JP2023141653A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】底部と前記底部に対して立設される立設部を締結するステイ部材の溶接による固定が安定したものとなる枠体構成を有する画像形成装置を提供する。【解決手段】画像を形成するための画像形成手段を有し、底部と、前記底部に対して立設される立設部と、前記底部に対して上下方向から溶接により固定されると共に前記立設部に対して側方から溶接により固定されるステイ部材とを備えた枠体により前記画像形成手段を支持する画像形成装置。【選択図】 図10

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、またはこれらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に関するものである。
従来、画像形成装置を支持する枠体において、特許文献1ではフレームの底板について上面と下面を形成する2部品を少なくとも一方に形成された絞り部(変形部)で固定することで、剛性と強度を高め、変形を少なくするようにしたものが提案されている。
また、一般的に知られている枠体構成として、図13に示すように、底板の側面と、前支柱及び後側板の側面を1つの補強ステイで同時にネジ700によりネジ締結することで、底板の剛性と支柱及び後側板の倒れ方向の剛性を高める方法がある。
さらに、特許文献2では、枠体の各部材を治具で位置決めし、締結部を溶接するようにしたものが開示されている。
特開2002-16384号公報 特開2017-44958号公報
しかしながら、上述した特許文献1、2に記載された構成や、一般的に知られている底板の剛性と支柱や側板の倒れ方向の剛性を高める方法を組み合わせるような構成とする場合、以下のような問題点がある。
底板と前支柱及び後側板を補強ステイで溶接により締結する場合、底板の底面や天面に設けられた溶接時の基準部に対して、底板と前支柱や後側板の前後左右の位置が決められる。
そのため、底板の側面と、その底板の側面と同じ方向の前支柱や後側板の側面を補強ステイで溶接による締結を行う際に、部品公差や溶接時の位置決めを行う治工具の公差により、締結部に0.8~1.5mm程度の隙間が発生してしまう。つまり、底板の側面と、その底板の側面と同じ方向の前支柱や後側板の側面を上記公差の分だけ面一にすることができない。
一方、溶接時の熱による枠体へのひずみの影響が小さいレーザ溶接により締結を行う際には、例えば、板厚0.5~2.0mmの電気亜鉛めっき鋼板を用いる場合、溶接後の接合力を保証するためには、溶接部分の板厚方向間隔が0.3mm程度以下である必要がある。
そのため、補強ステイの締結部に発生する隙間(0.8~1.5mm程度)がレーザ溶接による許容隙間(0.3mm程度)より大きくなってしまうため、安定した溶接が行えないことになる。
本発明は以上の事情に鑑みなされたもので、底部と前記底部に対して立設される立設部を締結するステイ部材の溶接による固定が安定したものとなる枠体構成を有する画像形成装置を提供しようとするものである。
上記目的を達成するために本発明は、画像を形成するための画像形成手段を有し、底部と、前記底部に対して立設される立設部と、前記底部に対して上下方向から溶接により固定されると共に前記立設部に対して側方から溶接により固定されるステイ部材とを備えた枠体により前記画像形成手段を支持する画像形成装置とするものである。
本発明によれば、底部と前記底部に対して立設される立設部を締結するステイ部材の溶接による固定が安定したものとなる枠体構成を有する画像形成装置を提供できるものである。
本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略正面断面図である。 本発明の実施形態に係る図1のプリンタの構造体の概略構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る図2の構造体の底部の断面図である。 本発明の実施形態に係る図2の構造体の底部の底面図である。 本発明の実施形態に係る図2の構造体の補強ステイの側面図である。 本発明の実施形態に係る図2の構造体の補強ステイの斜視図である。 本発明の実施形態に係る図2の構造体の補強ステイの爪部の側面図である。 本発明の実施形態に係る図2の構造体の支柱の斜視図である。 本発明の実施形態に係る図2の構造体の後側板の斜視図である。 本発明の実施形態に係る図2の構造体に補強ステイが組付けられた状態の斜視図である。 本発明の実施形態に係る治具の斜視図である。 本発明の実施形態に係る治具と構造体の斜視図である。 ビス止め時により締結された補強ステイの斜視図である。 支柱の側面で直接底部に溶接で固定する場合の支柱の斜視図である。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態に記載の構成要素はあくまで例示であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において本発明が適用される装置の構成や機能、寸法、材質、形状、その相対配置等の各種条件は適宜修正又は変更可能で、以下の実施形態に限定されるものではない。
図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略正面断面図で、図1(A)は、画像形成装置全体の概略構成を、図1(B)は、画像形成部を拡大して詳細を示すものである。
図1(A)において、画像形成装置としてのプリンタ1は、第1から第4のステーションS(Y~BK)を備え、それぞれの感光ドラムD上にイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)のトナーで画像を形成する。各ステーションS(Y~BK)は、感光ドラムD上に形成された静電像を現像するトナーの種類を除き略同一であるため、第1のステーションS(BK)を代表して説明する。
図1(B)において、画像形成部としてのステーションS(BK)は像担持体としての感光ドラムDと、感光ドラムDを帯電する帯電装置としてのコロナ帯電器10を備える。感光ドラムDは、コロナ帯電器10により帯電されたあと、図1(A)に示されるレーザスキャナLSからの露光Lにより感光ドラム上に静電潜像が形成される。感光ドラムD上に形成された静電潜像は、現像装置20に収容されるブラックトナーによりトナー画像へ現像される。感光ドラムD上に現像されたトナー画像は、転写部材としての転写ローラ30により中間転写体としての中間転写ベルトITBへと転写される。中間転写ベルトITBへと転写されずに感光ドラムD上に残留した転写残トナーは、クリーニングブレードを備える清掃装置40により清掃除去される。なお、感光ドラムD上にトナー画像を形成するために関与するコロナ帯電器10、現像装置20なども含め画像形成部と呼ぶ。
図1(A)において、このように、各ステーションS(Y~BK)が備える感光ドラムDから、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の順に転写されたトナー画像は、中間転写ベルト上に重ねられる。そして、重ねられたトナー画像は、2次転写部STにおいてカセットC1~3から給紙され、レジストローラRにより適切なタイミングで搬送される記録材へ転写される。2次転写部STにおいて記録材へと転写されずに中間転写ベルトITB上に残留したトナーは、不図示のベルトクリーナにより清掃され、回収トナー収容庫Wに回収される。
記録材上に転写されたトナー画像は、トナーと接触してトナーを加熱溶融させて記録材へ定着する定着装置Fにより記録材へと定着され、記録材は機外へと排出される。
図2は、図1のプリンタ1の構造体の概略構成を示す斜視図である。図2において、構造体100は、画像形成手段としての図1のプリンタ1の内部構成が内部に配置支持されるフレーム200と、フレーム200を支持する底部300とを備える。フレーム200は、互いに対向して配置された1対のフレーム体である前側板202及び後側板203、複数の各種ステイ204、前側板を支持する支柱205などにより構成される。このように構成されるフレーム200は、立設部として底部300の上に立設設置される。
ここで、底部300の構成の詳細を図2~図4を参照して説明する。
図3は、底部300の断面図、図4は底部300の底面図である。
図3において、底部300は上面を形成する第1の底板301と下面を形成する第2の底板302とで構成されており、第1の底板301及び第2の底板302は共に縁部303,縁部304が樋状に縁絞り加工されている。
第1の底板301及び第2の底板302は互いに嵌め込まれ、両者は、図2に示される側面溶接部305において溶接によって接合一体化されている。なお、本実施の形態では、第1の底板301が第2の底板302を覆うように外側に嵌め込まれているが、この関係は逆であっても良い。また、第1の底板301と第2の底板302を溶接以外の例えばカシメ加工、ネジ止め等の他の方法によって固定しても良い。
また、図3に示されるように、第2の底板302の平面部306には円錐台状に絞り加工された複数の絞り部307が配設されている。そして、各絞り部307の高さはその頂点部308が第1の底板301の平面部309の裏側に突き当たる値に設定されている。
また、図4に示されるように、第2の底板302には画像形成装置本体移動用のキャスター310が四隅にそれぞれ取り付けられており、第2の底板302に円錐台状に絞り加工された絞り部307が四隅のキャスター310に向けて対角線状に配列されるとともに、第2の底板302の四辺にも同様に絞り部307が配列されている。
以上のように、第2の底板302に配列された円錐台状の絞り部307において第1の底板301と第2の底板302とが固定されているため、底部300全体の断面係数を飛躍的に増大させることができ、これによって底部300全体の剛性と機械的強度を大幅に高めることができる。
さらに、円錐台状の絞り部307を第2の底板302の上述の箇所に配置することによって、第1の底板301の平面部309の強度も上がるため、第1の底板301の上にプリンタ1に必要な各ユニットや部品を支える前側板202が固定される支柱205や後側板203が第1の底板301の上に配置されても歪むことを防止できる。
底部300を第1の底板301単体で構成する場合には、底部300に高い平面度を確保することは非常に困難であるが、本実施の形態のように第1の底板301と第2の底板302とを上述のように一体化して底部300を構成すれば、底部300の変位が極めて小さくなり、この底部300に高い平面度を確保することができる。
そして、フレーム201の機械的強度は主に底部300の強度によって確保されているため、底部300の強度が向上すればフレーム200全体の強度も向上することになる。
次に、ステイ部材としての補強ステイ400の構成を説明する。
図2において、補強ステイ400は、支柱205と後側板203と底部300とに締結される。
補強ステイ400の位置決め方法について、図2、図5、図6に基づいて説明する。図5は、補強ステイ400の側面図、図6は、補強ステイ400の斜視図である。
本実施形態では、右側面の補強ステイ400について詳細説明するが、左側面の補強ステイ400についても同様である。
図2において、支柱205の側面205a、後側板203の側面203aに補強ステイ400を突き当てることでX方向の位置が決められる。
補強ステイ400のX方向の位置決め面から直交する方向(Z方向)に曲げられた図5、図6に示される突き当て面400bを底部300の上面300aに突き当てることで、Z方向の位置が決められる。
支柱205に設けられた図5に示される突部205bと補強ステイ400の穴部400cで、Y方向の位置が決められる。
次に、X、Y、Zの各方向の位置決めの詳細説明を図6~図10に基づいて説明する。図7は、補強ステイ400の爪部の側面図である。図8は、支柱205の斜視図で、図8(A)は補強ステイ400が締結された状態、図8(B)は補強ステイ400が締結されていない状態を示すものである。図9は、後側板203の斜視図で、図9(A)は補強ステイ400が締結された状態、図8(B)は補強ステイ400が締結されていない状態を示すものである。図10は、図2の構造体100に補強ステイ400が組付けられた状態の斜視図である。
X方向の位置決めは、図8に示される支柱205の側面205aに設けられた穴部205cと、図9に示される後側板203の側面203aに設けられた穴部203bに、補強ステイ400に設けられた図6、図7に詳細が示される爪部400aを差し込むことで位置決めされる。図7に示される爪部400aの爪間隔Aは、支柱205及び後側板203の板厚t(不図示)と略同寸法になっており、爪間隔Aの公差は±0.1mm程度にする。例えば、板厚tが1.6mmの時は、爪間隔Aは1.7±0.1mmとする。そうすることで、爪部400aを支柱の側面205a及び後側板の側面203aに差し込むことで、補強ステイ400と支柱205及び後側板203の突き当て面の隙間は溶接可能な許容隙間量0.3mm程度以下に抑えることができる。なお、本実施形態では、補強ステイ400側に爪部400aを設けたが、補強ステイ400側に穴部を設け、支柱205及び後側板203側に爪部を設けてもよい。
Z方向の位置決めは、補強ステイ400に図6に示されるように突き当て面400bが2か所設けられており、突き当て面400bの曲げ長さLは10mm程度になっており、曲げ角度公差を±0.5°程度にする。曲げ角度公差を±0.5°~1.0°程度にすることで、曲げ根元と曲げ先端の差が0.1~0.2mm程度になるので、図10に示される補強ステイ400の突き当て面400bと底部300の上面300aとの隙間は溶接可能な許容隙間量0.3mm程度以下に抑えることができる。
Y方向の位置決めは、上述したように本実施形態では、補強ステイ400に穴部400cを設けたが、補強ステイ400側に突部を設け、支柱205に穴部を設けてもよい。また、補強ステイ400を支柱205に対してY方向の位置決めをしたが、後側板203や底部300に位置決めをしてもよい。
次に、補強ステイ400の締結箇所について、図5、図10を用いて説明する。
図5において、補強ステイ400の支柱205に対する締結は、溶接部501で固定する。溶接部501は爪部400aの近傍50mm程度以内に設ける。そうすることで、補強ステイ400や支柱205の接触面の平面度公差の影響を受けにくい構成となる。本実形態では、溶接部501を4か所設けたが、製品の重量や物流の条件などに応じて数は増減しても良い。
補強ステイ400の後側板203に対する締結は、溶接部502で行う。溶接部502は爪部400aの近傍50mm程度以内に設ける。そうすることで、補強ステイ400や後側板203の接触面の平面度公差の影響を受けにくい構成となる。本実施の形態では、溶接部502を4か所設けたが、製品の重量や物流の条件などに応じて数は増減しても良い。
図10において、補強ステイ400の底部300に対する締結は、2か所の突き当て面400bに設けられた溶接部503で固定する。各突き当て部の幅は50mm程度になっている。本実施形態では、溶接部503を各2か所設けたが、製品の重量や物流の条件などに応じて数は増減しても良い。
次に、構造体100を溶接する際の各部材の位置を保持する治具600の構成を図11に基づいて説明する。図11は、治具600の斜視図である。
図11において、治具600は、基台601、前支柱支持部602、後側支持部603を有する。基台601、前支柱支持部602、後側支持部603には、位置決めピン604が設けられている、また、前支柱支持部602と後側支持部603は、基台601に対してスライド移動可能に構成されている。前支柱支持部602は矢印K1、K2方向にスライド移動可能である、後側支持部603は矢印K3、K4方向にスライド移動可能である。
治具600に構造体100の各部材を装着する順序を図12に基づいて説明する。図12は、治具600と構造体100の斜視図である。
最初に、図12(A)に示すように、底部300が基台601に載せられる。このとき、底部300の位置決め穴300bに、基台601の位置決めピン604が挿入されることで、基台601に対する底部300の位置が決められる。
次に、図12(B)に示すように、支柱205と後側板203が、前支柱支持部602と後側支持部603に載せられる。このとき、支柱205と後側板203の位置決め穴に、前支柱支持部602と後側支持部603の位置決めピン604が挿入されることで、治具600に対する支柱205と後側板203の位置が決められる。
続いて、図12(C)に示すように、前支柱支持部602と後側支持部603がK2、K4方向にスライド移動される。また、不図示の押圧装置によって、前支柱支持部602および後側支持部603のスライド方向K2及びK4と直交する方向(Z方向)に底部300に向かって加圧される。これにより、支柱205と後側板203が底部300に突き当たる。
続いて、図12(D)に示すように、補強ステイ400が前述したように、支柱205、後側板203、底部300に対して組付けられる。構造体100の各部材の位置が治具600により決められるので、この状態で各部の溶接が行われる。溶接後は、前支柱支持部602と後側支持部603がK1、K3方向にスライド移動し、溶接された構造体100が取り出される。
以上説明したように本実施形態によれば、底部300と支柱205及び後側板203の締結を補強ステイ400との溶接により行う構成にすることで、図13に示したネジ700によりネジ締結される従来の構成に対して、製品の物流時など外力が掛かった際にネジ締結部における、締結材と被締結材での微小なずれが発生しない高精度な位置を保持できる。
そして、そのために本実施形態によれば、補強ステイ400と支柱205及び後側板203との溶接は側方(X方向)から行い、補強ステイ400と底部300との溶接は上下方向(Z方向)から行うことで、底部300と支柱205及び後側板203に対する補強ステイ400の溶接による固定が安定したものとなる。つまり、こうすることで、補強ステイ400と底部300との溶接を、支柱205及び後側板203と同じ側方(X方向)から行う場合に底部300と支柱205及び後側板203との公差によってそれらを面一に出来ずに補強ステイ400との間に隙間が生じるといった問題が無くなり、底部300と支柱205及び後側板203に対する補強ステイ400の溶接による固定が安定したものとなる。
なお、以上の実施形態では、補強ステイ400と支柱205及び後側板203との溶接を側方(X方向)から行い、補強ステイ400と底部300との溶接を上下方向(Z方向)から行って、補強ステイ400の溶接個所に溶接の許容隙間以上の隙間が生じるのを防止するようにしているが、補強ステイ400と支柱205及び後側板203との溶接を上下方向(Z方向)から行い、補強ステイ400と底部300との溶接を側方(X方向)から行って、補強ステイ400の溶接個所に溶接の許容隙間より広い隙間が生じるのを防止するようにしても良い。
さらに、補強ステイ400と支柱205及び後側板203との溶接を第1の側方(X方向)から行い、補強ステイ400と底部300との溶接を、支柱205及び後側板203と溶接される上記側方とは直交する第2の側方から行って、補強ステイ400の溶接個所に溶接の許容隙間より広い隙間が生じるのを防止するようにしても良い。
また、前述したように、補強ステイ400によって支柱205、後側板203、底部300を締結することで、図14に示されるような支柱701の側面で直接底部702の側面703に対して溶接点704で固定する構成するようなものに比べ、支柱205や後側板203の倒れ防止の効果が高くなり、底部300の上下方向(Z方向)の剛性増加も行うことができる。そうすることで、底部300の厚みを低減でき、製品の小型化やコストの削減を図ることができる。
1…プリンタ
100…構造体
200…フレーム
202…前側板
203…後側板
203a…後側板の側面
205…支柱
205a…支柱の側面
205b…突部
205c…穴部
300…底部
300a…底部の上面
400…補強ステイ
400a…爪部
400b…突き当て面
400c…穴部
501…溶接部
502…溶接部
503…溶接部
600…治具
601…基台
602…前支柱支持部
603…後側板支持部
604…位置決めピン
A…爪間隔

Claims (5)

  1. 画像を形成する画像形成手段と、
    底部と、前記底部に対して立設される立設部と、前記底部に対して上下方向から溶接により固定されると共に前記立設部に対して側方から溶接により固定されるステイ部材とを備えた、前記画像形成手段を支持する枠体と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 画像を形成する画像形成手段と、
    底部と、前記底部に対して立設される立設部と、前記底部に対して側方から溶接により固定されると共に前記立設部に対して上下方向から溶接により固定されるステイ部材とを備えた、前記画像形成手段を支持する枠体と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  3. 画像を形成する画像形成手段と、
    底部と、前記底部に対して立設される立設部と、前記底部に対して第1の側方から溶接により固定されると共に前記立設部に対して前記第1の側方とは直交する第2の側方から溶接により固定されるステイ部材とを備えた、前記画像形成手段を支持する枠体と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  4. 前記立設部は、支柱を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記立設部は、側板を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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