(57)【要約】【課題】フレーム部材から発生する騒音レベルを低減すると共に、フレーム部材の騒音レベルの個体差も低減する。【解決手段】定着モータ５６と、定着ローラ５１ｂと、定着モータ５６の出力を伝達して定着ローラ５１ｂを回転させる定着ローラギア５５、アイドラギア６５、定着モータギア６６と、定着モータ５６、定着ローラ５１ｂ、定着ローラギア５５、アイドラギア６５、定着ローラギア５５を保持する後側板６１を備える画像形成装置であって、後側板６１に対し力を付勢するテンションスプリング７３と、後側板６１に設けられたテンションスプリング７３の端部を固定するテンションスプリング固定部７２と、テンションスプリング７３が付勢する力を調整可能なラチェット機構７４を備え、テンションスプリング７３の端部はテンションスプリング固定部７２とラチェット機構７４に取り付けられている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源と、
出力軸と、
前記駆動源からの出力を伝達して前記出力軸を回転させる駆動伝達機構と、
前記駆動源と前記出力軸と前記駆動伝達機構を保持するフレーム部材と、
を備える画像形成装置であって、
前記フレーム部材に対し力を付勢する付勢部材と、
前記フレーム部材に設けられた前記付勢部材の端部を固定する固定部と、
前記付勢部材が付勢する力を調整可能なテンション機構と、を備え、
前記付勢部材の端部は、前記固定部と前記テンション機構に取り付けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記付勢部材は、引張りバネ又は圧縮バネ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。
【請求項３】
前記テンション機構は、ラチェット機構であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記固定部と前記テンション機構は、前記フレーム部材の両面に設けられ、
前記フレーム部材の各面において、前記付勢部材の端部が前記固定部と前記テンション機構に取り付けられ、
前記付勢部材が付勢する力は、前記フレーム部材の両面において等しくなるように調整されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記フレーム部材は、前記出力軸と前記駆動伝達機構を保持するメインフレーム部材と、前記メインフレーム部材に取り付けられ前記駆動源を保持するサブフレームユニットと、を有し、
前記サブフレームユニットは、前記付勢部材の端部が接続された前記固定部と前記テンション機構が設けられたサブフレーム部材と、前記メインフレーム部材に取り付けるための固定プレートと、回動を固定可能なロック機構を有し前記サブフレーム部材と前記固定プレートを回動自在に結合するヒンジ部と、を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記付勢部材は、板バネ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。
【請求項７】
前記固定部は、前記板バネの一方の端部を嵌め込むための穴部であり、
前記テンション機構は、前記板バネの付勢力を調整するために設けられた前記板バネの他方の端部を嵌め込むための複数の穴部であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記フレーム部材は、静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体の静電潜像を現像し、トナー像を形成する現像手段と、前記像担持体のトナー像が転写される中間転写手段と、トナー像が転写される記録紙を搬送する搬送手段と、転写されたトナー像を記録紙に定着させる定着手段と、を保持することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記駆動源は、モータであり、
前記出力軸とは、前記像担持体、前記露光手段、前記現像手段、中間転写手段、前記搬送手段、又は前記定着手段を駆動するためのローラであり、
前記駆動伝達機構とは、前記モータの駆動を前記出力軸に駆動を伝達するギア、ベルト、又はロープであることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータやファクシミリ、複写機などの機器が広く普及してくることに伴い、快適なオフィス環境を構築するため、オフィスに設置される機器は、より静音であることが求められている。複写機などの画像形成装置から騒音が発生する要因には様々な要因があり、例えば、給紙トレイに積載されている記録紙をピックアップする際や、記録紙を搬送ローラにより搬送する際に発生する音が、記録紙に起因した騒音として挙げられる。また、画像形成装置内部に冷却用ファンが設けられている場合には、ファンの風切り音も騒音の要因として挙げられる。更に、画像形成装置の駆動系から発生する騒音としては、例えばモータの駆動音、モータの回転数を所定の回転数に減速変換するための減速機構から発生する音、モータや減速機構が取り付けられているフレームから発生する音等が挙げられる。そして、上記の騒音の中でも、特にフレームから発生する騒音の占める割合が大きい。フレームに起因する騒音は、フレームに取り付けられているモータの電磁振動や、減速機構によるフレームの周期的な励振によって、フレーム表面が振動することにより発生する。
【０００３】
そのため、画像形成装置における騒音を抑制するための対策技術としては、例えば、特許文献１では、吸音部材を備えた防音具を外装ケースに取り付けることにより、外装ケースの隙間から漏洩する騒音を低減する技術が提案されている。また、特許文献２では、駆動騒音対策として、制振部材を、画像形成装置を駆動する駆動ボックスの筺体と外装部材に接触するように配置することにより、駆動系を作動させた際の騒音の発生を抑制する技術が提案されている。その他、フレーム部材自体の共振周波数と駆動系がフレーム部材を加振する励振周波数をずらすように、フレーム部材の構造設計を行うことによっても、フレームに起因する騒音の発生を低減させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−９３７６６号公報
【特許文献２】特開２００８−１２９２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、一般に画像形成装置のフレーム部材には板金が用いられることが多く、板金を用いたフレーム部材では、ネジの締め付けトルクのばらつきや板金の加工公差等により、フレーム部材毎の共振周波数のばらつきが、製造上必ず発生する。そして、フレーム剛性がばらついた場合には、フレーム部材の共振周波数が、駆動系からの励振による励振周波数と一致してしまう可能性がある。その結果、特許文献１や特許文献２で提案された対策技術では、騒音レベル全体を下げることはできるものの、画像形成装置のフレーム部材の個体差に起因する騒音レベルには対応できない。
【０００６】
本発明はこのような状況のもとでなされたもので、フレーム部材から発生する騒音レベルを低減すると共に、フレーム部材の騒音レベルの個体差も低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した課題を解決するため、本発明では次のとおりに構成する。
【０００８】
（１）駆動源と、出力軸と、前記駆動源からの出力を伝達して前記出力軸を回転させる駆動伝達機構と、前記駆動源と前記出力軸と前記駆動伝達機構を保持するフレーム部材と、を備える画像形成装置であって、前記フレーム部材に対し力を付勢する付勢部材と、前記フレーム部材に設けられた前記付勢部材の端部を固定する固定部と、前記付勢部材が付勢する力を調整可能なテンション機構と、を備え、前記付勢部材の端部は、前記固定部と前記テンション機構に取り付けられていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、フレーム部材から発生する騒音レベルを低減すると共に、フレーム部材の騒音レベルの個体差も低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１〜４の画像形成装置の画像形成部の模式断面図、画像形成装置の全体斜視図、及び定着器の模式断面図
【図２】実施例との比較のための従来の画像形成装置において、定着器が後側板に取り付けられている状態を示す図、及び定着器が後側板と前側板に取り付けられている状態を示す図
【図３】加振実験に用いた画像形成装置の外観図、及び加振試験の測定結果を示す図
【図４】加振実験に用いた画像形成装置の外観図、及び加振試験の測定結果を示す図
【図５】実施例１の画像形成装置において、定着器が後側板に取り付けられている状態を示す図、及び定着器が後側板と前側板に取り付けられている状態を示す図
【図６】実施例２の画像形成装置において、定着器が後側板に取り付けられている状態を示す図
【図７】実施例２の画像形成装置において、定着器が後側板と前側板に取り付けられている状態を示す図、及びラチェット構成を詳細に示した図
【図８】実施例３の画像形成装置において、定着器が後側板と前側板に取り付けられている状態を示す図、及び後側板の両側に設けられたテンション機構を詳細に示した図
【図９】実施例４の画像形成装置において、定着器が後側板と前側板に取り付けられている状態を示す図、及び駆動側板ユニットと後側板の取り付けを詳細に示した図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
［画像形成装置の概要］
まず、本実施例の画像形成装置の構成について、図１を用いて説明する。図１（ａ）は、電子写真方式の画像形成装置１の画像形成部周辺を模式的に示した図である。画像形成装置１は、不図示のプリンタ制御部からの制御信号に基づいて、記録紙に画像形成を行う。なお、以降説明する各図面において、同一部材や同一構成品、同一箇所については、同一の符号を付すものとする。
【００１３】
図１（ａ）において、Ｍ（マゼンタ）画像形成部２２、Ｃ（シアン）画像形成部２３、Ｙ（イエロー）画像形成部２４、Ｋ（ブラック）画像形成部２５の構成は、すべて同一である。以下では、画像形成部２２〜２５の代表として、Ｋ画像形成部２５について詳細に説明し、他の画像形成部の説明は省略する。本実施例では、４つの画像形成部２２〜２５を有する画像形成装置について説明しているが、これに限定されるものでなく、また、画像形成部の並び方も、これに限定されるものではない。
【００１４】
Ｋ画像形成部２５において、一次帯電器２６は、像担持体である感光ドラム３０の表面を所定の電位に帯電し、静電潜像形成の準備を行う。感光ドラム３０は、露光手段であるレーザスキャナ２９からのレーザ光によって、その表面に静電潜像が形成される。現像器２８は、レーザスキャナ２９により形成された感光ドラム３０上の静電潜像を現像して、トナー像を形成する。なお、現像器２８には、現像バイアスを印加して現像を行うためのスリーブ（不図示）が含まれている。中間転写手段である中間転写ベルト３１は、ベルト駆動ローラ３４、ベルト従動ローラ３５、二次転写上ローラ３６に張架されている。一次転写ローラ３３は、中間転写ベルト３１の背面から電圧（転写バイアス）を印加し、感光ドラム３０上のトナー画像を中間転写ベルト３１上に転写する。中間転写ベルト３１への転写が終了すると、次の画像形成のために、ドラムクリーニングブレード２７により、感光ドラム３０に残ったトナーが掻き落とされる。
【００１５】
カセット４４には、記録紙Ｐが収納され、記録紙Ｐは、給紙ローラ４３によりカセット４４から繰り出され、二次転写上ローラ３６、二次転写下ローラ３７により構成される二次転写部に搬送される。画像形成部２２〜２５の各感光ドラム３０から中間転写ベルト３１上に転写された４色のトナー画像は、二次転写上ローラ３６、二次転写下ローラ３７により、記録紙Ｐに転写される。そして、トナー画像が転写された記録紙Ｐは、記録紙の搬送手段である記録紙搬送ローラ４５ａ、記録紙搬送従動ローラ４５ｂによって、搬送記録紙ガイド１２、１３を経由して、定着器５０に搬送される。定着器５０によって、記録紙Ｐは加熱・加圧され、トナーが記録紙Ｐに定着される。その後、記録紙Ｐは、搬送記録紙ガイド１４を経由して、排紙ローラ４６ａ、排紙従動ローラ４６ｂによって排紙トレイ４９へ排出される。
【００１６】
図１（ｂ）は、外装カバーを外してフレーム部材等が見えるようにした画像形成装置１を正面右斜め方向から見た斜視図である。なお、図１（ｂ）では、図１（ａ）に示した搬送記録紙ガイド１２、１３、１４、記録紙搬送ローラ４５ａ、記録紙搬送従動ローラ４５ｂ、及び定着器５０は不図示である。また、画像形成装置１は、４つの支持フレーム、即ち右前支持フレーム６７ａ、右後支持フレーム６７ｂ、左前支持フレーム６７ｃ、左後支持フレーム６７ｄにより支持されている。更に、各支持フレーム間にはフレーム部材６である後側板６１、右側板６１ａ、左側板６１ｂ、図１（ｂ）の正面側の前側板６１ｃ（不図示）が設けられている。なお、図１（ｂ）において、図１（ａ）と同じ構成品については同じ符号を付しており、説明を省略する。
【００１７】
［定着器の概要］
次に、本実施例の定着器５０について、図１（ｃ）を用いて説明する。図１（ｃ）は、本実施例の画像形成装置１が有する熱ローラ方式の定着器５０の基本構成を示した図である。図１（ｃ）に示す定着器５０は、定着ローラ５１ｂと加圧ローラ５１ａを備えている。定着ローラ５１ｂは、内部に加熱体であるハロゲンヒータ５１ｂｈを備えた円筒状の定着ローラ芯金５１ｂｓを有し、定着ローラ芯金５１ｂｓの表面には離型性層５１ｂｒが形成されている。加圧ローラ５１ａは、耐熱性ゴム層である耐熱性ゴム膜５１ａｇで包まれた棒状の加圧ローラ芯金５１ａｓを有し、耐熱性ゴム膜５１ａｇの表面には、離型性層５１ａｒが形成されている。
【００１８】
更に、加圧ローラ５１ａにはローラ側バネ受け５９ｂが設けられ、一方、定着器５０にはユニット側バネ受け５９ａが設けられている。２つのバネ受け５９ａ、５９ｂとの間には、加圧バネ５８が配置されており、加圧バネ５８により、加圧ローラ５１ａが定着ローラ５１ｂに押し付けられてニップ部が形成される。そして、形成されたニップ部により、記録紙Ｐの搬送が行われると、記録紙Ｐ上のトナーは、ハロゲンヒータ５１ｂｈからの熱とニップ部からの圧力によって、記録紙Ｐに定着される。
【００１９】
また、定着ローラ５１ｂには、温度検知を行う不図示のサーミスタが配設されている。そして、サーミスタにより検知された定着ローラ５１ｂの温度に基づいて、ハロゲンヒータ５１ｂｈへの供給電圧が温度調節回路を介して制御され、定着ローラ５１ｂの表面の温度調節が行われる。
【００２０】
［定着器のフレーム部材への固定方法］
続いて、定着器５０と画像形成装置１のフレーム部材との固定方法について、図２（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図２（ａ）は、定着器５０と画像形成装置１のフレーム部材である後側板６１を、図１（ｂ）の画像形成装置１の斜め下方向から見た図である。図２（ａ）において、記録紙Ｐは、手前側（図面左側）から記録紙搬送口５７に搬送され、奥方向（図面右方向）に搬出される。図２（ｂ）は、定着器５０と画像形成装置１のフレーム部材である後側板６１、前側板６１ｃを、図１（ｂ）の画像形成装置１の真下方向から見た図である。図２（ｂ）において、記録紙Ｐは、図面上部から定着器５０に搬送され、図面下部方向に送出される。
【００２１】
図２（ａ）において、駆動源である定着モータ５６は、定着モータ５６の回転軸に取り付けられた定着モータギア６６を回転させる。アイドラギア６５は、定着モータギア６６の回転を定着ローラギア５５に伝達する。定着ローラギア５５は、定着ローラ５１ｂの軸端部に取り付けられている。このように、駆動伝達機構であるアイドラギア６５等により、定着モータ５６の回転が定着ローラ５１ｂに伝達され、出力軸である定着ローラ５１ｂが回転する。図２（ａ）において、画像形成装置１のフレーム部材である後側板６１、前側板６１ｃ（不図示）には、定着器位置決め部６２が設けられ、定着器位置決め部６２には、定着器位置決め穴６３が設けられている。一方、定着器５０には、定着器位置決め穴６３に嵌る突出部を備えた定着器位置決め５２と、定着器５０を後側板６１、前側板６１ｃに固定するための定着器固定ラッチ５４が設けられている。図２（ｂ）において、後側板６１及び前側板６１ｃには、定着器固定部６２ａが設けられている。そして、定着器固定部６２ａ内部には、定着器５０の定着器固定ラッチ５４が嵌るように、定着器固定穴６２ｂ（不図示）が設けられている。
【００２２】
定着器５０を画像形成装置１のフレーム部材６へ固定する場合には、まず、前側板６１ｃ及び後側板６１の両方に設けられている定着器位置決め穴６３に、定着器５０の定着器位置決め５２を差し込む。これにより、後側板６１及び前側板６１ｃの定着器固定穴６２ｂに、定着器５０の定着器固定ラッチ５４が嵌り、不図示の定着器ラッチバネにより、定着器固定ラッチ５４が定着器固定穴６２ｂにバネ付勢されることにより、定着器５０が固定される。なお、図２（ａ）に示す定着器解除レバー５３を押すことにより、定着器固定ラッチ５４の定着器固定穴６２ｂへのラッチ状態が解除される構成になっており、定着器５０をフレーム部材６の後側板６１、前側板６１ｃから取り外すことができる。そして、図２（ｂ）に示すように、後側板６１、前側板６１ｃに定着器５０が取り付けられている状態では、定着モータ５６は、フレーム部材６の構成要素である後側板６１に固定されている。また、アイドラギア６５はアイドラ軸６５ａを中心に回転するギアであり、アイドラ軸６５ａは、後側板６１にかしめられている。
【００２３】
［フレーム部材における騒音発生の要因］
画像形成装置１において、不図示のプリンタ制御部からの制御指令により画像形成動作が開始されると、定着モータ５６が回転を始め、定着モータ５６が固定されている後側板６１を振動させる。特に、定着モータ５６がステッピングモータの場合には、モータの相切り替えのタイミングに応じて、周期的な外力が後側板６１に加えられ、後側板６１、更に前側板６１ｃからも、定着モータ５６の振動による騒音が発生する。また、アイドラギア６５が定着ローラ５１ｂからの反力を受けて、アイドラ軸６５ａの周期的な軸倒れが発生すると、後側板６１を振動させるので、騒音が発生する。更に、定着モータ５６もアイドラギア６５からの反力を受けることにより、後側板６１を振動させ、これによっても騒音が発生する。
【００２４】
また、図１（ｃ）で説明したように、定着器５０においては、加圧ローラ５１ｂは、定着器５０内部の両側に設けられた加圧バネ５８によって、定着ローラ５１ａに数ｋｇ以上の非常に大きい力で押し当てられている。その結果、定着ローラ５１ａを回転させるには非常に大きいトルクが必要となり、定着モータ５６がアイドラギア６５から受ける反力も大きくなる。そのため、印刷動作時においては、定着モータ５６やアイドラギア６５の駆動系がフレーム部材６、特に後側板６１を励振させてしまうことにより、フレーム部材において、騒音が発生する。
【００２５】
一般的に、画像形成装置の中でも、特に定着器５０が取り付けられているフレーム部位において、騒音発生の度合いが大きくなりやすい傾向がある。そこで、本実施例では、定着器５０及び定着器５０が取り付けられているフレーム部材を対象として、騒音の低減について説明する。
【００２６】
例えば、定着モータ５６として２相ステッピングモータを１２００ｒｐｍ（１分間当たりの回転数）フルステップ駆動で回転させた場合に、定着モータ５６が後側板６１を振動させるケースについて考える。２相ステッピングモータの基本ステップ角は１．８°（度）であるため、ステッピングモータを１回転にさせるのに必要な印加パルスは、２００パルス（＝３６０°／１．８°）である。ステッピングモータを９００ｒｐｍで回転させると、１秒間で１５回転（＝９００回転／６０秒）するため、１５（回転）×２００（パルス）＝３０００Ｈｚを基本周波数とする周期で、定着モータ５６であるステッピングモータは回転する。そして、定着モータ５６は、基本周波数を３０００Ｈｚとして、その高調波成分（次数成分）も含めて、フレーム部材である後側板６１を振動させてしまう。
【００２７】
次に、定着モータ５６がアイドラギア６５から反力を受けて、フレーム部材である後側板６１を励振する場合について考える。例えば、定着モータギア６６の歯数が１２歯とすると、定着モータ５６が９００ｒｐｍで回転しているときには、定着モータ５６は１秒間に１５回転する。そのため、定着モータギア６６は、アイドラギア６５の歯数に関係なく、１５（回転）×１２（歯）＝１８０Ｈｚを基本周波数とする周期で回転している。そして、定着モータギア６６は、基本周波数を１８０Ｈｚとして、その高調波成分（次数成分）も含めて、フレーム部材である後側板６１を振動させてしまう。その結果、本実施例では、後側板６１において、駆動系を起因とする基本周波数が１８０Ｈｚの次数成分、及び基本周波数が３０００Ｈｚの次数成分の騒音が発生することになる。
【００２８】
［フレーム部材の共振周波数］
次に、フレーム部材の共振周波数を測定するために行った加振実験について、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、本実験に用いた画像形成装置の斜視図である。本実験では、図３（ａ）に示す実験用フレーム部材６８のサイド側板８０の加振部８６に対して、インパルスハンマーによる加振実験を行い、ハンマー加振部位の加速度を測定した。図３（ｂ）は、加振実験結果を示した図であり、破線で示す波形１０２は、測定された周波数特性の波形を示す。図３（ｂ）の縦軸は、インパルスハンマーで加振したときの伝達関数であり、単位はｇ／Ｎ（加速度／力）である。ここで、「ｇ」とは、重力加速度のことであり、１ｇ≒９．８ｍ／ｓ２である。また、「Ｎ」はニュートンである。更に、図３（ｂ）の横軸は、周波数であり、単位はＨｚ（ヘルツ）である。図３（ｂ）より、実験用フレーム部材６８のサイド側板８０において、伝達関数の値が最も大きい共振周波数のピーク１０２ｐは、約２０１０Ｈｚであった。
【００２９】
定着モータギア６６が起因の励振周波数の１１次成分は、１８０（Ｈｚ）×１１（次）＝１９８０Ｈｚであり、１２次成分は２１６０Ｈｚ（＝１８０（Ｈｚ）×１２（次））である。定着モータギア６６が起因の励振周波数は、共振周波数のピークである約２０１０Ｈｚと一致せず、そのため、騒音レベルもさほど大きくはならない。
【００３０】
しかしながら、同じフレーム部材によって構成されている画像形成装置でも、フレーム部材のユニット公差等が原因で、共振周波数ずれが発生する。特に、モード密度が密集している２０００Ｈｚ以上の高周波数帯域では、共振周波数のユニット公差によるずれ量は大きくなる。そのため、フレーム部材が原因の共振周波数ずれに対応して、フレーム部材の個体毎に共振周波数をずらすことができる技術が必要になっている。
【００３１】
例えば、２点間に張られた弦に対し、加えている張力（テンション）を変更すると、弦の振動数が変化する。弦の長さをｌ、張力をＳ、線密度をρとすると、弦の振動数ｆｎは理論的に次式で定義される。
【００３２】
2014010159.tif 000003
弦と同様に、フレーム部材のような平板に関しても、張力を付与すると、共振周波数が変化することが一般的に言える。
【００３３】
そこで、図４（ａ）に示す構成において、インパルスハンマーによる加振実験を行い、共振周波数がどの程度ずれるのか、測定を行った。図４（ａ）では、実験用フレーム部材６８のサイド側板８０に対して、手前側のロープ固定ピン８１と奥側のロープ固定ピン８１ａの２本のピンが設けられ、２本のピン間にロープ８２が張架されている。また、圧縮バネ８４の端部は、テンショナー８３と圧縮バネ固定部８５に接続されている。そして、ロープ８２に接触しているテンショナー８３に圧縮バネ８４による付勢力を与えることにより、サイド側板８０に張力を加え、前述の実験と同様に、サイド側板８０の加振部８６に対してインパルスハンマーによる加振実験を行った。図４（ｂ）は、加振実験の実験結果を示す図であり、破線で示す波形１０２は、図３（ａ）の構成における加振実験結果の波形を示し、実線で示す波形１０１は、図４（ａ）の構成における実験結果の波形を示す。図４（ｂ）において、縦軸は、インパルスハンマーで加振した場合の伝達関数（単位：ｇ／Ｎ（加速度／力））であり、横軸は、周波数（単位：Ｈｚ）である。図４（ｂ）に示すように、伝達関数の値が最も大きい共振周波数のピークは、張力をかけない図３（ａ）の場合には約２０１０Ｈｚ（図中１０２ｐ）であったが、サイド側板８０に張力をかけた図４（ａ）の場合には約２０８０Ｈｚ（図中１０１ｐ）となった。すなわち、サイド側板８０に張力を付与することにより、共振周波数をずらすことができた。以上のことから、フレーム部材のユニット公差等が原因でフレーム部材の共振周波数ずれが発生しても、騒音発生の大きい側板の張力を変更できるフレーム構成にすることにより、フレーム部材の個体差による騒音のばらつきを抑えることができることが分かる。
【００３４】
［フレーム部材の騒音レベルを低減させるフレーム構成］
上述した画像形成装置の構成、及び実験結果を踏まえ、図５（ａ）、（ｂ）を用いて、張力を簡単に変更することができ、後側板６１より発生する騒音のフレーム部材の個体差によるばらつきを抑制するフレーム構成について説明する。図５（ａ）は、前述した図２（ａ）と同様、フレーム部材の後側板６１と不図示の前側板６１ｃに対して、定着器５０が取り付けられている様子を示す斜視図である。図５（ｂ）は、前述した図２（ｂ）と同様、フレーム部材の後側板６１と前側板６１ｃに対して、定着器５０が取り付けられている様子を示した図である。図５（ａ）、（ｂ）は、図２（ａ）、（ｂ）と比べて、後側板６１に、付勢部材であるテンショナーの端部を差し込むための穴部であるテンショナー位置決め部６４とテンショナー位置調整部６４ａが設けられている点が異なる。図５（ａ）、（ｂ）において、テンショナー位置決め部６４とテンショナー位置調整部６４ａの穴部に、テンション付与用の板バネ７１の端部を差し込むように嵌め込むことにより、後側板６１に対して張力（テンション）が付与される。そして、後側板６１に対して加える張力を簡単に変更できるようにするために、テンショナー位置調整部６４ａは、後側板６１に複数個設けられている。例えば、図５（ａ）では、テンショナー位置調整部６４ａは、３箇所設けられており、板バネ７１の端部７１ａの差し込む位置を変更することにより、後側板６１の共振周波数を、例えば３０Ｈｚずつずらすことができる構成になっている。
【００３５】
板バネ７１の端部７１ａのテンショナー位置調整部６４ａに対する差し込み位置の変更は、製造工程における画像形成装置組立て後の動作チェック時、又は運用開始後のサービスメンテナンス時に実施される。製造工程では、画像形成装置の組立て後に、後側板６１に対して加振試験を行って共振周波数を測定し、駆動系に起因する励振周波数とのずれを確認する。励振周波数の比較的近い周波数帯域に後側板６１の共振周波数が存在するようであれば、板バネ７１の端部７１ａのテンショナー位置調整部６４ａへの差し込み位置を変更することにより、共振周波数をずらすことができる。
【００３６】
また、例えばビス緩みなどの画像形成装置の経時的な劣化により、後側板６１の共振周波数がずれてくるような場合がある。このような場合には、サービスメンテナンス要員が同様の加振試験を行って共振周波数を測定し、駆動系に起因する励振周波数とのずれに応じて、板バネ７１の端部７１ａの差し込み位置を変更することにより、後側板６１に対する張力を調整する。これにより、共振周波数をずらすことができ、フレーム部材の騒音レベルを抑制することができる。
【００３７】
以上説明したように、本実施例によれば、フレーム部材から発生する騒音レベルを低減すると共に、フレーム部材の騒音レベルの個体差も低減することができる。特に本実施例では、板バネの端部のテンショナー位置調整部における差し込み位置を変更するだけの簡単な構成で、フレーム部材の騒音低減及びフレーム部材の個体差が原因の騒音を抑制することができる。なお、本実施例の説明は、定着器５０と定着器５０が取り付けられているフレーム部材を例に挙げたが、モータや駆動伝達機構により回転駆動されるローラを有する感光ドラム、現像器、中間転写ベルト等のフレーム部材に保持されたユニットにも適用できる。
【実施例２】
【００３８】
実施例１では、後側板にテンショナー位置決め部とテンショナー位置調整部を設け、テンショナー（付勢部材）である板バネのテンショナー位置調整部に対する差し込み位置を変更することにより、後側板から発生する騒音レベルの低減を行う構成について説明した。本実施例では、実施例１のテンション付与用の板バネの代わりに、引張りバネであるテンションスプリングを用いた例について説明する。
【００３９】
［フレーム部材の騒音レベルを低減させるフレーム構成］
図６は、フレーム部材の後側板６１と不図示の前側板６１ｃに対して、定着器５０が取り付けられている様子を示す斜視図である。図７（ａ）は、フレーム部材の後側板６１と前側板６１ｃに対して、定着器５０が取り付けられている様子を示した図である。図６、図７（ａ）において、後側板６１にはテンションスプリング固定部７２とラチェット機構７４が設けられ、引張りバネであるテンションスプリング７３の端部が接続されている。ラチェット機構７４は、付勢部材であるテンションスプリング７３が付勢する力を調整可能なテンション機構であり、歯車と歯止め（爪）を組み合わせてステーに取り付け、動作方向を一方に制限するために用いられる機構である。
【００４０】
図７（ｂ）は、図６、図７（ａ）の後側板６１に設けられたテンションスプリング固定部７２、ラチェット機構７４に接続されたテンションスプリング７３の部分を拡大し、ラチェット機構７４の内部構造を表した模式図である。図７（ｂ）を用いて、ラチェット機構７４について説明する。図７（ｂ）において、テンションスプリング７３の一方の端部はテンションスプリング固定部７２に接続され、他方の端部はラチェットバネ固定部７９ａに接続されている。そして、ラチェット軸７９を回転させることにより、ラチェットバネ固定部７９ａも同時に回転し、テンションスプリング７３の付勢力を調整することができる。図７（ｂ）において、ラチェット軸７９を反時計回り方向に回転させることにより、テンションスプリング７３の引張り力（張力）を大きくすることができる。そして、ラチェット軸７９を反時計回り方向に一定量回転させると、ラチェット歯車７８が歯止め７７と噛み合い、これにより、テンションスプリング７３の張力が保持され、ラチェット軸７９の逆方向（時計回り方向）の回転が防止される。
【００４１】
また、ラチェットステー７５ｓには、ラチェット解除レバー７５と歯止め７７が取り付けられ、ラチェット解除レバー７５と歯止め７７とは、歯止めバネ７６により接続されている。そして、テンションスプリング７３の張力を弱くしたい場合には、まず、ラチェット解除レバー７５を時計回り方向に倒す。これにより、ラチェット解除レバー７５の動きが歯止めバネ７６により歯止め７７に伝わり、歯止め７７がラチェット歯車７８から外れる。その結果、歯止め７７とラチェット歯車７８が噛み合ったロック状態が解除され、ラチェット軸７９を時計回り方向に回転させることにより、テンションスプリング７３の張力を下げることができる。
【００４２】
このように、ラチェット軸７９を回転させて、後側板６１に対してテンションを付与するテンションスプリング７３の張力を調整することにより、実施例１と同様に、後側板６１の共振周波数をずらすことができる。更に、実施例１で説明した加振試験を行って測定された共振周波数と駆動系に起因する励振周波数との比較を行い、２つの周波数が近ければ、ラチェット軸７９の操作により共振周波数をずらすことにより、後側板６１における騒音レベルを低減することができる。
【００４３】
以上説明したように、本実施例によれば、フレーム部材から発生する騒音レベルを低減すると共に、フレーム部材の騒音レベルの個体差も低減することができる。特に、本実施例では、ラチェット軸を回転させるだけの簡単な操作により、後側板に付勢されるテンション量を調整することができる。その結果、後側板の共振周波数を駆動系の励振周波数に応じて調整することができ、フレーム部材の騒音低減及びフレーム部材の個体差が原因の騒音を抑制することができる。
【実施例３】
【００４４】
実施例２では、後側板の片面にテンションスプリングとラチェット機構を用いた構成により、後側板から発生する騒音レベルの低減を行うと共に、フレーム部材の個体差による騒音を低減する実施例について説明した。実施例２は、テンションスプリングとラチェット機構を後側板の片側に設けた構成であったが、本実施例では、後側板の両側にテンションスプリングとラチェット機構を設けた構成の実施例について説明する。
【００４５】
［フレーム部材の騒音レベルを低減させるフレーム構成］
実施例２では、図７（ａ）に示すように、後側板６１の片側にだけテンションスプリング７３とラチェット機構７４が設けられていた。その結果、実施例２の構成では、後側板６１の片側だけにテンションが付与されるため、後側板６１の板金の撓み、すなわち、画像形成装置のフレーム部材に対する静的な変形が生じる。そして、過度の静的変形が生じると、定着器５０の位置を決めている定着器位置決め穴６３の位置変形量が大きくなってしまい、その結果、定着器５０のねじれが生じ、定着ムラなどの原因となる。また、過度の静的変形が生じると、フレーム部材の構成によっては、定着器５０だけでなく、感光ドラム３０や中間転写ベルトユニットなどのアライメント関係にも、ずれが生じる可能性がある。その結果、感光ドラム３０上の画像を中間転写ベルト３１に重ね合わせるときの位置ずれによる画像劣化や、記録紙Ｐが斜送されることによる記録紙Ｐへの画像転写位置ずれなどの発生が懸念される。
【００４６】
そこで、本実施例では、後側板６１の両側からテンション（張力）を後側板６１に加える構成にし、後側板６１の静的変形を防止する例について、図８（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図８（ａ）は、フレーム部材の後側板６１と前側板６１ｃに対して、定着器５０が取り付けられている様子を示した図である。図８（ａ）は、実施例２の図７（ａ）と比べて、後側板６１の左側（定着器５０側）にも、引張りバネであるテンションスプリング７３ａの端部が接続されるテンションスプリング固定部７２ａとラチェット機構７４ａが設けられている点が異なる。
【００４７】
図８（ｂ）は、図８（ａ）の後側板６１の両側に設けられたテンションスプリング７３ａ、７３ｂ、ラチェット機構７４ａ、７４ｂ等の後側板６１への付勢部分を拡大した図である。図８（ｂ）を用いて、後側板６１の静的変形を防止できる本実施例の構成について説明する。以下の説明において、「外側」とは、図８（ｂ）に示す後側板６１の右側（定着モータ５６側）を指し、「内側」とは、図８（ｂ）に示す後側板６１の左側（定着器５０側）を指す。図８（ｂ）において、外側ラチェットバネ固定部７９ａｂ、内側ラチェットバネ固定部７９ａａから後側板６１面に対して垂線を引き、後側板６１中立面（後側板６１の両面から等距離の面）と交差する点をラチェット部中立点９（以下、中立点９という）とする。そして、中立点９から外側ラチェットバネ固定部７９ａｂまでの距離をＬ１、中立点９から内側ラチェットバネ固定部７９ａａまでの距離をＬ２と定義する。また、後側板６１に対する外側テンションスプリング７３ｂの傾斜角度をθ１、後側板６１に対する内側テンションスプリング７３ａの傾斜角度をθ２と定義する。更に、ラチェット機構７４ｂを回転させ、外側テンションスプリング７３ｂの自然長からの伸び量をｘ１とし、ラチェット機構７４ａを回転させ、内側テンションスプリング７３ａの自然長からの伸び量をｘ２とする。そして、外側テンションスプリング７３ｂのバネ定数をｋ１、内側テンションスプリング７３ａのバネ定数をｋ２とすると、次の２つの式が成立する場合に、後側板６１の中立点９において、両側の付勢力が同じであるため、後側板６１の静的変形が生じない。
【００４８】
（式１）  ｋ１×ｘ１×ｓｉｎθ１＋ｋ２×ｘ２×ｓｉｎθ２＝０
（式２）  ｋ１×ｘ１×ｃｏｓθ１×Ｌ１−ｋ２×ｘ２×ｃｏｓθ２×Ｌ２＝０
式１は、中立点９における左右方向の力のつり合いを示した式であり、式１が成立することにより、図８（ｂ）の後側板６１の外側テンションスプリング７３ｂの張力と、内側テンションスプリング７３ａの張力とが等しく、つり合いが取れていることが分かる。式２は、中立点９における上下方向のモーメントのつり合いを示した式であり、式２が成立することにより、後側板６１の外側テンションスプリング７３ｂの張力と、内側テンションスプリング７３ａの張力とが等しく、つり合いが保たれていることが分かる。
【００４９】
なお、式１、式２は、ラチェット機構７４ａ、７４ｂの中立点９における左右方向、上下方向のつり合いを示した式であり、式１、２が成立することにより、中立点９において静的変形が生じない。更に、後側板６１で静的変形が生じないためには、例えば、スプリング固定部７２ａ、７２ｂのスプリング固定部中立点９ｓなど、他の固定部についても同様の関係が成立する必要がある。
【００５０】
このように、後側板６１の両側に設けられたラチェット機構７４ａ、７４ｂを操作して、後側板６１にテンションを付与するテンションスプリング７３ａ、７３ｂの張力が後側板６１の中立点において等しくなるように調整する。これにより、後側板６１の静的変形を防ぐと共に、実施例２と同様に、後側板６１の共振周波数をずらすことができる。更に、加振試験を行って測定された共振周波数と、駆動系に起因する励振周波数との比較を行い、２つの周波数が近ければ、ラチェット機構７４ａ、７４ｂの操作により共振周波数をずらすことにより、後側板６１における騒音レベルを低減することができる。
【００５１】
以上説明したように、本実施例によれば、フレーム部材から発生する騒音レベルを低減すると共に、フレーム部材の騒音レベルの個体差も低減することができる。特に、本実施例では、ラチェット機構をフレーム部材の両側に設けたことにより、フレーム部材における騒音レベルの低減を図ると共に、フレーム部材の両側のテンションを等しくすることにより、フレーム部材の静的変形も防ぐことができる。その結果、画像形成装置としての画像品位を損なうことなく、フレーム部材の騒音を低減することができる。
【実施例４】
【００５２】
実施例１〜３では、定着モータの回転を定着器の定着ローラに伝達する伝達機構であるアイドラギア等が、定着器とフレーム部材である後側板の間に配置された構成において、フレーム部材から発生する騒音レベルを低減させる例について説明した。本実施例では、定着モータを配置したユニットにテンションスプリングとラチェット機構を設け、このユニットを後側板に取り付けた構成で、フレーム部材から発生する騒音レベルを低減する例について説明する。
【００５３】
［フレーム部材の騒音レベルを低減させるフレーム構成］
図９（ａ）は、フレーム部材の後側板６１と前側板６１ｃに対して、定着器５０が取り付けられている様子を示した図である。図９（ａ）では、定着モータ５６、定着モータギア６６を備えた駆動側板ユニット６００が後側板６１に取り付けられている。実施例１〜３では、後側板６１と定着器５０との間に配されていたアイドラギア６５、定着ローラギア５５は、本実施例では、後側板６１の定着器５０側ではなく、後側板６１の外側に設けられている。
【００５４】
図９（ｂ）は、図９（ａ）のメインフレーム部材である後側板６１に取り付けられた、サブフレームユニットである駆動側板ユニット６００を拡大した図である。駆動側板ユニット６００は、サブフレーム部材である駆動側板６０１、駆動側板ユニット６００を後側板６１に固定するユニット固定プレート６０６、及び駆動側板６０１とユニット固定プレート６０６を結合する駆動側板ユニットヒンジ部６０３から構成される。駆動側板ユニットヒンジ部６０３は、回動自在なヒンジ（蝶番）構成になっており、ヒンジ上部からヒンジロックネジ６０５を締めることにより、ヒンジが回転しないようにロックされるロック機構により、ヒンジ部の回動が固定可能な仕組みになっている。
【００５５】
このような構成の駆動側板ユニット６００において、フレーム部材から発生する騒音レベルの低減、及びフレーム部材の騒音レベルの個体差を低減する方法について説明する。まず、駆動側板固定ネジ６０４ａ、６０４ｂを用いて、駆動側板ユニット６００を後側板６１に固定する。ユニット固定プレート６０６の駆動側板固定ネジ６０４ａ、６０４ｂが貫通する穴部分には遊びが設けられている。そのため、ユニット固定プレート６０６を駆動側板固定ネジ６０４ａ、６０４ｂにより後側板６１にネジ止めする場合に、ユニット固定プレート６０６の位置を微調整することができる。次に、駆動側板６０１のヒンジロックネジ側の側板６０１ｂとユニット固定プレート６０６とが直角（９０°）になるように調整した後、ヒンジロックネジ６０５を締めて、駆動側板ユニットヒンジ部６０３が回動しないように固定する。
【００５６】
そして、駆動側板６０１に対してテンションを付与しない状態で、駆動側板６０１に対する加振試験を実施し、駆動側板６０１の共振周波数を測定する。そして、測定された駆動側板６０１の共振周波数が、駆動系による励振周波数と所定量よりもずれている場合には、駆動側板６０１に対してテンション付与は行わない。
【００５７】
ところが、測定された駆動側板６０１の共振周波数と駆動系による励振周波数が一致している、あるいは比較的近い周波数である場合には、駆動側板６０１に対してテンションを付与することにより、以下に説明する共振周波数ずらしを実施する。まず、加振試験の実施時のテンションを付与していない状態から、共振周波数をずらしたい分だけ、ラチェット機構７４を回転させて、駆動側板６０１にテンションを付与する。次に、ヒンジロックネジ６０５、及び駆動側板固定ネジ６０４ａ、６０４ｂを緩めると、ユニット固定プレート６０６の駆動側板固定ネジ６０４ａ、６０４ｂの穴部分には遊びがあるため、ユニット固定プレート６０６と後側板６１の穴部分の位置がずれる。その結果、図９（ｂ）に示すように、駆動側板６０１の定着モータが取り付けられた面側の側板６０１ａにおいて、若干量の撓みが発生する。ヒンジロックネジ側の側板６０１ｂは、駆動側板６０１のモータ取り付け面側の側板６０１ａに対して、板金の曲げ加工により９０°の角度で曲げられている。そのため、モータ取り付け面側の側板６０１ａに後側板６１方向の撓みが発生すると、ヒンジロックネジ側の側板６０１ｂは、モータ取り付け面側の側板６０１ａの撓みに伴い、図９（ｂ）に示すように台形状となり、外側に張り出してしまう。更に、ヒンジロックネジ６０５により、側板６０１ｂとユニット固定プレート６０６とが直角状態となるように、駆動側板ユニットヒンジ部６０３が固定されていると、後側板６１まで反ってしまうことになる。即ち、ヒンジロックネジ６０５を締めて、駆動側板ユニットヒンジ部６０３が回動しない状態で駆動側板６０１に対するテンション調整を行うと、後側板６１が反って実施例３で説明した定着器５０のねじれが発生し、その結果、定着ムラなどの発生が懸念される。
【００５８】
そこで、一旦、駆動側板ユニット６００を後側板６１から取り外した後に、駆動側板６０１に対してテンションスプリング７３によるテンションを付与し、駆動側板ユニット６００を後側板６１から離間させた状態で撓みを発生させる。次に、駆動側板ユニット６００に撓みを発生させた状態で、ヒンジロックネジ６０５を緩めたまま、ユニット固定プレート６０６を後側板６１に付き当てる。そして、ユニット固定プレート６０６の面と後側板６１の面を合わせた状態で、ヒンジロックネジ６０５を締めて、側板６０１ｂとユニット固定プレート６０６の角度を固定する。その後、定着モータギア６６とアイドラギア６５の位置関係を合わせながら、駆動側板固定ネジ６０４ａ、６０４ｂを締めて、駆動側板ユニット６００を後側板６１に固定する。この場合、ユニット固定プレート６０６を後側板６１に付き当てる際に、ヒンジロックネジ６０５を緩めているので、駆動側板ユニットヒンジ部６０３は回動自由である。そのため、後側板６１にユニット固定プレート６０６を取り付ける際に、後側板６１に負荷をかけることなく、ユニット固定プレート６０６を取り付けることができる。そして、その後、ヒンジロックネジ６０５を締めることで、後側板６１を撓ませることなく、駆動側板ユニット６００を固定することができる。
【００５９】
以上説明したように、本実施例によれば、フレーム部材から発生する騒音レベルを低減すると共に、フレーム部材の騒音レベルの個体差も低減することができる。本実施例で説明した共振周波数の調整手法を取ることにより、後側板に対して撓みを発生させず、駆動側板から発生する騒音レベルを低減することができると共に、固体差による騒音レベルのばらつきも抑えることができる。
【符号の説明】
【００６０】
５１ｂ    定着ローラ
５５      定着ローラギア
５６      定着モータ
６１      後側板
６５      アイドラギア
６６      定着モータギア
７２      テンションスプリング固定部
７３      テンションスプリング
７４      ラチェット機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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