JP3592526B2 - フレーム構造及びこれを有する画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレーム構造（骨組構造、装置本体構造の概念を含む。以下同じ。）及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平８−６３３６号公報には、部品点数を減らしながら画像形成装置の本体フレームの剛性を確保する技術が開示されている。
これは、本体フレームの両側板上面に補強板を介することなく光学フレームを直接固定するものである。
【０００３】
また、例えば、フルカラー画像形成装置では、図１９に示すように、感光体ドラム１００等を一体に備えた４つの作像カートリッジ１０２が垂直方向に並置され、これに対応して光書き込み装置１０４が並置されている。
各光書き込み装置１０４により各作像カートリッジ１０２の感光体ドラム１００上に光ビームがスキャンされることで感光体ドラム１００上に静電潜像が形成される。光書き込み装置１０４では、図示しないレーザーダイオードで生成された光ビームがポリゴンミラー１０６の作用でスキャンされ、第１のｆθレンズ１０８、折り返しミラー１１０、１１１、第２のｆθレンズ１１２を介して目的のビームスポットが感光体ドラム１００上に照射される。
作像カートリッジ１０２内には、感光体ドラム１００の他、図示しないクリーニング手段、帯電手段、現像手段、トナーなどの作像に必要で且つ交換寿命を有する部品群が備えられている。
また、各作像カートリッジ１０２には、異なるＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色のトナーが収容されており、転写ベルト１１４上を所定のタイミング搬送されるシート上に各色の画像が順次重ね合わされて最終的にフルカラー画像が得られる。シート出路から出たシートは図示しない定着装置に送られ、ここでトナーは熱と圧力によりシート上に永久画像として定着される。
【０００４】
このような画像形成装置では、作像カートリッジ１０２が短い並置距離で配置されるので、作像カートリッジ１０２間に光書き込み装置１０４を設置することはできず、光書き込み装置１０４は感光体ドラム１００から比較的離れた位置に配置されることになる。このため、光書き込み装置１０４に振動が生じた場合には感光体ドラム１００上のビーム変位が大きくなり、後述するバンディングと呼ばれる現象を生じ易くなる。
【０００５】
フレーム構造は、図２０及び図２１に示すように、天板１１６、底板１１８、前側板１２０、後側板１２２、左側板１２４、右側板１２６等のベース構造部材から基本的に構成されている。各ベース構造部材は図面上簡単な形状で示しているが、実際は部品取り付けのための切り欠きや曲げ、穴などを多数有し、複雑な形状である。
光書き込み装置１０４は、後端部が後側板１２２に固定された板状の支持部１２８と、この支持部１２８に設置された光書き込み部１２９と、前側板１２０と支持部１２８の前端部との間に設けられた調整部１３０とから構成されており、支持部１２８と調整部１３０はいわゆる橋梁構造となっている。
【０００６】
調整部１３０は支持部１２８の前端部を上下方向に変位させる機構を有しており、光書き込み部１２９から輻射される光ビームの走査傾きを調整できるようになっている。かかる調整により、４色の画像が傾いて重ね合わされることを防止することができる。調整部１３０による支持部１２８の変位を可能にすべく、支持部１２８の後端部にはスリット状の切り欠き１２８ａが形成されており、ヒンジ機能が容易に発現するようになっている。ここでは、４色全てに対応して調整部１３０を設けているが、基準とする１色に対応する光書き込み部１２９の支持部１２８は調整部１３０を介することなく直接前側板１２０と後側板１２２との間に固定して調整部１３０を一つ省略する構成であってもよい。
【０００７】
上記構成の他に、光書き込み装置の位置調整又は位置ずれ防止に関する技術としては、特開平５−６０７１号公報、特開平７−１０４５４５号公報、特開平６−３４９０１号公報に記載のものがある。
特開平５−６０７１号公報に記載の技術は、光書き込み装置をフレーム構造体にバネやネジ等を介して調整可能に取り付けたものであり、特開平７−１０４５４５号公報に記載の技術は、熱膨張による色ずれを防止するためにセラミックなどの熱膨張係数の小さな材料でフレーム構造体を形成するものである。特開平６−３４９０１号公報に記載の技術は、光書き込み手段のハウジングとカバー間に弾性部材を使用し、カバーの振動を抑制して光書き込みへの影響を防止するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ベース構造部材に補強部材等の取付部材を取り付ける組み立て工程が必要なフレーム構造では、取付部材が大形で重量物の場合には、作業者が取付部材の重量を支えながらその位置決めをして固定しなければならないので、労力を必要とするとともに手間が掛かるという問題があった。
従来の技術動向は、上記特開平８−６３３６号公報に開示されるように、フレーム強度の確保、部品点数の削減に重きをおいており、組み立て性の向上の観点からの改良はなされていない現状にある。
【０００９】
また、上述のように作像カートリッジ１０２及び光書き込み手段１０４を垂直方向に並置する構成では装置の小型化を図れるが、ベース部材１２８と調整手段１３０が橋梁構造となっているので、基本的な振動モードとして、図２２（ａ）に示す上下振動モード、図２２（ｂ）に示すねじれ振動モードが存在する。
このため、駆動装置などの振動が前側板１２０、後側板１２２を経由して伝わり、光書き込み手段１０４全体が振動を起こすと、感光体ドラム１００上の光ビーム位置の周期的な変位が引き起こされ、共振周波数に応じた副走査方向の走査ピッチムラが発生する。これは画像上では副走査方向の周期的な濃度ムラとなり、バンディングと呼ばれる。
バンディングは、０．５ｍｍピッチ付近では視覚的に非常に判別されるが、振動がより高周波数になり、画像上のピッチが狭まると視覚的には判別しにくくなるという特徴がある。このため上記振動モードでの共振周波数が低い場合には視覚的に判別され易く、著しく画像品質を損なっていた。
さらに複数の光書き込み手段を備えた画像形成装置では、▲１▼駆動装置が複雑化しその振動発生レベルが高くなりがちであること、▲２▼装置の小型化の要請から光書き込み手段の断面積を小さくする必要があり、振動し易くなる傾向にあること、▲３▼光書き込み手段周辺にはスペースの都合で十分な強度を持った構造体を構築することが困難であることから、１つの光書き込み手段を使用する単色対応の画像形成装置よりもバンディングの問題は深刻となる。
【００１０】
上記各公報に開示された従来技術においては、装置構造体に対する光書き込み手段の防振の観点からのバンディング対策は存在せず、また示唆する内容も存在しない。
【００１１】
本発明は、特に大形の取付部材を組付ける場合の組み立て性の向上を図れるフレーム構造の提供を、その目的とする。
また、本発明は、フレーム構造の組み立て性の向上を図れるとともに、バンディングを抑制できる画像形成装置の提供を、その目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、ベース構造部材と、このベース構造部材に取り付けられる取付部材を有するフレーム構造において、上記ベース構造部材に上記取付部材をその重量を支えた状態で支持する突き当て部が設けられているとともに少なくとも１つの位置決め部が設けられ、取付部材には上記位置決め部に係合する係合部が設けられ、取付部材を上記突き当て部に突き当てた状態で回動させることによって上記係合部が上記位置決め部に係合してベース構造部材に対する取付部材の位置決めがなされる、という構成を採っている。
【００１３】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の構成において、上記位置決め部と係合部が、上記取付部材の回動に伴って順次係合するように複数設けられ、最終的に係合する位置決め部と係合部とによって取付部材の或る一方向の位置決めがなされる、という構成を採っている。
【００１４】
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の構成において、上記取付部材に、取付作業時の操作用穴が形成され、この操作用穴が光書き込み装置等の発熱部材を有する装置が装備された場合の放熱用通気穴を兼ねる、という構成を採っている。
【００１５】
請求項４記載の発明では、請求項１，２又は３記載のフレーム構造を有し、上記ベース構造部材に複数のステーが固定され、複数の光書き込み装置が上記各ステーで仕切られて並置され、各ステーは上記取付部材にも固定されている、という構成を採っている。
【００１６】
請求項５記載の発明では、請求項１，２又は３記載のフレーム構造を有し、複数の光書き込み装置が並置され、これらの光書き込み装置の少なくとも１つが走査線のずれを調整する調整手段を有し、走査線のずれを調整可能な光書き込み装置とこれに隣接する光書き込み装置間が上記ベース構造部材に固定されたステーで仕切られ、該ステーは上記取付部材にも固定されている、という構成を採っている。
【００１７】
請求項６記載の発明では、請求項４又は５記載の構成において、上記各ステーの上記取付部材に対する固定位置が不均一であり、固定したときに取付部材が各ステーの固定位置に倣って変形する、という構成を採っている。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。なお、従来技術と同一部分は同一符号で示し、構造上又は機能上の重複説明は特に必要がない限り省略する。
まず、請求項１に対応する実施例を説明する。
図１乃至図３に示すように、本実施例における画像形成装置はフルカラー画像形成装置であり、従来技術と同様、４つの作像カートリッジ１０２が垂直に並置されているとともに、これに対応して４つの光書き込み装置１０４が垂直に並置されている。
各光書き込み装置１０４の間には、平板状のステー２が配置されて仕切られており、これらのステー２は前側板１２０と後側板１２２にそれぞれの端部を図示しない締結手段によって固定されている。
また、図１に示すように、各ステー２の作像カートリッジ１０２側の端部は、前側板１２０と後側板１２２との間に取り付けられた取付部材４に固定されている。なお、図２及び図３では取付部材４を省略し、図１では光書き込み装置１０４の支持部１２８及び調整部１３０を省略している。
【００１９】
次に、上記画像形成装置のフレーム構造の組み立てについて詳細に説明する。なお、図１乃至図３では模式的に表示したが、これらを実際形状に近い形で説明する。
図４乃至図６に示すように、ベース構造部材としての前側板１２０と後側板１２２との間には図９に一点鎖線で表示する基準ステー６が固定され、これによって大まかな骨組みが形成されるようになっている。この概略構成において、前側板１２０と後側板１２２との間に各ステー２が固定される。次いで前側板１２０と後側板１２２との間にＬ字形の取付部材４が取り付けられ、取付部材４と各ステー２との間でも固定がなされる（請求項４）。取付部材４とステー２の組み付け順序は逆でもよい。
なお、図１乃至図３においては、天板１１６、左側板１２４、右側板１２６は省略している。
【００２０】
取付部材４は、図７に示すように、各ステー２の一側が固定される垂直部８と、垂直部８の上端に連設された水平部１０とから構成されている。垂直部８には、光ビームの光路としてのスリット状の開口８ａが光書き込み部１２９の数に対応して形成されている。符号８ｂで示す複数の小孔は、ステー２の固定用孔である。また、垂直部８の両側には、折り曲げ加工によって前側板１２０と後側板１２２に対する固定片８ｃが形成されており、固定片８ｃには、鉤状の下方係合部８ｄ１ と上方係合部８ｄ２ が形成されている。
水平部１０には、取付作業時又は運搬時の操作用穴１０ａが形成されているとともに、その両側には複数の放熱用孔１０ｂが形成されている。また、水平部１０の両側には、折り曲げ加工によって前側板１２０と後側板１２２に対する固定片１０ｃが形成されている。
光書き込み装置１０４の光書き込み部１２９は高速回転するポリゴンモータ等の発熱部材を有しており、蓄熱による誤作動を防止するために、放熱用通気穴を兼ねる操作用穴１０ａが設けられている。このように、操作用穴１０ａが放熱用通気穴を兼ねる構成とすれば個別に形成する場合の製作上の煩雑さを回避できる（請求項３）。
また、操作用穴１０ａ及び放熱用孔１０ｂは、取付部材４の軽量化にも寄与する。
【００２１】
ステー２は、図８に示すような段差を有する形状（図２ではこの段差を省略している）に形成されており、一側には折り曲げ加工によって取付部材４に対する固定片２ａが形成されている。固定片２ａには、取付部材４の垂直部８の固定用孔８ｂに対応して固定用孔２ｂが形成されている。また、各ステー２にも光書き込み部１２９から発生する熱を放熱するための複数の放熱用孔２ｃ、２ｄが形成されており、この場合もこれらの放熱用孔２ｃ、２ｄはステー２の軽量化にも寄与する。
【００２２】
第１段目（最上）の光書き込み装置１０４は、図６に二点鎖線で示すように、取付部材４の水平部１０とステー２との間に設置され、第２段目以降はステー２間に設置されることになる。取付部材４の水平部１０はステー２と同等の機能を有することになる。
【００２３】
次に、取付部材４に対する前側板１２０及び後側板１２２の対応構成及び前側板１２０及び後側板１２２に対する取付部材４の組付操作を説明する。
図９に示すように、後側板１２２の下端近傍には、取付部材４をその重量を支えた状態で支持する突き当て部１２が形成されている。突き当て部１２は、取付部材４の下端を支持した状態で移動させることが可能な傾斜したガイド板１４と、取付部材４の下端の位置を制限する凸部１６とから構成されている。
本実施例では、図１０に示すように、ガイド板１４は取付部材４の下端部の面を切り起こして内方に曲げることによって形成されており、凸部１６は、図１０及び図１１に示すように、下端部の面を押し出してエンボス形状に形成されている。
また、後側板１２２には、取付部材４の下方係合部８ｄ１ と係合する下方位置決め部１２２ａと、上方係合部８ｄ２ と係合する上方位置決め部１２２ｂが形成されている。下方位置決め部１２２ａと上方位置決め部１２２ｂも凸部１６と同様にエンボス形状に形成されている。これらの構成は前側板１２０においても同様である。
【００２４】
組付けに際しては、まず、図９に示すように、水平部１０の操作用穴１０ａを片方の手で持つとともにもう一方の手で垂直部８の下部を持って持ち上げ、全体が傾斜した状態でその下端をガイド板１４に載せるとともに滑らせ、凸部１６に突き当てる。取付部材４の下端が突き当て部１２に支持されると、取付部材４の重量は突き当て部１２で支えられ、作業者は取付部材４の上部に手を添えて保持するだけでよい。
この状態で、作業者が取付部材４の上端部側を矢印Ｌ方向に押すと、取付部材４は突き当て部１２を支点として回動する。この回動に伴って、図１２に示すように、まず、下方位置決め部１２２ａと下方係合部８ｄ１ とが上方位置決め部１２２ｂと上方係合部８ｄ２ とに先駆けて接近し、図１３に示すように、下方位置決め部１２２ａが下方係合部８ｄ１ のテーパ８ｄ３ に当接する。取付部材４の回動がさらに進むと、下方位置決め部１２２ａに対するテーパ８ｄ３ の乗り上げによって取付部材４は若干上方へ移動し、図１４に示すように、下方位置決め部１２２ａと下方係合部８ｄ１ とが係合（勘合）する。その後、上方位置決め部１２２ｂが上方係合部８ｄ２ のテーパ８ｄ４ に当接する。
図１５に示すように、位置決め部のピッチＰ１より、係合部のテーパ部のピッチＰ２を大きくしてあり、これによって位置決め部が複数あっても一方側（下方側）から順次係合がなされることになる（請求項２）。
【００２５】
上方位置決め部１２２ｂが上方係合部８ｄ２ のテーパ８ｄ４ に当接した状態で、取付部材４が押されると、図１６に示すように、上方位置決め部１２２ｂに対するテーパ８ｄ４ の乗り上げによって取付部材４は若干上方へ移動し、上方位置決め部１２２ｂと上方係合部８ｄ２ が係合する。図１７に示すように、上方位置決め部１２２ｂと上方係合部８ｄ２ が係合した状態で下方位置決め部１２２ａと下方係合部８ｄ１ の凹部との間にはｔの隙間ができるように設定されており、これによって最終的に係合する上方位置決め部１２２ｂと上方係合部８ｄ２ との係合によって前側板１２０及び後側板１２２に対する取付部材４の或る一方向（本実施例では縦方向）の位置決めがなされることになる（請求項２）。位置決めがなされた後は、作業者は止めねじで固定するだけでよい。
突き当て部１２の構成は上記構成に限定されるものではなく、取付部材４の重量を支えた状態で回動できるものであればよい。
【００２６】
このように、取付部材４の重量を突き当て部１２で支えた状態で回動し、位置決めを行う構成とすれば、少ない労力で簡単に組み付けることができ、組み立て作業の容易化を図ることができる。取付部材４が大形で重量物の場合には特に有効である。本実施例では画像形成装置への適用例を示したが、この種のフレーム構造、すなわち、ベース構造部材に取付部材を後付けする一般構造において、同様の効果を得ることができる。
【００２７】
ステー２の存在によって特に前側板１２０と後側板１２２の構造強度が高まり、その結果、光書き込み装置１０４の固定部周辺、すなわち前側板１２０と後側板１２２に対する固定部周辺の振動が抑制される。
特に、前側板１２０と後側板１２２が面振動する振動モードに対して、ステー２がその面を分割する構造となるので、バンディングを生じ易い低周波数の共振モードを解消し、高い周波数の共振モードのみとなり、効果的である。
また、本実施例では、各ステー２が取付部材４に固定されるので、前側板１２０と後側板１２２の面振動モードの抑制はさらに高められる。ステー２と取付部材４の垂直部８が略直交した構成となるので、断面モーメントが非常に大きくなり、曲げ剛性に優れた剛性の高いフレーム構造となるからである。
【００２８】
また、本実施例においては、図１８（ａ）に示すように、前側板１２０及び後側板１２２に対する各ステー２の固定位置の調整によって各ステー２の固定片２ａの取付部材４の垂直部８に対する固定前の位置を意識的に不均一としている（請求項６）。具体的には、１段目のステー２がｍ１ （例えば２ｍｍ〜４ｍｍ）の隙間を有し、３段目のステー２がｍ２ （例えば２ｍｍ〜４ｍｍ）の隙間を有している。この場合、ｍ１ ＝ｍ２ でもよい。
各ステー２を前側板１２０及び後側板１２２に固定した後で、固定片２ａを位置決めされた取付部材４の垂直部８に固定すると、垂直部８は各ステー２の固定位置に倣うため、固定が完了した後の垂直部８の形状は、図１８（ｂ）に示すように、波状となる。
この取付部材４の変形によって、取付位置が均一な通常の固定構造に比べて剛性が高まり、さらに光書き込み装置１０４の振動抑制機能が高められる。
【００２９】
上記実施例では、少なくとも一つの光書き込み装置１０４の走査線のずれを調整できる画像形成装置を示したが、調整をしない固定タイプ、すなわち、支持部１２８が調整部１３０を介することなく前側板１２０と後側板１２２に固定される構造の画像形成装置においても、上記組み立て性及びバンディング抑制に優れたフレーム構造を同様に実施することができる（請求項５）。
【００３０】
上記各ステー２及び取付部材４は、その機能から、構造部材ということもでき、また補強部材ということもできる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１及び２記載の発明によれば、取付部材を上記突き当て部に突き当てた状態で回動させることによって位置決めを行う構成としたので、取付部材が大形且つ重量物であっても少ない労力で容易に組み付けることができ、組立作業の容易化、迅速化を図ることができる。
【００３２】
請求項３記載の発明によれば、取付作業時の操作用穴が放熱用通気穴を兼ねる構成としたので、構成の簡易化及び製造コストの低減を図ることができる。
【００３３】
請求項４及び５記載の発明によれば、組立性の向上を図ることができるとともに、バンディングを抑制することができる。
【００３４】
請求項６記載の発明によれば、固定後の形状を意識的に変形させる構成としたので、剛性を高めることができ、バンディングの抑制機能をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置の要部の概要正面図である。
【図２】同概要平面図である。
【図３】同概要側面図である。
【図４】左右側板及び天板を取り除いた前側板側からの斜視図である。
【図５】後側板側からの斜視図である。
【図６】後側板側からの斜視図で、後側板を取り除いた図である。
【図７】取付部材の斜視図である。
【図８】ステーの斜視図である。
【図９】取付部材の組み付け動作を示す側面図で、取付部材の下端を突き当て部に突き当てた状態を示す図である。
【図１０】突き当て部の斜視図である。
【図１１】突き当て部の凸部の断面図である。
【図１２】取付部材の組み付け動作を示す側面図で、取付部材の下端を突き当て部に突き当てた後回動した状態を示す図である。
【図１３】下方位置決め部が下方係合部のテーパに当接した状態を示す側面図である。
【図１４】取付部材の組み付け動作を示す側面図で、下方位置決め部と下方係合部が係合した状態を示す図である。
【図１５】位置決め部と係合部のピッチ差を示す側面図である。
【図１６】取付部材の組み付け動作を示す側面図で、上方位置決め部と上方係合部が係合して位置決めがなされた状態を示す図である。
【図１７】位置決めがなされた状態での上下における位置決め部と係合部の関係を示す側面図である。
【図１８】取付部材とステーとの固定状態を示す側面図で、（ａ）はステーを取付部材に固定する前の状態を示す図、（ｂ）は固定した後の取付部材の変形状態を示す図である。
【図１９】従来における画像形成装置の要部の概要正面図である。
【図２０】同概要平面図である。
【図２１】同概要側面図である。
【図２２】従来構成における振動モードを示す図で、（ａ）は上下振動モード、（ｂ）はねじれ振動モードを示す図である。
【符号の説明】
２ ステー
４ 取付部材
８ｄ１ 係合部としての下方係合部
８ｄ２ 係合部としての上方係合部
１０ａ 操作用穴
１２ 突き当て部
１２０ ベース構造部材としての前側板
１２２ ベース構造部材としての後側板
１２２ａ 位置決め部としての下方位置決め部
１２２ｂ 位置決め部としての上方位置決め部
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレーム構造（骨組構造、装置本体構造の概念を含む。以下同じ。）及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平８−６３３６号公報には、部品点数を減らしながら画像形成装置の本体フレームの剛性を確保する技術が開示されている。
これは、本体フレームの両側板上面に補強板を介することなく光学フレームを直接固定するものである。
【０００３】
また、例えば、フルカラー画像形成装置では、図１９に示すように、感光体ドラム１００等を一体に備えた４つの作像カートリッジ１０２が垂直方向に並置され、これに対応して光書き込み装置１０４が並置されている。
各光書き込み装置１０４により各作像カートリッジ１０２の感光体ドラム１００上に光ビームがスキャンされることで感光体ドラム１００上に静電潜像が形成される。光書き込み装置１０４では、図示しないレーザーダイオードで生成された光ビームがポリゴンミラー１０６の作用でスキャンされ、第１のｆθレンズ１０８、折り返しミラー１１０、１１１、第２のｆθレンズ１１２を介して目的のビームスポットが感光体ドラム１００上に照射される。
作像カートリッジ１０２内には、感光体ドラム１００の他、図示しないクリーニング手段、帯電手段、現像手段、トナーなどの作像に必要で且つ交換寿命を有する部品群が備えられている。
また、各作像カートリッジ１０２には、異なるＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色のトナーが収容されており、転写ベルト１１４上を所定のタイミング搬送されるシート上に各色の画像が順次重ね合わされて最終的にフルカラー画像が得られる。シート出路から出たシートは図示しない定着装置に送られ、ここでトナーは熱と圧力によりシート上に永久画像として定着される。
【０００４】
このような画像形成装置では、作像カートリッジ１０２が短い並置距離で配置されるので、作像カートリッジ１０２間に光書き込み装置１０４を設置することはできず、光書き込み装置１０４は感光体ドラム１００から比較的離れた位置に配置されることになる。このため、光書き込み装置１０４に振動が生じた場合には感光体ドラム１００上のビーム変位が大きくなり、後述するバンディングと呼ばれる現象を生じ易くなる。
【０００５】
フレーム構造は、図２０及び図２１に示すように、天板１１６、底板１１８、前側板１２０、後側板１２２、左側板１２４、右側板１２６等のベース構造部材から基本的に構成されている。各ベース構造部材は図面上簡単な形状で示しているが、実際は部品取り付けのための切り欠きや曲げ、穴などを多数有し、複雑な形状である。
光書き込み装置１０４は、後端部が後側板１２２に固定された板状の支持部１２８と、この支持部１２８に設置された光書き込み部１２９と、前側板１２０と支持部１２８の前端部との間に設けられた調整部１３０とから構成されており、支持部１２８と調整部１３０はいわゆる橋梁構造となっている。
【０００６】
調整部１３０は支持部１２８の前端部を上下方向に変位させる機構を有しており、光書き込み部１２９から輻射される光ビームの走査傾きを調整できるようになっている。かかる調整により、４色の画像が傾いて重ね合わされることを防止することができる。調整部１３０による支持部１２８の変位を可能にすべく、支持部１２８の後端部にはスリット状の切り欠き１２８ａが形成されており、ヒンジ機能が容易に発現するようになっている。ここでは、４色全てに対応して調整部１３０を設けているが、基準とする１色に対応する光書き込み部１２９の支持部１２８は調整部１３０を介することなく直接前側板１２０と後側板１２２との間に固定して調整部１３０を一つ省略する構成であってもよい。
【０００７】
上記構成の他に、光書き込み装置の位置調整又は位置ずれ防止に関する技術としては、特開平５−６０７１号公報、特開平７−１０４５４５号公報、特開平６−３４９０１号公報に記載のものがある。
特開平５−６０７１号公報に記載の技術は、光書き込み装置をフレーム構造体にバネやネジ等を介して調整可能に取り付けたものであり、特開平７−１０４５４５号公報に記載の技術は、熱膨張による色ずれを防止するためにセラミックなどの熱膨張係数の小さな材料でフレーム構造体を形成するものである。特開平６−３４９０１号公報に記載の技術は、光書き込み手段のハウジングとカバー間に弾性部材を使用し、カバーの振動を抑制して光書き込みへの影響を防止するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ベース構造部材に補強部材等の取付部材を取り付ける組み立て工程が必要なフレーム構造では、取付部材が大形で重量物の場合には、作業者が取付部材の重量を支えながらその位置決めをして固定しなければならないので、労力を必要とするとともに手間が掛かるという問題があった。
従来の技術動向は、上記特開平８−６３３６号公報に開示されるように、フレーム強度の確保、部品点数の削減に重きをおいており、組み立て性の向上の観点からの改良はなされていない現状にある。
【０００９】
また、上述のように作像カートリッジ１０２及び光書き込み手段１０４を垂直方向に並置する構成では装置の小型化を図れるが、ベース部材１２８と調整手段１３０が橋梁構造となっているので、基本的な振動モードとして、図２２（ａ）に示す上下振動モード、図２２（ｂ）に示すねじれ振動モードが存在する。
このため、駆動装置などの振動が前側板１２０、後側板１２２を経由して伝わり、光書き込み手段１０４全体が振動を起こすと、感光体ドラム１００上の光ビーム位置の周期的な変位が引き起こされ、共振周波数に応じた副走査方向の走査ピッチムラが発生する。これは画像上では副走査方向の周期的な濃度ムラとなり、バンディングと呼ばれる。
バンディングは、０．５ｍｍピッチ付近では視覚的に非常に判別されるが、振動がより高周波数になり、画像上のピッチが狭まると視覚的には判別しにくくなるという特徴がある。このため上記振動モードでの共振周波数が低い場合には視覚的に判別され易く、著しく画像品質を損なっていた。
さらに複数の光書き込み手段を備えた画像形成装置では、▲１▼駆動装置が複雑化しその振動発生レベルが高くなりがちであること、▲２▼装置の小型化の要請から光書き込み手段の断面積を小さくする必要があり、振動し易くなる傾向にあること、▲３▼光書き込み手段周辺にはスペースの都合で十分な強度を持った構造体を構築することが困難であることから、１つの光書き込み手段を使用する単色対応の画像形成装置よりもバンディングの問題は深刻となる。
【００１０】
上記各公報に開示された従来技術においては、装置構造体に対する光書き込み手段の防振の観点からのバンディング対策は存在せず、また示唆する内容も存在しない。
【００１１】
本発明は、特に大形の取付部材を組付ける場合の組み立て性の向上を図れるフレーム構造の提供を、その目的とする。
また、本発明は、フレーム構造の組み立て性の向上を図れるとともに、バンディングを抑制できる画像形成装置の提供を、その目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、ベース構造部材と、このベース構造部材に取り付けられる取付部材を有するフレーム構造において、上記ベース構造部材に上記取付部材をその重量を支えた状態で支持する突き当て部が設けられているとともに少なくとも１つの位置決め部が設けられ、取付部材には上記位置決め部に係合する係合部が設けられ、取付部材を上記突き当て部に突き当てた状態で回動させることによって上記係合部が上記位置決め部に係合してベース構造部材に対する取付部材の位置決めがなされる、という構成を採っている。
【００１３】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の構成において、上記位置決め部と係合部が、上記取付部材の回動に伴って順次係合するように複数設けられ、最終的に係合する位置決め部と係合部とによって取付部材の或る一方向の位置決めがなされる、という構成を採っている。
【００１４】
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の構成において、上記取付部材に、取付作業時の操作用穴が形成され、この操作用穴が光書き込み装置等の発熱部材を有する装置が装備された場合の放熱用通気穴を兼ねる、という構成を採っている。
【００１５】
請求項４記載の発明では、請求項１，２又は３記載のフレーム構造を有し、上記ベース構造部材に複数のステーが固定され、複数の光書き込み装置が上記各ステーで仕切られて並置され、各ステーは上記取付部材にも固定されている、という構成を採っている。
【００１６】
請求項５記載の発明では、請求項１，２又は３記載のフレーム構造を有し、複数の光書き込み装置が並置され、これらの光書き込み装置の少なくとも１つが走査線のずれを調整する調整手段を有し、走査線のずれを調整可能な光書き込み装置とこれに隣接する光書き込み装置間が上記ベース構造部材に固定されたステーで仕切られ、該ステーは上記取付部材にも固定されている、という構成を採っている。
【００１７】
請求項６記載の発明では、請求項４又は５記載の構成において、上記各ステーの上記取付部材に対する固定位置が不均一であり、固定したときに取付部材が各ステーの固定位置に倣って変形する、という構成を採っている。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。なお、従来技術と同一部分は同一符号で示し、構造上又は機能上の重複説明は特に必要がない限り省略する。
まず、請求項１に対応する実施例を説明する。
図１乃至図３に示すように、本実施例における画像形成装置はフルカラー画像形成装置であり、従来技術と同様、４つの作像カートリッジ１０２が垂直に並置されているとともに、これに対応して４つの光書き込み装置１０４が垂直に並置されている。
各光書き込み装置１０４の間には、平板状のステー２が配置されて仕切られており、これらのステー２は前側板１２０と後側板１２２にそれぞれの端部を図示しない締結手段によって固定されている。
また、図１に示すように、各ステー２の作像カートリッジ１０２側の端部は、前側板１２０と後側板１２２との間に取り付けられた取付部材４に固定されている。なお、図２及び図３では取付部材４を省略し、図１では光書き込み装置１０４の支持部１２８及び調整部１３０を省略している。
【００１９】
次に、上記画像形成装置のフレーム構造の組み立てについて詳細に説明する。なお、図１乃至図３では模式的に表示したが、これらを実際形状に近い形で説明する。
図４乃至図６に示すように、ベース構造部材としての前側板１２０と後側板１２２との間には図９に一点鎖線で表示する基準ステー６が固定され、これによって大まかな骨組みが形成されるようになっている。この概略構成において、前側板１２０と後側板１２２との間に各ステー２が固定される。次いで前側板１２０と後側板１２２との間にＬ字形の取付部材４が取り付けられ、取付部材４と各ステー２との間でも固定がなされる（請求項４）。取付部材４とステー２の組み付け順序は逆でもよい。
なお、図１乃至図３においては、天板１１６、左側板１２４、右側板１２６は省略している。
【００２０】
取付部材４は、図７に示すように、各ステー２の一側が固定される垂直部８と、垂直部８の上端に連設された水平部１０とから構成されている。垂直部８には、光ビームの光路としてのスリット状の開口８ａが光書き込み部１２９の数に対応して形成されている。符号８ｂで示す複数の小孔は、ステー２の固定用孔である。また、垂直部８の両側には、折り曲げ加工によって前側板１２０と後側板１２２に対する固定片８ｃが形成されており、固定片８ｃには、鉤状の下方係合部８ｄ１ と上方係合部８ｄ２ が形成されている。
水平部１０には、取付作業時又は運搬時の操作用穴１０ａが形成されているとともに、その両側には複数の放熱用孔１０ｂが形成されている。また、水平部１０の両側には、折り曲げ加工によって前側板１２０と後側板１２２に対する固定片１０ｃが形成されている。
光書き込み装置１０４の光書き込み部１２９は高速回転するポリゴンモータ等の発熱部材を有しており、蓄熱による誤作動を防止するために、放熱用通気穴を兼ねる操作用穴１０ａが設けられている。このように、操作用穴１０ａが放熱用通気穴を兼ねる構成とすれば個別に形成する場合の製作上の煩雑さを回避できる（請求項３）。
また、操作用穴１０ａ及び放熱用孔１０ｂは、取付部材４の軽量化にも寄与する。
【００２１】
ステー２は、図８に示すような段差を有する形状（図２ではこの段差を省略している）に形成されており、一側には折り曲げ加工によって取付部材４に対する固定片２ａが形成されている。固定片２ａには、取付部材４の垂直部８の固定用孔８ｂに対応して固定用孔２ｂが形成されている。また、各ステー２にも光書き込み部１２９から発生する熱を放熱するための複数の放熱用孔２ｃ、２ｄが形成されており、この場合もこれらの放熱用孔２ｃ、２ｄはステー２の軽量化にも寄与する。
【００２２】
第１段目（最上）の光書き込み装置１０４は、図６に二点鎖線で示すように、取付部材４の水平部１０とステー２との間に設置され、第２段目以降はステー２間に設置されることになる。取付部材４の水平部１０はステー２と同等の機能を有することになる。
【００２３】
次に、取付部材４に対する前側板１２０及び後側板１２２の対応構成及び前側板１２０及び後側板１２２に対する取付部材４の組付操作を説明する。
図９に示すように、後側板１２２の下端近傍には、取付部材４をその重量を支えた状態で支持する突き当て部１２が形成されている。突き当て部１２は、取付部材４の下端を支持した状態で移動させることが可能な傾斜したガイド板１４と、取付部材４の下端の位置を制限する凸部１６とから構成されている。
本実施例では、図１０に示すように、ガイド板１４は取付部材４の下端部の面を切り起こして内方に曲げることによって形成されており、凸部１６は、図１０及び図１１に示すように、下端部の面を押し出してエンボス形状に形成されている。
また、後側板１２２には、取付部材４の下方係合部８ｄ１ と係合する下方位置決め部１２２ａと、上方係合部８ｄ２ と係合する上方位置決め部１２２ｂが形成されている。下方位置決め部１２２ａと上方位置決め部１２２ｂも凸部１６と同様にエンボス形状に形成されている。これらの構成は前側板１２０においても同様である。
【００２４】
組付けに際しては、まず、図９に示すように、水平部１０の操作用穴１０ａを片方の手で持つとともにもう一方の手で垂直部８の下部を持って持ち上げ、全体が傾斜した状態でその下端をガイド板１４に載せるとともに滑らせ、凸部１６に突き当てる。取付部材４の下端が突き当て部１２に支持されると、取付部材４の重量は突き当て部１２で支えられ、作業者は取付部材４の上部に手を添えて保持するだけでよい。
この状態で、作業者が取付部材４の上端部側を矢印Ｌ方向に押すと、取付部材４は突き当て部１２を支点として回動する。この回動に伴って、図１２に示すように、まず、下方位置決め部１２２ａと下方係合部８ｄ１ とが上方位置決め部１２２ｂと上方係合部８ｄ２ とに先駆けて接近し、図１３に示すように、下方位置決め部１２２ａが下方係合部８ｄ１ のテーパ８ｄ３ に当接する。取付部材４の回動がさらに進むと、下方位置決め部１２２ａに対するテーパ８ｄ３ の乗り上げによって取付部材４は若干上方へ移動し、図１４に示すように、下方位置決め部１２２ａと下方係合部８ｄ１ とが係合（勘合）する。その後、上方位置決め部１２２ｂが上方係合部８ｄ２ のテーパ８ｄ４ に当接する。
図１５に示すように、位置決め部のピッチＰ１より、係合部のテーパ部のピッチＰ２を大きくしてあり、これによって位置決め部が複数あっても一方側（下方側）から順次係合がなされることになる（請求項２）。
【００２５】
上方位置決め部１２２ｂが上方係合部８ｄ２ のテーパ８ｄ４ に当接した状態で、取付部材４が押されると、図１６に示すように、上方位置決め部１２２ｂに対するテーパ８ｄ４ の乗り上げによって取付部材４は若干上方へ移動し、上方位置決め部１２２ｂと上方係合部８ｄ２ が係合する。図１７に示すように、上方位置決め部１２２ｂと上方係合部８ｄ２ が係合した状態で下方位置決め部１２２ａと下方係合部８ｄ１ の凹部との間にはｔの隙間ができるように設定されており、これによって最終的に係合する上方位置決め部１２２ｂと上方係合部８ｄ２ との係合によって前側板１２０及び後側板１２２に対する取付部材４の或る一方向（本実施例では縦方向）の位置決めがなされることになる（請求項２）。位置決めがなされた後は、作業者は止めねじで固定するだけでよい。
突き当て部１２の構成は上記構成に限定されるものではなく、取付部材４の重量を支えた状態で回動できるものであればよい。
【００２６】
このように、取付部材４の重量を突き当て部１２で支えた状態で回動し、位置決めを行う構成とすれば、少ない労力で簡単に組み付けることができ、組み立て作業の容易化を図ることができる。取付部材４が大形で重量物の場合には特に有効である。本実施例では画像形成装置への適用例を示したが、この種のフレーム構造、すなわち、ベース構造部材に取付部材を後付けする一般構造において、同様の効果を得ることができる。
【００２７】
ステー２の存在によって特に前側板１２０と後側板１２２の構造強度が高まり、その結果、光書き込み装置１０４の固定部周辺、すなわち前側板１２０と後側板１２２に対する固定部周辺の振動が抑制される。
特に、前側板１２０と後側板１２２が面振動する振動モードに対して、ステー２がその面を分割する構造となるので、バンディングを生じ易い低周波数の共振モードを解消し、高い周波数の共振モードのみとなり、効果的である。
また、本実施例では、各ステー２が取付部材４に固定されるので、前側板１２０と後側板１２２の面振動モードの抑制はさらに高められる。ステー２と取付部材４の垂直部８が略直交した構成となるので、断面モーメントが非常に大きくなり、曲げ剛性に優れた剛性の高いフレーム構造となるからである。
【００２８】
また、本実施例においては、図１８（ａ）に示すように、前側板１２０及び後側板１２２に対する各ステー２の固定位置の調整によって各ステー２の固定片２ａの取付部材４の垂直部８に対する固定前の位置を意識的に不均一としている（請求項６）。具体的には、１段目のステー２がｍ１ （例えば２ｍｍ〜４ｍｍ）の隙間を有し、３段目のステー２がｍ２ （例えば２ｍｍ〜４ｍｍ）の隙間を有している。この場合、ｍ１ ＝ｍ２ でもよい。
各ステー２を前側板１２０及び後側板１２２に固定した後で、固定片２ａを位置決めされた取付部材４の垂直部８に固定すると、垂直部８は各ステー２の固定位置に倣うため、固定が完了した後の垂直部８の形状は、図１８（ｂ）に示すように、波状となる。
この取付部材４の変形によって、取付位置が均一な通常の固定構造に比べて剛性が高まり、さらに光書き込み装置１０４の振動抑制機能が高められる。
【００２９】
上記実施例では、少なくとも一つの光書き込み装置１０４の走査線のずれを調整できる画像形成装置を示したが、調整をしない固定タイプ、すなわち、支持部１２８が調整部１３０を介することなく前側板１２０と後側板１２２に固定される構造の画像形成装置においても、上記組み立て性及びバンディング抑制に優れたフレーム構造を同様に実施することができる（請求項５）。
【００３０】
上記各ステー２及び取付部材４は、その機能から、構造部材ということもでき、また補強部材ということもできる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１及び２記載の発明によれば、取付部材を上記突き当て部に突き当てた状態で回動させることによって位置決めを行う構成としたので、取付部材が大形且つ重量物であっても少ない労力で容易に組み付けることができ、組立作業の容易化、迅速化を図ることができる。
【００３２】
請求項３記載の発明によれば、取付作業時の操作用穴が放熱用通気穴を兼ねる構成としたので、構成の簡易化及び製造コストの低減を図ることができる。
【００３３】
請求項４及び５記載の発明によれば、組立性の向上を図ることができるとともに、バンディングを抑制することができる。
【００３４】
請求項６記載の発明によれば、固定後の形状を意識的に変形させる構成としたので、剛性を高めることができ、バンディングの抑制機能をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置の要部の概要正面図である。
【図２】同概要平面図である。
【図３】同概要側面図である。
【図４】左右側板及び天板を取り除いた前側板側からの斜視図である。
【図５】後側板側からの斜視図である。
【図６】後側板側からの斜視図で、後側板を取り除いた図である。
【図７】取付部材の斜視図である。
【図８】ステーの斜視図である。
【図９】取付部材の組み付け動作を示す側面図で、取付部材の下端を突き当て部に突き当てた状態を示す図である。
【図１０】突き当て部の斜視図である。
【図１１】突き当て部の凸部の断面図である。
【図１２】取付部材の組み付け動作を示す側面図で、取付部材の下端を突き当て部に突き当てた後回動した状態を示す図である。
【図１３】下方位置決め部が下方係合部のテーパに当接した状態を示す側面図である。
【図１４】取付部材の組み付け動作を示す側面図で、下方位置決め部と下方係合部が係合した状態を示す図である。
【図１５】位置決め部と係合部のピッチ差を示す側面図である。
【図１６】取付部材の組み付け動作を示す側面図で、上方位置決め部と上方係合部が係合して位置決めがなされた状態を示す図である。
【図１７】位置決めがなされた状態での上下における位置決め部と係合部の関係を示す側面図である。
【図１８】取付部材とステーとの固定状態を示す側面図で、（ａ）はステーを取付部材に固定する前の状態を示す図、（ｂ）は固定した後の取付部材の変形状態を示す図である。
【図１９】従来における画像形成装置の要部の概要正面図である。
【図２０】同概要平面図である。
【図２１】同概要側面図である。
【図２２】従来構成における振動モードを示す図で、（ａ）は上下振動モード、（ｂ）はねじれ振動モードを示す図である。
【符号の説明】
２ ステー
４ 取付部材
８ｄ１ 係合部としての下方係合部
８ｄ２ 係合部としての上方係合部
１０ａ 操作用穴
１２ 突き当て部
１２０ ベース構造部材としての前側板
１２２ ベース構造部材としての後側板
１２２ａ 位置決め部としての下方位置決め部
１２２ｂ 位置決め部としての上方位置決め部
Claims (6)
- ベース構造部材と、このベース構造部材に取り付けられる取付部材を有するフレーム構造において、
上記ベース構造部材に上記取付部材をその重量を支えた状態で支持する突き当て部が設けられているとともに少なくとも１つの位置決め部が設けられ、取付部材には上記位置決め部に係合する係合部が設けられ、取付部材を上記突き当て部に突き当てた状態で回動させることによって上記係合部が上記位置決め部に係合してベース構造部材に対する取付部材の位置決めがなされることを特徴とするフレーム構造。 - 請求項１記載のフレーム構造において、
上記位置決め部と係合部が、上記取付部材の回動に伴って順次係合するように複数設けられ、最終的に係合する位置決め部と係合部とによって取付部材の或る一方向の位置決めがなされることを特徴とするフレーム構造。 - 請求項１又は２記載のフレーム構造において、
上記取付部材に、取付作業時の操作用穴が形成され、この操作用穴が光書き込み装置等の発熱部材を有する装置が装備された場合の放熱用通気穴を兼ねることを特徴とするフレーム構造。 - 請求項１，２又は３記載のフレーム構造を有し、
上記ベース構造部材に複数のステーが固定され、複数の光書き込み装置が上記各ステーで仕切られて並置され、各ステーは上記取付部材にも固定されていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１，２又は３記載のフレーム構造を有し、
複数の光書き込み装置が並置され、これらの光書き込み装置の少なくとも１つが走査線のずれを調整する調整手段を有し、走査線のずれを調整可能な光書き込み装置とこれに隣接する光書き込み装置間が上記ベース構造部材に固定されたステーで仕切られ、該ステーは上記取付部材にも固定されていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項４又は５記載の画像形成装置において、
上記各ステーの上記取付部材に対する固定位置が不均一であり、固定したときに取付部材が各ステーの固定位置に倣って変形することを特徴とする画像形成装置。
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