
ており、シールドケース１の上面１ａにはこれをふさぐ
様に長手方向両端が開口したダクト３が固定されてい
る。更に、ダクト３の一端開口にはファン４が固定され
ている。電子機器のメイン部品としてプリント配線基板
を挙げることができる。このプリント配線基板上には、
ＡＳＩＣ，ＣＰＵ，クォーツなど、電磁波を放出した
り、他の機器からの電磁波で誤動作する電子、電気部品
が実装されている。また、これらの部品は通電されるこ
とで発熱し、使用温度が高くなりすぎると誤動作などの
不具合が生じる。そこで、この基板５を収納するシール
ドケース１の適所に、直径５ｍｍ程度の通気小孔２を複
数形成して通気、換気、放熱を図っている。直径５ｍｍ
程度の開口であれば、電磁波の放出・進入を防止できる
ことが確かめられている。このようなシールドケースに
おいて、基板５上の電子部品、電気からの発熱により熱
されたケース内の空気はケース上側に自然対流で集ま
る。そこで、ケース上面１ａに通気小孔２を形成するこ
とにより、熱せられた空気を通気小孔２を介してケース
外に放出することができ、換気することができる。この
場合、例えばケース側面１ｂに形成した小孔２より新た
な冷却空気をケース内に導入することができる。また、
通気小孔２を有したケース上面１ａを含む空間をダクト
３によりふさぐことにより、ケース上面１ａとダクト３
内壁との間に送風路を形成し、更に送風路の上流側開口
に配置したファン４などにより空気を送風路内に強制的
に導く。この結果、送風路内の静圧が下がるので、ベル
ヌイの定理でケース内の空気は送風路内に吸い込まれ
る。この冷却方式によれば、自然体流で冷却する場合以
上にケース１内の熱せられた空気をケース外に排出で
き、ケース内の冷却が可能となる。

【０００８】次に、シールドケース１の上面１ａの通気
小孔２が図２(a) に示した如き単なる穴である場合、つ
まり平坦な上面１ａに貫通孔を形成しただけの穴である
場合には、図２(a) で示すように穴２の内外で空気の渦
が発生する。この渦のため、ケース１内からストレート
に送風路内に空気が流れ込みにくくなる。そこで、本形
態例では、図２(b) に示す様に、送風路内の空気の流れ
（ＡＦ）に沿って庇状の整流板６を設ける。整流板６に
よって渦の発生が抑えられるので、さらに効率よくケー
ス１内の冷却ができることとなる。即ち、整流板６は、
通気小孔２の周縁から屈曲（湾曲）して突出しており、
その突出方向は、送風路内の空気の流れ方向に沿ってい
る。整流板６がない場合には、通気小孔２から出た空気
が送風路内の空気の流れＡＦによる影響により、流れＡ
Ｆに乗ることができずに渦状に滞留するが、整流板６が
存在することにより、流れＡＦに安定してスムーズに合
流して、小孔２から円滑に排出されることができる。

【０００９】次に、図３は本発明の他の形態例のシール
ドケース及び冷却装置の要部構成を示す断面図であり、
ケース１を熱伝達率のよい材質、例えば、鉄やアルミな
どの金属材にて構成すると共に、その一面に直接基板５
などの電装部品をネジ７等により取り付ける。ケース１
の取り付け面１Ａと、通気小孔２を持つケース上面１ａ
（送風路の一面）と、整流板６と、を一体的な構造、例
えば予め同一部材にする、或はネジ７で固定する。この
ような構成にすると、基板５上の電気部品等の発熱部品
から発生した熱量が、熱伝導によりケース上面１ａ、整
流板面に伝わり、ファンからの空気により直接冷却され
る。これによれば、今までの空気流のみで冷却する方法
よりも遥かに効率よく冷却できる。

【００１０】次に、図４(a) に示す様に従来のデジタル
複写機においては、発熱部品を搭載した基板５や電源
が、装置本体２０上に配置されたスキャナ１０の直下の
狭い空間に配置されることが多い。これらの基板５や電
源は電磁波対策としてシールドケース１内に収納され
る。なお、符号１１及び１２は夫々可動部品としての第
１キャリッジ、及び第２キャリッジ、１３及び１４は固
定部品としてのレンズ、及びＣＣＤである。このような
構成のデジタル複写機において、複写機全体の小型化を
図るため、シールドケース１自体も薄型化されるので、
ケース内部を冷却するためのファンを設置することはレ
イアウト上難しくなる。そこで、本形態例では、図４
(b) 及び(c) の正面縦断面図及び斜視断面図の様に、シ
ールドケース１の上面１ａをスキャナ１０のベース１０
ａと共通化して、該上面１ａ（ベース１０ａ）に直径５
ｍｍ程度の通気小孔２を複数形成し、更に通気小孔２を
形成した上面１ａを含む上面１ａ上の空間をダクト３に
より包囲し、その空間を送風路とした。この送風路の長
手方向両端部は開口している。この送風路の一端開口３
Ａは大面積の開口に構成してファン４を配置し、小面積
の他端開口３Ｂは排気口とする。ファン４を駆動するこ
とにより、この送風路内に空気流を形成することによ
り、シールドケース１のシールド性を低下させることな
く、ケース内部の基板上の発熱部品や、電源等を効率よ
く冷却できる。

【００１１】図４(b) (c) においては、可動部品である
キャリッジ１１、１２の下側ではダクト３自体が薄くキ
ャリッジ１１、１２に当たらないようになっており、更
にファン４は、キャリッジ１１、１２を回避した奥側位
置の大径の開口部３Ａに配置されている。こうすること
で、スキャナ１０の全体の高さを大きくすることなく、
ダクト３やファン４の配置を行うことができた。また、
スキャナ１０内には遮光すべきレンズ１３、ＣＣＤ１４
などの光学部品が配置されている。図５に示した本発明
の他の形態例では、ダクト３を遮光部材と兼用の構成に
することで、部品数低減と、コストダウンを図ってい
る。即ち、この形態例では、図４(b) (c) の形態例とは
異なって、固定部品であるレンズ１３、ＣＣＤ１４側に
ダクト３及びシールドケース１を配置し、しかも各部品
１３、１４をダクト３内に配置した。この際、ダクト３
を金属などの導電性材質で作成し、スキャナべース１０
ａなど電気的に接地された部品にネジなどで固定する。
ＣＣＤ１４は電磁波を放出したり、外来電磁波による影
響を受けやすい上、冷却が必要な電気部品である。従っ
て、このように構成することで、ダクト３はＣＣＤ１４
のシールド部材となり、かつ送風路内にＣＣＤ１４が配
置されて冷却もできるので、効率よく基板５とＣＣＤ１
４の冷却・シールドが可能となる。なお、上記各形態例
では、シールドと冷却を要する電気部品、電子部品等と
して主として基板５上に搭載した発熱部品、その他の部
品を想定したが、これは一例であり、従ってシールドと
冷却を要する部品を電源としてもよい。

【００１２】また、上記形態例ではシールドケースの上
面をダクトの流路の一部としたが、これは一例であり、
従って例えば図６の他の形態例に示すように、シールド
ケース１の側面１ｃをダクトの流路の一部とした構成も
本発明に属することは言うまでもない。即ち、図６の例
は、シールドケース１の側面１ｃに、直径が約５ｍｍ程
度の通気小孔２を適度な個数、適度な配置で形成し、こ
の通気小孔２を有した側面部分を覆うように配置したダ
クト３により、送風路を形成する。このダクト３は、長
手方向両端部に開口部を有し、大径の開口にはファン４
を配置して外気の導入口とし、他端の小径開口を排気口
とする。なお、場合によっては小径の開口を空気の導入
口とし、ファン側の開口を排気口としてもよい（この点
は上記他の形態例においても同様）。また、各通気小孔
２には必要に応じて図２(b) のような整流板６を形成す
る。この構成を備えた冷却装置によるシールド効果、冷
却効果は、上記形態例の場合と同じであり、重複するた
め説明を省略する。ただし、この形態例ではシールドケ
ースの設置箇所、設置方向、シールドケース内の基板の
方向等に応じてダクトの取り付け箇所を任意に変更し、
各種条件に柔軟に対応した送風路から成る冷却装置を構
成することを可能としている点が特徴的である。必要に
応じては、一つのシールドケースの複数の面に対して本
発明の冷却装置を設けてもよい。また、冷却、シールド
対象とする部品は、基板上の部品や、電源のみならず、
種々の部品を想定し得る。なお、上記各形態例では、通
気小孔２の径を５ｍｍ程度としたが、これは一例であ
り、シールド効果を妨げない範囲内での寸法の調整は十
分可能である。要するに、シールドケースの形状、シー
ルドケース内における被シールド部品（発熱部品等）の
位置との関係で、通気小孔の位置や、配置個数、径等
は、任意に変更可能である。

【００１３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、冷却とシール
ドが必要な電気部品、電子部品等を内部に収納したシー
ルドケースのケース上面に通気小孔を設け、この通気小
孔を含むケース上面をダクトによって覆うことにより送
風路を構成し、ファンを用いて送風路内に空気を流した
ので、ダクト内の静圧が下がり、ベルヌイの定理で通気
小孔を介してケース内の空気はダクト内に吸い込まれ、
冷却が効率よく行われる。つまり、シールド性と冷却性
の双方を高めた電子機器の冷却装置を提供することがで
きる。請求項２の発明によれば、上記通気小孔に、送風
路内の空気の流れに沿った整流板を設けたので、通気小
孔の出口での渦の発生が防止でき、冷却効率を上げるこ
とができた。請求項３の発明では、シールドケースを熱
伝達率の良好な材質、例えば、鉄やアルミなどの金属材
とし、その一面に直接基板などの電装部品を取り付け
た。更に、基板等の取り付け面と、通気小孔を持つダク
トの流路の一面と、整流板を一体的（例えば同一部材に
するとか、ネジで固定する）な構成とした。このような
構成にしたので、熱伝導にて電装部品で発生した熱量
が、ダクト面・整流板面に伝わり、直接冷却され、対流
によるより場合も、より効率よく冷却できた。次に、冷
却とシールドが必要な電装部品（電気部品、電子部品、
或はこれらを搭載したプリント基板、電源等）を備えた
電子機器としてデジタル複写機がある。デジタル複写機
においては、小型化のためスキャナ装置の下部に、基板
や電源を配置したものも多い。請求項４の発明は、上記
デジタル複写機において、スキャナベースを電装部品の
シールドケースの一面として共通化し、ケースの一面に
ベースに通気小孔を設け、スキャナ内部側にダクトを設
けることによりベース面（ケース上面）を流路の一面と
した送風路を形成した。この送風路に空気を流すこと
で、シールドケースを大型化することなく、スキャナ下
部の電装部品をシールド性を落とすことなく冷却でき
た。請求項５の発明では、請求項４の装置において、ダ
クトを遮光部材と兼用の構成にした。このように構成す
ることで、部品を減らすことができコストダウンを図る
ことができた。請求項６の発明では、ダクトを金属など
の導電性材質で作り、スキャナべースなど電気的に接地
された部品にネジなどで固定した。ダクト内に、ＣＣＤ
などのように、基板のシールドケース内に設置すること
ができず、しかもシールドと冷却が必要な電装部品を配
置したので、ダクトはＣＣＤのシールド部材となり、か
つ、ＣＣＤの冷却もできるので、効率よく、基板等の電
装部品とＣＣＤの冷却・シールドが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一形態例の冷却装置を備えたシールド
ケースの構成略図。

【図２】(a) 及び(b) は単なる穴としての通気小孔の欠
点を説明する断面図、及び整流板を備えた構成の説明
図。

【図３】本発明の他の形態例のシールドケースの要部構
成説明図。

【図４】(a) は従来のデジタル複写機の構成略図、(b)
及び(c) は本形態例のデジタル複写機の構成略図、及び
斜視図。

【図５】本発明の他の形態例のデジタル複写機の構成略
図。

【図６】本発明のシールドケースの冷却装置の一例の構
成略図。

【符号の説明】

１電磁シールドケース、１Ａ取り付け面、１ａ上
面，１ｂ、１ｃ側壁、２通気小孔，３ダクト、４
ファン、５プリント配線基板、６整流板、７ネ
ジ、１０スキャナ、１０ａスキャナベース、１１
第１キャリッジ、１２第２キャリッジ、１３レン
ズ、１４ＣＣＤ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁シールドと、冷却を要する部品を収
納したシールドケースを備えた電子機器において、シールドケースの少なくとも一つの面に形成された複数
の通気小孔と、該通気小孔を含むシールドケースの面を
覆うように配置されるダクトと、該通気小孔を備えたシ
ールドケースの一つの面とダクトとの間で形成される送
風路と、を備え該送風路の一端開口にファンを配置して
送風路内に空気を流すことにより、シールドケース内の
空気を通気小孔を介して送風路に排出可能に構成したこ
とを特徴とする電子機器の冷却装置。
【請求項２】上記通気小孔の周縁部には、上記送風路
内の空気の流れ方向に沿って配置された整流板を設けた
ことを特徴とする請求項１記載の電子機器の冷却装置。
【請求項３】電磁シールドと冷却を要する部品を搭載
したプリント配線基板等の電装部品をシールドケースの
内壁に直接取り付け、プリント基板等からシールドケー
スを介して、上記部品からの熱が上記送風路を構成する
シールドケースの一面に伝達されるように構成したこと
を特徴とする請求項１又は２記載の電子機器の冷却装
置。
【請求項４】電磁シールドと、冷却を要する部品をス
キャナ装置の下部に配置したシールドケース内に収納し
たデジタル複写機において、上記シールドケースの上面をスキャナ装置のベース面と
共通化し、該シールドケース上面に形成した複数の通気
小孔を覆うようにシールドケース上面に配置したダクト
により送風路を形成し、該送風路の一端開口にファンを設けて、送風路内に空気
流を形成するようにしたことを特徴とする電子機器の冷
却装置。
【請求項５】上記ダクトがスキャナ装置内の光学部品
の遮光板を兼ねていることを特徴とする請求項４記載の
電子機器の冷却装置。
【請求項６】上記ダクトを導電性材料により構成する
と共に、ダクト内の送風路内に冷却を必要とする部品を
配置し、ダクトが該部品のシールド手段を兼ねているこ
とを特徴とする請求項１、２、３、４又は５のいずれか
に記載の電子機器の冷却装置。