JP5570070B2 - 板金フレーム及びそれを備えた電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置等の電子機器に用いられる板金フレームに関し、特に板金フレームの面精度及び強度の向上に関するものである。

従来、電子機器の筐体を構成するフレーム、或いは筐体内部に配置され電子部品を支持するフレームとして、板金フレームが広く用いられている。この板金フレームは剛性に優れる半面、板金の厚みが大きくなると電子機器の重量が重くなり、コスト面においても不利になるという問題点がある。

そこで、板金フレームの厚みを極力抑えつつ剛性を高めるために、板金フレームに絞りを形成する方法が用いられる。例えば特許文献１には、ステー部を隔てて２つの絞り部を設けることにより、フレームの剛性を高めて強度を大きくするとともに耐振性も向上させた電子機器用フレームが開示されている。また、特許文献２には、画像読取部のフレームの少なくとも一部にエンボス部（絞り部）を設ける構成が開示されている。

特開平８−１３９４７１号公報 特開２００５−１３０３４７号公報

ところで、特許文献１、２のように板金部材に絞り部を形成する場合、板金部材に歪みが発生して面精度が低下するという問題点があった。具体的には、図６に示すように板金フレーム１０１に絞り部１０２を形成したとき、絞り部１０２の凹面側の角部１０２ａにおいては材料が引き延ばされ、凸面側の角部１０２ｂにおいては材料が圧縮されることにより、板金フレーム１０１の断面が山形に歪んでしまう。

本発明は、上記問題点に鑑み、簡易な方法で絞り部の形成により生じた歪みを除去することにより、高い剛性及び面精度を有する板金フレームおよびそれを備えた電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、平板状のフレーム本体と、該フレーム本体に形成される１つ以上の絞り部と、を有する板金フレームにおいて、前記絞り部を少なくとも対向する二方向から挟むように、前記絞り部の外縁部から一定の間隔を隔てて線状の溝部を刻印したことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の板金フレームにおいて、前記溝部は、前記絞り部の外縁部からの距離が略等距離となるように刻印されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の板金フレームにおいて、前記溝部は、前記絞り部の略全域を囲むように刻印されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の板金フレームにおいて、前記溝部は、前記絞り部の凸方向から刻印されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の板金フレームを備えた電子機器である。

本発明の第１の構成によれば、フレーム本体に形成される絞り部を少なくとも対向する二方向から挟むように、絞り部の外縁部から一定の間隔を隔てて線状の溝部を刻印することにより、絞り部の形成時にフレーム本体の表面に発生した応力が溝部の刻印によって分散されるため、板金フレームの歪みを矯正することができる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の板金フレームにおいて、絞り部の外縁部から略等距離となるように溝部を刻印することにより、絞り部の形成により発生する歪みを絞り部の周囲において略均等に矯正することができる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の板金フレームにおいて、絞り部の略全域を囲むように溝部を刻印することにより、歪みの矯正効果を極力高めることができる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第１乃至第３のいずれかの構成の板金フレームにおいて、応力の加わる方向と逆方向である絞り部の凸方向から溝部を刻印することにより、歪みの矯正効果がより高くなる。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の板金フレームを備えることにより、軽量で剛性が高く、且つ部品の配置精度も向上した電子機器となる。

本発明の一実施形態の支持フレームが搭載された画像形成装置の概略図 支持フレームを上方から見た斜視図 支持フレームの角部周辺の部分拡大図 絞り部５１ａ周辺の部分拡大図 絞り部５１ａ周辺の部分断面図 従来の板金フレームに絞り部を形成した状態を示す部分断面図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の板金フレームを備えた画像形成装置の構成を概略的に示す平面図である。画像形成装置１はタンデム型のカラープリンタであり、回転自在である感光体ドラム１１ａ〜１１ｄは、例えば有機感光層が形成された有機感光体（ＯＰＣ感光体）やアモルファスシリコン感光層が形成されたアモルファスシリコン感光体が用いられ、ブラック、イエロー、シアン、及びマゼンタの各色に対応させて配設される。各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの周囲に、現像装置２ａ〜２ｄ、露光ユニット１２、帯電器１３ａ〜１３ｄ及びクリーニング装置１４ａ〜１４ｄが配設される。

現像装置２ａ〜２ｄは、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの右側に夫々対向して配置され、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄにトナーを供給する。帯電器１３ａ〜１３ｄは、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの回転方向に対し現像装置２ａ〜２ｄの上流側であって感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に対向して配置され、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面を一様に帯電させる。

露光ユニット１２は、パーソナルコンピューター等から画像入力部（図略）に入力された文字や絵柄などの画像データに基づいて、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄを走査露光するためのものであり、現像装置２ａ〜２ｄの下方に設けられる。露光ユニット１２の内部には、レーザー光源、ポリゴンミラー、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄに対応する反射ミラー及びレンズが設けられる。レーザー光源から出射されたレーザー光が、ポリゴンミラー、反射ミラー及びレンズを介して、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの回転方向に対し帯電器１３ａ〜１３ｄの下流側から各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に照射される。照射されたレーザー光により、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が各現像装置２ａ〜２ｄによりトナー像に現像される。露光ユニット１２は板金製の支持フレーム５０上に支持されており、画像形成装置１本体に対し着脱可能となっている。

無端状の中間転写ベルト１７は、テンションローラー６、駆動ローラー２５及び従動ローラー２７に張架されている。駆動ローラー２５は図示しないモーターによって回転駆動され、中間転写ベルト１７は駆動ローラー２５の回転によって循環駆動させられる。

この中間転写ベルト１７に接触するように各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄが中間転写ベルト１７の下方で搬送方向（図１の矢印方向）に沿って隣り合うように配列されている。各一次転写ローラー２６ａ〜２６ｄは、中間転写ベルト１７を挟んで各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄと対向し、中間転写ベルト１７に圧接して一次転写部を形成する。この一次転写部において、中間転写ベルト１７の回転とともに所定のタイミングで各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄのトナー像が中間転写ベルト１７に順次転写される。これにより、中間転写ベルト１７表面にはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたフルカラートナー像が形成される。

二次転写ローラー３４は、中間転写ベルト１７を挟んで駆動ローラー２５と対向し、中間転写ベルト１７に圧接して二次転写部を形成する。この二次転写部において、中間転写ベルト１７表面のトナー像が用紙Ｐに転写される。転写後に、ベルトクリーニング装置３１が中間転写ベルト１７に残存するトナーを清掃する。

画像形成装置１内の下方には、用紙Ｐを収納する給紙カセット３２が配設され、給紙カセット３２の右方には、手差しの用紙を供給するスタックトレイ３５が配設される。給紙カセット３２の左方には、給紙カセット３２から繰り出された用紙Ｐを中間転写ベルト１７の二次転写部に搬送する第１用紙搬送路３３が配設される。また、スタックトレイ３５の左方には、スタックトレイ３５から繰り出された用紙を二次転写部に搬送する第２用紙搬送路３６が配設される。更に、画像形成装置１の左上方には、画像が形成された用紙Ｐに対して定着処理を行う定着部１８と、定着処理の行われた用紙を用紙排出部３７に搬送する第３用紙搬送路３９とが配設される。

給紙カセット３２は、装置の外部（図１の表面側）に引き出すことにより用紙の補充を可能にしたもので、収納されている用紙Ｐがピックアップローラー３３ｂ及び捌きローラー３３ａにより１枚ずつ第１用紙搬送路３３側に繰り出される。

第１用紙搬送路３３と第２用紙搬送路３６とはレジストローラー３３ｃの手前で合流しており、レジストローラー３３ｃにより、中間転写ベルト１７における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取って、用紙Ｐが二次転写部に搬送される。二次転写部に搬送された用紙Ｐは、バイアス電位が印加された二次転写ローラー３４によって、中間転写ベルト１７上のフルカラーのトナー像を二次転写され、定着部１８に搬送される。

定着部１８は、ヒーターにより加熱される定着ベルトと、定着ベルトに内接する定着ローラーと、定着ベルトを挟んで定着ローラーに圧接して配設された加圧ローラー等とを備え、トナー像が転写された用紙Ｐを加熱及び加圧することにより定着処理を行う。用紙Ｐは、トナー像が定着部１８で定着された後、必要に応じて第４用紙搬送路４０で反転されて用紙の裏面にも二次転写ローラー３４でトナー像が二次転写され、定着部１８で定着される。トナー像が定着された用紙は第３用紙搬送路３９を通って、排出ローラー１９ａにより用紙排出部３７に排出される。

図２は、露光ユニット１２を支持する支持フレーム５０の斜視図であり、図３は、支持フレーム５０の角部（図２の実線円Ｓ内）の部分拡大図である。支持フレーム５０は、例えば亜鉛メッキ鋼板（ＳＥＣＣ）等の金属により平板状に形成されたフレーム本体５０ａを有し、画像形成装置１本体内において露光ユニット１２（図１参照）の下面を支持するとともに、着脱可能に設けられた露光ユニット１２を画像形成装置１本体内の所定の位置に案内するものである。なお、露光ユニット１２は支持フレーム５０には固定されておらず、ビス等により画像形成装置１内の側面フレーム（図示せず）に固定されている。

フレーム本体５０ａの表面には、支持フレーム５０の剛性を高めて捩じれや歪みを防止するための絞り部５１ａ〜５１ｅが形成されている。絞り部５１ａ、５１ｂはフレーム本体５０ａの対向する二辺に沿って形成されており、絞り部５１ｃ〜５１ｅはフレーム本体５０ａの中央から放射状に形成され、絞り部５１ａ、５１ｂまで延びている。これらの絞り部５１ａ〜５１ｄは、例えばフレーム本体５０ａをプレスにより絞り加工して設けられる。

絞り部５１ａ、５１ｂは、露光ユニット１２の挿脱方向（図２の白矢印方向）に沿って延設されており、支持フレーム５０に沿って露光ユニット１２を挿脱する際の案内レールとしての役割も果たしている。絞り部５１ｃ〜５１ｅの形状は特に制限はないが、フレーム本体５０ａの面方向になるべく長く絞り部を設けることにより、支持フレーム５０の捩じれや撓みに対してより強い構造となる。本実施形態においては、絞り部５１ｃ〜５１ｅを放射状に配置したことにより、支持フレーム５０に対して様々な方向から負荷が加えられた場合にも捩じれや歪みの発生しにくい構造となっている。

また、絞り部５１ａ〜５１ｅの周囲を囲むように線状の溝部５３が刻印されている。絞り部５１ａ〜５１ｅの形成時に曲げられた部分の内側には圧縮応力が発生し、外側には引張り応力が発生する。これらの圧縮応力と引張り応力は、板金の表面に近づくに従い大きくなり歪みとなって現れる。そこで、絞り部５１ａ〜５１ｅを形成した後に溝部５３を刻印することにより、板金の表面に発生した応力が溝部５３によって分散されるため、歪みを矯正することができる。

溝部５３は、絞り部５１ａ〜５１ｅの外縁部から一定の間隔を隔てて刻印されており、絞り部５１ａ、５１ｂの両端部を除いて絞り部５１ａ〜５１ｅの略全域を囲んでいる。絞り部５１ａ、５１ｂの両端部には開口５５（図４参照）が形成されており、圧縮応力や引張り応力が発生しないため溝部５３を刻印する必要はないためである。

また、溝部５３は、絞り部５１ａ〜５１ｅを囲む範囲が大きくなるほど歪みを矯正する効果は大きくなり、絞り部５１ａ〜５１ｅを完全に囲むことで歪みの矯正効果は最大となる。なお、実用上問題のないレベルまで歪みを矯正するためには溝部５３が絞り部５１ａ〜５１ｅを完全に囲んでいる必要はないが、少なくとも絞り部５１ａ〜５１ｅの対向する二方向に沿って溝部５３を刻印する必要がある。

図４は、絞り部５１ａの端部周辺（図３の破線円Ｓ′内）の部分拡大図であり、図５は、絞り部５１ａ周辺の部分断面図（図４のＡＡ′矢視断面図）である。本実施形態においては、溝部５３は絞り部５１ａ〜５１ｅの凸方向（図５の上方向）から刻印されている。絞り部５１ａ〜５１ｅの凹方向から溝部５３を刻印した場合にも歪みの矯正効果はあるが、絞り部５１ａ〜５１ｅの形成時に応力の加わる方向（図５では下から上方向）と逆方向から溝部５３を刻印することにより、歪みの矯正効果がより高くなる。また、絞り部５１ａ〜５１ｅの外縁部から溝部５３までの距離ｄを絞り部５１ａ〜５１ｅの両側において略等距離とすることで、絞り部５１ａ〜５１ｅの形成により発生する歪みを絞り部５１ａ〜５１ｅの両側において略均等に矯正することができる。

絞り部５１ａ〜５１ｅの外縁部から溝部５３までの距離ｄや溝部５３の深さは、フレーム本体５０ａを構成する板金の厚みや材質等によって適宜設定すれば良いが、距離ｄが大きくなりすぎたり、溝部５３の深さが小さすぎたりすると歪みの矯正効果が低下する。一方、溝部５３の深さが大きすぎると溝部５３の部分で支持フレーム５０の強度が低下する。本実施形態においては、フレーム本体５０ａの厚みを０．８ｍｍ、溝部５３の深さを０．３ｍｍとし、距離ｄを５〜１０ｍｍとしている。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、本実施形態においては露光ユニット１２の支持フレーム５０を板金フレームの一例に挙げて説明したが、画像形成装置１の他の部分に配置される板金フレームや、画像形成装置以外の電子機器の板金フレームにも適用できるのはもちろんである。

また、上記実施形態においては、支持フレーム５０にリブ状の絞り部５１ａ〜５１ｅを形成しているが、絞り部の形状や大きさについても、板金フレームの配置場所や配置目的に応じて本発明の目的の範囲内で適宜変更可能である。

本発明は、画像形成装置等の電子機器に用いられる板金フレームに利用可能であり、フレーム本体に形成される絞り部を少なくとも対向する二方向から挟むように、絞り部の外縁部から一定の間隔を隔てて線状の溝部を刻印したものである。本発明の利用により、板金フレームの剛性及び面精度を簡易な構成で高めることができ、従来に比べ薄型且つ軽量で、強度的にも優れた電子機器を提供することができる。

１ 画像形成装置（電子機器）
１２ 露光ユニット
５０ 支持フレーム（板金フレーム）
５０ａ フレーム本体
５１ａ〜５１ｅ 絞り部
５３ 溝部

Claims (4)

1. 平板状のフレーム本体と、
   該フレーム本体に形成される１つ以上の絞り部と、
   を有する板金フレームにおいて、
   前記絞り部を形成した後に、前記絞り部を少なくとも対向する二方向から挟むように、前記絞り部の外縁部から一定の間隔を隔てて線状の溝部を前記絞り部の凸方向から刻印したことを特徴とする電子機器用の板金フレーム。
2. 前記溝部は、前記絞り部の外縁部からの距離が略等距離となるように刻印されることを特徴とする請求項１に記載の板金フレーム。
3. 前記溝部は直線部分と曲線部分の少なくとも一方を含む、１本以上の間欠的でない線状であり、前記絞り部の略全域を囲むように刻印されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の板金フレーム。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の板金フレームを備えた電子機器。

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