JP2017198751A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 回動ユニットに当接し、その当接面の摩擦抵抗により回動ユニットをフリーストップさせる摩擦部材の摩擦力が、回動角度によって変化するようにすることで、回動ユニットを確実に所定の収納位置に収める。【解決手段】 回動ユニットをチルトして停止する際に、反力により回動ユニットが所定の収納位置に収まらないことを抑制することである。【選択図】 図８

Description

本発明は、電子写真方式を採用する複写機、レーザープリンター等の画像形成装置に関する。

従来、例えば電子写真方式などを用いた複写機、レーザープリンターなどの画像形成装置において、低身長者や車椅子使用者が画像形成装置を操作できるように操作部をチルト（傾斜）させる提案がされている。

特許文献１で提案されている画像形成装置の操作部は、チルトする操作部の回動中心にフリーストップヒンジを設けている。従来から、フリーストップヒンジには、トルクリミッターやねじりバネ等を設けるのが一般的である。

特開２０１０−１０２１４３号公報

従来のように回動中心にトルクリミッター等を設ける操作部においては、チルトする方向と逆方向に反力がかかり、チルトを停止する際に操作部が反力方向に戻ってしまうという現象が発生する。この現象によって、例えば操作部をある角度で停止したい時に、操作部をチルトしても操作部が浮いてしまい、所定の角度にならないという問題が生じる。これにより、もう一度チルトを試みたりすることがあるため、ユーザーが煩わしさを感じてしまうという課題があった。

従って、本発明の主要な目的は、摩擦力を利用して回動部材の傾斜角度を調整可能な画像形成装置において、回動部材を収納位置に収納する際に、回動部材に生じる反力によって回動部材が収納位置から浮いてしまうことを抑制することにある。。

上記目的を達成するため、本発明は、画像を形成する画像形成部と、
回動可能に支持された回動部材と、
前記回動部材に接触して弾性変形することで、前記回動部材が自立保持可能となるように前記回動部材に摩擦力を付与する摩擦付与部材と、
前記回動部材を収納する収納部と、を備えた画像形成装置において、
前記摩擦付与部材は、前記回動部材の前記収納部からの回動角度が所定角度以下の場合に、前記回動部材が自立保持されずに前記収納部に収納されるように、前記回動部材に摩擦力を付与するように構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、摩擦力を利用して回動部材の傾斜角度を調整可能な画像形成装置において、回動部材を収納位置に収納する際に、回動部材に生じる反力によって回動部材が収納位置から浮いてしまうことを抑制することができる。

本発明の一実施例に係る画像形成装置の全体を示す図である。 本発明の一実施例に係る操作部と液晶表示部を説明する図である。 本発明の一実施例に係る操作部凹部の（ａ）軸，（ｂ）穴を説明する図である。 本発明の一実施例に係る液晶表示部の（ａ）穴，（ｂ）チルトアームを説明する図である。 本発明の一実施例に係る液晶表示部の（ａ）構成，（ｂ）回動部断面を説明する図である。 本発明の一実施例に係る液晶表示部の自重によるモーメントを説明する図である。 本発明の一実施例に係る液晶表示部の回動角度と自重によるモーメントの関係を説明する図である。 本発明の一実施例に係る（ａ）当接部の面積，（ｂ）液晶表示部の回動角度と当接部の面積の関係を説明する図である。 本発明の一実施例に係る（ａ）シートとチルトアームの当接部，（ｂ）シートの反力を説明する図である。 本発明の一実施例に係る液晶表示部の回動角度と、自重によるモーメント及びチルトアームを回動させるために必要なトルクの関係を説明する図である。 本発明の二実施例に係る（ａ）アーム保持プレートを取り除いた図，（ｂ）当接部を説明する図である。 本発明の二実施例に係る（ａ）アーム保持プレート，（ｂ）チルトアームとアーム保持プレートの当接部を説明する図である。 本発明の二実施例に係る液晶表示部の回動角度が４５°の時の（ａ）チルトアームとアーム保持プレートの位置関係，（ｂ）シートの変形量を説明する図である。 本発明の二実施例に係る液晶表示部の回動角度が０°の時の（ａ）チルトアームとアーム保持プレートの位置関係，（ｂ）シートの変形量を説明する図である。 本発明の二実施例に係る液晶表示部の回動角度とシートの変形量を説明する図である。 本発明の二実施例に係る液晶表示部の回動角度と、自重によるモーメント及びチルトアームを回動させるために必要なトルクの関係を説明する図である。

［実施例１］
本発明は、画像形成装置の装置本体に備えられた回動するユニット（回動ユニット）に適用できるが、ここではチルトする液晶表示部に適用する場合を例として挙げる。以下、画像形成装置であるプリンタの操作部について説明する。なお、本発明はプリンタに限定されたものではなく複合機等の画像形成装置にも適用することができる。

図１はプリンタ１００の外観図である。下方に給紙部１０１、中央に作像部１０２、上方に排紙部１０３を備えている。プリンタ１００の動作については、一般的であるため、説明を省略する。プリンタ１００の上面には操作部２００が配置されている。操作部２００には、プリンタ１００の動作状態（情報）を表示する液晶表示部２０１が配置されている。

又、操作部２００には、プリント枚数などを入力するためのテンキー２０２等の各種キーが配置されている。液晶表示部２０１は、照明の反射により見えにくい場合に見やすくしたり、低身長者や車椅子使用者が見やすいようにチルト機構を備えている。

（チルトの説明）
次に、回動部材としてのチルトする液晶表示部２０１の構成について説明する。図２は操作部２００を収納する収納部としての凹部２００ｃを表す図である。液晶表示部２０１は操作部２００の凹部２００ｃに格納されている。液晶表示部２０１は図３（ａ）（ｂ）に示す凹部２００ｃの側面に設けた軸２００ａとその同軸上に設けた穴２００ｂを中心に回動する。回動中心では、図４（ａ）に示す液晶表示部２０１の側面に設けた穴２０１ａが前記軸２００ａに係合する。もう一方は、液晶表示部２０１と一体となって回動するチルトアーム２０３の軸２０３ｂが前記操作部２００の穴２００ｂに係合している。即ち、液晶表示部２０１は、操作部２００に回転可能に支持されている。そして、液晶表示部２０１は不図示の回動ストッパにより回動が規制され、回動角度が０°から９０°の範囲で回動することが可能である。図５（ａ）（ｂ）はチルト機構の構成を表す図である。チルトアーム２０３は、軸２０３ｂが前記穴２００ｂに、端部の軸２０３ｃがアーム保持プレート２０４により軸支されており、その間に扇形のアーム２０３ａを備える。アーム保持プレート２０４は、操作部凹部２００ｃ側面の外側にシート保持プレート２０５とともにねじ２０６で固定されている。シート保持プレート２０５には、弾性変形し表面が高摩擦である摩擦付与部材としてのシート２０７が取り付けられている。シート２０７の高摩擦面２０７ａはチルトアーム２０３の扇形のアーム２０３ａ側面に当接し、回動軸方向に弾性変形している。液晶表示部２０１は、シート２０７とチルトアーム２０３当接部の摩擦抵抗によりフリーストップする。即ち、液晶表示部２０１は、シート２０７とチルトアーム２０３当接部の摩擦抵抗により自立保持可能に構成されている。

（本発明の特徴部分の説明）
本発明は、チルトする液晶表示部を所定の収納位置に収納する際に、反力によって所定の収納位置からずれた位置に収納されてしまうことを抑制することを特徴としており、その詳細を説明する。

まず、液晶表示部２０１が自重で回動しようとするモーメントについて、図６を用いて説明する。液晶表示部２０１の重さをｍ（ｋｇ）、回動中心２０１ｂから液晶表示部２０１の重心２０１ｃまでの距離をＬｔ（ｍｍ）、液晶表示部２０１の回動角度をθ（°）とすると、液晶表示部２０１が自重で回動しようとするモーメントＭｔ（Ｎ・ｍｍ）は下記で表される。

Ｍｔ＝９．８×ｍ×Ｌｔ×ｃｏｓθ
但し、θは、液晶表示部と水平面とのなす角である。
横軸を液晶表示部２０１の回動角度、縦軸をモーメントとすると、図７のような関係になり、θ＝０°の時Ｍｔは最大、θ＝９０°の時最小となる。
液晶表示部２０１をフリーストップさせるためには、回動軸にＭｔよりも高負荷なトルク発生ユニットを設ける必要がある。ただし、チルトするタッチパネルのように、液晶表示部に押圧力がかかるような場合は、そのモーメントも加味して、その分大きいトルク発生ユニットが必要である。

本実施例では、摩擦抵抗を利用したトルク発生ユニットを有する、タッチパネル式でない液晶表示部を説明する。前述のように、チルトアーム２０３の扇形のアーム２０３ａの側面は、シート２０７が弾性変形することによりシート２０７から反力を受ける。図８のように、シート２０７の圧力をＰ（Ｎ／ｍｍ^２）、シート２０７とアーム２０３ａの接触面２０８（ハッチング部）の面積をＳ（ｍｍ^２）、シート２０７表面の摩擦係数をμ、液晶表示部２０１の回動中心２０１ｂからシート２０７とアーム２０３ａの接触面中心までの距離をＬｓ（ｍｍ）とする。液晶表示部２０１が自重で回動しようとするモーメントを除くと、チルトアーム２０３を回動させるために必要なトルクＴｓ（Ｎ・ｍｍ）は、下記のようになる。

Ｔｓ＝μ×Ｐ×Ｓ×Ｌｓ
上記Ｔｓから前述の液晶表示部２０１が自重で回動しようとするモーメントＭｔを差し引いた値が正の場合は液晶表示部２０１が自立保持し、負の場合は自立保持せず自重で回動する。本実施例では液晶表示部２０１がチルト角度θ＝０°の時に確実に液晶表示部が０°になる構成を説明する。図９（ａ）のハッチング部は、チルト角度θが０°，４５°，９０°時のチルトアーム２０３とシート２０７の接触面２０８を表す。図９（ｂ）はチルト角度θと接触面２０８の面積Ｓの関係を表したグラフである。図のように、チルト角度θ＝０°付近の接触面積Ｓがそれ以外の角度と比較して小さくなるようにすることを特徴とする。

図１０はＭｔとＴｓの関係を表した図である。チルト角度θに対して接触面積Ｓは前述のように変化するので、Ｔｓも図のように変化する。チルト角度θがＢの範囲はＴｓ−Ｍｔの値が正であるので、液晶表示部２０１は自立保持する。チルト角度θがＡの範囲はＴｓ−Ｍｔの値が負であるので液晶表示部２０１は自立保持しない。従って、チルト角度θ＝０°付近では、自重で液晶表示部２０１が回動し０°で停止する。以上、説明したように、チルト角度θがＡの範囲で、液晶表示部２０１を確実に０°に収めることが可能である。本実施例では、チルト角度が所定角度以下（１０°以下）の場合に、液晶表示部２０１が自立保持されずに凹部２００ｃに収納されるように構成されている。また、本実施例では、チルト角度θが所定角度よりも小さい第１角度θ１の場合は、チルト角度θが所定角度よりも大きい第２角度θ２に比べて、液晶表示部２０１を回動させる為に必要なトルクを小さくしている。

更に、本発明の効果としては、チルト角度がＡの範囲で摩擦力が徐々に変化するため、液晶表示部２０１を倒していく際に、Ａの範囲で自重により液晶表示部２０１がゆっくりと回動し、非常に静かに０°に収めることが可能である。言い換えれば、液晶表示部２０１の収納部２００ｃからの回動角度が、少なくともAの範囲においても、液晶表示部２０１は、シート２０７から摩擦力が付与されるように構成されている。このため、液晶表示部２０１が自立保持できない領域であっても、液晶表示部２０１をゆっくり収納部に納めることができる。

尚、本実施例では回動ユニットとして、液晶表示部を有するユニットを説明しているが、キー等を有する操作部ユニットがチルトする場合においても同様である。また、本実施例では、回動可能領域（０°〜９０°）の全領域において、回動必要トルクＴｓ（摩擦力）が生じるように構成されているが、この限りではない。例えば、摩擦力が生じない領域を有していてもよい。但し、全領域でＴｓが正となることが好ましい。

また、Ｂの領域においては、Ｔｓ−Ｍｔの値が正であるように構成されているが、この限りではない。例えばチルト角度が９０°付近では正でなくてもよい。但し、Ｂの領域においては、Ｔｓ−Ｍｔの値が正であることが好ましい。また、Ｂの領域において、Ｔｓ−Ｍｔの値が正であれば、回動角度が大きくなるに従ってＴｓが小さくなる領域を有していても良い。

［実施例２］
実施例１と異なる点は、液晶表示部２０１の回動角度θに対して、チルトアーム２０３とシート２０７の接触面積Ｓは一定であるが、シート２０７の弾性変形量が変化することである。トルク発生ユニットの構成は実施例１と同様である。図１１（ａ）（ｂ）はアーム保持プレート２０４を外した図である。シート２０７はチルトアーム２０３の扇形のアーム２０３ａにより、ハッチングした領域で弾性変形する。次に、シート２０７の弾性変形量（侵入量）を変化させる手段について説明する。本実施例では、液晶表示部２０１の回動角度θに応じて、シート２０７の厚み方向への弾性変形量が変更可能に構成されている。図１２（ａ）はトルク発生ユニットを表す。アーム保持プレート２０４は図１２（ｂ）のように、チルトアーム２０３の扇形のアーム２０３ａと対向する面に突起２０４ａを備える。一方、チルトアーム２０３の扇形のアーム２０３ａはアーム保持プレート２０４と対向する面に凹部２０３ｄを備える。突起２０４ａの中心線ＣＬ１と凹部２０３ｄの中心線ＣＬ２はともに液晶表示部２０１の回動中心を通る線で、双方が為す角度は液晶表示部２０１の回動角度θと一致するように設定されている。液晶表示部２０１が回動すると、チルトアーム２０３の扇形のアーム２０３ａのハッチング部とアーム保持プレート２０４の突起２０４ａが当接する構成となっている。例として、液晶表示部の２０１の回動角度θが４５°と０°の状態について説明する。図１３（ａ）は液晶表示部２０１の回動角度θが４５°の時の、アーム保持プレート２０４の突起２０４ａと扇形アーム２０３ａの凹部２０３ｄの位相を表す。突起２０４ａの中心線ＣＬ１と凹部２０３ｄの中心線ＣＬ２の為す角度は液晶操作部２０１の回動角度と等しく、θ＝４５°である。この時のシート２０７の変形量を表すのが図１３（ｂ）である。アーム保持プレート２０４の突起２０４ａは扇形のアーム２０３ａの凹部２０３ｄよりも高い面で当接しており、シート２０７はＤ４５（ｍ）弾性変形している。図１４（ａ）は液晶表示部２０１の回動角度θが０°の時の、アーム保持プレート２０４の突起２０４ａと扇形アーム２０３ａの凹部２０３ｄの位相を表す。突起２０４ａの中心線ＣＬ１と凹部２０３ｄの中心線ＣＬ２は一致している。この時のシート２０７の変形量を表すのが図１４（ｂ）であり、シート２０７はＤ０（ｍ）弾性変形している。液晶表示部２０１の回動角度θが４５°と０°の時で、０°の時の方がシート２０７の変形量は小さく、その差（Ｄ４５−Ｄ０）は扇形アーム２０３ａの凹部２０３ｄの凹量と一致している。液晶表示部２０１の回動角度θとシート２０７の弾性変形量Ｄをグラフに表すと図１５のようになる。

前述のように、液晶表示部２０１が自重で回動しようとするモーメントを除くと、チルトアーム２０３を回動させるために必要なトルクＴｓ（Ｎ・ｍｍ）は、下記のようになる。
Ｔｓ＝μ×Ｐ×Ｓ×Ｌｓ

シート２０７には、弾性変形により変形量に比例した圧力Ｐ（Ｎ／ｍｍ^２）を生じる部材を使用している。本実施例では、液晶表示部２０１の回動角度θに対して、チルトアーム２０３とシート２０７の接触面積Ｓを一定にしているため、Ｔｓは回動角度θに対して弾性変形量Ｄと同様に変化する。ＭｔとＴｓの関係を表すと図１６のようになり、実施例１と同様にチルト角度θがＡの範囲で、液晶表示部２０１を確実に０°に収めることが可能である。尚、本実施例では、液晶表示部２０１の回動角度θに対して接触面積Ｓを一定としているが、本実施例とともに実施例１のように接触面積Ｓが変化するようにしても、同様の効果が得られる。

また、液晶表示部２０１の回動角度θに対してシート２０７表面の摩擦係数μが変化するような構成にしても同様の効果が得られる。

１００ プリンタ（装置本体）
２０１ 液晶表示部（回動ユニット）
２０７ シート（摩擦部材）
２０８ 接触面（当接部）

Claims (7)

1. 画像を形成する画像形成部と、
   回動可能に支持された回動部材と、
   前記回動部材に接触して弾性変形することで、前記回動部材が自立保持可能となるように前記回動部材に摩擦力を付与する摩擦付与部材と、
   前記回動部材を収納する収納部と、を備えた画像形成装置において、
   前記摩擦付与部材は、前記回動部材の前記収納部からの回動角度が所定角度以下の場合に、前記回動部材が自立保持されずに前記収納部に収納されるように、前記回動部材に摩擦力を付与するように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記回動部材の前記収納部からの回動角度が前記所定角度よりも小さい第１角度の場合は、前記回動部材を回動させるために必要なトルクは第１トルクであり、前記回動部材の前記収納部からの回動角度が前記所定角度よりも大きい第２角度の場合は、前記回動部材を回動させるために必要なトルクは前記第１トルクよりも大きい第２トルクとなるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記回動部材の回動角度に応じて、前記回動部材と前記摩擦付与部材とが接触する接触面積が変更可能に構成されており、前記接触面積が変更されることにより、前記回動部材を回動させるために必要なトルクが変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記回動部材の前記摩擦付与部材への厚み方向への弾性変形量が変更可能に構成されており、前記弾性変形量が変更されることにより、前記回動部材を回動させるために必要なトルクが変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載の画像形成装置。
5. 前記摩擦付与部材は、第１領域と、前記第１領域よりも摩擦係数が小さい第２領域と、を備え、前記回動部材に接触する前記摩擦付与部材の領域を前記第１領域と前記第２領域に変更することで、前記回動部材を回動させるために必要なトルクが変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至４何れかに記載の画像形成装置。
6. 前記回動部材は、画像形成装置の動作状態を表示するための表示部を備えていることを特徴とする請求項１乃至５何れかに記載の画像形成装置。
7. 前記回動部材の前記収納部からの回動角度が、０度以上で前記所定角度以下となる範囲において、前記回動部材は、前記摩擦付与部材から摩擦力が付与されるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至６何れかに記載の画像形成装置。

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