JP4672570B2 - 開閉装置、画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、開閉体が円滑に開閉できるようにした開閉装置と、この開閉装置を備えた画像読取装置及び画像形成装置とに関する。

従来、例えば、シートに画像を形成するスキャナ、ファクシミリ、複写機、及びこれらの複合機等の画像形成装置は、上部に原稿を読み取る画像読取装置を備えている。そして、画像読取装置は、上部の原稿積載面に積載された原稿を読取部で読み取るようになっている。読取部は、原稿に光を照射し、その反射光で原稿を読み取るようになっている。しかし、読取部の光の内、原稿に当たらない光は、そのまま外部に漏れて、周囲に煩わしさを与えることになる。このため、光が外部に漏れないように、原稿を覆う蓋が、画像読取装置の上部に原稿積載面を開閉するように設けられている。また、蓋と兼用されて、原稿積載面に原稿を送り込む自動原稿給送装置（ＡＤＦ：Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）が、画像読取装置の上部に原稿積載面を開閉するように設けられている場合もある。

これら蓋やＡＤＦ等の開閉体は、蝶番と同様な機能を備えた開閉装置によって、画像読取装置の基体に開閉自在に設けられている。しかし、開閉体、特にＡＤＦは、読取部を閉じるとき、自重によって、急激に閉まることがある。開閉体が急激に閉まると、衝撃音が発生したり、開閉体が損傷を受けたり、ユーザの指や手が基体と開閉体とに挟まれたりするなどの問題が生じる。

このため、従来の開閉装置は、開閉体の閉動作時に、開閉体に制動を加えて、開閉体が急激に閉まらないようにして、上記問題を回避していた（特許文献１参照）。

従来の開閉装置を図１１に示す。開閉装置１００は、軸１０６を有して基体１１０に設けられたケース１０４と、開閉体１０１を有して軸１０６を中心に開閉体１０１と一体に回転する突起１０２と、ケース１０４内に移動可能に設けられて突起１０２に押し付けられるスライダ１０３とを備えている。ケース１０４に収納された圧縮コイルばね１０５は、スライダ１０３の上部に形成されて傾斜したカム面１０７を突起１０２に圧接する役目をしている。

開閉装置１００は、開閉体１０１が自重により、閉方向（矢印Ｘ方向）へ傾くとき、突起１０２とスライダ１０３のカム面１０７との接触摩擦力により、開閉体１０１の閉じ回動に制動を加えて、開閉体が急に閉まらないようにしている。

特開２００１−９８８３９号公報

ところで、従来の開閉装置１００は、開閉体１０１を矢印Ｘ方向に回転させて閉じるとき、突起１０２がカム面１０７を押して、スライダ１０３を圧縮コイルばね１０５に抗して押し下げるようになっている。カム面１０７が傾斜しているため、突起１０２がカム面１０７を押す力は、スライダ１０３の移動方向の分力Ｆ１と、スライダ１０３をケース１０４に押す方向の分力Ｆ２とに分散される。これによって、スライダ１０３は、ケース１０４の内周面１０４ａにスライダ１０３の外周面１０３ａが受け止められ、傾きを防止されて移動することができる。

ところが、スライダ１０３は、スライダ１０３の外周面１０３ａがケース１０４の内周面１０４ａに圧接されて移動するため、摺動摩擦が生じたり、上部に分力Ｆ２が加わって、傾き、ケース１０４に偏当たりしたりして、円滑に移動できないことがある。

このため、従来の開閉装置１００は、開閉体を円滑に開閉させることができなかった。特に、開閉体１０１が例えばＡＤＦのように比較的重量がある開閉体の場合、上記摺動摩擦や偏当たり力が大きくなり、開閉体１０１を円滑に開閉させることができなかった。

また、従来の開閉装置によって、原稿積載面を開閉する開閉体を基体に支持した画像読取装置は、開閉体を円滑に開閉することができないので、開閉体が原稿積載面を閉じたとき、原稿積載面に置いてある原稿の位置をずらすことがあった。このため、従来の画像読取装置は、原稿を斜めにして読み取ることがあった。

さらに、原稿を斜めにして読み取る画像読取装置を備えた画像形成装置は、シートに原稿を斜めに複写することになり、ユーザは、再度、画像読取装置に画像読取動作をさせて、原稿を複写し直さなければならなかった。

本発明は、開閉体の開閉動作を円滑に行えるようにした開閉装置を提供することにある。

本発明は、開閉体の開閉動作を円滑に行える開閉装置を備えて、開閉体を閉めたとき、原稿をずらすことなく読み取ることのできる画像読取装置を提供することにある。

本発明は、原稿をずらすことなく読み取ることのできる画像読取装置を備えて、原稿を複写し直す必要のない画像形成装置を提供することにある。

本発明の開閉装置は、基体に対して開閉体を開閉可能に支持するようになっており、前記基体に設けられるケースと、前記ケースに対して、前記開閉体と一体に回転可能なカムと、前記カムの下部に配置されるとともに、前記カムに接触し前記カムの回転に追従することによって前記ケース内を上下方向に移動可能に構成されたスライダと、前記スライダを前記カムに圧接させる弾性体と、両端部に平坦面を有し前記両端部の間に位置する中間部に平坦部を有さない丸軸により構成され、前記スライダに一体に設けられたピンと、を備え、前記スライダは、前記両端部の前記平坦面が前記ケースに設けられた長孔に沿って移動することにより前記ケース内を移動可能に構成され、前記長孔の上端には、前記ピンの前記中間部が貫通する貫通部が形成され、前記貫通部の下部における前記長孔の幅は、前記ピンの前記平坦面が形成された部分を受け入れる幅に設定されるとともに、前記ピンの前記中間部の直径よりも狭く設定され、前記ピンは、前記貫通部の下部において、前記カムの回転に追従して前記上下方向に移動する、ことを特徴としている。

本発明の画像読取装置は、基体の原稿積載面に積載された原稿を読み取る画像読取手段と、前記開閉装置によって前記基体に開閉可能に連結されて前記原稿積載面を開閉する開閉体と、を備え、前記開閉装置が、上記記載の開閉装置であることを特徴としている。

本発明の画像形成装置は、原稿を読み取る画像読取装置と、前記画像読取装置の画像読取情報に基づいてシートに画像を形成する画像形成手段と、を備え、前記画像読取装置が上記記載の画像読取装置である、ことを特徴としている。

本発明の開閉装置における、スライダは、スライダとケースとの一方に設けたピンと、他方に設けた長孔との係合によって、ケース内を移動できるようになっている。このため、スライダは、ケースに対してピンと長孔とを介して接触していることになり、ケースに対する接触部分が従来よりも少なくなり、ケースに対して円滑に移動することができる。よって、本発明の開閉装置は、開閉体の開閉動作を円滑に行わせることができる。

本発明の画像読取装置は、開閉体の開閉動作を円滑に行わせることのできる開閉装置を備えているので、開閉体を閉めたとき、原稿をずらすことがなく、読み取ることができる。

本発明の画像形成装置は、原稿をずらすことなく読み取ることのできる画像読取装置を備えているので、原稿を複写し直す必要が無くなる。

以下、本発明の実施形態の開閉装置、画像読取装置、及び画像形成装置を図に基づいて説明する。本実施形態に記載されている構成部品の形状、寸法、材質、その相対配置等は、本発明において特定的な記載が無い限りは、本発明を限定するものではない。

（画像形成装置）
図１は、本発明実施形態の画像読取装置である例えば複写機の側面図である。図２は、自動原稿給送装置を開いたときの複写機の側面図である。図１０は、図１の複写機を右側から見た図であり、複写機のシート搬送方向に沿った断面図である。

なお、画像読取装置には、複写機、スキャナ、ファクシミリ及びこれらの複合機等があり、本発明は、複写機に限定されるものではない。

複写機２００は、装置本体２００Ａの上部に画像読取装置２を備えている。画像読取装置２の上部には、開閉装置である例えばヒンジ３によって、開閉体である例えば自動原稿給送装置（以下、「ＡＤＦ」と言う）１が着脱、かつ開閉自在に設けられている。なお、ＡＤＦ１の代わりに、不図示の開閉蓋を設けてもよい。したがって、開閉体は、ＡＤＦ１に限定されるものではない。

画像読取装置２は、ＡＤＦ１から送り込まれてきた原稿Ｄを読み取るようになっている。また、画像読取装置２は、ＡＤＦ１を開いて画像読取装置の上部に載置された原稿を読み取ることもできるようになっている。

画像読取装置２によって読み取られた画像情報は、画像形成部である例えば感光ドラム２０１にトナー像として形成される。トナー像は、カセット２０２から送り出されてきたシートＰに転写器２０３によって転写されて、そのシートＰが定着器２０４に搬送されて加圧加熱されることによってシートＰに定着される。すなわち、画像読取装置２で読み取った画像がシートに複写されたことになる。

画像が複写されたシートは、排出トレイ２０５に排出される。シートの両面に画像を形成する場合、シートは、反転路２０６に送り込まれてスイッチバック搬送によって、裏返しにされ、再度、感光ドラム２０１に送り込まれる。そして、シートは、裏面にも画像が形成され、再度定着器２０４を経て、排出トレイ２０５に排出される。

ヒンジ３は、ＡＤＦ１を、画像読取装置２の基体である例えばフレーム２ａに対して矢印Ａ方向に開閉回動自在に接続している。ヒンジ３は、複写機２００の奥側に、図１０において、左右２箇所に設けられている。ヒンジ３は、ＡＤＦ１にビス等により接続され、フレーム２ａの挿入孔２ｂに差し込まれて画像読取装置２に取り付けられている。

図３乃至図６は、ＡＤＦが全閉状態から全開状態に開かれるときのカム４とスライダ７の動作説明用の図である。図３（ａ）、図４（ａ）、図５（ａ）及び図６（ａ）は、ヒンジの断面図である。図３（ｂ）、図４（ｂ）、図５（ｂ）及び図６（ｂ）は、外観図である。

ヒンジ３は、カム４とケースである例えば本体ケース６とが支軸５で連結された構成になっている。支軸５は、本体ケース６に設けられている。本体ケース６には、スライダ軸８を有するスライダ７と、弾性体である例えば圧縮コイルばね９とが収納されている。本体ケース６には、スライダ７が本体ケース６内を上下方向に直線往復移動できるようにスライダ軸８を案内する長孔１０が形成されている。

ＡＤＦ１を全閉状態から全開状態に矢印Ｂ，Ｃ，Ｄ方向に開いていくと、カム４が支軸５を中心にして同方向に回転する。圧縮コイルばね９は、スライダ７を押し上げて、スライダ７の摺動面１７をカム４の摺動面１４に常時圧接させている。スライダ７の摺動面１７は、カム４が矢印Ｂ，Ｃ，Ｄ方向に回転するのに従って、カム４の摺動面１４と支軸５との距離が段々と短くなるカム面１４ａ、１４ｂ、１４ｃに順次接触し、最後、カム面１４ｃよりやや距離の長いカム面１４ｄに接触する。このため、スライダ７がカム４の摺動面１４の形状変化に追従して圧縮コイルばね９に押し上げられる。スライダ７が押し上げられる力は、カム４にＡＤＦ１を開く方向のモーメントとして作用する。したがって、ヒンジ３は、重量のあるＡＤＦ１であっても、ユーザが小さい開き操作力で、ＡＤＦ１を楽に開くことができる。なお、図５に示すように、スライダ７の摺動面１７がカム４のカム面１４ｃに接触したとき、ＡＤＦ１の開動作を停止させると、ヒンジ３は、ＡＤＦ１を約６０度開いた状態に保持することができる。

ＡＤＦ１は、全開状態になると、行き過ぎて反対方向に倒れないように、カム４に形成されているカムストッパ１５が、本体ケース６に形成されている本体ストッパ１８に当接して回転を規制される。

逆に、開閉体１を全開状態から全閉状態に閉じていくと、カム４とスライダ７は、上記とは逆に図６、図５、図４、図３の順に作動する。この間、カム４は、スライダ７を圧縮コイルばね９に抗して押し下げて、圧縮コイルばね９の反力を受ける。この反力は、カム４にＡＤＦ１を開く方向のモーメントとして作用して、ＡＤＦ１の自重、あるいはユーザの閉じ操作力に抗する力となる。したがって、ヒンジ３は、重量のあるＡＤＦ１であっても、ＡＤＦ１の閉動作に制動を加えて、ＡＤＦ１が落下回転して急に閉まることを防いでいる。

スライダ７がカム４に当接する円弧部である例えばスライダ摺動面１７は、スライダ軸８を中心にした円弧状に形成されている。このように、スライダ摺動面１７が円弧状に形成されていることによって、カム４がスライダ摺動面１７を摺動回転したとき、カム４の回転力がスライダ摺動面１７に対して接線方向に加わることになる。

一方、スライダ摺動面１７の内側には、スライダ軸８が貫通する貫通孔７ａが形成されている。このため、スライダ７が圧縮コイルばね９の弾力を受ける部分と、スライダ７がカム４に接触するスライダ摺動面１７とが、ピンである例えばスライダ軸８の近傍に集中している。

このため、上記接線方向の力がスライダ軸８に受け止められて、スライダ７がカム４の回転によって傾くことがほとんどない。また、スライダ７は、スライダ軸８の近傍で圧縮コイルばね９の弾力を受けているので、圧縮コイルばね９によって回転モーメントを殆ど受けることがなく、傾くことがほとんどない。

このような理由によって、本実施形態のヒンジ３は、スライダ７の上下動作がリニアに行えて、スライダ７の傾きによらずカム４への当接角を一定に保つことができ、安定したヒンジトルクを発生させることができる。結果的にヒンジ３は、ＡＤＦ１の開閉動作を円滑に行うことができる。

図７は、スライダ軸８の図である。スライダ軸８は、両端部に互いに平行な平坦面である例えば摺動面８ａが形成されている。スライダ軸８の中間部８ｂは、丸軸のままである。摺動面８ａの軸方向長さは、本体ケース６の厚みより多少長く設定されている。図３（ｂ）に示すように、長孔１０の平行部１０ａの幅Ｗは、摺動面８ａ同士の間隔Ｌより多少広く形成されている。長孔１０の上端には、スライダ軸８の中間部８ｂが貫通する貫通部１０ｂが形成されている。

スライダ軸８を本体ケース６に組み込むとき、スライダ７の貫通孔７ａと、長孔１０の貫通部１０ｂとを一致させた状態で、スライダ軸８を貫通部１０ｂと貫通孔７ａに挿入する。そして、スライダ軸８を、摺動面８ａが長孔１０の平行部１０ａに進入できるようにする。最後、摺動面８ａを平行部１０ａに進入させることによって、スライダ軸８が本体ケース６に組み込まれたことになる。このとき、スライダ軸８は、摺動面８ａと中間部８ｂとの段差によって本体ケース６から抜け止めされている。

スライダ軸８に摺動面８ａを形成して、摺動面８ａが長孔１０の平行部１０ａに進入させてあるのは、スライダ７がスライダ軸８と長孔１０と案内によって移動できるようにして、スライダ７の外周７ｂが本体ケース６の内周６ａとの接触圧を下げるためである。これにより、スライダ７は、本体ケース６に対して円滑に移動することができる。

図８、図９は、ヒンジ３をＡＤＦ１に取り付ける取付け部を示す図である。図８において、ヒンジ３は、ＡＤＦ１に設けた不図示の長円形状の位置決め突部に位置決め長孔１１を嵌合させて、ビスを貫通孔１３に通してＡＤＦ１にねじ込むことによって、ＡＤＦ１に位置決めされて取り付けられる。

図９において、ヒンジ３は、位置決め長孔１１と、貫通孔１３を貫通するビスとによってＡＤＦに位置決め固定されているが、これに加えて、ヒンジ補助固定部１９にＡＤＦ１の突片１ａを係合させてある。これによって、カム４がＡＤＦ１に簡易的に固定されて、ヒンジ３は、ＡＤＦ１と一体化される割合を高くして、より一層、全体の強度を向上させることができる。

なお、以上説明した構成は、スライダ７にスライダ軸８が設けられ本体ケース６に長孔１０が形成されているが、スライダ７に長孔１０を形成し、本体ケース６に軸を設けてもよい。この場合においても、本体ケース６に対するスライダ７の摺動抵抗が少なくなり、スライダ７が円滑に移動することができ、ヒンジは、ＡＤＦ１の開閉を円滑に行えるようにすることができる。

したがって、以上説明したヒンジ３の構造は次のようになっている。スライダ軸８は、スライダ７に形成された貫通孔７ａと、本体ケース６に形成された垂直方向の長孔１０とを貫通して、本体ケース６を上下動できるようになっている。スライダ軸８の軸心は、カム４に接触するスライダ摺動面１７の円弧の中心と一致している。スライダ軸８の両端部は、互いに平行な摺動面８ａが形成されている。

本実施形態のヒンジ３は、以上の構造により、従来と異なってスライダ１０３（図１１参照）の傾斜したカム面１０７を使用することなく、スライダ７の上下動作がリニアに行えて、カム４へのスライダ７の当接角をほぼ一定に保つことができる。

したがって、ヒンジ３は、安定したヒンジトルクを発生させることができ、比較的重量のあるＡＤＦの開閉動作であっても、開閉動作を円滑に行わせることができる。

また、スライダ７の円弧状の摺動面１７の中心に、両端部を互いに平行な摺動面にした軸を設けたことで、スライダ７とカム４との接触面圧を下げることができて、カム４が支軸５を介して本体ケース６に加える負荷を少なくすることができる。

よって、本発明の開閉装置は、簡単、かつ安価な構造で、円滑な開閉動作を保ちつつ、開閉体のの急激な落下回転を防止することができる。

本発明実施形態の画像読取装置である例えば複写機の側面図である。 自動原稿給送装置を開いたときの複写機の側面図である。 開閉体が閉じられたときのヒンジの状態図である。（ａ）は断面図である。（ｂ）は、外観図である。 開閉体を図３の状態からやや開いたときのヒンジの状態図である。（ａ）は断面図である。（ｂ）は、外観図である。 開閉体を約６０度開いたときのヒンジの状態図である。（ａ）は断面図である。（ｂ）は、外観図である。 開閉体を全開したときのヒンジの状態図である。（ａ）は断面図である。（ｂ）は、外観図である。 スライダ軸の図である。 ヒンジを開閉体に取り付ける取付部を示す図である。（ａ）は、図１のヒンジを左側から見た図である。（ｂ）は、（ａ）を上方から見た図である。 ヒンジを開閉体に取り付ける取付部を示す図である。 図１の複写機を右側から見た図であり、複写機のシート搬送方向に沿った断面図である。 従来の開閉装置の断面図である。

符号の説明

１ 自動原稿給送装置（ＡＤＦ）（開閉体）
１ａ 突片
２ 画像読取装置
２ａ フレーム（基体）
２ｂ 挿入孔
３ ヒンジ（開閉装置）
４ カム
５ 支軸
６ 本体ケース（ケース）
６ａ 本体ケースの内周
７ スライダ
７ａ 貫通孔
７ｂ スライダの外周
８ スライダ軸（ピン）
８ａ スライダ軸の摺動面（平坦面）
８ｂ 中間部
９ 圧縮コイルばね（弾性体）
１０ 長孔
１０ａ 平行部
１０ｂ 貫通部
１４ カムの摺動面
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ カム面
１７ スライダ摺動面（円弧部）
２００ 複写機（画像形成装置）
２００Ａ 装置本体
２０１ 感光ドラム（画像形成部）

Claims (4)

1. 基体に対して開閉体を開閉可能に支持する開閉装置において、
   前記基体に設けられるケースと、
   前記ケースに対して、前記開閉体と一体に回転可能なカムと、
   前記カムの下部に配置されるとともに、前記カムに接触し前記カムの回転に追従することによって前記ケース内を上下方向に移動可能に構成されたスライダと、
   前記スライダを前記カムに圧接させる弾性体と、
   両端部に平坦面を有し前記両端部の間に位置する中間部に平坦部を有さない丸軸により構成され、前記スライダに一体に設けられたピンと、を備え、
   前記スライダは、前記両端部の前記平坦面が前記ケースに設けられた長孔に沿って移動することにより前記ケース内を移動可能に構成され、
   前記長孔の上端には、前記ピンの前記中間部が貫通する貫通部が形成され、
   前記貫通部の下部における前記長孔の幅は、前記ピンの前記平坦面が形成された部分を受け入れる幅に設定されるとともに、前記ピンの前記中間部の直径よりも狭く設定され、
   前記ピンは、前記貫通部の下部において、前記カムの回転に追従して前記上下方向に移動する、
   ことを特徴とする開閉装置。
2. 前記スライダの前記カムに接触する部分に円弧部が形成されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の開閉装置。
3. 基体の原稿積載面に積載された原稿を読み取る画像読取手段と、
   前記開閉装置によって前記基体に開閉可能に連結されて前記原稿積載面を開閉する開閉体と、を備え、
   前記開閉装置が、請求項１または２記載の開閉装置であることを特徴とする画像読取装置。
4. 原稿を読み取る画像読取装置と、
   前記画像読取装置の画像読取情報に基づいてシートに画像を形成する画像形成部と、を備え、
   前記画像読取装置が請求項３に記載の画像読取装置である、
   ことを特徴とする画像形成装置。
   

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