(57)【要約】【課題】３点支持構成の利点を損なわずに、片持ち構造部を補強できるようにすることを目的とする。【解決手段】スキャナを支持する構造部位に存在する片持ち構造部１４を、根元側が装置本体１５と結合されて自由端側１６ａでスキャナを支持する横梁状のアーム１６と、アーム１６の反自由端側に設けられて装置本体１５をー辺とする枠構造体１７と、枠構造体１７の枠内に設けられた補強部材２１とから構成し、３点支持構成の利点である用紙取り出し部のスペースを確保して使い勝手を良くする効果を損なうことなく、片持ち構造部を補強する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキャナを備え、該スキャナを支持する構造部位に片持ち構造部を有する画像形成装置において、
前記片持ち構造部は、
根元側が装置本体と結合されて自由端側で前記スキャナを支持する横梁状のアームと、
前記アームの反自由端側に設けられて前記装置本体をー辺とする枠構造体と、
前記枠構造体の枠内に設けられた補強部材とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記枠構造体の補強部材は、該枠の４辺のうち、少なくとも３辺に介在してこれらを連結固定する板部材からなることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記枠構造体を補強する板部材に、電子部品を実装した基板を取り付けてなることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記アームの装置本体結合部の自由端側根元部に、該アームと装置本体とに介在して該アームを支持する第２の補強部材を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第２の補強部材のアーム軸方向長さを、アームの片持ち長さの１０％以上に設定したことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機・ファクシミリ・プリンタ等の複合機能を備えた画像形成装置に係り、より詳しくはプリンタ部の上方にスキャナ部を片持ち状態で支持する構造部の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機・ファクシミリ・プリンタ等の複合機能を備えた画像形成装置が知られている。また、このようなものにおいて、例えば、特開平１１−８４７９７号公報（以下、第１従来例という）および特開平１１−２５８８８５号公報（以下、第２従来例という）に開示されているように、プリンタの上方にスキャナを配置し、これらの間に、用紙の排出部と、排出された用紙の収納空間を確保して、装置の設置面積を低減させたいわゆる胴内排紙型と称されるものも知られている。さらに、この胴内排紙型の画像形成装置において、用紙の取り出し性を改善するために、スキャナを３点支持構成にして片側一角部の支持部をなくし、排紙スペースを開放しているものが多く普及している。
【０００３】
図８及び図９はこのような３点支持構成の従来の画像形成装置の一例を示すもので、図８はその外観を示す斜視図、図９はそのフレーム構造体の全体構成を示す斜視図である。
【０００４】
この３点支持構成の従来の画像形成装置１は、図８のように本体２のほぼ中央部に作像部（プリンタ部）３が配置され、その下方に給紙部４が位置している。また、本体最上部にはスキャナ部５が配置され、このスキャナ部５と作像部３との間には空間が設けられており、当該空間が排紙部（排紙空間）６を形成している。このような画像形成装置１においては、デジタル機の特性を活かして作像部３とスキャナ部５とを分離し、両者の間を排紙空間６とすることで、ウイングレス化を図っている。したがって、排紙トレイが装置側面から張り出したウイング型のものと異なり、装置側面に出っ張りのない省スペースを実現している。
【０００５】
また、このような画像形成装置１では、排紙口７の設けられている側の装置側部Ｓと装置背面Ｂとの二面でスキャナ部５を支持する片持ち構造が採用され、これによって排紙部６における用紙のスタックスペースが十分に確保され、かつ用紙の取り出しも容易に行うことができるようになっている。
【０００６】
フレーム構造体は、図９のように給紙部４を支持するベース構造部１１と、ベース構造部１１の上方に設けられて作像部３を支持する構造部１２と、ベース構造部１１の上方に設けられてスキャナ部５を支持する構造部１３とからなり、更に構造部１３には、排紙口７が設けられる装置側部Ｓに対向する部位に、スキャナ部５を片持ち状態で支持する片持ち構造部１４が形成されている。
【０００７】
片持ち構造部１４は、装置本体の背面Ｂを形成する背板１５と、背板１５の上辺のコーナ部に根元側内角部が当接結合されて自由端１６ａ側でスキャナ部５を支持するアングルからなる横梁状のアーム１６と、アーム１６の反自由端側に設けられて装置本体すなわち背板１５をー辺とする枠構造体１７とから構成されいる。
【０００８】
枠構造体１７は、アーム１６と背板１５との結合部から反自由端側に延びる片部１６ｂと、背板１５と、ベース構造部１１から後方に突出するブラケット１８と、アーム１６の片部１６ｂの末端とブラケット１８の突出端間を連結する連結片１９とから構成されている。
【０００９】
このような胴内排紙型で３点支持構成の従来の画像形成装置１では、既述したように排紙部６における用紙のスタックスペースが十分に確保されて、用紙の取り出しを容易に行うことができる利点を有するものの、構造部１３における排紙口７のある装置側部Ｓに対向する部位でのスキャナ部５の支持が片持ち構造であるため、使用時にスキャナ部５に過度な荷重が加わったとき、片持ち構造部１４が変形し、スキャナ部５が捩れて画像が歪む恐れがある。
【００１０】
そこで、例えば特開平１１−３２７２４４号公報（以下、第３従来例という）に示されているように、片持ち構造部の自由端と画像形成部との間に新たに支持部材を設けて補強することで、４点支持構成とし、または特開平１１−１２２４０６号公報（以下、第４従来例という）に示されているように、コ字型に折り曲げた一対の一般構造用中空鋼材を用い、各一般構造用中空鋼材の脚部を作像部上面の四隅に高さ調整可能に取り付けて、その上にスキャナ部を載置することで、４点支持構成とし、前述の捩れの問題を解消するようにしたものが提案されている。しかし、片持ち構造部の自由端と画像形成部との間に追加部材（支持部材）や中空鋼材の脚部があると、用紙を取り出す際に邪魔になり、使用者にとっては使い勝手が悪い。なお、前記第４従来例には、一対の一般構造用中空鋼材をそれぞれＬ字型に折り曲げて、その基端を作像部の後方二隅にそれぞれ高さ調整可能に取り付けて２点支持構成とし、その上にスキャナ部を載置するようにしたものも提案されているが、この場合には各一般構造用中空鋼材の高さ調整が煩わしいだけでなく、片持ち構造部の撓みの問題が３点支持構成のものよりも大きくなることは否めない。
【００１１】
また、例えば特開２００１−２３７５７６号公報（以下、第５従来例という）および特開２００１−１７３３０５号公報（以下、第６従来例という）に開示されているように、片持ち構造部の片持ち幅を低減して、つまり片持ち構造部の自由端長さが短くなるように下方で支持して、補強することで、振動、衝撃による片持ち構造部の変形を抑制できるようにしたものも提案されているが、このようなものにあっては、構造体全体が大きくなり、その分、装置の設置面積の拡大を招くだけでなく、用紙取り出し部の幅が狭くなり、使用者にとっては使い勝手が悪い。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このように前記第１乃至第６従来例のものはいずれも一長一短あるが、強度の確保と使い勝手の両方の観点からみれば、３点支持構成とすることが望ましい。この場合、片持ち構造部１４の剛性はできるだけ高くする必要がある。ここで、片持ち構造部１４の剛性は、図９に示すフレーム構造体のアーム１６の自由端（１６ａ）に加えた荷重の大きさと、荷重を加えた点（荷重点）の変位の大きさの関係で評価する。片持ち構造部の剛性が高まると、同じ大きさの荷重に対して荷重点の変位は小さくなる。あるいは、同じ大きさの荷重点の変位に対して荷重は大きくなる。本発明者等は図９に示す３点支持のフレーム構造体の中から片持ち構造部１４のアームに荷重を加えたときの片持ち構造部の変形に大きな影響があると考えられた部分をモデル化し、数値解析技術を用いて、スキャナ部に荷重が加わったときにフレーム構造体がどのように変形するのか、３点支持構成の利点を損なわずに片持ち構造部１４の剛性を高めるための補強をするにはどのような補強形態が望ましいのか、について検討した。これを図に基づき説明する。
【００１３】
図１０はモデル化した片持ち構造部の荷重がかかっていない状態を示す図、図１１はそのアームの自由端に荷重を加えて変形させた状態を数値解析で求めた図である。この図１１では変形が拡大表示されている。
【００１４】
図１１から明らかなように、楕円で囲んだ部分（図９の枠構造体１７部分及びアーム１６部分）が大きく変形し、これが荷重点の変位を大きくしている要因であることが分る。したがって、この変形の大きな部分（枠構造体１７及びアーム１６部分）を補強することで、片持ち構造部１４の剛性を高めることができると推察された。
【００１５】
本発明は叙上の点に鑑み、３点支持構成の利点を損なわずに、片持ち構造部１４の剛性を高めることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る画像形成装置は、スキャナを支持する構造部位に存在する片持ち構造部を、根元側が装置本体と結合されて自由端側でスキャナを支持する横梁状のアームと、アームの反自由端側に設けられて装置本体をー辺とする枠構造体と、枠構造体の枠内に設けられた補強部材とから構成したものである。
【００１７】
また、請求項２に係る画像形成装置は、前記枠構造体の補強部材を、この枠の４辺のうち、少なくとも３辺に介在してこれらを連結固定する板部材から構成したものである。
【００１８】
また、請求項３に係る画像形成装置は、前記枠構造体を補強する板部材に、電子部品を実装した基板を取り付けたものである。
【００１９】
また、請求項４に係る画像形成装置は、前記アームの装置本体結合部の自由端側根元部に、アームと装置本体とに介在してこのアームを支持する第２の補強部材を設けたものである。
【００２０】
また、請求項５に係る画像形成装置は、前記第２の補強部材のアーム軸方向長さを、アームの片持ち長さの１０％以上に設定したものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
実施形態１．
以下、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置について図１乃至図７に基づき説明する。図１は本実施形態に係る画像形成装置の片持ち構造部を示す斜視図、図２はその要部を背面側の左方より示す斜視図、図３はその要部を背面側の右方より示す斜視図、図４はその枠構造体の枠内に設けられる補強部材を示す正面図、平面図、及び側面図、図５はそのアームの自由端に荷重を加えて変形させたときの荷重点（荷重が加わっている点）の変位−荷重特性を従来例（補強なし）と比較して示すグラフであり、各図中、前述の従来例のものと同一部分には同一符号を付してある。
【００２２】
本実施形態の画像形成装置は、スキャナを支持する構造部位に存在する片持ち構造部１４を、根元側が装置本体すなわち背板１５と結合されて自由端側でスキャナを支持する横梁状のアーム１６と、アーム１６の反自由端側に設けられて装置本体をー辺とする枠構造体１７と、枠構造体１７の枠内に設けられた補強部材すなわち板部材２１とから構成したものである。
【００２３】
これをさらに詳述すると、板部材２１は、枠構造体１７を形成する４辺、すなわち背板１５、片部１６ｂ、ブラケット１８、及び連結片１９のうちの３辺、ここでは背板１５とブラケット１８と連結片１９に介在してこれらを連結固定している。すなわち、板部材２１は、図３及び図４のように連結片１９側の辺がＬ形に折り曲げられ、このＬ形折曲片部２１ａが連結片１９の後面１９ａに当接してねじ等で固定されている。また、板部材２１のブラケット１８側の辺は、クランク状に折り曲げられ、このクランク状折曲片部２１ｂがブラケット１８の後方からみた左側面１８ａ（図２）に当接してねじ等で固定されている。さらに、板部材２１の背板１５側の辺は、別体からなるＬ型の連結部材２２を介してねじ等で固定され、製作誤差等を吸収できるように微調整可能となっている。
【００２４】
また、板部材２１には、電子部品を実装した基板（図示せず）が取り付けられるようになっていて、そのコネクタ取付用の穴２１ｃが複数個所に形成されている。なお、板部材２１（および連結部材２２）は、前述のようにしてベース構造部１１と一体化されるため、グランド配線として電気的にも利用されるようになっている。それ以外の構成は前述の従来例のものと同一である。
【００２５】
このように、本実施形態の画像形成装置は、荷重点の変位を大きくしている要因となっているのがアームの反自由端側に設けられている枠構造体１７であることを数値解析技術により求め、枠構造体１７を枠内側より板部材２１によって補強するようにしているので、３点支持構成の利点、つまり用紙取り出し部のスペースを確保して使い勝手を良くする効果を損なうことなく、片持ち構造部１４の剛性を高めることができる。
【００２６】
図５の荷重点の変位−荷重特性のグラフは板部材２１（補強部材）による補強効果を確認するために片持ち構造部１４の剛性を測定した結果を示す。このグラフでは剛性が高まると、同じ変位に対する荷重は大きくなる。図５から明らかなように、補強がある場合（図５中に波線で示す）と補強がない場合（図５中に実線で示す）とで同じ変位での荷重を比較すると、補強がある場合の荷重は、補強がない場合よりも大きく、補強の効果は本実験から確認された。補強の効果を定量的に評価するため、荷重点の変位５ｍｍでの、枠構造体１７を補強した場合の荷重を、補強がない場合の荷重に対する比率として下表１に示す。この表から補強によって３０％荷重が大きくなったことが分かる。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
なお、ここでは枠構造体１７の枠の４辺のうちの３辺を板部材２１（補強部材）により連結固定したものを例に挙げて説明した。さらに板部材２１の辺の固定数を変えて、片持ち構造部１４の剛性を測定した。荷重点の変位５ｍｍでの、板部材２１の辺の固定数を変えた場合の荷重を、補強がない場合の荷重に対する比率として下表２に示す。ここで、２辺固定の場合、板部材２１−連結部材２２−背板１５が固定され、板部材２１−連結片１９が固定される。３辺固定の場合、板部材２１−連結部材２２−背板１５が固定され、板部材２１−連結片１９が固定され、板部材２１−ブラケット１８が固定される。４辺固定の場合、板部材２１−連結部材２２−背板１５が固定され、板部材２１−連結片１９が固定され、板部材２１−ブラケット１８が固定され、板部材２１−アーム１６が固定される。ここで上げた組み合わせは、あくまでも一例であり、他の組み合わせでも同様な効果が望めることは言うまでも無い。下表２に示すように枠の２辺を連結固定した場合も補強効果は確認されたが、３辺を連結固定した場合よりも補強効果は劣る結果となった。また、同表２に示すように枠の４辺の全てを連結固定してもよく、この場合にはさらに補強効果が高まった。
【００２９】
【表２】
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【００３０】
また、ここでは補強部材として板部材２１を用いたものを例に挙げて説明したが、これに限るものでなく、例えば補強部材として複数の軸部材を用い、これら軸部材によって枠の４辺のうちの３辺、あるいは４辺の全てを連結固定するようにしてもよく、この場合でも前述の実施形態のものと同等の効果が期待できる。
【００３１】
実施形態２．
図６は、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の片持ち構造部の要部を拡大して示す斜視図、図７はその要部である第２の補強部材のアーム片持ち長さに対する長さの比率を説明するための片持ち構造部の斜視図であり、各図中、前述の第１実施形態のものと同一部分には同一符号を付してある。
【００３２】
本実施形態の画像形成装置は、片持ち構造部１４のアーム１６と背板１５との結合部の自由端側根元部に、アーム１６と背板１５に介在してこのアーム１６を支持する第２の補強部材３１を設けた点が前述の第１実施形態のものと異なっている。
【００３３】
これをさらに詳述すると、補強部材３１は、基本的にアングル状部材からなり、その山形の一方の片３１ａがアーム１６の一方の片の内面に、他方の片３１ｂがアーム１６の他方の片の内面に、それぞれ当接するとともに、その基端に折り曲げ形成された根元部片３１ｃが背板１５前面のコーナ部に当接し、アーム１６と背板１５とにねじ等で固定されている。それ以外の構成は前述の第１実施形態のものと同一である。
【００３４】
本実施形態の画像形成装置は、枠構造体１７が枠内側より板部材２１によって補強されている上に、アーム１６も第２の補強部材３１により補強されるため、前述の第１実施形態のものの効果、すなわち用紙取り出し部のスペースを確保して使い勝手を良くする効果を損なうことなく、片持ち構造部を補強することができるという効果に加え、剛性をさらに高めることができる。
【００３５】
本実施形態の第２の補強部材３１による補強効果を、第２の補強部材３１の背板１５から先端までの距離（補強部材３１の長さ）が４０ｍｍ、９０ｍｍ、２１０ｍｍのものを用いて、片持ち構造部１４の剛性を測定して検証した。枠構造体１７を補強し、各長さのアームの補強部材（補強部材３１）が背板１５へ固定された場合と、固定されていない場合の荷重、および枠構造体１７のみを補強した場合の荷重を、枠構造体１７とアーム１６の補強がない場合（補強がない場合）の荷重に対する比率として下表３に示す。このときの荷重点の変位は５ｍｍである。下表３に示すようにアームの補強部材が背板１５に固定されている場合の荷重は、補強がない場合の荷重に対して約１．５から１．６倍となる。しかし、アームの補強部材が背板１５に固定されていない場合の荷重は、補強がない場合の荷重に対して約１．３から１．４倍程度と、枠構造体１７のみを補強した場合と同程度しか片持ち構造部１４の剛性は高くならない。このように、補強部材３１と背板１５が固定されていない場合は、補強効果が低下する。
【００３６】
【表３】
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【００３７】
枠構造体１７を補強し、アームの補強部材（補強部材３１）を背板１５へ固定し、アームの補強部材３１の長さを変えた場合の荷重および枠構造体のみを補強した場合の荷重を、補強がない場合の荷重に対する比率として下表４に示す。このときの荷重点の変位は５ｍｍである。表４から明らかなように補強がない場合と比較して、枠構造体１７の補強のみした場合の荷重は約３０％程度大きくなる。さらにアーム１６を補強すると、枠構造体１７のみ補強した場合に対して、１０〜２０％程度荷重が大きくなり、第２の補強部材３１による補強効果が実験から確認できた。
【００３８】
【表４】
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【００３９】
さらにフレーム構造体にスキャナを搭載した場合の、片持ち構造部１４の剛性を測定した。フレーム構造体にスキャナを搭載して、枠構造体１７を補強し、アームの補強部材３１の長さを変えた場合の荷重および枠構造体のみを補強した場合の荷重を、補強がない場合の荷重に対する比率として下表５に示す。ここで、アームの補強部材（補強部材３１）は背板１５へ固定されており、荷重点の変位は５ｍｍとしている。表５から明らかなように、スキャナを搭載した場合も、補強がない場合と比較して、枠構造体１７の補強のみした場合の荷重は約３０％程度大きくなる。さらにアーム１６を補強すると、枠構造体１７のみ補強した場合に対して、１０〜２０％程度荷重が大きくなり、第２の補強部材３１による補強効果が実験から確認できた。
【００４０】
【表５】
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【００４１】
すなわち、スキャナを搭載していない場合と、スキャナを搭載した場合のいずれにおいても、アーム１６と枠構造体１７の両方を補強することで、補強がない場合と比較して、約５０％程度荷重が高くなり、補強効果があることが確認できた。
【００４２】
なお、本発明者等の実験によれば、図７に示す枠構造体１７の横幅Ａを、この横幅Ａを含むアーム全長Ｌの３０％以上に設定すれば、十分な補強効果が得られることが確認された。
【００４３】
また、図７に示す第２の補強部材３１のアーム軸方向長さＣを、アーム１６の片持ち長さＢの１０％以上に設定すれば、枠構造体１７の補強のみの場合と比較して、十分な補強効果が得られることが確認された。
【００４４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、スキャナを支持する構造部位に存在する片持ち構造部を、根元側が装置本体と結合されて自由端側でスキャナを支持する横梁状のアームと、アームの反自由端側に設けられて装置本体をー辺とする枠構造体と、枠構造体の枠内に設けられた補強部材とから構成したので、３点支持構成の利点である用紙取り出し部のスペースを確保して使い勝手を良くする効果を損なうことなく、片持ち構造部を補強することができた。
【００４５】
また、枠構造体の補強部材を、この枠の４辺のうち、少なくとも３辺に介在してこれらを連結固定する板部材から構成したので、枠構造体補強部の構成がシンプルとなり、補強部材によるコスト増加分を圧縮することができた。
【００４６】
また、枠構造体を補強する板部材に、電子部品を実装した基板を取り付けたので、板部材をグランド配線として電気的に利用することができた。
【００４７】
また、アームの装置本体結合部の自由端側根元部に、アームと装置本体とに介在してこのアームを支持する第２の補強部材を設けたので、枠構造体の補強のみの場合と比較して、片持ち構造部をさらに補強することができた。
【００４８】
また、第２の補強部材のアーム軸方向長さを、アームの片持ち長さの１０％以上に設定することで、枠構造体の補強のみの場合と比較して、確実に補強効果を高めることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の片持ち構造部を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る画像形成装置の要部を背面側の左方より示す斜視図である。
【図３】第１の実施形態に係る画像形成装置の要部を背面側の右方より示す斜視図である。
【図４】第１の実施形態に係る画像形成装置の枠構造体の枠内に設けられる補強部材を示す正面図、平面図、及び側面図である。
【図５】第１の実施形態に係る画像形成装置の荷重点の変位−荷重特性を従来例と比較して示すグラフである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の片持ち構造部の要部を拡大して示す斜視図である。
【図７】第２の実施形態に係る画像形成装置の要部である第２の補強部材のアーム片持ち長さに対する長さの比率を説明するための片持ち構造部の斜視図である。
【図８】従来の画像形成装置の外観を示す斜視図である。
【図９】従来の画像形成装置のフレーム構造体の全体構成を示す斜視図である。
【図１０】従来の画像形成装置のモデル化した片持ち構造部の荷重がかかっていない状態を示す図である。
【図１１】従来の画像形成装置のモデル化した片持ち構造部の荷重をかけた状態を示す図である。
【符号の説明】
１　画像形成装置
５　スキャナ部
１４　片持ち構造部
１５　背板（装置本体）
１６　アーム
１６ａ　自由端
１７　枠構造体
２１　板部材（補強部材）
３１　第２の補強部材
Ｂ　アーム片持ち長さ
Ｃ　第２の補強部材のアーム軸方向長さ
【図１】
2004029620.tif 000008
【図２】
2004029620.tif 000009
【図３】
2004029620.tif 000010
【図４】
2004029620.tif 000011
【図５】
2004029620.tif 000012
【図６】
2004029620.tif 000013
【図７】
2004029620.tif 000014
【図８】
2004029620.tif 000015
【図９】
2004029620.tif 000016
【図１０】
2004029620.tif 000017
【図１１】
2004029620.tif 000018