JP2006349022A - ヒンジ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 バネのへたり等により、自重落下角度（高さ）が変化した場合でも、確実にダンパーを効かせ閉じ時の衝撃音を防止する。ダンパー作動前後における操作感の著しい変化を防止する。
【解決手段】 相対的に回動する第一、第二の取付部材と、緩衝部材（バネ）と、衝撃緩和手段（ダンパー）とを備えたヒンジ装置において、自重落下し始める前に前記衝撃緩和手段が作動することを特徴とするヒンジ装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は複写機などの、原稿の画像を読み取る為のプラテン等を有する画像読取部に対して開閉可能で、自動的に原稿をプラテン上に搬送し、原稿をプラテンから排出する原稿給送手段を備えた画像読取装置に関し、特に、原稿給送手段を開閉可能に支持するヒンジ機構に関するものである。

従来、原稿自動給送装置を装着した複写機において、原稿を複写する場合には、装置本体に対して開閉自在に支持された原稿自動給送装置を閉じた状態として使用することにより、原稿を順次プラテン上に一枚ずつ給送し、自動的に一枚ずつ原稿の複写を行うことができる。また、原稿自動給送装置を装置本体に対して開いた状態としてこれを使用せず、直接プラテン上に原稿を載置して複写することもできる。

原稿自動給送装置には自動的に原稿を搬送するために、種々のローラやモータなどの部品を多数内蔵するため、装置自体の重さも数キログラムから数十キログラムとなり、そのままでは開閉操作が容易でないため、ヒンジという開閉機構を具備するのが一般的である。

ヒンジは、バネを内蔵し、原稿自動給送装置を開く方向、すなわち、自重をキャンセルする方向に付勢している。それにより、開く際には軽い力で持ち上げることができ、閉まる際には静かに閉まるよう、バネと自重のバランスを設定している。

またショックアブソーバーすなわちオイルダンパー（衝撃緩和手段）をヒンジ機構に備えている原稿給紙装置がある。オイルダンパーは原稿自動給送装置が閉まる方向に反して抵抗力を発生するので、閉まる速度を減速し、装置本体に衝突するショックや音を軽減する効果がある。よって原稿給紙装置の駆動部等を保護するだけでなく、画像形成装置への振動伝達を軽減し、画像形成時の画像の乱れを防止している。

又、従来例としては、例えば特許文献１をあげることが出来る。
特開2003-134283号公報

しかしながら、従来技術のヒンジを装備した原稿自動給送装置を閉める操作において、オイルダンパー（衝撃緩衝手段）が作動する前後で著しく操作感が異なるといった課題があった。

また、従来技術のヒンジ装置においては、原稿自動給送装置の自重によるモーメントと緩衝部材としてのバネによるモーメントが不均衡状態となり、外力なしで落下（閉じ）始めてから（以下、自重落下と称す）オイルダンパー（衝撃緩和手段）が作動する構成となっている為、バネの経時劣化等によりその自重落下角度（高さ）が変化し、原稿自動給送装置が勢い良く落下するようになった場合には、確実に衝撃を吸収することができなくなり、装置本体に対する衝撃音や振動伝達による画像の乱れが発生するといった課題があった。

上記目的を達成するため本発明は、
相対的に回動自在になるように、回動軸で連結された第一、第二の取付部材と、
前記第一、第二の取付部材の回動に応じて伸縮する緩衝部材（バネ）と、
前記第一と第二の取付部材の所定の相対角度にて作動する衝撃緩和手段（ダンパー）と、
を備え、
前記衝撃緩和手段が、前記第一、第二の取付部材の相対角度の変化に応じてその衝撃緩和効力（ダンパーの効き）が変化することを特徴としている為、オイルダンパー（衝撃緩和手段）が作動する前後での操作感の著しい変化を防止することができる。

また、第二の発明においては、
相対的に回動自在になるように、回動軸で連結された第一、第二の取付部材と、
前記第一、第二の取付部材の回動に応じて伸縮する緩衝部材（バネ）と、
前記第一と第二の取付部材の所定の相対角度にて作動する衝撃緩和手段（ダンパー）と、
を備えたヒンジ装置において、
前記第一の取付部材に取付けられた開閉対象物の回転モーメントと、前記緩衝部材による回転モーメントとが不均衡状態になり、前記開閉対象物の自重（重さ）により外力なしで落下（閉じ）始める前に、前記衝撃緩和手段が作動することを特徴としている為、バネの経時劣化等により自重落下角度（高さ）が変化した場合においても確実にその衝撃を吸収し、衝撃音、画像形成装置への振動伝達による画像の乱れを確実に防止することができる。

以上説明したように、本発明によれば、
オイルダンパー（衝撃緩和手段）が、第一、第二の取付部材の相対角度の変化に応じてその衝撃緩和効力（ダンパーの効き）が変化する為、オイルダンパー（衝撃緩和手段）が作動する前後における操作感の著しい変化を防止することができる。

また、第一の取付部材に取付けられた原稿自動給送装置の回転モーメントと、バネ（緩衝部材）による回転モーメントとが不均衡状態になり、原稿自動給送装置の自重（重さ）により外力なしで落下（閉じ）始める前に、前記衝撃緩和手段が作動する構成としている為、バネの経時劣化等により自重落下角度（高さ）が変化した場合においても確実にその衝撃を吸収し、衝撃音、画像形成装置への振動伝達による画像の乱れを確実に防止することができる。

以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。

図１は実施形態に係る複写機の全体構成を示す図である。図２は本実施形態に係る原稿自動給送装置のヒンジ構成について説明する側面図である。図３から図５までは原稿自動給送装置の各種動作時におけるヒンジ機構の状態を説明する横断面図である。図６は本実施形態に係る原稿自動給送装置のヒンジダンパー構成について説明する断面図である。

図１に従って、本実施形態にかかる画像読取装置の全体構成について簡単に説明する。但し、本発明にかかるヒンジ機構を備えた原稿自動給送装置を備える画像読取装置は、以下に説明するような構成を有するものに限定されるものではない。

この図に示す画像読取装置としての複写機１は、その本体（画像読取部）１００と、本体１００の下部に装着された給紙テーブル３３と、本体１００の上面に装着された原稿自動給送装置（原稿給送手段）２とで構成される。

本体１００は、そのほぼ中央部に画像形成部が配置され、その下方に給紙部が位置している。また、本体最上部には画像読取手段としてのＣＣＤ等を備えたスキャナ部が配置されている。そして、そのスキャナ部と画像形成部との間に空間が設けられ排紙空間部３４を形成している。

本体１００において、画像形成部は従来周知の電子写真方式によるプリントエンジンとして構成され、図示しないレーザ書き込み装置、電子写真プロセス手段、定着装置等を内蔵している。給紙部は、４段の給紙カセット３３を有しており、画像形成部にシートを供給する。各給紙カセット３３は装置手前側に引き出してシート補給を行うフロントローディング・タイプであり、カセット前面の中央部に引き出し用の取っ手が設けられている。

スキャナ部では、その上面に後述するプラテンガラス１９が配置され、その下方に図示しないスキャナユニットが配設される。

排紙空間部３４は、正面を除く二方の側面、すなわち図１における左側と装置奥側が壁面によって取り囲まれ、さらに、スキャナ部及び画像形成部により上下を囲まれている。

排紙空間部３４の最下部に設けられた排紙トレイは、画像形成部の上面に設けられたものである。画像形成部で記録が行われたシートは、この機内排紙カバーの高さ方向の所定位置から排紙トレイ上に排出される。

原稿自動給送装置２は、装置奥側に設けられたヒンジ機構により本体１００の上部に装着され、スキャナ部の上面のプラテンガラス１９を開閉可能に覆うように設置されている。原稿自動給送装置２の構成及び作用は従来周知のものと同様であるので詳しい説明を省略するが、その原稿台３１上にセットされた原稿束（図示せず）は、上側から１枚ずつプラテンガラス１９上に搬送され、スキャナ部による読み取り走査が終了した原稿は、原稿排出台３２上に排出される。

自動給紙によらないコピーや、本又はノートなどのコピーのときは、原稿自動給送装置２を圧板として用いることができる。

図２は本発明の原稿自動給送装置のヒンジユニット１０詳細を示した側面図、図３は横断面図である。１は複写機、２は原稿自動給送装置である。

原稿自動給送装置２はフレームカバー（外装構成部材）３によって覆われている。複写機１には画像読み取りのためのプラテンガラス１９を上面に配置し、載置された原稿の画像を読み込むステージが設けられている。

原稿自動給送装置２はプラテンガラス１９に対して開閉可能とするため、ヒンジユニット（ヒンジ機構）をフレーム３に装着している。ヒンジユニットは支点軸１３を中心に回動可能とし、原稿自動給送装置３の開閉装置である。ヒンジユニットは、リフトアーム４，リフト軸５，バネ軸下６，ヒンジアーム７、高さ調整ネジ８，オイルダンパー１２、支点軸１３，ヒンジベース１４，バネホルダー下１５，圧縮バネ１６，バネホルダー上１７，バネ軸上１８から構成される。

ヒンジ軸１３はヒンジベース１４に支えられ、ヒンジベース１４は複写機１に固定されている。また、ヒンジアーム７を軸支しているので、ヒンジベース１４に対してヒンジアーム７が回動可能としている。

さらに、ヒンジアーム７はリフト軸５を介してリフトアーム４を支えるので、リフトアーム４はヒンジアーム７に対して回動可能としている。

高さ調整ネジ８はリフトアーム４に固定されるが、進退自在とし、先端がヒンジアーム７の一部に当接し、原稿自動給送装置３のプラテン１９に対する高さを調整可能としている。

リフトアーム４はフレーム３に固定され、バネ軸上１８を支えている。バネ軸上１８はバネホルダー上１７を軸支する。

バネホルダー上１７は圧縮バネ１６の端部を保持し、対向側にもバネホルダー下１５を配置して圧縮バネ１６の他端部を保持している。バネホルダー下１５はバネ軸下６にて軸支される。

バネ軸下６はヒンジベース１５に固定されているので、原稿自動給送装置２の開閉動作にてバネ軸上１８とバネ軸下６の間隔が変化し、それに伴い、圧縮バネ１６が伸び縮みする。

また、オイルダンパー１２の下部にはボス３８が配置され、バネホルダー下１５の一部であるガイド３９に案内するのでオイルダンパー１２は進退自在である。

次に、本発明の第一の特徴であるダンパー構成について説明する。

図６はオイルダンパー１２の詳細を示した断面図である。周知のピストンスライド式の粘性液体ダンパーである。ハウジング３２内の図中上下の部屋には所定の粘性を備えたシリコンオイルが充填され、プランジャー３０に荷重が加わるとピストンロッド３１を介してピストン３３が移動し、ハウジング３２との微小な隙間を通ってシリコンオイルが部屋を移動することでプランジャー３０に加わる荷重に対してダンパー抵抗力を発生する。荷重が解除されるとバネ３４によりピストン３３を押し上げ、オイルは硬球３５から穴３６を通って下方の部屋に移動して初期状態に戻る。ハウジング３２内側にはテーパー（傾斜）が施されており、ピストン３３が下方へ移動するに従い、ハウジング３２内側との隙間が徐々に小さくり、ダンパー抵抗力は徐々に大きくなる。したがって、図４の原稿自動給送装置の開放状態から、図３の原稿自動給送装置の閉状態までの動作間において、ダンパーの効きによる著しい操作感の変化を防止することができる。

次に、本発明の第二の特徴であるダンパーの作動位置について図５を用いて説明する。

図５は原稿自動給送装置（ヒンジ装置）の途中の開放状態である。ここで、θ２はダンパーが作動し始める角度であり、θ１は原稿自動給送装置の自重（重さ）による回転モーメントと、ヒンジ装置内のバネによる回転モーメントとが不均衡状態になり、外力なしで原稿自動給送装置が落下し始める角度（自重落下角度）である。具体的な数値としては、θ１＝１５（deg）、θ２＝３０（deg）であり、θ１＜θ２となるように設定している。

ダンパーが作動し始める角度θ２はダンパー１２の配置、ピストン３３の長さ等のヒンジ構成により設定することができ、開閉動作の繰り返し（開閉耐久）により変化することがない。それに対し、自重落下角度θ１は、開閉耐久によりバネ等が劣化することで、徐々に大きくなっていく。従来の原稿自動給送装置においては、θ＝１５(deg)、θ２＝１０(deg)のようにθ１＞θ２という設定になっている為、開閉耐久により自重落下角度θ１が増大することで（例えば、θ１＝１５→２５(deg)）勢い良く自重落下し始める。その為、ダンパー作動時のエネルギーが増大し、完全に衝撃を吸収しきれず、閉じ時に大きな衝撃音や振動伝達による画像の乱れが発生していた。

そこで、本実施例では、開閉耐久による自重落下角度θ１の変化分を見込み、予めθ２を大きく設定することで、開閉耐久によってバネ等が劣化した場合においてもθ１＜θ２の関係を維持するようにしている。そして、確実に閉じ時の衝撃を吸収することにより、振動伝達による画像の乱れ等を防止している。

本件ではオイルダンパー１２は粘性液体を利用したスライド式のダンパーで説明したが、周知のエアー方式のダンパー、また回転方式の液体ダンパーなど限定されない。

本発明の実施形態に係る複写機の全体を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る原稿自動給送装置のヒンジユニットの構成を説明する横断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る原稿自動給送装置のヒンジユニットの構成を説明する横断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る原稿自動給送装置のヒンジユニットの構成を説明する横断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る原稿自動給送装置のヒンジユニットの構成を説明する横断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る原稿自動給送装置のダンパーユニットの構成を説明する横断面図である。

符号の説明

１ 複写機
２ 原稿自動給送装置
３ フレームカバー
４ リフトアーム
５ リフト軸
６ バネ軸下
７ ヒンジアーム
８ 高さ調整ネジ
１０ ヒンジユニット
１２ オイルダンパー（衝撃緩和手段）
１３ 支点軸
１４ ヒンジベース
１５ バネホルダー下
１６ 圧縮バネ（緩衝部材）
１７ バネホルダー上
１８ バネ軸上
１９ プラテンガラス

Claims (3)

1. 相対的に回動自在になるように、回動軸で連結された第一、第二の取付部材と、
   前記第一、第二の取付部材の回動に応じて伸縮する緩衝部材（バネ）と、
   前記第一と第二の取付部材の所定の相対角度にて作動する衝撃緩和手段（ダンパー）と、
   を備えたヒンジ装置において、
   前記衝撃緩和手段が、前記第一、第二の取付部材の相対角度の変化に応じてその衝撃緩和効力（ダンパーの効き）が変化することを特徴とするヒンジ装置。
2. 相対的に回動自在になるように、回動軸で連結された第一、第二の取付部材と、
   前記第一、第二の取付部材の回動に応じて伸縮する緩衝部材（バネ）と、
   前記第一と第二の取付部材の所定の相対角度にて作動する衝撃緩和手段（ダンパー）と、
   を備えたヒンジ装置において、
   前記第一の取付部材に取付けられた開閉対象物の回転モーメントと、前記緩衝部材による回転モーメントとが不均衡状態になり、前記開閉対象物の自重（重さ）により外力なしで落下（閉じ）始める前に、前記衝撃緩和手段が作動することを特徴とするヒンジ装置。
3. 請求項１〜２いずれかに記載のヒンジ装置を備えた原稿自動給送装置付き画像読取装置。

Images