(57)【要約】【課題】パイプフレームを使用し、低コストで高剛性の構造体を実現した画像形成装置の構造体を提供する。【解決手段】ベース部材と該ベース部材に立設したパイプフレームとにより形成した内部に、重量物ユニットを固定収納する画像形成装置の構造体において、パイプフレーム１１の先端部を、ブラケット１２に突き当てて締結した構成のパイプフレーム・ブラケット締結体１０としてある。従来のパイプフレーム・ブラケット締結体に対し、このパイプフレーム・ブラケット締結体１０では、先端部の変位量を約９８％に抑えることができ、画像形成装置の構造体の剛性を、従来例より高めることができる。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材と該ベース部材に立設したパイプフレームとにより形成した内部に、重量物ユニットを固定収納する画像形成装置の構造体において、
前記パイプフレームの先端部を、前記ベース部材に突き当てて締結したことを特徴とする画像形成装置の構造体。
【請求項２】
前記パイプフレーム先端部とベース部材との締結箇所に、補強部材を設けたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置の構造体。
【請求項３】
前記補強部材は、Ｌ字曲げ板金であることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置の構造体。
【請求項４】
前記補強部材は、前記パイプフレームに加わる負荷荷重方向の側に設けた支持板であることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置の構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置の構造体に関し、特に、パイプフレームを使用し、低コストで高剛性の構造体を実現した画像形成装置の構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機，プリンタ等の画像形成装置は、パイプフレームで構成した構造体を備えている場合が多い。そして、パイプフレーム構造体は、その内部に感光体，帯電装置，現像装置，定着装置等の重量物ユニットを収納して保護し、画像形成装置が形成する画像品質を保つために、高い剛性が必要である。
【０００３】
図１０（Ａ）は従来のパイプフレーム構造体１００の要部斜視図、図１０（Ｂ）はパイプフレームとブラケットの分解斜視図である。
図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、パイプフレーム構造体１００は、スチール製の長方形をしたベース部材１１０の四隅の角部に、断面形状長方形の４本のパイプフレーム１０１を立設してなる（但し、手前の２本のパイプフレームは図示省略）。パイプフレーム構造体１００の構成部材は、全てスチール製である。
【０００４】
ベース部材１１０は、四隅に設けた正方形のブラケット１１１と、長手方向に対向配置した２本の長手方向部材１１２と、短手方向に対向配置した２本の短手方向部材１１３と、中央部に配置した底板１１４とを備えてなる。このような複雑な構成を採るのは、前述の剛性を高めるためである。
【０００５】
パイプフレーム１０１の下端には、次に説明するブラケット１１１の側面に締結するための締結片１０１ａ，１０１ｂを、互いに９０°方向に突設形成する。ブラケット１１１には、剛性を高めるための折曲部１１１ａ，１１１ｂを設ける。１１１ｃは、前記パイプフレーム１０１の締結片１０１ａを当て込み、締結するための当て込み切欠である。
【０００６】
そして、パイプフレーム１０１の締結片１０１ａを当て込み切欠１１１ｃに当て込み、締結片１０１ｂをブラケット１１１の奥側面に配置した状態で、締結片とブラケットとを溶接またはネジ止めにより締結する。このパイプフレーム１０１とブラケット１１１とを締結した状態の構造体を、パイプフレーム・ブラケット締結体と呼ぶ（図１１参照）。
【０００７】
以上の構成のパイプフレーム構造体１００において、図１０（Ａ）に示したように、パイプフレーム１０１の先端側（開放端側）に負荷荷重Ｆｘを加える。すると、図１１の強度シミュレーション結果に示すように、パイプフレーム１０１とブラケット１１１とを締結した根元締結部１３０に、高い応力Ｐ（応力集中、斜線部で示す）が発生する。
【０００８】
この根元締結部１３０における高い応力Ｐの発生により、パイプフレーム１０１の補強手段として、パイプフレーム全体を補強するよりも、根元締結部１３０を重点的に補強することが効果的であることが分かる。即ち、根元締結部１３０の変形は、わずかな変位でも先端部（開放端）に大きな変位となって現れるので、根元締結部１３０を重点的に補強することは装置（画像形成装置）の変形を抑制する上で高い効果をもつといえる。
【０００９】
そこで、図１２に示すように、改良型のパイプフレーム１０１Ａでは、根元締結部の補強手段として、パイプフレーム１０１Ａの下端に２つのリブ１０１Ａａ，１０１Ａｂを設けている。なお、リブ１０１Ａａとリブ１０１Ａｂとの内側中間部には、加工性の面からリブを設けることができず、パイプフレーム１０１Ａとブラケット１１１との締結状態を補強する部材は存在しない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のパイプフレーム１０１Ａではリブ１０１Ａａ，１０１Ａｂを設けているので、応力の集中する根元締結部においてパイプフレームの持つ高い剛性効果が得られるものの、パイプフレーム１０１Ａの先端部では変位量が大きくなってしまう。
【００１１】
その理由は、前述のようにリブ１０１Ａａとリブ１０１Ａｂとの内側中間部にはリブを設けることができず、パイプフレーム１０１Ａとブラケット１１１との締結状態を補強する部材は存在しないからである。従って、パイプフレーム構造体全体から見ると、パイプフレーム先端部の変位量が大きく、高い剛性を確保できないことになる。
更に、当然のことながら、パイプフレーム構造体を低コストで製造することが要求される。
【００１２】
本発明は、上記の事情にかんがみなされたもので、パイプフレームを使用し、低コストで高剛性の構造体を実現した画像形成装置の構造体の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１記載の発明は、ベース部材と該ベース部材に立設したパイプフレームとにより形成した内部に、重量物ユニットを固定収納する画像形成装置の構造体において、
前記パイプフレーム（図１（Ａ），（Ｂ）の１１）の先端部を、前記ベース部材（ブラケット１２）に突き当てて締結した構成（パイプフレーム・ブラケット締結体１０）としてある。
【００１４】
具体的には、例えば図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、パイプフレーム１１を、ベース部材（図示省略）を構成するブラケット１２に突き当てて、例えば溶接により固定締結する。
【００１５】
このようにすれば、例えば図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、従来のパイプフレーム・ブラケット締結体１２０に対し、第１の実施形態のパイプフレーム・ブラケット締結体１０では、先端部の変位量を約９８％に抑えることが確認できた（第１の実施形態の最大変位が３０．５ｍｍに対し、従来例の最大変位が３１．０ｍｍ）。従って、画像形成装置の構造体の剛性を、従来例より高めることができる。
また、従来のパイプフレームより少ない型材料でも（締結片およびリブが不要）、強度の高いフレーム強度を実現できる。
【００１６】
次に請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置の構造体において、前記パイプフレーム（図３の１０Ａ）先端部とベース部材（ブラケット１２）との締結箇所に、補強部材（補強板１３）を設けた構成としてある。
具体的には、例えば図３に示すように、パイプフレーム１１ａの先端部とベース部材（ブラケット１２）との締結箇所に、補強板１３を溶接により固定締結する。
【００１７】
このようにすれば、例えば図４（Ａ），（Ｂ）、図９に示す強度シミュレーションの比較結果のように、根元締結部に補強部材を追加することで、加圧時の変位量を、従来例に比較し９７％に減少させることができる。
【００１８】
次に請求項３記載の発明は、請求項２記載の画像形成装置の構造体において、前記補強部材は、Ｌ字曲げ板金（図５のＬ字曲げ板金１４）である構成としてある。
【００１９】
具体的には、例えば図５に示すように、パイプフレーム１０の先端部とベース部材（ブラケット１２）との締結箇所に、補強部材としてＬ字曲げ板金１４を例えば溶接により固定締結する。
このようにすれば、例えば図６、図９に示す強度シミュレーションの比較結果のように、補強なしのパイプフレームに比べて加圧時変位量が８６％まで抑えることができる。
【００２０】
次に請求項４記載の発明は、請求項２記載の画像形成装置の構造体において、前記補強部材は、前記パイプフレーム（図７の１０ａ）に加わる負荷荷重方向の側に設けた支持板（１５）である構成としてある。
【００２１】
具体的には、例えば図７に示すように、パイプフレーム１１ａの先端部とベース部材（ブラケット１２）との締結箇所に、補強部材として支持板１５を、溶接により固定締結する。
このようにすれば、例えば図８、図９に示す強度シミュレーションの比較結果のように、補強部材（支持板１５）追加前に比べ、フレーム変位量を５８％まで抑制することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。なお、既に説明済みの部分には同一符号を付し、重複説明を省略する。
【００２３】
（１）　第１の実施形態
図１は本実施形態を示す図であって、（Ａ）はパイプフレーム・ブラケット締結体の斜視図、（Ｂ）は分解斜視図である。
図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、パイプフレーム・ブラケット締結体１０は、パイプフレーム１１とブラケット１２とからなる。
【００２４】
パイプフレーム１１は、前記図１０（Ｂ）のパイプフレーム１１０と比較すると、スチール製であること、および断面形状が長方形をなす点および長さ（前記締結片１０１ａ，１０１ｂを除いた長さ）の点で同一である。また、下端部に前記締結片１０１ａ，１０１ｂを設けていない点で、相違する。
【００２５】
ブラケット１２は、直方体状をなし、４辺がそれぞれ下方に折り曲げられ、且つ手前の折り曲げ部にはそれぞれフランジ１２ａ，１２ｂを形成している。ブラケット１２には、前記図１０（Ｂ）に示した当て込み切欠１１１ｃを設けていない点で相違する。
そして、パイプフレーム１０の下端をブラケット１２の上面の奥角部に直接突き当て、該突き当て部を溶接により固定し、パイプフレーム・ブラケット締結体１０を構成する。
【００２６】
かかる構成のパイプフレーム・ブラケット締結体１０に対して強度シミュレーションを実施した結果、図２（Ａ），（Ｂ）に示すようになった。
即ち、従来のパイプフレーム・ブラケット締結体１２０（図１１参照）に対し、本実施形態によれば先端部の変位量を約９８％に抑えることが確認できた。
【００２７】
つまり、本実施形態の最大変位が３０．５ｍｍに対し、従来例の最大変位が３１．０ｍｍであった。
また、従来のフレームより少ない型材料でも（締結片およびリブが不要）、強度の高いフレーム強度を実現できることが確認できた。
【００２８】
（２）第２の実施形態
図３に示すように、本実施形態のパイプフレーム・ブラケット締結体１０Ａは、パイプフレーム１１ａとブラケット１２の締結部に対し、外側から補強板１３を取り付け、ネジ又は溶接により固定する。なお、図３は前記ネジで固定する場合の図であって、この場合はパイプフレーム１１ａの下端に２個の締結片１１Ａａ，１１Ａｂを突設形成する。
【００２９】
このようにすれば、応力が集中しやすいパイプフレームの根元締結部のみに補強板１３を追加するだけなので、パイプフレーム全体の板厚増加のような補強手段に比べ、低コストで効果の高い補強を実現できる。
また、根元締結部の変形は、パイプフレームの先端部（開放端）では大きな変位となって現れるので、根元締結部を補強することで高い補強効果（変位量が少ない）が得られる。
【００３０】
図４（Ａ），（Ｂ）、図９に本実施形態の強度シミュレーションの結果および比較結果を示す。図示のように、根元締結部に補強部材（補強板１３）を追加することで、加圧時の変位量を９７％に減少することができた。
【００３１】
（３）　第３の実施形態
図５に示すように、本実施形態のパイプフレーム・ブラケット締結体１０Ｂは、パイプフレーム１０とブラケット１２の締結部に対し、外側からＬ字曲げの板金１４を取り付け、ネジ又は溶接により固定する。
このようにすれば、根元締結部において、パイプフレーム１０と締結相手部品であるブラケット１２との接触面積を広くとることが可能であり、より高い補強効果をもたせることができる。
【００３２】
図６，図９に、本実施形態の強度シミュレーションの結果および比較結果を示す。図示のように、補強なしのパイプフレームに比べて加圧時変位量を８６％まで抑えることが確認できた。
また、補強板（Ｌ字曲げの板金１４）がＬ字型になっているので、図６のＦｘの荷重方向だけでなく、Ｆｘと垂直方向（図６において水平方向）の荷重に対しても、同様に高い補強効果を得ることができる。
【００３３】
（４）　第４の実施形態
図７に示すように、本実施形態のパイプフレーム・ブラケット締結体１０Ｃは、パイプフレーム１１ａとブラケット１２の締結部に、荷重方向に対しパイプフレーム１１ａの内側から支持板１５を取り付け、ネジ又は溶接により固定する。図７はネジにより固定した場合を示す。
【００３４】
このようにすれば、応力の集中箇所をパイプフレームの根元締結部から分散させることができ、根元締結部の変形を抑制することができる。
図８，図９に本実施形態の強度シミュレーションの結果および比較結果を示す。図示のように、補強部材の追加前に比べ、フレーム変位量を５８％まで抑制していることが確認できる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、以下の効果を発揮することができる。
請求項１記載の発明によれば、パイプフレーム先端部をパイプ形状のまま相手部品に締結するため、応力の集中しやすい根元締結部で、パイプフレームの持つ高い剛性保持効果を発揮できる。また、従来のフレーム形状（図１２参照）より簡略化したフレーム形状となるので、加工性が良く、コスト低減効果が得られる。
【００３６】
請求項２記載の発明によれば、応力が集中しやすいフレームの根元締結部のみに重点的に補強部材を追加するので、パイプフレーム全体の板厚増加のような補強手段に比べ、低コストで効果の高い補強を実現できる。また、根元部の変形はフレームの反対先端部では大きな変位となって現れるため、根元部を補強することで高い補強効果が得られる。
これらの低コスト効果、補強効果は長手形状のパイプフレームになるほど、効果が高くなる。
【００３７】
請求項３記載の発明によれば、根元締結部において、パイプフレームと締結相手部品との接触面積をＬ字曲げ板金により広くとるので、より高い補強効果をもたせることができる。
【００３８】
請求項４記載の発明によれば、荷重方向に対し、パイプフレーム内側に支持板を設けたので、応力の集中箇所をパイプの根元締結部から分散させることができ、根元締結部の変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す図であって、（Ａ）はパイプフレーム・ブラケット締結体の斜視図、（Ｂ）はパイプフレームとブラケットの分解斜視図である。
【図２】パイプフレーム・ブラケット締結体に強度シミュレーションを実施した場合の図であって、（Ａ）は従来例の場合、（Ｂ）は本発明の第１の実施形態の場合である。
【図３】同第２の実施形態の斜視図である。
【図４】パイプフレーム・ブラケット締結体に強度シミュレーションを実施した場合の図であって、（Ａ）は補強板なしの場合、（Ｂ）は第２の実施形態（補強板あり）の場合である。
【図５】同第３の実施形態の斜視図である。
【図６】同第３の実施形態に対して強度シミュレーションを実施した場合の図である。
【図７】同第４の実施形態の斜視図である。
【図８】同第４の実施形態に対して強度シミュレーションを実施した場合の図である。
【図９】各実施形態のパイプフレーム・ブラケット締結体に対して強度シミュレーションを実施した場合の比較結果を示す図である。
【図１０】従来例を示す図であって、（Ａ）はパイプフレーム構造体の斜視図、（Ｂ）はパイプフレームとブラケットの分解斜視図である。
【図１１】従来例のパイプフレーム・ブラケット締結体に強度シミュレーションを実施した場合の応力集中を示す図である。
【図１２】従来例を改良したパイプフレーム・ブラケット締結体の斜視図である。
【符号の説明】
Ｆｘ　負荷荷重
Ｐ　応力
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ　パイプフレーム・ブラケット締結体
１１，１１ａ　パイプフレーム
１１Ａａ，１１Ａｂ　締結片
１２　ブラケット
１２ａ，１２ｂ　フランジ
１３　補強板
１４　Ｌ字曲げの板金
１５　支持板
１００　従来のパイプフレーム構造体
１０１　パイプフレーム
１０１Ａ　従来の改良型のパイプフレーム
１０１Ａａ，１０１Ａｂ　リブ
１０１ａ，１０１ｂ　締結片
１１０　ベース部材
１１１　ブラケット
１１１ａ，１１１ｂ　折曲部
１１１ｃ　当て込み切欠
１１２　長手方向部材
１１３　短手方向部材
１１４　底板
１２０　パイプフレーム構造体
１３０　根元締結部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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