JP5678488B2 - 機器 - Google Patents

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Description

この発明は、機器に関するものである。
従来、画像形成装置等の機器においては、画像形成動作を制御する制御回路や高電圧電源回路などの電装回路が金属製の箱体の中に収容された状態、又は金属板によって覆われた状態で、機器本体の背面側に配置された本体フレームに取り付けられている。そして、上記画像形成装置等の機器では、機器本体の本体フレームが接地されることによって、金属製の箱体の中に収容された状態、又は金属板によって覆われた状態の電装回路を電磁波ノイズから保護するとともに、機器本体の内部であって且つ金属製箱体や金属板の内側に配置されるプリント配線基板などの回路基板を、当該金属製箱体や金属板によって外部より到来する電磁波ノイズから保護するように構成されている。
このような画像形成装置等の機器における電磁波ノイズ対策に関連する技術としては、例えば、特開平10−56285号公報や実開平5−76094号公報等に開示されているものが既に提案されている。
上記特開平10−56285号公報に係る遮蔽用カバーは、電気アセンブリーと組み合わされた遮蔽用カバーであって、電気アセンブリーが有する導電性フレームにフタを装着するにあたり、フタと導電性フレームの装着面との間に導電性接着剤を連続的に配置することで、導電性フレームに設けられた電子部品を電磁障害と無線周波数妨害から遮蔽するように構成したものである。
また、上記実開平5−76094号公報に係る回路基板の接地構造は、回路基板のグランドパターン上に、導電部材からなる接地板を湾曲させて固定し、回路基板をスライドさせてシールドケースに挿入する際に、シールドケースと接地板の湾曲部が接触するように構成したものである。
特開平10−56285号公報 実開平05−76094号公報
ところで、この発明が解決しようとする課題は、電磁波ノイズから保護すべき回路基板と、当該回路基板の外側に配置される遮蔽用導体との間に存在する開口部を介して侵入する電磁波ノイズの影響を低減することが可能な機器を提供することにある。
すなわち、請求項1に記載された発明は、機器本体に設けられた回路基板と、
前記回路基板に対して、前記機器本体から見て前記回路基板の外側に配置された遮蔽用導体と、
接地された前記機器本体のフレームと、
前記フレームと前記遮蔽用導体との間に存在する開口部を横切るように前記遮蔽用導体の端部に設けられ、一端部が前記遮蔽用導体の外面に接続されるとともに、他端部が前記フレームの外面に接続される導電性部材と
を備えたことを特徴とする機器である。
また、請求項2に記載された発明は、前記機器本体の前記遮蔽用導体が設けられた側の外側面を被覆する被覆部材を備え、
前記導電性部材は、前記被覆部材の内側に固定されたことを特徴とする請求項1に記載の機器である。
さらに、請求項3に記載された発明は、前記被覆部材は、前記機器の外部と通じる空気口を備え、
前記導電性部材は、前記空気口に対応した位置に固定されていることを特徴とする請求項2に記載の機器である。
また、請求項4に記載された発明は、前記導電性部材は、板バネから構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の機器である。
請求項1乃至3に記載された発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、回路基板と、当該回路基板が設けられた機器本体フレームと遮蔽用導体との間に存在する開口部を介して侵入する電磁波ノイズの影響を低減することができる。
また、請求項4に記載された発明によれば、電磁波ノイズを遮蔽する機能を果たす遮蔽用導体の取付構造が如何なる場合でも、組立時、保守時の作業性を低下させることなく、遮蔽用導体と機器本体の接地されたフレームとを接続することができる。
この発明の実施の形態1に係る機器としての画像形成装置の要部を示す分解斜視図である。 この発明の実施の形態1に係る機器としての画像形成装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態1に係る機器としての画像形成装置を示す背面斜視図である。 この発明の実施の形態1に係る機器としての画像形成装置の背面カバーを取り外した状態を示す背面斜視図である。 この発明の実施の形態1に係る機器としての画像形成装置の背面カバーを取り外した状態を示す背面斜視図である。 金属製箱体を開いた状態を示す構成図である。 金属製箱体を開いた状態を示す構成図である。 ダクトを取り外した状態を示す構成図である。 この発明の実施の形態1に係る機器としての画像形成装置の背面カバーを取り外した状態を示す背面斜視図である。 背面カバーの内面を示す構成図である。 背面カバーの内面の要部を示す構成図である。 開口部を示す構成図である。 実験例を示す図表である。 この発明の実施の形態2に係る機器としての画像形成装置の要部を示す分解斜視図である。 この発明の実施の形態2に係る機器としての画像形成装置の要部を示す分解斜視図である。
実施の形態1
図2はこの発明の実施の形態1に係る機器としての電子写真方式の画像形成装置を示す概略構成図である。
図2において、1は機器本体としての画像形成装置の本体を示すものであり、この画像形成装置本体1内の上部には、原稿6の画像を読み取る画像読取装置2が配置されている。また、上記画像形成装置本体1の内部には、画像読取装置2や図示しないパーソナルコンピュータ等から出力される画像データ、あるいは電話回線やLAN等を介して送られてくる画像データに対して、予め定められた画像処理を施す画像処理装置3が配置されているとともに、画像形成装置本体1の内部には、画像処理装置3で予め定められた画像処理が施された画像データに基づいて画像を出力する画像出力装置4が配置されている。
上記画像読取装置2は、原稿カバー5を開閉することにより原稿6が配置されるプラテンガラス7を備えており、当該プラテンガラス7上に配置された原稿6を光源8によって照明するとともに、原稿6からの反射光像を、フルレートミラー9及びハーフレートミラー10、11及び結像レンズ12からなる縮小走査光学系を介してCCD等からなる画像読取素子13上に走査露光して、この画像読取素子13によって原稿6の画像を読み取るように構成されている。
上記画像読取装置2によって読み取られた原稿6の画像は、例えば、赤(R)、緑(G)、青(B)(例えば、各8bit)の3色の原稿反射率データとして画像処理装置3に送られ、この画像処理装置3では、原稿6の反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色/移動編集等の予め定められた画像処理が施され、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4色の画像データに変換される。
上記画像形成装置本体1の内部には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4つの画像形成ユニット14Y、14M、14C、14Kが、水平方向に沿って一定の間隔をおいて並列的に配置されている。
これら4つの画像形成ユニット14Y、14M、14C、14Kは、図2に示すように、基本的に形成する画像の色以外は同様に構成されており、大別して、矢印A方向に沿って所定の速度で回転駆動される像保持体としての感光体ドラム16と、この感光体ドラム16の表面を一様に帯電する一次帯電用のスコロトロン17と、当該感光体ドラム16の表面に各色に対応した画像データに基づいて画像露光を施して静電潜像を形成する画像露光装置15と、感光体ドラム16上に形成された静電潜像を対応する色のトナーによって現像する現像装置18と、感光体ドラム16の表面に残留したトナー等を清掃するクリーニング装置19とを備えている。
上記画像処理装置3からは、図2に示すように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像形成ユニット14Y、14M、14C、14Kの画像露光装置15Y、15M、15C、15Kに対して対応する色の画像データが順次出力され、これらの画像露光装置15Y、15M、15C、15Kから画像データに応じて出射されるレーザー光LBが、対応する感光体ドラム16Y、16M、16C、16Kの表面に走査露光されて静電潜像が形成される。上記各感光体ドラム16Y、16M、16C、16Kの表面に形成された静電潜像は、現像装置18Y、18M、18C、18Kによって、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像として現像される。
上記各画像形成ユニット14Y、14M、14C、14Kの感光体ドラム16Y、16M、16C、16K上に順次形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像は、図2に示すように、各画像形成ユニット14Y、14M、14C、14Kの下方に配置された無端ベルト状の中間転写体としての中間転写ベルト20上に、一次転写位置において一次転写ロール21Y、21M、21C、21Kによって互いに重ね合わされた状態で一次転写される。この中間転写ベルト20は、駆動ロール22と、従動ロール23と、張力付与ロール24と、従動ロール25と、背面支持ロール26と、従動ロール27との間に一定の張力で掛け回されており、図示しない定速性に優れた専用の駆動モーターによって回転駆動される駆動ロール22により、矢印B方向に沿って予め定められた移動速度で循環駆動されるようになっている。上記中間転写ベルト20としては、例えば、可撓性を有するポリイミドやポリアミドイミド等の合成樹脂フィルムによって無端ベルト状に形成したものが用いられる。
上記中間転写ベルト20上に多重に転写されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像は、二次転写位置において二次転写ロール28によって記録媒体としての記録用紙29上に一括して二次転写され、形成する画像の色に応じたトナー像が転写された記録用紙29は、搬送ベルト30によって定着装置31へと搬送される。そして、上記各色のトナー像が転写された記録用紙29は、定着装置31によって熱及び圧力で定着処理を受け、画像形成装置本体1の外部に設けられた排出トレイ32上に排出される。
上記記録用紙29は、図2に示すように、画像形成装置本体1内の下部に配置された複数の給紙トレイ33から所望のサイズ及び材質のものが、給紙ロール34及び用紙分離用のロール対35、36によって1枚ずつ分離された状態で給紙され、複数の搬送ロール37が配設された用紙搬送経路38を介してレジストロール39まで一旦搬送される。そして、上記複数の給紙トレイ33のうちのいずれかから給紙された記録用紙29は、予め定められたタイミングで回転駆動されるレジストロール39によって中間転写ベルト20の二次転写位置へと送り出される。
また、上記画像形成装置において、記録用紙29の両面に画像を形成する場合には、片面に画像が形成された記録用紙29をそのまま排出トレイ32上に排出せずに、定着装置31を通過した記録用紙29の搬送経路を下方に位置する表裏反転用の用紙搬送経路40へと切り替えた後、両面用の用紙搬送経路41を通して、表裏を反転した状態でレジストロール39を介して中間転写ベルト20の二次転写位置へと再度搬送し、記録用紙29の裏面に画像を形成するように構成されている。
ところで、上記画像形成装置本体1の背面側は、図3に示すように、合成樹脂等によって形成され、互いに連結された2枚の被覆部材としての背面カバー41、42によって覆われている。また、画像形成装置本体1の背面側には、これらの背面カバー41、42を取り外すと、画像形成装置の画像形成動作を制御するMCU(Machine Control Unit)や高圧電源回路等が内蔵された第1の電装基板43と、同じく画像形成装置の画像形成動作を制御するコントローラ回路等が内蔵された第2の電装基板44が取り付けられている。これら第1の電装基板43及び第2の電装基板44は、外部からの電磁波ノイズ等の影響から遮蔽するため、ステンレスやアルミニウム等の金属からなる箱体の内部に収容されているか、又は第1の電装基板43及び第2の電装基板44の外側(装置本体の1外部側)の表面がステンレスやアルミニウム等の金属によって覆われている。なお、図示の実施の形態では、第1の電装基板43及び第2の電装基板44は、外部からの電磁波ノイズ等の影響から遮蔽するため、ステンレスやアルミニウム等の金属からなる箱体45、46の内部に収容されている。
また、上記第1の電装基板43及び第2の電装基板44は、画像形成装置本体1のメンテナンス等を容易とするために、図5及び図6に示すように、これらの第1の電装基板43及び第2の電装基板44を収容した金属製の箱体45、46は、図5及び図6に示すように、第1の電装基板43の左側端部に設けられた図示しないヒンジ部材を介して、画像形成装置本体1に対して開閉自在に取り付けられている。
上記金属製箱体45、46は、図4に示すように、画像形成装置本体1の図示しない本体フレームにネジ止め等の手段で固定されており、アースに接続されて接地された本体フレームを介して接地されている。
上記金属製の箱体45、46を開いた画像形成装置本体1の内部には、図7に示すように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各画像形成ユニット14Y、14M、14C、14Kの一次帯電用のスコロトロン17の周囲に浮遊するトナーや放電生成物を機外に排出するための排気用のダクト47と、搬送ベルト30から空気を吸引することによって記録用紙29を吸着しつつ搬送するための吸引用のダクト48と、定着装置31の周囲の加熱された空気を吸引して外部に排気するための排気用のダクト49とを備えている。
なお、上記排気用のダクト47の排気口50は、図7に示すように、画像形成装置本体1の底面に向けて開口されている。また、上記吸引用ダクト48の排気口51及び排気用ダクト49の排気口52は、画像形成装置本体1の背面上部に背面側に向けて開口されている。
さらに、上記画像形成装置本体1には、図8に示すように、上述した排気用ダクト47、吸引用ダクト48及び排気用ダクト49の内側に、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各画像形成ユニット14Y、14M、14C、14Kの感光体ドラム16Y、16M、16C、16Kをそれぞれ回転駆動する駆動モータ53Y、53M、53C、53Kが配置されている。これらの駆動モータ53Y、53M、53C、53Kのうち、黒(K)用の駆動モータ53Kとしては、他のイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)のカラー用の駆動モータ53Y、53M、53Cよりも大型のものが使用されている。
また、上記イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)のカラー用の駆動モータ53Y、53M、53Cには、3つのカラー用の駆動モータ53Y、53M、53Cに共通の保護すべき回路基板としてのモータ制御用のプリント配線基板からなる第1の制御基板54が取り付けられている。さらに、黒(K)の駆動モータ53Kには、黒の駆動モータ53K専用の保護すべき回路基板としてのモータ制御用のプリント配線基板からなる第2の制御基板55が取り付けられている。
一方、上記カラー用の駆動モータ53Y、53M、53Cの上部には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各画像形成ユニット14Y、14M、14C、14Kの現像装置18及びクリーニング装置19を駆動するための大型の駆動モータ56が取り付けられている。この駆動モータ56には、保護すべき回路基板としてのプリント配線基板からなる第3の制御基板57が取り付けられている。
また、上記画像形成装置本体1には、図8に示すように、二次転写ロール28、廃トナー回収オーガー、黒(K)現像ロールを駆動する駆動モータ58が配置されているとともに、当該駆動モータ58を制御する保護すべき回路基板としてのプリント配線基板からなる第4の制御基板59が取り付けられている。
さらに、上記画像形成装置本体1には、図8に示すように、定着装置31を駆動する駆動モータ60が配置されているとともに、当該駆動モータ60を制御する保護すべき回路基板としてのプリント配線基板からなる第5の制御基板61が取り付けられている。
ところで、この実施の形態に係る画像形成装置では、図7及び図8に示すように、保護すべき回路基板としての第1乃至第5の制御基板54、55、57、59、61の背面側に、排気用ダクト47及び、吸気用ダクト48、排気用ダクト49が配置されており、これらの排気用ダクト47及び、吸気用ダクト48、排気用ダクト49の外側にMCU、コントロール基板、及び高圧電源回路等からなる第1の電装基板43及び第2の電装基板44を収容した金属製箱体45、46が配置されている。そのため、上記画像形成装置では、図12に示すように、第1乃至第5の制御基板54、55、57、59、61の背面側に、排気用ダクト47及び、吸気用ダクト48、排気用ダクト49が配置されている分だけ、第1乃至第5の制御基板54、55、57、59、61、特に画像形成装置本体1の上部に位置する制御基板54、55、57等と、その背面側(装置本体1の外側)に配置される第1の電装基板43及び第2の電装基板44を収容した金属製箱体45、46との間に、奥行き方向及び高さ方向に広がる開口部(間隙)62が形成されることになる。
その結果、上記第1の電装基板43及び第2の電装基板44を収容した金属製箱体45、46は、第1乃至第5の制御基板54、55、57、59、61の背面側に距離を隔てて配置されることになる。そのため、上記金属製箱体45、46は、基本的に、外部からの電磁波ノイズの影響が内部の第1乃至第5の制御基板54、55、57、59、61に及ぶのを遮蔽する機能を果たしているが、制御基板54、55、57、59、61とその背面側に配置される金属製箱体45、46との間に開口部(間隙)62が形成されていると、当該開口部62を介して外部から電磁波ノイズが画像形成装置本体1の内部に侵入し易く、第1乃至第5の制御基板54、55、57、59、61、特に上部に位置する第1乃至第3の制御基板54、55、57の動作に誤動作が発生する虞れがある。
そこで、上述した外部からの電磁波ノイズによって制御基板54、55、57、59、61などが誤動作する虞れを回避するために、制御基板54、55、57、59、61と金属製箱体45、45との間に存在する開口部62を横切るような導体を、画像形成装置本体1側から突出させた状態で設けることも考えられる。
しかしながら、開口部62を横切るような導体を画像形成装置本体1側に突出させた状態で設けた場合には、図7及び図12に示すように、画像形成装置本体1の裏面側に排気用ダクト47及び吸気用ダクト48、排気用ダクト49及び排気口51、52が配置されているため、接地用導体を取り付けるスペースが狭く、金属製箱体45、46から本体フレームに伸びる接地用導体を取り付けるのが困難である。
そこで、この実施の形態では、図1に示すように、制御基板54、55、57、59、61と金属製箱体45、46との間に存在する開口部62を横切るように背面カバー41、42の内側に固定され、一端部が遮蔽用導体としての金属製箱体45、46に接続されるとともに、他端部が画像形成装置本体1の接地された本体側フレームに接続される導電性部材としての板バネ部材70を備えている。
上記板バネ部材70は、図10に示すように、背面カバー41の内面側であって、給気用ダクト48の排気口51に対応した位置に固定した状態で取り付けられている。この板バネ部材70は、図11に示すように、ステンレスやアルミニウム、あるいは鉄等の金属等からなるバネ性を有する板材によって形成されている。
上記背面カバー41の内面側には、図11に示すように、吸気用ダクト48の排気口51の一部を構成する排気口形成部材72が、画像形成装置本体1の内側に向けて延長した状態で一体的に形成されており、板バネ部材70は、排気口形成部材72に沿って配置されている。板バネ部材70の奥側の端部70aは、画像形成装置本体1の内側に向けて折り返されており、折り返し部の手前側が排気口形成部材72の奥側の端面70aに、当該端面70aに突出した状態で設けられて円柱形状の突起部73を、略H形状に設けられた切り込み74によって形成された舌片75が挟み込んで圧接固定されている。
また、上記板バネ部材70の奥側の端部70a側は、排気口形成部材72の奥側の端面72aに沿って下方に延びた状態で配置されるとともに、排気口形成部材72の側面72bに沿って画像形成装置本体1の外側へ向けて延びた部分70bを介して、更に背面カバー41の外側端の内面に沿って横方向に短く折り返した部分70cを経た後に下向きに延設された部分70dを有しており、その下端部に位置する画像形成装置本体1の外側端70eは、背面カバー41の内面から離間する方向(内側)に向けて折り曲げられている。
そして、上記板バネ部材70の奥側の端部70aは、図1に示すように、背面カバー41を画像形成装置本体1の予め定められた位置に装着した状態で、画像形成装置本体1の本体フレームとしての画像読取装置2のフレーム90に圧接されている。なお、画像読取装置2のフレーム90は、本体フレームに連結されており、アースに接続された本体フレームを介して接地されている。
また、上記板バネ部材70の手前側(外側)の端部70eは、図1に示すように、金属製箱体45の上端部に位置する外面46に圧接されている。その結果、上記制御基板54、55、57、59、61と金属製箱体45、46との間に存在する開口部62は、当該開口部62を横切るように配置された板バネ部材70によって2つに分割されており、開口部62の開口面積は、大幅に小さくなっている。
実験例
本発明者は、上述した実施の形態に係る機器としての画像形成装置を試作し、電磁波ノイズの影響をIEC6100−4−3に基づいて確認する実験を行った。
周波数のレンジとしては、80MHz〜1GHzの範囲において、1kHzのサイン波でAM変調した電磁波ノイズの強度を変化させて、画像形成装置の動作に異常が発生するか否かを確認した。なお、ノイズ源は、画像形成装置本体1の背面と上面から3mの距離を隔てて照射した。
図13は、上記実験例の結果を示すものである。
この図13から明らかなように、3V/m、4V/m、5V/m、6V/mのいずれの場合でも、誤動作が発生していたのに対して、上記実施の形態に係る対策を講じた場合には、3V/m、4V/m、5V/m、6V/mのいずれの場合でも、誤動作が発生せずに正常に動作することがわかった。
実施の形態2
図14及び図15はこの発明の実施の形態2を示すものであり、前記実施の形態1と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態2では、遮蔽用導体の取付構造が前記実施の形態1と異なっている。
すなわち、この実施の形態2では、図14及び図15に示すように、第1の電装基板43及び第2の電装基板44を収容した金属製の箱体45、46を、画像形成装置本体1に対して開閉自在に取り付けたものではなく、金属製の箱体45、46が画像形成装置本体1に対して図示しないネジ止め等の手段によって画像形成装置本体1に対して着脱自在に取り付けるように構成したものである。
その他の構成及び作用は、前記実施の形態1と同様であるので、その説明を省略する。
1:画像形成装置本体、41:背面カバー、45、46:金属製箱体、54、55、57、59、61:第1乃至第5の制御基板、70:板バネ部材。

Claims (4)

  1. 機器本体に設けられた回路基板と、
    前記回路基板に対して、前記機器本体から見て前記回路基板の外側に配置された遮蔽用導体と、
    接地された前記機器本体のフレームと、
    前記フレームと前記遮蔽用導体との間に存在する開口部を横切るように前記遮蔽用導体の端部に設けられ、一端部が前記遮蔽用導体の外面に接続されるとともに、他端部が前記フレームの外面に接続される導電性部材と
    を備えたことを特徴とする機器。
  2. 前記機器本体の前記遮蔽用導体が設けられた側の外側面を被覆する被覆部材を備え、
    前記導電性部材は、前記被覆部材の内側に固定されたことを特徴とする請求項1に記載の機器。
  3. 前記被覆部材は、前記機器の外部と通じる空気口を備え、
    前記導電性部材は、前記空気口に対応した位置に固定されていることを特徴とする請求項2に記載の機器。
  4. 前記導電性部材は、板バネから構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の機器。
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