JP5316109B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、さらに詳しく言えば、画像形成装置の本体構造体に関するものである。

一般的な画像形成装置においては装置の前面側には前側板が、後ろ側には後側板が配置され、作像ユニットやトナーカートリッジ、あるいは転写ユニットなどの主要ユニットは上記の前側板及び後側板に取り付けることで位置決めされるようになっている。そのため、前後側板には画像形成装置の全重量が加わることとなり、各ユニットの相対位置を高い精度で位置決め支持できることが求められる。

画像形成装置の筐体となるフレーム構造に関しては、例えば特許文献１に、側板の周縁部を単純な構造で補強し、筐体全体の剛性を効果的に高めるようにしたフレーム構造が開示されている。

しかしながら、画像形成装置の装置筐体である本体構造体においては、給紙トレイの引き出し口や用紙搬送経路など、装置前面や側面には特に大きな開口が必要な部分があり、そういった開口部では力を受けることができない。したがって、画像形成装置の本体構造体においては、大きな開口部を設けた状態でもしっかりと装置全体を支え、振動や外力の影響によって各ユニットに影響を与えないように高い剛性を持たせることが常に要求される。

本発明は、従来の画像形成装置における上述の問題を解決し、簡単な構造で低コストに高い剛性を得られる本体構造体を備えた画像形成装置を提供することを課題とする。

前記の課題は、本発明により、本体構造体の底面となる装置底板と、前面部を構成する前側板とを有する画像形成装置において、前記前側板の両側端部に柱状部材を取り付け、該前側板と前記柱状部材とで断面閉空間の柱状構造部を構成し、前記柱状部材を前記装置底板上に立設させることにより、前記柱状構造部が本体構造体の支柱をなすとともに、該支柱の延びる方向において前記柱状部材が前記前側板より長く、前記前側板が前記装置底板との間に開口が形成されるように柱状部材に取り付けられていることにより解決される。

なお、本発明は、前記柱状部材は断面がコの字形状又はＬ字形状で、前記柱状構造部の断面形状が長方形として構成され、前記柱状構造部の長方形断面の長辺が前記前側板に対して直交するように設けられていると好適である。

さらに、本発明は、前記開口が給紙トレイを装置本体に出し入れする給紙部開口であると好適である。
さらにまた、本発明は、前記前側板の柱状部材への固定個所が装置前面から固定作業できる個所に設けられていると好適である。

さらにまた、本発明は、前記前側板の柱状部材への固定個所が真上から見て２個所設けられ、該２個所の固定個所が同一方向からの作業で固定されると好適である。
さらにまた、本発明は、装置運搬用の取っ手部材を前記柱状構造部に当接するように設けると好適である。
さらにまた、本発明は、前記柱状構造部の内部にセンサ類又は配線類を配設すると好適である。

本発明の画像形成装置によれば、側板と柱状部材とで構成した断面閉空間の柱状構造部を本体構造体の支柱とするので、簡単な構造で低コストに高い剛性を得ることのできる本体構造体を得ることができる。側板と柱状部材の取り付けはネジ止めでも溶接に近い強度を得ることができ、また、部品形状の自由度も高く、装置構成上有利である。

本発明に係る画像形成装置の本体構造体の一例を示す斜視図である。 前側板の右側端部付近を詳しく示す部分拡大図である。 前側板の左側端部付近を詳しく示す部分拡大図である。 柱状構造部の構成例を示す模式図である。 本発明による本体構造体を備える画像形成装置の一例であるカラープリンタの概略を示す断面構成図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の本体構造体の一例を示す斜視図である。この図に示す本体構造体は、装置底面となるベース５１、前側板５２、後側板５３、支柱５４，５５、前後側板を連結するステー５６等により構成されている。支柱５４，５５は、ほぼＬ字形に近い断面形状をしており、ベース５１上に立設されている。前側板５２は、その幅方向の両端部が左右両側の支柱５４，５５に取り付けられ、支柱５４，５５を介してベース５１上に支持される。後側板５３は、本例ではベース５１上に直接固定される構造であるが、前側板５２と同様に、支柱を介してベース５１上に取り付けても良い。なお、前側板５２と後側板５３の間には、装置本体中央部に配置される作像部と装置底部に配置される給紙部を仕切る仕切板５７や、定着装置等を搭載する構造部材５８等も取り付けられる。

図に両矢印で示すように、右側の支柱５４は、上端部が前側板５２の右側端部の上端とほぼ同じ位置となるだけの長さ（高さ）Ｌ１を有している。また、左側の支柱５５は、上端部が前側板５２の左側端部の上端とほぼ同じ位置となるだけの長さ（高さ）Ｌ２を有している。上記したように前側板５２は支柱５４，５５を介してベース５１上に支持されており、前側板５２の下部には開口部７１が形成される。この開口部７１は、給紙部に配置される給紙トレイを抜き差しするための給紙部開口となる。また、前側板５２に設けられた大きな開口部７２は、本例では中間転写ベルトユニット及び作像ユニット（プロセスカートリッジ）を装置本体に脱着するための作像部開口となる。そして、この開口部７２の上方に設けられた４つの開口部７３は、トナーボトル（４色）を脱着するためのトナーボトル開口となる。

図２は前側板５２の右側端部付近を、図３は前側板５２の左側端部付近を、それぞれ詳しく示す部分拡大図である。なお、本実施形態においては、図１で手前側に示されている前側板５２がある側を装置前側、後側板５３がある側を装置後側（奥側）とし、図１の右側を装置右側、左側を装置左側とする。

図２，３に示すように、前側板５２の左右両側端部では、側板本体から９０度（直角に）手前側に折り曲げて第一折り曲げ部５２ａ，５２ａを形成し、さらにその第一折り曲げ部５２ａ，５２ａから９０度（直角に）折り曲げて側板本体と平行な第二折り曲げ部５２ｂ，５２ｂを形成している。第一折り曲げ部５２ａ，５２ａの幅（装置前後方向の長さ）は支柱５４，５５の幅（装置前後方向の長さ）とほぼ同じになるように設けられ、また、第二折り曲げ部５２ｂ，５２ｂの幅（装置左右方向の長さ）は支柱５４，５５の幅（装置左右方向の長さ）とほぼ同じになるように設けられている。そして、支柱５４，５５も、図２，３に示すように、前側及び後ろ側にそれぞれ折り曲げ部が設けられている。これにより、前側板５２を支柱５４，５５に装着固定したときに、支柱５４（５５）と前側板の第一折り曲げ部５２ａ及び第二折り曲げ部５２ｂとで四角柱状の構造部を形成している。

上記四角柱状構造部の２面を形成する前側板の第一折り曲げ部５２ａ及び第二折り曲げ部５２ｂは、装置重量を受ける前側板５２の本体面と曲げ部を介してつながっているため、第一折り曲げ部５２ａ及び第二折り曲げ部５２ｂを支柱５４又は支柱５５に固定したときに、四角柱状構造部を前側板５２に溶接した状態に近い強度を得ることができる。

図２，３から分かるように、上記四角柱状構造部は本例では長方形断面をしており、その長方形の長手（長辺）を側板に対して直交するように、すなわち本例では四角柱状構造部の長辺を装置前後方向に向けて設けている。この構成により、より強度を高めることができる。四角柱状構造部の長辺を側板と同じ向き（平行）に設けた場合、比較的薄手の長方形断面の柱状構造部は側板自体とともに折れ曲がる可能性が生じるが、長方形の長手（長辺）を側板に対して直交するように設けることで、両者が互いに強度を補完しあい、折れ曲がりを防いで強度を高めることができる。

図４は、前側板５２の端部と支柱５４又は支柱５５とで構成する四角柱状構造部の構成例を示す模式図である。図４（ａ）は参考例で、単純に角柱を前側板５２に取り付けた例である。図４（ｂ）は、図２，３にも示した第一実施例（実施例１）で、前側板端部に設けた第一折り曲げ部５２ａ及び第二折り曲げ部５２ｂの幅が支柱５４又は支柱５５の相対する部分とほぼ同じ寸法に形成することで、前側板５２と支柱５４又は支柱５５とで効率良く四角柱状構造部を構成することができ、前側板５２を強固に支えることを可能としている。前側板５２と支柱５４又は支柱５５との固定箇所は、平面図上では２個所の固定で良く、しかも、その２個所の固定が同じ方向からの固定作業にて可能である。

図４（ｃ）は、四角柱状構造部の第二実施例（実施例２）であり、前側板５２の端部は、１回折り返しただけの第一折り曲げ部５２ａのみを有する形状である。この第二実施例でも簡単な構成で四角柱状構造部を構成することができるが、平面図上で２個所の固定部の作業方向が２方向となり、作業効率では第一実施例の方が優れている。

図４（ｄ）は、四角柱状構造部の構成は図４（ａ）の第一実施例と同じであるが、四角柱状構造部の内部にマイクロスイッチ６０を配置した様子を示すものである。マイクロスイッチに限らず他の構造のセンサ類を四角柱状構造部の内部に配置することが可能である。また、ハーネス等を四角柱状構造部の内部に配置することも可能である。画像形成装置の前側板は、装置の前カバーを開けた場合にユーザが容易に触れることができる場所であるが、マイクロスイッチやセンサあるいはハーネス等を四角柱状構造部の内部に配置することにより、外部からそれらの部品に不用意に触れてしまうことを防止できる。従来、前側板近辺にそれらの部品を配置する場合には、それらの部品を覆うカバーを設ける必要があったが、図４（ｄ）に示すように前側板５２と支柱５４又は支柱５５とで構成する四角柱状構造部の内部にそれらの部品を配置することで、カバーが必要なくなり、コストを抑制することができる。図３には、四角柱状構造部の内部にハーネスを配線した場合の取り出し口（ハーネス出口）６１，６１が、前側板５２の左側端部の第一折り曲げ部５２ａに形成されている様子が示されている。

上記第一実施例及び第二実施例の四角柱状構造部は、図４（ａ）に示す角柱を前側板に取り付けた参考例に比べて、角柱を前側板に溶接するよりも低コストに構造体を構成でき、また、ネジ止めでも溶接に近い強度を得ることができる。また、角柱よりも部品形状の自由度が高く、凹みや穴等の形状を（前側板５２の折り曲げ部の）任意の位置に設けることが可能である。

また、前側板５２の両側に形成される四角柱状構造部は、図１に示すように、右側でＬ３，左側でＬ４の長さを有している。この柱状構造部の長さＬ３，Ｌ４は、それぞれ対応する支柱５４，５５の全長Ｌ１，Ｌ２よりも短くなっている。これにより、側板のコストを抑制しつつ強度を高めることができている。

さらに、本実施形態では、図２に示すように、前側板５２の右端部の下端部に把手５９を固定している。この把手５９は、図１から分かるように、支柱５４に設けられた穴（図示せず）を貫通するように設けられている。したがって、装置運搬時に把手５９を持って運搬することにより、四角柱状構造部の下面で装置重量を受ける形となり、強固な部分で画像形成装置の大重量を支えて搬送することによって、構造体の変形や破損を防ぐことができるようになっている。

また、前後側板５２，５３を連結するステー部材を設ける場合は（ステー部材の一例をステー５６として図１に示す）、側板の両端部に柱状構造部を配置し、その柱状構造部にステー部材を固定するように設けると、装置構造体の強度をより向上させることができ、より効果的に装置全体の支えとすることができる。

このように、本実施形態においては、簡単な構成で低コストに前側板に高い剛性を得ることができ、大きな開口部を設けた状態でもしっかりと装置全体を支え、振動や外力の影響によって作像ユニットや転写ユニット等に影響を与えないようにすることが可能となる。なお、ここまで、前側板５２に設けた四角柱状構造部について説明したが、後側板５３も同様の構成とすることが可能であり、後側板についても簡単な構成で低コストに高い剛性を得ることが可能である。

最後に、本発明による本体構造体を備える画像形成装置の一例における装置構成と動作について説明する。
図５は、本発明による本体構造体を備える画像形成装置の一例であるカラープリンタの概略を示す断面構成図である。なお、図１に示した本体構造体は原稿読取部（スキャナ）を搭載可能な構成であるが、図５ではスキャナを持たないプリンタの構成で説明する。

図５に示すカラープリンタ１００は、タンデム方式を採用してフルカラー画像を形成可能であり、本体のほぼ中央部に４つの（４色分の）作像ユニット６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を並設している。その４連の作像ユニットの上側にベルトユニット１５を、下側に光書込み装置７を配設している。

各作像ユニット６は像担持体としての感光体ドラムをそれぞれ有し、その回りには専用の帯電器、現像装置、クリーニング装置等を備えている。さらに各感光体ドラムに対向するように中間転写ベルト８の内側に一次転写手段としての転写ローラ９が設けられている。各作像ユニット６においては、感光体ドラムと帯電器、現像装置及びクリーニング装置を含む部分をプロセスカートリッジとしてプリンタ本体に着脱可能に設けている。プロセスカートリッジとしての各作像ユニット６は、上記説明した本体構造体の前側板５２に設けられた作像部開口７２（図１）より着脱可能である。

ベルトユニット１５は中間転写ベルト８、感光体ドラム２０上のトナー像を中間転写ベルト１１に転写するための１次転写ローラ１２等にて構成されている。中間転写ベルト８は支持ローラ１２〜１４に張架されており、支持ローラ１３に対向してベルトクリーニングユニット１０が設けられている。本例では、ベルトユニット１５も、プリンタ本体に着脱可能に設けてあり、各作像ユニット６と同様に、本体構造体の前側板５２に設けられた作像部開口７２（図１）より着脱可能である。

中間転写ベルト８の支持ローラ１２は二次転写対向ローラであり、該対向ローラ１２に対向して二次転写手段としての転写ローラ１９が配置される。その二次転写部の下方（用市販双方向上流側）には、レジストローラ対２８が配置される。また、二次転写部の上方（用市販双方向下流側）には、定着装置２０が配置される。

プリンタ本体の上面は排紙トレイ３０として構成されている。その排紙トレイ３０の下部には、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色トナーを収納するトナーボトル３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋが配置される。各トナーボトル３２は、上記説明した本体構造体の前側板５２に設けられたトナーボトル開口７３（図１）より着脱可能となっている。

装置本体の最下部は給紙部となっており、給紙カセット２６が配置されている。給紙カセット２６は、上記説明した本体構造体の前側板５２と左右の支柱５４，５５とで構成される給紙部開口７１（図１）より着脱可能となっている。給紙カセット２６の押上げ板２５上に載置された用紙（図示せず）を給紙するために、給紙手段２７が装置本体側に設けられる。

上記のように構成されたカラープリンタ１００における画像形成動作について簡単に説明する。
上記作像ユニット６の感光体ドラムが図示しない駆動手段によって図中時計方向に回転駆動され、その感光体ドラムの表面が帯電手段によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体表面には、光書き込み装置７からのレーザ光が照射され、これによって感光体ドラム表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラムに露光される画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及び黒の色情報に分解した単色の画像情報である。このように形成された静電潜像に現像装置から各色トナーが付与され、トナー像として可視化される。

また、中間転写ベルト８が図中反時計回りに走行駆動され、各作像ユニット６において一次転写ローラ９の作用により感光体ドラムから中間転写ベルト８に各色トナー像が順次重ね転写される。このようにして中間転写ベルト８はその表面にフルカラーのトナー像を担持する。

なお、作像ユニット６のいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。モノクロプリントの場合は、４個の作像ユニットのうち、図の一番右側の黒ユニット（６Ｋ）を用いて画像形成を行う。

そして、トナー像を転写した後の感光体ドラム表面に付着する残留トナーは、クリーニング手段によって感光体ドラム表面から除去され、次いでその表面が除電器の作用を受けて表面電位が初期化されて次の画像形成に備える。

一方、給紙カセット２６から用紙が給送され、レジストローラ対２８によって、中間転写ベルト８上に担持されたトナー像とのタイミングを取って二次転写位置に向けて送出される。本例では二次転写ローラ１２には中間転写ベルト表面のトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト表面のトナー像が用紙上に一括して転写される。トナー像を転写された用紙は、定着装置２０を通過するとき、熱と圧力によってトナー像が用紙に熔融定着される。定着された用紙は、排紙ローラ２９により装置本体の上面に構成された排紙トレイ３０に排出される。

本例のカラープリンタ１００は、上記説明した本体構造体を備えることによって、少なくとも前側板に高い剛性を得ることができ、作像ユニット６や給紙カセット２６を脱着可能な大きな開口部を設けた構成であってもしっかりと装置全体を支え、振動や外力の影響によって作像ユニットや転写ユニット等に影響を受けることがなく、高品質なプリント物を継続的に形成することが可能である。また、簡単な構成で低コストに本体構造体の高い強度が得られるため、プリンタ本体としてのコスト抑制も可能である。

以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、前側板及び後側板の形状や支柱の形状等は任意であり、角柱状構造部を構成できれば良い。また、角柱状構造部も実施例で説明した四角柱状に限らず、三角柱状なども可能であり、断面形状が閉空間を成す角柱状構造部であれば良い。

前側板に設ける開口部の個数や形状、大きさ等も任意であり、必要な強度を得られれば良い。
また、画像形成装置本体に脱着可能にユニットも任意であり、プロセスカートリッジに搭載する機器も任意に設定可能である。また、像担持体（感光体）としてはドラム状に限らず、ベルト状の像担持体も使用可能である。

また、画像形成装置の作像部の構成も任意であり、タンデム式における各色作像ユニットの配置順などは任意である。また、タンデム式に限らず、一つの感光体の周囲に複数の現像装置を配置したものや、リボルバ型現像装置を用いる構成も可能である。また、３色のトナーを用いるフルカラー機や、２色のトナーによる多色機、あるいはモノクロ装置にも本発明を適用することができる。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に好適に適用することができる。

５１ ベース（底板）
５２ 前側板
５３ 後側板
５４，５５ 支柱（柱状部材）
５６ ステー
７１〜７３ 開口部
５２ａ 第一折り曲げ部
５２ｂ 第二折り曲げ部
６０ マイクロスイッチ
５９ 把手（取っ手）
１００ カラープリンタ

特開２００２−２７８１９８号公報

Claims (7)

1. 本体構造体の底面となる装置底板と、前面部を構成する前側板とを有する画像形成装置において、
   前記前側板の両側端部を柱状部材に取り付け、該前側板と前記柱状部材とで断面閉空間の柱状構造部を構成し、
   前記柱状部材を前記装置底板上に立設させることにより、前記柱状構造部が本体構造体の支柱をなすとともに、
   該支柱の延びる方向において前記柱状部材が前記前側板より長く、前記前側板が前記装置底板との間に開口が形成されるように柱状部材に取り付けられていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記柱状部材は断面がコの字形状又はＬ字形状で、前記柱状構造部の断面形状が長方形として構成され、
   前記柱状構造部の長方形断面の長辺が前記前側板に対して直交するように設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記開口が給紙トレイを装置本体に出し入れする給紙部開口であることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記前側板の柱状部材への固定個所が装置前面から固定作業できる個所に設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記前側板の柱状部材への固定個所が真上から見て２個所設けられ、該２個所の固定個所が同一方向からの作業で固定されることを特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。
6. 装置運搬用の取っ手部材を前記柱状構造部に当接するように設けたことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記柱状構造部の内部にセンサ類又は配線類を配設したことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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