JP2024036775A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザビリティを向上させつつ、ユーザによる操作後の画像形成装置の動作を保障すること。
【解決手段】開閉カバー３０、係合部５１、トグルレバー５２、付勢部材５３、を備え、係合部５１及びトグルレバー５２は、１組設けられており、トグルレバー５２は、付勢部材５３による第１付勢力により付勢される第１領域と、付勢部材５３による第２付勢力により付勢される第２領域と、を移動可能であり、第１領域において係合部５１と係合し、開閉カバー３０の閉状態が維持されるように付勢部材５３によって付勢され、開閉カバー３０が閉状態から開状態になる動作に連動して第１領域から第２領域に移動し、係合部５１との係合が解除される。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像形成装置に関し、例えば、複写機、プリンタなどの電子写真方式の画像形成装置に関する。

画像形成装置は、電子写真方式により記録材に画像を形成する装置であり、電子写真式複写機、電子写真式プリンタなどがある。また、このような画像形成装置のうち、感光ドラム、及び、感光ドラムに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。プロセスカートリッジ方式では、装置のメンテナンスをサービスマンによらずユーザ自身で行うこともできるため、ユーザビリティを向上させることができる。そのため、プロセスカートリッジ方式は電子写真方式の画像形成装置において広く用いられている。

従来の画像形成装置では、プロセスカートリッジなどのユーザによる交換部品を、カバーを開閉して行う構成が用いられており、カバーのロック機構には、様々な方式が使用されている。例えば、特許文献１には、ユーザがハンドル部を操作してロック爪の位置をロック位置／アンロック位置に切り替える構成が開示されている。また例えば、特許文献２には、ユーザがハンドル操作を行うことなく、カバーの開閉操作に伴って、自動的に引き込み動作とロック／アンロックを行うことが可能なトグル機構も使用されており、複数箇所にトグル機構が配置されている。

特開２００４－１３８７７５号公報 特開２０１７－１５６５２０号公報

しかしながら、複数箇所にトグル機構を配置した構成においては、「片締り」の対応が必要となる。「片締り」とは、あるトグル機構のトグルレバーが開閉カバーを引き込むロック側に遷移した状態で、他のトグル機構のトグルレバーが中立点を越えるまで回転できず、アンロック側にある状態のことである。片締りの対応を行うには、同じタイミングで複数箇所に配置したトグル機構のトグルレバーをロック側／アンロック側にそれぞれ遷移させるために、開閉カバーをねじれにくくして姿勢を拘束することが必要となる。そのため、開閉カバーの厚さを増すなどの剛性を上げる対応を取る必要が生じ、容積アップやコストアップに繋がるおそれがある。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、ユーザビリティを向上させつつ、ユーザによる操作後の画像形成装置の動作を保障することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
（１）筐体と、前記筐体に設けられた開口と、を備える画像形成装置であって、前記開口を閉塞する閉状態、又は、前記開口を開放する開状態になることが可能なカバー部材と、前記閉状態で前記カバー部材における前記開口を閉塞する側の面である第１面に設けられた係合部と、前記閉状態で前記筐体における前記カバー部材の前記第１面に対向する側の面である第２面に設けられ、前記閉状態で前記係合部と係合する被係合部と、前記被係合部に力を加える付勢部材と、を備え、前記係合部及び前記被係合部は、１組設けられており、前記被係合部は、前記付勢部材による第１付勢力により付勢される第１領域と、前記付勢部材による第２付勢力により付勢される第２領域と、を移動可能であり、前記第１領域において前記係合部と係合し、前記カバー部材の前記閉状態が維持されるように前記付勢部材によって付勢され、前記カバー部材が前記閉状態から前記開状態になる動作に連動して前記第１領域から前記第２領域に移動し、前記係合部との係合が解除されることを特徴とする画像形成装置。
（２）筐体と、前記筐体に設けられた開口と、を備える画像形成装置であって、前記開口を閉塞する閉状態、又は、前記開口を開放する開状態になることが可能なカバー部材と、前記閉状態で前記カバー部材における前記開口を閉塞する側の面である第１面に設けられた係合部と、前記閉状態で前記筐体における前記カバー部材の前記第１面に対向する側の面である第２面に設けられ、前記閉状態で前記係合部と係合する被係合部と、前記被係合部に力を加える付勢部材と、前記開口を介して前記筐体に着脱可能であり、記録材に画像形成を行うためのカートリッジと、を備え、前記係合部及び前記被係合部は、１組設けられており、前記被係合部は、前記付勢部材による第１付勢力により付勢される第１領域と、前記付勢部材による第２付勢力により付勢される第２領域と、を移動可能であり、前記第１領域において前記係合部と係合し、前記カバー部材の前記閉状態が維持されるように前記付勢部材によって付勢され、前記カバー部材が前記閉状態から前記開状態になる動作に連動して前記第１領域から前記第２領域に移動し、前記係合部との係合が解除され、前記カバー部材は、前記第１面に設けられ、前記カートリッジの着脱時に前記カートリッジの移動をガイドするガイド部材であって、前記カートリッジが着脱される着脱方向に延びる前記ガイド部材を有し、前記係合部は、前記ガイド部材の前記着脱方向に沿って延長した仮想線上に設けられることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、ユーザビリティを向上させつつ、ユーザによる操作後の画像形成装置の動作を保障することができる。

実施例の画像形成装置を説明する要部断面図 実施例の開閉カバーが閉位置及び開位置の状態を示す要部斜視図 実施例の開閉カバーが開位置の状態を示す要部斜視図 実施例のトグル機構の係合部及びトグルレバーを示す要部斜視図 実施例のトグル機構の動作を示す要部断面図

［ロック機構に用いられるトグル機構］
画像形成装置の開閉カバーの一般的なロック機構としては、ユーザビリティの観点からトグル機構が使用されている。また、複数箇所にトグル機構を配置する構成が広く用いられている。トグル機構は、トグルレバーが回転する軌跡の途中で、付勢力が釣り合う中立点が存在し、トグルレバーが中立点を通過する前後でロック側／アンロック側に切り替わり状態が遷移する。ここで、トグルレバーが回転することが可能な領域において、トグルレバーがロック（施錠）された状態（以下、ロック状態という。）に切り替わっている領域を第１領域という。また、トグルレバーが第１領域内にあるときの姿勢を第１姿勢という。また、トグルレバーが回転することが可能な領域において、トグルレバーがアンロック（施錠解除）された状態（以下、アンロック状態という。）に切り替わっている領域を第２領域という。また、トグルレバーが第２領域内にあるときの姿勢を第２姿勢という。さらに、中立点におけるトグルレバーの姿勢を第３姿勢という。トグル機構であれば、開閉カバーが閉じた状態で、その姿勢を保つように開閉カバーを閉じる側に引き込むような付勢力が作用している。このため、周囲の構成部品に対して所定の相対位置で開閉カバーをロックすることができる。

また、開閉カバーを開く側に開閉カバーに反力が作用する場合においても、トグル機構の付勢力や配置などを調整することで、反力よりも大きい引き込み力を開閉カバーに作用させることで、所定の相対位置で開閉カバーをロックすることができる。例えば、開閉カバーが閉位置か開位置かの状態を検知するため、装置本体に押下式スイッチなどが設けられる場合がある。このような構成では、開閉カバーが閉位置にあるとき、押下式スイッチから加えられる力（押下式スイッチによるの反力）が開閉カバーを開く側へ作用する。トグル機構は、開閉カバーが閉位置にあるときに、開閉カバーを開く側に作用する反力（押下式スイッチによる反力）よりも大きい引き込み力を開閉カバーに作用させるため、一般的には複数箇所にトグル機構を配置する構成が用いられる。

しかしながら、複数箇所にトグル機構を配置した構成においては「片締り」の対応が必要となる。「片締り」とは、複数のトグル機構の中で、一方のトグル機構のトグルレバーが開閉カバーを引き込むロック側に遷移した状態で、他のトグル機構のトグルレバーが中立点を越えるまで回転できず、アンロック側にある状態のことである。すなわち、本来であれば、複数のトグル機構のすべてがロック状態となっているべきところ、一部のトグル機構がアンロック状態となってしまっている状態を「片締り」という。

トグル機構が「片締り」の状態では、開閉カバーを所定の位置まで閉じることができないため、ユーザが操作を行っても想定した状態にならず、画像形成装置が通常動作を行うことができない状態が起こり得る。具体的には、開閉カバーが装置本体側に設けられた押下式スイッチを押し込むことで押下式スイッチを切り替える構成において、次のような課題が生じる。すなわち、ユーザが開閉カバーを閉じる操作を行った際に、一方のトグル機構のみがロック側に遷移し、他方、押下式スイッチに近い側のトグル機構がアンロック側の状態となる場合がある。その場合、押下式スイッチが切り替わらないため、画像形成装置は開閉カバーが閉位置にあることを検知することができないことから、画像形成装置として動作保障ができていない状態となってしまう。開閉カバーが閉位置になったことが検知されないと、画像形成装置は記録材への画像形成動作を開始することができない。

「片締り」の対応を行うには、同じタイミングで複数箇所に配置したトグル機構のトグルレバーをロック側／アンロック側に遷移させる必要がある。このため、例えば、開閉カバーをねじれにくくして姿勢を拘束することが必要となる。そうすると、開閉カバーの厚さを増すなどの剛性を上げる対応を取る必要が生じ、容積アップやコストアップに繋がってしまう。以下の実施例では、これらの課題を解決することを目的とする。

本実施例について、電子写真方式で４連ドラム方式のカラーの画像形成装置を用いて説明する。ここで、画像形成装置は、公知の電子写真技術により、外部から入力された画像情報に基づいてトナー像を形成し、紙などのメディア（記録材）にカラー画像を転写定着する装置である。画像形成装置には、例えば、複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ装置などが含まれるが、本実施例では、カラーレーザビームプリンタを例に説明する。また、プロセスカートリッジは、プロセス手段として少なくとも現像手段と電子写真の像担持体（感光ドラム）とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能であるものをいう。以下、図面を参照しながら本実施例について説明する。

［画像形成装置の概略構成］
図１は、本実施例の画像形成装置１００を正面側から見た場合の概略構成を示す断面図である。図１は、４つのプロセスカートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが直線上に並んだタンデム方式のカラー画像形成装置である。ここで、プロセスカートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの符号の添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄはトナーの色イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）に対応している。以下の説明において、その他の部材について、ａ、ｂ、ｃ、ｄがＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋに対応して付されている場合には、特定の色についての部材の説明をする場合を除き、符号の添え字ａ～ｄを省略する場合もある。なお、例えば、後述する定着フィルムの符号１４ａ等の「ａ」は色に対応して付されている添え字ではないので省略しない。

（１）トナー像の形成プロセス
トナー像の形成は、感光ドラム１、帯電手段である帯電部２、露光手段である露光部３、現像手段である現像ローラ２４を有する現像ユニット４により行われる。画像形成装置１００は、例えば４個の感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを備えている。それぞれの感光ドラム１の周囲には、その回転方向に従って、順に、感光ドラム１表面を均一に帯電する帯電部２、画像情報に基づいてレーザを照射し感光ドラム１上に静電潜像を形成する露光部３が配設されている。また、静電潜像にトナーを付着させトナー像として顕像化する現像ユニット４、感光ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト１２ｅに転写する転写手段である１次転写ローラ１２がある。さらに、転写後の感光ドラム１表面に残ったトナーを除去するクリーニング手段であるクリーニング部８が配設されている。

感光ドラム１、帯電部２、現像ユニット４及びクリーニング部８は、各々一体的にカートリッジ化して、プロセスカートリッジ７としている。プロセスカートリッジ７は、各々画像形成装置１００に対して着脱可能に設けられている。本実施例においては、画像形成装置１００の正面側に着脱することができる構成となっている（図２参照）。すなわち、図１において、ユーザは、プロセスカートリッジ７を紙面の手前側に引き出すことでプロセスカートリッジ７を画像形成装置１００本体から取り外すことができる。また、ユーザは、プロセスカートリッジ７を紙面の奥側に挿入することでプロセスカートリッジ７を画像形成装置１００本体に装着することができる。これら４個のプロセスカートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは同一構造であるが、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）のトナーにより、異なる色の画像を形成する点で相違している。

感光ドラム１は、例えば、アルミニウム製シリンダの外周面に、有機光導伝体層（ＯＰＣ）を塗布して構成したものであり、その両端部を軸受（不図示）などによって回転自在に支持されている。感光ドラム１の一方の端部に駆動モータ（不図示）から駆動力を伝達することにより、感光ドラム１は、例えば、図１に示す時計回り方向に回転駆動される。

帯電部２は、ローラ状に形成された導電性ローラで、このローラを感光ドラム１表面に当接させるとともに、電源（不図示）によって帯電電圧を印加して感光ドラム１表面を一様に帯電させる。露光部３は、プロセスカートリッジ７の鉛直下方（上下方向における下側）に配置され、図１では、プロセスカートリッジ７の下方に配置されている。露光部３は、画像信号に基づく露光を感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対して行う。なお、図１では、１つの露光部３が４つの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄにレーザ光を照射する構成であるが、これに限定されず、例えば１つのプロセスカートリッジ７に１つの露光部が対応する等、複数の露光部を備える構成であってもよい。

トナー容器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄには、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナーが収納されている。現像ローラ２４は、感光ドラム１表面に隣接して配置されており、それぞれ対応する感光ドラム１に対して当接状態、離間状態に遷移する。現像ローラ２４は、当接状態において、駆動部（不図示）により回転駆動されるとともに、電圧を印加することにより、感光ドラム１表面にトナーを供給し、静電潜像がトナーによって現像される。

以上の構成により、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ表面に、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋのトナー像が形成される。感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ表面に形成された各色のトナー像は、順次、中間転写ベルト１２ｅ表面へ重畳して転写される（１次転写プロセス）。その後、感光ドラム１表面に残ったトナーは、クリーニング部８によって除去され、クリーニングユニット５内の残トナー容器２６に回収される。

（２）シート材への転写プロセス、定着プロセス
記録材であるシート材Ｓへのトナー像の転写は、給紙装置１３によってシート材Ｓが２次転写部１５に搬送され、２次転写部１５にて行われる。中間転写ユニット１２は、１次転写プロセスにより形成されたトナー像を担持し、トナー像を２次転写部１５まで搬送する。定着装置１４は、シート材Ｓの搬送方向において２次転写部１５の下流側に位置し、シート材Ｓ上に転写された未定着のトナー像を定着する。

まず、給紙装置１３、中間転写ユニット１２、定着装置１４の構成について説明する。給紙装置１３は、主にシート材Ｓを収納する給紙カセット１１、給紙ローラ９、分離手段である分離ローラ２３、シート材Ｓを挟持搬送するレジストレーション（以下、レジストという。）ローラ対１７から構成されている。給紙カセット１１は画像形成装置１００から引き出すことができ、ユーザは、給紙カセット１１を画像形成装置１００から引き出した後、給紙カセット１１にシート材Ｓをセットし、画像形成装置１００へ装着することで、シート材Ｓの補給を行うことができる。

中間転写ユニット１２は、主に中間転写体である中間転写ベルト１２ｅ、駆動ローラ１２ｆ、従動ローラ１２ｇ、１次転写手段である１次転写ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、クリーニング装置２２から構成されている。中間転写ベルト１２ｅは無端円筒状のベルトで、駆動ローラ１２ｆ、従動ローラ１２ｇに張架されている。従動ローラ１２ｇは、付勢手段（不図示）により図１の矢印Ａ方向に付勢され、中間転写ベルト１２ｅに所定の張力を付与している。駆動ローラ１２ｆが、モータ（不図示）などにより回転駆動することで、中間転写ベルト１２ｅは、図１の矢印Ｂ方向（反時計回り方向）に所定の速度で回転する。各１次転写ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対向して中間転写ベルト１２ｅの内側に配設されている。１次転写ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに電圧が印加されることによって、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ表面に形成されたトナー像が、中間転写ベルト１２ｅ上に１次転写される。

定着装置１４は、主に定着フィルム１４ａ、加圧ローラ１４ｂ、加熱体１４ｃ、排出ローラ対２０から構成されている。定着フィルム１４ａは、無端円筒状のベルトであり、定着フィルム１４ａの外周面が、シート材Ｓ上のトナー像が転写された面側に配してある。加熱体１４ｃは、定着フィルム１４ａの内側に配置されており、加圧ローラ１４ｂが、定着フィルム１４ａを介して圧接している。加圧ローラ１４ｂが、駆動手段（不図示）により回転駆動し、それに伴って定着フィルム１４ａが回転し、加熱体１４ｃにより定着フィルム１４ａは加熱される。

シート材Ｓの搬送方向において、定着フィルム１４ａの下流側には、排出ローラ対２０、排出トレイ２１が配置されている。排出トレイ２１は、水平方向に対して傾斜している傾斜面２１ａを有している。傾斜面２１ａは、排出ローラ対２０に向かって下がるように傾斜している。

次に、給紙装置１３、中間転写ユニット１２、定着装置１４の動作について説明する。給紙ローラ９は、給紙カセット１１に収納されたシート材Ｓと圧接しており、所定の制御タイミングで回転することでシート材Ｓを搬送路に送り出し、シート材Ｓが分離ローラ２３により一枚ずつに分離され給紙される。その後、シート材Ｓは、レジストローラ対１７によって２次転写部１５へと搬送される。また、４色のトナー像が中間転写ベルト１２ｅ上に重ねて転写、担持され、２次転写部１５まで搬送される。２次転写部１５では、２次転写手段である２次転写ローラ１６に２次転写電圧が印加され、中間転写ベルト１２ｅ上のトナー像が搬送されてきたシート材Ｓ上に転写される（２次転写プロセス）。

２次転写後に、中間転写ベルト１２ｅ上に残ったトナーは、クリーニング装置２２によって除去され、画像形成装置１００内に配設されたトナー回収容器（不図示）へ搬送される。２次転写部１５から搬送されたシート材Ｓが、定着フィルム１４ａと加圧ローラ１４ｂに挟持搬送され、トナー像はシート材Ｓ上に加熱定着する。トナー像が定着したシート材Ｓは、その後、排出ローラ対２０により挟持搬送され、排出トレイ２１に排出される。複数枚のシート材Ｓが排出トレイ２１上に積載された状態でも、後続のシート材Ｓが排出される。排出トレイ２１に設けた傾斜面２１ａに倣い積載されたシート材Ｓも傾斜しているため、排出されたシート材Ｓが積載されているシート材Ｓを押し出すことなく、整列性を保った状態で排出トレイ２１上に積載される。

画像形成装置１００は、制御手段である制御部５００を備えている。制御部５００は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有しており、ＣＰＵがＲＡＭを一時的な作業領域として使用しながら、ＲＯＭに予め記憶された各種プログラムを実行することで、上述した各種プロセスが実施される。制御部５００は、後述する開閉カバーの開状態又は閉状態の判断も行う。

［開閉カバーの構成とトグル機構］
本実施例の画像形成装置１００の正面には、カバー部材である開閉カバー３０が配設されている。図２は、本実施例の開閉カバー３０の一例を示す図である。図２には上下方向、前後方向も示す。前後方向は、開閉カバー３０が設けられている側を前（正面）、その反対を後（背面）とする。さらに、図２には、上下方向及び前後方向に直交する方向である左右方向も示す。図２（ａ）は開閉カバー３０が閉位置の状態（閉状態）、図２（ｂ）は開閉カバー３０が開位置の状態（開状態）を示している。

本実施例では、ユーザが開閉カバー３０を開状態にする（以下、開放する、ともいう。）と、プロセスカートリッジ７にアクセスすることが可能となり、プロセスカートリッジ７の交換作業などを行うことができる。また、開位置における開閉カバー３０は、図３に示すように、交換作業を行う際にはプロセスカートリッジ７のトレイとなり、開閉カバー３０に設けられたガイド部３０ｃによって、着脱時にプロセスカートリッジ７は装置本体４０へとガイドされる。ここで、装置本体４０というとき、画像形成装置１００の筐体も含まれるものとする。画像形成装置１００の筐体には開口４０ｅが設けられており、プロセスカートリッジ７は開口４０ｅを介して着脱される。開閉カバー３０は閉状態となって開口４０ｅを閉塞し、開状態となって開口４０ｅを開放する。

まず、開閉カバー３０とトグル機構５０の構成について、図２～図５を参照し説明する。本実施例では、トグル機構５０は１組設けられている。開閉カバー３０は、主に、第１面であるトレイ３０ａ、ヒンジ部３０ｂ、ガイド部材であるガイド部３０ｃ、押下部３０ｄ、突き当て部５４ａ、から構成されている。

トグル機構５０は、主に、係合部５１、被係合部であるトグルレバー５２、付勢部材５３（図５参照）、から構成されている。係合部５１は、開閉カバー３０、より詳細には開閉カバー３０のトレイ３０ａに設けられ、トグルレバー５２、付勢部材５３は装置本体４０に設けられている。より詳細には、トグルレバー５２は、装置本体４０の面４０ｄ（第２面）に設けられている。

また、装置本体４０には、閉位置における開閉カバー３０の押下部３０ｄと対向する位置に押下式スイッチ４１が、突き当て部５４ａに対向する位置に突き当て部５４ｂが、各々設けてある。また、トグル機構５０は左右方向における中央に配置されているが、押下式スイッチ４１は左右方向においてトグル機構５０よりも離れた位置、図２では右側に配置されている。押下式スイッチ４１は押下部３０ｄに所定の力で押下されるとスイッチが切り替わり、開閉カバー３０が閉位置であることが検知される構成になっている。例えば、押下式スイッチ４１は次のように構成してよい。押下式スイッチ４１が押下部３０ｄにより押下された状態で、制御部５００にハイレベルの信号が出力され、押下式スイッチ４１が押下部３０ｄにより押下されていない状態で、制御部５００にローレベルの信号が出力される。その他、押下式スイッチ４１は、公知の構成とすることができる。

制御部５００は、押下式スイッチ４１が押下部３０ｄにより押下されているとき、開閉カバー３０が閉位置にある（閉状態である。）と判断する。一方、制御部５００は、押下式スイッチ４１が押下部３０ｄに押下されていないとき、開閉カバー３０が開位置にある（開状態である。）と判断する。押下式スイッチ４１は、開閉カバー３０の開状態又は閉状態を検知する検知手段として機能する。また、突き当て部５４ａは開閉カバー３０の左右方向における両端に設けてある。このため、装置本体４０の突き当て部５４ｂも左右方向における両端に設けられている。

図２に示すように、開閉カバー３０と装置本体４０とはヒンジ部３０ｂを介して連結されている。ヒンジ部３０ｂは図中一点鎖線で示す回転軸線（回動軸）を中心に、画像形成装置１００に対して開閉カバー３０を回動可能に支持しており、開閉カバー３０は開位置と閉位置とに遷移することで開閉可能となっている。

ガイド部３０ｃと係合部５１は、開閉カバー３０が閉位置のときに装置本体４０に面する側（第１面であるトレイ３０ａ）に設けてあり、係合部５１は、装置本体４０のトグルレバー５２と対向する位置に配置されている。ガイド部３０ｃは、隣接する２つのプロセスカートリッジ７の間を仕切るように配置してあり、開閉カバー３０が開位置の状態では、着脱されるプロセスカートリッジ７を装置本体４０へとガイドする。係合部５１は、プロセスカートリッジ７の着脱方向（前後方向）において、ガイド部３０ｃと同列に配置されている。例えば、図２（ｂ）では、係合部５１は、左右方向の中央に設けられ、左右方向において４つのプロセスカートリッジ７の中央に位置する。係合部５１は、４つのガイド部３０ｃのうち図２中左から２番目のガイド部３０ｃａの前後方向における仮想延長線Ｌｖ上（仮想線上）に設けられている。

（トグル機構５０）
図４（ｂ）に示すように、トグルレバー５２は回転軸である揺動軸５２ｃを中心に揺動可能に装置本体４０側に支持されている。トグルレバー５２は、揺動軸５２ｃから揺動軸５２ｃに直交する方向に延びる第１揺動部５２ｅと、第１揺動部５２ｅとは異なる方向に揺動軸５２ｃから揺動軸５２ｃに直交する方向に延びる第２揺動部５２ｆとを有している。第１揺動部５２ｅは、係合部５１の当接部５１ｂと当接する当接面５２ｂを有する。第２揺動部５２ｆは、係合部５１の突起部５１ａと接触する接触面５２ａを有する。

揺動軸５２ｃは、付勢部材５３による力が加わるときの支点となる。図５に示すように、付勢部材５３は弾性部材、例えば引張コイルバネであり、一方の端部５３ａは装置本体４０の係止部４０ａに、他方の端部５３ｂはトグルレバー５２の係止部５２ｄに取り付けられている。トグルレバー５２の係止部５２ｄは、付勢部材５３による力が加わるときの力点となる。また、係合部５１は、傾斜部５１ｃも有している。

（中立点（第３姿勢））
付勢部材５３は、トグルレバー５２の揺動に伴い姿勢が変化するため、トグルレバー５２に作用させる付勢力の方向も変化する。付勢部材５３の付勢力がトグルレバー５２の揺動軸５２ｃ中心に向かう方向に作用しているときは、付勢部材５３による付勢力がトグルレバー５２の回転力に変換されないため、中立点の状態となる（図５（ａ）参照）。このときのトグルレバー５２の姿勢は第３姿勢である。第３姿勢は、付勢部材５３による力Ｆ１によって、所定の回転方向（後述する矢印Ｒ１方向）にも逆の回転方向（後述する矢印Ｒ２方向）にもトグルレバー５２が回転しない姿勢である。

図５（ａ）に、付勢部材５３による力Ｆ１（付勢力）も示す。図５（ａ）に示す中立点において、力Ｆ１は、力点と支点とを結ぶ方向に働いており、力点と支点とを結ぶ方向に直交する方向の成分はない。なお、図５の付勢部材５３に示す一点鎖線は、付勢部材５３に働く力（付勢力）の方向を示している。また、図５に示す力Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は実際に働く力の大きさを示すものではなく、模式的に表現したものである。

（第１姿勢（ロック側））
開閉カバー３０が閉じる際は、図５（ａ）に示す中立点の状態にあるトグルレバー５２の接触面５２ａに係合部５１の突起部５１ａが接触する。そうすると、付勢部材５３の付勢力によってトグルレバー５２は開閉カバー３０が閉じる方向（図５（ａ）中、矢印Ｒ１（所定の回転方向））に回転し、トグルレバー５２の当接面５２ｂが係合部５１の当接部５１ｂに当接する（図５（ｂ）参照）。

トグルレバー５２の回転方向（矢印Ｒ１）に作用する力によって開閉カバー３０は閉じる側（図５（ａ）の矢印Ｍ１）に引き込まれ、突き当て部５４ａが突き当て部５４ｂと突き当たることで、最終的に開閉カバー３０はロックされる。なお、突き当て部５４ａと突き当て部５４ｂとが突き当たった状態で、押下式スイッチ４１は押下部３０ｄにより押下され、制御部５００は開閉カバー３０が閉じた（閉状態となった）ことを判断できるものとする。トグルレバー５２が図５（ａ）の状態から図５（ｂ）の状態まで移動する領域が第１領域であり、図５（ｂ）のトグルレバー５２の姿勢が第１姿勢である。開閉カバー３０が開状態から閉状態となるとき、トグルレバー５２は、第３姿勢から第１姿勢に遷移し、このときにトグルレバー５２が移動する領域が第１領域である。

また、図５（ｂ）に、付勢部材５３による力Ｆ２（第１付勢力）も示す。図５（ｂ）に示すトグルレバー５２の第１姿勢において、力Ｆ２は、力点と支点とを結ぶ方向の成分と、力点と支点とを結ぶ方向に直交する方向の成分とに分解できる（破線矢印）。トグルレバー５２は、力点と支点とを結ぶ方向に直交する方向の成分によって、図中、反時計回り方向に回転力を与えられているが、係合部５１によって回転が阻止されている。係合部５１は、ストッパとして機能している。

（第２姿勢（アンロック側））
開閉カバー３０が開く際（図５（ｂ）の矢印Ｍ２）は、係合部５１の当接部５１ｂがトグルレバー５２の当接面５２ｂに作用し、トグルレバー５２は開閉カバー３０が開く方向に回転する（矢印Ｒ２（所定の回転方向とは逆の回転方向））。図５（ｂ）の状態から図５（ａ）の状態となり、さらに開閉カバー３０が矢印Ｍ２の方向に移動すると、係合部５１の傾斜部５１ｃがトグルレバー５２の当接面５２ｂに接触する。傾斜部５１ｃは、係合部５１が矢印Ｍ２の方向に移動すると当接面５２ｂを上に押し上げていくように傾斜しており、トグルレバー５２は中立点の状態を超えることができる。中立点の状態を超えてトグルレバー５２が回転する間、係合部５１の突起部５１ａはトグルレバー５２の接触面５２ａによって矢印Ｍ２の方向に押されるため、開閉カバー３０が閉状態に戻ることはない。やがて、突起部５１ａが接触面５２ａから離れると係合部５１とトグルレバー５２との係合は解除される。このように、トグルレバー５２は、中立点を超えてアンロック側に切り替わり（図５（ｃ）参照）、開閉カバー３０が閉状態に戻らないよう、開位置へ操作することが可能になる。

開閉カバー３０の移動により、突き当て部５４ａと突き当て部５４ｂとが突き当たった状態も解除され、押下式スイッチ４１の押下部３０ｄによる押下状態も解除される。これにより、制御部５００は、開閉カバー３０が閉状態ではなくなったことを判断できる。トグルレバー５２が図５（ａ）の状態から図５（ｃ）の状態まで移動できる領域が第２領域であり、図５（ｃ）のトグルレバー５２の姿勢が第２姿勢である。開閉カバー３０が閉状態から開状態となるとき、トグルレバー５２は、第１姿勢から第３姿勢を経て第２姿勢に遷移し、このときにトグルレバー５２が第３姿勢から第２姿勢に移動する領域が第２領域である。トグルレバー５２は、付勢部材５３による第１付勢力により付勢される第１領域と、付勢部材５３による第２付勢力により付勢される第２領域と、を移動可能であり、開閉カバー３０が閉状態から開状態になる動作に連動して第１領域から第２領域に移動する。

また、図５（ｃ）に、付勢部材５３による力Ｆ３（第２付勢力）も示す。図５（ｃ）に示すトグルレバー５２の第２姿勢において、力Ｆ３は、力点と支点とを結ぶ方向の成分と、力点と支点とを結ぶ方向に直交する方向の成分とに分解できる（破線矢印）。トグルレバー５２は、力点と支点とを結ぶ方向に直交する方向の成分によって、図中、時計回り方向に回転力を与えられている。しかし、例えば、トグルレバー５２が装置本体４０の部分４０ｂや部分４０ｃに当接することで回転が阻止されてもよい。装置本体４０は、ストッパとして機能してよい。また、トグルレバー５２が、第２姿勢から図５（ａ）の中立点の姿勢に戻り、静止して待機するようにトグルレバー５２及び付勢部材５３を構成してもよい。

［トグル機構の動作］
次に、開閉カバー３０とトグル機構５０の動作について、ユーザがプロセスカートリッジ７を交換する場合の操作の流れに沿って、図３～図５を参照し説明する。ユーザが開閉カバー３０を開く側に操作すると、トグルレバー５２がアンロック側に回転し、開閉カバー３０が開放される。開閉カバー３０が開位置まで開き、装置本体４０からプロセスカートリッジ７を取り出すことが可能となる。このとき、押下式スイッチ４１が押下部３０ｄにより押下されていないため、制御部５００は開閉カバー３０が閉位置でないと判断し、開閉カバー３０が開いていることを認識する。

プロセスカートリッジ７を装置本体４０へと挿入する際は、トレイ３０ａ上にプロセスカートリッジ７を載せ、装置本体４０へと押し込む。ユーザがプロセスカートリッジ７を押し込む際、プロセスカートリッジ７はガイド部３０ｃにガイドされるため、装置本体４０の所望の位置へ挿入し易い構成となっている。係合部５１は、トレイ３０ａ上に突出しているが、ガイド部３０ｃと同列（仮想延長線Ｌｖ上）に配置してある。このため、ユーザがプロセスカートリッジ７を挿入する際の障害にはならず、より挿入方向の手前からプロセスカートリッジ７をガイドすることが可能となる。そのため、プロセスカートリッジ７は着脱方向に沿った姿勢となり、装置本体４０の所望の位置へ挿入することができ、ユーザ操作を補助する構成となっている。

ユーザが開閉カバー３０を閉じる側に操作すると、やがて係合部５１の突起部５１ａがトグルレバー５２の接触面５２ａと接触し、トグルレバー５２がロック側に回転し、開閉カバー３０は所定の位置でロックされる。このとき、押下部３０ｄが押下式スイッチ４１を押下しスイッチは切り替わり、制御部５００は開閉カバー３０が閉位置であることを認識する。

ここで、押下式スイッチ４１の反力が開閉カバー３０に作用しても、トグル機構５０は１対（１組）であり開閉カバー３０が片締りとなることはないため、ユーザ操作で確実に閉位置となり、不具合が生じる懸念がない。本実施例においては、図３に示すように、開閉カバー３０の回動中心であるヒンジ部３０ｂに対して、トグル機構５０はＬ１の距離に、押下式スイッチ４１はＬ２の距離に、それぞれ配置してある。ここで、距離Ｌ１は距離Ｌ２よりも大きい（Ｌ１＞Ｌ２）。

回動中心（ヒンジ部３０ｂの回転軸）からのモーメントを考えた場合、Ｌ１＞Ｌ２の配置となっていることから、押下式スイッチ４１から開閉カバー３０が開く側に反力を受けても、確実にトグル機構５０で引き込むことが可能である。このため、所定のロック位置で開閉カバー３０をロックすることができる。

また、トグル機構５０が１対であるため、特に開閉カバー３０を閉じる操作をする際に生じるクリック感が１回のみとなるため、ユーザの操作感の向上に繋がる。
また、係合部５１はガイド部３０ｃとプロセスカートリッジ７の着脱方向で同列に配置してあるため、着脱されるプロセスカートリッジ７をより手前からガイドし、位置を規制することができる。
したがって、ユーザが所望の操作を確実に、かつ容易に行うことができる構成であるため、ユーザビリティの向上に繋がる画像形成装置を提供することが可能となる。

以上、本実施例によれば、ユーザビリティを向上させつつ、ユーザによる操作後の画像形成装置の動作を保障することができる。

なお、上述した実施例では、開閉カバー３０は、プロセスカートリッジ７の着脱を行うために設けられたカバーであるが、これに限定されない。例えば、本発明のトグル機構が用いられるカバーは、他の目的のために設けられてよい。例えば、カバーは、搬送路上で紙詰まりとなったシート材Ｓをユーザが取り出すために設けられていてもよいし、サービスマンが他の部材、例えば基板の交換等に用いるために設けられてもよい。
また、上述した実施例では、着脱可能な部材として、現像手段と像担持体とを一体的にカートリッジ化したプロセスカートリッジを用いて説明したが、これに限定されず、例えば、トナーを収容したトナーカートリッジであってもよい。すなわち、プロセスカートリッジやトナーカートリッジ等、カートリッジ化されて画像形成装置１００本体に着脱可能であるものであればよい。
また、押下式スイッチ４１は、ヒンジ部３０ｂからの上下方向における距離についてＬ１＞Ｌ２という関係を維持していればよく、左右方向において図２（ｂ）の位置に限定されない。
また、図２において、突き当て部５４ｂは、左右方向において装置本体４０の両端部に近い位置に設けられているが、これに限定されない。突き当て部５４ｂは、トグルレバー５２の両側に設けられていればよい。また、突き当て部５４ｂは、上下方向において、トグルレバー５２と略同じ高さに設けられているが、これに限定されず、トグルレバー５２よりも上又は下であってもよい。開閉カバー３０に設けられる突き当て部５４ａは、装置本体４０に設けられる突き当て部５４ｂにあわせて設けられてよい。
さらに、付勢部材は、弾性部材であればよく、引張コイルバネに限定されず、例えば板バネ等他のバネや他の弾性部材であってもよい。

３０ 開閉カバー
４０ 装置本体
５１ 係合部
５２ トグルレバー
５３ 付勢部材

Claims (11)

1. 筐体と、前記筐体に設けられた開口と、を備える画像形成装置であって、
   前記開口を閉塞する閉状態、又は、前記開口を開放する開状態になることが可能なカバー部材と、
   前記閉状態で前記カバー部材における前記開口を閉塞する側の面である第１面に設けられた係合部と、
   前記閉状態で前記筐体における前記カバー部材の前記第１面に対向する側の面である第２面に設けられ、前記閉状態で前記係合部と係合する被係合部と、
   前記被係合部に力を加える付勢部材と、
   を備え、
   前記係合部及び前記被係合部は、１組設けられており、
   前記被係合部は、
   前記付勢部材による第１付勢力により付勢される第１領域と、前記付勢部材による第２付勢力により付勢される第２領域と、を移動可能であり、
   前記第１領域において前記係合部と係合し、前記カバー部材の前記閉状態が維持されるように前記付勢部材によって付勢され、
   前記カバー部材が前記閉状態から前記開状態になる動作に連動して前記第１領域から前記第２領域に移動し、前記係合部との係合が解除されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記被係合部は、回転軸と、前記回転軸から前記回転軸に直交する方向に延びる第１揺動部と、前記第１揺動部とは異なる方向であって前記回転軸から前記回転軸に直交する方向に延びる第２揺動部と、を有し、
   前記第１揺動部は、当接面を有し、
   前記第２揺動部は、接触面を有し、
   前記係合部は、前記カバー部材が前記開状態から前記閉状態へ移動している間に前記接触面と接触する突起部と、前記被係合部と係合している状態で前記当接面に当接する当接部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記付勢部材は、
   前記係合部が前記被係合部と係合している状態で前記第１付勢力により所定の回転方向に前記被係合部を回転させる力を前記被係合部に加え、
   前記カバー部材が前記閉状態から前記開状態へ移動している間に前記第２付勢力により前記所定の回転方向とは逆の回転方向に前記被係合部を回転させる力を前記被係合部に加えることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記被係合部は、前記付勢部材による前記力によって、前記所定の回転方向にも前記逆の回転方向にも回転しない姿勢をとることが可能であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第２面に設けられ、前記カバー部材が前記閉状態となったことを検知する検知手段を備え、
   前記カバー部材は、前記筐体に対して前記閉状態から回動して前記開状態となるように、回動軸の回りに回動可能に取り付けられており、
   前記回動軸から上下方向における前記被係合部までの距離は、前記回動軸から前記上下方向における前記検知手段までの距離よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記被係合部は、前記回動軸の方向において、前記筐体の前記第２面の中央に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記回動軸の方向において、前記被係合部の両側に突き当て部を備えることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記開口を介して前記筐体に着脱可能であり、記録材に画像形成を行うためのカートリッジを備え、
   前記カバー部材は、前記第１面に設けられ、前記カートリッジの着脱時に前記カートリッジの移動をガイドするガイド部材であって、前記カートリッジが着脱される着脱方向に延びる前記ガイド部材を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
9. 複数の前記ガイド部材を有し、
   前記係合部は、複数の前記ガイド部材のうちの１つのガイド部材の前記着脱方向に沿って延長した仮想線上に設けられることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記付勢部材は、引張コイルバネであることを特徴とする請求項１から請求項９のうちのいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 筐体と、前記筐体に設けられた開口と、を備える画像形成装置であって、
    前記開口を閉塞する閉状態、又は、前記開口を開放する開状態になることが可能なカバー部材と、
    前記閉状態で前記カバー部材における前記開口を閉塞する側の面である第１面に設けられた係合部と、
    前記閉状態で前記筐体における前記カバー部材の前記第１面に対向する側の面である第２面に設けられ、前記閉状態で前記係合部と係合する被係合部と、
    前記被係合部に力を加える付勢部材と、
    前記開口を介して前記筐体に着脱可能であり、記録材に画像形成を行うためのカートリッジと、
    を備え、
    前記係合部及び前記被係合部は、１組設けられており、
    前記被係合部は、前記付勢部材による第１付勢力により付勢される第１領域と、前記付勢部材による第２付勢力により付勢される第２領域と、を移動可能であり、前記第１領域において前記係合部と係合し、前記カバー部材の前記閉状態が維持されるように前記付勢部材によって付勢され、前記カバー部材が前記閉状態から前記開状態になる動作に連動して前記第１領域から前記第２領域に移動し、前記係合部との係合が解除され、
    前記カバー部材は、前記第１面に設けられ、前記カートリッジの着脱時に前記カートリッジの移動をガイドするガイド部材であって、前記カートリッジが着脱される着脱方向に延びる前記ガイド部材を有し、
    前記係合部は、前記ガイド部材の前記着脱方向に沿って延長した仮想線上に設けられることを特徴とする画像形成装置。

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