JP2023044111A - 結合構造及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置に用いられる板金を結合する結合構造と、これを備える画像形成装置に関する。
従来、FAXやコピー機など通信機器や各種電子機器を含む画像形成装置において、板金などの導電性の金属パーツを用いて装置の筐体のベースとなる骨格を組み上げている。近年、各通信規格(Ethernet、WiFi、Bluetooth、USB等)を備え、CPU動作周波数の高速化等、様々な周波数で動作する電子回路基板のEMI(Electro-Magnetic Interference)要因は複雑化している。これらの情報処理や通信機能の向上は、消費電力の増加に繋がっており、省電力を実現するために電子回路の電源の低電圧化が進んでいる。しかし、低い電圧で動作する回路では信号の振幅電圧が低く、従来では問題のなかった静電気印加でも誤動作を引き起こすようになり、ESD(Electro-Static Discharge)による影響は相対的に大きくなってしまう。以上のように、昨今の高機能化が進む電子回路基板のEMIやESDの対策は非常に難しくなっており、電子回路基板だけでなく板金などの導電性の金属パーツを含めた装置システム全体として対策を講じることが必須である。
板金は、板金の剛性や加工性を上げるために層構造をしており、現在の導電性の金属パーツの板金は、樹脂コート層を備えた鋼板(クロムフリー鋼板)が主流である。この樹脂コート層は数μm程度の絶縁膜となっており、これにより板金は防錆など耐蝕性を有する。一方で、この絶縁膜が板金同士(あるいは板金と電子回路基板)を接続する際の導通性を損ない、安定した接地を阻害する一因となっている。そのため、装置の見かけ上は板金で覆われていても、放射ノイズが漏れ出ることや、ESD耐性の低下となってしまうことがある。
このようなクロムフリー鋼板を用いた際でも、安定した接地を実現するために、ねじ部材による板金同士の結合時に、一方の板金の先端を摺動させることで他方の板金の樹脂コート層を削り取り、内部の金属を露出させて接地する技術が用いられている。(特許文献1参照)
しかしながら、上述した特許文献1のような摺動させることで樹脂コート層を削り取り金属部分を接続させる結合構造では、樹脂コート層の厚さのバラツキによって導通の程度が異なって導通が不安定になる可能性がある。このため、安定した結合による接地を実現できない虞がある。
本発明は、画像形成装置に用いられる板金同士の結合構造において、電気的に安定した接地を実現可能な結合構造及び画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の結合構造は、画像情報に基づいて記録材に画像を形成する画像形成装置に設けられ、金属からなる金属層の表面に絶縁層を有する第1板金及び第2板金を結合する結合構造であって、前記第1板金においてレーザ加工により前記絶縁層が剥離され、前記金属層が露出する第1導電部と、前記第2板金においてレーザ加工により前記絶縁層が剥離され、前記金属層が露出する第2導電部と、前記第1導電部と前記第2導電部とを互いに少なくとも一部を当接させた状態で、前記第1板金及び前記第2板金を結合する結合手段と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の結合構造は、画像情報に基づいて記録材に画像を形成する画像形成装置に設けられ、金属からなる金属層の表面に絶縁層を有する第1板金及び第2板金を結合する結合構造であって、前記第1板金に形成された第1貫通穴と、前記第2板金に形成された第2貫通穴と、座面を有する頭部と、前記第1貫通穴及び前記第2貫通穴に挿通されるねじ部とを有し、前記第1板金と前記第2板金とを締結するねじ部材と、を備え、前記第1貫通穴の直径は、前記頭部の直径よりも小さく、前記第2貫通穴の直径は、前記第1貫通穴の直径よりも小さく、前記第1板金は、前記第1貫通穴の周囲に形成され、レーザ加工により前記絶縁層が剥離され、前記金属層が露出する導電部を有し、前記ねじ部材は、前記座面が前記導電部と接触するように、前記第2貫通穴に対して前記ねじ部が螺合していることを特徴とする。
また、本発明の結合構造は、画像情報に基づいて記録材に画像を形成する画像形成装置に設けられ、金属からなる金属層の表面に絶縁層を有する板金部材と、制御基板と、を結合する結合構造であって、前記板金部材においてレーザ加工により前記絶縁層が剥離され、前記金属層が露出する第1導電部と、前記制御基板に形成された第2導電部と、前記第1導電部と前記第2導電部とを互いに少なくとも一部を当接させた状態で、前記板金部材及び前記制御基板を結合する結合手段と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、画像情報に基づいて記録材に画像を形成する画像形成部を有する装置本体と、前記装置本体の側板に取り付けられ、制御基板を収容する電装箱と、上記の前記結合構造と、を備える画像形成装置であって、前記第1板金は、前記側板であり、前記第2板金は、前記電装箱であり、前記結合構造は、前記側板及び前記電装箱を結合することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、画像情報に基づいて記録材に画像を形成する画像形成部を有する装置本体と、前記装置本体の側板に取り付けられ、制御基板を収容する電装箱と、上記の前記結合構造と、を備える画像形成装置であって、前記電装箱は、筐体と蓋体とを有し、前記第1板金は、前記筐体であり、前記第2板金は、前記蓋体であり、前記結合構造は、前記筐体及び前記蓋体を結合することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、画像情報に基づいて記録材に画像を形成する画像形成部を有する装置本体と、前記装置本体の側板に取り付けられ、制御基板を収容する電装箱と、上記の前記結合構造と、を備える画像形成装置であって、前記電装箱は、筐体と蓋体とを有し、前記板金部材は、前記筐体であり、前記結合構造は、前記筐体及び前記制御基板を結合することを特徴とする。
本発明によれば、画像形成装置に用いられる板金同士の結合構造において、電気的に安定した接地を実現できる。
<第1の実施形態>
以下、本発明の第1の実施形態を、図1~図19を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、画像形成装置1の一例としてタンデム型のフルカラープリンタについて説明している。但し、本発明はタンデム型の画像形成装置1に限られず、他の方式の画像形成装置であってもよく、また、フルカラーであることにも限られず、モノクロやモノカラーであってもよい。あるいは、インクジェット方式のプリンタであってもよい。以下の説明において、画像形成装置1を正面から視た状態(図2の視点)を基準にして上下左右方向、及び正面側(前側)と背面側(後側)の位置関係を表すものとする。尚、画像形成装置1において操作部25が設けられる側面が正面側(前側)であり、正面側と反対側が背面側である。
以下、本発明の第1の実施形態を、図1~図19を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、画像形成装置1の一例としてタンデム型のフルカラープリンタについて説明している。但し、本発明はタンデム型の画像形成装置1に限られず、他の方式の画像形成装置であってもよく、また、フルカラーであることにも限られず、モノクロやモノカラーであってもよい。あるいは、インクジェット方式のプリンタであってもよい。以下の説明において、画像形成装置1を正面から視た状態(図2の視点)を基準にして上下左右方向、及び正面側(前側)と背面側(後側)の位置関係を表すものとする。尚、画像形成装置1において操作部25が設けられる側面が正面側(前側)であり、正面側と反対側が背面側である。
[画像形成装置]
図1に示すように、本実施の形態の画像形成装置1は、装置本体10(画像形成装置本体)を備えている。装置本体10は、画像読取部20と、給送部21と、画像形成部6(図2参照)と、排出部23と、制御部24(図2参照)と、操作部25と、を備えている。画像形成装置1は、画像情報に基づいて記録材Sに画像を形成する。尚、記録材Sは、トナー像が形成されるシートであり、具体例として、普通紙、普通紙の代用品である樹脂製のシート、厚紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート等がある。
図1に示すように、本実施の形態の画像形成装置1は、装置本体10(画像形成装置本体)を備えている。装置本体10は、画像読取部20と、給送部21と、画像形成部6(図2参照)と、排出部23と、制御部24(図2参照)と、操作部25と、を備えている。画像形成装置1は、画像情報に基づいて記録材Sに画像を形成する。尚、記録材Sは、トナー像が形成されるシートであり、具体例として、普通紙、普通紙の代用品である樹脂製のシート、厚紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート等がある。
画像読取部20は、例えば、フラットベットスキャナ装置であり、装置本体10の上部に設けられている。画像読取部20は、プラテンガラスを備えた読取装置本体20aと、読取装置本体20aに対して開閉可能なプラテンカバー20bとを有する。プラテンガラスに載置された原稿は、読取装置本体20aに内蔵された走査光学系によって走査されることで、画像情報を抽出される。給送部21は、装置本体10の下部に配置されており、記録材Sを積載して収容する給送カセット21aを備え、記録材Sを画像形成部6(図2参照)に給送する。排出部23は、記録材Sを装置本体10に形成された排出口10aの下流側に配置された排出トレイ23aを備えている。排出トレイ23aは、フェイスダウントレイになっており、排出口10aから排出された記録材Sを積載する。また、画像読取部20と排出トレイ23aとの間の空間は、胴内空間部11を構成している。
図2に示すように、装置本体10は画像形成部6を内蔵し、給送カセット21aから給送される記録材Sに対し画像形成部6により画像が形成される。画像形成部6は、画像読取部20又は不図示の外部機器(例えば、スマートフォンなどの携帯端末やパーソナルコンピュータ等)から受け取った画像情報に基づいて画像を形成する。本実施形態の場合、画像形成部6は4つの画像形成ユニットPY、PM、PC、PKを備えた所謂タンデム型中間転写方式の構成である。画像形成ユニットPY,PM,PC,PKは、それぞれ、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のトナー像を形成し、中間転写ベルト7を介して記録材Sに画像を形成する。
各画像形成ユニットPY,PM,PC,PKは、色が異なる他は同様の構成であるので、ここでは、代表して画像形成ユニットPYについて符号を付して説明する。画像形成ユニットPYには、有機感光体(OPC)等の感光体からなる感光ドラム2の周囲に、不図示の帯電器(例えば、帯電ローラ)、現像装置4、不図示のクリーナが配置されている。画像形成動作は、まず各画像形成ユニットPY,PM,PC,PKの感光ドラム2に潜像を形成する。その準備動作として、感光ドラム2に圧接された帯電器に高電圧をかけ、感光ドラム2の回転に従ってその表面を均一に帯電させる。次に、現像装置4の現像スリーブに、帯電器とは異なる経路で高電圧をかけ、現像装置4の内部の電荷を帯びたトナーを現像スリーブの表面に一律にコートさせる。そして、露光装置3のレーザ走査により、感光ドラム2の表面の電位変化による潜像が形成され、現像スリーブのトナーが感光ドラム2の潜像をトナー像として現像する。感光ドラム2上に現像されたトナー像は、中間転写ベルト7を挟んで感光ドラム2に対向する一次転写ローラ5に一次転写電圧が印加されることにより、中間転写ベルト7へと一次転写される。
中間転写ベルト7は、二次転写部T2において記録材Sの搬送方向(図中上向き)に沿うように回転駆動される。中間転写ベルト7の表面には、各画像形成ユニットPY、PM、PC、PKによって形成された単色のトナー像が多重転写されることで、フルカラーのトナー像が形成される。中間転写ベルト7の表面に形成されたトナー像は、二次転写ローラ13と対向ローラ9との間に形成された二次転写部T2において、記録材Sへと二次転写される。その際に、二次転写ローラ13には二次転写電圧が印加される。
このような画像形成プロセスに合わせて、画像形成部6に記録材Sが供給される。ここでは、装置本体10の下部に設けられる給送ローラ26が、給送カセット21aに収容された記録材Sを1枚ずつ分離して搬送する。装置本体10の内部の右側には、記録材Sを装置本体10の右側面に沿って下から上へと搬送する搬送路が配設されている。この搬送路には下側から順に、給送ローラ26、搬送ローラ対16、二次転写ローラ13、定着器14、排出ローラ対18が配置されている。給送ローラ26によって送り出された記録材Sは、搬送ローラ対16によって斜行を補正され、トナー像の転写タイミングに合わせて二次転写部T2に向けて搬送される。二次転写部T2において未定着のトナー像を形成された記録材Sは、ローラ対及び加熱源等を有する定着器14に搬送され、熱及び圧力を付与される。これにより、トナーが溶融・固着してトナー像が記録材Sに定着される。こうしてトナー像が定着された記録材Sは、排出ローラ対18により、画像形成部6の上部に設けられた排出トレイ23aに排出される。
[コントローラユニット]
制御部24を構成するコントローラユニット110について、図3~図5を用いて説明する。コントローラユニット110は、画像形成装置1を制御する制御基板111と、制御基板111を収容する電装箱113とを有している。電装箱113は、筐体の一例である箱状板金112と、蓋体の一例である天板409とを有している。電装箱113は、装置本体10の枠体100に取り付けられている。
制御部24を構成するコントローラユニット110について、図3~図5を用いて説明する。コントローラユニット110は、画像形成装置1を制御する制御基板111と、制御基板111を収容する電装箱113とを有している。電装箱113は、筐体の一例である箱状板金112と、蓋体の一例である天板409とを有している。電装箱113は、装置本体10の枠体100に取り付けられている。
図3は、画像形成装置1を背面側から見た枠体100及びコントローラユニット110の主要部品の概略図である。制御基板111は、画像読取部20によって読み取られた画像情報や、PC等の外部機器から入力される画像情報に基づいて静電潜像を作成するための信号を生成する。側板の一例である後側板101は枠体100の背部に設けられ、枠体100を構成する1部品であり、箱状板金112は後側板101にねじ止めにより締結されて保持されている。
図4は、箱状板金112に天板409を取り付ける前の斜視図である。図5(a)は、箱状板金112に天板409を取り付ける途中の斜視図である。図5(b)は、天板409が箱状板金112に取り付けられた後の斜視図である。制御基板111は、箱状板金112にねじ部材の一例であるねじ120(導電部材)で締結され保持されている。図4に示すように、天板409は-Z軸方向に移動し、図5(a)に示すように、箱状板金112に当接して配置される。その後、天板409は-X軸方向に移動され、図5(b)に示すように、箱状板金112との突き当て部403に当接され、固定部408a,408bでねじ止めにより固定される。この時、箱状板金112と天板409とは、接触部406,407で接触している。本実施形態では、箱状板金112及び天板409は、電気亜鉛めっき鋼板で構成されている。
尚、図4等に示すように本実施形態における箱状板金112は、制御基板111が固定される面を有する底部(後側板101の板厚方向と板厚方向が平行になる面)と、底部に対して曲げ起こされた4つの壁部を有している。また、本実施形態における箱状板金112は、天板409と共に制御基板111を収容する収容空間を形成している。尚、この収容空間とは、図4等に示すように、完全に密閉されている空間ではなく、他の基板と制御基板111とを接続する接続線を挿通されるための開口や切り欠きが底部や4つの壁部に設けられていてもよい。
枠体100は、不図示の電源コード接続部及び電源コードを備え、電源コード接続部は電源コードのアース線を枠体100と電気的に接続することが可能である。後側板101と箱状板金112は、それぞれ少なくとも一方の表面を絶縁性の皮膜で覆われた鋼板により構成されている。
制御基板111は、画像形成用の構成部材を制御する画像形成制御基板である。制御基板111には、それぞれ画像形成用の制御回路が実装されている。制御基板111を接地するには、まず、制御基板111が箱状板金112に電気的に接続され、次に、箱状板金112が枠体100に取り付けられ、最後に枠体100は電源コード接続部を介して電源コードのアース線と接続され、接地される。後側板101や箱状板金112を構成する鋼板として、本実施形態では電気亜鉛めっき鋼板の板金30を用いる(図6参照)。
ここで、後側板101や箱状板金112に用いている電気亜鉛めっき鋼板について、図6を用いて説明する。図6は、一般的な電気亜鉛めっき鋼板の板金30の断面図である。電気亜鉛めっき鋼板の板金30は、金属からなる金属層の一例である母材31と、亜鉛めっき層32と、絶縁層の一例である樹脂層33とを有している。母材31は鋼板の鋼自体であり、亜鉛めっき層32は母材31の表面の亜鉛をめっきした層である。亜鉛めっき層32は、母材31の腐食を防ぐために構成される。母材31と亜鉛めっき層32はそれぞれ金属のため、導電性を有し、これらを金属層の一例として金属部34とする。樹脂層33は、亜鉛めっき層32の表面に更なる付加価値(防汚性、潤滑性、耐指紋性)を加えるために追加された層(1~4μm程度)であり、樹脂層となっているため導通性はない絶縁層になっている。尚、電気亜鉛めっき鋼板の板金30の一般的な厚さは、0.4~3.2mm程度である。以降、表面に絶縁層を持つ電気亜鉛めっき鋼板のことを板金と呼ぶ。また、類似構成の鋼板としてカラー鋼板がある。カラー鋼板は樹脂層33が塗料による塗膜となったものである。この塗膜の場合も導通性はないので、本発明を適用することができる。尚、これら板金は、加工する部品形状に合わせてその形状を型取る縁で切断される。ここで、板金の切断面は、金属の母材31や亜鉛めっき層32が剥き出しとなるため、導通性を有する。
[従来の箱状板金及び天板の接触部]
ここで、本実施形態の説明の前に、箱状板金112と天板409が接触する接触部406において、従来例の接触部1406が表面の導通性が無い板金同士で接触する構成を説明する。図7は、天板409を箱状板金112に取り付けた従来例の接触部1406の斜視図であり、図8は、図7のA-A線で切断した状態の断面図である。箱状板金112は板金で構成されており、母材112aと、亜鉛めっき層112bと、樹脂層112cとを有している。母材112a及び亜鉛めっき層112bは、金属部112dを構成する。同様に、天板409も板金で構成されており、母材409aと、亜鉛めっき層409bと、樹脂層409cとを有している。母材409a及び亜鉛めっき層409bは、金属部409dを構成する。
ここで、本実施形態の説明の前に、箱状板金112と天板409が接触する接触部406において、従来例の接触部1406が表面の導通性が無い板金同士で接触する構成を説明する。図7は、天板409を箱状板金112に取り付けた従来例の接触部1406の斜視図であり、図8は、図7のA-A線で切断した状態の断面図である。箱状板金112は板金で構成されており、母材112aと、亜鉛めっき層112bと、樹脂層112cとを有している。母材112a及び亜鉛めっき層112bは、金属部112dを構成する。同様に、天板409も板金で構成されており、母材409aと、亜鉛めっき層409bと、樹脂層409cとを有している。母材409a及び亜鉛めっき層409bは、金属部409dを構成する。
このため、箱状板金112と天板409とが表面で接触していても間に樹脂層112c,409cがあるため、それだけでは箱状板金112と天板409は電気的に導通が不安定になる。不安定となる理由は、絶縁層が数μmの薄い層のため、当接していることで互いに多少の侵食があり、導通する状態にも成り得るためである。しかし、これでは導通しない場合や、導通しても抵抗値が高い場合があり、意図した電気的に安定した接続とは言えず導通不良になる可能性がある。
このように、板金の安定した接地ができていることを前提として、板金で電子回路基板を遮蔽する構造を取ることで、内部からの放射ノイズによるEMIを低減し、外部からのESDの侵入を抑制することができる。これに対し、板金や電子回路基板などの導電性パーツ同士で接していれば電気的に導通するというわけではなく、図7及び図8に示すように、不安定な接続はインピーダンスや抵抗が高い状態になり、安定した接地とは言えない。
また、近年の周波数の高速化によって、電子回路基板のEMI要因が1GHzを超える高周波に及ぶことがある。高周波になるほど波長が短くなるため、短い板金の隙間(スリット)でもEMIを増幅させる要因となり得る。理論的には、放射ノイズの波長λ/2がスリットの長さと合致すると共振が発生する。例えば、6GHzの周波数で考えた場合は2.5cmが共振するスリット長となる。高周波における放射ノイズ共振の要因となるスリットを減らすためには、これまでより狭い間隔で導電性の金属パーツ同士(例えば、板金と板金や、電子回路基板と板金など)の安定した結合による接地を実現しなければならない。これに対し、ロムフリー鋼板を用いた際でも、安定した接地を実現するために、ねじ部材による板金同士の結合時に、一方の板金の先端を摺動させることで他方の板金の樹脂コート層を削り取り、内部の金属を露出させて接地する技術がある。しかし、板金の樹脂コート層から金属部分を露出させるために加工を施すが、安定した結合を実現するために、導電性の部材を挟み込み、ねじ部材やボルトナットなどの締結部材で締め付ける必要がある。従って、狭い間隔で接続をしようとしたときには、多くの導電性部材やねじ部材の接続構造が必要になってしまう。このような部品を用いて装置を組み立てる際には、部品数や組立工数の増加となってしまい、コストの増加を招いてしまう。
[本実施形態の箱状板金及び天板の接触部]
以下、本実施形態の接触部406及び接触部407について、詳細に説明する。これら接触部406及び接触部407は、いずれも第1板金及び第2板金を結合する結合構造である。本実施形態では、図5(b)に示すように電装箱113は構成の異なる接触部406及び接触部407を有しており、それぞれについて説明する。
以下、本実施形態の接触部406及び接触部407について、詳細に説明する。これら接触部406及び接触部407は、いずれも第1板金及び第2板金を結合する結合構造である。本実施形態では、図5(b)に示すように電装箱113は構成の異なる接触部406及び接触部407を有しており、それぞれについて説明する。
ここで、本実施形態で使用する接触面を作成するレーザ加工について説明する。図9(a)は、図6で示した一般的な電気亜鉛めっき鋼板である板金30にレーザを照射している状態を示す断面図である。レーザ照射機のヘッド50は、レーザ照射部51を有する。本実施形態でのレーザ照射機のヘッド50は、幅150mm×奥行き430mm×高さ230mm程度の大きさであり、設置場所に大きな制限はない。また、レーザとしては、波長1064nm程度のファイバーレーザや個体レーザ(YV04レーザ)を使用している。
レーザにより板金30に加工部を形成する際は、レーザ照射部51からレーザ52が板金30へ照射される。レーザ52が照射された板金30の樹脂層33は、レーザ52の熱により表面温度が急激に上がり蒸発する。その結果、図9(b)に示すように、樹脂層33が除去されて、導電部35が形成される。本実施形態では、レーザ52は樹脂層33のみを除去するように、樹脂層33のみが蒸発するような出力及び照射時間に設定している。樹脂層33を除去しても、導電部35には亜鉛めっき層32が残るため、耐食性は保持される。
また、レーザ照射部51から照射されるレーザは、ヘッド50の内部にある不図示のミラーの移動により、図10(a)に示すように照射範囲53の中で照射方向を変えることができる。図10(a)に示すように、ミラーにより照射点を少しずつ移動させることで、図10(b)に示すように、点だけでなく幅を持った領域としてレーザ加工による導電部35を形成することができる。ミラーの他、レーザ照射機のヘッド50自体が、駆動機構により動いて範囲を持った領域を加工することも可能であり、長い距離のレーザ加工による導電部35を形成するときなどはこれを用いる。
また、図11(a)に示すように、レーザ54のパワー密度を上げることができる。この場合、図11(b)に示すように、表面の樹脂層33だけの蒸発ではなく、板金30を金属溶融させ、金属部34に導通して表面に露出する凝固金属36を有する導電部35を形成することができる。尚、図9(a)~図11(b)に示すレーザ加工(レーザマーカ加工)では電気亜鉛めっき鋼板に加工する場合について説明したが、同様にカラー鋼板にも適用可能である。図9(a)~図10(b)に示す加工例については、カラー鋼板の場合には表層の塗膜のみを蒸発させている。但し、レーザ出力及び照射時間等はカラー鋼板に合わせ最適化される。
次に、レーザ加工により形成した導電部35を、接触部406に適用した場合について、図12~図16を用いて詳細に説明する。図12は、第2板金の一例である天板409が第1板金の一例である箱状板金112に接触する形状の一例を示す接触部406の斜視図である。接触部406は、レーザ加工で作成した平面状の導電部413a,412a同士を面接触により当接させる結合構造である。図13は、箱状板金112の受け部413を示す斜視図であり、受け部413にはレーザ加工で形成した第1導電部の一例である導電部413aが設けられている。導電部413aは、図10(b)に示す導電部35に相当し、箱状板金112の板金がレーザ加工されることにより形成され、金属部112d(図15参照)が露出している。導電部413aは、樹脂層33のみが蒸発するようなレーザ出力及び照射時間に設定しているので、亜鉛めっき層112b(図15参照)が残る状態の面である。本実施形態におけるレーザ加工部は、全て同様の設定で加工するため、以降の説明では詳細は省略する。
図14は、天板409の腕部412を示す斜視図であり、腕部412にはレーザ加工で形成した第2導電部の一例である導電部412aが設けられている。導電部412aは、天板409の板金がレーザ加工されることにより形成され、金属部409d(図15参照)が露出している。図15は、本実施形態のレーザ加工で作成した導電部413a,412a同士を当接させた接触部406であり、図12のB-B線で切断した状態を示す断面図である。図15は、従来の接触部1406である図8と対比される図となる。
図15に示すように、非導通層である箱状板金112の樹脂層112cと天板409の樹脂層409cとがレーザ加工により除去され、箱状板金112の導電部413aと天板409の導電部412aとは対向して当接している。これにより、箱状板金112の導電部413aと天板409の導電部412aとが接触するので、電流f1で示されるように電気的に安定した接続を得られる。箱状板金112と天板409のGNDとしての結合によりインピーダンスが低減され、外部からの電荷が入力されたときに不安定な接続部で不要な電荷が滞留することもなく、安定した接触部406を設けることができる。
また、導電部413aと導電部412aとの接触を維持するために、図16に示すように、箱状板金112と天板409とは、ねじ120によって固定されている。尚、箱状板金112と天板409とを固定する構成は、ねじ120には限定されず、板金加工により引っ掛ける形状で固定するなどの構成であってもよい。また、箱状板金112と天板409とを固定する構成は、固定を強固にするために接触部406の周辺に設けることが好ましい。
図16に示すように、箱状板金112と天板409とが接触する接触部406は、固定するねじ120の間に配置されている。また、接触部406は、ねじ120とねじ120の間で、第1接触部406aと第2接触部406bとの複数箇所に設けられている。尚、第1接触部406aと第2接触部406bとは形状が対称形であること以外に違いはない。
即ち、結合手段の一例であるねじ120は、導電部413aと導電部412aとを互いに少なくとも一部を当接させた状態で、箱状板金112及び天板409を結合する。本実施形態での箱状板金112及び天板409を結合する結合構造41は、これら導電部413aと、導電部412aと、ねじ120とを備えている。そして、ねじ120は、導電部413aと導電部412aとが当接する方向に押圧した状態で、箱状板金112及び天板409を結合する。これにより、導電部413aと導電部412aとの安定した当接を可能にすることができる。
次に、レーザ加工により形成した導電部35を、もう1つの接触部407に適用した場合について、図17~図19を用いて詳細に説明する。図17に示すように、接触部407は、箱状板金112と天板409とを筐体形状になるように接続するために設けられた縁取り部423,422に設けられている(図5(b)参照)。図17は、箱状板金112の縁取り部423と天板409の縁取り部422を示す斜視図であり、縁取り部423,422はX方向に離隔して配置された2箇所の係合部410a,410bによって固定及び接続されている。
ここで、対向して接触して結合される縁取り部423,422において、接触面に導電部を設けない場合は、図8で示したように導通性が無い板金同士の接触となる。このように、機械的に接していても電気的に不安定な長辺の縁取り部423,422の接触は、EMIを増幅させる共振の要因と成り得るため、好ましくない。そこで、本実施形態では、このような長辺の縁取り部423,422に接触部407を設けている。
図18は、箱状板金112の縁取り部423を示す斜視図であり、縁取り部423は本実施形態のレーザ加工で作成した平面状の第1導電部の一例である導電部423aを有している。導電部423aは、箱状板金112の板金がレーザ加工により、樹脂層112cが剥離されて金属部112dが露出している状態である(図15参照)。また、縁取り部423は係合部410a,410bの一部である係止部の一例である係合爪433a,433bを有している。
図19は、天板409の縁取り部422を示す斜視図であり、縁取り部422は本実施形態のレーザ加工で作成した平面状の第2導電部の一例である導電部422aを有している。導電部422aは、天板409の板金がレーザ加工により、樹脂層409cが剥離されて金属部409dが露出している状態である(図15参照)。また、縁取り部422は係合部410a,410bの一部である被係止部の一例である係合穴432a,432bを有している。
天板409を箱状板金112に組み付ける際は、天板409を箱状板金112に-X方向にスライドして嵌合させる。このとき、天板409の係合穴432a,432bの縁が箱状板金112の係合爪433a,433bに引っ掛かり、係合部410a,410bが形成されて、箱状板金112に対する天板409の位置が-X方向及びZ方向に固定される。また、本実施形態では、組み付け後の天板409が箱状板金112に対して強固に固定されるように、ねじ120により固定している(図17参照)。但し、接触部407にねじ120が無い場合であっても、係合部410a,410bにより天板409の位置は固定されるので、ねじ120を設けなくてもよい。尚、縁取り部423,422の導電部423a,422aには亜鉛めっき層112b,409bが露出しているため耐食性は保持されているが、板金部材の保管時の汚れや酸化膜は、組み付ける際のスライド動作などによって除去することができる。これにより、導電部423aと導電部422aとの安定した当接を可能にすることができる。
このように、距離が長い板金の接続箇所に関しては、コントローラユニット110のシールドボックスとしてのEMI低減やESD耐性の性能を上げるために、理想的には狭い間隔で接続することが好ましい。電気的に安定して接続するためには多くの導電性部材やねじの接続構造が必要になるが、本実施形態によれば、多くの点で接続するのと同じような効果が得られるため、接続部品の数に頼らずに電気的に安定した接地を実現することができる。即ち、本実施形態での箱状板金112及び天板409を結合する結合構造41は、これら導電部423aと、導電部422aと、係合爪433a,433bと、係合穴432a,432bと、ねじ120とを備えている。
上述したように、本実施形態の結合構造41によれば、クロムフリー鋼板やカラー鋼板などの絶縁被膜と金属部分を持つ板金同士を結合する際に、絶縁被膜から確実に金属部分を露出させるレーザ加工を施し、露出した導電部を接する構造を取る。これにより、電気的に安定した接地を実現すると共に、導電性部材やねじ部材の接続構造を少なくすることができ、EMI低減やESD耐性を効率的に強化することが可能になる。従って、画像形成装置1に用いられる板金同士の結合構造41において、電気的に安定した接地を実現できる。また、多くの導電性部材やねじ部材の接続構造を必要としないので、部品点数や組立工数の増加を抑制できる。
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態を、図20(a)~図23(b)を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、導電部が平面状ではなく直線状に突出したビード形状である点で、第1の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第1の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。第1の実施形態では、板金部材に対してレーザ加工で作成した導電部413a,412a,423a,422a同士を当接させる構成を説明したが、平面同士の接触であるため強度が弱く歪みが大きい板金材を使用した際には接触が安定しない虞がある。そのため、第2の実施形態では、露出させた金属面に板金加工を施して、多点で接する構造を設ける。ここでは、一例として、結合構造42を第1板金の一例である箱状板金112の縁取り部423と、第2板金の一例である天板409の縁取り部422に適用した場合について説明する。
次に、本発明の第2の実施形態を、図20(a)~図23(b)を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、導電部が平面状ではなく直線状に突出したビード形状である点で、第1の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第1の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。第1の実施形態では、板金部材に対してレーザ加工で作成した導電部413a,412a,423a,422a同士を当接させる構成を説明したが、平面同士の接触であるため強度が弱く歪みが大きい板金材を使用した際には接触が安定しない虞がある。そのため、第2の実施形態では、露出させた金属面に板金加工を施して、多点で接する構造を設ける。ここでは、一例として、結合構造42を第1板金の一例である箱状板金112の縁取り部423と、第2板金の一例である天板409の縁取り部422に適用した場合について説明する。
図20(a)は、箱状板金112の縁取り部423を示す斜視図であり、縁取り部423はX方向を長手方向としてY方向に並んだ例えば2本のビード部451を有している。ビード部451は、縁取り部423にライン状の絞り加工を施して、そのライン状の絞りにレーザ加工を施して形成されている。絞り加工を入れることで、縁取り部423の加工硬化により水平性を保つ効果も得られる。尚、本実施形態では、ビード部451を2本設けているが、これには限られず、1本、あるいは3本以上であってもよい。
図20(b)は、図20(a)のC-C線で切断した状態を示す断面図であり、箱状板金112の縁取り部423の1つのビード部451の断面を示す。図8と同様に、箱状板金112の金属部がそれぞれ112dであり、母材112aと亜鉛めっき層112bとを含む金属部分である。絞り加工により盛り上げる形状にして、盛り上げた部分の樹脂層112cを除去するために、図10(a)に示すレーザ加工を施す。これにより、ビード部451が形成される。
図21は、天板409の縁取り部422を示す斜視図であり、縁取り部422はY方向を長手方向としてX方向に並んだ例えば7本のビード部452を有している。ビード部452は、長手方向が箱状板金112の縁取り部423に設けたビード部451の長手方向と垂直になるように設けられている。ビード部452は、縁取り部422にライン状の絞り加工を施して、そのライン状の絞りにレーザ加工を施して形成されている。絞り加工を入れることで、縁取り部422の加工硬化により水平性を保つ効果も得られる。尚、本実施形態では、ビード部452を7本設けているが、これには限られず、1~6本、あるいは8本以上であってもよい。尚、ビード部452の断面形状は、図20(b)で説明した箱状板金112の縁取り部423の断面形状と同様のため、説明を省略する。
図22(a)は、箱状板金112の縁取り部423と天板409の縁取り部422を示す斜視図であり、縁取り部423,422はX方向に離隔して配置された2箇所の係合部410a,410bによって固定及び接続されている。箱状板金112の縁取り部423に形成されたビード部451と、天板409の縁取り部422に形成されたビード部452とは、対向して対向して当接している。図22(b)に示すように、ビード部451とビード部452が互いに垂直の関係で向かい合っており、交差する点が本実施形態での接触部417となる。本実施形態での箱状板金112及び天板409を結合する結合構造42は、第1導電部の一例であるビード部451と、第2導電部の一例であるビード部452と、結合手段の一例であるねじ120とを備えている。
第1の実施形態と同様に、接触部417の接触状態を維持するためには固定する箇所が必要であり、縁取り部423,422を互いに固定及び接続するために、係合部410a,410bがX方向に離隔して配置されている。接触部417の交差を形成した状態で、天板409は箱状板金112に-X方向にスライドし嵌合させ係合部410によって固定される。本実施形態では、亜鉛めっき層112bが残るため耐食性は保持されているが、板金部材の保管時の汚れや酸化膜は、スライド動作によって除去することができる。第1の実施形態と同様に、組み付け後の天板409が箱状板金112に対して強固に固定されるように、ねじ120により固定してもよい。
ここで、箱状板金112の縁取り部423のビード部451と天板409の縁取り部422のビード部452とが交差して接する接触部417について、図23(a),(b)を用いて説明する。図23(a)は、箱状板金112の縁取り部423のビード部451と天板409の縁取り部422のビード部452が交差する状態の接触部417を、Z方向から見たときの平面図である。図23(b)は、図22(a)のD-D線で切断した状態を示す接触部417の断面図である。箱状板金112のビード部451の中心線C1は、ビード部451の絞り加工の頂点に位置し、天板409との接触部417の略中央に位置する。天板409のビード部452の中心線C2は、ビード部452の絞り加工の頂点に位置し、箱状板金112との接触部417の略中央に位置する。
本実施形態では、ビード部451を2本、ビード部452を7本設けることで、計14点の接触部417を設けている。これにより、箱状板金112のビード部451と天板409のビード部452とが接触するので、電流f2で示されるように電気的に安定した接続を得られる。機械的に接していても電気的に不安定な長辺の縁取り部423と縁取り部422の接触部417を複数設けることにより、箱状板金112と天板409のGNDとしての結合によるインピーダンスの低減を図ることができる。よって、外部からの電荷が入力されたときに不安定な接続部で不要な電荷が滞留することもなく、安定した接触部417を設けることができる。尚、接触部417は、数量を増やし密度を上げることでより多点で接続できインピーダンス低減することができるが、加工の難易度やコストとトレードオフとなるため、求める性能により適宜選択することが好ましい。
上述したように、本実施形態の結合構造42によれば、クロムフリー鋼板やカラー鋼板などの絶縁被膜と金属部分を持つ板金同士を結合する際に、絶縁被膜から確実に金属部分を露出させるレーザ加工を施し、露出した導電部を接する構造を取る。これにより、電気的に安定した接地を実現すると共に、導電性部材やねじ部材の接続構造を少なくすることができ、EMI低減やESD耐性を効率的に強化することが可能になる。従って、画像形成装置1に用いられる板金同士の結合構造42において、電気的に安定した接地を実現できる。また、多くの導電性部材やねじ部材の接続構造を必要としないので、部品点数や組立工数の増加を抑制できる。
尚、上述した第2の実施形態では、箱状板金112にビード部451が設けられると共に天板409にビード部452が対向して設けられている場合について説明したが、これには限られない。例えば、ビード部451,452の一方のみ形成されていて、他方は平面であってもよい。
<第3の実施形態>
次に、本発明の第3の実施形態を、図24(a),(b)を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、ビード部461,462が、絞り加工ではなくレーザ加工の金属溶融により形成される点で、第2の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第2の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。ここでは、一例として、結合構造43を第1板金の一例である箱状板金112の縁取り部423と、第2板金の一例である天板409の縁取り部422に適用した場合について説明する。
次に、本発明の第3の実施形態を、図24(a),(b)を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、ビード部461,462が、絞り加工ではなくレーザ加工の金属溶融により形成される点で、第2の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第2の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。ここでは、一例として、結合構造43を第1板金の一例である箱状板金112の縁取り部423と、第2板金の一例である天板409の縁取り部422に適用した場合について説明する。
第2の実施形態では、箱状板金112の縁取り部423に、ライン状の絞り加工により形成されたビード部451を設けた。この絞り加工により形成されたビード部451に代わり、第3の実施形態では、図11(b)に示すレーザ照射機のレーザ照射部51から照射されるレーザ54のパワー密度を上げ金属溶融による加工により形成されたビード部461を用いる。この手法では、図11(b)に示すように、板金部材の表面の樹脂層33を蒸発させるとともに金属溶融させ、凝固金属36を形成して、金属部34に導通する導電部35を形成する。
本実施形態では、図20に示す箱状板金112の縁取り部423のビード部451の位置に、金属溶融加工を用いてビード部461を形成する。また、図21に示す天板409の縁取り部422のビード部452の位置に、金属溶融加工を用いてビード部462を形成する。第2の実施形態と同様に、これらの箱状板金112の縁取り部423に形成されたビード部461と天板409の縁取り部422に形成されたビード部462とを向かい合わせ当接させて、接触部427において接続する。
図24(a)は、相当する図22(a)のD-D線で切断した状態を示す接触部427の断面図である。箱状板金112の縁取り部423において金属溶融させた後に形成される凝固金属424(凝固金属36に相当)は、中心部は溶け込んで凹み、縁は盛り上がった形状になる。同様に、天板409の縁取り部422において金属溶融させた後に形成される凝固金属425(凝固金属36に相当)は、中心部は溶け込んで凹み、縁は盛り上がった形状になる。これらの凝固金属424,425からなるビード部461,462同士を当接させることで、接触部427を形成する。本実施形態での箱状板金112及び天板409を結合する結合構造43は、第1導電部の一例であるビード部461と、第2導電部の一例であるビード部462と、結合手段の一例であるねじ120とを備えている。これにより、箱状板金112のビード部461と天板409のビード部462とが接触するので、電流f3で示されるように電気的に安定した接続を得られる。
図24(b)は、箱状板金112の縁取り部423に形成されたビード部461と天板409の縁取り部422に形成されたビード部462とが交差する状態の接触部427を、Z方向から見たときの平面図である。箱状板金112の中心線C3は、ビード部461の金属溶融加工の溶け込み部の中央に位置し、天板409の中心線C4は、ビード部462の溶け込み部の中央に位置する。本実施形態の接触部427は、それぞれの中心線C3,C4の中央で接触するのではなく、金属溶融加工の際に生成される縁の盛り上がり部が交差する点で接触する。
本実施形態では、金属溶融加工によって箱状板金112と天板409の接触点を複数設けることで、GNDとしての結合によるインピーダンスの低減を図ることができる。金族溶融による加工成果物の位置精度が他の実施形態より悪くなるが、絞り加工等の製造過程を入れる必要が無く、作成後の箱状板金112や天板409に導入するのみで可能である点で、製造工程を簡略化することができる。また、金属溶融加工を用いる際に、溶接棒を用いて別の金属を溶着させる手法を取ることも可能である。その際は、溶接ビードの盛り上がりをビード部461,462として用い、第2の実施形態のような中心線に沿った中央部分が最も盛り上がった形状になる。
上述したように、本実施形態の結合構造43によれば、クロムフリー鋼板やカラー鋼板などの絶縁被膜と金属部分を持つ板金同士を結合する際に、絶縁被膜から確実に金属部分を露出させるレーザ加工を施し、露出した導電部を接する構造を取る。これにより、電気的に安定した接地を実現すると共に、導電性部材やねじ部材の接続構造を少なくすることができ、EMI低減やESD耐性を効率的に強化することが可能になる。従って、画像形成装置1に用いられる板金同士の結合構造43において、電気的に安定した接地を実現できる。また、多くの導電性部材やねじ部材の接続構造を必要としないので、部品点数や組立工数の増加を抑制できる。
<第4の実施形態>
次に、本発明の第4の実施形態を、図25~図29(d)を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、板金の結合構造44を第2板金の一例である後側板101と電装箱113の第1板金の一例である箱状板金312との取り付けに適用している点で、第1の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第1の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。
次に、本発明の第4の実施形態を、図25~図29(d)を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、板金の結合構造44を第2板金の一例である後側板101と電装箱113の第1板金の一例である箱状板金312との取り付けに適用している点で、第1の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第1の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。
まず、従来のコントローラユニット110の後側板101への結合構造、即ち箱状板金212の後側板101への結合構造について、図25~図27(b)を用いて説明する。図25は、画像形成装置1の背面側から見た後側板101及びコントローラユニット110の斜視図である。図26は、後側板101にコントローラユニット110を取り付ける前の斜視図である。後側板101には、ねじ120を止めるためのタップ部102が形成されている。制御基板111を保持した箱状板金212は、ねじ120をねじ穴114に通し、タップ部102へ締め込むことで後側板101と結合される。後側板101及び箱状板金212は、表面に絶縁層を持つ電気亜鉛めっき鋼板で構成されている。
[従来の後側板及び電装箱の結合構造]
ここで、これら表面に導通性が無い板金同士を導通させるために行っていた従来例について、図27(a),(b)を用いて説明する。図27(a)は、箱状板金212を後側板101に締結した従来例のねじ部断面図(図25のE-E線で切断した断面図)で導通良の場合、図27(b)は、導通不良の場合である。箱状板金212と後側板101は板金で構成されるため、表層には絶縁層である非導電部がある。箱状板金212と後側板101の導電部がそれぞれ導電部212a,101a(図6の金属部34に相当)であり、非導電部がそれぞれ非導電部212b,101b(図6の樹脂層33に相当)である。そのため、箱状板金212と後側板101が面で接触していても間に非導電部212b,101bがあるため、それだけでは箱状板金212と後側板101は導通しない。
ここで、これら表面に導通性が無い板金同士を導通させるために行っていた従来例について、図27(a),(b)を用いて説明する。図27(a)は、箱状板金212を後側板101に締結した従来例のねじ部断面図(図25のE-E線で切断した断面図)で導通良の場合、図27(b)は、導通不良の場合である。箱状板金212と後側板101は板金で構成されるため、表層には絶縁層である非導電部がある。箱状板金212と後側板101の導電部がそれぞれ導電部212a,101a(図6の金属部34に相当)であり、非導電部がそれぞれ非導電部212b,101b(図6の樹脂層33に相当)である。そのため、箱状板金212と後側板101が面で接触していても間に非導電部212b,101bがあるため、それだけでは箱状板金212と後側板101は導通しない。
図27(a)に示す導通良の場合では、ねじ120で締結するときに、ねじ頭の箱状板金212との接触部であるねじ座面121が、ねじ締め時のねじ120の回転及びトルクで箱状板金212の非導電部212bと摺動する。これにより、ねじ座面121は非導電部212bを削り、剥き出しとなった導電部212aと接触する。ねじ120自体は炭素鋼の表面に亜鉛めっきをしたものであるため、導通性がある。よって、ねじ120と箱状板金212は導通する。また、ねじ120のねじ山部122は、後側板101のタップ部102と螺合して接触する。タップ穴は導電部101aにも設けられているため、ねじ120と後側板101は導通する。以上より、箱状板金212と後側板101は、ねじ120を介することで導通している。
次に、図27(b)に示す導通不良の場合は、ねじ120を締める際のトルクが弱い場合、非導電部212bの削れが不十分となり、非導電部212bが残ったままとなってしまう。この場合は、ねじ座面121と導電部212aとが接触できなくなるため、ねじ120を介しての箱状板金212と後側板101との導通ができない、または導通が不安定になってしまう。不安定となる理由は、絶縁層が数μmの薄い層のため、当接していることで互いに多少の侵食があり、導通する状態にも成り得るためである。しかし、これでは導通しない場合や、導通しても抵抗値が高い場合があり、意図した電気的に安定した接続とは言えず導通不良になる可能性がある。
このように、板金の安定した接地ができていることを前提として、板金で電子回路基板を遮蔽する構造を取ることで、内部からの放射ノイズによるEMIを低減し、外部からのESDの侵入を抑制することができる。これに対し、板金や電子回路基板などの導電性パーツ同士で接していれば電気的に導通するというわけではなく、不安定な接続はインピーダンスや抵抗が高い状態になり、安定した接地とは言えない。
[本実施形態の後側板及び電装箱の結合構造]
以下、本実施形態の結合構造44について、詳細に説明する。図28(a)は、本実施形態の箱状板金312を有するコントローラユニット110を、後側板101へ取り付ける状態の背面図であり、ねじ120を取り付ける前の状態である。図28(b)は、図28(a)の状態においてねじ120を締めた状態である。箱状板金312の透孔(第1貫通穴)の一例であるねじ穴314の周囲には、レーザ加工により、非導電部312b(図29(a)参照)である皮膜を除去され、導電部312a(図29(a)参照)の一部が露出した刻印315(第1導電部)が形成されている。刻印315の範囲は、ねじ120の頭部であるねじ座面121より大きい範囲となっている。尚、本実施形態では、ねじ120を締結する際に金属製のワッシャなどを使用していないが、ワッシャなどを使用してもよい。この場合、刻印315の範囲は、使用するワッシャなどより大きい範囲とする。
以下、本実施形態の結合構造44について、詳細に説明する。図28(a)は、本実施形態の箱状板金312を有するコントローラユニット110を、後側板101へ取り付ける状態の背面図であり、ねじ120を取り付ける前の状態である。図28(b)は、図28(a)の状態においてねじ120を締めた状態である。箱状板金312の透孔(第1貫通穴)の一例であるねじ穴314の周囲には、レーザ加工により、非導電部312b(図29(a)参照)である皮膜を除去され、導電部312a(図29(a)参照)の一部が露出した刻印315(第1導電部)が形成されている。刻印315の範囲は、ねじ120の頭部であるねじ座面121より大きい範囲となっている。尚、本実施形態では、ねじ120を締結する際に金属製のワッシャなどを使用していないが、ワッシャなどを使用してもよい。この場合、刻印315の範囲は、使用するワッシャなどより大きい範囲とする。
図29(a)は、図28(a)のF-F線で切断した状態を示す断面図であり、ねじ穴314(第1貫通穴)とレーザ加工で形成した刻印315とを示す。図29(b)は、図28(b)のG-G線で切断した状態を示す断面図であり、ねじ120(ねじ部材)を締めた後の状態を示す。図29(c)は、図29(a)のねじ穴314及び刻印315の平面図である。箱状板金312は、導電部312a(図6の金属部34に相当)と非導電部312b(図6の樹脂層33に相当)とを有している。刻印315(導電部)はレーザ加工により非導電部312bを除去されているため、導電部312aが剥き出しとなっている。即ち、刻印135は、ねじ穴314の周囲に形成され、レーザ加工により非導電部312bが剥離され、導電部312aが露出してなる。また、除去しているのは表層の樹脂層のみであり、亜鉛めっき層は残ったままのため、耐食性は保持されている。図29(c)に示すように、刻印315の形状は、ねじ穴314と同心円状に形成されている。ねじ120は、座面121を有する頭部123と、ねじ穴314及びタップ部102(第2貫通穴)に挿通されるねじ山部122(ねじ部)とを有し、箱状板金312と後側板101とを締結する。ねじ穴314の直径は、頭部123の直径よりも小さく、タップ部102の直径は、ねじ穴314の直径よりも小さい。
この状態でねじ120をねじ穴314を通過させてタップ部102へ締めていくと、最終的にねじ座面121と刻印315により剥き出しとなった導電部312aとが接触する。また、ねじ山部122は、後側板101の導電部101aに設けられた第2導電部の一例であるタップ部102と接触する。即ち、ねじ120は、座面121が刻印315と接触するように、タップ部102に対してねじ山部122が螺合している。ねじ120は導通性があるため、ねじ120を介して、箱状板金312と後側板101が導通する。刻印315を設けて予め導電部312aを剥き出しにしておくことで、ねじ締め時にトルクが不足した場合でも、非導電部312bの削れが不十分で導通しないということが無くなり、安定してねじを介しての箱状板金312と後側板101の導通が可能となる。本実施形態での箱状板金312及び後側板101を結合する結合構造44は、刻印315と、タップ部102、ねじ120とを備えている。
また、レーザ加工で刻印を打つタイミングは刻印面の汚れ防止のため、組立でのねじ締め直前がよい。レーザ加工のためのレーザ照射機は、設置場所の自由度が高いため組立ラインの横に設置でき、組立て直前で加工が可能となっている。よって、汚れの無い導電部312aの接触となるため、より確実に導通を確保することが可能となる。
上述したように、本実施形態の結合構造44によれば、クロムフリー鋼板やカラー鋼板などの絶縁被膜と金属部分を持つ板金同士を結合する際に、絶縁被膜から確実に金属部分を露出させるレーザ加工を施し、露出した導電部を接する構造を取る。これにより、電気的に安定した接地を実現すると共に、導電性部材やねじ部材の接続構造を少なくすることができ、EMI低減やESD耐性を効率的に強化することが可能になる。従って、画像形成装置1に用いられる板金同士の結合構造44において、電気的に安定した接地を実現できる。また、多くの導電性部材やねじ部材の接続構造を必要としないので、部品点数や組立工数の増加を抑制できる。
尚、上述した第4の実施形態では、刻印315の形状はねじ穴314と同心円状とした場合について説明したが、これには限られない。例えば、刻印は線状であってもよく、図29(d)に示すように、第1導電部の一例である刻印316はねじ穴314の縁に交差する線状、例えば、ねじ穴314を中心とする放射線状であってもよい。線状にすることで、レーザ加工でレーザを照射する範囲が小さくなり、加工時間を短縮することが可能となる。板金の非導電部312bである樹脂層は極薄いため、ねじ締めにより圧がかかると弾性変形し、刻印316にある導電部312aとねじ座面121とが接触可能となる。よって、刻印316が線状でも、導通させることが可能である。また、線や点状の刻印を設けておくことで、ねじ締めでの樹脂層を削る起点となることから、樹脂層が削れ易くなり、導通が安定する。
<第5の実施形態>
次に、本発明の第5の実施形態を、図30~図33(b)を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、本実施形態では、ねじ穴132の周囲の刻印136の部分が凸形状に形成されている点で、第4の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第4の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。
次に、本発明の第5の実施形態を、図30~図33(b)を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、本実施形態では、ねじ穴132の周囲の刻印136の部分が凸形状に形成されている点で、第4の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第4の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。
図30は、画像形成装置1の外装カバーを取り付けた状態で背面から見た斜視図である。図31は、主に制御基板111を覆う位置にある後ろカバー131を取り外した状態の斜視図である。第1板金の一例である後ろカバー131は、表面に非導電性の塗装皮膜を有するカラー鋼板で構成されている。また、後ろカバー131は、ねじ120によって、第2基板の一例である箱状板金312の第2導電部の一例であるタップ部116,117と、第2基板の一例である後側板101の第2導電部の一例であるタップ部104,105とへ締結されている。後ろ下カバー130は、主に制御基板111より下の部分を覆っている。後ろカバー131は制御基板111を覆う蓋体の機能を有するため、ノイズ防止の観点で箱状板金312及び後側板101との導通が重要となる部品である。
図32(a)は、後ろカバー131を示す斜視図である。後ろカバー131にはねじ止め用の貫通穴が4個設けられ、それぞれねじ穴132,133,134,135である。ねじ穴132,133,134,135は、いずれも同様の形状であるので、以下ではねじ穴132について詳細に説明する。
図32(b)は、ねじ穴132を拡大した斜視図である。後ろカバー131の第1貫通穴の一例であるねじ穴132の周囲には、レーザ加工により、非導電部131b(図33(a)参照)である塗装皮膜を除去され、導電部131a(図33(a)参照)の一部が露出した刻印136(第1導電部)が形成されている。刻印136では、導電部131aである亜鉛めっき層が露出している。刻印136は、次の3つの面から構成される。1つ目が後ろカバー131の外観面である131aと同一面上にある外周面136c、2つ目が外周面136cから外側へ突出している突出面136a、3つ目が外周面136c及び突出面136aを連続させる傾斜面136bである。ねじ穴132の周囲部を外側に突出させる加工は、例えば、プレス加工により行い、その後にレーザ加工を行う。あるいは、先にレーザ加工を行い、その後にプレス加工を行うようにしてもよい。
刻印136の形状は、ねじ穴132と同心円状に形成されている。また、外周面136cの周縁はねじ120のねじ座面121より小さくなっており、ねじ120を締めた後、刻印136は完全にねじ座面121の裏に隠れて見えなくなる。このように、ねじ座面121の外形より刻印136を小さくすることで、外観に塗装皮膜を剥がした刻印136が露出することは無く、デザイン性を損なうことはない。本実施形態では、ねじ120を締結する際に金属製のワッシャなどを使用していないが、ワッシャなどを使用してもよい。この場合、刻印136の範囲は、使用するワッシャなどより小さい範囲とする。尚、刻印136の大きさや形状は、ねじ穴132,133,134,135で共通である。
図33(a)は、後ろカバー131を画像形成装置1へ取り付けた状態のねじ穴132の断面図である。箱状板金312と後ろカバー131とが接触しているものの、共に非導電部312b,131bがあるため、この段階では箱状板金312と後ろカバー131とは導通していない。
図33(b)は、ねじ120を締めた時の断面図である。ねじ120のねじ座面121は厳密には平面ではなく、ねじ座面121の外周部がねじ山部122の先端側に向けて突出した突出部121bが形成されている。刻印136は、箱状板金312とは反対側に突出している。ここで、刻印136が平面であると、ねじ座面121の突出部121bが接触することとなる。更に、外観に配慮し、ねじ座面121の外形より刻印136を小さくすると、ねじ座面121の突出部121bは刻印136に接触せず、刻印136が形成されていない塗膜面だけとの接触になる可能性もあり、刻印136との接触が安定しない可能性もある。
これに対し、本実施形態では後ろカバー131側に凸部である突出面136aを設けることで、ねじ座面121の突出部121bより先に導電部である突出面136aにねじ座面121が接触し、確実に導電部で接触することができる。また、ねじ120はねじ山部122が箱状板金312の導電部にあるタップ部116と接触するため、ねじ120を介し、後ろカバー131と箱状板金312は導通することができる。本実施形態での後ろカバー131及び箱状板金312を結合する結合構造45は、刻印136と、タップ部116,117と、ねじ120とを備えている。また、本実施形態での後ろカバー131及び後側板101を結合する結合構造45は、刻印136と、タップ部104,105と、ねじ120とを備えている。
このように、予め非導電部131bを除去し、導電部131aを露出させておくことで、ねじ締め時のトルクによる非導電部131bの削り取りという不確定要素を無くすことができ安定して導通を確保できる。また、外観に考慮し、刻印136をねじ座面121の外形より小さくする場合においても、刻印136凸形状である突出面136aを設けることで、導電部である突出面136aに確実にねじ座面121を接触させることが可能となる。
上述したように、本実施形態の結合構造45によれば、クロムフリー鋼板やカラー鋼板などの絶縁被膜と金属部分を持つ板金同士を結合する際に、絶縁被膜から確実に金属部分を露出させるレーザ加工を施し、露出した導電部を接する構造を取る。これにより、電気的に安定した接地を実現すると共に、導電性部材やねじ部材の接続構造を少なくすることができ、EMI低減やESD耐性を効率的に強化することが可能になる。従って、画像形成装置1に用いられる板金同士の結合構造45において、電気的に安定した接地を実現できる。また、多くの導電性部材やねじ部材の接続構造を必要としないので、部品点数や組立工数の増加を抑制できる。
尚、上述した第5の実施形態では、刻印136の形状はねじ穴132と同心円状とした場合について説明したが、これには限られない。例えば、刻印は線状であってもよく、刻印136はねじ穴132の縁に交差する線状、例えば、ねじ穴132を中心とする放射線状であってもよい(図29(d)参照)。
<第6の実施形態>
次に、本発明の第6の実施形態を、図34~図37(b)を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、板金の結合構造46を制御基板111と電装箱113の板金部材の一例である箱状板金512との取り付けに適用している点で、第1の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第1の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。
次に、本発明の第6の実施形態を、図34~図37(b)を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、板金の結合構造46を制御基板111と電装箱113の板金部材の一例である箱状板金512との取り付けに適用している点で、第1の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第1の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。
まず、従来の制御基板111と箱状板金512との結合構造について、図34~図36(b)を用いて説明する。図34は、画像形成装置1の背面側から見た後側板101と電装箱113の箱状板金512と制御基板111とを取り付けた状態を示す背面図である。制御基板111は、電装箱113に対して、ねじ310(導電部材)を用いて8箇所で結合されている。電装箱113は、後側板101に対して、ねじ360を用いて2箇所で結合されている。図35は、箱状板金512を示す斜視図である。箱状板金512は、板金で箱形状をして制御基板111を保持して保護している。制御基板111を取り付けるためにねじ孔330(図36(a)参照)が形成されたフランジ状のねじ止め部306が各辺に3箇所ずつ、合計で8箇所に形成されている。
図36(a)は、従来の制御基板111とねじ止め部306との取り付け構造の詳細を示す斜視図である。制御基板111にねじ310が貫通する貫通穴の一例である穴340が設けられ、ねじ止め部306に形成されているねじ孔330にねじ310が締め込まれることにより、制御基板111が組み付けられる。
図36(b)は、従来のねじ止め部306に制御基板111をねじ310によって取り付けた状態を示す断面図である。図36(b)は、制御基板111とねじ止め部306の材料である一般的な電気亜鉛メッキ鋼板の断面図である。ねじ止め部306は、板金の母材及び亜鉛めっき層からなり導電性を有する金属部306aと、樹脂層306bとを有している。制御基板111は、コア材304と、表面と裏面とを覆う銅箔303と、表面と裏面に設けられたレジスト302とを有している。また、銅箔303の下面には鉛の半田305が溶着して設けられ、ねじ止め部306に接している。この半田305は、レジスト302よりも突出しており、ねじ止め部306にはレジスト302ではなく半田305が当接するようになっている。
次に、制御基板111からねじ310を介してねじ止め部306に導通することにより発生する電流f4の流れについて説明する。ねじ310は、電気亜鉛めっき鋼板と同様に母材の表面が表面処理され、樹脂コート層が形成されている。ねじ310をねじ止めする際、ねじ頭318は回転し制御基板111と摺擦しつつ制御基板111に押し付けられるため、ねじ頭318の樹脂層が剥がれ、母材と第3導電部の一例である銅箔303が直接接する。ねじ山319も同様に回転し、ねじ孔330に対して摺擦しつつ押し付けられるため樹脂層が剥がれ、ねじ山319とねじ孔330の金属部306aとが直接接する。その結果、外部からの電荷が制御基板111に入力されたときは電流f4で表すように銅箔303よりねじ頭318に流れ、ねじ310を通り、ねじ山319を通して金属部306aに流れてアースに落ちる。
ここで、ねじ止め部306にねじ310が侵入する組立角度は直角が望ましいが、作業者が組み立てる場合は±10°前後のバラツキが生ずる可能性がある。それに伴い、ねじ止め時の樹脂層の剥がれ方にバラツキがある。従って、十分に剥がれていない時は抵抗が高くなりアースの安定性が欠ける虞がある。
[本実施形態の箱状板金及び制御基板の結合構造]
以下、本実施形態の結合構造46について、詳細に説明する。本実施形態では、ねじ止め部306の制御基板111側の側面にレーザ加工を施し、樹脂層306bを除去して結合面307を形成している。図37(a)は、制御基板111と樹脂層306bを除去した結合面307との結合構造46を示す斜視図である。図36(a)の場合と同様に、制御基板111にねじ310が貫通する貫通穴の一例である穴340(第1貫通穴)が設けられ、ねじ孔330(第2貫通穴)にねじ310が締め込まれることにより制御基板111が組み付けられる。
以下、本実施形態の結合構造46について、詳細に説明する。本実施形態では、ねじ止め部306の制御基板111側の側面にレーザ加工を施し、樹脂層306bを除去して結合面307を形成している。図37(a)は、制御基板111と樹脂層306bを除去した結合面307との結合構造46を示す斜視図である。図36(a)の場合と同様に、制御基板111にねじ310が貫通する貫通穴の一例である穴340(第1貫通穴)が設けられ、ねじ孔330(第2貫通穴)にねじ310が締め込まれることにより制御基板111が組み付けられる。
図37(b)は、レーザ加工により樹脂層306bを除去した結合面307と、制御基板111とを結合した時の断面図である。レーザ加工にて樹脂層306bが除去された金属部306aは、ねじ310を止めるときの摺動のような力を加える必要もなく、半田305と接触することが可能となる。即ち、第2導電部の一例である結合面307が制御基板111の第1導電部の一例である半田305と接触し、制御基板111とねじ止め部306とを導通する。このようにして、結合構造46は、制御基板111と箱状板金512とを結合する。本実施形態での制御基板111及び箱状板金512を結合する結合構造46は、第2導電部の一例である半田305と、第1導電部の一例である結合面307と、ねじ310とを備えている。
これにより、外部から電荷が入力されたときは、電流f4で表すように従来例の様に結合手段の一例であるねじ310(ねじ部材)を通して金属部に流れてアースに落ちる。それに加えて、制御基板111の半田305からねじ止め部306の結合面307に電流f5が流れる。即ち、電流f5は、抵抗の低い箇所を電荷が流れ、電流f4に加えた新たな流れとなり、制御基板111と結合面307を構成している電装箱113とのインピーダンスを低減し安定したGNDを電気回路に供給できる。また、制御基板111と結合面307との結合の際に、制御基板111のレジスト302の開口部がレーザ加工された結合面307よりも大きい場合にはレジスト302の厚み(40μm程)が結合の邪魔をしない。このため、半田305がなくても安定したGNDを供給できる。
上述したように、本実施形態の結合構造46によれば、クロムフリー鋼板やカラー鋼板などの絶縁被膜と金属部分を持つ板金同士を結合する際に、絶縁被膜から確実に金属部分を露出させるレーザ加工を施し、露出した導電部を接する構造を取る。これにより、電気的に安定した接地を実現すると共に、導電性部材やねじ部材の接続構造を少なくすることができ、EMI低減やESD耐性を効率的に強化することが可能になる。従って、画像形成装置1に用いられる板金同士の結合構造46において、電気的に安定した接地を実現できる。また、多くの導電性部材やねじ部材の接続構造を必要としないので、部品点数や組立工数の増加を抑制できる。
尚、上述した第6の実施形態では、ねじ止め部306の全面の樹脂層306bを除去する場合について説明したが、これには限られない。樹脂層306bを除去する領域は、ねじ止め部306の全面でなくてもよく、半田305との接触を確保できる程度の大きさであればよい。
<第7の実施形態>
次に、本発明の第7の実施形態を、図38~図40(b)を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、結合構造47において、板金部材の一例である箱状板金612に対して制御基板111をねじ止めするねじ310を削減する点で、第6の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第6の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。ねじ310を多数用いると、部品数や組立工数の増加となってしまうという課題がある。そこで、本実施形態では、制御基板111の導通不良を防ぎつつ、ねじ310の数を減らして、部品数や組立工数を減らすようにしている。結合構造47は、制御基板111と箱状板金612とを結合する。
次に、本発明の第7の実施形態を、図38~図40(b)を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、結合構造47において、板金部材の一例である箱状板金612に対して制御基板111をねじ止めするねじ310を削減する点で、第6の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第6の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。ねじ310を多数用いると、部品数や組立工数の増加となってしまうという課題がある。そこで、本実施形態では、制御基板111の導通不良を防ぎつつ、ねじ310の数を減らして、部品数や組立工数を減らすようにしている。結合構造47は、制御基板111と箱状板金612とを結合する。
図38は、本実施形態の箱状板金612の斜視図である。この箱状板金612は、不図示のねじ孔を設けたねじ止め部606が箱状板金612の四隅の4箇所に設けられ、ねじ孔を設けていない接触部630が箱状板金612の各辺の中央部の4箇所に設けられている。ねじ止め部606の構成は、第6の実施形態のねじ止め部306(図37(a)参照)と同様であるので、詳細な説明を省略する。図39に示すように、接触部630は、一般的な電気亜鉛めっき鋼板からなり、レーザ加工により樹脂層606bを剥離して金属部606aを露出した第2導電部の一例である結合面631が形成されている。同様に、ねじ止め部606にも第2導電部の一例である不図示の結合面(図37(a)の結合面307参照)が形成されている。本実施形態での制御基板111及び箱状板金612を結合する結合構造47は、第2導電部の一例である半田305と、第1導電部の一例である結合面631と、ねじ310とを備えている。
図40(a),(b)は、図38のH-H線で切断した状態を示す断面図であり、制御基板111とねじ止め部606と接触部630との高さ関係を示している。図40(a),(b)に示すように、ねじ310を止めているねじ止め部606は、ねじ止めしていない接触部630よりも高さを1~2mm低くしている。このように高さを異ならせていることにより、例えば、図40(a)に示すように、2箇所のねじ止め部606の間に接触部630が配置されている場合は、2箇所のねじ止め部606に支持された制御基板111が接触部630に対して押圧される。また、図40(b)に示すように、例えば、2箇所の接触部630の間にねじ止め部606が配置されている場合は、ねじ止め部606に支持された制御基板111が接触部630に対して押圧される。このように、ねじ止め部606の高さを接触部630の高さより低くすることにより、制御基板111の弾性で接触部630に制御基板111が200~500gfで押し付けられる。
尚、本実施形態では、高さの違いを1~2mmと定義しているが、この高さの違いは制御基板111のサイズとねじ310間隔により変化する。例えば、ねじ310の間隔が90mm程度であれば、その間を1mm程度まで撓ませてもチップコンデンサなどの小部品への影響は少ない。
図39に示すように、接触部630は、制御基板111の弾性で制御基板111に対して押圧されるので、押し付け力があるため結合面631は半田305と常時接触する。ねじ310を用いたねじ止め部606の押し付け力は2~5kgfであり、これに比べると接触部630に対する押し付け力は1/10である。しかしながら、予め樹脂層606bが剥がされているため、数gで押しつけられていれば電流f6を確保することができる。従って、外部から制御基板111に電荷が入力されたときは、制御基板111の銅箔303から半田305に電荷が伝わり、結合面631に流れてアースを確保することができる。
上述したように、本実施形態の結合構造47によれば、クロムフリー鋼板やカラー鋼板などの絶縁被膜と金属部分を持つ板金同士を結合する際に、絶縁被膜から確実に金属部分を露出させるレーザ加工を施し、露出した導電部を接する構造を取る。これにより、電気的に安定した接地を実現すると共に、導電性部材やねじ部材の接続構造を少なくすることができ、EMI低減やESD耐性を効率的に強化することが可能になる。従って、画像形成装置1に用いられる板金同士の結合構造47において、電気的に安定した接地を実現できる。また、多くの導電性部材やねじ部材の接続構造を必要としないので、部品点数や組立工数の増加を抑制できる。
<第8の実施形態>
次に、本発明の第5の実施形態を、図41~図42(d)を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、結合構造48において、板金部材の一例である箱状板金712に対して制御基板111をねじ止めするねじ310を更に削減する点で、第7の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第7の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。ねじ310のねじ止め箇所が少ない程、組立工数や分解工数を低減することができる。しかしながら、ねじ止め箇所を減らすと画像形成装置1の輸送時に制御基板111の自由度が高まり、振動して導通不良などを発生する虞がある。そこで、本実施形態では、箱状板金712と制御基板111との導通不良を防ぎつつ、更にねじ310の数を減らすようにしている。結合構造48は、制御基板111と箱状板金712とを結合する。本実施形態での制御基板111及び箱状板金712を結合する結合構造47は、第2導電部の一例である半田305と、第1導電部の一例である結合面と、ねじ310とを備えている。
次に、本発明の第5の実施形態を、図41~図42(d)を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、結合構造48において、板金部材の一例である箱状板金712に対して制御基板111をねじ止めするねじ310を更に削減する点で、第7の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第7の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。ねじ310のねじ止め箇所が少ない程、組立工数や分解工数を低減することができる。しかしながら、ねじ止め箇所を減らすと画像形成装置1の輸送時に制御基板111の自由度が高まり、振動して導通不良などを発生する虞がある。そこで、本実施形態では、箱状板金712と制御基板111との導通不良を防ぎつつ、更にねじ310の数を減らすようにしている。結合構造48は、制御基板111と箱状板金712とを結合する。本実施形態での制御基板111及び箱状板金712を結合する結合構造47は、第2導電部の一例である半田305と、第1導電部の一例である結合面と、ねじ310とを備えている。
図41は、本実施形態の箱状板金712の斜視図である。箱状板金712には、不図示のねじ孔を設けたねじ止め部706がはす向かいとなる2つの隅の2箇所に設けられ、ねじ孔を設けていない接触部730が他の隅部と各辺の中央部との6箇所に設けられている。更に、箱状板金712は、制御基板111を直接位置決めするための保持部の一例である規制部740を2箇所に有している。これらねじ止め部706と接触部730は、いずれも制御基板111側の樹脂層をレーザ加工により除去している。
図42(a)は、図41のI-I線で切断した状態を示す断面図であり、図42(b)は、図41のJ-J線で切断した状態を示す断面図であり、制御基板111とねじ止め部706と接触部730と規制部740との高さ関係を示している。図42(a)に示すように、ねじ310によりねじ止めしているねじ止め部706は、ねじ止めしていない接触部730より1~2mm低くしている。また、規制部740は、接触部730に接している制御基板111を押さえる程度の高さとしている。
これにより、例えば、図42(a)に示すように、左から接触部730、規制部740、接触部730、ねじ止め部706の順で並んだ場合に、規制部740とねじ止め部706とが制御基板111を上から押さえ付けるようになる。これにより、制御基板111が弾性によって接触部730に200~500gfで押し付けられる。本実施形態では、第7の実施形態に比べてねじ310によるねじ止め箇所が少ないため、輸送時に上下方向に振動しないように、制御基板111を規制部740で上方向に規制する。
図42(c),(d)は、図41のI-I線で切断した状態を示す断面図であり、制御基板111を箱状板金712に組み付ける状態を示している。図42(c)に示すように、制御基板111を箱状板金712の接触部730に結合する際には、制御基板111を規制部740に沿わせて下方に押し込みながら、規制部740を矢印C方向に変形させる。更に押し込むと、図42(d)に示すように、制御基板111は規制部740の下面に潜り込み、接触部730と接触する。弾性変形していた規制部740は、元の形状に復元する。制御基板111は規制部740の下側にあるため、振動で制御基板111が上方向に付勢されても動きが規制され、箱状板金712と制御基板111との導通不良を抑制できる。
また、規制部740の制御基板111との接触面に対しても樹脂層を除去し、当該部分では制御基板111の接触側のレジスト302を塗布しないことが好ましい。これにより、制御基板111と電装箱113との導通を取ることで、より安定的なGNDレベルを電気回路に与えることができる。
上述したように、本実施形態の結合構造48によれば、クロムフリー鋼板やカラー鋼板などの絶縁被膜と金属部分を持つ板金同士を結合する際に、絶縁被膜から確実に金属部分を露出させるレーザ加工を施し、露出した導電部を接する構造を取る。これにより、電気的に安定した接地を実現すると共に、導電性部材やねじ部材の接続構造を少なくすることができ、EMI低減やESD耐性を効率的に強化することが可能になる。従って、画像形成装置1に用いられる板金同士の結合構造48において、電気的に安定した接地を実現できる。また、多くの導電性部材やねじ部材の接続構造を必要としないので、部品点数や組立工数の増加を抑制できる。
<他の実施形態>
上述した各実施形態では、後側板101や箱状板金112等を構成する鋼板として電気亜鉛めっき鋼板を例に示したが、これには限られず、カラー鋼板であってもよい。また、電装箱113に収容される制御基板111として画像形成制御基板を例に示したが、これには限られず、シート搬送制御基板やFAX基板や電源基板でもよい。また、後側板101には背面から制御基板111を支持する箱状板金112等を固定しているが、後側板101以外の正面、右面及び左面に設けられた側板に固定するようにしてもよい。
上述した各実施形態では、後側板101や箱状板金112等を構成する鋼板として電気亜鉛めっき鋼板を例に示したが、これには限られず、カラー鋼板であってもよい。また、電装箱113に収容される制御基板111として画像形成制御基板を例に示したが、これには限られず、シート搬送制御基板やFAX基板や電源基板でもよい。また、後側板101には背面から制御基板111を支持する箱状板金112等を固定しているが、後側板101以外の正面、右面及び左面に設けられた側板に固定するようにしてもよい。
1…画像形成装置、6…画像形成部、10…装置本体、31,112a,409a…母材(金属層)、32…亜鉛めっき層(金属層)、33,306b,406b,506b,706b…樹脂層(絶縁層)、34,306a,406a,506a,706a…金属部(金属層)、41,42,43,44,45,46,47,48…結合構造、101…後側板(第2板金、側板)、102,104,105,116,117…タップ部(第2導電部)、111…制御基板、112,312…箱状板金(第1板金)、112d,409d…金属部(金属層)、113…電装箱、120,310…ねじ(結合手段、ねじ部材)、131…後ろカバー(第1板金)、132,314…ねじ穴(第1貫通穴)、136,315,316…刻印(第1導電部、導電部)、303…銅箔(第3導電部)、305…半田(第2導電部)、307,631…結合面(第1導電部)、330…ねじ孔(第2貫通穴)、340…ねじ孔(第1貫通穴)、409…天板(第2板金、蓋体)、412a,422a…導電部(第2導電部)、413a,423a…導電部(第1導電部)、432a,432b…係合穴(結合手段、被係止部)、433a,433b…係合爪(結合手段、係止部)、451,461…ビード部(第1導電部)、452,462…ビード部(第2導電部)、512,612,712…箱状板金(板金部材、筐体)、740…規制部(保持部)、S…記録材
Claims (19)
- 画像情報に基づいて記録材に画像を形成する画像形成装置に設けられ、金属からなる金属層の表面に絶縁層を有する第1板金及び第2板金を結合する結合構造であって、
前記第1板金においてレーザ加工により前記絶縁層が剥離され、前記金属層が露出する第1導電部と、
前記第2板金においてレーザ加工により前記絶縁層が剥離され、前記金属層が露出する第2導電部と、
前記第1導電部と前記第2導電部とを互いに少なくとも一部を当接させた状態で、前記第1板金及び前記第2板金を結合する結合手段と、を備える、
ことを特徴とする結合構造。 - 前記第1導電部及び前記第2導電部は、いずれも平面であり、互いに面接触により当接する、
ことを特徴とする請求項1に記載の結合構造。 - 前記第1導電部及び前記第2導電部は、少なくとも一方が他方に対して突出した形状である、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の結合構造。 - 前記結合手段は、前記第1板金に形成された係止部と、前記第2板金に形成され、前記係止部が係止することで前記第1板金及び前記第2板金を結合する被係止部と、を有する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の結合構造。 - 前記結合手段は、前記第1板金及び前記第2板金を締結するねじ部材を有する、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の結合構造。 - 前記第1板金は、第1貫通穴を有し、
前記第2板金は、前記第2導電部である第2貫通穴を有し、
前記ねじ部材は、座面を有する頭部と、前記第1貫通穴及び前記第2貫通穴に挿通されるねじ部と、を有する導電部材からなり、
前記第1貫通穴の直径は、前記頭部の直径よりも小さく、
前記第2貫通穴の直径は、前記第1貫通穴の直径よりも小さく、
前記第1導電部は、前記第2板金とは反対側の表面における前記第1貫通穴の周囲に形成され、レーザ加工により前記絶縁層が剥離され、前記金属層が露出してなり、
前記ねじ部材は、前記座面が前記第1導電部と接触するように、前記第2貫通穴に対して前記ねじ部が螺合している、
ことを特徴とする請求項5に記載の結合構造。 - 前記第1導電部は、前記第2板金とは反対側に突出している、
ことを特徴とする請求項6に記載の結合構造。 - 前記第1導電部は、前記第1貫通穴と同心円状に形成されている、
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の結合構造。 - 前記第1導電部は、前記第1貫通穴の縁に交差する線状である、
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の結合構造。 - 画像情報に基づいて記録材に画像を形成する画像形成装置に設けられ、金属からなる金属層の表面に絶縁層を有する第1板金及び第2板金を結合する結合構造であって、
前記第1板金に形成された第1貫通穴と、
前記第2板金に形成された第2貫通穴と、
座面を有する頭部と、前記第1貫通穴及び前記第2貫通穴に挿通されるねじ部とを有し、前記第1板金と前記第2板金とを締結するねじ部材と、を備え、
前記第1貫通穴の直径は、前記頭部の直径よりも小さく、
前記第2貫通穴の直径は、前記第1貫通穴の直径よりも小さく、
前記第1板金は、前記第1貫通穴の周囲に形成され、レーザ加工により前記絶縁層が剥離され、前記金属層が露出する導電部を有し、
前記ねじ部材は、前記座面が前記導電部と接触するように、前記第2貫通穴に対して前記ねじ部が螺合している、
ことを特徴とする結合構造。 - 画像情報に基づいて記録材に画像を形成する画像形成装置に設けられ、金属からなる金属層の表面に絶縁層を有する板金部材と、制御基板と、を結合する結合構造であって、
前記板金部材においてレーザ加工により前記絶縁層が剥離され、前記金属層が露出する第1導電部と、
前記制御基板に形成された第2導電部と、
前記第1導電部と前記第2導電部とを互いに少なくとも一部を当接させた状態で、前記板金部材及び前記制御基板を結合する結合手段と、を備える、
ことを特徴とする結合構造。 - 前記第2導電部は、前記第1導電部に向けて突出するように前記制御基板に溶着した半田である、
ことを特徴とする請求項11に記載の結合構造。 - 前記制御基板は、第1貫通穴を有し、
前記板金部材は、第2貫通穴を有し、
前記結合手段は、座面を有する頭部と、前記第1貫通穴及び前記第2貫通穴に挿通されるねじ部と、を有する導電部材からなるねじ部材であり、
前記第1貫通穴の直径は、前記頭部の直径よりも小さく、
前記第2貫通穴の直径は、前記第1貫通穴の直径よりも小さく、
前記ねじ部材は、前記座面が前記第1貫通穴を貫通せずに、前記ねじ部を前記第2貫通穴に螺合して締め付けることにより、前記第1導電部と前記第2導電部とを互いに押圧させた状態で、前記板金部材及び前記制御基板を結合する、
ことを特徴とする請求項11又は12に記載の結合構造。 - 前記第1導電部は、前記第2貫通穴の周囲に形成され、
前記第2導電部は、前記第1貫通穴の周囲に形成される、
ことを特徴とする請求項13に記載の結合構造。 - 前記制御基板は、前記ねじ部材の前記頭部に当接する第3導電部を有し、
前記板金部材は、前記ねじ孔が前記ねじ部材の前記ねじ部に当接し、
前記制御基板と前記板金部材とは、前記ねじ部材によって導通する、
ことを特徴とする請求項13又は14に記載の結合構造。 - 前記結合手段は、前記板金部材に設けられ、前記制御基板を前記結合手段に対して位置決めした状態で保持する保持部である、
ことを特徴とする請求項11又は12に記載の結合構造。 - 画像情報に基づいて記録材に画像を形成する画像形成部を有する装置本体と、前記装置本体の側板に取り付けられ、制御基板を収容する電装箱と、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の前記結合構造と、を備える画像形成装置であって、
前記第1板金は、前記側板であり、
前記第2板金は、前記電装箱であり、
前記結合構造は、前記側板及び前記電装箱を結合する、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 画像情報に基づいて記録材に画像を形成する画像形成部を有する装置本体と、前記装置本体の側板に取り付けられ、制御基板を収容する電装箱と、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の前記結合構造と、を備える画像形成装置であって、
前記電装箱は、筐体と蓋体とを有し、
前記第1板金は、前記筐体であり、
前記第2板金は、前記蓋体であり、
前記結合構造は、前記筐体及び前記蓋体を結合する、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 画像情報に基づいて記録材に画像を形成する画像形成部を有する装置本体と、前記装置本体の側板に取り付けられ、制御基板を収容する電装箱と、請求項11乃至16のいずれか1項に記載の前記結合構造と、を備える画像形成装置であって、
前記電装箱は、筐体と蓋体とを有し、
前記板金部材は、前記筐体であり、
前記結合構造は、前記筐体及び前記制御基板を結合する、
ことを特徴とする画像形成装置。
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