JP2010008872A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カバーの開閉機構を小型化しつつ、カバーを開けたときのユーザの操作性を高める。
【解決手段】装置本体１１０の下部の支軸２１に、カバー２０が開閉自在に支持される。カバー２０の下部に扇形のギア２３が一体的に形成される。装置本体１１０に、ギア２３に噛み合う減速ギア２２が設けられ、減速ギア２２にトルクリミッタ２４が接続される。支軸２１の近傍に、カバー２０の開放を規制するアーム２５が設けられる。カバー２０が開くとき、トルクリミッタ２４による回動負荷がギアを通じてカバー２０に伝達され、カバー２０の急激な回動が阻止される。カバー２０が開いたとき、カバー２０と装置本体１１０との間には、支軸２１の近傍でアーム２５が露出するだけであり、ユーザの作業の邪魔にならない。
【選択図】図２

Description

本発明は、開閉自在なカバーを有する画像形成装置に関する。

画像形成装置には、ジャムの処理を行うためやカートリッジの交換等のメンテナンスのために、装置本体の一部を開放するカバーが設けられている。このような必要時に、ユーザあるいはサービスマンはカバーの開閉操作を行う。

カバーが装置本体に対して下向きに開く場合、自重によってカバーが急激に開くことがある。これを防ぐために、ユーザは、カバーを支えながら開かなければならない。そこで、ユーザの操作性をよくするために、特許文献１には、カバーの開放動作を規制するダンパを設けた開閉機構が記載されている。

例えば、図４に示すように、カバー４０が装置本体４１の下部の支軸４２周りに回動自在に設けられる。カバー４０の中間付近に、円弧状の開閉アーム４３が取り付けられる。開閉アーム４３にラックギア４４が形成され、装置本体４１に、ダンパ４５が設けられ、ダンパ４５のギア４６がラックギア４４に噛み合う。カバー４０を開くとき、ダンパ４５によって開閉アーム４３に負荷がかけられる。自由落下するカバー４０を減速することができ、急激に開くことが阻止される。そして、開閉アーム４３によって、カバー４０の開度が決まる。
特開平１１−８４９８２号公報

通常、カバーが開き切らないように、開閉アームによって開放が規制される。カバーは開閉アームの長さに応じた最大開度まで開く。ところが、開いたカバーの左右のいずれか一側と装置本体との間に、開閉アームが露出する。ユーザがジャム処理あるいはメンテナンスを行うとき、開閉アームが邪魔になることがある。

また、カバーが閉じているとき、開閉アームは装置本体内に引っ込む。装置本体に開閉アームを収容するためのスペースが必要となり、装置の小型化を阻害する。

本発明は、上記に鑑み、カバーの開閉機構の小型化を図りながら、カバーを開けたときのユーザの操作性を高めれる画像形成装置の提供を目的とする。

本発明は、装置本体に、上下方向に開閉するカバーが設けられ、カバーが、装置本体の下部の支軸に回動自在に支持され、支軸周りに、カバーが下方向に開くときにカバーの急激な開放を防ぐための減速部と、カバーの開放量を規制する規制部とが設けられたものである。

カバーの開閉機構を構成する減速部および規制部が支軸の近傍に集約される。カバーが支軸周りに回動して開いたとき、装置本体の下部において、開閉機構の構成部材が露出することになり、ユーザの邪魔にならない。

減速部は、複数のギアを有し、装置本体に、減速ギアが設けられ、カバーの外周に、減速ギアに噛み合うギアが形成される。そして、減速部は、開いていくカバーの回動に負荷を与えるトルクリミッタを備え、トルクリミッタは、装置本体に設けられて、減速ギアに接続される。トルクリミッタにより、カバーが開くときに回動負荷が与えられる。減速ギアにより、この回動負荷が増幅されてカバーに伝達される。

カバーは、支軸に対して抜き差し可能とされ、カバーは、開いた姿勢において、装置本体に着脱可能とされる。すなわち、ユーザがカバーを引っ張ると、カバーは支軸から抜け、カバーが装置本体から外れる。ユーザがカバーを支軸に押し込むと、カバーは支軸に差し込まれ、カバーが装置本体に装着される。

規制部が、装置本体とカバーとを連結するアームとされ、アームが、カバーの開放を止める。カバーは、シートの搬送路を開放し、規制部が、搬送路よりも下方に配される。カバーが開いたとき、アームが装置本体とカバーとの間に露出するが、搬送路よりも下方にあるので、作業するユーザの邪魔にならない。

減速部および規制部は、装置本体のフロント側に配置される。装置本体の後側には、通常、ローラ等に対する駆動機構が配置され、スペースが制限される。そのため、開閉機構を装置本体のフロント側に配置するのが好ましい。集約された開閉機構が配置されるので、大きくスペースをとることはない。

本発明によると、カバーの開閉機構が装置本体の下部に位置する支軸の近傍に集約されるので、開閉機構を設置するためのスペースを節約でき、装置の小型化を図れる。また、カバーが開いたときに、開閉機構の一部が装置本体の下部で露出するだけであるので、ユーザの邪魔にならず、ユーザの操作性を高めることができる。

本実施形態の画像形成装置を図１に示す。画像形成装置１００は、外部から入力された画像データに応じて、記録用紙等のシートに対して多色あるいは単色の画像を形成する。画像形成装置は、装置本体１１０と、自動原稿処理装置１２０とを有している。装置本体１１０には、露光ユニット１、現像器２、感光体ドラム３、クリーナユニット４、帯電器５、中間転写ベルトユニット６、定着ユニット７、給紙カセット８１、排紙トレイ９１等が内装されている。

装置本体１１０の上部には、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台９２が設けられ、原稿載置台９２の上側には自動原稿処理装置１２０が取り付けられている。自動原稿処理装置１２０は、原稿載置台９２の上に自動で原稿を搬送する。また、自動原稿処理装置１２０は矢印Ｍ方向に回動自在とされ、自動原稿処理装置１２０が開くと、原稿載置台９２の上が開放される。原稿載置台９２に原稿を手置きで置くことができる。

原稿台９２の下方に、読取装置９０が設けられる。読取装置９０は、光源、ミラー、読取素子等から構成される。読取装置９０は、原稿載置台９２上の原稿の画像を読み取り、画像データを出力する。

本画像形成装置１００において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像器２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４は、各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられる。

帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電する。帯電器５として、チャージャ型の他、接触型のローラやブラシが用いられることもある。

露光ユニット１は、レーザ出射部及び反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。露光ユニット１は、レーザビームを走査するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーによって反射されたレーザ光を感光体ドラム３に導くためのレンズやミラー等の光学要素を有する。なお、露光ユニット１としては、この他発光素子をアレイ状に並べた、例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いる手法も採用できる。

露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム３の表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する。現像器２は、それぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を４色（ＹＭＣＫ）のトナーにより顕像化する。クリーナユニット４は、画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを除去、回収する。

感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット６は、中間転写ベルト６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、中間転写ローラ６４、及び中間転写ベルトクリーニングユニット６５を備えている。上記中間転写ローラ６４は、ＹＭＣＫ用の各色に対応して４つ設けられている。

中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、及び中間転写ローラ６４は、中間転写ベルト６１を張架して回転駆動させる。各中間転写ローラ６４は、感光体ドラム３のトナー像を中間転写ベルト６１上に転写するための転写バイアスを与える。

中間転写ベルト６１は、各感光体ドラム３に接触するように設けられている、そして、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト６１に順次的に重ねて転写することによって、中間転写ベルト６１上にカラーのトナー像（多色トナー像）が形成される。中間転写ベルト６１は、例えば厚さ１００〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて、無端状に形成されている。

感光体ドラム３から中間転写ベルト６１へのトナー像の転写は、中間転写ベルト６１の裏側に接触している中間転写ローラ６４によって行われる。中間転写ローラ６４には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６４は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト６１に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施形態では転写電極としてローラ形状を使用しているが、それ以外にブラシなども用いることが可能である。

各感光体ドラム３上で各色相に応じて顕像化された静電像は中間転写ベルト６１上に積層される。このように、積層されたトナー像は中間転写ベルト６１の回転によって、シートと中間転写ベルト６１の接触位置に配置される転写ローラ１０によってシート上に転写される。

このとき、中間転写ベルト６１と転写ローラ１０は所定のニップ幅で圧接されると共に、転写ローラ１０には、トナーをシートに転写させるためのトナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧が印加される。さらに、転写ベルト１０は上記ニップ幅を定常的に得るために、転写ローラ１０もしくは中間転写ベルト駆動ローラ６２の何れか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々）とされる。

感光体ドラム３に接触することにより中間転写ベルト６１に付着したトナー、もしくは転写ローラ１０によってシート上に転写が行われず中間転写ベルト６１上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット６５によって除去、回収される。中間転写ベルトクリーニングユニット６５は、中間転写ベルト６１に接触する、例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードを備えている。クリーニングブレードが接触する中間転写ベルト６１は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ６３で支持されている。

給紙カセット８１は、画像形成に使用するシートを蓄積しておくためのトレイであり、装置本体１１０の露光ユニット１の下側に設けられている。手差し給紙カセット８２にも画像形成に使用するシートが置かれる。装置本体１１０の上部に設けられている排紙トレイ９１は、印刷済みのシートをフェイスダウンで集積するためのトレイである。

装置本体１１０には、給紙カセット８１及び手差し給紙カセット８２のシートを転写ローラ１０および定着ユニット７を経由させて排紙トレイ９１に送るためのシート搬送路Ｓが設けられている。シート搬送路Ｓに沿って、ピックアップローラ１１ａ，１１ｂ、複数の搬送ローラ１２ａ〜１２ｄ，レジストローラ１３、転写ローラ１０、定着ユニット７等が配されている。

搬送ローラ１２ａ〜１２ｄは、シートの搬送を促進、補助するための小型のローラであり、シート搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１１ａは、給紙カセット８１の端部近傍に配され、給紙カセット８１からシートを１枚ずつピックアップしてシート搬送路Ｓに供給する。ピックアップローラ１１ｂは、手差し給紙カセット８２の端部近傍に配され、手差し給紙カセット８２からシートを１枚ずつピックアップしてシート搬送路Ｓに供給する。

レジストローラ１３は、シート搬送路Ｓを搬送されているシートを一旦保持するものである。そして、レジストローラ１３は、感光体ドラム３上のトナー像の先端とシートの先端を合わせるタイミングで駆動され、シートを転写ローラ１０に搬送する。

定着ユニット７は、ヒートローラ７１及び加圧ローラ７２を備えており、ヒートローラ７１及び加圧ローラ７２は、シートを挟んで回転する。ヒートローラ７１は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて、制御部によって所定の定着温度となるように温度制御される。定着ユニットにより、シートに転写された多色トナー像は、溶融されて混合し、圧接されて、シートに対して熱定着される。なお、ヒートローラ７１を外部から加熱するための外部加熱ベルト７３が設けられている。

給紙カセット８１あるいは手差し給紙カセット８２から供給されたシートは、シート搬送路Ｓの搬送ローラ１２ａによってレジストローラ１３まで搬送される。シートは、中間転写ベルト６１上のトナー像の先端と整合するタイミングで転写ローラ１０に搬送され、シート上に画像が転写される。その後、シートは定着ユニット７を通過することによって、シート上の未定着トナーが熱で固着される。シートは、搬送ローラ１２ｂによって排紙トレイ９１上に排出される。

上記の搬送経路は、シートに対して片面印字する場合の経路である。両面印字するときは、上記のように片面印字が終了して、定着ユニット７を通過したシートの後端が最終の搬送ローラ１２ｂで把持されたときに、搬送ローラ１２ｂが逆回転して、シートを搬送ローラ１２ｃ，１２ｄに導く。その後、レジストローラ１３を経てシート裏面に印字が行われた後に、シートが排紙トレイ９１に排出される。

図２に示すように、シート搬送路Ｓは、装置本体１１０の左右のいずれか一側に配され、シート搬送路Ｓは、下側から上側に向かって略垂直に形成される。印刷中にシートのジャムが発生したとき、シート搬送路Ｓから詰まったシートを取り除くために、シート搬送路Ｓを開放するカバー２０が設けられる。カバー２０は、装置本体１１０の左右のいずれか一側を覆い、装置本体１１０の支軸２１周りに回動する。カバー２０が下向きに回動すると、カバー２０は開き、上向きに回動すると、カバー２０は閉じる。なお、図２中、シート搬送路Ｓの一部は省略している。

支軸２１は、装置本体１１０の下部に、前後一対に設けられる。支軸２１は、前後方向と平行に水平な状態で装置本体１１０に固定される。そして、カバー２０の開閉機構として、支軸２１周りに、カバー２０が下方向に開くときにカバー２０の急激な開放を防ぐための減速部と、カバー２０の開放量を規制する規制部とが設けられる。

減速部は、カバー２０の回動に負荷を与える。そのため、減速部は、装置本体１１０に設けられた減速ギア２２と、カバー２０に設けられたギア２３と、トルクリミッタ２４とから構成される。

カバー２０の下部が支軸２１に嵌められ、カバー２０が支軸２１に回動自在に支持される。カバー２０の前側の下部に、支軸２１周りに扇形のギア２３が形成される。減速ギア２２は、このギア２３に噛み合うように装置本体１１０の下部に配される。トルクリミッタ２４は、装置本体１１０に設けられ、減速ギア２２に接続される。トルクリミッタ２４は、一般的な構造のものであり、トルクリミッタ２４の入力軸に減速ギア２２が取り付けられる。無理な荷重が加わったとき、スリップすることにより、一定のトルクが入力軸にかかる。このトルクが各ギア２２，２３を介してカバー２０に伝達され、カバー２０が開くときの回動負荷となる。

規制部は、装置本体１１０とカバー２０とを連結するアーム２５とされる。アーム２５は、可撓性を有する帯状のプラスチック、金属等からなり、アーム２５の両端がそれぞれ装置本体１１０およびカバー２０にビス止めされる。アーム２５の長さに応じて、カバー２０の最大開度が決まる。アーム２５は、支軸２１の近傍で、シート搬送路Ｓよりも下方に配置される。カバー２０が閉じているとき、アーム２５は折れ曲がっている。

上記の減速部および規制部からなる開閉機構は、装置本体１１０の前側（フロント側）に配置される。また、シート搬送路Ｓよりも前側寄りに位置する。装置本体１１０の後側には、各ローラを駆動するためのモータや伝達ギアが配置される。そのため、装置本体１１０の後側には、設置スペースに制限がある。前側に減速部や規制部を配置することにより、装置本体１１０の小型化を図れる。

ジャムが発生すると、ユーザはカバー２０を開く。カバー２０は、支軸２１周りに回動する。カバー２０の回動に伴い、減速ギア２２が回転し、トルクリミッタ２４に回転が伝わる。カバー２０が自重によって急激に開こうとすると、トルクリミッタ２４に一定以上のトルクが加わる。すると、トルクリミッタ２４は、スリップして、回転に負荷をかける。この負荷が減速ギア２２によって増幅されて、ギア２３の回転にブレーキがかけられ、カバー２０に対する回動負荷が生じる。これによって、カバー２０はゆっくりと開く。そして、アーム２５が伸びきったとき、カバー２０の開放が止まる。

カバー２０が開いたとき、シート搬送路Ｓは開放され、ユーザは詰まったシートを取り除く。このとき、装置本体１１０とカバー２０との間には、アーム２５が露出しているだけである。アーム２５は、シート搬送路Ｓよりも下方に位置しているので、ユーザの作業の邪魔にならない。

カバー２０を閉じるとき、ユーザはカバー２０を押し上げる。このとき、カバー２０にトルクリミッタによる負荷がかかるので、カバー２０はゆっくりと閉まり、装置本体に衝撃が加わらない。また、ユーザが途中でカバー２０から手を放しても、カバー２０が急に下がることを防げる。

ここで、カバー２０の開閉機構の具体的な構造を図３に示す。カバー２０の前後方向の両側に支軸２１に支持される脚３０が突設される。脚３０の先端に切欠３１が形成され、支軸２１を挟み込むようになっている。前側の脚３０に、支持体３２が取り付けられる。支持体３２は、脚３０の前側にねじ止めされ、着脱自在とされる。支持体３２の下部の内側は、装置本体１１０側に対向し、扇形に形成される。この下部の外周に、減速ギア２２に噛み合うギア２３が形成される。カバー２０の最大開度に応じて、ギア２３を形成する長さが決められる。支持体３２の下部の外側の隅は切り欠かれ、円弧面３３が形成される。円弧面３３が、支軸２１の周りを回動する。

また、支持体３２の下部に円弧状の溝３４が形成されている。溝３４は、支軸２１を中心とする円周上に位置する。装置本体１１０のフレームにピン３５が突設され、ピン３５が溝３４に挿入されている。カバー２０が開閉するとき、ピン３５に沿って溝３４が移動する。カバー２０ががたつかないように、ピン３５がガイドの役目を果たす。アーム２５は、支持体３２よりも後側で、装置本体１１０に取り付けられる。

支持体３２のギア２３に噛み合う減速ギア２２およびトルクリミッタ２４がユニットケース３６に装着されている。減速ギア２２はユニットケース３６に回転自在に支持される。トルクリミッタ２４は、ユニットケース３６に固定される。なお、減速ギア２２は多段ギアとされ、支持体３２のギア２３と噛み合うとともに、トルクリミッタ２４の入力軸に取り付けられたギアと噛み合う。ユニットケース３６は、装置本体１１０のフレームに取り付けられる。このように、減速ギア２２およびトルクリミッタ２４をユニット化することにより、装置本体１１０への取付作業が容易となる。

カバー２０が開いたとき、カバー２０はアーム２５によって支えられるとともに、ギア同士の噛み合いによってカバー２０の回動が規制される。カバー２０は、開いた状態にしっかりと保持される。また、装置本体１１０とカバー２０との間には、アーム２５および支持体３２の一部が露出する。しかし、これらは支軸２１の近傍で露出するので、作業するユーザの邪魔にはならない。

カバー２０を装置本体１１０から取り外すとき、まずアーム２５をカバー２０あるいは装置本体１１０から外す。アーム２５による規制がなくなるので、カバー２０をさらに開くことができる。カバー２０を開くと、支持体３２のギア２３が減速ギア２２から離れ、カバー２０を引っ張りだすことにより、装置本体１１０からカバー２０を容易に取り外すことができる。カバー２０を装着するときは、カバー２０を支軸２１に嵌めて、上向きに押し上げると、支持体３２のギア２３が減速ギア２２に噛み合う。このとき、支持体３２の溝３４をピン３５に合わせることにより、カバー２０の位置決めを容易に行える。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。上記実施形態のカバーは、装置本体の側面を開放するが、前面を開放するカバーであってもよい。カートリッジを交換するときに、このカバーは開閉される。

規制部として、アームの代わりに、カバーに当接するストッパを装置本体に設けてもよい。カバーが開いたとき、ストッパがカバーに当接して、カバーの回動が止まる。

減速ギアとトルクリミッタとの間にワンウェイクラッチを設ける。ワンウェイクラッチは、カバーが開くときには、トルクリミッタに回転力を伝え、カバーが閉じるときには、空転する。ユーザがカバーを閉じるとき、負荷がかからず、楽にカバーを閉じることができる。

本発明の画像形成装置の全体構成を示す概略図 （ａ）カバーが閉じているときの画像形成装置の概略図、（ｂ）カバーが開いているときの画像形成装置の概略図 カバーの開閉機構の斜視図 （ａ）カバーが閉じているときの従来の画像形成装置の概略図、（ｂ）カバーが開いているときの従来の画像形成装置の概略図

符号の説明

２０ カバー
２１ 支軸
２２ 減速ギア
２３ ギア
２４ トルクリミッタ
３０ 脚
３２ 支持体
３４ 溝
３５ ピン

Claims (7)

1. 装置本体に、上下方向に開閉するカバーが設けられ、カバーが、装置本体の下部の支軸に回動自在に支持され、支軸周りに、カバーが下方向に開くときにカバーの急激な開放を防ぐための減速部と、カバーの開放量を規制する規制部とが設けられたことを特徴とする画像形成装置。
2. 減速部は、複数のギアを有し、装置本体に、減速ギアが設けられ、カバーの外周に、減速ギアに噛み合うギアが形成されたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 減速部は、開いていくカバーの回動に負荷を与えるトルクリミッタを備え、トルクリミッタは、装置本体に設けられて、減速ギアに接続されたことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. カバーは、支軸に対して抜き差し可能とされ、カバーは、開いた姿勢において、装置本体に着脱可能とされたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 規制部が、装置本体とカバーとを連結するアームとされ、アームが、カバーの開放を止めることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. カバーは、シートの搬送路を開放し、規制部が、搬送路よりも下方に配されたことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 減速部および規制部は、装置本体のフロント側に配置されたことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。

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